Introducere în tehnologia materialelor nețesute

Tehnologia materialelor nețesute poate fi utilizată pentru a produce o gamă largă de produse care să satisfacă un număr tot mai mare de aplicații finale.
Există dovezi că cea mai veche metodă de transformare a fibrelor în țesături a fost împâslirea, care folosea structura în fulgi a lânii pentru a lega ferm fibrele împreună. Unele tehnologii de producție utilizate în industria actuală a țesăturilor nețesute se bazează pe această metodă străveche de formare a țesăturilor, în timp ce alte metode sunt produsul tehnicilor moderne dezvoltate pentru a lucra cu materiale artificiale. Originile industriei moderne a țesăturilor nețesute sunt neclare, dar potrivit Institutului de țesături nețesute din Raleigh, Carolina de Nord, termenul „țesături nețesute” a fost folosit pentru prima dată în 1942, când pânze de fibre au fost lipite împreună folosind adezivi pentru a produce țesături.
În deceniile de la inventarea termenului, inovația a evoluat într-o gamă amețitoare de tehnologii utilizate pentru a crea produse precum filtrare, industrie auto, medicală, igienă, geotextile, textile agricole, pardoseli și chiar îmbrăcăminte, ca să numim doar câteva. Aici, Textile World oferă informații despre unele dintre cele mai recente tehnologii disponibile producătorilor de materiale nețesute și de produse.
Producătorul german de sisteme nețesute DiloGroup oferă un proces unic de fabricație aditivă numit 3D-Lofter, care a fost prezentat inițial ca prototip la ITMA 2019. În esență, procesul utilizează un mecanism separat de alimentare cu panglică, care funcționează similar cu o imprimantă digitală. Banda este introdusă într-un dispozitiv aerodinamic de formare a pânzei, care permite plasarea fibrelor suplimentare într-un mod tridimensional în locații specifice pe pâsla plată cu ac. Fibrele adăugate pot fi plasate pentru a evita zonele subțiri și a crea puncte de stres, a schimba textura, a construi munți sau a umple văi în pânza de bază și chiar pentru a permite crearea de modele colorate sau cu model în pânza rezultată. Dilo raportează că această tehnologie poate economisi până la 30% din greutatea totală a fibrelor, deoarece numai fibrele necesare sunt utilizate după realizarea unei pâsle plate uniforme cu ac. Pânza rezultată poate fi densificată și consolidată folosind perforarea cu ac și/sau fuziunea termică. Aplicațiile includ piese turnate din pâslă cu ac pentru interioare auto, tapițerie și saltele, îmbrăcăminte și încălțăminte și pardoseli cu modele colorate.
DiloGroup oferă, de asemenea, tehnologia IsoFeed de alimentare cu o singură cartelă – un sistem aerodinamic cu mai multe unități independente de formare a benzii cu lățimea de 33 mm, situate pe întreaga lățime de lucru a cartelelor. Aceste dispozitive permit dozarea benzii sau a benzii de fibre în direcția de deplasare, ceea ce este necesar pentru a contracara modificările calității benzii. Potrivit Dilo, IsoFeed poate produce covorașe din plasă folosind mașini de cardat, crescând valoarea CV cu aproximativ 40%. Alte beneficii ale IsoFeed includ economii la consumul de fibre atunci când se compară alimentarea convențională și alimentarea IsoFeed la aceeași greutate minimă; banda de hârtie se îmbunătățește vizual și devine mai uniformă. Covorașele fabricate cu tehnologia IsoFeed sunt potrivite pentru alimentarea în mașinile de cardat, în unitățile de formare a profilului aerodinamic sau pot fi utilizate direct în procesele de acul sau lipire termică.
Compania germană Oerlikon Noncloths oferă tehnologii complete pentru producția de materiale nețesute produse prin extrudare prin topire, spunbond și airlaid. Pentru produsele de extrudare prin topire, Oerlikon oferă echipamente separate cu una și două componente sau opțiuni plug-and-play între sistemele de turnare din amonte și din aval (cum ar fi sistemele spunbond) pentru producția de produse cu straturi barieră sau straturi lichide. Oerlikon Noncloths afirmă că tehnologia sa airlaid este potrivită pentru producția de materiale nețesute fabricate din fibre celulozice. Acest proces permite, de asemenea, amestecarea omogenă a diferitelor materii prime și este de interes pentru procesarea ecologică.
