Introduktion til nonwovens-teknologi

Nonwovens-teknologi kan bruges til at producere en bred vifte af produkter, der imødekommer et stigende antal slutapplikationer.
Der er beviser for, at den tidligste metode til at omdanne fibre til stof var filtning, hvor uldens flagerstruktur blev brugt til at binde fibrene fast sammen. Nogle produktionsteknologier, der anvendes i nutidens nonwovens-industri, er baseret på denne ældgamle metode til at forme stoffer, mens andre metoder er et produkt af moderne teknikker udviklet til at arbejde med menneskeskabte materialer. Oprindelsen af ​​den moderne nonwovens-industri er uklar, men ifølge Nonwovens Institute i Raleigh, North Carolina, blev udtrykket "nonwovens" første gang brugt i 1942, da fiberbaner blev bundet sammen ved hjælp af klæbemidler for at fremstille stoffer.
I årtierne siden udtrykket blev opfundet, har innovation udviklet sig til et svimlende udvalg af teknologier, der bruges til at skabe produkter som filtrering, bilindustrien, medicin, hygiejne, geotekstiler, landbrugstekstiler, gulvbelægning og endda beklædning, for blot at nævne nogle få. Her giver Textile World information om nogle af de nyeste teknologier, der er tilgængelige for nonwovens og produktproducenter.
Den tyske producent af nonwoven-systemer, DiloGroup, tilbyder en unik additiv fremstillingsproces kaldet 3D-Lofter, som oprindeligt blev præsenteret som en prototype på ITMA 2019. Processen bruger i bund og grund en separat båndfremføringsmekanisme, der fungerer på samme måde som en digital printer. Båndet føres ind i en aerodynamisk baneformningsenhed, som gør det muligt at placere yderligere fibre tredimensionelt på bestemte steder på den flade nålefilt. Tilføjede fibre kan placeres for at undgå tynde områder og skabe stresspunkter, ændre tekstur, bygge bjerge eller fylde dale i basisbanen og endda muliggøre skabelse af farvede eller mønstrede designs i den resulterende bane. Dilo rapporterer, at denne teknologi kan spare op til 30 % af den samlede fibervægt, fordi kun de nødvendige fibre bruges efter fremstilling af en ensartet flad nålefilt. Den resulterende bane kan fortættes og konsolideres ved hjælp af nålestansning og/eller termisk fusion. Anvendelserne omfatter støbte nålefiltdele til bilinteriør, polstring og madrasser, tøj og fodtøj samt farverigt mønstrede gulve.
DiloGroup tilbyder også IsoFeed-teknologi til enkeltkortfremføring – et aerodynamisk system med flere uafhængige 33 mm brede baneformningsenheder placeret over hele kortenes arbejdsbredde. Disse enheder gør det muligt at dosere banen eller fiberstrimlen i bevægelsesretningen, hvilket er nødvendigt for at modvirke ændringer i banekvaliteten. Ifølge Dilo kan IsoFeed producere netmåtter ved hjælp af kartemaskiner, hvilket øger CV-værdien med cirka 40 %. Andre fordele ved IsoFeed omfatter besparelser i fiberindtag ved sammenligning af konventionel fremføring og IsoFeed-fremføring ved samme minimumsvægt; papirbanen forbedres visuelt og bliver mere ensartet. Måtter fremstillet med IsoFeed-teknologi er velegnede til fremføring i kartemaskiner, i vingeformningsenheder eller kan bruges direkte i nåle- eller termiske bindingsprocesser.
Den tyske virksomhed Oerlikon Noncloths tilbyder omfattende teknologier til produktion af nonwovens produceret ved smelteekstrudering, spunbond og airlaid. Til smelteekstruderingsprodukter tilbyder Oerlikon separat en- og tokomponentudstyr eller plug-and-play-muligheder mellem upstream- og downstream-støbesystemer (såsom spunbond-systemer) til produktion af produkter med barrierelag eller flydende lag. Oerlikon Noncloths siger, at deres airlaid-teknologi er velegnet til produktion af nonwovens fremstillet af cellulose eller cellulosefibre. Denne proces muliggør også homogen blanding af forskellige råmaterialer og er af interesse for miljøvenlig forarbejdning.
