Innovaciones para la producción de no tejidos

Apr 09, 2024

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 primer medio para convertir las fibras en tela fue mediante el 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 tejidos, mientras que otras técnicas son producto de la ingeniería moderna desarrollada para trabajar con materiales fabricados por el hombre. Los orígenes de la industria moderna de telas no tejidas de hoy no están claros, pero según el Instituto de Telas No Tejidas, Raleigh, Carolina del Norte, el término “telas no tejidas” se utilizó por primera vez en 1942, cuando las telas se fabricaban uniendo redes de fibra mediante 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 de 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 de ingeniería no tejida DiloGroup, Alemania, ofrece un proceso de fabricación aditivo único llamado 3D-Lofter, que se presentó originalmente como un prototipo en ITMA 2019. El proceso esencialmente utiliza un mecanismo de alimentación de cinta separado que funciona de manera similar a una impresora digital. . La cinta se introduce en una unidad aerodinámica de formación de banda, que permite colocar cantidades adicionales de fibra tridimensionalmente en ubicaciones específicas sobre un fieltro punzonado plano. La fibra agregada 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 coloreados 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 necesarias. La red resultante se puede compactar y consolidar usando punción y/o termofusión. Las aplicaciones incluyen piezas de fieltro punzonado para revestimientos interiores de automóviles, productos de tapicería y colchones, aplicaciones de prendas de vestir 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 banda 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 banda. Según Dilo, IsoFeed puede producir tapetes de banda 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 comparar la alimentación tradicional con la IsoFeed; y la web queda visualmente mejorada y más homogénea. Las esteras de banda del proceso IsoFeed son adecuadas para la alimentación de tarjetas, para alimentar unidades de formación de banda aerodinámicas o se pueden utilizar directamente en procesos de punzonado o termounión.

Oerlikon Nonwoven, con sede en Alemania, ofrece tecnologías integrales para no tejidos fundidos, spunbond y airlaid. Para productos fundidos por soplado, Oerlikon ofrece equipos monocomponentes y bicomponentes independientes o la opción de insertos "plug & produce" colocados entre un sistema de hilatura ascendente y descendente, como spunbond, para fabricar productos con una barrera o capa impermeable a los líquidos. Oerlikon Nonwoven informa que su tecnología airlaid es perfectamente adecuada para producir telas no tejidas a partir de pulpa o fibras de celulosa. Su proceso también permite una 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 y toallitas de higiene, tiene una licencia exclusiva de P&G para distribuir esta tecnología en todo el mundo. Desarrollado por P&G para telas no tejidas híbridas, 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, fibras largas, incluido el algodón, y posiblemente polvos con fibras sintéticas. La ausencia de hidroentrelazamiento significa que no es necesario secar el material no tejido, lo que ofrece ahorros de costos. El proceso se puede ajustar para optimizar las características requeridas del producto, incluidas suavidad, resistencia, absorción de suciedad y absorción de líquidos. La tecnología Phantom es perfectamente adecuada para la producción de toallitas, pero también se puede utilizar para productos centrales absorbentes como pañales.

ANDRITZ Nonwoven, con sede en Austria, informa que sus competencias clave se encuentran en los no tejidos tendido en seco, tendido en húmedo, spunbond, spunlaced y punzonado, incluida la conversión y el calandrado.

Andritz ofrece tecnología para producir telas no tejidas biodegradables y sostenibles, 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 toallitas no tejidas biodegradables es su neXline wetlace CP. Esta innovación combina dos tecnologías de conformado (conformado de banda en seco en línea y en húmedo) con hidroentrelazamiento para la unión. Según la empresa, 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 totalmente biodegradable.

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

En los Estados Unidos, Andritz Laroche está representado por Allertex of America Ltd., Cornelius, Carolina del Norte. Según Jason Johnson, director de ventas técnicas y desarrollo comercial de Allertex, la tecnología de Laroche se adapta perfectamente al mercado estadounidense de fibra de cáñamo que está emergiendo rápidamente. "Actualmente vemos un gran interés en la decorticación, la algodonización y el refinado de la fibra de cáñamo en telas no tejidas para materiales de construcción, toallitas, usos automotrices, muebles y compuestos", dijo Johnson. "Combinado con la tecnología de apertura, mezcla y colocación por aire 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 la empresa alemana Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH utiliza una combinación de calor por contacto y presión. 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 termoendurecer el material. 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 bandas, unión, acabado, procesamiento de fibra de líber y laminación de una variedad de empresas.

