Introducción a la tecnología de no tejidos

La tecnología de no tejidos se puede utilizar para producir una amplia gama de productos para satisfacer un número cada vez mayor de aplicaciones finales.
Existe evidencia de que el método más antiguo para convertir fibras en tela fue el fieltrado, que utilizaba la estructura de las escamas de la lana para unir firmemente las fibras. Algunas tecnologías de producción utilizadas en la industria actual de los no tejidos se basan en este antiguo método de formación de telas, mientras que otros métodos son producto de técnicas modernas desarrolladas para trabajar con materiales sintéticos. Los orígenes de la industria moderna de los no tejidos no están claros, pero según el Instituto de No Tejidos de Raleigh, Carolina del Norte, el término "no tejido" se utilizó por primera vez en 1942, cuando se unieron redes de fibras mediante adhesivos para fabricar telas.
En las décadas transcurridas desde la acuñación del término, la innovación ha evolucionado hacia una asombrosa variedad de tecnologías utilizadas para crear productos como filtración, automoción, medicina, higiene, geotextiles, textiles agrícolas, suelos e incluso ropa, por nombrar solo algunos. Aquí, Textile World ofrece información sobre algunas de las últimas tecnologías disponibles para fabricantes de no tejidos y otros productos.
DiloGroup, fabricante alemán de sistemas no tejidos de ingeniería, ofrece un proceso único de fabricación aditiva denominado 3D-Lofter, presentado inicialmente como prototipo en la ITMA 2019. En esencia, el proceso utiliza un mecanismo de alimentación de cinta independiente que funciona de forma similar a una impresora digital. La cinta se introduce en un dispositivo de formación de banda aerodinámica, que permite colocar fibras adicionales de forma tridimensional en puntos específicos del fieltro punzonado plano. Se pueden añadir fibras para evitar zonas delgadas y crear puntos de tensión, modificar la textura, crear relieves o rellenar valles en la banda base, e incluso crear diseños de colores o estampados en la banda resultante. Dilo informa que esta tecnología puede ahorrar hasta un 30 % del peso total de la fibra, ya que solo se utilizan las fibras necesarias tras crear un fieltro punzonado plano uniforme. La banda resultante se puede densificar y consolidar mediante punzonado o termofusión. Entre sus aplicaciones se incluyen piezas moldeadas de fieltro punzonado para interiores de automóviles, tapicería y colchones, ropa y calzado, y suelos con estampados coloridos.
DiloGroup también ofrece la tecnología de alimentación de tarjetas individuales IsoFeed: un sistema aerodinámico con varias unidades formadoras de banda independientes de 33 mm de ancho, ubicadas a lo largo de todo el ancho de trabajo de las tarjetas. Estos dispositivos permiten dosificar la banda o la tira de fibra en la dirección de desplazamiento, lo cual es necesario para contrarrestar los cambios en la calidad de la banda. Según Dilo, IsoFeed puede producir esteras de malla utilizando máquinas de cardado, lo que aumenta el valor de CV en aproximadamente un 40 %. Otras ventajas de IsoFeed incluyen un ahorro en la ingesta de fibra en comparación con la alimentación convencional y la alimentación IsoFeed con el mismo peso mínimo; la banda de papel mejora visualmente y se vuelve más uniforme. Las esteras fabricadas con la tecnología IsoFeed son aptas para la alimentación en máquinas de cardado, unidades formadoras de perfiles aerodinámicos o pueden utilizarse directamente en los procesos de punzonado o termosellado.
La empresa alemana Oerlikon Noncloths ofrece tecnologías integrales para la producción de no tejidos mediante extrusión por fusión, spunbond y airlaid. Para productos de extrusión por fusión, Oerlikon ofrece equipos independientes de uno y dos componentes, o opciones "plug and play" entre los sistemas de moldeo previos y posteriores (como los sistemas spunbond) para la producción de productos con capas de barrera o líquidos. Oerlikon Noncloths afirma que su tecnología airlaid es ideal para la producción de no tejidos de fibras celulósicas o de celulosa. Este proceso también permite la mezcla homogénea de diferentes materias primas y resulta muy útil para un procesamiento respetuoso con el medio ambiente.