Oerlikon Nonwovens' nyeste produkt er Procter & Gambles (P&G) patenterede PHANTOM-teknologi. Teknoweb Materials, Oerlikons partner inden for hygiejne og vådservietter, har en eksklusiv licens fra P&G til at distribuere teknologien på verdensplan. Phantom, der er udviklet af P&G til hybride nonwovens, kombinerer airlaid- og spin-coating-teknologier til at producere våd- og tørservietter. Ifølge Oerlikon Non Wovens kombineres de to processer i ét trin, der kombinerer cellulosefibre, lange fibre, herunder bomuld, og muligvis kunstfiberpulver. Hydroweaving betyder, at der ikke er behov for at tørre det nonwoven-materiale, hvilket resulterer i omkostningsbesparelser. Processen kan tilpasses for at optimere de ønskede produktegenskaber, herunder blødhed, styrke, snavsabsorption og væskeabsorption. Phantom-teknologien er ideel til produktion af vådservietter og kan også bruges i produkter med en absorberende kerne, såsom bleer.
Det østrigske selskab ANDRITZ Nonwovens siger, at deres kernekompetencer ligger i produktion af tørlagte og vådlagte nonwovens, spunbond, spunlace og nålestansede nonwovens, herunder konvertering og kalandrering.
ANDRITZ leverer teknologier til produktion af bionedbrydelige miljøvenlige nonwovens, herunder Wetlace™ og Wetlace CP spunlace-linjerne. Produktionslinjen kan behandle træmasse, hakket cellulosefiber, rayon, bomuld, hamp, bambus og hør uden brug af kemiske tilsætningsstoffer. Virksomheden tilbyder dedikeret testning på sit Center of Excellence i Montbonneau, Frankrig, som for nylig har opdateret sit innovative celluloseapplikationssystem til produktion af kartede celluloseklude.
ANDRITZ's nyeste teknologi inden for bionedbrydelige nonwovens til viskerklude er neXline Wetlace CP-teknologi. Denne innovation kombinerer to støbeteknologier (online tør- og vådlægning) med hydrobonding. Ifølge virksomheden kan naturlige fibre som viskose eller cellulose problemfrit genbruges for at producere fuldt bionedbrydelige kartede celluloseklude, der er højtydende og omkostningseffektive.
Det nylige opkøb af franske Laroche Sas tilføjer yderligere teknologier til tørfiberforarbejdning til ANDRITZ' produktportefølje, herunder åbning, blanding, dosering, luftlægning, tekstilaffaldsforarbejdning og afbarkning af hamp. Opkøbet tilføjer værdi til affaldsgenbrugsindustrien ved at levere komplette genbrugslinjer til kommunalt og industrielt affald, der kan forarbejdes til fibre til respinding og nonwovens til slutbrug. Inden for ANDRITZ-gruppen hedder virksomheden nu ANDRITZ Laroche Sas.
I USA er Andritz Laroche repræsenteret af Allertex of America Ltd., Cornelius, North Carolina. Jason Johnson, direktør for teknisk salg og forretningsudvikling hos Allertex, sagde, at LaRoches teknologi er ideel til det blomstrende marked for hampfibre i USA. "Vi ser i øjeblikket en enorm interesse for afbarkning, bomuldsforarbejdning og forarbejdning af hampfibre til nonwovens til byggematerialer, væv, bilindustrien, møbler og kompositter," sagde Johnson. "Kombineret med opdagelsen af ​​Laroche, hybrid- og air-laid-teknologier samt Schott-teknologier." Og Thermofix-teknologi fra Meissner: fantasien sætter grænser!"
