Optimization of filtration performance of meltblown nonwovens at varying manufacturing parameters

Polypropylene meltblown nonwoven fabric is an inherently variable material, due to the fact that the fibres are deposited from the die to the collector in a random way, widely used in filtration. The company Tessiture Pietro Radici, which has been a leader in the production of spunbonded materials for years, has recently entered the market of air filtration by producing nonwoven fabric obtained from the meltblown process and has therefore offered the possibility of following them in the process of optimization of the system to obtain a filtering material with certain characteristics. In the following discussion we have evaluated the influence of the process parameters on the particle filtration efficiency (PFE) of the nonwoven fabric, developing a statistical model, thanks to the use of Design of Experiment (DoE) methodology and Minitab software, able to optimise the filtering efficiency by varying the setting of three process variables. Once the optimal setting was obtained, some samples were analysed under a Scanning Electron Microscope (SEM) to determine the average diameter of the fibres and try to link this data to the formation of small imperfections in the material, called shots, which can influence the filtering capacity of the material.

Il tessuto non tessuto, ottenuto con il processo di meltblown, in polipropilene è un materiale intrinsecamente variabile, dovuto dal fatto che le fibre vengono depositate dal die al collettore in maniera random, ampiamente utilizzato nell'ambito della filtrazione. L'azienda Tessiture Pietro Radici, da anni leader nella produzione di materiale spunbonded, si è di recente inserita nel mercato della filtrazione di aria producendo tessuto non tessuto ottenuto dal processo meltblown, per tanto, ha offerto la possibilità di seguirli nel processo di ottimizzazione dell'impianto per ottenere un materiale filtrante con determinate caratteristiche. Nella seguente trattazione si è andati a valutare l'influenza dei parametri di processo sull'efficienza filtrante (PFE) del tessuto non tessuto, sviluppando un modello statistico, grazie all'utilizzo della metodologia del Design of Experiment (DoE) e del software Minitab, in grado di ottimizzare l'efficienza filtrante variando il setting di tre variabili di processo. Una volta ottenuto il setting ottimale, alcuni campioni sono stati analizzati al microscopio elettronico (SEM) per determinarne il diametro medio delle fibre e cercare di legare questo dato alla formazione di piccole imperfezioni nel materiale, chiamate shots, che possono influenzare la capacità filtrante del materiale.