Ante la creciente demanda de toallitas limpiadoras de un solo uso y de alta calidad, Trützschler Noncous, con sede en Alemania, ha introducido una solución de pulpa cardada (CP) para producir un tejido no tejido sostenible, sin fibras sintéticas, de manera más asequible utilizando su tecnología AquaJet spunlaced. Trützschler, junto con su socio Voith GmbH & Co. KG, con sede en Alemania, introdujo en el mercado en 2013-2014 el proceso de limpieza ecológico WLS Wetlaid/Spunlaid. Las líneas WLS utilizan una mezcla a base de celulosa de pulpa de madera de plantaciones y fibras cortas de lyocell o viscosa, que se dispersa en agua y luego se deposita en húmedo y se hila.

El último desarrollo CP de Trützschler Nouveaus lleva el concepto WLS un paso más allá al combinar una banda húmeda a base de pulpa con una banda cardada hecha con fibras más largas de viscosa o lyocell. La pulpa depositada 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 tejido no tejido funcional.

La línea de producción de CP cuenta con una tarjeta NCT de alta velocidad entre el formador de banda húmeda HydroFormer de Voith y el AquaJet. Esta configuración es flexible: se puede omitir la tarjeta para producir un no tejido WLS utilizando únicamente HydroFormer y AquaJet; el proceso de colocación en húmedo puede omitirse para producir un clásico no tejido cardado e hidroentrelazado; o se pueden utilizar HydroFormer, tarjeta NCT y AquaJet para producir un no tejido CP de dos capas.

Según Trützschler Nonwovens, su cliente polaco Ecowipes ha experimentado una fuerte demanda de velos producidos con una línea CP instalada en otoño de 2020.

Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG, con sede en Alemania, especialista en líneas de hilado, soplado en fusión y compuestos, y una unidad de negocios 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 origen biológico.

Además, Reifenhäuser Reicofil dispone de soluciones para artículos de protección médica como, por ejemplo, mascarillas. La compañía 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 de Reifenhauser Reicofil casi 60 toneladas de maquinaria especializada de soplado en fusión de alta precisión para su nueva unidad de negocios de Salud y Seguridad (consulte “Shawmut: Investing In The Future Of Advanced Materials”, TW, este problema).

"En aplicaciones en los sectores de higiene, médico e industrial, fijamos periódicamente puntos de referencia en cuanto a productividad y calidad del producto final", afirma 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 origen biológico o material reciclado. Apoyamos a nuestros clientes para que aprovechen las oportunidades que ofrece el cambio global hacia la sostenibilidad o, en otras palabras: Next Level Nonwovens”.

Reifenhäuser Enka Tecnica, con sede en Alemania, se especializa en vigas, casetes e hileras de hilado inteligentes de reemplazo diseñados a medida que son compatibles con cualquier línea de hilatura por adhesión o soplado por fusión existente. Sus capacidades permiten a un fabricante actualizar las líneas existentes e ingresar a nuevos mercados, incluidos los de higiene, medicina o filtración. Enka Tecnica informa que el alto calibre de las puntas de las boquillas y los capilares garantizan una calidad y precisión constantes del producto. Sus vigas de hilado de fusión por soplado 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. “Por eso, para nosotros, la relación personal con nuestros clientes es tan importante como la entrega puntual de nuestros productos de altísima calidad. Una cooperación a largo plazo basada en la confianza significa para nosotros más que obtener beneficios rápidamente”.

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

Graf + Cie., con sede en Suiza y miembro del grupo empresarial de componentes de Rieter, fabrica prendas para cardas planas y de rodillos. 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, que aumenta la retención de fibras, según Graf. Una transferencia de banda optimizada desde el cilindro al mudador aumenta la producción hasta en un 10 por ciento y se producen menos fallas en la banda gracias a una transferencia precisa de fibra hacia y desde el cilindro.

Las guarniciones, adecuadas 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 a las fibras que se van a procesar. Las prendas Hipro Card están diseñadas para todos los tipos de fibras sintéticas procesadas en la industria de los no tejidos y son compatibles con diferentes rodillos, incluidos trabajadores, mudadores y rodillos condensadores. Graf informa que Hipro es ideal para aplicaciones en los mercados de higiene, medicina, automoción, filtración y revestimiento de suelos.

