Tessuto non tessuto in PP: guida a tipi, proprietà e applicazioni

Cos'è Tessuto non tessuto in PP ?

Il tessuto non tessuto in PP (tessuto non tessuto in polipropilene) è un materiale in fogli prodotto incollando o intrecciando fibre di polipropilene attraverso mezzi meccanici, termici o chimici anziché mediante tessitura o lavorazione a maglia. Il risultato è un materiale simile al tessuto con una struttura di fibra continua, nessun intreccio di filati e proprietà che possono essere progettate con precisione regolando il grado del polimero, il diametro della fibra, il metodo di legame e la grammatura. La produzione globale di tessuti non tessuti in polipropilene supera i 20 milioni di tonnellate all'anno , rendendolo uno dei tessuti tecnici con il volume più alto al mondo.

Il polipropilene è la scelta polimerica dominante per i non tessuti per tre ragioni: la sua densità di 0,91 g/cm³ è la più bassa di qualsiasi materiale termoplastico di base (il che significa una maggiore copertura dell'area per chilogrammo), il suo punto di fusione di circa 160–165°C consente un robusto legame termico senza degradazione e la sua resistenza chimica agli acidi, agli alcali e alla maggior parte dei solventi lo rende adatto per applicazioni impegnative in cui le fibre naturali fallirebbero.

Processi di produzione e loro differenze strutturali

Il metodo di produzione determina il diametro della fibra, la forza di adesione, la struttura della superficie e le proprietà meccaniche. I quattro processi principali utilizzati per realizzare il tessuto non tessuto in PP sono:

• Spunbond (SS o SMS): Il polipropilene fuso viene estruso attraverso filiere, disegnato in filamenti continui di 10–35 µm di diametro e adagiato su un nastro mobile per formare un nastro. Il nastro viene calandrato termicamente tra rulli riscaldati per unire i punti di incrocio dei filamenti. Lo Spunbond PP è il tessuto non tessuto più prodotto a livello globale e offre elevata resistenza alla trazione, stabilità dimensionale e grammature costanti da 10 a 200 g/m². SMS (spunbond-meltblown-spunbond) combina un nucleo in meltblown a fibra fine tra due strati spunbond per una migliore efficienza di filtrazione.
• Meltblown: L'aria calda ad alta velocità attenua il PP estruso in fibre ultrafini tipicamente di 0,5–5 µm di diametro, molto più fini dei filamenti spunbond. Il tessuto in microfibra ha un'ampia superficie e un percorso del flusso tortuoso che conferisce al PP soffiato a fusione le sue caratteristiche prestazioni di filtrazione e barriera. Utilizzato come strato centrale filtrante nei respiratori N95, nelle maschere chirurgiche e nei prefiltri HEPA.
• Agugliatura: Le fibre in fiocco di PP vengono cardate in un velo e aggrovigliate meccanicamente da migliaia di aghi spinati che perforano il nastro al minuto. Il tessuto risultante è spesso, denso e altamente resistente. I non tessuti in PP agugliati vengono utilizzati nei geotessili, nei rivestimenti dei bagagliai delle automobili e nelle applicazioni industriali di sostituzione del feltro in cui lo spessore e la resistenza all'abrasione contano più della filtrazione fine.
• Legame termico (aria passante e calandrato): Le fibre in fiocco bicomponenti PP/PE o PP/PP vengono legate a caldo forzando aria calda attraverso il nastro o facendo passare il nastro tra rulli di calandra riscaldati. I tessuti termosaldati hanno una mano morbida ed elevata con una buona assorbenza e sono il substrato principale per i topsheet dei pannolini per bambini, i prodotti per l'incontinenza degli adulti e le salviette igieniche.

Proprietà chiave del tessuto non tessuto in PP

Principali segmenti applicativi

La combinazione di basso costo, lavorabilità e prestazioni regolabili del tessuto non tessuto in PP lo ha reso il materiale preferito in sei principali segmenti di utilizzo finale:

• Igienico e medico: I topsheet dei pannolini, i teli chirurgici, i camici, le maschere per il viso e le pellicole per la sterilizzazione rappresentano il maggior consumo singolo di tessuti non tessuti in PP in volume. I tessuti spunbond e SMS di grado medicale devono soddisfare gli standard ISO 13485 ed EN 13795 per le prestazioni di barriera e la pulizia delle particelle.
• Geotessili: I tessuti in PP agugliati e spunbond pesanti (100–300 g/m²) vengono utilizzati nella separazione del fondo stradale, nel controllo dell'erosione, nella filtrazione dei drenaggi e nella protezione del rivestimento delle discariche. I geotessili in PP resistono agli acidi del suolo e alla degradazione biologica per durate di servizio superiori a 50 anni in applicazioni interrate se formulati con stabilizzanti appropriati.
• Agricoltura: Il PP spunbond leggero (17–30 g/m²) viene utilizzato come tessuto di copertura delle colture per proteggere le piante dal gelo, dai parassiti e dalla grandine trasmettendo al contempo il 70–85% della luce incidente. A differenza della pellicola in polietilene, il tessuto non tessuto in PP è traspirante, elimina la condensa e riduce la pressione delle malattie fungine.
• Filtrazione: I laminati PP e SMS meltblown fungono da media filtrante nei sistemi HVAC (MERV 8–16), cartucce di filtrazione di liquidi, filtri dell'aria per abitacoli automobilistici e raccolta di polveri industriali. La carica elettrostatica trattenuta naturalmente o applicata deliberatamente al PP soffiato a fusione migliora significativamente l'efficienza di cattura delle particelle senza aumentare la resistenza al flusso d'aria.
• Imballaggio: Le borse per la spesa in tessuto non tessuto PP (80–120 g/m²) sono diventate il materiale per borse riutilizzabili dominante nei mercati che hanno vietato le borse di plastica monouso. Il tessuto non tessuto in PP viene utilizzato anche nelle borse per indumenti, nelle coperture protettive per mobili e negli involucri per imballaggi industriali.
• Automotive: I tessuti non tessuti in PP agugliati vengono utilizzati per i rivestimenti del bagagliaio, gli isolanti del cofano, il supporto del pannello della porta e il sottofondo della moquette. La loro leggerezza, modellabilità e capacità di assorbire o smorzare il suono li rendono un sostituto conveniente per componenti in tessuto o schiuma più pesanti.

Trattamenti Superficiali e Finiture Funzionali

Il tessuto non tessuto in PP grezzo è idrofobo. I trattamenti superficiali applicati durante o dopo la produzione ampliano notevolmente la gamma funzionale del materiale:

• Finitura idrofila: Il trattamento con tensioattivi o l'attivazione del plasma rende il tessuto bagnabile per applicazioni igieniche in cui è richiesta una rapida penetrazione del fluido. Le finiture idrofile durevoli mantengono la bagnabilità attraverso più cicli di lavaggio.
• Finissaggio idrofobo/repellente: I rivestimenti in fluorocarbonio o silicone migliorano le prestazioni di barriera ai liquidi per camici chirurgici, tute protettive e coperture per mobili da esterno.
• Trattamento antistatico: L'integrazione della fibra di carbonio o il rivestimento conduttivo prevengono l'accumulo di carica statica negli imballaggi elettronici e nelle applicazioni in camera bianca.
• Finitura antimicrobica: Ioni d'argento, ossido di zinco o composti di ammonio quaternario vengono applicati ai non tessuti in PP per uso medico e igienico per inibire la crescita di batteri e funghi sulla superficie del tessuto.
• Trattamento ignifugo: Gli additivi intumescenti o a base di fosforo privi di alogeni incorporati nella resina PP o applicati come finitura rendono i tessuti conformi agli standard aeronautici EN 13501, NFPA 701 e FAR 25.853.
• Stabilizzazione UV: I composti masterbatch HALS (stabilizzatore di luce con ammina ostacolata) incorporati con un carico dello 0,3–1,5% prolungano la durata di servizio all'aperto da settimane a diversi anni, fondamentale per le coperture agricole e le applicazioni geotessili.

Considerazioni sulla sostenibilità

Il tessuto non tessuto in PP genera un dibattito continuo sulla sostenibilità. Dal punto di vista del credito ambientale, il polipropilene richiede significativamente meno energia da produrre rispetto al poliestere o al nylon , la sua bassa densità significa meno polimero per unità di area rispetto ai materiali concorrenti ed è teoricamente riciclabile come codice resina n. 5. Secondo le valutazioni del ciclo di vita pubblicate dall'Agenzia europea per l'ambiente, le borse riutilizzabili in tessuto non tessuto in PP ottengono un vantaggio ambientale netto rispetto alle borse in polietilene monouso dopo circa 11 utilizzi.