Cel mai nou produs al Oerlikon Nonwovens este tehnologia PHANTOM, patentată de Procter & Gamble (P&G). Teknoweb Materials, partenerul Oerlikon în domeniul igienei și al șervețelelor umede, deține o licență exclusivă de la P&G pentru a distribui tehnologia la nivel mondial. Dezvoltată de P&G pentru materiale nețesute hibride, Phantom combină tehnologiile de depunere cu aer și de acoperire prin centrifugare pentru a produce șervețele umede și uscate. Potrivit Oerlikon Non Wovens, cele două procese sunt combinate într-o singură etapă care combină fibre celulozice, fibre lungi, inclusiv bumbac, și, eventual, pulberi de fibre sintetice. Hidroțeserea înseamnă că nu este nevoie să se usuce materialul nețesut, ceea ce duce la economii de costuri. Procesul poate fi personalizat pentru a optimiza proprietățile dorite ale produsului, inclusiv moliciunea, rezistența, absorbția murdăriei și absorbția lichidelor. Tehnologia Phantom este ideală pentru producerea de șervețele umede și poate fi utilizată și în produse cu miez absorbant, cum ar fi scutecele.
ANDRITZ Nonwovens, cu sediul în Austria, declară că principalele sale capacități se află în producția de materiale nețesute uscate și umede, materiale spunbond, spunlace și materiale nețesute perforate cu ace, inclusiv conversia și calandrarea.
ANDRITZ oferă tehnologii pentru producerea de materiale nețesute biodegradabile și ecologice, inclusiv liniile de filare Wetlace™ și Wetlace CP. Linia de producție este capabilă să proceseze pastă de lemn, fibre de celuloză tocate, raion, bumbac, cânepă, bambus și in fără utilizarea vreunui aditiv chimic. Compania oferă teste dedicate la Centrul său de Excelență din Montbonneau, Franța, care și-a actualizat recent sistemul inovator de aplicare a celulozei pentru producerea de șervețele din celuloză cardată.
Cea mai recentă tehnologie ANDRITZ în domeniul șervețelelor nețesute biodegradabile este tehnologia neXline Wetlace CP. Această inovație combină două tehnologii de turnare (uscată online și umedă) cu hidrolipirea. Potrivit companiei, fibrele naturale precum viscoza sau celuloza pot fi reciclate fără probleme pentru a produce șervețele din celuloză cardată complet biodegradabile, performante și rentabile.
Recenta achiziție a companiei franceze Laroche Sas adaugă tehnologii suplimentare de prelucrare a fibrelor uscate la portofoliul de produse ANDRITZ, inclusiv deschidere, amestecare, dozare, depunere cu aer, prelucrare a deșeurilor textile și decojire a cânepei. Achiziția adaugă valoare industriei de reciclare a deșeurilor prin furnizarea de linii complete de reciclare pentru deșeurile municipale și industriale, care pot fi procesate în fibre pentru refilare și pentru uz final în țesături nețesute. În cadrul Grupului ANDRITZ, compania este acum ANDRITZ Laroche Sas.
În Statele Unite, Andritz Laroche este reprezentat de Allertex of America Ltd., Cornelius, Carolina de Nord. Jason Johnson, director de vânzări tehnice și dezvoltare comercială la Allertex, a declarat că tehnologia LaRoche este ideală pentru piața înfloritoare a fibrelor de cânepă din Statele Unite. „În prezent, observăm un interes extraordinar pentru decojirea, prelucrarea bumbacului și prelucrarea fibrelor de cânepă în țesături nețesute pentru materiale de construcții, țesuturi, industria auto, mobilă și compozite”, a spus Johnson. „Combinate cu descoperirea tehnologiilor Laroche, hibride și de depunere cu aer, precum și a tehnologiilor Schott.” Și tehnologia Thermofix de la Meissner: cerul este limita!”
