Introducció a la tecnologia dels no teixits

La tecnologia dels teixits no teixits es pot utilitzar per produir una àmplia gamma de productes per satisfer un nombre creixent d'aplicacions finals.
Hi ha proves que el mètode més antic per convertir fibres en teixit va ser el feltre, que utilitzava l'estructura en escates de la llana per unir fermament les fibres. Algunes tecnologies de producció utilitzades en la indústria actual dels no teixits es basen en aquest antic mètode de formació de teixits, mentre que altres mètodes són producte de tècniques modernes desenvolupades per treballar amb materials sintètics. Els orígens de la indústria moderna dels no teixits no estan clars, però segons el Nonwovens Institute de Raleigh, Carolina del Nord, el terme "no teixits" es va utilitzar per primera vegada el 1942, quan es van unir xarxes de fibres mitjançant adhesius per fer teixits.
En les dècades transcorregudes des que es va encunyar el terme, la innovació ha evolucionat cap a una vertiginosa gamma de tecnologies utilitzades per crear productes com ara filtració, automoció, medicina, higiene, geotèxtils, tèxtils agrícoles, paviments i fins i tot roba, per anomenar-ne alguns. Aquí, Textile World proporciona informació sobre algunes de les últimes tecnologies disponibles per a fabricants de teixits no teixits i productes.
El fabricant alemany de sistemes de teixits no teixits d'enginyeria DiloGroup ofereix un procés únic de fabricació additiva anomenat 3D-Lofter, que es va presentar inicialment com a prototip a la ITMA 2019. Essencialment, el procés utilitza un mecanisme d'alimentació de cinta separat que funciona de manera similar a una impressora digital. La cinta s'alimenta a un dispositiu aerodinàmic de formació de web, que permet col·locar fibres addicionals de manera tridimensional en llocs específics del feltre d'agulla pla. Es poden col·locar fibres afegides per evitar zones primes i crear punts de tensió, canviar la textura, construir muntanyes o omplir valls a la web base, i fins i tot permetre la creació de dissenys de colors o estampats a la web resultant. Dilo informa que aquesta tecnologia pot estalviar fins a un 30% del pes total de la fibra perquè només s'utilitzen les fibres necessàries després de fer un feltre d'agulla pla uniforme. La web resultant es pot densificar i consolidar mitjançant punxonament amb agulla i/o fusió tèrmica. Les aplicacions inclouen peces modelades de feltre d'agulla per a interiors d'automòbils, tapisseria i matalassos, roba i calçat, i paviments amb estampats de colors.
DiloGroup també ofereix la tecnologia d'alimentació de targetes individuals IsoFeed, un sistema aerodinàmic amb diverses unitats de formació de banda independents de 33 mm d'amplada situades al llarg de tota l'amplada de treball de les targetes. Aquests dispositius permeten dosificar la banda o la tira de fibra en la direcció del desplaçament, cosa que és necessària per contrarestar els canvis en la qualitat de la banda. Segons Dilo, IsoFeed pot produir estores de malla mitjançant màquines de cardat, augmentant el valor CV aproximadament un 40%. Altres avantatges d'IsoFeed inclouen l'estalvi en la ingesta de fibra quan es compara l'alimentació convencional i l'alimentació IsoFeed amb el mateix pes mínim; la banda de paper millora visualment i es torna més uniforme. Les estores fabricades amb la tecnologia IsoFeed són adequades per alimentar les màquines de cardat, les unitats de formació de perfil aerodinàmic o es poden utilitzar directament en els processos d'agullatura o d'unió tèrmica.
L'empresa alemanya Oerlikon Noncloths ofereix tecnologies completes per a la producció de no teixits produïts per extrusió per fusió, spunbond i airlaid. Per als productes d'extrusió per fusió, Oerlikon ofereix equips separats d'un i dos components o opcions plug-and-play entre sistemes de modelat aigües amunt i aigües avall (com ara sistemes spunbond) per a la producció de productes amb capes de barrera o capes líquides. Oerlikon Noncloths diu que la seva tecnologia airlaid és adequada per a la producció de no teixits fets de fibres cel·lulòsiques. Aquest procés també permet la barreja homogènia de diferents matèries primeres i és d'interès per al processament respectuós amb el medi ambient.
