E
l bondeado mecánico, el método más antiguo para la consolidación de las fibras en una
napa, enreda las fibras para dar resistencia a la napa. Los dos métodos más ampliamante usados son
el punzonado por agujas y el “spunlacing”, conocido también como hidro-enmarañado.
El sistema “spunlacing” usa toberas de agua de alta velocidad que golpean a la napa para
realizar el enmarañado de las fibras. Los no tejidos “spunlaced” fabricados por este método tienen
propiedades específicas tales un tacto suave y caída gentil.
El proceso emplea toberas de agua para enredar las fibras, proveyendo así integridad a la
napa y eventualmente al tejido no tejido. Suavidad, caída, capacidad de conformación, y una
resistencia relativamente alta son las mayores características que hacen que los productos
“spunlaced” sean únicos entre todos los tejidos no tejidos.
Esta tecnología fue introducida oficialmente por la empresa DuPont, de Wilmington, Del., en
1973. DuPont obtuvo cinco patentes relacionadas con no tejidos “spunlace” en el periodo comprendido
entre 1963 y 1970. Desde la década de los 90, esta tecnología se ha vuelto más eficiente y
accesible para la mayoría de los manufactureros.
Existen muchos términos específicos para los no tejidos “spunlaced”: enmarañado a chorro
(jet-entangled); enmarañado por agua (water-entangled), y enmarañado hidráulico (hydroentangled) o
punzonado hidráulicamente. Sin embargo, el término “spunlaced” es el más popular en la actualidad.
El sistema “spunlacing” AquaJet fue introducido por Fleissner hace más de 10 años y se ha
usado para el bondeado de toda clase de no tejidos, desde pesos livianos a pesados.
Formación de la napa
Básicamente, todos los procesos de formación de la napa no tejida, se pueden aplicar en el
proceso de “spunlacing”. Las propiedades generales de la formación de la napa son las siguientes:
• Se pueden producir napas precursoras isotrópicas por medio de sistemas
de colocación de fibras por aire.
• Las napas cardadeas pueden resultar en productos finales que tienen una
mayor resistencia en dirección de la máquina (MD) que en dirección transversal a la máquina (CD).
Una relación MD:CD de 1:1 sería un no tejido isotrópico perfecto.
• Se pueden producir napas especiales formadas por humedad con una buena
característica MD:CD. La combinación de varios tipos de napas precursoras provee numerosas opciones
que se pueden usar en el proceso de “spunlace” para crear varios compuestos.
La napa formada es primero compactada y pre-humedecida para eliminar paquetes de aire, y
luego es punzonada por agua – o hidro-enmarañada. La presión del agua se incrementa generalmente
desde el primer hasta el ultimo inyector. Las toberas agotan la mayoría de la energía cinética
principalmente en las fibras colocadas en la parte posterior de la napa, y en segunda instancia, en
el rebotado contra los sustratos, disipando la energía de las fibras.
Un aspirador colocado dentro del rodillo remueve el agua usada del producto, previniendo la
inundación del producto y la reducción en la efectividad de las toberas para mover las fibras y
causar enmarañamiento.
Tanto las propiedades de la fibra como de la napa ejercen efectos primarios en el
rendimiento del producto acabado. Estos parámetros incluyen el material de la napa y el peso básico
del área, así como la forma en que fue manufacturada la napa. La tecnología “spunlace” demanda una
napa de alta calidad, especialmente en su uniformidad y orientación isotrópica.
La configuración de la nueva máquina JETlace® Essentiel, de Rieter Perfojet, se usa para la
producción de no tejidos de poliéster y viscosa de peso liviano, usado en aplicaciones médicas,
higiénicas, y en trapitos para la limpieza.
Fibras
El “spunlacing” se puede efectuar usando napas colocadas en seco – cardadas o colocadas por
aire – o napas colocadas en húmedo hechas de fibras naturales o manufacturadas, o mezclas. Las
fibras celulósicas son hidrofílicas, químicamente estables y relativamente sin color. En general,
no se recomienda el algodón con un micronaire bajo para el hidro-enmarañado de los no tejidos
debido a un elevado número de botones y atados pequeños de fibras enredadas, lo que da como
resultado un tejido de apariencia mediocre.
A pesar de esto, los tejidos elaborados con fibras de micronaire más bajo muestran una
resistencia más alta, causada probablemente por un número más elevado de fibras finas y un área
superficial más grande. Además, el algodón en crudo se ha usado también en la tecnología de
“spunlace”. Se ha demostrado que la tasa de absorbencia se incrementa con la energía de
hidro-enmarañado.
Este es el resultado de la remoción de aceite y de cera de la superficie de la fibra. Estos
no tejidos subsiguientemente se pueden someter al proceso de blanqueado, el cual debe elevar la
resistencia del tejido.