Presa de laminare plană cu bandă dublă Thermofix-TFE de la Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH din Germania utilizează o combinație de căldură de contact și presiune. Produsul procesat trece prin mașină printre două benzi transportoare acoperite cu teflon. După încălzire, materialul trece printr-una sau mai multe role de presiune calibrate într-o zonă de răcire pentru a-l întări termic. Thermofix-TFE este potrivit pentru țesături precum îmbrăcăminte exterioară, dungi reflectorizante, piele artificială, mobilier, covorașe de sticlă, filtre și membrane. Thermofix este disponibil în două modele și trei dimensiuni diferite pentru capacități diferite.
Allertex este specializată în tehnologii de procesare și materiale nețesute, inclusiv deschidere și amestecare, formare a pânzei, lipire, finisare, prelucrarea fibrei de cânepă și laminare de la diverse companii.
Pe măsură ce cererea de șervețele de curățare de unică folosință de înaltă calitate continuă să crească, compania germană Truetzschler Noncloths a lansat o soluție din celuloză cardată (CP) care utilizează tehnologia AquaJet spunlace pentru a produce șervețele ecologice la un preț mai economic. În 2013–2014, Trützschler și partenerul său Voith GmbH & Co. KG din Germania au introdus pe piață procesul de instalare umedă/turnată WLS, un proces ecologic. Linia WLS utilizează un amestec celulozic de celuloză de lemn de plantație și fibre scurte de lyocell sau raion, care este dispersat în apă și apoi așezat umed și hidroîncurcat.
Cele mai recente dezvoltări CP de la Truetzschler Noncloths duc conceptul WLS cu un pas mai departe, combinând țesăturile pe bază de celuloză depuse în straturi umede cu țesături cardate fabricate din fibre mai lungi de viscoză sau lyocell. Apretarea prin depunere în straturi umede conferă materialului nețesut absorbția necesară și volumul suplimentar, iar țesătura crește moliciunea și rezistența atunci când este umedă. Jeturile de apă de înaltă presiune ale AquaJet leagă cele două straturi într-o țesătură nețesută funcțională.
Linia CP este echipată cu o mașină de cardare NCT de mare viteză, între o mașină de formare a benzii umede Voith HydroFormer și un AquaJet. Această configurație este foarte flexibilă: puteți renunța la cardare și puteți utiliza doar HydroFormer și AquaJet pentru a produce materiale nețesute WLS; procesul de așezare umedă poate fi omis pentru a produce materiale nețesute cardate clasice, prin spunlace; sau puteți utiliza HydroFormer, NCT Card și AquaJet, utilizate pentru a produce materiale nețesute CP cu strat dublu.
Potrivit Truetzschler Noncloths, clientul său polonez, Ecowipes, a înregistrat o cerere mare pentru materiale nețesute produse pe linia CP instalată în toamna anului 2020.
Compania germană Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG este specializată în linii de fabricație spunbond, meltblown și laminare și este o unitate de afaceri a Reifenhäuser GmbH & Co. KG, oferind opțiuni ecologice pentru producția de materiale nețesute. Potrivit companiei, linia sa Reicofil poate recicla până la 90% din tereftalatul de polietilenă (PET) din deșeurile menajere pentru aplicații industriale. Compania oferă, de asemenea, tehnologie pentru producerea de produse de igienă folosind materiale ecologice, cum ar fi scutecele pe bază de bio.
În plus, Reifenhäuser Reicofil oferă și soluții pentru echipamente medicale de protecție, cum ar fi măștile. Compania recunoaște că aceste aplicații necesită țesături 100% fiabile și oferă echipamente extrem de fiabile pentru a produce materiale nețesute cu o eficiență de filtrare de până la 99%, respectând standardele N99/FFP3. Shawmut Corp., cu sediul în West Bridgewater, Massachusetts, a achiziționat recent aproximativ 60 de tone de echipamente specializate de suflare de precizie prin topire de la Reifenhauser Reicofil pentru noua sa divizie de sănătate și securitate (vezi „Shawmut: Investiții în viitorul materialelor avansate”, TW, aceasta este o întrebare).