El producte més nou d'Oerlikon Nonwovens és la tecnologia PHANTOM, patentada per Procter & Gamble (P&G). Teknoweb Materials, el soci d'higiene i tovalloletes humides d'Oerlikon, té una llicència exclusiva de P&G per distribuir la tecnologia a tot el món. Desenvolupat per P&G per a teixits no teixits híbrids, Phantom combina tecnologies de recobriment per aire i centrifugat per produir tovalloletes humides i seques. Segons Oerlikon Non Wovens, els dos processos es combinen en un sol pas que combina fibres cel·lulòsiques, fibres llargues, inclòs el cotó, i possiblement pols de fibra sintètica. L'hidroteiximent significa que no cal assecar el material no teixit, cosa que resulta en un estalvi de costos. El procés es pot personalitzar per optimitzar les propietats desitjades del producte, com ara la suavitat, la resistència, l'absorció de brutícia i l'absorció de líquids. La tecnologia Phantom és ideal per a la producció de tovalloletes humides i també es pot utilitzar en productes amb un nucli absorbent, com ara bolquers.
ANDRITZ Nonwovens, amb seu a Àustria, afirma que les seves principals capacitats es troben en la producció de teixits no teixits de col·locació en sec i en humit, filats (spunbond), filats encaixats (spunlace) i teixits no teixits perforats amb agulla, incloent-hi la conversió i el calandrat.
ANDRITZ proporciona tecnologies per a la producció de teixits no teixits biodegradables i respectuosos amb el medi ambient, incloent-hi les línies de filatura Wetlace™ i Wetlace CP. La línia de producció és capaç de processar polpa de fusta, fibra de cel·lulosa picada, raió, cotó, cànem, bambú i lli sense l'ús de cap additiu químic. L'empresa ofereix proves dedicades al seu Centre d'Excel·lència a Montbonneau, França, que recentment ha actualitzat el seu innovador sistema d'aplicació de cel·lulosa per a la producció de tovalloletes de cel·lulosa cardada.
La tecnologia més recent d'ANDRITZ en tovalloletes biodegradables no teixides per a tovalloletes és la tecnologia neXline Wetlace CP. Aquesta innovació combina dues tecnologies de modelat (en línia en sec i en humit) amb hidroenllaç. Segons l'empresa, les fibres naturals com la viscosa o la cel·lulosa es poden reciclar perfectament per produir tovalloletes de cel·lulosa cardada totalment biodegradables que són d'alt rendiment i rendibles.
La recent adquisició de la francesa Laroche Sas afegeix tecnologies addicionals de processament de fibra seca a la cartera de productes d'ANDRITZ, com ara l'obertura, la barreja, la dosificació, la col·locació a l'aire, el processament de residus tèxtils i el descortatge de cànem. L'adquisició afegeix valor a la indústria del reciclatge de residus en proporcionar línies completes de reciclatge per a residus municipals i industrials que es poden processar en fibres per a la filatura i per a ús final de teixits no teixits. Dins del Grup ANDRITZ, l'empresa ara és ANDRITZ Laroche Sas.
Als Estats Units, Andritz Laroche està representat per Allertex of America Ltd., Cornelius, Carolina del Nord. Jason Johnson, director de vendes tècniques i desenvolupament de negocis d'Allertex, va dir que la tecnologia de LaRoche és ideal per al mercat en auge de la fibra de cànem als Estats Units. "Actualment estem veient un gran interès en el descorçament, el processament del cotó i el processament de fibres de cànem en teixits no teixits per a materials de construcció, teixits, automoció, mobles i compostos", va dir Johnson. "Combinat amb el descobriment de les tecnologies Laroche, híbrides i de deposició per aire, així com les tecnologies Schott". I la tecnologia Thermofix de Meissner: el cel és el límit!
