Qu’est-ce que le tissu non tissé ? Types, utilisations et comparaison avec le tissu tissé

Qu’est-ce que le tissu non tissé ?

Le tissu non tissé est un matériau en feuille plat et flexible fabriqué directement à partir de fibres ou de filaments liés ensemble par des moyens mécaniques, thermiques ou chimiques, sans aucun tissage, tricot ou formation de fil. Alors que les textiles conventionnels nécessitent que les fibres soient d'abord filées en fil, puis entrelacées sur un métier à tisser ou une machine à tricoter, les non-tissés ignorent complètement ces deux étapes : les fibres passent de la matière première à la feuille de tissu finie au cours d'un seul processus de fabrication continu.

Le résultat est une classe de matériaux avec une gamme exceptionnellement large de propriétés, en fonction du type de fibre, de la méthode de formation de la bande et de la technologie de liaison utilisée dans la production. Les non-tissés peuvent être conçus pour être doux ou rigides, absorbants ou répulsifs, jetables ou durables, opaques ou translucides, perméables à l'air et à l'eau ou formant entièrement une barrière. Cette polyvalence, combinée à des vitesses de production élevées et à un faible coût des matériaux, explique pourquoi les tissus non tissés apparaissent désormais dans presque tous les secteurs : soins de santé, hygiène, agriculture, construction, automobile, filtration, emballage et ingénierie géotechnique.

La production mondiale de non-tissés a dépassé 12 millions de tonnes par an d’après les données récentes de l’industrie, la demande augmentant régulièrement de 6 à 8 % par an. Les applications les plus importantes sont les produits d'hygiène (couches, soins féminins, incontinence adulte), les produits médicaux et chirurgicaux et les géotextiles, chacun dépendant de combinaisons spécifiques de propriétés que les non-tissés offrent de manière plus rentable que tout autre matériau alternatif.

Comment sont fabriqués les tissus non tissés

La fabrication de non-tissés comporte deux étapes séquentielles : création de sites Web (créant une couche de fibres lâchement disposées) et liaison (consolidation de la toile en un tissu cohérent avec intégrité structurelle). La méthode de formation de la bande et la méthode de liaison déterminent ensemble la structure, la sensation au toucher, la résistance et les caractéristiques de performance du tissu final.

Les principales technologies de création de sites Web sont filé-bond (filaments continus extrudés directement à partir d'un polymère fondu et posés sur une bande mobile), soufflé par fusion (polymère extrudé à travers des buses fines avec de l'air chaud à haute vitesse pour produire des fibres submicroniques), pose à sec (fibres discontinues cardées ou déposées par air dans une bande), et mouillé (fibres dispersées dans l'eau et déposées sur un tamis, semblable à la fabrication du papier). Les méthodes de liaison comprennent liaison thermique (fibres fusionnant à chaud et sous pression aux points de contact), liaison chimique (latex liant appliqué sur la nappe), hydroenchevêtrement (jets d'eau à haute pression enchevêtrant mécaniquement les fibres), et aiguilletage (aiguilles barbelées emboîtant mécaniquement les fibres par pénétration répétée).

Polypropylène Spunbond non-tissé : le non-tissé le plus largement utilisé

Parmi tous les types de tissus non tissés, filé-bond polypropylene (PP spunbond) est le produit le plus vendu au monde et le matériau de référence par rapport auquel les autres non-tissés sont souvent comparés. Sa domination vient de la combinaison du faible coût et des excellentes propriétés de traitement du polypropylène avec l'efficacité du processus de production du spunbond.

Dans la production de spunbond, les granulés de polypropylène sont fondus et extrudés à travers une plaque de filière contenant des milliers de trous fins. Les filaments émergents sont attirés par de l'air à grande vitesse pour orienter les chaînes de polymère et réduire le diamètre du filament - généralement à 15-35 microns pour le spunbond standard, contre 0,1 à 3 microns pour le meltblown. Les filaments continus sont déposés de manière aléatoire sur une bande transporteuse en mouvement pour former une bande, qui passe ensuite à travers des rouleaux de calendrier chauffés qui lient thermiquement les filaments entre eux à leurs points de croisement. Le tissu fini est enroulé en rouleaux pour être transformé ou utilisé directement.

