Inleiding tot non-woventechnologie

Met behulp van non-woventechnologie kunnen we een breed scala aan producten produceren voor een groeiend aantal eindtoepassingen.
Er zijn aanwijzingen dat de vroegste methode om vezels tot stof te verwerken vilten was, waarbij de vlokkenstructuur van wol werd gebruikt om de vezels stevig aan elkaar te binden. Sommige productietechnologieën die in de huidige non-wovensindustrie worden gebruikt, zijn gebaseerd op deze eeuwenoude methode om stoffen te vormen, terwijl andere methoden het product zijn van moderne technieken die zijn ontwikkeld om met kunstmatige materialen te werken. De oorsprong van de moderne non-wovensindustrie is onduidelijk, maar volgens het Nonwovens Institute in Raleigh, North Carolina, werd de term "non-wovens" voor het eerst gebruikt in 1942, toen vliezen van vezels met behulp van lijm aan elkaar werden verbonden om stoffen te maken.
In de decennia sinds de term werd bedacht, heeft innovatie zich ontwikkeld tot een duizelingwekkende reeks technologieën die worden gebruikt om producten te creëren zoals filtratie, auto-, medische, hygiëne-, geotextiel-, landbouwtextiel-, vloer- en zelfs kledingproducten, om er maar een paar te noemen. Textile World biedt hier informatie over enkele van de nieuwste technologieën die beschikbaar zijn voor fabrikanten van non-wovens en producten.
De Duitse fabrikant van non-woven systemen, DiloGroup, biedt een uniek additief productieproces genaamd 3D-Lofter, dat aanvankelijk als prototype werd gepresenteerd op ITMA 2019. In wezen maakt het proces gebruik van een apart linttoevoermechanisme dat vergelijkbaar werkt met een digitale printer. De tape wordt in een aerodynamisch baanvormend apparaat gevoerd, waardoor extra vezels driedimensionaal op specifieke locaties op het vlakke naaldvilt kunnen worden geplaatst. Toegevoegde vezels kunnen worden geplaatst om dunne plekken te vermijden en spanningspunten te creëren, de textuur te veranderen, bergen of dalen in het basisweb te vormen en zelfs gekleurde of gepatroneerde ontwerpen in het resulterende web te creëren. Dilo meldt dat deze technologie tot 30% van het totale vezelgewicht kan besparen, omdat alleen de benodigde vezels worden gebruikt na het maken van een uniform vlak naaldvilt. Het resulterende web kan worden verdicht en geconsolideerd met behulp van naaldponsen en/of thermisch smelten. Toepassingen zijn onder andere naaldviltgietdelen voor auto-interieurs, bekleding en matrassen, kleding en schoenen, en kleurrijk gepatroneerde vloeren.
DiloGroup biedt ook IsoFeed single card feeding technologie aan – een aerodynamisch systeem met meerdere onafhankelijke 33 mm brede webvormunits over de gehele werkbreedte van de kaarten. Deze units maken het mogelijk om de baan of vezelstrip in de looprichting te doseren, wat nodig is om veranderingen in de baankwaliteit tegen te gaan. Volgens Dilo kan IsoFeed gaasmatten produceren met kaardmachines, waardoor de CV-waarde met ongeveer 40% stijgt. Andere voordelen van IsoFeed zijn de besparing op vezelinname in vergelijking met conventionele invoer en IsoFeed-invoer bij hetzelfde minimumgewicht; de papierbaan verbetert visueel en wordt gelijkmatiger. Matten gemaakt met IsoFeed-technologie zijn geschikt voor invoer in kaardmachines, in airfoil-vormunits of kunnen direct worden gebruikt in de naald- of thermische verlijmingsprocessen.
Het Duitse bedrijf Oerlikon Noncloths biedt uitgebreide technologieën voor de productie van non-wovens geproduceerd door middel van smeltextrusie, spunbond en airlaid. Voor smeltextrusieproducten biedt Oerlikon aparte één- en tweecomponentenapparatuur of plug-and-play-opties tussen upstream- en downstream-vormsystemen (zoals spunbond-systemen) voor de productie van producten met barrièrelagen of vloeibare lagen. Oerlikon Noncloths zegt dat zijn airlaid-technologie zeer geschikt is voor de productie van non-wovens gemaakt van cellulosevezels. Dit proces maakt ook een homogene menging van verschillende grondstoffen mogelijk en is interessant voor milieuvriendelijke verwerking.
