TECNOLOGÍA SPUNBOND
1. INTRODUCCIÓN
Estas telas se
producen depositando filamentos extruidos y posteriormente cortados
aleatoriamente. Las fibras se separan por chorros de aire o cargas
electrostáticas. La superficie de recogida está generalmente perforada
para evitar que la corriente de aire se desvie y lleve las fibras de una manera
incontrolada. El bondeado imparte
resistencia e integridad a la tela mediante la aplicación de rodillos
calentados o agujas calientes para fundir parcialmente el polímero y fusionar
las fibras entre sí. Dado que la orientación molecular aumenta el punto de
fusión, las fibras que no son altamente atraídos se pueden utilizar como fibras
de unión térmica. Los productos Spunbond se emplean en respaldo de la alfombra, geotextiles
y productos médicos / de higiene desechables. Dado que la producción de
tejidos se combina con la producción de fibras, el proceso es generalmente más
económico que cuando se utilizan fibras discontinuas para hacer telas no
tejidas.
2. PROCESO SPUNBONDING
3.
POLÍMERO
En general se
utilizan polímeros de alto peso molecular y polímeros de amplia distribución de
peso molecular, tales como PP, PET, poliamida, etc., producen telas uniformes.
Polipropileno
El polipropileno es
el polímero más utilizado para la producción de telas no tejidas hiladas por
adhesión. Proporciona el rendimiento más alto (fibra por kilogramo) y
poder cubriente al menor costo debido a su baja densidad. Se han hecho considerables avances en la fabricación
de resinas de polipropileno y aditivos desde las primeras telas de
polipropileno de unión por hilatura se comercializan en la década de
1960. Aunque el polipropileno sin estabilizar se degrada rápidamente por
la luz UV, los estabilizadores mejorados permiten varios años de exposición al
aire libre antes de que las propiedades de la fibra se deterioren. Para
reducir el costo, las fibras de desecho o de polipropileno de calidad inferior
pueden reutilizarse y luego se mezclan en pequeñas cantidades con el polímero
fresco para producir telas hiladas por adhesión de alta calidad. Esto es
muy ventajoso e importante en una industria altamente competitiva.
Poliéster
El poliéster se
utiliza en un gran número de productos comerciales de unión por hilatura y ofrece
ciertas ventajas sobre polipropileno, aunque es más caro. A diferencia del
polipropileno, los residuos de poliéster no se reciclan fácilmente en la
fabricación de hilados por adhesión. La resistencia a la tracción, módulo,
y la estabilidad al calor de los tejidos de poliéster son superiores a las de
los tejidos de polipropileno. Las telas de poliéster son fácilmente teñidas
y estampados con un equipo convencional.
Nylon
Las telas de unión
por hilatura están hechas de nylon-6 y nylon-6,6. El nylon es altamente
intensivo en energía y, por lo tanto, más caro que el poliéster o
polipropileno. El nylon-6,6 en tejidos de unión por hilatura se producen
con los pesos tan bajos como 10 g / m2 y con una excelente cobertura
y fuerza. A diferencia de olefinas y tejidos de poliéster, las hechas de
nylon absorben fácilmente agua a través de enlaces de hidrógeno entre el grupo
amida y moléculas de agua.
Polietileno
Las propiedades de
las fibras de polietileno que son hiladas por fusión por métodos tradicionales
son inferiores a las de las fibras de polipropileno. Los avances en la
tecnología de polietileno pueden conducir a la comercialización de las
estructuras de unión por hilatura con características aún no alcanzables con
polipropileno. Un polietileno con alta calidad se anunció a finales de
1986.
Poliuretano
Un nuevo tipo de
estructura se anunció en Japón con la comercialización de tejidos de
unión por hilatura a base de uretanos termoplásticos. Aunque las telas hiladas
por adhesión de uretano se han descrito anteriormente, estos representan la
primera producción comercial de dichos tejidos. Las propiedades únicas de este producto que parece estar bien adaptado
para la ropa y otras aplicaciones que requieren de estiramiento y recuperación.
Rayones
Muchos tipos de
rayones se han procesado con éxito en telas hiladas utilizando métodos de
hilatura en húmedo. La principal ventaja de rayón es que proporciona
buenas propiedades de caída y suavidad a la red.
POLÍMEROS
Algunas telas se
componen de varios polímeros. Un polímero de fusión más bajo puede
funcionar como el aglutinante que puede ser una fibra separada entremezcla con
fibras de fusión más altos, o dos polímeros se puede combinar en un solo tipo
de fibra. En este último caso las llamadas fibras de dos componentes
poseen un componente de fusión más bajo, que actúa como una vaina que cubre más
de un núcleo de fusión mayor. Las fibras bicomponentes también se hilan
por extrusión de dos polímeros adyacentes. Polietileno, nylon-6 y
poliésteres modificados por ácido isoftálico se usan como de dos componentes
(inferior fusión) elementos.