Thermofix-TFE dobbeltbånds-fladlamineringspressen fra Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH i Tyskland bruger en kombination af kontaktvarme og tryk. Det forarbejdede produkt passerer gennem maskinen mellem to teflonbelagte transportbånd. Efter opvarmning passerer materialet gennem en eller flere kalibrerede trykvalser ind i en kølezone for at hærde materialet termisk. Thermofix-TFE er velegnet til tekstiler som overtøj, reflekterende striber, kunstlæder, møbler, glasmåtter, filtre og membraner. Thermofix fås i to modeller og tre forskellige størrelser til forskellige kapaciteter.
Allertex specialiserer sig i forarbejdnings- og nonwoven-teknologier, herunder åbning og blanding, webformning, limning, efterbehandling, hampfiberforarbejdning og laminering fra forskellige virksomheder.
I takt med at efterspørgslen efter engangsrengøringsklude af høj kvalitet fortsætter med at vokse, har den tyske virksomhed Truetzschler Noncloths lanceret en kartet masse (CP)-løsning, der bruger AquaJet spunlace-teknologi til at producere miljøvenlige klude til en mere økonomisk pris. I 2013-2014 bragte Trützschler og deres partner Voith GmbH & Co. KG fra Tyskland den miljøvenlige WLS-våd-/støbte installationsproces på markedet. WLS-linjen bruger en celluloseblanding af plantagetræmasse og korte lyocell- eller rayonfibre, der dispergeres i vand og derefter vådlægges og hydrofiltreres.
De seneste CP-udviklinger fra Truetzschler Noncloths tager WLS-konceptet et skridt videre ved at kombinere vådlagte cellulosebaserede stoffer med kartede stoffer lavet af længere viskose- eller lyocellfibre. Vådlagt limning giver det nonwoven-materiale den nødvendige absorberingsevne og ekstra fylde, og stoffet øger blødhed og styrke, når det er vådt. AquaJets højtryksvandstråler binder de to lag sammen til et funktionelt nonwoven-stof.
CP-linjen er udstyret med en højhastigheds-NCT-kortmaskine mellem en Voith HydroFormer vådbaneformningsmaskine og en AquaJet. Denne konfiguration er meget fleksibel: du kan undvære et kort og kun bruge HydroFormer og AquaJet til at producere WLS-nonwovens; Vådoplægningsprocessen kan udelades for at producere klassiske kartede spunlace-nonwovens; eller du kan bruge HydroFormer, NCT-kort og AquaJet, der bruges til at producere dobbeltlags CP-nonwovens.
Ifølge Truetzschler Noncloths har den polske kunde Ecowipes oplevet stor efterspørgsel på nonwovens produceret på CP-linjen, der blev installeret i efteråret 2020.
Den tyske virksomhed Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG specialiserer sig i spunbond-, meltblæst- og lamineringslinjer og er en forretningsenhed under Reifenhäuser GmbH & Co. KG, der tilbyder miljøvenlige muligheder for produktion af nonwovens. Ifølge virksomheden kan Reicofil-linjen genbruge op til 90% af polyethylenterephthalat (PET) fra husholdningsaffald til industrielle anvendelser. Virksomheden leverer også teknologi til at producere hygiejneprodukter ved hjælp af miljøvenlige materialer, såsom biobaserede bleer.
Derudover tilbyder Reifenhäuser Reicofil også løsninger til medicinsk beskyttelsesudstyr såsom masker. Virksomheden erkender, at disse anvendelser kræver 100 % pålidelige stoffer og leverer yderst pålideligt udstyr til at producere nonwovens med en filtreringseffektivitet på op til 99 %, der opfylder N99/FFP3-standarderne. Shawmut Corp., med base i West Bridgewater, Massachusetts, købte for nylig cirka 60 tons specialiseret præcisions-smelteblæsningsudstyr fra Reifenhauser Reicofil til sin nye sundheds- og sikkerhedsafdeling (se “Shawmut: Investering i fremtiden for avancerede materialer”, TW, det er et spørgsmål).
