Tissu non tissé PP : guide des types, des propriétés et des applications

Qu'est-ce que Tissu non tissé PP ?

Le tissu non tissé PP (tissu non tissé en polypropylène) est un matériau en feuille produit en liant ou en entrecroisant des fibres de polypropylène par des moyens mécaniques, thermiques ou chimiques plutôt que par tissage ou tricot. Le résultat est un matériau de type textile avec une structure de fibres continues, sans entrelacement de fils et des propriétés qui peuvent être conçues avec précision en ajustant la qualité du polymère, le diamètre des fibres, la méthode de liaison et le grammage. La production mondiale de non-tissés en polypropylène dépasse 20 millions de tonnes par an , ce qui en fait l'un des textiles techniques les plus vendus au monde.

Le polypropylène est le polymère de choix dominant pour les non-tissés pour trois raisons : sa densité de 0,91 g/cm³ est la plus faible de tous les thermoplastiques de base (ce qui signifie une plus grande couverture par kilogramme), son point de fusion d'environ 160 à 165 °C permet une liaison thermique robuste sans dégradation, et sa résistance chimique aux acides, aux alcalis et à la plupart des solvants le rend adapté aux applications exigeantes où les fibres naturelles échoueraient.

Processus de fabrication et leurs différences structurelles

La méthode de production détermine le diamètre des fibres, la force de liaison, la texture de la surface et les propriétés mécaniques. Les quatre principaux procédés utilisés pour fabriquer du tissu non tissé PP sont :

• Spunbond (SS ou SMS) : Le polypropylène fondu est extrudé à travers des filières, étiré en filaments continus de 10 à 35 µm de diamètre et posé sur une courroie mobile pour former une bande. La bande est calandrée thermiquement entre des rouleaux chauffés pour lier les points de croisement des filaments. Le Spunbond PP est le non-tissé le plus largement produit au monde, offrant une résistance élevée à la traction, une stabilité dimensionnelle et des grammages constants de 10 à 200 g/m². SMS (spunbond-meltblown-spunbond) combine un noyau soufflé par fusion de fines fibres entre deux couches de spunbond pour une efficacité de filtration améliorée.
• Soufflé par fusion : L'air chaud à grande vitesse atténue le PP extrudé en fibres ultrafines d'un diamètre généralement de 0,5 à 5 µm, bien plus fines que les filaments filés-liés. La bande de microfibres a une grande surface et un chemin d'écoulement tortueux qui confèrent au PP soufflé par fusion ses performances caractéristiques de filtration et de barrière. Utilisé comme couche centrale filtrante dans les respirateurs N95, les masques chirurgicaux et les préfiltres HEPA.
• Aiguillage : Les fibres discontinues de PP sont cardées en une nappe et mécaniquement emmêlées par des milliers d'aiguilles barbelées perçant la bande par minute. Le tissu obtenu est épais, dense et très résistant. Les non-tissés PP aiguilletés sont utilisés dans les géotextiles, les doublures de coffre automobile et les applications industrielles de remplacement de feutre où l'épaisseur et la résistance à l'abrasion comptent plus que la filtration fine.
• Liaison thermique (aérée et calandrée) : Les fibres discontinues bicomposantes PP/PE ou PP/PP sont liées thermiquement soit en forçant de l'air chaud à travers la bande, soit en faisant passer la bande entre des rouleaux de calandre chauffés. Les tissus thermocollés ont un toucher doux et élevé avec une bonne capacité d'absorption et constituent le substrat principal des draps de dessus pour couches pour bébés, des produits d'incontinence pour adultes et des lingettes hygiéniques.

Propriétés clés du tissu non tissé PP

Principaux segments d'application

La combinaison du faible coût, de la facilité de traitement et des performances ajustables du tissu non tissé PP en a fait le matériau de choix dans six principaux segments d'utilisation finale :