SPINNING Y FORMACIÓN
WEB
La unión por hilatura
combina el hilado de fibras con formación de la banda colocando el dispositivo
de unión en línea con el hilado. En algunas disposiciones, se une la red
en un paso separado que, a primera vista, parece ser menos eficiente. Sin
embargo, esta disposición es más flexible si más de un tipo de unión se aplica
a la misma red.
Esquema del proceso de
unión por hilatura
El proceso de hilado
es similar a la producción de hilos de filamentos continuos y utiliza
condiciones de extrusión similares para un polímero dado. Las fibras se
forman con el polímero fundido cuando sale de las hileras y se inactiva mediante
aire frío. El objetivo del proceso es para producir una amplia red y, por lo tanto, muchas hileras se colocan al lado del otro
para generar fibras a través de la anchura total. La agrupación de hileras a
menudo se llama un bloque o banco. En la producción comercial de dos o más
bloques se utilizan en tándem con el fin de aumentar la cobertura de las
fibras.
Antes de la
deposición sobre una cinta en movimiento o en la pantalla, la salida de una
tobera de hilatura por lo general consta de un centenar o más filamentos
individuales que deben ser atenuadas para orientar las cadenas moleculares
dentro de las fibras para aumentar la resistencia de la fibra y disminuir la
extensibilidad. Esto se logra mediante el estiramiento rápidamente las
fibras de plástico inmediatamente después de salir de la hilera. En la
práctica, las fibras se aceleran, ya sea mecánicamente o
neumáticamente. En la mayoría de los procesos neumáticos de las fibras se aceleraron
en múltiples haces de filamentos. Sin embargo, otros arreglos se han
descrito en una fila o filas de filamentos individuales linealmente alineados
se acelera neumática.
En textil la orientación
de las fibras se consigue enrollando los filamentos a una velocidad de
aproximadamente 3200 m / min para producir hilos parcialmente orientados
(POY). Los POYs pueden extraerse mecánicamente en un paso separado para
mejorar la fuerza. En la producción de haces de filamentos de unión por
hilatura se orientan parcialmente por las velocidades de aceleración neumáticas
de 6.000 m / min o superior. Tales velocidades altas resultan en la
orientación parcial y altas tasas de formación de la banda, en particular para
estructuras ligeras (17 g / m 2). La formación de napa
amplia a altas velocidades es una operación altamente productiva.
Para muchas
aplicaciones, la orientación parcial suficientemente aumenta la fuerza y
reduce la extensibilidad para dar un tejido funcional (ejemplos: material de
cubierta del pañal). Sin embargo, algunas aplicaciones, tales como
respaldo de la alfombra primaria, requieren filamentos con muy alta resistencia
a la tracción y un bajo grado de extensión. Para tal aplicación, los
filamentos se dibujan sobre rodillos calentados con una relación de estirado
típico de 3,5: 1. Los filamentos son entonces acelerados neumáticamente
sobre una cinta en movimiento o en la pantalla. Este proceso es más lento,
pero da bandas más fuertes.
La banda está formada
por la deposición neumática de los haces de filamentos sobre la cinta en
movimiento. Una pistola neumática utiliza aire a alta presión para mover
los filamentos a través de un área estrecha de presión más baja, pero mayor
velocidad que en un tubo de venturi. Para lograr la máxima uniformidad y la cubierta en
la red, los filamentos individuales deben ser separados antes de alcanzar la
correa. Esto se logra mediante la inducción de una carga electrostática
sobre el haz mientras está bajo tensión y antes de la deposición. La carga
puede ser inducida triboeléctricamente o aplicando una carga de alto voltaje. El
primero es un resultado de los filamentos frotando contra una superficie
conductora a tierra. La carga electrostática sobre los filamentos debe ser
de al menos 30.000 esu / m 2 .
Chorro neumático para
spunbonding
La correa se hace
generalmente de un alambre conductor eléctricamente a tierra. Tras la
deposición, el cinturón descarga los filamentos. Este método es sencillo y
fiable.
Los filamentos
también se separan por fuerzas mecánicas o aerodinámicas. La siguiente
figura muestra un método que utiliza un avión deflector rotativo para separar
los filamentos depositándolas en bucles superpuestos; de succión mantiene
la masa de fibras en su lugar.
Plano deflector
para la separación de filamentos:
Para algunas
aplicaciones, los filamentos se establecen al azar con respecto a la dirección
de la correa de establecer. A fin de lograr una característica particular
en el tejido final, la direccionalidad del filamento abocinada está controlado
por el desplazamiento de los haces de filamentos mecánica o aerodinámica a
medida que avanzan hacia la correa de recogida. En el método aerodinámico,
alternando pulsos de aire se suministran a cada lado de los filamentos a medida
que emergen de la jet neumático.
