Comment les non-tissés de fibres insulaires solubles dans l’eau peuvent-ils aider à obtenir des structures en microfibres plus fines ?

1. La structure des fibres Sea-Island permet une division ultra-fine

La raison fondamentale non-tissés de fibres mer-île solubles dans l'eau peut réaliser des structures en microfibres ultra fines réside dans leur unique conception de fibres bicomposantes mer-île . Lors du filage, la fibre n'est pas constituée d'un seul polymère mais de deux matériaux distincts : le composant « île », qui est la fibre fonctionnelle finale (comme le PET, le PA6 ou le PA66), et le composant « mer », qui est un polymère hydrosoluble, le plus souvent du PVA.

Au sein d’une section transversale d’un seul filament, le composant insulaire peut être conçu avec précision en 16, 32, 64, voire plus, micro-unités, uniformément dispersées dans la matrice marine. A ce stade, les fibres sont déjà « pré-segmentées », mais les îles restent temporairement liées et stabilisées par le polymère marin environnant.

Une fois le tissu non tissé entièrement formé, le composant marin est éliminé grâce à un processus contrôlé de dissolution dans l’eau. Ce qui semble être un seul filament se sépare ensuite en dizaines de microfibres indépendantes. Cette approche surmonte les limites des méthodes de filage conventionnelles, qui sont limitées par la taille de la filière et la stabilité à l'état fondu, permettant à la finesse finale des fibres d'atteindre facilement 0,1 à 0,3 dtex, voire moins.

Par rapport au filage direct de fibres ultrafines, la méthode mer-île suit une logique de fabrication « grossier à fin ». Cela améliore considérablement la faisabilité du processus, réduit la casse des filaments et diminue les difficultés de production, ce qui en fait l'une des technologies les plus fiables et les plus matures sur le plan industriel pour produire des structures en microfibres hautement uniformes.

2. La dissolution contrôlée crée des microfibres uniformes

Un autre avantage clé des non-tissés de fibres solubles dans l'eau est la processus de dissolution hautement contrôlable . Contrairement aux méthodes de division mécanique ou au jet d’eau à haute pression qui divisent de force les fibres, l’élimination des composants marins est un processus de dissolution physique. Des paramètres tels que la température de l’eau, la durée du traitement et les conditions d’écoulement peuvent être contrôlés avec précision.

En conséquence, les fibres insulaires sont libérées avec une contrainte mécanique minimale, évitant ainsi les dommages par cisaillement ou la rupture par traction. Dans la pratique industrielle, la dissolution s'effectue uniformément de la surface des fibres vers l'intérieur, garantissant que le composant marin est complètement éliminé sans laisser de résidus. Cette séparation uniforme est particulièrement critique pour les applications haut de gamme telles que la filtration de précision et les matériaux d'essuyage à haute consistance.

De plus, la dissolution contrôlée évite les défauts courants observés dans le traitement traditionnel des microfibres, tels qu’une épaisseur inégale des fibres, une fibrillation de surface et une agglomération des fibres. Le tissu non tissé obtenu présente des diamètres de fibres très constants, des surfaces de fibres lisses et une distribution uniforme de la taille des pores au niveau microscopique. Cette uniformité structurelle est l’une des principales raisons pour lesquelles les non-tissés de fibres solubles dans l’eau sont très compétitifs sur les marchés haut de gamme.

3. L'intégrité du non-tissé est maintenue pendant le traitement

Le maintien de l’intégrité structurelle est l’un des plus grands défis dans la production de matériaux fibreux ultra-fins. À mesure que les fibres deviennent plus fines, elles sont plus sujettes à la rupture, à l'enchevêtrement et à l'effondrement de la bande pendant les processus de cardage, de formation de la bande et de liaison. Les non-tissés en fibres hydrosolubles de type mer-île résolvent efficacement ce problème en adoptant une stratégie « former d'abord, affiner plus tard ».

Pendant la formation du non-tissé, le composant marin reste intact, agissant comme un échafaudage structurel temporaire qui augmente le diamètre et la rigidité globaux des fibres. Cela rend les fibres bien adaptées aux processus non tissés conventionnels tels que le cardage, l'hydroenchevêtrement, le liage thermique ou le calandrage à chaud. Les lignes de production ne nécessitent aucune modification particulière pour gérer les fibres ultrafines, ce qui améliore considérablement la compatibilité et l'efficacité des processus.

