Co to jest włóknina SMS?

Włóknina SMS to wielowarstwowa-włóknina kompozytowa, której nazwa wzięła się od jej warstwowej struktury: Spunbond-Meltblown-Spunbond. Materiał ten łączy w sobie warstwy o różnych funkcjonalnościach w ramach unikalnego procesu produkcyjnego, oferując wysoką wytrzymałość, wysoką skuteczność filtracji, oddychalność i lekkość. Jest szeroko stosowany w ochronie medycznej, produktach higienicznych i zastosowaniach przemysłowych.

Włóknina SMS

Struktura i skład materiału włókniny SMS

Warstwa zewnętrzna (warstwa Spunbond)

Podstawowym składnikiem jest polipropylen (PP), a w niektórych wariantach wykorzystuje się poliester (PET) lub materiały biodegradowalne (np. PLA). Proces ten obejmuje topienie i wytłaczanie polimerów w celu utworzenia ciągłych włókien, które są następnie rozciągane-przepływem powietrza z dużą prędkością i łączone poprzez kalandrowanie termiczne. Warstwa ta zapewnia wytrzymałość mechaniczną (odporność na rozdarcie, odporność na ścieranie), gładkość powierzchni i miękkość.

Warstwa środkowa (warstwa Meltblown)

Warstwa ta składa się z-bardzo drobnych włókien polipropylenowych (o średnicy 1-5 mikronów), które są znacznie cieńsze niż włókna spunbond. Proces ten polega na wytłaczaniu stopionego polimeru przez dysze przędzalnicze, gdzie jest on rozciągany-gorącym powietrzem o dużej prędkości w bardzo-drobne włókna, które losowo tworzą gęstą strukturę siatki. Warstwa ta służy jako rdzeń bariery ochronnej, osiągając wysoką skuteczność filtracji (bakterii, cząstek, cieczy) poprzez blokowanie fizyczne i adsorpcję elektrostatyczną.

Metody złożone

Jedną z metod jest łączenie termiczne, podczas którego trzy warstwy są prasowane i podgrzewane przez walce kalandrujące, co powoduje częściowe stopienie i sklejenie włókien. Inną metodą jest zgrzewanie ultradźwiękowe, które wykorzystuje-wibracje o wysokiej częstotliwości do generowania ciepła w celu spajania warstw bez zewnętrznego źródła ciepła, dzięki czemu nadaje się do cienkich materiałów.

Proces produkcyjny włókniny SMS

Produkcja warstwy spunbond

Najpierw granulki polipropylenu topi się w wytłaczarce ślimakowej (temperatura: około 230-250 stopni). Następnie stopiony polimer wytłacza się przez dysze przędzalnicze, tworząc drobne strumienie, które są schładzane i rozciągane w ciągłe włókna. Na koniec włókna są układane w jednolitą wstęgę za pomocą maszyny rozprowadzającej włókna.

Produkcja warstw metodą Meltblown

Najpierw stopiony polimer jest wytłaczany przez dysze przędzalnicze i natychmiast rozciągany-na włókna o rozmiarze mikrona za pomocą gorącego powietrza-z dużą prędkością (300–400 stopni) z obu stron. Włókna te są następnie losowo rozprowadzane na urządzeniu zbierającym, tworząc porowatą, ale gęstą strukturę siatki.

Kompozyt i obróbka końcowa-

Warstwy spunbond, Meltblown i Spunbond są kolejno układane w stosy i łączone poprzez kalandrowanie termiczne lub zgrzewanie ultradźwiękowe. Aby poprawić właściwości, takie jak wodoodporność, można dodać dodatki, takie jak środki przeciwbakteryjne (np. jony srebra), środki antystatyczne lub powłoki hydrofobowe.

Aplikacje

1. Ochrona medyczna

Medyczna odzież ochronna: Wykorzystuje materiał SMS o gramaturze 40-50 g/m², zgodny z normą GB 19082-2009, zapobiegający przedostawaniu się krwi i płynów ustrojowych (np. stosowany podczas epidemii wirusa Ebola i COVID-19).

Maski chirurgiczne: Środkowa warstwa typu „meltblown” zapewnia skuteczność filtracji bakteryjnej (BFE) większą lub równą 95%, podczas gdy zewnętrzna warstwa typu „spunbond” zapewnia odporność na wilgoć.

2. Produkty higieniczne

Spód pieluszki: wykorzystuje materiał SMS o gramaturze 10-20 g/m², łączący w sobie właściwości oddychające i szczelne (np. marki takie jak Pampers i Huggies).

Produkty do higieny kobiecej: Zastępują tradycyjne folie PE, aby zmniejszyć gromadzenie się ciepła i poprawić komfort.

3. Zastosowania przemysłowe

Odzież-pyłoszczelna: używana w fabrykach elektroniki i pomieszczeniach czystych, aby zapobiec zanieczyszczeniu precyzyjnych instrumentów cząstkami ludzkiej skóry.

Filtracja oleju: stosowana w przemyśle motoryzacyjnym do pochłaniania mgły smaru (-SMS o wysokiej wytrzymałości i gramaturze 80-100 g/m²).

Porównanie włókniny SMS z innymi materiałami

Stan rynku i trendy włókniny SMS

Wielkość rynku: Globalny rynek włóknin SMS został wyceniony na około 4,5 miliarda dolarów w 2023 r., przy czym sektor medyczny stanowił ponad 60% (źródło: raport Smithersa).

Dystrybucja regionalna: Największym producentem są Chiny (40% światowych mocy produkcyjnych), a za nimi plasują się Stany Zjednoczone i Europa.

Skutki pandemii: podczas pandemii-19 popyt na SMS-y-medyczne wzrósł o 300%, co doprowadziło do szybkiego wdrożenia wielu szybkich linii produkcyjnych.