La premsa de laminació plana de doble cinta Thermofix-TFE de Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH a Alemanya utilitza una combinació de calor i pressió de contacte. El producte processat passa per la màquina entre dues cintes transportadores recobertes de tefló. Després de l'escalfament, el material passa a través d'un o més rodets de pressió calibrats cap a una zona de refredament per endurir tèrmicament el material. Thermofix-TFE és adequada per a teixits com ara roba exterior, franges reflectants, cuir artificial, mobles, estores de vidre, filtres i membranes. Thermofix està disponible en dos models i tres mides diferents per a diferents capacitats.
Allertex s'especialitza en tecnologies de processament i no teixits, incloent-hi l'obertura i la barreja, la formació de malles, l'encolat, l'acabat, el processament de fibra de cànem i la laminació de diverses empreses.
A mesura que la demanda de tovalloletes de neteja d'un sol ús d'alta qualitat continua creixent, l'empresa alemanya Truetzschler Noncloths ha llançat una solució de polpa cardada (CP) que utilitza la tecnologia AquaJet spunlace per produir tovalloletes respectuoses amb el medi ambient a un preu més econòmic. El 2013-2014, Trützschler i el seu soci Voith GmbH & Co. KG d'Alemanya van introduir al mercat el procés d'instal·lació en humit/modelat WLS, respectuós amb el medi ambient. La línia WLS utilitza una barreja cel·lulòsica de polpa de fusta de plantació i fibres curtes de lyocell o raió que es dispersa en aigua i després es col·loca en humit i s'hidroentrellaça.
Els últims desenvolupaments de CP de Truetzschler Noncloths porten el concepte WLS un pas més enllà combinant teixits a base de cel·lulosa de tipus wet-laid amb teixits cardats fets de fibres de viscosa o lyocell més llargues. L'aprest wet-laid dóna al material no teixit l'absorció necessària i el volum addicional, i el teixit augmenta la suavitat i la resistència quan està mullat. Els dolls d'aigua a alta pressió d'AquaJet uneixen les dues capes en un teixit no teixit funcional.
La línia CP està equipada amb una màquina de cardar NCT d'alta velocitat entre una màquina de formar tela humida Voith HydroFormer i un AquaJet. Aquesta configuració és molt flexible: podeu prescindir d'una carda i utilitzar només HydroFormer i AquaJet per produir tela no teixida WLS; es pot ometre el procés de capa humida per produir tela no teixida cardada spunlace clàssica; o podeu utilitzar HydroFormer, NCT Card i AquaJet, que s'utilitzen per produir tela no teixida CP de doble capa.
Segons Truetzschler Noncloths, el seu client polonès Ecowipes ha vist una gran demanda de teixits no teixits produïts a la línia CP instal·lada a la tardor del 2020.
L'empresa alemanya Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG s'especialitza en línies de filat, meltblown i laminació, i és una unitat de negoci de Reifenhäuser GmbH & Co. KG, que ofereix opcions respectuoses amb el medi ambient per a la producció de teixits no teixits. Segons l'empresa, la seva línia Reicofil pot reciclar fins a un 90% de tereftalat de polietilè (PET) de residus domèstics per a aplicacions industrials. L'empresa també proporciona tecnologia per produir productes d'higiene utilitzant materials respectuosos amb el medi ambient, com ara bolquers de base biològica.
A més, Reifenhäuser Reicofil també ofereix solucions per a equips de protecció mèdica com ara mascaretes. L'empresa reconeix que aquestes aplicacions requereixen teixits 100% fiables i proporciona equips altament fiables per produir teixits no teixits amb una eficiència de filtració de fins al 99%, complint els estàndards N99/FFP3. Shawmut Corp., amb seu a West Bridgewater, Massachusetts, ha comprat recentment aproximadament 60 tones d'equips especialitzats de bufat de precisió per fusió a Reifenhauser Reicofil per a la seva nova divisió de salut i seguretat (vegeu "Shawmut: Invertint en el futur dels materials avançats", TW, aquesta és una pregunta).