• Hygiène et médical : Les couches supérieures, les champs chirurgicaux, les blouses, les masques faciaux et les emballages de stérilisation représentent la plus grande consommation de non-tissés PP en volume. Les tissus spunbond et SMS de qualité médicale doivent répondre aux normes ISO 13485 et EN 13795 en matière de performances de barrière et de propreté des particules.
• Géotextiles : Les tissus PP aiguilletés et filés-liés épais (100 à 300 g/m²) sont utilisés dans la séparation des couches de base des routes, le contrôle de l'érosion, la filtration des drainages et la protection des revêtements des décharges. Les géotextiles PP résistent aux acides du sol et à la dégradation biologique pendant des durées de vie supérieures à 50 ans dans des applications enterrées lorsqu'ils sont formulés avec des stabilisants appropriés.
• Agriculture : Le PP spunbond léger (17 à 30 g/m²) est utilisé comme tissu de couverture des cultures pour protéger les plantes du gel, des parasites et de la grêle tout en transmettant 70 à 85 % de la lumière incidente. Contrairement au film de polyéthylène, le non-tissé PP est respirant, éliminant la condensation et réduisant la pression des maladies fongiques.
• Filtration : Les stratifiés Meltblown PP et SMS servent de média filtrant dans les systèmes CVC (MERV 8-16), les cartouches de filtration de liquides, les filtres à air d'habitacle automobile et la collecte de poussière industrielle. La charge électrostatique naturellement retenue ou délibérément appliquée au PP soufflé par fusion améliore considérablement l'efficacité de la capture des particules sans augmenter la résistance au flux d'air.
• Emballage : Les sacs de courses en PP non tissé (80 à 120 g/m²) sont devenus le matériau dominant des sacs réutilisables sur les marchés qui ont interdit les sacs en plastique à usage unique. Le non-tissé PP est également utilisé dans les housses à vêtements, les housses de protection de meubles et les emballages d'emballages industriels.
• Automobile : Les non-tissés PP aiguilletés sont utilisés pour les doublures de coffre, les isolants de capot, le support des panneaux de porte et les sous-couches de moquette. Leur légèreté, leur aptitude au moulage et leur capacité à absorber ou à amortir le son en font un substitut rentable aux composants tissés ou en mousse plus lourds.

Traitements de surface et finitions fonctionnelles

Le non-tissé PP brut est hydrophobe. Les traitements de surface appliqués pendant ou après la production élargissent considérablement la gamme fonctionnelle du matériau :

• Finition hydrophile : Le traitement par tensioactif ou l'activation plasma rend le tissu mouillable pour les applications d'hygiène où un passage rapide du fluide est requis. Les finitions hydrophiles durables conservent la mouillabilité grâce à plusieurs cycles de lavage.
• Finition hydrophobe/répulsive : Les revêtements en fluorocarbone ou en silicone améliorent les performances de barrière aux liquides pour les blouses chirurgicales, les combinaisons de protection et les housses de mobilier d'extérieur.
• Traitement antistatique : L'intégration de la fibre de carbone ou le revêtement conducteur empêche l'accumulation de charge statique dans les emballages électroniques et les applications en salle blanche.
• Finition antimicrobienne : Des composés d'ions d'argent, d'oxyde de zinc ou d'ammonium quaternaire sont appliqués aux non-tissés PP médicaux et hygiéniques pour inhiber la croissance bactérienne et fongique sur la surface du tissu.
• Traitement ignifuge : Des additifs intumescents ou à base de phosphore sans halogène incorporés à la résine PP ou appliqués en couche de finition mettent les tissus en conformité avec les normes aéronautiques EN 13501, NFPA 701 et FAR 25.853.
• Stabilisation UV : Les composés maîtres HALS (stabilisant à la lumière des amines entravées) incorporés à une charge de 0,3 à 1,5 % prolongent la durée de vie en extérieur de quelques semaines à plusieurs années, ce qui est essentiel pour les couvertures agricoles et les applications géotextiles.

Considérations relatives à la durabilité

Le tissu non tissé PP suscite un débat permanent sur la durabilité. Côté crédit environnemental, le polypropylène nécessite beaucoup moins d'énergie à produire que le polyester ou le nylon , sa faible densité signifie moins de polymère par unité de surface que les matériaux concurrents, et elle est théoriquement recyclable en tant que résine code #5. Les sacs non tissés en PP réutilisables présentent un avantage environnemental net par rapport aux sacs en polyéthylène à usage unique après environ 11 utilisations, selon les évaluations du cycle de vie publiées par l'Agence européenne pour l'environnement.