El producto más reciente de Oerlikon Nonwovens es la tecnología PHANTOM patentada por Procter & Gamble (P&G). Teknoweb Materials, socio de Oerlikon en higiene y toallitas húmedas, cuenta con una licencia exclusiva de P&G para distribuir esta tecnología a nivel mundial. Desarrollada por P&G para telas no tejidas híbridas, Phantom combina las tecnologías airlaid y spin-coating para producir toallitas húmedas y secas. Según Oerlikon Non Wovens, ambos procesos se combinan en un solo paso que combina fibras celulósicas, fibras largas como el algodón y, posiblemente, polvos de fibras sintéticas. El hidrotejido evita la necesidad de secar el material no tejido, lo que se traduce en un ahorro de costes. El proceso se puede personalizar para optimizar las propiedades deseadas del producto, como la suavidad, la resistencia y la absorción de suciedad y líquidos. La tecnología Phantom es ideal para la producción de toallitas húmedas y también se puede utilizar en productos con núcleo absorbente, como pañales.
ANDRITZ Nonwovens, con sede en Austria, afirma que sus principales capacidades están en la producción de telas no tejidas secas y húmedas, spunbond, spunlace y telas no tejidas punzonadas con agujas, incluyendo la conversión y el calandrado.
ANDRITZ ofrece tecnologías para la producción de no tejidos biodegradables y respetuosos con el medio ambiente, incluyendo las líneas de spunlace Wetlace™ y Wetlace CP. Esta línea de producción puede procesar pulpa de madera, fibra de celulosa troceada, rayón, algodón, cáñamo, bambú y lino sin utilizar aditivos químicos. La empresa ofrece pruebas especializadas en su Centro de Excelencia en Montbonneau, Francia, que recientemente actualizó su innovador sistema de aplicación de celulosa para la producción de toallitas de celulosa cardada.
La última tecnología de ANDRITZ en telas no tejidas biodegradables para toallitas es neXline Wetlace CP. Esta innovación combina dos tecnologías de moldeo (en línea, en seco y en húmedo) con hidroadhesión. Según la empresa, fibras naturales como la viscosa o la celulosa se pueden reciclar sin problemas para producir toallitas de celulosa cardada totalmente biodegradables, de alto rendimiento y rentables.
La reciente adquisición de la francesa Laroche Sas añade nuevas tecnologías de procesamiento de fibra seca a la cartera de productos de ANDRITZ, incluyendo la apertura, la mezcla, la dosificación, el tendido por aire, el procesamiento de residuos textiles y el descortezado de cáñamo. Esta adquisición aporta valor a la industria del reciclaje de residuos al proporcionar líneas completas de reciclaje para residuos municipales e industriales, que pueden procesarse en fibras para el rehilado y para la producción de no tejidos de uso final. Dentro del Grupo ANDRITZ, la empresa ahora es ANDRITZ Laroche Sas.
En Estados Unidos, Andritz Laroche está representada por Allertex of America Ltd., Cornelius, Carolina del Norte. Jason Johnson, director de ventas técnicas y desarrollo comercial de Allertex, afirmó que la tecnología de LaRoche es ideal para el floreciente mercado de la fibra de cáñamo en Estados Unidos. "Actualmente observamos un gran interés en el descortezado, el procesamiento del algodón y la transformación de fibras de cáñamo en telas no tejidas para materiales de construcción, tejidos, automoción, muebles y compuestos", declaró Johnson. "Combinado con el descubrimiento de Laroche, las tecnologías híbridas y de tendido aéreo, así como las tecnologías Schott". Y la tecnología Thermofix de Meissner: ¡el cielo es el límite!"
La prensa laminadora plana de doble banda Thermofix-TFE de Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH (Alemania) utiliza una combinación de calor y presión por contacto. El producto procesado pasa por la máquina entre dos bandas transportadoras revestidas de teflón. Tras el calentamiento, el material pasa por uno o más rodillos de presión calibrados a una zona de enfriamiento para su endurecimiento térmico. Thermofix-TFE es adecuado para tejidos como prendas de vestir exteriores, bandas reflectantes, cuero artificial, muebles, esteras de fibra de vidrio, filtros y membranas. Thermofix está disponible en dos modelos y tres tamaños diferentes para distintas capacidades.
Allertex se especializa en tecnologías de procesamiento y no tejidos, incluyendo apertura y mezcla, formación de bandas, pegado, acabado, procesamiento de fibra de cáñamo y laminación de varias empresas.
Ante la creciente demanda de toallitas de limpieza desechables de alta calidad, la empresa alemana Truetzschler Noncloths lanzó una solución de pulpa cardada (CP) que utiliza la tecnología de spunlace AquaJet para producir toallitas ecológicas a un precio más económico. Entre 2013 y 2014, Trützschler y su socio Voith GmbH & Co. KG de Alemania lanzaron al mercado el proceso de instalación WLS, respetuoso con el medio ambiente y moldeado en húmedo. La línea WLS utiliza una mezcla celulósica de pulpa de madera de plantación y fibras cortas de lyocell o rayón que se dispersa en agua y posteriormente se extiende en húmedo y se hidroenreda.
