Innovaciones para la producción de telas no tejidas

Las tecnologías de no tejidos se pueden utilizar para producir una variedad de productos para un número cada vez mayor de usos finales.

TWReporte especial

La evidencia sugiere que el medio más antiguo para convertir las fibras en tela fue a través del fieltro, que utiliza la estructura escamosa de la lana para entrelazar firmemente las fibras. Algunas de las técnicas de fabricación empleadas en la industria actual de los no tejidos se derivan de este antiguo método de formación de telas, mientras que otras técnicas son producto de la ingeniería moderna desarrollada para trabajar con materiales hechos por el hombre. Los orígenes de la industria moderna de telas no tejidas de hoy en día no están claros, pero según el Nonwovens Institute, Raleigh, NC, el término "telas no tejidas" se usó por primera vez en 1942 cuando las telas se fabricaban uniendo telas de fibra usando adhesivos.

En las décadas transcurridas desde que se acuñó el término, las innovaciones se han convertido en una deslumbrante variedad de tecnologías para fabricar productos para aplicaciones de filtración, automotrices, médicas, de higiene, geotextiles, agrotextiles, revestimientos para pisos e incluso prendas de vestir, por nombrar solo algunas de las aplicaciones. Aquí, Textile World presenta información sobre algunas de las tecnologías más nuevas disponibles para los productores de telas y productos no tejidos.

El fabricante de sistemas no tejidos de ingeniería DiloGroup, Alemania, ofrece un proceso de fabricación aditivo único llamado 3D-Lofter, que se presentó originalmente como un prototipo en la ITMA 2019. El proceso utiliza esencialmente un mecanismo de alimentación de cinta separado que funciona de manera similar a una impresora digital. . La cinta se introduce en una unidad de formación de red aerodinámica, que permite colocar cantidades adicionales de fibra tridimensionalmente en ubicaciones específicas sobre un fieltro punzonado plano. La fibra añadida se puede colocar para evitar áreas delgadas y acumular puntos de tensión, alterar texturas, construir montañas o rellenar valles en la red base, e incluso permite diseños de colores o estampados en la red resultante. Dilo informa que la tecnología ofrece un potencial de ahorro de fibra de hasta el 30 por ciento de la masa total de fibra porque una vez que se crea el fieltro punzonado plano y uniforme, solo se utilizan las fibras requeridas. La red resultante puede compactarse y consolidarse mediante punzonado y/o termofusión. Las aplicaciones incluyen piezas formadas de fieltro punzonado para revestimientos interiores de automóviles, productos de tapicería y colchones, aplicaciones de ropa y calzado, y revestimientos de pisos con patrones de colores.

DiloGroup también ofrece la tecnología de alimentador de tarjeta única IsoFeed, un sistema aerodinámico que presenta numerosas unidades formadoras de bandas individuales de 33 milímetros de ancho colocadas sobre el ancho de trabajo de la tarjeta. Estas unidades pueden dosificar bandas o tiras de fibra en la dirección de marcha donde se necesitan para combatir la variación de masa en la red. Según Dilo, IsoFeed puede producir tapetes web desde el alimentador de tarjetas con un valor CV mejorado de aproximadamente un 40 por ciento. Las ventajas adicionales de IsoFeed incluyen ahorros en el consumo de fibra cuando el mismo peso mínimo es la base para una comparación entre alimentación tradicional e IsoFeed; y la web se ve mejorada visualmente y más homogénea. Los tapetes web del proceso IsoFeed son adecuados para la alimentación de tarjetas, para la alimentación de unidades aerodinámicas de formación de web, o se pueden usar directamente en procesos de punzonado o termosellado.