Une fois la structure non tissée entièrement stabilisée, le composant marin est éliminé par traitement à l’eau. Même si les fibres deviennent extrêmement fines à ce stade, elles sont déjà mécaniquement emmêlées et verrouillées dans la structure du tissu. Cela empêche l'effondrement du tissu et la perte soudaine de résistance, permettant aux non-tissés de fibres solubles dans l'eau d'atteindre à la fois une morphologie de fibre ultra fine et une excellente stabilité dimensionnelle.

4. Densité de fibres et superficie plus élevées

Après dissolution, les non-tissés de fibres mer-île solubles dans l’eau subissent une transformation spectaculaire au niveau microstructural. Le nombre de fibres par unité de surface augmente de façon exponentielle, tandis que les diamètres individuels des fibres diminuent considérablement. Cela conduit directement à une augmentation substantielle de la densité des fibres et de la surface spécifique.

Par exemple, un seul filament mer-île contenant 32 îles devient effectivement 32 microfibres indépendantes après dissolution. Cela se traduit par des structures de pores plus fines et plus uniformes et un contact considérablement amélioré entre le tissu et les liquides, les particules ou les surfaces. Une surface spécifique plus élevée se traduit par une capacité d’adsorption plus forte, une efficacité de filtration améliorée et des performances de nettoyage supérieures.

Le tableau ci-dessous compare différentes technologies de fibres en termes de finesse et de caractéristiques structurelles :

Cette comparaison montre clairement que les fibres mer-île solubles dans l’eau atteignent un équilibre optimal entre finesse des fibres, contrôlabilité structurelle et évolutivité industrielle.

5. Permet des améliorations des performances fonctionnelles

Les structures en microfibres ultra fines obtenues grâce à la technologie mer-île soluble dans l'eau conduisent non seulement à des fibres plus fines, mais également à des améliorations globales des performances. Dans les applications de filtration, un diamètre réduit des fibres entraîne directement des pores plus petits, tandis que l'augmentation du nombre de fibres maintient une bonne perméabilité. Cela permet une plus grande efficacité de capture des particules avec une perte de charge plus faible, ce qui rend ces matériaux idéaux pour la filtration de l'air et des liquides.

Dans les applications de nettoyage et d’essuyage, les fibres ultrafines améliorent considérablement l’action capillaire. Les fibres plus fines créent davantage de canaux capillaires par unité de volume, améliorant ainsi l'absorption et la rétention de l'eau, des huiles et des contaminants microscopiques. C'est pourquoi les non-tissés de fibres de mer et d'île solubles dans l'eau sont largement utilisés dans les lingettes industrielles haut de gamme, les lingettes électroniques pour salles blanches et les produits de nettoyage médicaux.

De plus, les structures de fibres ultrafines offrent une douceur, un drapé et une conformité de surface améliorés. Ces caractéristiques sont particulièrement précieuses dans les pansements médicaux, les revêtements fonctionnels et les couches de renfort pour composites. Dans l’ensemble, les non-tissés en fibres hydrosolubles de type mer-île réalisent un véritable bond en avant en termes de performances en optimisant les propriétés des matériaux au niveau microstructural.

6. Efficace sur le plan environnemental et des processus

Du point de vue de la durabilité, les non-tissés de fibres solubles dans l’eau offrent des avantages environnementaux notables. Les méthodes traditionnelles de fractionnement des microfibres reposent souvent sur des solvants chimiques ou des traitements alcalins puissants, qui présentent des risques pour la sécurité et génèrent des problèmes de traitement des eaux usées. En revanche, la technologie mer-île soluble dans l’eau utilise principalement l’eau comme milieu de traitement, ce qui donne lieu à un processus plus doux, plus sûr et plus respectueux de l’environnement.

En termes d'efficacité du processus, cette technologie est hautement compatible avec les équipements de production de non-tissés existants, évitant ainsi le besoin de conditions extrêmes ou de modifications complexes de la ligne. Le composant marin protège également les fibres pendant les premières étapes de traitement, ce qui entraîne des rendements plus élevés et une réduction des déchets de matériaux.