Los últimos desarrollos de CP de Truetzschler Noncloths llevan el concepto WLS un paso más allá al combinar telas de celulosa de secado húmedo con telas cardadas de fibras más largas de viscosa o lyocell. El apresto húmedo proporciona al material no tejido la absorbencia y el volumen necesarios, y la tela aumenta su suavidad y resistencia cuando está mojada. Los chorros de agua a alta presión de AquaJet unen las dos capas para formar una tela no tejida funcional.
La línea CP está equipada con una cardadora NCT de alta velocidad entre una formadora de banda húmeda Voith HydroFormer y una AquaJet. Esta configuración es muy flexible: se puede prescindir de la carda y usar solo HydroFormer y AquaJet para producir no tejidos WLS; se puede omitir el proceso de laminado en húmedo para producir no tejidos spunlace cardados clásicos; o se pueden usar HydroFormer, la cardadora NCT y AquaJet para producir no tejidos CP de doble capa.
Según Truetzschler Noncloths, su cliente polaco Ecowipes ha observado una gran demanda de telas no tejidas producidas en la línea CP instalada en el otoño de 2020.
La empresa alemana Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG se especializa en líneas de spunbond, meltblown y laminación, y es una unidad de negocio de Reifenhäuser GmbH & Co. KG, que ofrece opciones ecológicas para la producción de telas no tejidas. Según la empresa, su línea Reicofil puede reciclar hasta el 90 % del tereftalato de polietileno (PET) de residuos domésticos para aplicaciones industriales. La empresa también proporciona tecnología para producir productos de higiene con materiales ecológicos, como pañales de origen biológico.
Además, Reifenhäuser Reicofil también ofrece soluciones para equipos de protección médica, como mascarillas. La empresa reconoce que estas aplicaciones requieren telas 100 % fiables y proporciona equipos altamente confiables para producir telas no tejidas con una eficiencia de filtración de hasta el 99 %, cumpliendo con los estándares N99/FFP3. Shawmut Corp., con sede en West Bridgewater, Massachusetts, adquirió recientemente aproximadamente 60 toneladas de equipos especializados de soplado de fusión de precisión de Reifenhäuser Reicofil para su nueva división de salud y seguridad (véase "Shawmut: Invirtiendo en el futuro de los materiales avanzados", TW, esa es una pregunta).
«Para aplicaciones en los sectores de higiene, médico e industrial, marcamos la pauta regularmente en rendimiento y calidad de los productos finales», afirma Markus Müller, director de ventas de Reifenhäuser Reicofil. «Además, ofrecemos a nuestros clientes la oportunidad de producir telas no tejidas respetuosas con el medio ambiente a partir de materias primas de origen biológico o materiales reciclados. Ayudamos a nuestros clientes a aprovechar las oportunidades que ofrece la transición global hacia el desarrollo sostenible; en otras palabras: la nueva generación de telas no tejidas».
La empresa alemana Reifenhäuser Enka Tecnica se especializa en mandriles de hilado inteligentes, cajas de hilado y matrices intercambiables de diseño especial, compatibles con cualquier línea de producción de spunbond o meltblown. Su funcionalidad permite a los fabricantes modernizar sus líneas de producción y acceder a nuevos mercados, como el de la higiene, el médico o la filtración. Enka Tecnica informa que las puntas de boquilla y los tubos capilares de alta calidad garantizan una calidad y precisión constantes del producto. Su mandril de hilado para meltblown también incorpora un concepto de energía sostenible optimizado para reducir los tiempos de calentamiento y aumentar la producción de calor. «Nuestro principal objetivo es la satisfacción y el éxito de nuestros clientes», afirma Wilfried Schiffer, director general de Reifenhäuser Enka Tecnica. «Por eso, la relación personal con nuestros clientes es tan importante para nosotros como la entrega puntual de productos de alta calidad. La cooperación a largo plazo basada en la confianza es más importante para nosotros que las ganancias rápidas».
Reifenhäuser Reicofil y Reifenhäuser Enka Tecnica están representadas en los Estados Unidos por Fi-Tech Inc., Midlothian, Virginia.