Oerlikon Nonwoven, con sede en Alemania, ofrece tecnologías integrales para telas no tejidas fundidas por soplado, spunbond y airlaid. Para los productos de soplado en fusión, Oerlikon ofrece equipos monocomponentes y bicomponentes autónomos o la opción de insertos "plug & produce" colocados entre un sistema de hilatura aguas arriba y aguas abajo, como spunbond, para fabricar productos con una barrera o una capa impermeable a los líquidos. Oerlikon Nonwoven informa que su tecnología airlaid se adapta perfectamente a la producción de telas no tejidas a partir de pulpa o fibras de celulosa. Su proceso también permite la mezcla homogénea de diversas materias primas y está ganando atención para su uso en aplicaciones de reciclaje sostenible.

La última oferta de Oerlikon Nonwovens es la tecnología patentada PHANTOM de Procter & Gamble (P&G). Teknoweb Materials, socio de Oerlikon para productos de higiene y toallitas, tiene una licencia exclusiva de P&G para distribuir esta tecnología en todo el mundo. Desarrollado por P&G para no tejidos híbridos, Phantom combina tecnologías airlaid y spunmelt para productos de toallitas húmedas y secas. Según Oerlikon Nonwoven, los dos procesos se fusionan en un solo paso para combinar fibras de celulosa, fibra larga, incluido el algodón, y posiblemente polvos con fibras sintéticas. Sin hidroentrelazamiento significa que no es necesario secar la tela no tejida, lo que ofrece ahorros de costos. El proceso se puede ajustar para optimizar las características requeridas del producto, incluidas la suavidad, la resistencia, la absorción de suciedad y la absorción de líquidos. La tecnología Phantom es perfectamente adecuada para la producción de toallitas húmedas, pero también se puede utilizar para productos de núcleo absorbente como pañales.

ANDRITZ Nonwoven, con sede en Austria, informa que sus competencias clave se encuentran en telas no tejidas colocadas en seco, colocadas en húmedo, spunbond, spunlaced y punzonadas, incluida la conversión y el calandrado.

Andritz ofrece tecnología para producir telas no tejidas sostenibles y biodegradables, incluidas las líneas spunlace, Wetlace™ y Wetlace CP. Las líneas pueden procesar pulpa de madera, fibras celulósicas cortas, viscosa, algodón, cáñamo, bambú y lino sin el uso de aditivos químicos. La empresa ofrece pruebas personalizadas en su centro técnico avanzado en Montbonnot, Francia, que recientemente se actualizó con un innovador sistema de aplicación de pulpa para toallitas de pulpa cardada.

La última tecnología de Andritz para la producción de paños no tejidos biodegradables es su NeXline Wetlace CP. Esta innovación combina dos tecnologías de conformado: conformado en línea de tejido en seco y en húmedo, con hidroentrelazado para la unión. Según la compañía, las fibras naturales como la viscosa o la pulpa se pueden procesar sin problemas para producir una toallita de pulpa cardada rentable y de alto rendimiento que es completamente biodegradable.

La compañía adquirió recientemente Laroche Sas, con sede en Francia, que agrega a la cartera de Andritz tecnología adicional de preparación de fibras colocadas en seco, que incluye apertura, mezcla, dosificación, formación de telas por aire, reciclaje de desechos textiles y decorticación de fibras bastas. La adquisición agrega valor en el sector del reciclaje con líneas completas de reciclaje para desechos industriales y posconsumo, que pueden producir fibras para rehilado y usos finales no tejidos. Como parte del Grupo Andritz, la empresa ahora se conoce como ANDRITZ Laroche Sas

En los Estados Unidos, Andritz Laroche está representada por Allertex of America Ltd., Cornelius, NC. Según Jason Johnson, director de desarrollo comercial y ventas técnicas de Allertex, la tecnología de Laroche se adapta perfectamente al mercado estadounidense de fibra de cáñamo que emerge rápidamente. "Vemos un gran interés actualmente en la decorticación, la algodonización y el refinado de la fibra de cáñamo en materiales no tejidos para materiales de construcción, toallitas, usos automotrices, muebles y compuestos", dijo Johnson. "Combinado con la tecnología de apertura, mezcla y airlay de Laroche, así como con la tecnología Thermofix de Schott & Meissner, ¡el cielo es el límite!"