Les propriétés du PP spunbond sont bien adaptées à un large éventail d’applications. Le polypropylène est intrinsèquement hydrophobe - il repousse l'eau plutôt que de l'absorber - ce qui rend le tissu spunbond non traité naturellement résistant à la pénétration des liquides. Les traitements de surface peuvent inverser cette tendance : le traitement corona ou l'application de finition hydrophile rend le tissu absorbant pour les feuilles de dessus de produits d'hygiène et les applications médicales nécessitant une gestion des fluides. Le spunbond PP est également chimiquement inerte vis-à-vis de la plupart des acides, alcalis et solvants ; résistant à la moisissure et à la croissance bactérienne; et entièrement recyclable dans le flux de déchets de polypropylène.

Le poids du tissu en PP spunbond est exprimé en grammes par mètre carré (g/m²). Qualités légères de 10 à 20 g/m² sont utilisés pour les composants de produits d’hygiène et les couvertures de cultures agricoles. Poids moyens de 25 à 60 g/m² couvrent les applications médicales et chirurgicales, les vêtements de protection et les sacs à provisions réutilisables. Des qualités plus lourdes de 80 à 200 g/m² sont utilisés dans les géotextiles, les membranes de construction et la filtration industrielle. Une seule ligne de production de spunbond peut fabriquer toute la gamme de poids en ajustant la vitesse de la ligne, le débit de polymère et la pression du calendrier.

Non-tissés composites SMS et SMMS

L'un des formats de produits les plus importants dans le domaine des non-tissés médicaux et hygiéniques est le SMS (Spunbond-Meltblown-Spunbond) stratifié. SMS combine deux couches externes de spunbond pour plus de résistance et de douceur avec une couche interne de meltblown pour des performances de barrière. Les fibres PP fondues sont si fines (souvent inférieures à 1 micron) qu'elles créent un réseau de fibres extrêmement dense et tortueux capable de bloquer les bactéries, les virus et les particules fines tout en restant respirantes. Constructions SMMS et SMMMS ajoutez des couches supplémentaires soufflées par fusion pour améliorer les performances de barrière et constituent le matériau standard dans les blouses chirurgicales, les champs et les couches de respirateurs équivalents au N95. Les couches externes spunbond protègent le noyau fragile soufflé par fusion de l'abrasion et fournissent la résistance à la traction requise pour la construction et la manipulation du vêtement.

Tissu tissé vs tissu non tissé

Les tissus tissés et non tissés sont tous deux des structures textiles plates, mais leurs architectures de fibres, leurs processus de fabrication, leurs profils de performances et leurs structures de coûts sont fondamentalement différents. Choisir entre eux pour une application donnée n’est pas une question de supériorité : chacun présente des avantages évidents.

La distinction pratique la plus importante est celle de la durabilité par rapport au coût. Les tissus tissés sont conçus pour un usage répété — leur structure de fils entrelacés résiste à l'abrasion et maintient son intégrité grâce au lavage, au pliage et aux contraintes mécaniques au fil des années de service. Les non-tissés dans la plupart des configurations sont optimisés pour les applications à usage unique ou à usage limité où le coût du matériau doit être suffisamment bas pour justifier son élimination après utilisation. Il ne s’agit pas d’une limitation de la technologie : c’est l’intention de la conception. Une blouse chirurgicale jetable qui coûte 0,80 $ et offre une protection fiable pour une procédure est une meilleure solution qu'une blouse tissée réutilisable nécessitant une infrastructure de stérilisation coûtant plusieurs fois ce montant par cycle.

Il existe des non-tissés durables : les géotextiles aiguilletés installés dans les bases routières et les systèmes de drainage sont conçus pour une durée de vie de 25 à 50 ans, et les tissus agricoles PP spunbond lourds sont réutilisés pendant plusieurs saisons de croissance. Mais la logique économique des non-tissés est plus convaincante dans les segments à usage unique et à usage limité, où ils ont presque entièrement remplacé les alternatives tissées.

Tissu non tissé Applications médicales

Les utilisations finales médicales et chirurgicales représentent l’un des segments les plus exigeants et les plus rentables de l’industrie des non-tissés. Les exigences sont strictes : le tissu doit offrir des performances de barrière microbienne fiables, être exempt de particules ou de contaminants susceptibles de compromettre les champs stériles, répondre aux normes réglementées en matière de résistance aux fluides et être confortable pour le personnel clinique qui le porte pendant de longues périodes. Les non-tissés – en particulier les composites en polypropylène SMS et SMMS – répondent à toutes ces exigences à un coût qui rend l'élimination à usage unique économiquement viable, ce qui élimine le risque de recontamination associé aux textiles chirurgicaux tissés réutilisables.