«Per a aplicacions en els sectors de la higiene, la medicina i la indústria, establim regularment estàndards de rendiment i qualitat dels productes finals», afirma Markus Müller, director de vendes de Reifenhäuser Reicofil. «A més, oferim als nostres clients l'oportunitat de produir teixits no teixits respectuosos amb el medi ambient a partir de matèries primeres d'origen biològic o materials reciclats. Ajudem els nostres clients a aprofitar les oportunitats que presenta la transició global cap al desenvolupament sostenible, és a dir: la propera generació de teixits no teixits».
L'empresa alemanya Reifenhäuser Enka Tecnica s'especialitza en mandrils, caixes de filatura i matrius intel·ligents intercanviables especialment dissenyats que són compatibles amb qualsevol línia de producció de filatura per fusió o bufat existent. La seva funcionalitat permet als fabricants actualitzar les línies de producció existents i entrar en nous mercats, com ara la higiene, la medicina o la filtració. Enka Tecnica informa que les puntes de les boquilles i els tubs capil·lars d'alta qualitat garanteixen una qualitat i precisió constants del producte. El seu mandril de filatura per fusió també presenta un concepte d'energia sostenible optimitzat per reduir els temps d'escalfament i augmentar la producció de calor. "El nostre objectiu principal és la satisfacció i l'èxit dels nostres clients", afirma Wilfried Schiffer, director general de Reifenhäuser Enka Tecnica. "Per això, les relacions personals amb els nostres clients són tan importants per a nosaltres com el lliurament puntual de productes d'alta qualitat. La cooperació a llarg termini basada en la confiança és més important per a nosaltres que els beneficis ràpids".
Reifenhäuser Reicofil i Reifenhäuser Enka Tecnica estan representades als Estats Units per Fi-Tech Inc., Midlothian, Virgínia.
L'empresa suïssa Graf + Cie., que forma part del grup empresarial Rieter Components, és fabricant de recobriments de targetes per a targetes planes i targetes de rodets. Per a la producció de teixits no teixits, Graf ofereix peces de cartró metal·litzat Hipro. Graf diu que la geometria innovadora utilitzada en el disseny pot augmentar la productivitat en la producció de teixits no teixits fins a un 10% en comparació amb la roba tradicional. Segons Graf, la part frontal de les dents Hipro té una projecció especialment dissenyada que augmenta la retenció de fibra. El transport optimitzat de la banda des del cilindre fins a l'acoblador augmenta la productivitat fins a un 10% i es produeixen menys defectes a la banda gràcies al transport precís de fibra dins i fora del cilindre.
Aptes tant per a targetes d'alt rendiment com convencionals, aquests recobriments de cardat estan disponibles en una àmplia gamma d'aliatges d'acer i acabats superficials, de manera que es poden adaptar a l'aplicació específica i a la fibra que es processa. Les peces de cardat Hipro estan dissenyades per a tot tipus de fibres sintètiques processades a la indústria dels teixits no teixits i són compatibles amb una varietat de rotllos, inclosos els rotllos de treball, d'enlairament i de clúster. Graf informa que Hipro és ideal per a aplicacions en els mercats de la higiene, la medicina, l'automoció, la filtració i els paviments.
Durant els darrers anys, l'empresa alemanya BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG ha ampliat significativament la seva cartera de productes de materials no teixits. L'empresa ofereix forns i assecadors per a materials no teixits, incloent-hi:
A més, la cartera de teixits no teixits de Brückner inclou unitats d'impregnació, unitats de recobriment, estocadores, calandres, calendaris de laminació, màquines de tall i bobinatge. Brückner té un centre tècnic a la seva seu central de Leonberg, Alemanya, on els clients poden dur a terme proves. Brückner està representada als Estats Units per Fi-Tech.