Por disposición
adecuada de los bloques de la hilera y los chorros, establecen que puede
lograrse predominantemente en la dirección deseada. La producción de una
napa con predominantemente dirección transversal a la máquina del filamento se establecen como se muestra en la siguiente
figura. Patrones plegadas de forma cruzada altamente ordenados pueden ser
generados por oscilante haces de filamentos, como se muestra.
Producción de la red con la máquina y la dirección transversal de
la máquina
Si el cinturón de
establecer se está moviendo y los filamentos están siendo atravesados
rápidamente a través de esta dirección de movimiento, los filamentos se
depositan en un patrón de zig-zag o de onda sinusoidal en la superficie de la
cinta en movimiento. El efecto del movimiento de desplazamiento sobre la cobertura
y uniformidad de la red ha sido tratada matemáticamente. El resultado es
que las relaciones entre la velocidad de recogida de la correa, el período de
desplazamiento, y la anchura de la cortina de filamentos que se atraviesa determinar
la aparición de la banda formada. La ilustración siguiente muestra la
disposición abajo para un proceso en el que la correa de recogida de recorre
una distancia igual a la anchura de la cortina de filamentos x durante un
período completo de desplazamiento a través de un ancho de la cinta y. Si
la velocidad de la cinta es V b y la velocidad de
desplazamiento V est , el número de capas depositadas, z, se
calcula z = [x V t / y V b ]. Si
la velocidad de desplazamiento es el doble de la velocidad de la cinta y si x e
y son iguales, se produce una doble cobertura sobre todas las áreas de la
correa.
VINCULACIÓN
Muchos métodos pueden
ser utilizados para unir las fibras en la banda hilada. Aunque se han
desarrollado la mayoría de los procedimientos de fibras discontinuas de no
tejidos, que se han adaptado con éxito para filamentos continuos. Estos
incluyen la punción mecánica, unión térmica y unión química.Los dos últimos
pueden unir grandes regiones (área de unión) o pequeñas regiones (punto de
unión) de la napa por fusión o adherencia de fibras. Los resultados de unión
Point en la fusión de las fibras en los puntos, con fibras entre los enlaces de
puntos que quedan relativamente libres. Otros métodos utilizados con telas
de fibras discontinuas, pero no de forma rutinaria con telas de filamento
continuo incluyen la adhesión de la puntada, soldadura por ultrasonidos, y el
entrelazamiento hidráulico. El último método tiene el potencial de
producir estructuras muy diferentes de filamento continuo, pero es más complejo
y caro. La elección de una técnica de unión en particular está determinada
principalmente por las aplicaciones de tela finales; de vez en cuando se
emplea una combinación de dos o más técnicas para conseguir la unión.
SISTEMA DE PROCESO SPUNBOND
Un número de procesos
de unión por hilatura se puede montar en una de estas tres rutas con la
modificación apropiada. Los procesos son los siguientes
7.1 "SISTEMA
Docan"
Esta ruta fue desarrollada por primera
vez por el Lurgi Kohle y Mineral-Oltechnik GmbH de Alemania en 1970. Muchas
empresas no tejidos han autorizado esta ruta desde el Lurgi Corporación para la
producción comercial. Esta ruta se basa en la hilatura por fusión
técnica. La masa fundida es forzada por bombas de espín a través de
hileras especiales que tienen un gran número de agujeros. Mediante la
elección adecuada de las condiciones de extrusión e hilatura, se alcanza denier
de filamento deseado. Los conductos de soplado, situados debajo de las
hileras individuales enfrían continuamente los filamentos con aire
acondicionado. La fuerza requerida para el dibujo y la orientación del
filamento es producida por un sistema aerodinámico especial. Cada haz de
filamento continuo es recogido por un chorro de extracción operado de aire de
alta presión y pasa a través de un tubo de guía a un separador que efectúa la
separación y de aireación de los filamentos. Finalmente, el ventilador de
filamentos dejando los separadores se deposita como una banda aleatoria sobre
una cinta de tamiz en movimiento. La succión por debajo del cinturón tamiz
aumenta la disposición al azar abajo de los filamentos.