Dal lato della responsabilità, il PP è un polimero derivato da combustibili fossili che non si biodegrada nel suolo o negli ambienti marini in alcun lasso di tempo pratico. I non tessuti in PP contaminati o compositi (come i materiali laminati o legati con adesivo) sono difficili da riciclare nella pratica anche dove esiste un'infrastruttura di raccolta. L’industria sta rispondendo con diversi approcci:

• PP di origine biologica prodotto da propilene derivato dalla canna da zucchero (volumi commerciali attualmente limitati)
• Non tessuti in PP con contenuto riciclato utilizzando resina PP post-consumo o post-industriale
• Linee guida di progettazione per la riciclabilità che eliminano laminati e additivi incompatibili
• Riciclaggio chimico (pirolisi) di flussi di rifiuti misti in PP dove il riciclaggio meccanico non è pratico

Domande frequenti

• Il tessuto non tessuto in PP è sicuro per il contatto alimentare e per l'uso medico?

  Il polipropilene vergine è intrinsecamente non tossico ed è approvato per il contatto alimentare dalla FDA (21 CFR 177.1520) e dal Regolamento UE 10/2011. I non tessuti in PP di grado medico devono inoltre essere conformi alla norma ISO 10993 per la biocompatibilità ed essere prodotti in condizioni controllate per soddisfare i requisiti di pulizia da particelle e microbi. La presenza di additivi di lavorazione, coloranti o trattamenti superficiali può influenzare lo stato normativo e deve essere verificata con il fornitore per applicazioni specifiche.

• Come si confronta il tessuto non tessuto in PP con il tessuto non tessuto in poliestere?

  Il tessuto non tessuto in PP è più leggero (densità 0,91 g/cm³ rispetto a 1,38 g/cm³ per il PET) e ha un costo inferiore, il che lo rende più economico per le applicazioni di copertura dell'area. Il tessuto non tessuto in poliestere offre una maggiore resistenza termica (temperatura di servizio fino a 150–200°C rispetto a 100°C per il PP), migliore stabilità dimensionale a temperature elevate e resistenza UV superiore senza additivi stabilizzanti. Per applicazioni termiche o di esposizione esterna impegnative, il PET è spesso preferito nonostante il suo costo per chilogrammo più elevato.

• Quale grammatura di tessuto non tessuto in PP devo specificare per le borse della spesa riutilizzabili?

  La gamma standard per le borse per la spesa riutilizzabili in tessuto non tessuto in PP è di 80–120 g/m². Con un peso di 80 g/m², il tessuto è leggero ed economico, ma ha una durata limitata per carichi pesanti. 100 g/m² è la specifica commerciale più comune e fornisce un buon equilibrio tra resistenza, stampabilità e costo. 120 g/m² e oltre offrono una capacità di carico e una resistenza delle cuciture notevolmente migliorate per applicazioni su borse premium. Qualunque cosa inferiore a 60 g/m² è in genere troppo sottile per un uso ripetuto e affidabile.

• È possibile stampare sul tessuto non tessuto in PP?

  SÌ. Il tessuto non tessuto in PP è ampiamente stampato utilizzando la stampa flessografica con inchiostri a base acqua o polimerizzabili ai raggi UV, serigrafia e stampa digitale a getto d'inchiostro. Poiché il PP ha una bassa energia superficiale, il trattamento corona viene generalmente applicato prima della stampa per migliorare l'adesione dell'inchiostro e prevenire sbavature. La stampa flessografica su tessuto non tessuto spunbond in PP può raggiungere larghezze di stampa fino a 3,2 m a velocità commerciali, rendendola conveniente per grandi tirature di borse di marca, coperture agricole e imballaggi medici.

• Qual è la differenza tra tessuto non tessuto SMS e SMMS?

  SMS (spunbond-meltblown-spunbond) è un laminato a tre strati: due strati spunbond esterni forniscono resistenza meccanica e resistenza all'abrasione mentre uno strato centrale meltblown fornisce prestazioni di filtrazione e barriera ai fluidi. SMMS aggiunge un secondo strato meltblown (spunbond-meltblown-meltblown-spunbond) per prestazioni barriera migliorate con la stessa grammatura totale o inferiore. SMMS è la costruzione standard per camici e teli chirurgici con specifiche più elevate in cui la resistenza al passaggio di liquidi deve soddisfare i requisiti EN 13795 Livello 2 o Livello 3.