La laminadora de banda plana con prensa de doble banda Thermofix-TFE de Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH, con sede en Alemania, utiliza una combinación de calor y presión por contacto. El producto a procesar pasa a través de la máquina entre dos cintas transportadoras recubiertas de Teflon™. Una vez calentado, el material se mueve a través de uno o más rodillos de presión calibrados hacia un área de enfriamiento para termoestablecer el material. El Thermofix-TFE es adecuado para textiles utilizados en prendas exteriores, tiras reflectantes, cuero artificial, muebles, esteras de vidrio, filtros y membranas, entre otras aplicaciones. Thermofix está disponible en dos modelos y tres tamaños diferentes para manejar diferentes capacidades.

Allertex se especializa en el suministro de tecnologías de reciclaje y no tejidos que incluyen apertura y mezcla, formación de redes, unión, acabado, procesamiento de fibras bastas y laminación de una variedad de empresas.

Con una mayor demanda de toallitas de limpieza de un solo uso y de alta calidad, Trützschler Nonwovens, con sede en Alemania, ha introducido una solución de pulpa cardada (CP) para producir un no tejido de fibra no artificial sostenible de manera más asequible utilizando su tecnología AquaJet spunlaced. Trützschler junto con su socio Voith GmbH & Co. KG, con sede en Alemania, introdujeron en el mercado el proceso de limpieza ecológico WLS Wetlaid/Spunlaid en el mercado en 2013-14. Las líneas WLS utilizan una mezcla a base de celulosa de pulpa de madera de plantación y fibras cortas de lyocell o viscosa, que se dispersa en agua y luego se coloca en húmedo y se entrelaza por hilado.

El último desarrollo de CP de Trützschler Nowovens avanza el concepto WLS un paso más allá al combinar una tela a base de pulpa colocada en húmedo con una tela cardada hecha con fibras más largas de viscosa o lyocell. La pulpa colocada en húmedo proporciona la absorbencia requerida y el volumen adicional al no tejido, mientras que la red mejora la suavidad y la resistencia en húmedo. Los chorros de agua a alta presión del AquaJet unen ambas capas en un no tejido funcional.

La línea de producción CP cuenta con una tarjeta NCT de alta velocidad entre la formadora de banda húmeda HydroFormer de Voith y el AquaJet. Esta configuración es flexible: la tarjeta puede pasarse por alto para producir una tela no tejida WLS usando solo HydroFormer y AquaJet; el proceso de colocación en húmedo se puede omitir para producir un material no tejido hidroentrelazado cardado clásico; o el HydroFormer, la tarjeta NCT y el AquaJet pueden utilizarse para producir un material no tejido CP de dos capas.

Según Trützschler Nonwovens, su cliente Ecowipes, con sede en Polonia, ha visto una fuerte demanda de telas no tejidas producidas con una línea CP que se instaló en el otoño de 2020.

Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG, con sede en Alemania, especialista en líneas de spunbond, soplado en fusión y compuestos, y una unidad comercial de Reifenhäuser GmbH & Co. KG, ofrece opciones sostenibles para producir telas no tejidas. Según la empresa, sus líneas Reicofil pueden procesar hasta un 90 por ciento de tereftalato de polietileno (PET) a partir de residuos posconsumo para su uso en aplicaciones industriales. La empresa también ofrece tecnologías para producir productos de higiene utilizando materiales sostenibles, como pañales fabricados con materias primas de base biológica.

Además, Reifenhäuser Reicofil tiene soluciones para artículos de protección médica como mascarillas. La empresa reconoce la necesidad de telas 100 por ciento confiables para tales aplicaciones y garantiza maquinaria altamente confiable para producir telas no tejidas con eficiencias de filtración de hasta el 99 por ciento para cumplir con los estándares N99/FFP3. Shawmut Corp., con sede en West Bridgewater, Massachusetts, adquirió recientemente casi 60 toneladas de maquinaria de soplado en fusión especializada y de alta precisión para su nueva unidad de negocios de Salud y Seguridad de Reifenhauser Reicofil (consulte "Shawmut: Investing In The Future Of Advanced Materials", TW, este problema).

