Miércoles, marzo de 30 2011 02: 33

Telas textiles no tejidas

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La industria de las telas no tejidas tuvo un comienzo exploratorio a fines de la década de 1940, que entró en una fase de desarrollo en la década de 1950, seguida de una expansión comercial en la década de 1960. Durante los siguientes 35 años, la industria no tejida maduró y estableció mercados para las telas no tejidas, ya sea proporcionando un rendimiento rentable como alternativa a los textiles convencionales o proporcionando productos desarrollados específicamente para usos finales específicos. La industria ha sobrevivido a las recesiones mejor que los textiles convencionales y ha crecido a un ritmo más rápido. Sus problemas de salud y seguridad son similares a los del resto de la industria textil (es decir, ruido, fibras transportadas por el aire, productos químicos utilizados para unir fibras, superficies de trabajo seguras, puntos de pellizco, quemaduras por exposiciones térmicas, lesiones en la espalda, etc.).

La industria generalmente tiene un buen historial de seguridad y la cantidad de lesiones por unidad de trabajo estándar es baja. La industria ha respondido a los desafíos asociados con las leyes de agua limpia y aire limpio. En los Estados Unidos, la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) ha promulgado una serie de reglas de protección de los trabajadores que requieren capacitación en seguridad y prácticas de fabricación que han mejorado significativamente la protección de los trabajadores. Las empresas responsables de todo el mundo están adoptando prácticas similares.

Las materias primas utilizadas por la industria son generalmente similares a las utilizadas en los textiles convencionales. Se ha estimado que la industria utiliza casi mil millones de kg de una mezcla de materias primas al año. Las fibras naturales utilizadas son predominantemente algodón y pulpa de madera. Las fibras fabricadas incluyen rayón, poliolefinas (tanto de polietileno como de polipropileno), poliésteres y, en menor grado, nylons, acrílicos, aramidas y otros.

Hubo un crecimiento temprano en el número de procesos no tejidos a aproximadamente diez. Éstas incluyen; spunbond, soplado en fusión, pulpa y mezclas depositadas por aire, depositadas en húmedo, depositadas en seco (unidas mediante punzonado, unión térmica o unión química) y procesos de unión por costura. En los Estados Unidos, la industria ha saturado muchos de sus mercados de uso final y actualmente está buscando otros nuevos. Un área de crecimiento importante para los no tejidos se está desarrollando en el área de los compuestos. Los laminados de telas no tejidas con películas y otros revestimientos están ampliando los mercados de materiales no tejidos. El almacenamiento de productos en rollos no tejidos ha sido objeto de escrutinio recientemente debido a la inflamabilidad de algunos productos que tienen densidades muy bajas y áreas de superficie altas. Se considera que los rollos cuya relación de volumen a peso es mayor que un cierto factor de desván de rollo plantean problemas de almacenamiento.

Materias primas

Fibras celulósicas

El volumen de algodón blanqueado utilizado en telas no tejidas ha ido en constante aumento, y las mezclas de algodón-poliéster y rayón-poliéster en telas no tejidas, unidas por hidroentrelazado, se han convertido en combinaciones atractivas para aplicaciones médicas y de higiene femenina. Ha habido interés en utilizar algodón crudo en procesos de no tejido y se han producido algunas telas experimentales atractivas mediante el uso del proceso de hidroenmarañado.

El rayón se ha encontrado con la presión de los ambientalistas que están preocupados por el impacto que los subproductos del proceso tienen en el medio ambiente. Algunos productores de rayón empresas en estados unidos abandonó la industria en lugar de enfrentar el costo de cumplir con los requisitos reglamentarios impuestos por las leyes de agua y aire limpios. Aquellas empresas que eligieron cumplir con los requisitos ahora parecen sentirse cómodas con sus procesos modificados.

Las fibras de pulpa de madera son un componente principal de los pañales desechables, productos para la incontinencia y otros productos absorbentes. Se emplean fibras de madera dura y fibras kraft. Solo en los Estados Unidos, el uso de fibras de pulpa asciende a más de mil millones de kg al año. Un pequeño porcentaje se utiliza en procesos de no tejidos tendidos al aire. Los productos son populares como toallas en aplicaciones que van desde la cocina hasta los deportes.

Fibras sinteticas

Las dos fibras de poliolefina más populares son el polietileno y el polipropileno. Estos polímeros se convierten en fibras de longitud cortada que posteriormente se convierten en telas no tejidas, o bien se convierten en telas no tejidas hiladas por extrusión de los polímeros para formar filamentos que se transforman en telas y se unen mediante procesos térmicos. Algunas de las telas producidas se convierten en prendas protectoras y, en 1995, se habían fabricado más de 400,000,000 XNUMX XNUMX de overoles utilizando una popular tela de polietileno spunbonded.

El uso individual más grande para una tela no tejida en los Estados Unidos (aproximadamente 10 mil millones de metros cuadrados) es como cubierta de pañales desechables. Este es el tejido que entra en contacto con la piel del bebé y lo separa de los demás componentes del pañal. Los tejidos de estas fibras también se utilizan en productos duraderos y en algunas aplicaciones de geotextiles donde se espera que duren indefinidamente. Los tejidos se degradarán con la luz ultravioleta o algunos otros tipos de radiación.

