Zwei Rollen Polypropylen-Spinnvliesstoff mit 25 g/m² bestehen jede Sichtprüfung und verhalten sich in der Verarbeitungslinie dennoch wie unterschiedliche Materialien. Man speist sich problemlos in einen Betrieb für Hygieneprodukte ein; Beim anderen wird die Luftdurchlässigkeitsgrenze des Kunden überschritten und die Sendung wird am Gate festgehalten. Der Unterschied ist für das Auge nicht sichtbar, zeigt sich aber sofort auf einem Luftmengenmesser.

Die Luftdurchlässigkeit, also die Geschwindigkeit, mit der Luft unter einem festen Druckunterschied durch ein Gewebe strömt, ist eine der am häufigsten spezifizierten Eigenschaften beim Einkauf von Vliesstoffen und wird an der Produktionslinie und nicht im Lager festgelegt. Faserfeinheit, Vliesstruktur und Bindungsbedingungen legen den Wert fest, lange bevor eine Rolle verpackt wird. In diesem Leitfaden wird erklärt, was die Messung bedeutet, welche Teststandards gelten, was die Zahl verändert und wie die Leitungskonfiguration das Permeabilitätsfenster bestimmt, das eine Pflanze konstant halten kann.

Was die Luftdurchlässigkeit tatsächlich misst

Unter Luftdurchlässigkeit versteht man die Geschwindigkeit, mit der Luft durch eine bekannte Stofffläche strömt, wenn auf die beiden Flächen ein definierter Druckunterschied ausgeübt wird. In der Praxis: Klemmen Sie eine Probe fest, saugen Sie Luft mit einem eingestellten Druck durch und zeichnen Sie auf, wie viel Luft jede Sekunde durchströmt. Da der Test schnell und zerstörungsfrei ist, dient er sowohl als routinemäßiges Qualitätstor als auch als Spezifikationseigenschaft.

Die Ergebnisse werden in cm angegeben ³ /cm ² /s (numerisch dasselbe wie cm/s), mm/s oder ft ³ /min/ft ² , oft abgekürzt als CFM. Die Umrechnungen sind immer dann wichtig, wenn zwei Datenblätter aufeinandertreffen: 1 cm ³ /cm ² /s entspricht 10 mm/s und 1 CFM ergibt ungefähr 5,08 mm/s. Eine Angabe, die einfach „500“ lautet, ist bedeutungslos, bis das Gerät, der Prüfkopf und der Druck daran befestigt sind.

Es dominieren zwei Standards. ISO 9237 ist international die am weitesten verbreitete Norm und läuft typischerweise mit 20 cm ² Prüfkopf bei einem Druckabfall von 100 Pa. ASTM D737, der Standard in Nordamerika, wendet üblicherweise 125 Pa (0,5 Zoll Wassersäule) über eine 38 cm lange Fläche an ² Kopf. Da Kopffläche und Druck unterschiedlich sind, sind die Ergebnisse der beiden Standards nicht direkt austauschbar. Ein Stoff mit einem Wert von 300 mm/s nach ISO 9237 wird nicht 300 nach ASTM D737 anzeigen. Die Anforderung, dass in einem Datenblatt der Standard, die Kopffläche und der Druck angegeben werden, ist der kostengünstigste Schritt zur Vermeidung von Streitigkeiten, den ein Käufer ergreifen kann.

Was bewegt die Zahl in einem Vliesstoff?

Luft strömt durch die Kanäle zwischen den Fasern, sodass alles, was die Größe, Anzahl oder Kontinuität dieser Kanäle verändert, den Messwert verändert. In einer Spunmelt-Linie erledigen drei Faktoren die meiste Arbeit.

Faserfeinheit

Feinere Fasern packen mehr Oberfläche und gewundenere Wege in das gleiche Stoffgewicht, sodass der Luftstrom geringer wird. Dies ist der Hauptgrund dafür, dass eine Meltblown-Schicht mit Fasern im einstelligen Mikrometerbereich weitaus mehr Luft abweist als eine Spunbond-Schicht mit demselben Flächengewicht und gleichzeitig Partikel besser einfängt. Auf der Meltblown-Seite bestimmen der Schmelzindex des Polymers und das Düsendesign, wie fein die Fasern herauskommen; Auf der Spinnvliesseite verschiebt der Filament-Denier, der größtenteils durch die Ziehgeschwindigkeit eingestellt wird, die Permeabilität in die gleiche Richtung.

Flächengewicht und Dicke

Wenn alles andere konstant gehalten wird, nimmt die Durchlässigkeit mit steigendem Flächengewicht ab, da mehr Material durch die Luft strömen muss. Die Beziehung ist nicht linear; Der Wechsel von 15 auf 30 g/m² halbiert den Messwert nicht. Die Richtung ist jedoch zuverlässig, weshalb das Flächengewicht die erste Variable ist, die überprüft wird, wenn die Messwerte zwischen den Rollen abweichen.