"En las aplicaciones de los sectores de la higiene, la medicina y la industria, establecimos regularmente puntos de referencia para la productividad y la calidad del producto final", dijo Markus Müller, director de ventas de Reifenhäuser Reicofil. "Además, ofrecemos a nuestros clientes la opción de producir telas no tejidas sostenibles a partir de materias primas de base biológica o material reciclado. Apoyamos a nuestros clientes para que aprovechen las oportunidades que ofrece el cambio global hacia la sustentabilidad, o en otras palabras: telas no tejidas de siguiente nivel".

Reifenhäuser Enka Tecnica, con sede en Alemania, se especializa en vigas giratorias, casetes e hileras inteligentes de reemplazo diseñados a medida que son compatibles con cualquier línea existente de spunbond o meltblown. Sus capacidades permiten a un fabricante actualizar las líneas existentes e ingresar a nuevos mercados, incluidos los de higiene, médicos o de filtración. Enka Tecnica informa que el alto calibre de las puntas de las boquillas y los capilares aseguran una calidad y precisión constantes del producto. Sus vigas giratorias de soplado en fusión también incorporan un concepto de energía sostenible optimizado para reducir los tiempos de precalentamiento y aumentar la producción de calor. "Nuestra principal preocupación es la satisfacción y el éxito de nuestros clientes", señaló Wilfried Schiffer, director general de Reifenhäuser Enka Tecnica. "Es por eso que una relación personal con nuestros clientes es tan importante para nosotros como la entrega puntual de nuestros productos de muy alta calidad. Una cooperación a largo plazo basada en la confianza significa más para nosotros que obtener una ganancia rápida".

Tanto Reifenhäuser Reicofil como Reifenhäuser Enka Tecnica están representadas en los Estados Unidos por Fi-Tech Inc., Midlothian, Virginia.

Graf + Cie., con sede en Suiza, miembro del grupo de negocios de componentes de Rieter, es un fabricante de guarniciones para cardas planas y enrollables. Para la industria de los no tejidos, Graf ofrece su Hipro Metallic Card Clothing. Según Graf, una geometría innovadora utilizada en el diseño puede aumentar el rendimiento hasta en un 10 por ciento en aplicaciones de telas no tejidas en comparación con las prendas convencionales. Los dientes Hipro cuentan con una joroba especialmente diseñada en la parte delantera, lo que aumenta la retención de fibra, según Graf. Una transferencia optimizada de la tela desde el cilindro al mudador aumenta la producción hasta en un 10 por ciento y se producen menos fallas en la tela gracias a una transferencia de fibra precisa hacia y desde el cilindro.

Las guarniciones, aptas tanto para cardas convencionales como de alto rendimiento, están disponibles en una variedad de aleaciones de acero y una variedad de acabados superficiales para que puedan adaptarse a la aplicación y las fibras a procesar. Las guarniciones de cardado Hipro están diseñadas para todos los tipos de fibras artificiales procesadas en la industria de los no tejidos y son compatibles con diferentes rodillos, incluidos rodillos trabajadores, mudadores y condensadores. Graf informa que Hipro es ideal para aplicaciones en los mercados de higiene, médico, automotriz, filtración y revestimiento de pisos.

En los últimos años, BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG, con sede en Alemania, ha desarrollado considerablemente su cartera de productos no tejidos. La empresa ofrece hornos y secadores para aplicaciones de telas no tejidas, que incluyen:

Además, la gama de productos no tejidos de Brückner comprende unidades de impregnación, unidades de recubrimiento, acumuladores, calandrias de calibración, calandrias de laminación, máquinas de corte y bobinadoras. Brückner tiene un centro de tecnología en la ubicación de su sede en Leonberg, Alemania, donde los clientes pueden realizar pruebas. Brückner está representada en los Estados Unidos por Fi-Tech.