Todo el éxito en el competitivo, pero altamente profitable, mercado de los textiles técnicos
y los no tejidos, está basado en la experiencia y el “know-how” de la manufactura de productos
textiles tradicionales. Algunos hilanderos de algodón ya están trabajando exitosamente con líneas
de “spunlacing”. Como fabricantes de textiles tradicionales, ellos saben cómo manipular las fibras,
de manera que, básicamente, no hay una gran diferencia entre la hilatura y los no tejidos; al menos
al comienzo de los procesos de producción. Las fibras son fibras; una carda es una carda.
Los listones a chorro de agua, fabricados por Groz-Beckert, requieren una limpieza
profesional a intervalos regulares para la remoción de los depósitos dejados por el agua de proceso
contaminada.
Propiedades
Las máquinas que trabajan con una alta presión de agua se utilizan, en gran parte, debido a
que cuando se usa alta presión, la energía se puede distribuir en la napa con más pocas agujas de
agua y usando menos agua, y esto representa un beneficio económico.
Otro parámetro de proceso básico que ejerce influencia en el tejido es la velocidad de la
línea. Si una cantidad constante de energía es enviada al tejido, la velocidad de éste determina
cuánta energía se va a absorber por tejido por unida de área. Lógicamente, mientras más alta sea la
velocidad de la línea, será menor la energía que es absorbida por el tejido y sera más baja la
resistencia obtenida en el tejido.
Los tejidos “spunlaced” muestran una alta caída, suavidad y tacto confortable debido a que
el mayor enmarañamiento de la fibra lleva a una mayor resistencia sin un incremento en el módulo de
corte. La suavidad del tejido es explicada por el hecho de que las estructuras enmarañadas son más
comprensibles que las bondeadas y al mismo tiempo tienen más mobilidad y un alinemainto parcial de
las fibras en la dirección del grosor. La ausencia de un aglutinante resulta en un no tejido con
una apariencia de un tejido textil.
La textura del substrato parece tener una influencia importante en el producto. El tamaño de
las perforaciones es generalmente medido en “mesh”, que es el número de alambres por pulgada del
substrato. Imponiendo la misma energía en dos napas con diferentes “meshes” de substrato, el
substrato más fino da un producto más fuerte como resultado del soporte más fino.
Un soporte de alambre más basto, digamos, de 20 “mesh”, resulta en un producto más
voluminoso con más permeabilidad, pero con menos resistencia. Se ha demostrado que la remoción de
agua del tejido es dependiente del “mesh” de la banda de soporte.
Los no tejidos “spunlaced” se pueden producir usando napas del tipo de colocación en seco
(drylaid) o de colocación en húmedo (wetlaid) hechas de fibras naturales o mnufacturas o sus
mezclas.
Abastecedores
Para el “spunlacing”, hay dos principales abastecedores de tecnología en el mercado:
Fleisssner GmbH, basado en Alemania, una compañía del grupo Trützschler GmbH & Co. KG, de
Alemania; y Rieter Perfojet, de Francia, una subsidiaria de Rieter Textile Systems, basada en
Suiza. Ambas compañías tienen gran experiencia y tienen la capacidad de suministrar instalaciones
llave en mano (turnkey).
Es de suma importancia instalar líneas compatibles sin ningún problema de producción a lo
largo de las diferentes etapas de producción. Ambas empresas tienen sus propias líneas piloto – en
Egelsbach, Alemania, para Fleissner; y en Montbonnot, Francia, para Rieter Perfojet. Los centros
técnicos permiten realizar ensayos para asegurar que la configuración de los equipos cumpla con las
necesidades relevantes.
AquaJet de Fleissner
Con su sistema “spunlace” AquaJet, Fleissner ofrece maquinaria para el “spunlacing”, el
termobondeado, el bondeado químico, y el proceso de acabado en general, incluyendo la impregnación
y el secado. Erko Trützschler Nonwovens GmbH, su compañía hermana, ofrece equipos técnicamente
avanzados para la apertura de fibras, el mezclado, el cardado, la colocación de fibras por aire, y
el punzonado por agujas.
El sistema de “spunlacing” AquaJet fue lanzado al mercado por Fleissner hace más de 10 años
y se ha usado para el bondeado de toda clase de no tejidos, desde peso livianos de 20 gramos por
metro cuadrado, hasta pesos pesados de 800 gramos por metro cuadrado. Se pueden procesar fibras
naturales y manufacturadas así como también napas tipo “spunbond”.