La empresa suiza Graf + Cie., perteneciente al grupo empresarial Rieter Components, fabrica revestimientos de cartón para tarjetas planas y de rodillos. Para la producción de no tejidos, Graf ofrece las prendas de cartón metalizado Hipro. Graf afirma que la innovadora geometría del diseño puede aumentar la productividad en la producción de no tejidos hasta en un 10 % en comparación con las prendas tradicionales. Según Graf, la parte frontal de los dientes de Hipro cuenta con una proyección especialmente diseñada que aumenta la retención de la fibra. El transporte optimizado de la banda desde el cilindro hasta la acopladora aumenta la productividad hasta en un 10 % y se reducen los defectos en la banda gracias al preciso transporte de la fibra dentro y fuera del cilindro.
Adecuados tanto para cardas de alto rendimiento como convencionales, estos recubrimientos de cardado están disponibles en una amplia gama de aleaciones de acero y acabados superficiales, lo que permite su adaptación a la aplicación específica y a la fibra que se procesa. Las prendas cardadas Hipro están diseñadas para todo tipo de fibras sintéticas procesadas en la industria de los no tejidos y son compatibles con diversos rodillos, incluyendo rodillos de trabajo, de despegue y de agrupamiento. Graf informa que Hipro es ideal para aplicaciones en los sectores de la higiene, la medicina, la automoción, la filtración y los suelos.
En los últimos años, la empresa alemana BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG ha ampliado significativamente su cartera de productos para telas no tejidas. La empresa ofrece hornos y secadores para telas no tejidas, entre ellos:
Además, la gama de productos no tejidos de Brückner incluye unidades de impregnación, unidades de recubrimiento, almacenadoras, calandrias, calandrias de laminación, máquinas de corte y bobinado. Brückner cuenta con un centro técnico en su sede central en Leonberg, Alemania, donde los clientes pueden realizar pruebas. Brückner está representada en Estados Unidos por Fi-Tech.
La calidad del agua utilizada en el proceso de fabricación de spunlace es fundamental. La empresa italiana Idrosistem Srl se especializa en sistemas de filtración de agua para líneas de producción de spunlace que eliminan las fibras del agua para evitar problemas con la jeringa y la calidad del producto final. El producto más reciente de la empresa está diseñado para controlar las bacterias en el ciclo del agua de la producción de toallitas. Esta tecnología utiliza un sistema de esterilización de agua con dióxido de cloro para evitar que sustancias tóxicas, en particular productos de cloruro y bromato, entren en el agua producida. Idrosistem informa que la eficacia del sistema de esterilización es independiente del pH del agua y alcanza el control bacteriano mínimo requerido en unidades formadoras de colonias por milímetro (UFC/ml). Según la empresa, el sistema también es un potente agente alguicida, bactericida, virucida y esporicida. Idrosistem está representada en EE. UU. por Fi-Tech.
La empresa alemana Saueressig Surfaces, propiedad de Matthews International Corp., es un reconocido diseñador y fabricante de mangas y rodillos de gofrado para spunbonds decorativos y telas no tejidas termoselladas. La empresa utiliza los métodos de grabado láser más modernos, así como tecnología moiré avanzada. Rodillos endurecidos, carcasas microporosas, base y deflectores estructurales optimizan las opciones de personalización. Entre sus desarrollos más recientes se incluyen nuevas capacidades de gofrado 3D y perforación fuera de línea mediante rodillos calentados de alta precisión con patrones de grabado complejos y precisos, o el uso en línea de mangas de níquel en el proceso de spunlace. Estos desarrollos permiten la creación de estructuras con efectos tridimensionales, mayor resistencia a la tracción y elasticidad, y alta permeabilidad al aire/líquido. Saueressig también puede producir muestras 3D (incluyendo sustrato, patrón de grabado, densidad y color) para que los clientes puedan desarrollar la mejor solución para su producto final.
Los no tejidos son materiales no tradicionales, y los métodos tradicionales de corte y costura pueden no ser la forma más eficiente de producir un producto final con ellos. La pandemia y, en particular, la demanda de equipos de protección individual (EPI) han despertado un mayor interés en la tecnología ultrasónica, que utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para calentar y plastificar materiales no tejidos fabricados con fibras sintéticas.
Sonobond Ultrasonics, con sede en West Chester, Pensilvania, afirma que la tecnología de soldadura ultrasónica puede crear rápidamente bordes de sellado resistentes y proporcionar conexiones de barrera que cumplen con los requisitos normativos. El encolado de alta calidad en estos puntos de presión permite obtener un producto terminado sin agujeros, costuras de pegamento, abrasiones ni delaminaciones. No se requiere roscado, la producción suele ser más rápida y la productividad es mayor.