La calidad del agua utilizada en los procesos de fabricación de spunlace es importante. Idrosistem Srl, con sede en Italia, se especializa en sistemas de filtración de agua para líneas de spunlace que eliminan las fibras del agua para evitar problemas con los inyectores y la calidad del producto terminado. La última oferta de la empresa se diseñó para controlar las bacterias en el circuito de agua durante la producción de toallitas húmedas. La tecnología utiliza un sistema de esterilización de agua con dióxido de cloro para mantener la materia tóxica, en particular productos a base de cloruros y bromatos, fuera del agua de producción. Idrosistem informa que el sistema de esterilización mantiene su eficiencia independientemente del pH del agua y puede alcanzar los límites más bajos para el control de bacterias requerido en términos de unidad formadora de colonias por milímetro (UFC/ml). El sistema también actúa como un potente algicida, bactericida, virucida y esporicida, según la empresa. Idrosistem está representada por Fi-Tech en los Estados Unidos.

Saueressig Surfaces, con sede en Alemania, una empresa de Matthews International Corp., es un diseñador y fabricante establecido de manguitos y rodillos de estampado para decorar telas no tejidas unidas por hilado y unidas térmicamente. La empresa utiliza los últimos métodos de grabado láser, así como técnicas evolucionadas de molettage. Los rodillos endurecidos, las conchas microporosas, los diques básicos y de estructura amplían las opciones de personalización. Los desarrollos recientes incluyen nuevas opciones de relieve y apertura en 3D fuera de línea utilizando rodillos calentados de alta precisión con patrones de grabado complejos y exactos; o en línea durante el proceso de hidroentrelazado utilizando manguitos de níquel. Estos desarrollos hacen posible diseños con efectos 3D con resistencia a la tracción y elasticidad mejoradas, y alta permeabilidad al aire/líquido. Saueressig también puede producir muestras en 3D, teniendo en cuenta el material base, el patrón de grabado, el peso base y el color, para que los clientes puedan desarrollar soluciones óptimas para sus productos finales.

Saueressig Surfaces está representada en los Estados Unidos por Fi-Tech.

Los no tejidos son telas no tradicionales y los métodos tradicionales de corte y costura pueden no ser la forma más efectiva de producir productos finales utilizando no tejidos. El inicio de la pandemia y la necesidad de equipos de protección personal (PPE) en particular crearon un mayor interés en las tecnologías ultrasónicas, aquellas que usan ondas sonoras de alta frecuencia para calentar y plastificar telas no tejidas de fibra sintética.

Según Sonobond Ultrasonics, con sede en West Chester, Pensilvania, las tecnologías de unión ultrasónica pueden crear rápidamente bordes sellados fuertes y costuras de barrera seguras que cumplan con los requisitos reglamentarios. Estos enlaces de alta calidad en los puntos de presión crean productos terminados sin agujeros de costura, espacios de pegamento, deshilachados o deshilachados. No se necesita hilo, y la producción tiende a ser rápida para una mayor producción.

Sonobond ofrece equipos de unión, costura, hendido, corte y recorte y, a menudo, se puede realizar más de una función en la misma unidad en un solo paso. Las máquinas de coser ultrasónicas SeamMaster® de Sonobond son la tecnología más popular de la empresa. SeamMaster ofrece una operación rotatoria continua patentada para costuras fuertes, selladas, lisas y blandas. Según la empresa, la máquina se puede utilizar en una amplia variedad de aplicaciones de montaje, ya que se puede realizar más de una función a la vez. Por ejemplo, con las herramientas necesarias, SeamMaster puede unir, coser y recortar en un solo paso rápido. Sonobond informa que la velocidad es hasta cuatro veces más rápida que cuando se usa una máquina de coser tradicional y hasta 10 veces más rápida que las máquinas adhesivas. La máquina también está configurada de manera similar a una máquina de coser tradicional, por lo que se requiere una capacitación mínima del operador para operar el SeamMaster.