„Pentru aplicații în sectoarele igienei, medical și industrial, stabilim în mod regulat standarde de performanță și calitate a produselor finite”, spune Markus Müller, director de vânzări la Reifenhäuser Reicofil. „În plus, le oferim clienților noștri oportunitatea de a produce materiale nețesute ecologice din materii prime biologice sau materiale reciclate. Îi ajutăm pe clienții noștri să profite de oportunitățile oferite de tranziția globală către o dezvoltare durabilă, cu alte cuvinte: următoarea generație de materiale nețesute.”
Compania germană Reifenhäuser Enka Tecnica este specializată în mandrine de filare inteligente interschimbabile, cutii de filare și matrițe special concepute, compatibile cu orice linie de producție existentă pentru filare prin suflare prin metoda spunbond sau topire. Funcționalitatea sa permite producătorilor să modernizeze liniile de producție existente și să intre pe noi piețe, inclusiv în domeniul igienei, medical sau al filtrării. Enka Tecnica raportează că vârfurile duzelor și tuburile capilare de înaltă calitate asigură o calitate și o precizie constante ale produsului. Mandrina sa de filare prin suflare prin topire prezintă, de asemenea, un concept optimizat de energie durabilă pentru a reduce timpii de încălzire și a crește producția de căldură. „Scopul nostru principal este satisfacția și succesul clienților noștri”, spune Wilfried Schiffer, director general al Reifenhäuser Enka Tecnica. „De aceea, relațiile personale cu clienții noștri sunt la fel de importante pentru noi ca și livrarea la timp a unor produse de înaltă calitate. Cooperarea pe termen lung bazată pe încredere este mai importantă pentru noi decât profiturile rapide.”
Reifenhäuser Reicofil și Reifenhäuser Enka Tecnica sunt reprezentate în Statele Unite de Fi-Tech Inc., Midlothian, Virginia.
Compania elvețiană Graf + Cie., parte a grupului de afaceri Rieter Components, este un producător de învelișuri pentru carton plat și carton tip rolă. Pentru producția de materiale nețesute, Graf oferă articole de îmbrăcăminte din carton metalizat Hipro. Graf afirmă că geometria inovatoare utilizată în design poate crește productivitatea în producția de materiale nețesute cu până la 10% în comparație cu îmbrăcămintea tradițională. Potrivit lui Graf, partea din față a dinților Hipro are o proiecție special concepută care crește retenția fibrelor. Transportul optimizat al benzii de la cilindru la docker crește productivitatea cu până la 10%, iar în bandă apar mai puține defecte datorită transportului precis al fibrelor în și din cilindru.
Potrivite atât pentru carduri de înaltă performanță, cât și pentru cele convenționale, aceste acoperiri de cardare sunt disponibile într-o gamă largă de aliaje de oțel și finisaje de suprafață, astfel încât pot fi adaptate la aplicația specifică și la fibra procesată. Articolele de îmbrăcăminte cardate Hipro sunt concepute pentru toate tipurile de fibre sintetice prelucrate în industria materialelor nețesute și sunt compatibile cu o varietate de role, inclusiv role de lucru, role de decolare și role de grupare. Graf raportează că Hipro este potrivit pentru aplicații pe piețele de igienă, medicale, auto, filtrare și pardoseli.
În ultimii ani, compania germană BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG și-a extins semnificativ portofoliul de produse din materiale nețesute. Compania oferă cuptoare și uscătoare pentru materiale nețesute, inclusiv:
În plus, portofoliul de materiale nețesute al Brückner include unități de impregnare, unități de acoperire, mașini de stocare, calandre, calendare de laminare, mașini de tăiere și înfășurare. Brückner are un centru tehnic la sediul central din Leonberg, Germania, unde testele pot fi efectuate de către clienți. Brückner este reprezentată în Statele Unite de Fi-Tech.