Het nieuwste product van Oerlikon Nonwovens is de gepatenteerde PHANTOM-technologie van Procter & Gamble (P&G). Teknoweb Materials, Oerlikons partner op het gebied van hygiëne en doekjes, heeft een exclusieve licentie van P&G om de technologie wereldwijd te distribueren. Phantom, ontwikkeld door P&G voor hybride nonwovens, combineert airlaid- en spincoatingtechnologieën om natte en droge doekjes te produceren. Volgens Oerlikon Non Wovens worden de twee processen gecombineerd in één stap waarin cellulosevezels, lange vezels, waaronder katoen, en mogelijk synthetische vezelpoeders worden gecombineerd. Dankzij hydroweven hoeft het nonwoven materiaal niet te worden gedroogd, wat resulteert in kostenbesparingen. Het proces kan worden aangepast om de gewenste producteigenschappen te optimaliseren, zoals zachtheid, sterkte, vuil- en vloeistofabsorptie. Phantom-technologie is ideaal voor de productie van natte doekjes en kan ook worden gebruikt in producten met een absorberende kern, zoals luiers.
Het Oostenrijkse ANDRITZ Nonwovens zegt dat de kerncompetenties liggen in de productie van drooggelegde en natgelegde non-wovens, spunbond, spunlace en naaldgeponste non-wovens, inclusief conversie en kalanderen.
ANDRITZ levert technologieën voor de productie van biologisch afbreekbare, milieuvriendelijke non-wovens, waaronder de Wetlace™ en Wetlace CP spunlace-lijnen. De productielijn kan houtpulp, gehakte cellulosevezels, rayon, katoen, hennep, bamboe en vlas verwerken zonder chemische toevoegingen. Het bedrijf biedt speciale testfaciliteiten aan in zijn Center of Excellence in Montbonneau, Frankrijk, dat onlangs zijn innovatieve cellulose-applicatiesysteem voor de productie van gekaarde cellulosedoekjes heeft geüpdatet.
De nieuwste technologie van ANDRITZ op het gebied van biologisch afbreekbare non-woven poetsdoeken is neXline Wetlace CP-technologie. Deze innovatie combineert twee giettechnologieën (droog en nat leggen in de lijn) met hydrobonding. Volgens het bedrijf kunnen natuurlijke vezels zoals viscose of cellulose naadloos worden gerecycled tot volledig biologisch afbreekbare, gekaarde cellulosedoekjes die hoogwaardig en kosteneffectief zijn.
De recente overname van het Franse Laroche Sas voegt extra technologieën voor de verwerking van droge vezels toe aan het productportfolio van ANDRITZ, waaronder openen, mengen, doseren, luchtleggen, verwerking van textielafval en ontschorsing van hennep. De overname voegt waarde toe aan de afvalrecyclingindustrie door complete recyclinglijnen te leveren voor gemeentelijk en industrieel afval, die kunnen worden verwerkt tot vezels voor herspinnen en non-wovens voor eindgebruik. Binnen de ANDRITZ Groep heet het bedrijf nu ANDRITZ Laroche Sas.
In de Verenigde Staten wordt Andritz Laroche vertegenwoordigd door Allertex of America Ltd., Cornelius, North Carolina. Jason Johnson, directeur technische verkoop en bedrijfsontwikkeling bij Allertex, zei dat de technologie van LaRoche ideaal is voor de bloeiende hennepvezelmarkt in de Verenigde Staten. "We zien momenteel een enorme interesse in ontschorsing, katoenverwerking en de verwerking van hennepvezels tot non-wovens voor bouwmaterialen, weefsels, auto's, meubels en composieten", aldus Johnson. "Gecombineerd met de ontdekking van Laroche, hybride en airlaid-technologieën, evenals Schott-technologieën." En Thermofix-technologie van Meissner: de mogelijkheden zijn eindeloos!"