Las aplicaciones de la tecnología de Sonobond en el mercado de los no tejidos médicos incluyen máscaras faciales; batas quirúrgicas; fundas desechables para zapatos, almohadas y colchones; y apósitos para heridas sin pelusa. Los productos de filtración que se pueden fabricar con las tecnologías ultrasónicas de Sonobond incluyen filtros HVAC y HEPA plisados; filtros de aire, líquidos y gases; bolsas de filtro de servicio pesado; y paños de limpieza de derrames y barreras de contención de petróleo.

Para ayudar a un cliente a decidir sobre la mejor tecnología para su aplicación, Sonobond ofrece una prueba de viabilidad de unión ultrasónica gratuita utilizando los materiales no tejidos del cliente. El cliente entonces tiene la oportunidad de ver los resultados y comprender las capacidades de los productos disponibles.

Emerson, con sede en St. Louis, ofrece equipos ultrasónicos Branson que pueden cortar, unir, sellar o acolchar fibras no tejidas artificiales para aplicaciones médicas y no médicas. La empresa informa que un avance importante es la capacidad del soldador ultrasónico para monitorear y registrar datos de soldadura en tiempo real. Esto mejora las capacidades de control de calidad del cliente y permite mejoras continuas incluso en líneas automatizadas.

Otro avance reciente es la adición de capacidades Fieldbus en el sistema de soldadura ultrasónica DCX F de Branson, que permite que varios sistemas de soldadura se conecten entre sí y se comuniquen directamente con un controlador lógico programable. Fieldbus permite al usuario controlar los parámetros de soldadura para una soldadora ultrasónica individual y también monitorear el estado de un sistema de producción de múltiples soldadoras usando un tablero electrónico. De esta manera, el usuario puede optimizar el proceso de producción y abordar los problemas a medida que surjan.

Herrmann Ultrasonics Inc., Bartlett, Ill., ofrece una nueva tecnología ultrasónica para anclar hilos elásticos en pañales. El proceso innovador de la empresa crea un túnel entre dos capas de tela no tejida y guía el elástico estirado a través del túnel. Luego, la tela se suelda en áreas de unión específicas antes de cortarla y relajarla. El nuevo proceso de anclaje puede ejecutarse de forma continua o intermitente. Según la empresa, el método simplifica el manejo de los elásticos, reduce el riesgo de rotura, aumenta la ventana del proceso y reduce los costos de producción. Herrmann informa que ha probado con éxito una variedad de combinaciones de materiales, elásticos y alargamientos de diferentes tamaños y velocidades variables.

"Este nuevo proceso, que llamamos 'Anclaje', brindará un mejor apoyo a nuestros clientes de América del Norte, ya que se esfuerzan por crear productos que sean más suaves y sostenibles", dijo Uwe Peregi, presidente de Herrmann Ultrasonics Inc.

Herrmann también actualizó su generador ultrasónico ULTRABOND con nuevos controles que pueden activar las vibraciones ultrasónicas rápidamente y en el lugar correcto en lugar de generar una señal continua. Esta actualización hace que las herramientas que dependen del formato, como un tambor de yunque de formato, sean innecesarias. Herrmann señala que la eficiencia general del equipo mejora con costos de herramientas reducidos y menos tiempo requerido para cambios de formato. La combinación de la señal del generador Ultrabond con su tecnología MICROGAP, que controla el espacio en el área de unión, permite el monitoreo multidimensional del proceso para garantizar una calidad de unión uniforme y una retroalimentación directa del sistema.

Todas las últimas innovaciones en telas no tejidas seguramente se exhibirán en el próximo evento de telas no tejidas INDEX™20 en octubre de 2021. La exposición también estará disponible en un formato virtual paralelo para los asistentes que no puedan asistir en persona. Consulte "La feria mundial trienal de no tejidos avanza", TW, en esta edición, para obtener más información sobre INDEX.

julio/agosto 2021