Introdução à tecnologia de não-tecidos

A tecnologia de não-tecidos pode ser usada para produzir uma ampla gama de produtos para atender a um número crescente de aplicações finais.
Há evidências de que o método mais antigo de transformar fibras em tecido era a feltragem, que utilizava a estrutura em flocos da lã para unir firmemente as fibras. Algumas tecnologias de produção usadas na indústria atual de não tecidos são baseadas nesse método ancestral de formação de tecidos, enquanto outros métodos são produto de técnicas modernas desenvolvidas para trabalhar com materiais sintéticos. As origens da indústria moderna de não tecidos não são claras, mas, de acordo com o Instituto de Não Tecidos em Raleigh, Carolina do Norte, o termo “não tecidos” foi usado pela primeira vez em 1942, quando feixes de fibras foram unidos por meio de adesivos para produzir tecidos.
Nas décadas que se seguiram à criação do termo, a inovação evoluiu para uma gama impressionante de tecnologias utilizadas na criação de produtos como filtração, automotivo, médico, higiene, geotêxteis, têxteis agrícolas, pisos e até mesmo vestuário, entre outros. Aqui, a Textile World fornece informações sobre algumas das tecnologias mais recentes disponíveis para fabricantes de não tecidos e produtos têxteis.
A DiloGroup, fabricante alemã de sistemas não tecidos, oferece um processo exclusivo de manufatura aditiva chamado 3D-Lofter, apresentado inicialmente como protótipo na ITMA 2019. Essencialmente, o processo utiliza um mecanismo de alimentação por fita independente, que opera de forma semelhante a uma impressora digital. A fita é alimentada em um dispositivo aerodinâmico de formação de manta, que permite a colocação tridimensional de fibras adicionais em locais específicos da manta agulhada plana. As fibras adicionadas podem ser posicionadas para evitar áreas finas e criar pontos de tensão, alterar a textura, criar relevos ou preencher vales na manta base e até mesmo permitir a criação de designs coloridos ou estampados na manta resultante. A Dilo relata que essa tecnologia pode economizar até 30% do peso total da fibra, pois apenas as fibras necessárias são utilizadas após a fabricação de uma manta agulhada plana e uniforme. A manta resultante pode ser densificada e consolidada por meio de agulhamento e/ou fusão térmica. As aplicações incluem peças moldadas em manta agulhada para interiores automotivos, estofados e colchões, roupas e calçados, e pisos com estampas coloridas.
A DiloGroup também oferece a tecnologia de alimentação de cardas individuais IsoFeed – um sistema aerodinâmico com diversas unidades independentes de formação de bobina de 33 mm de largura, distribuídas ao longo de toda a largura de trabalho das cardas. Esses dispositivos permitem a dosagem da bobina ou da fita de fibra na direção do movimento, o que é essencial para compensar as variações na qualidade da bobina. Segundo a Dilo, o IsoFeed permite a produção de mantas de malha utilizando cardas, aumentando o coeficiente de variação (CV) em aproximadamente 40%. Outros benefícios do IsoFeed incluem a economia na entrada de fibra em comparação com a alimentação convencional e a alimentação com IsoFeed para o mesmo peso mínimo; a bobina de papel apresenta melhor aparência e maior uniformidade. As mantas produzidas com a tecnologia IsoFeed são adequadas para alimentação em cardas, em unidades de formação de perfis aerodinâmicos ou podem ser utilizadas diretamente nos processos de agulhamento ou termocolagem.
A empresa alemã Oerlikon Noncloths oferece tecnologias abrangentes para a produção de não tecidos fabricados por extrusão a quente, spunbond e airlaid. Para produtos de extrusão a quente, a Oerlikon oferece equipamentos separados para um ou dois componentes, ou opções plug-and-play entre sistemas de moldagem a montante e a jusante (como sistemas spunbond) para a produção de produtos com camadas de barreira ou camadas líquidas. A Oerlikon Noncloths afirma que sua tecnologia airlaid é ideal para a produção de não tecidos feitos de fibras celulósicas ou policelulose. Esse processo também permite a mistura homogênea de diferentes matérias-primas e é interessante para o processamento ecologicamente correto.