De Thermofix-TFE dubbelband vlaklamineerpers van Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH in Duitsland maakt gebruik van een combinatie van contactwarmte en druk. Het bewerkte product passeert de machine tussen twee met teflon beklede transportbanden. Na verhitting gaat het materiaal via een of meer gekalibreerde drukrollen naar een koelzone om het materiaal thermisch te harden. Thermofix-TFE is geschikt voor textiel zoals bovenkleding, reflecterende strepen, kunstleer, meubels, glasmatten, filters en membranen. Thermofix is ​​verkrijgbaar in twee modellen en drie verschillende maten voor verschillende capaciteiten.
Allertex is gespecialiseerd in verwerkings- en non-woventechnologieën, waaronder openen en mengen, webvormen, lijmen, afwerken, hennepvezelverwerking en lamineren van verschillende bedrijven.
Nu de vraag naar hoogwaardige wegwerpdoekjes blijft groeien, heeft het Duitse bedrijf Truetzschler Noncloths een oplossing op basis van gekaard pulp (CP) gelanceerd die gebruikmaakt van AquaJet spunlace-technologie om milieuvriendelijke doekjes te produceren tegen een voordeligere prijs. In 2013-2014 brachten Trützschler en partner Voith GmbH & Co. KG uit Duitsland het milieuvriendelijke WLS nat/gevormd installatieproces op de markt. De WLS-lijn maakt gebruik van een cellulosemengsel van plantagehoutpulp en korte lyocell- of rayonvezels, dat in water wordt gedispergeerd en vervolgens nat wordt gelegd en hydroverstrengeld.
De nieuwste CP-ontwikkelingen van Truetzschler Noncloths tillen het WLS-concept naar een hoger niveau door natgelegde celluloseweefsels te combineren met gekaarde weefsels van langere viscose- of lyocellvezels. Natgelegde lijming geeft het non-woven materiaal het benodigde absorptievermogen en extra volume, en de stof wordt zachter en sterker wanneer deze nat is. De hogedrukwaterstralen van AquaJet verbinden de twee lagen tot een functioneel non-woven materiaal.
De CP-lijn is uitgerust met een snelle NCT-kartonmachine tussen een Voith HydroFormer nat-webvormmachine en een AquaJet. Deze configuratie is zeer flexibel: u kunt een kaart achterwege laten en alleen HydroFormer en AquaJet gebruiken voor de productie van WLS-nonwovens; het natte lay-upproces kan achterwege blijven voor de productie van klassieke gekaard spunlace-nonwovens; of u kunt HydroFormer, NCT-karton en AquaJet gebruiken voor de productie van dubbellaags CP-nonwovens.
Volgens Truetzschler Noncloths heeft haar Poolse klant Ecowipes een grote vraag gezien naar non-wovens die worden geproduceerd op de CP-lijn die in het najaar van 2020 is geïnstalleerd.
Het Duitse bedrijf Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG is gespecialiseerd in spingebonden, meltblown en lamineerlijnen en is een business unit van Reifenhäuser GmbH & Co. KG. Het bedrijf biedt milieuvriendelijke opties voor de productie van non-wovens. Volgens het bedrijf kan de Reicofil-lijn tot 90% van het polyethyleentereftalaat (PET) uit huishoudelijk afval recyclen voor industriële toepassingen. Het bedrijf levert ook technologie voor de productie van hygiëneproducten met milieuvriendelijke materialen, zoals biobased luiers.
Daarnaast biedt Reifenhäuser Reicofil ook oplossingen voor medische beschermingsmiddelen, zoals maskers. Het bedrijf erkent dat deze toepassingen 100% betrouwbare stoffen vereisen en levert zeer betrouwbare apparatuur voor de productie van non-wovens met een filtratie-efficiëntie tot 99%, die voldoen aan de N99/FFP3-normen. Shawmut Corp., gevestigd in West Bridgewater, Massachusetts, heeft onlangs ongeveer 60 ton aan gespecialiseerde precisie-smeltblaasapparatuur van Reifenhauser Reicofil gekocht voor zijn nieuwe afdeling gezondheid en veiligheid (zie "Shawmut: Investeren in de toekomst van geavanceerde materialen", TW, dat is een vraag).