Kleben und Kalandrieren

Die thermische Kalandrierung entscheidet darüber, wie offen die Bahn bleibt. Eine höhere Temperatur und ein höherer Druck im Walzenspalt glätten die Verbindungspunkte und verfestigen die Bahn, wodurch Kanäle geschlossen werden und der Messwert nach unten sinkt. Durch eine leichtere Bindung wird die Bahn voluminöser und durchlässiger. Auch das eingravierte Bindungsmuster ist wichtig, da ein dichteres Punktmuster bei gleichem Gewicht niedrigere Werte anzeigt als ein grobes. Um einen genaueren Blick auf die beteiligten Einstellungen zu werfen, werden in dieser exemplarischen Vorgehensweise, wie Temperatur, Geschwindigkeit und Druck durch Kalandrieren den endgültigen Stoff formen, die Kompromisse im Detail dargelegt.

Prioritäten der Luftdurchlässigkeit nach Anwendung

Es gibt kein universelles Ziel. Eine Pflanzenabdeckung und ein OP-Abdecktuch liegen an den entgegengesetzten Enden der Skala, und beide sind korrekt. Was sich von einer Anwendung zur nächsten ändert, ist, wogegen der Permeabilitätswert abgewogen werden muss.

Die Maskenreihe verdient einen genaueren Blick, denn sie zeigt, dass eine Durchlässigkeitsspezifikation eigentlich ein zweiseitiger Vertrag ist. Medien, die aggressiv filtern, aber kaum Luft durchlassen, versagen im Einsatz, weil Benutzer sie vom Gesicht wegziehen oder sie nicht mehr richtig tragen, weshalb in Maskenstandards neben der Filtereffizienz auch Atemwiderstandsgrenzwerte gelten. Die Einhaltung beider Werte im Bereich ist größtenteils eine Frage der Kontrolle der Faserfeinheit und der stabilen Vliesbildung auf der Meltblown-Anlage. Anlagen, die diese Schicht im eigenen Haus herstellen möchten, entscheiden sich in der Regel für eine spezielle Meltblown-Linie, entweder eigenständig oder als Teil einer Verbundkonfiguration:

Schmelzgeblasene Vliesmaschine für Filtrationsmedien Diese Meltblown-Linie produziert Polypropylengewebe mit feinem Durchmesser von 18–300 g/m² bei 10–70 m/min und gibt Pflanzen die Faserfeinheit und Bahnkontrolle, die erforderlich sind, um die Filtrationseffizienz und den Atemwiderstand im Bereich für Maskenmedien zu halten. Produkt anzeigen →

Luftdurchlässigkeit ist nicht dasselbe wie Atmungsaktivität

„Atmungsaktivität“ wird lose für zwei unterschiedliche Maße verwendet, und die Verwechslung führt zu echten Kauffehlern. Die Luftdurchlässigkeit verfolgt den Luftstrom durch den Stoff. Die Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeitsrate, normalerweise als MVTR oder WVTR geschrieben, gibt an, wie schnell sich Wasserdampf durch sie hindurch bewegt. Sie korrelieren bei einigen Strukturen, bei anderen jedoch nicht: Eine atmungsaktive Folie kann Dampf leicht durchlassen, während sie den Luftstrom fast vollständig blockiert, und genau so funktionieren viele Hygiene-Rückseitenfolien. Wenn ein Kunde nach „atmungsaktivem“ Stoff fragt, ist die produktive nächste Frage, ob er Luftstrom, Dampfdurchlässigkeit oder beides meint, da die Testmethoden, die Einheiten und die Auswirkungen auf die Maschinen alle unterschiedlich sind.

Wie die Leitungskonfiguration das Permeabilitätsfenster festlegt

Jede Spunmelt-Linie verfügt über einen Permeabilitätsbereich, den sie mit einem bestimmten Polymer und einer bestimmten Rezeptur erreichen kann, und die Strahlkonfiguration ist die größte Einzelentscheidung hinter diesem Bereich.

Offene Strukturen: S- und SS-Linien

Eine einstrahlige S-Linie produziert die offensten und durchlässigsten Stoffe der Spunmelt-Familie. Diese Offenheit ist ein Merkmal von Einkaufstaschen, Verpackungen, Abdeckungen für die Landwirtschaft und Möbelrückwänden, und moderne Einstrahllinien erreichen die niedrigen Denierwerte und hohen Ausstoßmengen, die diese Märkte erfordern. SS-Linien verfügen über einen zweiten Spinnbalken, der etwas Offenheit gegen Gleichmäßigkeit und die Möglichkeit eintauscht, leichtere, gleichmäßigere Stoffe für Hygiene- und Wischsubstrate zu verarbeiten. Die Ausrüstung dieser Stoffklasse ist eine speziell angefertigte Einzelbalken-S-Linie:

Einstrahl-S-Spinnvliesmaschine Eine Einstrahl-Spinnvliesanlage verarbeitet 10–200 g/m²-Gewebe mit 9–150 m/min und stellt die offenen, hochdurchlässigen Stoffe her, die sich für Einkaufstaschen, Verpackungen und landwirtschaftliche Abdeckungen eignen, die gerade besprochen wurden. Produkt anzeigen →

Barriere mit kontrolliertem Luftstrom: SMS, SMMS und SMMSS

Durch das Hinzufügen von Meltblown-Trägern entsteht die SMS-Familie, bei der eine oder zwei Meltblown-Schichten zwischen Spinnvliesschichten sitzen. Jede schmelzgeblasene Schicht verringert die Durchlässigkeit und erhöht die Barriereleistung, und genau darauf basieren medizinische Textilien und Premium-Hygieneprodukte. Bei der Wahl zwischen S, SS, SMS, SMMS und SMMSS geht es weniger darum, was besser ist, als vielmehr darum, für welches Gleichgewicht zwischen Permeabilität und Barriere die Zielanwendung tatsächlich zahlt. Für medizinische und hochwertige Hygienesubstrate sieht die Arbeitsplattform wie folgt aus:

PP-SMS-Verbundvliesmaschine Durch die Kombination von Spunbond- und Meltblown-Balken produziert diese SMS-Plattform 9–70 g/m² schwere Stoffe mit bis zu 350 m/min und liefert so das Gleichgewicht zwischen Durchlässigkeit und Barriere, das medizinische Textilien und hochwertige Hygienesubstrate benötigen. Produkt anzeigen →

Innerhalb einer bestimmten Konfiguration wird durch Kalandriereinrichtung, Meltblown-Beladung und Polymerauswahl genau abgestimmt, wo innerhalb des Fensters ein Rezept landet. Aus diesem Grund fragen seriöse Maschinenlieferanten nach den angestrebten Stoffeigenschaften, einschließlich des Durchlässigkeitsbereichs, bevor sie eine Linie angeben: Die Ausrüstung muss entsprechend der Spezifikation entworfen werden, nicht umgekehrt.

Fünf Kontrollen, bevor Sie einen Stoff oder eine Linie genehmigen

1. Nennen Sie den Standard und die Bedingungen. Akzeptieren Sie Spezifikationen nach ISO 9237 mit Angabe von Förderhöhe und Druck oder ASTM D737 zu den gleichen Bedingungen und lehnen Sie bloße Zahlen ab.
2. Reparieren Sie das Gerät. Geben Sie im Vertrag mm/s oder CFM an und rechnen Sie sie vor dem Vergleich um, etwa 5,08 mm/s pro CFM.
3. Konditionieren Sie Proben auf die gleiche Weise. Die Luftstromwerte ändern sich mit der Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Testen Sie daher nach der Konditionierung in einer Standard-Textilatmosphäre von etwa 20–21 °C und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit.
4. Fragen Sie nach dem Prozesskontext. Flächengewicht, Filament-Denier und Kalandereinstellungen ermöglichen es, eine Abweichung auf eine Ursache zurückzuführen, anstatt darüber zu streiten.
5. Überprüfen Sie dies auf Ihrer eigenen Verarbeitungslinie. Laminierung, Prägung und Wärmeumwandlung wirken sich alle auf die Offenheit der Bahn aus, und ein Pilotlauf einer Rolle kostet weitaus weniger als eine abgelehnte Lieferung.

Keine dieser Kontrollen kostet viel, und zusammen verhindern sie das häufigste Argument bei der Vliesstoffversorgung: zwei Parteien, die denselben Stoff mit unterschiedlichen Nummern angeben. Wenn der Zielbereich selbst das Problem darstellt, wenn ein Käufer ein Permeabilitätsfenster benötigt, das die aktuelle Rezeptur nicht erreichen kann, erfolgt die Lösung normalerweise vorgelagert, in Form einer Strahlkonfiguration, einer Meltblown-Beladung oder einer Klebekonstruktion. Auf diesem Niveau arbeiten wir: Als Hersteller kompletter PP-Spunbond- und Meltblown-Anlagen vom Einstrahl-S- bis zum Fünfstrahl-SMMSS-System in Breiten von 1.600 bis 4.200 mm bauen wir die Produktionslinie auf die vom Kunden gewünschten Stoffeigenschaften auf, einschließlich der Luftdurchlässigkeit. Wenn Sie eine neue Linie gegen eine durchlässigkeitsgesteuerte Spezifikation abwägen, können Sie dies gerne tun Besprechen Sie die Konfigurationsoptionen mit unseren Ingenieuren, bevor Sie sich verpflichten.