O mais novo produto da Oerlikon Nonwovens é a tecnologia patenteada PHANTOM da Procter & Gamble (P&G). A Teknoweb Materials, parceira da Oerlikon no segmento de higiene e lenços umedecidos, possui uma licença exclusiva da P&G para distribuir a tecnologia mundialmente. Desenvolvida pela P&G para não tecidos híbridos, a Phantom combina as tecnologias de airlaid e spin-coating para produzir lenços umedecidos e secos. De acordo com a Oerlikon Nonwovens, os dois processos são combinados em uma única etapa que integra fibras celulósicas, fibras longas, incluindo algodão, e possivelmente pós de fibras sintéticas. A hidrotecelagem elimina a necessidade de secar o material não tecido, resultando em economia de custos. O processo pode ser personalizado para otimizar as propriedades desejadas do produto, como maciez, resistência, absorção de sujeira e absorção de líquidos. A tecnologia Phantom é ideal para a produção de lenços umedecidos e também pode ser utilizada em produtos com núcleo absorvente, como fraldas.
A ANDRITZ Nonwovens, com sede na Áustria, afirma que suas principais competências são a produção de não tecidos secos e úmidos, spunbond, spunlace e não tecidos agulhados, incluindo conversão e calandragem.
A ANDRITZ fornece tecnologias para a produção de não-tecidos biodegradáveis ​​e ecológicos, incluindo as linhas de spunlace Wetlace™ e Wetlace CP. A linha de produção é capaz de processar polpa de madeira, fibra de celulose picada, rayon, algodão, cânhamo, bambu e linho sem o uso de quaisquer aditivos químicos. A empresa oferece testes dedicados em seu Centro de Excelência em Montbonneau, França, que recentemente atualizou seu inovador sistema de aplicação de celulose para a produção de lenços umedecidos de celulose cardada.
A mais recente tecnologia da ANDRITZ em não tecidos biodegradáveis ​​para panos de limpeza é a tecnologia neXline Wetlace CP. Essa inovação combina duas tecnologias de moldagem (seca e úmida em linha) com hidroligação. Segundo a empresa, fibras naturais como viscose ou celulose podem ser recicladas sem emendas para produzir panos de limpeza de celulose cardada totalmente biodegradáveis, de alto desempenho e com excelente custo-benefício.
A recente aquisição da Laroche Sas, da França, agrega novas tecnologias de processamento de fibras secas ao portfólio de produtos da ANDRITZ, incluindo abertura, mistura, dosagem, deposição por ar, processamento de resíduos têxteis e descascamento de cânhamo. A aquisição agrega valor à indústria de reciclagem de resíduos, fornecendo linhas completas de reciclagem para resíduos municipais e industriais que podem ser processados ​​em fibras para refiação e não tecidos de uso final. Dentro do Grupo ANDRITZ, a empresa agora se chama ANDRITZ Laroche Sas.
Nos Estados Unidos, a Andritz Laroche é representada pela Allertex of America Ltd., em Cornelius, Carolina do Norte. Jason Johnson, diretor de vendas técnicas e desenvolvimento de negócios da Allertex, afirmou que a tecnologia da LaRoche é ideal para o crescente mercado de fibras de cânhamo nos Estados Unidos. “Atualmente, estamos observando um enorme interesse na descascagem, no processamento do algodão e no processamento de fibras de cânhamo em não tecidos para materiais de construção, tecidos, indústria automotiva, móveis e compósitos”, disse Johnson. “Combinando isso com a descoberta das tecnologias híbridas e de deposição a ar da Laroche, bem como com as tecnologias da Schott e a tecnologia Thermofix da Meissner, o céu é o limite!”
A prensa de laminação plana de correia dupla Thermofix-TFE da Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH, na Alemanha, utiliza uma combinação de calor por contato e pressão. O produto processado passa pela máquina entre duas correias transportadoras revestidas de Teflon. Após o aquecimento, o material passa por um ou mais rolos de pressão calibrados até uma zona de resfriamento para endurecimento térmico. O Thermofix-TFE é adequado para tecidos como vestuário exterior, faixas refletoras, couro sintético, móveis, tapetes de vidro, filtros e membranas. O Thermofix está disponível em dois modelos e três tamanhos diferentes para diversas capacidades.
A Allertex é especializada em tecnologias de processamento e não tecidos, incluindo abertura e mistura, formação de mantas, colagem, acabamento, processamento de fibra de cânhamo e laminação de diversas empresas.
Com a crescente demanda por lenços de limpeza descartáveis ​​de alta qualidade, a empresa alemã Trützschler Noncloths lançou uma solução de polpa cardada (CP) que utiliza a tecnologia spunlace AquaJet para produzir lenços ecológicos a um preço mais acessível. Em 2013-2014, a Trützschler e sua parceira alemã Voith GmbH & Co. KG lançaram no mercado o processo de instalação úmida/moldada WLS, ecologicamente correto. A linha WLS utiliza uma mistura celulósica de polpa de madeira de reflorestamento e fibras curtas de liocel ou rayon, dispersas em água e posteriormente submetidas aos processos de deposição úmida e hidroentrelaçamento.