"Voor toepassingen in de hygiëne-, medische en industriële sector stellen we regelmatig de norm op het gebied van prestaties en kwaliteit van de eindproducten", aldus Markus Müller, Sales Director bij Reifenhäuser Reicofil. "Daarnaast bieden we onze klanten de mogelijkheid om milieuvriendelijke non-wovens te produceren uit biobased grondstoffen of gerecyclede materialen. We helpen onze klanten de kansen te benutten die de wereldwijde transitie naar duurzame ontwikkeling biedt, oftewel: de volgende generatie non-wovens."
Het Duitse bedrijf Reifenhäuser Enka Tecnica is gespecialiseerd in speciaal ontworpen, verwisselbare, intelligente spindoorns, spinboxen en matrijzen die compatibel zijn met elke bestaande spingebonden of meltblown productielijn. De functionaliteit stelt fabrikanten in staat bestaande productielijnen te upgraden en nieuwe markten te betreden, zoals hygiëne, medische toepassingen of filtratie. Enka Tecnica meldt dat hoogwaardige spuitmondpunten en capillaire buizen een consistente productkwaliteit en precisie garanderen. De meltblown spindoorn is bovendien voorzien van een geoptimaliseerd, duurzaam energieconcept om de opwarmtijden te verkorten en de warmteafgifte te verhogen. "Ons belangrijkste doel is de tevredenheid en het succes van onze klanten", aldus Wilfried Schiffer, algemeen directeur van Reifenhäuser Enka Tecnica. "Daarom zijn persoonlijke relaties met onze klanten net zo belangrijk voor ons als de tijdige levering van hoogwaardige producten. Langdurige samenwerking op basis van vertrouwen is voor ons belangrijker dan snelle winst."
Reifenhäuser Reicofil en Reifenhäuser Enka Tecnica worden in de Verenigde Staten vertegenwoordigd door Fi-Tech Inc., Midlothian, Virginia.
Het Zwitserse bedrijf Graf + Cie., onderdeel van de Rieter Components business group, is een fabrikant van kaartbekleding voor vlakke kaarten en rolkaarten. Voor de productie van non-wovens biedt Graf Hipro gemetalliseerde kartonnen kledingstukken aan. Graf stelt dat de innovatieve geometrie die in het ontwerp wordt gebruikt, de productiviteit in de productie van non-wovens met tot wel 10% kan verhogen ten opzichte van traditionele kleding. Volgens Graf heeft de voorkant van de Hipro-tanden een speciaal ontworpen uitsteeksel dat de vezelretentie verhoogt. Geoptimaliseerd webtransport van de cilinder naar de docker verhoogt de productiviteit met tot wel 10% en er ontstaan ​​minder defecten in het web dankzij nauwkeurig vezeltransport in en uit de cilinder.
Deze kaardcoatings zijn geschikt voor zowel hoogwaardige als conventionele kaardproducten en verkrijgbaar in een breed scala aan staallegeringen en oppervlakteafwerkingen, zodat ze kunnen worden afgestemd op de specifieke toepassing en de te verwerken vezel. Hipro gekaarde kledingstukken zijn ontworpen voor alle soorten synthetische vezels die in de non-wovensindustrie worden verwerkt en zijn compatibel met diverse rollen, waaronder werk-, afzet- en clusterrollen. Graf meldt dat Hipro zeer geschikt is voor toepassingen in de hygiëne-, medische, automotive-, filtratie- en vloerensector.
Het Duitse bedrijf BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG heeft de afgelopen jaren zijn productportfolio voor non-wovens aanzienlijk uitgebreid. Het bedrijf biedt ovens en drogers voor non-wovens aan, waaronder:
Daarnaast omvat Brückners non-woven portfolio impregneerunits, coatingunits, voorraadmachines, kalanders, lamineerkalenders en snij- en wikkelmachines. Brückner beschikt over een technisch centrum op het hoofdkantoor in Leonberg, Duitsland, waar klanten tests kunnen uitvoeren. Brückner wordt in de Verenigde Staten vertegenwoordigd door Fi-Tech.