Blouses et champs chirurgicaux

Les blouses chirurgicales et les champs opératoires fabriqués à partir de non-tissé SMS sont classés selon les normes EN 13795 (Europe) et AAMI PB70 (États-Unis), qui définissent quatre niveaux de performance basés sur la résistance aux fluides et l'efficacité de la barrière microbienne. Les zones critiques (les manches et la poitrine d'une blouse chirurgicale, la zone de fenestration d'un champ) nécessitent le niveau de performance le plus élevé, généralement atteint avec des constructions SMMS ou SMMMS de 40 à 60 g/m². Les zones non critiques utilisent du spunbond standard plus léger et plus respirant pour réduire le stress thermique sur le porteur. Le passage des textiles chirurgicaux tissés réutilisables aux blouses non tissées à usage unique s'est considérablement accéléré après la preuve que les textiles réutilisables, même après un lavage et une stérilisation validés, conservaient des niveaux de contamination bactérienne plus élevés que les nouveaux non-tissés à usage unique.

Masques faciaux et respirateurs

Les masques chirurgicaux et les respirateurs à masque filtrant (FFP2/FFP3 en Europe ; N95/N99 aux États-Unis) dépendent entièrement de tissus non tissés pour leur fonction de filtration. Un masque chirurgical standard à trois couches se compose d'une couche interne en spunbond doux pour le confort du visage, d'une couche intermédiaire soufflée par fusion pour la filtration bactérienne et d'une couche externe en spunbond pour l'intégrité structurelle et la résistance aux éclaboussures de fluides. Le fusion-soufflage chargé par électret — où la bande de fibres reçoit une charge électrostatique permanente pendant ou après la production — améliore considérablement l'efficacité de capture des particules en attirant les particules d'aérosol chargées en plus de l'interception mécanique, permettant ainsi les niveaux de performance BFE ≥ 98 % et PFE ≥ 98 % requis pour les masques de qualité médicale.

Produits de soins et d'hygiène des plaies

Les tissus non tissés constituent le composant structurel de la plupart des pansements, tampons et tampons stériles utilisés dans les soins cliniques et à domicile des plaies. Les non-tissés hydro-enchevêtrés en viscose-polyester sont largement utilisés pour les couches de contact avec les plaies, combinant douceur, capacité d'absorption et propriétés peu pelucheuses. Dans le domaine de l'hygiène, les non-tissés cardés spunbond et liés par air forment la couche supérieure des couches jetables, des produits d'incontinence pour adultes et des articles d'hygiène féminine - la couche en contact direct avec la peau. Ces feuilles de dessus sont traitées avec des tensioactifs hydrophiles pour permettre un passage rapide du fluide tandis que la structure en fibre PP hydrophobe empêche le réhumidification, gardant la surface de la peau sèche.

Emballage de stérilisation

Les instruments et dispositifs médicaux stérilisés par oxyde d'éthylène, rayonnement gamma ou vapeur sont emballés dans des sachets et des emballages non tissés qui doivent permettre au gaz stérilisant ou au rayonnement de pénétrer pendant le cycle de stérilisation, puis maintenir une barrière microbienne après scellage jusqu'au point d'utilisation. Les non-tissés en polyester spunbond et PP avec une distribution contrôlée de la taille des pores sont les matériaux standard pour cette application, testés par rapport aux exigences de la norme ISO 11607 en matière d'intégrité de l'emballage et de performance de la barrière microbienne.

Utilisations du tissu non tissé dans toutes les industries

Au-delà des soins de santé, les tissus non tissés font partie intégrante d’un éventail remarquablement large d’industries et de catégories de produits.

Agriculture

Les couvertures de culture légères en PP spunbond (10 à 20 g/m²) sont largement utilisées dans l'horticulture commerciale et la culture maraîchère pour protéger les cultures du gel, des insectes et des rayons UV tout en permettant la transmission de la lumière, la circulation de l'air et la pénétration des précipitations. Les non-tissés couvre-sol (50 à 150 g/m², PP noir stabilisé aux UV) suppriment la croissance des mauvaises herbes en bloquant la lumière tout en restant perméables à l'eau, remplaçant ainsi les paillis de film plastique qui se dégradent et se fragmentent en microplastiques. Les non-tissés géotextiles spunbond et aiguilletés sont utilisés dans les revêtements de conteneurs de pépinière, les couches de séparation des supports de culture et les supports de substrats hydroponiques.