"Til anvendelser inden for hygiejne-, medicin- og industrisektoren sætter vi regelmæssigt standarder for ydeevne og kvalitet af de færdige produkter," siger Markus Müller, salgsdirektør hos Reifenhäuser Reicofil. "Derudover tilbyder vi vores kunder muligheden for at producere miljøvenlige nonwovens af biobaserede råmaterialer eller genbrugsmaterialer. Vi hjælper vores kunder med at udnytte de muligheder, som den globale overgang til bæredygtig udvikling giver, med andre ord: den næste generation af nonwovens."
Den tyske virksomhed Reifenhäuser Enka Tecnica specialiserer sig i specialdesignede udskiftelige intelligente spindedorne, spindebokse og dyser, der er kompatible med enhver eksisterende spunbond- eller smelteblæst produktionslinje. Dens funktionalitet giver producenterne mulighed for at opgradere eksisterende produktionslinjer og komme ind på nye markeder, herunder hygiejne, medicin eller filtrering. Enka Tecnica rapporterer, at dysespidser og kapillarrør af høj kvalitet sikrer ensartet produktkvalitet og præcision. Dens smelteblæste spindedorn har også et optimeret bæredygtigt energikoncept for at reducere opvarmningstider og øge varmeydelsen. "Vores hovedmål er vores kunders tilfredshed og succes," siger Wilfried Schiffer, administrerende direktør for Reifenhäuser Enka Tecnica. "Derfor er personlige relationer med vores kunder lige så vigtige for os som rettidig levering af produkter af høj kvalitet. Langsigtet samarbejde baseret på tillid er vigtigere for os end hurtig profit."
Reifenhäuser Reicofil og Reifenhäuser Enka Tecnica er repræsenteret i USA af Fi-Tech Inc., Midlothian, Virginia.
Den schweiziske virksomhed Graf + Cie., en del af forretningsgruppen Rieter Components, er producent af kartonbeklædning til flade kort og rullekort. Til produktion af nonwovens tilbyder Graf Hipro metalliserede papbeklædningsgenstande. Graf siger, at den innovative geometri, der anvendes i designet, kan øge produktiviteten i nonwovens-produktion med op til 10 % sammenlignet med traditionel beklædning. Ifølge Graf har forsiden af ​​Hipro-tænderne en specialdesignet fremspring, der øger fiberfastholdelsen. Optimeret banetransport fra cylinderen til dockeren øger produktiviteten med op til 10 %, og der opstår færre defekter i banen takket være præcis fibertransport ind og ud af cylinderen.
Disse kartebelægninger er velegnede til både højtydende og konventionelle kort og fås i en bred vifte af stållegeringer og overfladebehandlinger, så de kan skræddersys til den specifikke anvendelse og fiber, der forarbejdes. Hipro kartede beklædningsgenstande er designet til alle typer syntetiske fibre, der forarbejdes i nonwovens-industrien, og er kompatible med en række forskellige ruller, herunder arbejds-, aftagnings- og klyngeruller. Graf rapporterer, at Hipro er velegnet til anvendelser inden for hygiejne-, medicin-, bil-, filtrerings- og gulvbelægningsmarkederne.
I løbet af de seneste år har den tyske virksomhed BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG udvidet sin produktportefølje af nonwovens betydeligt. Virksomheden tilbyder ovne og tørretumblere til nonwovens, herunder:
Derudover omfatter Brückners portefølje af nonwovens imprægneringsenheder, belægningsenheder, lagermaskiner, kalandre, lamineringskalendere, skære- og viklingsmaskiner. Brückner har et teknisk center på hovedkvarteret i Leonberg, Tyskland, hvor kunder kan udføre test. Brückner er repræsenteret i USA af Fi-Tech.