De waterkwaliteit die gebruikt wordt in het spunlace-productieproces is van groot belang. Het Italiaanse bedrijf Idrosistem Srl is gespecialiseerd in waterfiltratiesystemen voor spunlace-productielijnen. Deze systemen verwijderen vezels uit het water om problemen met de spuit en de kwaliteit van het eindproduct te voorkomen. Het nieuwste product van het bedrijf is ontworpen om bacteriën in de watercyclus van de doekjesproductie te bestrijden. Deze technologie maakt gebruik van een watersterilisatiesysteem met chloordioxide om te voorkomen dat giftige stoffen, met name chloride- en bromaatproducten, in het geproduceerde water terechtkomen. Idrosistem meldt dat de effectiviteit van het sterilisatiesysteem onafhankelijk is van de pH van het water en de minimaal vereiste bacteriebestrijding bereikt in kolonievormende eenheden per millimeter (CFU/ml). Volgens het bedrijf is het systeem ook een krachtig algicide, bacteriedodend, virusdodend en sporendodend middel. Idrosistem wordt in de VS vertegenwoordigd door Fi-Tech.
Het Duitse bedrijf Saueressig Surfaces, eigendom van Matthews International Corp., is een gerenommeerd ontwerper en fabrikant van reliëfhulzen en -rollen voor decoratieve spunbonds en thermisch gebonden non-wovens. Het bedrijf maakt gebruik van de nieuwste lasergraveermethoden en geavanceerde moirétechnologie. Geharde rollen, microporeuze behuizingen, basis- en structuurplaten vergroten de mogelijkheden voor maatwerk. Recente ontwikkelingen omvatten nieuwe 3D-reliëf- en offline perforatiemogelijkheden met behulp van zeer nauwkeurige verwarmde rollen met complexe en precieze graveerpatronen, of het in-line gebruik van nikkelhulzen in het spunlace-proces. Deze ontwikkelingen maken het mogelijk om structuren te creëren met driedimensionale effecten, hogere treksterkte en elasticiteit, en een hoge lucht-/vloeistofdoorlaatbaarheid. Saueressig kan ook 3D-monsters produceren (inclusief substraat, graveerpatroon, dichtheid en kleur), zodat klanten de beste oplossing voor hun eindproduct kunnen ontwikkelen.
Nonwovens zijn niet-traditionele materialen en traditionele snij- en naaimethoden zijn mogelijk niet de meest efficiënte manier om een ​​eindproduct te produceren met nonwovens. Met name de pandemie en de vraag naar persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) hebben geleid tot een toegenomen belangstelling voor ultrasone technologie, die hoogfrequente geluidsgolven gebruikt om nonwovens van synthetische vezels te verhitten en te plastificeren.
Sonobond Ultrasonics, gevestigd in West Chester, Pennsylvania, zegt dat ultrasoon lastechnologie snel sterke afdichtingsranden kan creëren en barrièreverbindingen kan bieden die voldoen aan de wettelijke eisen. Hoogwaardige verlijming op deze drukpunten zorgt voor een eindproduct zonder gaten, lijmnaden, slijtplekken en delaminaties. Er is geen schroefdraad nodig, de productie verloopt doorgaans sneller en de productiviteit is hoger.
Sonobond biedt apparatuur voor lijmen, stikken, snijden en afwerken en kan vaak meerdere functies in één stap op dezelfde apparatuur uitvoeren. De SeamMaster® ultrasone naaimachine van Sonobond is de populairste technologie van het bedrijf. SeamMaster biedt een continue, gepatenteerde rotatie die sterke, afgedichte, gladde en flexibele naden produceert. Volgens het bedrijf kan de machine worden gebruikt voor verschillende assemblagebewerkingen, omdat hij meerdere functies tegelijkertijd kan uitvoeren. Met de juiste gereedschappen kan SeamMaster bijvoorbeeld snel lijmen, verbinden en afwerken. Volgens Sonobond is de machine vier keer sneller dan een traditionele naaimachine en tien keer sneller dan een bondingmachine. De machine is bovendien geconfigureerd als een traditionele naaimachine, waardoor er minimale training van de operator nodig is om de SeamMaster te bedienen.