En los últimos años, la empresa 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 no tejidos que incluyen:

Además, el programa de productos de velos de Brückner incluye unidades de impregnación, unidades de recubrimiento, acumuladores, calandras de calibración, calandras de laminación, máquinas cortadoras y máquinas bobinadoras. Brückner tiene un centro tecnológico en su sede de Leonberg, Alemania, donde los clientes pueden realizar pruebas. Brückner está representada en 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 fue diseñada 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 cloruros y productos a base de bromato, 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 requeridos en términos de unidades formadoras 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 Estados Unidos.

Saueressig Surfaces, con sede en Alemania, una empresa de Matthews International Corp., es un diseñador y fabricante establecido de fundas y rodillos de estampado para decorar telas no tejidas spunbond y unidas térmicamente. La empresa utiliza los últimos métodos de grabado láser, así como técnicas avanzadas de moleteado. Los rodillos endurecidos, las carcasas microporosas y los diques básicos y estructurales amplían las opciones de personalización. Los desarrollos recientes incluyen nuevas opciones de estampado 3D y apertura fuera de línea utilizando rodillos calentados de alta precisión con patrones de grabado complejos y exactos; o en línea durante el proceso de hidroenredado utilizando mangas de níquel. Estos desarrollos hacen posibles 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 gramaje y el color) para que los clientes puedan desarrollar soluciones óptimas para sus productos finales.

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

Los no tejidos son telas no tradicionales y los métodos tradicionales de cortar y coser pueden no ser la forma más eficaz de producir productos finales utilizando no tejidos. El inicio de la pandemia y la necesidad de equipos de protección personal (EPP), en particular, generaron un mayor interés en las tecnologías ultrasónicas, aquellas que utilizan ondas sonoras de alta frecuencia para calentar y plastificar telas no tejidas de fibras sintéticas.

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

Sonobond ofrece equipos de unión, unión, corte, 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 rotativa continua y patentada para costuras fuertes, selladas, lisas y suaves. 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 al mismo tiempo. Por ejemplo, con las herramientas necesarias, SeamMaster puede unir, unir y recortar en un solo paso. Sonobond informa que la velocidad es hasta cuatro veces más rápida que cuando se utiliza una máquina de coser tradicional y hasta 10 veces más rápida que la de 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 SeamMaster.

Las aplicaciones de la tecnología de Sonobond en el mercado de telas no tejidas médicas incluyen mascarillas faciales; batas quirúrgicas; fundas desechables para zapatos, almohadas y colchones; y apósitos para heridas sin pelusa. Los productos de filtración que pueden fabricarse utilizando las tecnologías ultrasónicas de Sonobond incluyen filtros plisados ​​HVAC y HEPA; filtros de aire, líquidos y gases; bolsas filtrantes de alta resistencia; y paños de limpieza de derrames y barreras de contención de petróleo.

Para ayudar al cliente a decidir cuál es la mejor tecnología para su aplicación, Sonobond ofrece una prueba de viabilidad de unión ultrasónica gratuita utilizando los materiales no tejidos del cliente. Luego, el cliente 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 telas no tejidas de fibras sintéticas para aplicaciones médicas y no médicas. La compañía 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 incorporación de capacidades Fieldbus en el sistema de soldadura ultrasónica DCX F de Branson, que permite que múltiples 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 un soldador ultrasónico individual y también monitorear el estado de un sistema de producción de múltiples soldadores usando un tablero electrónico. De esta manera, el usuario puede optimizar el proceso de producción y abordar los problemas que surjan.

Herrmann Ultrasonics Inc., Bartlett, Illinois, ofrece una nueva tecnología ultrasónica para anclar hilos elásticos en pañales. El innovador proceso de la empresa crea un túnel entre dos capas de telas no tejidas 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 podrá ejecutarse de forma continua o intermitente. Según la empresa, el método simplifica la manipulación de elásticos, reduce el riesgo de rotura, aumenta la ventana del proceso y reduce los costes 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', apoyará aún mejor a nuestros clientes norteamericanos, mientras se esfuerzan por crear productos que sean más suaves y sustentables", dijo Uwe Peregi, presidente de Herrmann Ultrasonics Inc.

Herrmann también ha actualizado 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 yunque de formato, sean innecesarias. Herrmann señala que la eficiencia general del equipo mejora con menores costos de herramientas y menos tiempo necesario para los 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 consistente y una retroalimentación directa del sistema.

Seguramente todas las últimas innovaciones en telas no tejidas 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 estar presentes en persona. Consulte “La feria trienal mundial de telas no tejidas avanza”, TW, en este número, para obtener más información sobre INDEX.

julio/agosto 2021