Kvaliteten af ​​det vand, der anvendes i spunlace-fremstillingsprocessen, er meget vigtig. Den italienske virksomhed Idrosistem Srl specialiserer sig i vandfiltreringssystemer til spunlace-produktionslinjer, der fjerner fibre fra vandet for at undgå problemer med sprøjten og kvaliteten af ​​det færdige produkt. Virksomhedens seneste produkt er designet til at kontrollere bakterier i vandcyklussen i produktionen af ​​klude. Denne teknologi bruger et klordioxid-vandsteriliseringssystem til at forhindre giftige stoffer, især klorid- og bromatprodukter, i at trænge ind i det producerede vand. Idrosistem rapporterer, at steriliseringssystemets effektivitet er uafhængig af vandets pH-værdi og opnår den minimalt krævede bakteriekontrol i kolonidannende enheder pr. millimeter (CFU/ml). Ifølge virksomheden er systemet også et potent algedræbende, bakteriedræbende, virucidalt og sporedræbende middel. Idrosistem er repræsenteret i USA af Fi-Tech.
Den tyske virksomhed Saueressig Surfaces, ejet af Matthews International Corp., er en anerkendt designer og producent af prægehylstre og -ruller til dekorative spunbonds og termisk bundne nonwovens. Virksomheden bruger de nyeste lasergraveringsmetoder samt avanceret moiréteknologi. Hærdede valser, mikroporøse huse, bund- og strukturelle baffler forbedrer tilpasningsmulighederne. Nylige udviklinger omfatter nye 3D-prægnings- og offline-perforeringsmuligheder ved hjælp af højpræcisionsopvarmede valser med komplekse og præcise graveringsmønstre eller in-line brug af nikkelhylstre i spunlace-processen. Disse udviklinger muliggør skabelsen af ​​strukturer med tredimensionelle effekter, højere trækstyrke og elasticitet samt høj luft-/væskepermeabilitet. Saueressig kan også producere 3D-prøver (inklusive substrat, graveringsmønster, densitet og farve), så kunderne kan udvikle den bedste løsning til deres slutprodukt.
Nonwovens er utraditionelle materialer, og traditionelle skære- og symetoder er muligvis ikke den mest effektive måde at producere et slutprodukt ved hjælp af nonwovens. Pandemiudbruddet og især efterspørgslen efter personlige værnemidler (PPE) har ført til øget interesse for ultralydsteknologi, som bruger højfrekvente lydbølger til at opvarme og blødgøre nonwoven-materialer lavet af kunstfibre.
Sonobond Ultrasonics, med base i West Chester, Pennsylvania, siger, at ultralydssvejseteknologi hurtigt kan skabe stærke tætningskanter og give barriereforbindelser, der opfylder lovgivningsmæssige krav. Limning af høj kvalitet på disse trykpunkter giver dig mulighed for at opnå et færdigt produkt uden huller, limsømme, slid og delamineringer. Der kræves ingen gevindskæring, produktionen er typisk hurtigere, og produktiviteten er højere.
Sonobond tilbyder udstyr til limning, syning, opskæring, skæring og trimning og kan ofte udføre flere funktioner på det samme udstyr i et enkelt trin. Sonobonds SeamMaster® ultralydssymaskine er virksomhedens mest populære teknologi. SeamMaster leverer en kontinuerlig, patenteret rotationsoperation, der producerer stærke, forseglede, glatte og fleksible sømme. Ifølge virksomheden kan maskinen bruges i forskellige monteringsoperationer, da den kan udføre flere funktioner på samme tid. For eksempel kan SeamMaster med de rigtige værktøjer hurtigt udføre limning, sammenføjning og trimning. Sonobond siger, at det er fire gange hurtigere end at bruge en traditionel symaskine og ti gange hurtigere end at bruge en bondingmaskine. Maskinen er også konfigureret som en traditionel symaskine, så der kræves minimal operatørtræning for at betjene SeamMaster.