Construction et génie géotechnique

Les géotextiles aiguilletés et filés-liés constituent l’une des applications non tissées les plus volumineuses en termes de poids. Ils remplissent quatre fonctions en génie civil : séparation (empêchant le mélange de différentes couches de sol ou de granulats), filtration (permettre le passage de l'eau tout en retenant les fines particules du sol), drainage (transmettant l'eau le long du plan du tissu), et renfort (ajoutant une résistance à la traction aux sols de fondation faibles). Les non-tissés géotextiles sont spécifiés dans la construction de sous-couches routières et ferroviaires, les systèmes de drainage des murs de soutènement, les couches de protection des revêtements de décharge, le contrôle de l'érosion côtière et la stabilisation des remblais. Les membranes d'enveloppement de maison - les barrières contre les intempéries respirantes installées derrière le revêtement extérieur - sont des non-tissés en polyéthylène filé-lié ou en PP conçus pour résister à l'infiltration d'eau liquide tout en permettant à la vapeur d'eau de s'échapper de l'assemblage mural.

Automobile

Un véhicule de tourisme moyen contient 20 à 30 composants non tissés distincts au moment où il quitte la chaîne de production. Les non-tissés aiguilletés et liés thermiquement sont utilisés pour les dossiers de tapis, les doublures de coffre, les inserts de panneaux de porte, les substrats de garniture de toit, l'isolation du compartiment moteur, la filtration de l'air de l'habitacle et les boucliers acoustiques de soubassement. Les non-tissés automobiles doivent répondre à des exigences strictes en matière de résistance à la chaleur, de stabilité dimensionnelle et de faibles émissions de COV – des normes qui ont conduit à un développement significatif des non-tissés en polyester et en fibres bicomposants pour ce secteur.

Filtration

La filtration de l'air et des liquides est l'un des segments d'application des non-tissés qui connaît la croissance la plus rapide, en raison des normes de qualité de l'air intérieur, des réglementations sur les émissions industrielles et des exigences en matière de traitement de l'eau. Les non-tissés fondus, avec leurs diamètres de fibres submicroniques et leur surface spécifique élevée, sont le média de filtration de choix pour les filtres CVC, les sacs d'aspirateur, la collecte de poussière industrielle, la séparation huile-eau et la microfiltration de liquides. Les médias soufflés par fusion (électret) chargés électrostatiquement atteignent une filtration équivalente à HEPA (≥99,97 % à 0,3 micron) avec une chute de pression nettement inférieure à celle des médias HEPA en fibre de verre, réduisant ainsi la consommation d'énergie dans les systèmes de traitement de l'air.

Que rechercher lors de l'approvisionnement auprès d'un fabricant de tissus non tissés

Pour les acheteurs et les équipes d'approvisionnement évaluant les fournisseurs de tissus non tissés, plusieurs facteurs techniques et commerciaux déterminent si un fabricant peut répondre de manière cohérente aux exigences des spécifications à l'échelle de la production.

• Technologie de production : Confirmez si le fabricant exploite des lignes filées-liées, soufflées par fusion, composites SMS, cardées ou aiguilletées – ou une combinaison. Toutes les installations n'ont pas la capacité de produire des composites multicouches ou des supports chargés par électret, qui sont nécessaires pour les qualités médicales et de filtration.
• Plage de poids et capacité de largeur : Vérifiez que le fabricant peut produire la gamme g/m² spécifique requise et que la largeur de sa ligne correspond à la largeur du rouleau nécessaire à votre processus de conversion. Les largeurs de rouleaux standard vont de 1,6 m à 3,2 m ; certaines lignes produisent jusqu'à 5 m de large.
• Certifications de qualité : Pour les applications médicales, la norme ISO 13485 (gestion de la qualité des dispositifs médicaux) et le respect des normes EN 13795 ou AAMI PB70 sont indispensables. Pour l’approvisionnement industriel général, la norme ISO 9001 est la référence. Les applications en contact avec les aliments nécessitent la conformité à la FDA ou à la réglementation européenne sur le contact alimentaire pour la qualité de polymère spécifique utilisée.
• Capacité de personnalisation : Les principaux fabricants proposent un traitement de surface en interne (finition hydrophile, antistatique, antibactérienne), l'ajout de mélanges maîtres de couleurs, le laminage avec des films ou des canevas, ainsi que la découpe et le rembobinage personnalisés aux dimensions de rouleaux spécifiées. Les fabricants limités au PP naturel standard ne répondront pas aux exigences des applications spécialisées.
• Données de cohérence et d’uniformité : Le grammage CV% (coefficient de variation) sur la largeur du rouleau et dans le sens de la machine est la principale mesure de qualité du tissu non tissé. Un CV% inférieur à 3-5% est la référence pour une production de spunbond de qualité ; une variation plus élevée produit des performances incohérentes dans le processus de conversion et dans le produit final.