Toepassingen van Sonobond-technologie op de markt voor medische non-wovens zijn onder andere gezichtsmaskers, operatiejassen, wegwerpschoenovertrekken, kussenslopen en matrashoezen, en pluisvrije wondverbanden. Filtratieproducten die met de ultrasone technologie van Sonobond kunnen worden vervaardigd, zijn onder andere geplisseerde HVAC- en HEPA-filters; lucht-, vloeistof- en gasfilters; duurzame filterzakken; en doeken en staven om gemorste vloeistoffen op te vangen.
Om klanten te helpen bepalen welke technologie het meest geschikt is voor hun toepassing, biedt Sonobond gratis ultrasone hechtingstests aan op non-wovens van klanten. De klant kan vervolgens de resultaten bekijken en inzicht krijgen in de mogelijkheden van de beschikbare producten.
Emerson, gevestigd in St. Louis, biedt Branson ultrasone apparatuur waarmee kunstvezels voor medische en niet-medische toepassingen kunnen worden gesneden, gelijmd, geseald of gequilt. Een van de belangrijke ontwikkelingen die het bedrijf meldt, is de mogelijkheid van ultrasone lassers om lasgegevens in realtime te bewaken en te registreren. Dit verbetert de kwaliteitscontrolemogelijkheden van klanten en maakt continue verbetering mogelijk, zelfs op geautomatiseerde productielijnen.
Een andere recente ontwikkeling is de toevoeging van veldbusfunctionaliteit aan het Branson DCX F ultrasoon lassysteem, waardoor meerdere lassystemen met elkaar en rechtstreeks met programmeerbare logische controllers (PLC's) kunnen communiceren. Veldbus stelt gebruikers in staat om de lasparameters van één ultrasoon lasapparaat en de status van een productiesysteem met meerdere machines te bewaken via een elektronisch dashboard. Zo kunnen gebruikers het productieproces optimaliseren en problemen oplossen.
Herrmann Ultrasonics Inc. uit Bartlett, Illinois, biedt nieuwe ultrasone technologie voor het vastzetten van elastische koordjes in luiers. Het innovatieve proces van het bedrijf creëert een tunnel tussen twee lagen non-woven materiaal en leidt het gespannen elastiek door de tunnel. De stof wordt vervolgens op specifieke plekken gelast, gesneden en ontspannen. Het nieuwe consolidatieproces kan continu of periodiek worden uitgevoerd. Volgens het bedrijf vereenvoudigt de methode de verwerking van elastische producten, vermindert het risico op breuk, vergroot het de verwerkingstijd en verlaagt het de productiekosten. Herrmann zegt dat het met succes een aantal materiaalcombinaties, verschillende maten en rekmogelijkheden van elastiek en verschillende snelheden heeft getest.
"Ons nieuwe proces, dat we 'binding' noemen, zal onze klanten in Noord-Amerika beter ondersteunen bij het creëren van zachtere, milieuvriendelijkere producten", aldus Uwe Peregi, president van Herrmann Ultrasonics Inc.
Herrmann heeft ook zijn ULTRABOND ultrasoongeneratoren geüpdatet met nieuwe bedieningselementen die snel ultrasone trillingen op de gewenste locatie activeren in plaats van een continu signaal te genereren. Met deze update zijn formaatspecifieke gereedschappen zoals de formaat-aambeeldtrommel niet langer nodig. Herrmann merkte op dat de algehele efficiëntie van de apparatuur is verbeterd doordat de gereedschapskosten zijn verlaagd en de tijd die nodig is voor formaatwisselingen is verkort. De combinatie van het Ultrabond-generatorsignaal met MICROGAP-technologie, die de opening in het verlijmingsgebied bewaakt, biedt multidimensionale procesbewaking om een ​​consistente verlijmingskwaliteit en directe feedback naar het systeem te garanderen.
Alle nieuwste innovaties op het gebied van non-wovens zullen ongetwijfeld te zien zijn op de aankomende non-wovensbeurs INDEX™20 in oktober 2021. De beurs zal ook beschikbaar zijn in een parallelle virtuele vorm voor bezoekers die niet fysiek aanwezig kunnen zijn. Voor meer informatie over INDEX, zie deze editie van de Global Triennial Nonwovens Exhibition, Moving Forward, TW.