La qualitat de l'aigua utilitzada en el procés de fabricació de fil de punt és molt important. L'empresa italiana Idrosistem Srl s'especialitza en sistemes de filtració d'aigua per a línies de producció de fil de punt que eliminen les fibres de l'aigua per evitar problemes amb la xeringa i la qualitat del producte acabat. L'últim producte de l'empresa està dissenyat per controlar els bacteris en el cicle de l'aigua de la producció de tovalloletes. Aquesta tecnologia utilitza un sistema d'esterilització d'aigua amb diòxid de clor per evitar que substàncies tòxiques, en particular productes de clorur i bromat, entrin a l'aigua produïda. Idrosistem informa que l'eficàcia del sistema d'esterilització és independent del pH de l'aigua i aconsegueix el control bacterià mínim requerit en unitats formadores de colònies per mil·límetre (UFC/ml). Segons l'empresa, el sistema també és un potent agent algicida, bactericida, virucida i esporicida. Idrosistem està representada als EUA per Fi-Tech.
L'empresa alemanya Saueressig Surfaces, propietat de Matthews International Corp., és un dissenyador i fabricant de renom de mànigues i rotllos de gofrat per a teixits spunbond decoratius i no teixits units tèrmicament. L'empresa utilitza els mètodes de gravat làser més recents, així com tecnologia moiré avançada. Els rodets endurits, les carcasses microporoses, els deflectors de base i estructurals milloren les opcions de personalització. Els desenvolupaments recents inclouen noves capacitats de gofrat 3D i perforació fora de línia mitjançant rodets escalfats d'alta precisió amb patrons de gravat complexos i precisos, o l'ús en línia de mànigues de níquel en el procés spunlace. Aquests desenvolupaments permeten la creació d'estructures amb efectes tridimensionals, major resistència a la tracció i elasticitat, i alta permeabilitat a l'aire/líquid. Saueressig també pot produir mostres 3D (inclosos el substrat, el patró de gravat, la densitat i el color) perquè els clients puguin desenvolupar la millor solució per al seu producte final.
Els materials no teixits són materials no tradicionals, i els mètodes tradicionals de tall i costura poden no ser la manera més eficient de produir un producte final utilitzant materials no teixits. L'esclat de la pandèmia i la demanda d'equips de protecció individual (EPI) en particular han provocat un interès creixent per la tecnologia ultrasònica, que utilitza ones sonores d'alta freqüència per escalfar i plastificar materials no teixits fets de fibres sintètiques.
Sonobond Ultrasonics, amb seu a West Chester, Pennsilvània, afirma que la tecnologia de soldadura per ultrasons pot crear ràpidament vores de segellat fortes i proporcionar connexions de barrera que compleixen els requisits reglamentaris. L'encolat d'alta qualitat en aquests punts de pressió permet obtenir un producte acabat sense forats, costures d'encolat, abrasions ni delaminacions. No cal roscar, la producció sol ser més ràpida i la productivitat és més alta.
Sonobond ofereix equips per enganxar, cosir, tallar, retallar i retallar, i sovint poden realitzar múltiples funcions al mateix equip en un sol pas. La màquina de cosir per ultrasons SeamMaster® de Sonobond és la tecnologia més popular de l'empresa. SeamMaster proporciona una operació de rotació contínua i patentada que produeix costures fortes, segellades, suaus i flexibles. Segons l'empresa, la màquina es pot utilitzar en diverses operacions de muntatge, ja que pot realitzar múltiples funcions alhora. Per exemple, amb les eines adequades, SeamMaster pot completar ràpidament les operacions d'enganxar, unir i retallar. Sonobond diu que és quatre vegades més ràpid que utilitzar una màquina de cosir tradicional i deu vegades més ràpid que utilitzar una màquina d'unir. La màquina també està configurada com una màquina de cosir tradicional, de manera que es requereix una formació mínima de l'operador per fer funcionar la SeamMaster.