Du côté de la responsabilité, le PP est un polymère dérivé de combustibles fossiles qui ne se biodégrade pas dans le sol ou dans les environnements marins dans un délai raisonnable. Les non-tissés PP contaminés ou composites (tels que les matériaux laminés ou collés) sont difficiles à recycler dans la pratique, même lorsqu'il existe une infrastructure de collecte. L’industrie répond avec plusieurs approches :

• PP biosourcé produit à partir de propylène issu de la canne à sucre (volumes commerciaux actuellement limités)
• Non-tissés PP à contenu recyclé utilisant de la résine PP post-consommation ou post-industrielle
• Directives de conception pour le recyclage qui éliminent les stratifiés et les additifs incompatibles
• Recyclage chimique (pyrolyse) des flux de déchets mixtes de PP là où le recyclage mécanique n'est pas pratique

Foire aux questions

• Le tissu non tissé PP est-il sans danger pour le contact alimentaire et pour un usage médical ?

  Le polypropylène vierge est intrinsèquement non toxique et est approuvé pour le contact alimentaire par la FDA (21 CFR 177.1520) et le règlement européen 10/2011. Les non-tissés PP de qualité médicale doivent en outre être conformes à la norme ISO 10993 en matière de biocompatibilité et être produits dans des conditions contrôlées pour répondre aux exigences de propreté particulaire et microbienne. La présence d'additifs de transformation, de colorants ou de traitements de surface peut affecter le statut réglementaire et doit être vérifiée auprès du fournisseur pour des applications spécifiques.

• Comment le non-tissé PP se compare-t-il au non-tissé polyester ?

  Le non-tissé PP est plus léger (densité 0,91 g/cm³ contre 1,38 g/cm³ pour le PET) et moins coûteux, ce qui le rend plus économique pour les applications de couverture de surface. Le non-tissé en polyester offre une résistance thermique plus élevée (température de service jusqu'à 150-200°C contre 100°C pour le PP), une meilleure stabilité dimensionnelle à des températures élevées et une résistance supérieure aux UV sans additifs stabilisants. Pour les applications thermiques exigeantes ou d’exposition extérieure, le PET est souvent préféré malgré son coût par kilogramme plus élevé.

• Quel grammage de non-tissé PP dois-je spécifier pour les sacs de courses réutilisables ?

  La gamme standard de sacs à provisions réutilisables en non-tissé PP est de 80 à 120 g/m². À 80 g/m², le tissu est léger et économique mais a une durabilité limitée pour les charges lourdes. 100 g/m² est la spécification commerciale la plus courante, offrant un bon équilibre entre résistance, imprimabilité et coût. 120 g/m² et plus offrent une capacité de charge et une résistance des coutures sensiblement améliorées pour les applications de sacs haut de gamme. Tout ce qui est inférieur à 60 g/m² est généralement trop fin pour une utilisation répétée fiable.

• Le non-tissé PP peut-il être imprimé ?

  Oui. Le non-tissé PP est largement imprimé par impression flexographique avec des encres à base d'eau ou durcissables par UV, par sérigraphie et par impression numérique à jet d'encre. Étant donné que le PP a une faible énergie de surface, un traitement corona est généralement appliqué avant l'impression pour améliorer l'adhérence de l'encre et éviter les bavures. L'impression flexographique sur non-tissé PP spunbond peut atteindre des largeurs d'impression allant jusqu'à 3,2 m à des vitesses commerciales, ce qui la rend rentable pour les grandes séries de sacs de marque, de couvertures agricoles et d'emballages médicaux.

• Quelle est la différence entre le non-tissé SMS et SMMS ?

  Le SMS (spunbond-meltblown-spunbond) est un stratifié à trois couches : deux couches externes de spunbond offrent une résistance mécanique et une résistance à l'abrasion tandis qu'une couche centrale soufflée par fusion offre des performances de filtration et de barrière aux fluides. SMMS ajoute une deuxième couche de fusion-soufflage (spunbond-meltblown-meltblown-spunbond) pour des performances de barrière améliorées avec un grammage total identique ou inférieur. SMMS est la construction standard pour les blouses et champs chirurgicaux de spécifications plus élevées où la résistance au passage des liquides doit répondre aux exigences de la norme EN 13795 niveau 2 ou niveau 3.