Sonobond ofrece equipos para pegar, coser, cortar, cortar y recortar, y a menudo puede realizar múltiples funciones en el mismo equipo en un solo paso. La máquina de coser ultrasónica SeamMaster® de Sonobond es la tecnología más popular de la compañía. SeamMaster proporciona un funcionamiento de rotación continua patentado que produce costuras resistentes, selladas, suaves y flexibles. Según la compañía, la máquina se puede utilizar en diversas operaciones de ensamblaje, ya que puede realizar múltiples funciones al mismo tiempo. Por ejemplo, con las herramientas adecuadas, SeamMaster puede completar rápidamente las operaciones de pegado, unión y recorte. Sonobond afirma que es cuatro veces más rápido que usar una máquina de coser tradicional y diez veces más rápido que usar una máquina de unión. La máquina también está configurada como una máquina de coser tradicional, por lo que se requiere una capacitación mínima del operador para operarla.
Las aplicaciones de la tecnología Sonobond en el mercado de telas no tejidas para uso médico incluyen mascarillas, batas quirúrgicas, cubrezapatos desechables, fundas de almohada y de colchón, y apósitos para heridas sin pelusa. Entre los productos de filtración que se pueden fabricar con la tecnología ultrasónica de Sonobond se incluyen filtros plisados ​​para HVAC y HEPA; filtros de aire, líquidos y gases; bolsas filtrantes duraderas; y trapos y varillas para recoger derrames.
Para ayudar a los clientes a decidir qué tecnología es la más adecuada para su aplicación, Sonobond ofrece pruebas de adhesión ultrasónica gratuitas en sus telas no tejidas. El cliente puede revisar los resultados y comprender las capacidades de los productos disponibles.
Emerson, con sede en San Luis, ofrece a Branson equipos ultrasónicos que cortan, pegan, sellan o acolchan telas no tejidas de fibra sintética para aplicaciones médicas y no médicas. Uno de los avances más importantes que la compañía anuncia es la capacidad de los soldadores ultrasónicos para monitorear y registrar datos de soldadura en tiempo real. Esto mejora las capacidades de control de calidad de los clientes y permite la mejora continua, incluso en líneas de producción automatizadas.
Otro desarrollo reciente es la incorporación de funciones de bus de campo al sistema de soldadura ultrasónica Branson DCX F, lo que permite la interconexión de múltiples sistemas de soldadura y su conexión directa con controladores lógicos programables (PLC). El bus de campo permite a los usuarios supervisar los parámetros de soldadura de una sola soldadora ultrasónica y el estado de un sistema de producción multimáquina mediante un panel electrónico. De esta forma, los usuarios pueden optimizar el proceso de producción y resolver los problemas que surjan.
Herrmann Ultrasonics Inc., de Bartlett, Illinois, ofrece nueva tecnología ultrasónica para asegurar cordones elásticos en pañales. El innovador proceso de la compañía crea un túnel entre dos capas de material no tejido y guía el elástico tensado a través de él. Posteriormente, la tela se suelda en uniones específicas, se corta y se relaja. El nuevo proceso de consolidación puede realizarse de forma continua o periódica. Según la compañía, el método simplifica el procesamiento de productos elásticos, reduce el riesgo de rotura, amplía el margen de procesamiento y reduce los costos de producción. Herrmann afirma haber probado con éxito diversas combinaciones de materiales, diferentes tamaños y extensiones de elásticos, y diferentes velocidades.
“Nuestro nuevo proceso, que llamamos 'encuadernación', brindará un mejor apoyo a nuestros clientes en América del Norte en su trabajo para crear productos más suaves y respetuosos con el medio ambiente”, afirmó Uwe Peregi, presidente de Herrmann Ultrasonics Inc.
Herrmann también ha actualizado sus generadores ultrasónicos ULTRABOND con nuevos controles que activan rápidamente vibraciones ultrasónicas en la ubicación deseada, en lugar de generar una señal continua. Con esta actualización, ya no se necesitan herramientas específicas para cada formato, como el tambor de yunque. Herrmann observó que la eficiencia general del equipo ha mejorado gracias a la reducción de los costos de herramientas y del tiempo necesario para los cambios de formato. La combinación de la señal del generador Ultrabond con la tecnología MICROGAP, que monitoriza la separación en el área de unión, proporciona una monitorización multidimensional del proceso para garantizar una calidad de unión uniforme y retroalimentación directa al sistema.
Las últimas innovaciones en no tejidos se presentarán sin duda en la próxima feria de no tejidos INDEX™20, que se celebrará en octubre de 2021. La feria también estará disponible en formato virtual paralelo para quienes no puedan asistir presencialmente. Para más información sobre INDEX, consulte este número de la Feria Trienal Global de No Tejidos, Moving Forward, TW.