Hasta la fecha, se han entregado más de 80 líneas AquaJet, con velocidades estándar que
varían entre 5 y 300 metros por minuto (m/min). Son posibles velocidades de hasta 600 m/min para
aplicaciones tipo “spunbond”.
JETlace® Essentiel de Rieter
La configuración de la nueva línea JETlace® Essentiel, de Rieter Perfojet, permite la
producción de la mayoría de tejidos livianos de poliéster y viscosa en el rango de 30 a 80 gramos
por metro cuadrado para aplicaciones higiénicas, médicas y de trapitos para la limpieza. Con dos
caras, la línea tiene la capacidad de producir cualquier producto mezclado usando poliéster,
viscosa y algodón.
Se pueden seleccionar cuatro anchos diferentes así como la dirección de la máquina, lo cual
se puede cambiar en el sitio durante la instalación. El equipo es definido, optimizado y localizado
con el fin de reducir el mantenimiento y el esfuerzo de operación. De acuerdo a Rieter, se
requieren solo cuatros semanas para la instalación y cuatros semanas para la puesta en marcha. Se
puede esperar una eficiencia de producción de hata un 92%, y tal línea puede producir hasta 2
toneladas por hora.
La tendencia del mercado es la de crear tejidos que exhiban diseños, creando así
diferenciación de productos para el consumidor y reconocimiento de la marca comercial. La habilidad
para crear diseños en el tejido elaborado en la JETlace 3000 es ahora posible con la tecnología de
manga de diseño, de patente pendiente. Esta manga de diseño permite la fabricación de tejidos
especiales sin afectar la velocidad de la línea, permitiendo así que la línea pueda operar a
velocidades óptimas y eficientes.
Este sistema permite también la producción de una gran gama de diseños y logos para no
tejidos personalizados. Los diseños se obtienen a través de un cilindro grabado localizado antes
del transportador final de la JETlace 300, luego de las etapas de enmarañado inicial.
Spunbonds combinados
La combinación de la producción de “spunbond” y “spunlacing” está predestinada para
velocidades de producción muy elevadas. El diseño técnico de los tambores de la Fleissner AquaJet
es especialmente favorable para el desenjuagado, lo cual es de importancia decisiva para
velocidades de alta producción y las resultantes fuerzas centrífugas necesarias prara remover el
agua.
Fleissner, en cooperación con Reifenhäuser Reicofil, de Alemania, ha optimizado exitosamente
el “spunlacing” de “spunbonds” de peso liviano, directamente después de la formación del
“spunbond”. Se han obtenido resistencias mucho más elevadas en comparación con “spunbonds”
calandrados normalmente, con volúmenes o espesores de napa doblados.
Estos no tejidos son caracterizados por tener un tacto muy suave. Junto con otros
renombrados productores europeos de líneas de “spunbond”, Fleissner ha desarrollado también
productos del tipo “spunlaced spunbond”.
Pulpa
Una alternativa para producir no tejidos más absorbentes y voluminosos es la de combinar
“spunbond”, pulpa y fibras cortadas. La ventaja especial en este caso reside en el uso de
“spunbonds” para incrementar la resistencia de la napa, mientras que al mismo tiempo se reduce el
peso de la napa. Además, el bondeado optimizado de las napas de tres capas resulta en un tacto
suave.
Las napas de dos capas, hechas de fibras cortadas combinadas con tejido suave para batas
quirúrgicas o sábanas de cobertura se están produciendo exitosamente usando líneas AquaJet, y se
desarrolló un sistema especial para el agua de circulación. Las líneas Fleissner AquaJet para no
tejidos de capas multiples hechas de fibras combinadas con pulpa se han usado exitosamente durante
varios años.
Filtración de agua
El agua es el medio activo de la tecnología “spunlace”. Con una pobre calidad de la
filtración, el impacto negativo de los listones taponados reduce la energía de bondeado, creando
algunos defectos de línea de chorro y por consiguiente, disminuyendo la calidad del producto.
El producto de filtración requerido para capturar el acabado por giración está basado en
etapas de filtración diferentes, tales como el uso de filtros de arena de partículas finas seguidos
por filtros de bolsa. La filtración por arena es el proceso principal para la captura del acabado.
La fineza de ls partículas de arena usadas en este tipo de filtro, junto con el área superficial y
la profundidad del lecho de arena, crean un medio de filtración óptimo.
Hay que considerar etapas de filtración adicionales cuando se anticipa una alta
contaminación, de hasta 600 miligramos por litro, como por ejemplo en el procesamiento del algodón,
el tejido suave (tissue) y la pulpa. Se requiere la instalación de células de flotación y en
algunos casos, de filtros de arena de partículas grandes, para remover los elementos de partículas
grandes.