Os mais recentes desenvolvimentos da Truetzschler Noncloths levam o conceito WLS um passo adiante, combinando tecidos de celulose moldados por via úmida com tecidos cardados feitos de fibras mais longas de viscose ou liocel. A goma moldada por via úmida confere ao material não tecido a absorção necessária e volume adicional, e o tecido aumenta sua maciez e resistência quando molhado. Os jatos de água de alta pressão do AquaJet unem as duas camadas, formando um tecido não tecido funcional.
A linha CP está equipada com uma carda NCT de alta velocidade entre uma máquina de formação de manta úmida Voith HydroFormer e uma AquaJet. Essa configuração é muito flexível: você pode dispensar a carda e usar apenas a HydroFormer e a AquaJet para produzir não tecidos WLS; o processo de laminação úmida pode ser omitido para produzir não tecidos spunlace cardados clássicos; ou você pode usar a HydroFormer, a carda NCT e a AquaJet para produzir não tecidos CP de dupla camada.
Segundo a Truetzschler Noncloths, seu cliente polonês Ecowipes tem observado uma alta demanda por não-tecidos produzidos na linha CP instalada no outono de 2020.
A empresa alemã Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG é especializada em linhas de spunbond, meltblown e laminação, e é uma unidade de negócios da Reifenhäuser GmbH & Co. KG, oferecendo opções ecologicamente corretas para a produção de não-tecidos. Segundo a empresa, sua linha Reicofil pode reciclar até 90% do tereftalato de polietileno (PET) proveniente de resíduos domésticos para aplicações industriais. A empresa também fornece tecnologia para a produção de produtos de higiene utilizando materiais ecologicamente corretos, como fraldas descartáveis ​​de base biológica.
Além disso, a Reifenhäuser Reicofil também oferece soluções para equipamentos de proteção médica, como máscaras. A empresa reconhece que essas aplicações exigem tecidos 100% confiáveis ​​e fornece equipamentos de alta confiabilidade para produzir não tecidos com eficiência de filtragem de até 99%, atendendo aos padrões N99/FFP3. A Shawmut Corp., com sede em West Bridgewater, Massachusetts, adquiriu recentemente cerca de 60 toneladas de equipamentos especializados de sopro de fusão de precisão da Reifenhäuser Reicofil para sua nova divisão de saúde e segurança (veja “Shawmut: Investindo no Futuro dos Materiais Avançados”, TW, essa é uma pergunta).
“Para aplicações nos setores de higiene, médico e industrial, estabelecemos regularmente padrões de desempenho e qualidade para os produtos finais”, afirma Markus Müller, Diretor de Vendas da Reifenhäuser Reicofil. “Além disso, oferecemos aos nossos clientes a oportunidade de produzir não-tecidos ecológicos a partir de matérias-primas de base biológica ou materiais reciclados. Ajudamos nossos clientes a aproveitar as oportunidades apresentadas pela transição global para o desenvolvimento sustentável, ou seja, a próxima geração de não-tecidos.”
A empresa alemã Reifenhäuser Enka Tecnica é especializada em mandris de fiação inteligentes e intercambiáveis, caixas de fiação e matrizes com design exclusivo, compatíveis com qualquer linha de produção de spunbond ou meltblown existente. Sua funcionalidade permite que os fabricantes modernizem suas linhas de produção e entrem em novos mercados, incluindo higiene, medicina e filtração. A Enka Tecnica afirma que bicos e tubos capilares de alta qualidade garantem consistência na qualidade e precisão do produto. Seu mandril de fiação para meltblown também apresenta um conceito otimizado de energia sustentável para reduzir o tempo de aquecimento e aumentar a produção de calor. “Nosso principal objetivo é a satisfação e o sucesso de nossos clientes”, afirma Wilfried Schiffer, Diretor Geral da Reifenhäuser Enka Tecnica. “Por isso, o relacionamento pessoal com nossos clientes é tão importante para nós quanto a entrega pontual de produtos de alta qualidade. A cooperação a longo prazo, baseada na confiança, é mais importante para nós do que lucros rápidos.”
Os fabricantes de pneus Reifenhäuser Reicofil e Reifenhäuser Enka Tecnica são representados nos Estados Unidos pela Fi-Tech Inc., em Midlothian, Virgínia.