Calitatea apei utilizate în procesul de fabricare a țesăturii textile este foarte importantă. Compania italiană Idrosistem Srl este specializată în sisteme de filtrare a apei pentru liniile de producție a țesăturilor textile, care elimină fibrele din apă pentru a evita problemele cu seringa și calitatea produsului finit. Cel mai recent produs al companiei este conceput pentru a controla bacteriile din ciclul apei din producția de șervețele umede. Această tehnologie utilizează un sistem de sterilizare a apei cu dioxid de clor pentru a preveni pătrunderea substanțelor toxice, în special a produselor cu clorură și brom, în apa produsă. Idrosistem raportează că eficacitatea sistemului de sterilizare este independentă de pH-ul apei și realizează controlul bacterian minim necesar în unități formatoare de colonii pe milimetru (UFC/ml). Potrivit companiei, sistemul este, de asemenea, un agent puternic algicid, bactericid, virucid și sporicid. Idrosistem este reprezentată în SUA de Fi-Tech.
Compania germană Saueressig Surfaces, deținută de Matthews International Corp., este un renumit designer și producător de manșoane și role de embosare pentru materiale decorative spunbond și materiale nețesute lipite termic. Compania utilizează cele mai noi metode de gravare cu laser, precum și tehnologie avansată de moire. Rolele călite, carcasele microporoase, deflectoarele de bază și structurale îmbunătățesc opțiunile de personalizare. Dezvoltările recente includ noi capacități de embosare 3D și perforare offline folosind role încălzite de înaltă precizie cu modele de gravare complexe și precise sau utilizarea în linie a manșoanelor de nichel în procesul de spunlace. Aceste dezvoltări permit crearea de structuri cu efecte tridimensionale, rezistență la tracțiune și elasticitate mai mari și permeabilitate ridicată la aer/lichid. Saueressig poate produce, de asemenea, mostre 3D (inclusiv substrat, model de gravare, densitate și culoare), astfel încât clienții să poată dezvolta cea mai bună soluție pentru produsul lor final.
Materialele nețesute sunt materiale netradiționale, iar metodele tradiționale de tăiere și cusut pot să nu fie cea mai eficientă modalitate de a produce un produs final folosind materiale nețesute. Izbucnirea pandemiei și cererea de echipamente individuale de protecție (EIP), în special, au dus la un interes sporit pentru tehnologia cu ultrasunete, care utilizează unde sonore de înaltă frecvență pentru a încălzi și plastifia materialele nețesute fabricate din fibre artificiale.
Sonobond Ultrasonics, cu sediul în West Chester, Pennsylvania, afirmă că tehnologia de sudură cu ultrasunete poate crea rapid margini de etanșare puternice și poate oferi conexiuni de barieră care îndeplinesc cerințele de reglementare. Lipirea de înaltă calitate în aceste puncte de presiune vă permite să obțineți un produs finit fără găuri, îmbinări de lipit, abraziuni și delaminări. Nu este necesară filetarea, producția este de obicei mai rapidă, iar productivitatea este mai mare.
Sonobond oferă echipamente pentru lipire, cusut, tăiere longitudinală, tăiere și decupare și poate adesea îndeplini mai multe funcții pe același echipament într-un singur pas. Mașina de cusut cu ultrasunete SeamMaster® de la Sonobond este cea mai populară tehnologie a companiei. SeamMaster oferă o operațiune de rotație continuă, patentată, care produce cusături rezistente, etanșe, netede și flexibile. Potrivit companiei, mașina poate fi utilizată în diverse operațiuni de asamblare, deoarece poate îndeplini mai multe funcții în același timp. De exemplu, cu instrumentele potrivite, SeamMaster poate finaliza rapid operațiunile de lipire, îmbinare și decupare. Sonobond spune că este de patru ori mai rapidă decât utilizarea unei mașini de cusut tradiționale și de zece ori mai rapidă decât utilizarea unei mașini de îmbinare. Mașina este, de asemenea, configurată ca o mașină de cusut tradițională, așa că este necesară o instruire minimă a operatorului pentru a opera SeamMaster.