Estos filtros pueden ser la etapa de filtración preliminar antes del filtro de arena fina y
el filtro de bolsa. La filtración puede usar algunos productos químicos para ayudar a que sea
capturado el grupo de partículas por las burbujas de aire fino.
La máquina de “spunlace” JETlace 3000 recicla continuamente el 99% del agua procesada, con
el fin de reducir los costos y/o cumplir con las restricciones locales. En realidad, la gama de
fibras empleadas determina el rango de la planta de filtración, con cada etapa de filtración
enfocada de manera incremental en la captura de una partícula de micrón reducida.
Las fibras típicas usadas para productos de trapitos para la limpieza incluyen el
polipropileno, el poliéster y la viscosa. Los fragmentos de fibra son pérdidas menores debido a que
la mayoría de la contaminación proviene del acabado por giración (spin). Este acabado por “spin”
mejora la procesabilidad del cardado de las fibras manufacturadas. La mayoría de las substancias
químicas es extraída por agua, usando los chorros de agua.
El acabado por giración se comporta como una emulsion dentro del agua de proceso. Incluso
con su tamaño pequeño en el rango de micrones, la dificultad se presenta por la facilidad en que se
agregan en grupos gelatinosos. Por lo tanto, tienen la capacidad de afectar el rendimiento de los
listosnes de los inyectores y, por lo tanto, la calidad del producto.
Limpieza del listón de chorro
La manufactura de productos “spunlaced” involucra el forzamiento del agua a alta presión a
través de aberturas con anchos de centísimas de milímetro en el listón de chorros de agua. De
acuerdo a Groz-Beckert KG, de Alemania, fabricante de listones de chorro HyTec®, el proceso
requiere grandes cantidades de agua de proceso fluyendo a través de los chorros individuales. La
contaminación del agua de proceso deja depósitos que taponan el área del chorro.
Los contaminantes potenciales pueden incluir residuos de la fibra, orín, partículas de
metal, partículas de “limescale: y productos químicos añadidos al agua de procesamiento. Con el
tiempo, los depósitos resultantes dentro de las toberas disminuyen gradualmente el diámetro,
impidiendo así el flujo del agua. Los contaminantes depositados en el área de entrada de la
abertura de la tobera ejercen un efecto detrimental en la formación del chorro de aire y, por
consiguiente, en la forma de la cortina de agua.
Esto impacta de manera negativa las características físicas de los productos “spunlaced”.
Por consiguiente, los listones de chorro requieren una limpieza profesional a intervalos regulares
para la remoción de depósitos, mientras que se debe tener cuidado al mismo tiempo de proteger la
estructura sensitiva de los listones.
También desempeñan un rol importante aspectos tales como seguridad laboral y protección
ambiental. Groz-Beckert provee instrucciones de limpieza para los listones HyTec. La firma señala
que la calidad del agua usada en el proceso es decisiva para la manufactura de productos
“spunlaced”.
Las propiedades del agua influencian la vida útil de los varios components de la máquina y
de los listones de chorro. El agua de proceso es también fundamental para la calidad del producto
final, y no solo en la manufactura de productos higiénicos. El aseguramiento de una calidad de agua
higiénicamente en buenas condiciones es por lo tanto esencial.
El agua es un medio altamente versátil y puede exhibir varios niveles de acididad o
alcalinidad, y también se presenta en forma parcial o completamente de-ionizada. También puede
contener microorganismos, partículas metálicas y otras substancias inorgánicas en varias
concentraciones.
Junto con el valor pH, la dureza del agua y el contenido de cloruro, hay también un gran
número de otras caractrerísticas que determinan la calidad del agua. Groz-Beckert recomienda el uso
de su sistema HyTec para el análisis del agua de procesamiento para los sistemas de
hidro-enmarañado con toberas a chorro de agua, el cual analiza de manera precisa el agua de proceso
utilizada.
La compañía también puede realizar un comprensivo análisis de laboratorio en sus
instalaciones para examinar el agua de procesamiento con respecto a importantes parámetros
hidro-químicos.
Aplicaciones
Los productos “spunlaced” tienen una amplia gama de aplicaciones tales como trapitos de
limpieza, usos médicos y quirúrgicos, almohadillas de algodón, substratos de revestimiento, y otros
usos finales industriales tales como fieltros para techos y geotextiles, así como también prendas
de vestir.
Fleissner suministra una línea “spunlace” AquaJet para compuestos para la fabricación de un
producto no tejido completamente nuevo, apropiado para uso en prendas de vestir. Este no tejido
ofrece una combinación de una nano-napa tipo “electrospun” y fibras de poliéster partibles. Las
aplicaciones incluyen la elaboración de cuero artificial y de productos textiles deportivos de
óptima calidad.
Marzo-Abril de 2009