A empresa suíça Graf + Cie., parte do grupo empresarial Rieter Components, é fabricante de revestimentos para cartões planos e cartões de rolos. Para a produção de não tecidos, a Graf oferece o revestimento de cartão metalizado Hipro. A Graf afirma que a geometria inovadora utilizada no design pode aumentar a produtividade na produção de não tecidos em até 10% em comparação com os revestimentos tradicionais. Segundo a Graf, a parte frontal dos dentes do Hipro possui uma projeção especialmente projetada que aumenta a retenção de fibras. O transporte otimizado da manta do cilindro para o dispositivo de alimentação aumenta a produtividade em até 10%, e ocorrem menos defeitos na manta devido ao transporte preciso das fibras para dentro e para fora do cilindro.
Adequados tanto para cardas de alto desempenho quanto para cardas convencionais, esses revestimentos para cardas estão disponíveis em uma ampla gama de ligas de aço e acabamentos de superfície, permitindo sua adaptação à aplicação específica e à fibra processada. Os revestimentos cardados Hipro são projetados para todos os tipos de fibras sintéticas processadas na indústria de não tecidos e são compatíveis com diversos tipos de cilindros, incluindo cilindros de trabalho, de desfibramento e de agrupamento. A Graf relata que o Hipro é ideal para aplicações nos mercados de higiene, médico, automotivo, de filtração e de pisos.
Nos últimos anos, a empresa alemã BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG expandiu significativamente seu portfólio de produtos para não tecidos. A empresa oferece fornos e secadores para não tecidos, incluindo:
Além disso, o portfólio de não-tecidos da Brückner inclui unidades de impregnação, unidades de revestimento, estocadores, calandras, calandras de laminação, máquinas de corte e enrolamento. A Brückner possui um centro técnico em sua sede em Leonberg, Alemanha, onde os clientes podem realizar testes. A Brückner é representada nos Estados Unidos pela Fi-Tech.
A qualidade da água utilizada no processo de fabricação de spunlace é crucial. A empresa italiana Idrosistem Srl é especializada em sistemas de filtragem de água para linhas de produção de spunlace, que removem fibras da água para evitar problemas com a seringa e comprometer a qualidade do produto final. O produto mais recente da empresa foi desenvolvido para controlar bactérias no ciclo da água na produção de lenços umedecidos. Essa tecnologia utiliza um sistema de esterilização de água com dióxido de cloro para impedir a entrada de substâncias tóxicas, em particular cloretos e bromatos, na água produzida. A Idrosistem informa que a eficácia do sistema de esterilização é independente do pH da água e atinge o controle bacteriano mínimo exigido em unidades formadoras de colônias por milímetro (UFC/ml). Segundo a empresa, o sistema também possui potente ação algicida, bactericida, virucida e esporicida. A Idrosistem é representada nos EUA pela Fi-Tech.
A empresa alemã Saueressig Surfaces, pertencente à Matthews International Corp., é uma renomada projetista e fabricante de camisas e rolos de estampagem para spunbonds decorativos e não tecidos termicamente ligados. A empresa utiliza os mais recentes métodos de gravação a laser, bem como tecnologia moiré avançada. Rolos endurecidos, invólucros microporosos, bases e defletores estruturais ampliam as opções de personalização. Os desenvolvimentos recentes incluem novas capacidades de estampagem 3D e perfuração offline, utilizando rolos aquecidos de alta precisão com padrões de gravação complexos e precisos, ou o uso em linha de camisas de níquel no processo spunlace. Esses desenvolvimentos permitem a criação de estruturas com efeitos tridimensionais, maior resistência à tração e elasticidade, além de alta permeabilidade ao ar e a líquidos. A Saueressig também pode produzir amostras 3D (incluindo substrato, padrão de gravação, densidade e cor) para que os clientes possam desenvolver a melhor solução para seu produto final.
Os não tecidos são materiais não tradicionais, e os métodos tradicionais de corte e costura podem não ser os mais eficientes para produzir um produto final com eles. O surto da pandemia e a demanda por equipamentos de proteção individual (EPI), em particular, levaram a um aumento do interesse na tecnologia ultrassônica, que utiliza ondas sonoras de alta frequência para aquecer e plastificar materiais não tecidos feitos de fibras sintéticas.
A Sonobond Ultrasonics, com sede em West Chester, Pensilvânia, afirma que a tecnologia de soldagem ultrassônica pode criar rapidamente bordas de vedação fortes e fornecer conexões de barreira que atendem aos requisitos regulamentares. A colagem de alta qualidade nesses pontos de pressão permite obter um produto final sem furos, juntas de cola, abrasões e delaminações. Não é necessário rosquear, a produção geralmente é mais rápida e a produtividade é maior.