Las fibras termoplásticas de polímeros y copolímeros de poliéster se usan ampliamente en telas no tejidas tanto en procesos de fibra cortada como de spunbonded. El volumen combinado de polímeros de poliéster y poliolefina utilizados en los Estados Unidos en telas no tejidas se ha estimado en más de 250 millones de kg al año. Las mezclas de fibras de poliéster con pulpa de madera que se colocan en húmedo y luego se unen mediante hidroenmarañado y posteriormente se tratan con un revestimiento repelente se usan ampliamente en batas y paños quirúrgicos desechables. En 1995, el uso de telas no tejidas médicas desechables en los Estados Unidos superó los 2 mil millones de metros cuadrados al año.

Las fibras de nailon se usan con moderación en forma de fibras cortadas y en un volumen limitado en telas no tejidas hiladas. Uno de los usos más importantes de las telas no tejidas de nailon no tejidas es el refuerzo de almohadillas para alfombras y filtros de fibra de vidrio. Las telas brindan una superficie de baja fricción a las almohadillas para alfombras que facilita la instalación de las alfombras. En los filtros de fibra de vidrio, la tela ayuda a retener la fibra de vidrio en el filtro y evita que las fibras de vidrio entren en la corriente de aire filtrado. Otros no tejidos especiales, como las aramidas, se utilizan en nichos de mercado donde sus propiedades, como la baja inflamabilidad, recomiendan su uso. Algunos de estos no tejidos se utilizan en la industria del mueble como bloqueadores de llamas, para reducir la inflamabilidad de sofás y sillas.

Procesos

Spunbonded y fundido por soplado

En los procesos de spunbonded y meltblown, adecuado Los polímeros sintéticos se funden, filtran, extruyen, estiran, cargan electrostáticamente, se depositan en forma de red, se unen y se enrollan. El proceso requiere buenas prácticas de seguridad comunes al trabajo con extrusoras en caliente, filtros, hileras y rodillos calentados que se utilizan para la unión.

Los trabajadores deben usar protección adecuada para los ojos y evitar usar ropa holgada, corbatas, anillos u otras joyas que puedan quedar atrapadas en el equipo en movimiento. Además, estos procesos implican casi siempre el uso de grandes volúmenes de aire, y se deben tomar precauciones especiales para evitar diseños que puedan provocar incendios, como colocar balastos ligeros en un conducto de aire. Extinguir un incendio en un conducto de aire es difícil. Es importante mantener seguras las superficies de los pisos de trabajo, y los pisos alrededor de cualquier equipo no tejido deben estar libres de contaminación que pueda provocar una pisada insegura.

Los procesos de unión por hilado y soplado en fusión requieren la limpieza de algunos de los equipos de proceso quemando cualquier residuo de polímero acumulado. Esto suele implicar el uso de hornos muy calientes tanto para la limpieza como para el almacenamiento de las piezas limpias. Obviamente, estas operaciones requieren guantes adecuados y otra protección térmica, así como una ventilación adecuada para reducir el calor y los gases de escape.

Los procesos de spunbonded deben sus ventajas económicas en parte al hecho de que son relativamente rápidos y los rodillos de recogida se pueden cambiar mientras el proceso sigue funcionando. El diseño del equipo de cambio de rollos y la capacitación de los operadores debe proporcionar un margen de seguridad adecuado para manejar estos cambios.

puesto en seco

Los procesos que implican abrir fardos de fibras, mezclar las fibras para proporcionar una alimentación uniforme a una máquina de cardado, cardar para formar redes, traslapar las redes para proporcionar una resistencia óptima en todas las direcciones y luego enviar la red a algún proceso de unión son similares. en sus requisitos de seguridad a los procesos textiles convencionales. Todos los puntos expuestos que podrían atrapar las manos de un trabajador en las interfaces de rodillos necesitan protección. Algunos procesos de tendido en seco implican la generación de pequeñas cantidades de fibras suspendidas en el aire. El trabajador debe estar provisto de equipo de protección personal adecuado para evitar la inhalación de cualquier parte respirable de estas fibras.

Si las telas formadas se van a unir térmicamente, normalmente habrá una pequeña cantidad (del orden del 10% en peso) de una fibra o polvo de bajo punto de fusión que se ha mezclado en la tela. Este material se funde exponiéndolo a un horno de aire caliente oa rodillos calientes y luego se enfría para formar las uniones de la tela. Se debe proporcionar protección contra la exposición a ambientes calientes. En los Estados Unidos, se producen anualmente aproximadamente 100 millones de kg de telas no tejidas unidas térmicamente.