Anvendelser af Sonobond-teknologi på markedet for medicinske nonwovens omfatter ansigtsmasker, operationskitler, engangsskoovertræk, pudebetræk og madrasbetræk samt fnugfri sårforbindinger. Filtreringsprodukter, der kan fremstilles ved hjælp af Sonobonds ultralydsteknologi, omfatter plisserede HVAC- og HEPA-filtre; luft-, væske- og gasfiltre; holdbare filterposer; og klude og stænger til at opsamle spild.
For at hjælpe kunder med at beslutte, hvilken teknologi der er bedst egnet til deres anvendelse, tilbyder Sonobond gratis ultralydstest af bindingsevnen på kundens nonwovens. Kunden kan derefter gennemgå resultaterne og forstå de tilgængelige produkters muligheder.
Emerson, der er baseret i St. Louis, tilbyder Branson ultralydsudstyr, der skærer, limer, forsegler eller quilter nonwovens af kunstfibre til medicinske og ikke-medicinske anvendelser. En af de vigtige fremskridt, som virksomheden rapporterer, er ultralydssvejsernes evne til at overvåge og registrere svejsedata i realtid. Dette forbedrer kundernes kvalitetskontrolfunktioner og muliggør løbende forbedringer, selv på automatiserede produktionslinjer.
En anden nylig udvikling er tilføjelsen af ​​fieldbus-funktioner til Branson DCX F ultralydssvejsesystemet, hvilket gør det muligt for flere svejsesystemer at interagere med hinanden og interagere direkte med programmerbare logiske styreenheder. Fieldbus giver brugerne mulighed for at overvåge svejseparametrene for en enkelt ultralydssvejser og overvåge status for et produktionssystem med flere maskiner via et elektronisk dashboard. På denne måde kan brugerne optimere produktionsprocessen og løse problemer, der opstår.
Herrmann Ultrasonics Inc. i Bartlett, Illinois, tilbyder ny ultralydsteknologi til fastgørelse af elastiske snore i bleer. Virksomhedens innovative proces skaber en tunnel mellem to lag non-woven materiale og fører den spændte elastik gennem tunnelen. Stoffet svejses derefter ved specifikke samlinger, skæres derefter og afspændes. Den nye konsolideringsproces kan udføres kontinuerligt eller periodisk. Ifølge virksomheden forenkler metoden forarbejdningen af ​​elastiske produkter, reducerer risikoen for brud, øger forarbejdningsvinduet og reducerer produktionsomkostningerne. Herrmann siger, at de med succes har testet en række materialekombinationer, forskellige elastikstørrelser og forlængelser samt forskellige hastigheder.
"Vores nye proces, som vi kalder 'binding', vil bedre understøtte vores kunder i Nordamerika, i deres arbejde med at skabe blødere og mere miljøvenlige produkter," sagde Uwe Peregi, præsident for Herrmann Ultrasonics Inc.
Herrmann har også opdateret sine ULTRABOND ultralydsgeneratorer med nye kontroller, der hurtigt udløser ultralydsvibrationer på det ønskede sted i stedet for at generere et kontinuerligt signal. Med denne opdatering er formatspecifikke værktøjer såsom formatambolttromlen ikke længere nødvendige. Herrmann bemærkede, at den samlede udstyrets effektivitet er forbedret, fordi værktøjsomkostningerne er blevet reduceret, og den tid, der kræves til formatændringer, er blevet reduceret. Kombinationen af ​​Ultrabond-generatorsignalet med MICROGAP-teknologi, som overvåger mellemrummet i bindingsområdet, giver flerdimensionel procesovervågning for at sikre ensartet bindingskvalitet og direkte feedback til systemet.
Alle de nyeste innovationer inden for nonwovens vil helt sikkert blive fremvist på den kommende nonwovens-udstilling INDEX™20 i oktober 2021. Messen vil også være tilgængelig i et parallelt virtuelt format for deltagere, der ikke har mulighed for at deltage personligt. For mere information om INDEX, se denne udgave af Global Triennial Nonwovens Exhibition, Moving Forward, TW.