A Sonobond oferece equipamentos para colagem, costura, corte e aparagem, e muitas vezes consegue executar múltiplas funções no mesmo equipamento em uma única etapa. A máquina de costura ultrassônica SeamMaster® da Sonobond é a tecnologia mais popular da empresa. A SeamMaster proporciona uma operação de rotação contínua e patenteada que produz costuras fortes, seladas, lisas e flexíveis. De acordo com a empresa, a máquina pode ser usada em diversas operações de montagem, pois consegue executar múltiplas funções simultaneamente. Por exemplo, com as ferramentas adequadas, a SeamMaster pode concluir rapidamente operações de colagem, união e aparagem. A Sonobond afirma que é quatro vezes mais rápida do que usar uma máquina de costura tradicional e dez vezes mais rápida do que usar uma máquina de colagem. A máquina também é configurada como uma máquina de costura tradicional, portanto, o treinamento necessário para operar a SeamMaster é mínimo.
As aplicações da tecnologia Sonobond no mercado de não tecidos para uso médico incluem máscaras faciais, aventais cirúrgicos, protetores descartáveis ​​para sapatos, fronhas e capas para colchões, além de curativos sem fiapos. Os produtos de filtração que podem ser fabricados com a tecnologia ultrassônica da Sonobond incluem filtros plissados ​​para sistemas de climatização (HVAC) e filtros HEPA; filtros de ar, líquidos e gases; sacos filtrantes duráveis; e panos e hastes para absorver derramamentos.
Para ajudar os clientes a decidir qual tecnologia é mais adequada para sua aplicação, a Sonobond oferece testes gratuitos de adesão ultrassônica em não tecidos. O cliente pode então analisar os resultados e compreender as capacidades dos produtos disponíveis.
A Emerson, sediada em St. Louis, oferece à Branson equipamentos ultrassônicos que cortam, colam, selam ou acolchoam não tecidos de fibras sintéticas para aplicações médicas e não médicas. Um dos avanços importantes que a empresa anuncia é a capacidade dos soldadores ultrassônicos de monitorar e registrar dados de soldagem em tempo real. Isso aprimora as capacidades de controle de qualidade dos clientes e permite a melhoria contínua, mesmo em linhas de produção automatizadas.
Outro desenvolvimento recente é a adição de recursos de barramento de campo (fieldbus) ao sistema de soldagem ultrassônica Branson DCX F, permitindo que vários sistemas de soldagem se comuniquem entre si e diretamente com controladores lógicos programáveis ​​(CLPs). O barramento de campo permite que os usuários monitorem os parâmetros de soldagem de uma única soldadora ultrassônica e o status de um sistema de produção com múltiplas máquinas por meio de um painel eletrônico. Dessa forma, os usuários podem otimizar o processo de produção e solucionar problemas que surgirem.
A Herrmann Ultrasonics Inc., de Bartlett, Illinois, está oferecendo uma nova tecnologia ultrassônica para fixar cordões elásticos em fraldas. O processo inovador da empresa cria um túnel entre duas camadas de material não tecido e guia o elástico tensionado através desse túnel. O tecido é então soldado em pontos específicos, cortado e relaxado. O novo processo de consolidação pode ser realizado de forma contínua ou periódica. Segundo a empresa, o método simplifica o processamento de produtos elásticos, reduz o risco de ruptura, aumenta o tempo de processamento e reduz os custos de produção. A Herrmann afirma ter testado com sucesso diversas combinações de materiais, diferentes tamanhos e extensões de elástico, além de diferentes velocidades.
“Nosso novo processo, que chamamos de 'ligação', dará um suporte melhor aos nossos clientes na América do Norte, enquanto eles trabalham para criar produtos mais macios e ecologicamente corretos”, disse Uwe Peregi, presidente da Herrmann Ultrasonics Inc.
A Herrmann também atualizou seus geradores ultrassônicos ULTRABOND com novos controles que disparam vibrações ultrassônicas rapidamente no local desejado, em vez de gerar um sinal contínuo. Com essa atualização, ferramentas específicas para cada formato, como o tambor de bigorna, não são mais necessárias. A Herrmann observou que a eficiência geral do equipamento melhorou devido à redução dos custos com ferramentas e do tempo necessário para as mudanças de formato. A combinação do sinal do gerador Ultrabond com a tecnologia MICROGAP, que monitora a folga na área de colagem, proporciona um monitoramento multidimensional do processo para garantir uma qualidade de colagem consistente e feedback direto para o sistema.
Todas as inovações mais recentes em não-tecidos serão certamente apresentadas na próxima feira INDEX™20, em outubro de 2021. O evento também estará disponível em formato virtual para os participantes que não puderem comparecer presencialmente. Para mais informações sobre a INDEX, consulte esta edição da Global Triennial Nonwovens Exhibition, Moving Forward, TW.