Si las telas se unen mediante punzonado con agujas, se utiliza un telar de agujas. Se monta una matriz de agujas en tableros de agujas, y las agujas se conducen a través de la red. Las agujas capturan las fibras de la superficie, las transportan desde la parte superior hasta la parte inferior de la tela y luego las liberan en el movimiento de retorno. El número de penetraciones por unidad de área puede variar desde un número pequeño (en el caso de telas de mucho desván) hasta un número grande (en el caso de fieltros punzonados). Se puede usar un telar para coser desde los lados superior e inferior de la red y para usar con múltiples tablas. Las agujas rotas deben ser reemplazadas. Se requiere el bloqueo de seguridad de los telares para evitar accidentes durante dicho mantenimiento. Como en el caso del cardado, estos procesos pueden generar algunas fibras pequeñas, y se recomienda ventilación y respiradores. Además, se recomienda protección para los ojos para protegerse contra los desechos voladores de las agujas rotas. En los Estados Unidos, se fabrican anualmente aproximadamente 100 millones de kg de telas no tejidas punzonadas.

Si las telas se unen con adhesivo químico, el proceso normalmente requiere rociar el adhesivo en un lado de la tela y pasarlo a través de un área de curado, normalmente un horno de aire. Luego se invierte la dirección de la tela, se realiza otra aplicación del adhesivo y la tela se envía de vuelta al horno. A veces se utiliza una tercera pasada por el horno si es necesario para completar el proceso de curado. Obviamente, el área debe extraer los gases del horno y es necesario capturar y eliminar cualquier efluente tóxico (en los Estados Unidos, esto es requerido por varias leyes estatales y federales de aire limpio). En el caso de la unión adhesiva, ha habido presión en todo el mundo para reducir la liberación de formaldehído al medio ambiente. En los Estados Unidos, la EPA ha endurecido recientemente los límites de liberación de formaldehído a una décima parte de los límites aceptables anteriormente. Existe la preocupación de que los nuevos límites desafíen la precisión de los métodos de laboratorio actualmente disponibles. La industria de los adhesivos ha respondido ofreciendo nuevos aglutinantes que no contienen formaldehído.

Aire puesto

Existe cierta confusión de nomenclatura con respecto a los no tejidos tendidos al aire. Una de las variaciones de los procesos de cardado incluye una tarjeta que incluye una sección que distribuye aleatoriamente las fibras que se procesan en una corriente de aire. Este proceso a menudo se denomina "proceso no tejido depositado por aire". Otro proceso muy diferente, también llamado depositado por aire, consiste en la dispersión de fibras en una corriente de aire, normalmente utilizando un molino de martillos, y dirigiendo la dispersión de fibras en el aire a un dispositivo que deposita las fibras en una cinta móvil. A continuación, la red formada se une por pulverización y se cura. El proceso de colocación puede repetirse en línea con diferentes tipos de fibras para producir telas no tejidas a partir de capas con diferentes composiciones de fibras. Las fibras utilizadas en este caso pueden ser muy cortas y se debe tomar protección para evitar la exposición a tales fibras en el aire.

mojado puesto

El proceso de no tejido tendido en húmedo toma prestada la tecnología desarrollada para fabricar papel y exige la formación de redes a partir de dispersiones de fibras en agua. Este proceso es asistido por el uso de auxiliares de dispersión que ayudan a evitar grumos de fibras no uniformes. La dispersión de fibras se filtra a través de cintas móviles y se deshidrata presionando entre fieltros. En algún momento del proceso, a menudo se agrega un aglutinante que une la red durante el calor del secado. Alternativamente, en un método más nuevo, la red se une mediante hidroenmarañado utilizando chorros de agua a alta presión. El paso final implica el secado y puede incluir pasos para suavizar la tela mediante microcrepado o alguna otra técnica similar. No se conocen peligros importantes asociados con este proceso, y los programas de seguridad normalmente se basan en buenas prácticas comunes de fabricación.

Cosido

Este proceso es a menudo excluido de algunas definiciones de telas no tejidas porque puede involucrar el uso de hilos para coser redes en telas. Algunas definiciones de telas no tejidas excluyen cualquier tela que contenga "hilo". En este proceso, se presenta una tela a las máquinas de unión por costura convencionales para producir estructuras similares a tejidos que ofrecen una amplia variedad de combinaciones, incluido el uso de hilos elásticos para producir telas con atractivas propiedades de estiramiento y recuperación. Nuevamente, no hay peligros excepcionales asociados con este proceso.

Máquinas de acabado

Los acabados para telas no tejidas incluyen retardantes de llama, repelentes de fluidos, antiestáticos, suavizantes, antibacterianos, fusibles, lubricantes y otros tratamientos superficiales. Los acabados para telas no tejidas se aplican en línea o fuera de línea, tratamientos posteriores a la fabricación, según el proceso y el tipo de acabado. Con frecuencia, los acabados antiestáticos se agregan en línea y el tratamiento de superficies, como el grabado corona, normalmente es un proceso en línea. Los acabados ignífugos y repelentes a menudo se aplican fuera de línea. Algunos tratamientos de tejidos especializados incluyen la exposición de la red a un tratamiento de plasma de alta energía para influir en la polaridad de los tejidos y mejorar su rendimiento en aplicaciones de filtración. La seguridad de estos procesos químicos y físicos varía con cada aplicación y debe considerarse por separado.

 

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