Aplicațiile tehnologiei Sonobond pe piața materialelor medicale nețesute includ măști de față, halate chirurgicale, huse de încălțăminte de unică folosință, fețe de pernă și huse de saltea, precum și pansamente fără scame pentru răni. Produsele de filtrare care pot fi fabricate folosind tehnologia cu ultrasunete Sonobond includ filtre plisate HVAC și HEPA; filtre de aer, lichide și gaze; saci de filtrare durabili; și cârpe și tije pentru captarea scurgerilor.
Pentru a ajuta clienții să decidă ce tehnologie este cea mai potrivită pentru aplicația lor, Sonobond oferă teste gratuite de lipire cu ultrasunete pe materialele nețesute ale clienților. Clientul poate apoi să examineze rezultatele și să înțeleagă capacitățile produselor disponibile.
Emerson, cu sediul în St. Louis, oferă echipamente cu ultrasunete Branson care taie, lipesc, sigilează sau matlasează materiale nețesute din fibre sintetice pentru aplicații medicale și nemedicale. Unul dintre progresele importante raportate de companie este capacitatea aparatelor de sudură cu ultrasunete de a monitoriza și înregistra datele de sudură în timp real. Acest lucru îmbunătățește capacitățile de control al calității ale clienților și permite îmbunătățirea continuă, chiar și pe liniile de producție automatizate.
O altă dezvoltare recentă este adăugarea de capabilități fieldbus la sistemul de sudare cu ultrasunete Branson DCX F, permițând mai multor sisteme de sudare să se interconecteze între ele și să se interconecteze direct cu controlerele logice programabile. Fieldbus-ul permite utilizatorilor să monitorizeze parametrii de sudare ai unui singur aparat de sudură cu ultrasunete și să monitorizeze starea unui sistem de producție cu mai multe mașini prin intermediul unui tablou de bord electronic. În acest fel, utilizatorii pot optimiza procesul de producție și pot rezolva problemele care apar.
Herrmann Ultrasonics Inc. din Bartlett, Illinois, oferă o nouă tehnologie cu ultrasunete pentru fixarea șnururilor elastice în scutece. Procesul inovator al companiei creează un tunel între două straturi de material nețesut și ghidează elasticul tensionat prin tunel. Materialul este apoi sudat la îmbinări specifice, apoi tăiat și relaxat. Noul proces de consolidare poate fi efectuat continuu sau periodic. Potrivit companiei, metoda simplifică prelucrarea produselor elastice, reduce riscul de rupere, crește fereastra de procesare și reduce costurile de producție. Herrmann spune că a testat cu succes o serie de combinații de materiale, diferite dimensiuni și extensii ale elasticului și diferite viteze.
„Noul nostru proces, pe care îl numim «legare», va sprijini mai bine clienții noștri din America de Nord în procesul lor de creare a unor produse mai moi și mai ecologice”, a declarat Uwe Peregi, președintele Herrmann Ultrasonics Inc.
Herrmann și-a actualizat, de asemenea, generatoarele cu ultrasunete ULTRABOND cu noi controale care declanșează rapid vibrații ultrasonice în locația dorită, în loc să genereze un semnal continuu. Odată cu această actualizare, uneltele specifice formatului, cum ar fi tamburul cu nicovală pentru format, nu mai sunt necesare. Herrmann a remarcat că eficiența generală a echipamentului s-a îmbunătățit, deoarece costurile sculelor au fost reduse, iar timpul necesar pentru schimbările de format a fost redus. Combinația semnalului generatorului Ultrabond cu tehnologia MICROGAP, care monitorizează spațiul din zona de lipire, oferă o monitorizare multidimensională a procesului pentru a asigura o calitate consistentă a lipirii și un feedback direct către sistem.
Toate cele mai recente inovații în domeniul materialelor nețesute vor fi cu siguranță prezentate la viitoarea expoziție de materiale nețesute INDEX™20, care va avea loc în octombrie 2021. Expoziția va fi disponibilă și într-un format virtual paralel pentru participanții care nu pot participa în persoană. Pentru mai multe informații despre INDEX, consultați această ediție a Expoziției Trienale Globale de Materiale Nețesute, Moving Forward, TW.