Les aplicacions de la tecnologia Sonobond al mercat dels teixits mèdics no teixits inclouen mascaretes, bates quirúrgiques, fundes de sabates d'un sol ús, fundes de coixí i fundes de matalàs, i apòsits per a ferides sense borrissol. Els productes de filtració que es poden fabricar amb la tecnologia ultrasònica de Sonobond inclouen filtres plegats de climatització i HEPA; filtres d'aire, líquids i gasos; bosses de filtre duradores; i draps i barres per recollir vessaments.
Per ajudar els clients a decidir quina tecnologia és la més adequada per a la seva aplicació, Sonobond ofereix proves d'unió ultrasònica gratuïtes en teixits no teixits. El client pot revisar els resultats i entendre les capacitats dels productes disponibles.
Emerson, amb seu a Saint Louis, ofereix equips ultrasònics Branson que tallen, enganxen, segellen o encoixinan teixits no teixits de fibra sintètica per a aplicacions mèdiques i no mèdiques. Un dels avenços importants que l'empresa informa és la capacitat dels soldadors ultrasònics de monitoritzar i registrar dades de soldadura en temps real. Això millora les capacitats de control de qualitat dels clients i permet una millora contínua, fins i tot en línies de producció automatitzades.
Un altre desenvolupament recent és l'addició de capacitats de bus de camp al sistema de soldadura per ultrasons Branson DCX F, permetent que diversos sistemes de soldadura interactuïn entre si i interactuïn directament amb controladors lògics programables. El bus de camp permet als usuaris supervisar els paràmetres de soldadura d'un sol soldador per ultrasons i supervisar l'estat d'un sistema de producció multimàquina a través d'un quadre de comandament electrònic. D'aquesta manera, els usuaris poden optimitzar el procés de producció i resoldre els problemes que sorgeixin.
Herrmann Ultrasonics Inc. de Bartlett, Illinois, ofereix una nova tecnologia ultrasònica per fixar cordons elàstics en bolquers. El procés innovador de l'empresa crea un túnel entre dues capes de material no teixit i guia l'elàstic tensat a través del túnel. A continuació, el teixit es solda en unions específiques, després es talla i es relaxa. El nou procés de consolidació es pot realitzar de forma contínua o periòdica. Segons l'empresa, el mètode simplifica el processament de productes elàstics, redueix el risc de trencament, augmenta la finestra de processament i redueix els costos de producció. Herrmann diu que ha provat amb èxit diverses combinacions de materials, diferents mides i extensions elàstiques i diferents velocitats.
«El nostre nou procés, que anomenem 'enquadernació', donarà un millor suport als nostres clients a Amèrica del Nord mentre treballen per crear productes més suaus i respectuosos amb el medi ambient», va dir Uwe Peregi, president de Herrmann Ultrasonics Inc.
Herrmann també ha actualitzat els seus generadors d'ultrasons ULTRABOND amb nous controls que activen ràpidament vibracions ultrasòniques a la ubicació desitjada en lloc de generar un senyal continu. Amb aquesta actualització, ja no calen eines específiques per a cada format, com ara el tambor d'enclusa de format. Herrmann va assenyalar que l'eficiència general de l'equip ha millorat perquè s'han reduït els costos de les eines i el temps necessari per als canvis de format. La combinació del senyal del generador Ultrabond amb la tecnologia MICROGAP, que controla el buit a la zona d'unió, proporciona un seguiment multidimensional del procés per garantir una qualitat d'unió consistent i una retroalimentació directa al sistema.
Totes les últimes innovacions en materials no teixits es presentaran definitivament a la propera exposició de materials no teixits INDEX™20 a l'octubre de 2021. La fira també estarà disponible en un format virtual paral·lel per als assistents que no puguin assistir-hi en persona. Per obtenir més informació sobre INDEX, consulteu aquest número de la Global Triennial Nonwovens Exhibition, Moving Forward, TW.