Esquema del sistema
de unión por hilatura Docan
7.2 SISTEMA
"Reicofil"
Esta ruta ha sido desarrollada
por Reifenhauser de Alemania. Muchas empresas no tejidos han autorizado
esta ruta desde el Reifenhauser GmbH para la producción comercial. Esta
ruta se basa en la técnica de hilatura por fusión. La masa fundida es forzada
por bombas de giro a través de hileras especiales que tienen un gran número de
agujeros. Los conductos de soplado primarios, ubicados debajo del bloque
de la hilera, se enfrían continuamente los filamentos con aire
acondicionado. Los conductos de soplado secundarios, situados por debajo
de los conductos de soplado primarios, suministran continuamente el aire a
temperatura ambiente auxiliar. Durante todo anchura de trabajo de la
línea, subpresión ventilador generada chupa filamentos y aire mezclado hacia
abajo desde las hileras y las cámaras de refrigeración. Los filamentos
continuos se aspiran a través de un venturi (alta velocidad, zona de baja
presión) a una cámara de distribución, que afecta Fanning y el entrelazamiento
de los filamentos. Por último, los filamentos enredados se depositan como
una banda aleatoria sobre una cinta de tamiz en movimiento. La
aleatoriedad se imparte por la turbulencia en la corriente de aire, pero hay un
pequeño sesgo en la dirección de la máquina debido a cierta direccionalidad
impartida por la cinta en movimiento. La succión por debajo del cinturón
tamiz aumenta la disposición al azar abajo de los filamentos.
Esquema de
sistema Reicofil de unión por hilado
7.3 "SISTEMA
LUTRAVIL"
Esta ruta fue desarrollada
por primera vez por Carl Freudenberg Compañía de Alemania en 1965.
Este proceso es propietario y no está disponible para las licencias
comerciales. Esta ruta (Tabla 4), se basa en la técnica de hilatura por
fusión. La masa fundida es forzada por bombas de espín a través de hileras
especiales que tienen un gran número de agujeros. Los conductos de soplado
primarios, ubicados debajo del bloque de la hilera, se enfrían continuamente
los filamentos con aire acondicionado. Los conductos de soplado
secundarios, situados debajo de los conductos de soplado primarios,
continuamente suministro controlado de aire a temperatura ambiente. Los
filamentos se pasan a través de un dispositivo especial, donde el aire
terciario de alta presión dibuja y orienta los filamentos. Por último, los
filamentos se depositan como una banda aleatoria sobre una cinta de tamiz en
movimiento.
Esquema del
sistema de unión por hilatura Lutravil
8. CARACTERÍSTICAS Y
PROPIEDADES
Las telas hiladas por
adhesión representan una nueva clase de producto hecho por el hombre, con una
combinación de propiedades que caen entre papel y tejidos. Telas
Spunbonded ofrecen una amplia gama de características de los productos que van
desde la estructura muy ligera y flexible a la estructura pesada y
rígida.
· Estructura fibrosa aleatoria
· En general, la web es
blanca con alta opacidad por unidad de área
· La mayoría de las
telas hiladas por adhesión son estructura en capas o de tejas, el número de
capas aumenta con el aumento de peso de base
· Los pesos base
oscilan entre 5 y 800 g / m 2 , típicamente 10-200 g /
m 2
· Diámetros de las
fibras oscila entre 1 y 50 nm, pero el intervalo preferido es entre 15 y 35 nm
· Web espesores oscilan
entre 0. 1 y 4,0 mm, por lo general 0.2-1.5mm
· Las altas relaciones
resistencia-peso en comparación con el otro no tejido, tejido, y estructuras de
punto
· Alta resistencia al
desgarro (por la zona de telas unidas solamente)
· Planar propiedades
isotrópicas debido al azar de guarda de las fibras
· Buena refriega y
resistencia a las arrugas
· Alta capacidad de
retención de líquidos debido al alto contenido de huecos
· Alta resistencia en
el plano de corte, y bajo drapeado.
Telas hiladas por
adhesión se caracterizan por tracción, desgarro, y los puntos fuertes de
ráfaga,-alargamiento de rotura, peso, grosor, la porosidad y la estabilidad al
calor y productos químicos. Estas propiedades reflejan la composición y la
estructura de la tela. Comparación de las curvas tensión-deformación
genéricas de telas unidas térmicamente y punzonado muestra que la forma de las
curvas de carga-deformación es una función de la libertad de los filamentos
para mover cuando la tela se coloca bajo tensión.
Curvas típicas de tensión-deformación
Algunas aplicaciones
requieren pruebas especiales para la luz del sol, la oxidación, la quema de la resistencia,
el vapor de humedad y de transporte de líquido, coeficiente de fricción,
resistencia de la costura y propiedades estéticas. La mayoría de las
propiedades se pueden determinar con procedimientos de prueba normalizados
(INDA). Propiedades físicas típicas se dan a continuación:
Producto
|
Bases
peso. g / m 2
|
Espesor
mm
|
Extensible St. un Nb
|
Rasgar St. N b
|
Estallido
Mullen KPa c
|
Método
de unión
|
Bases
peso. g / m 2
|
Acuerdo
|
69
|
|
144MD
175CD
|
36MD
41CD
|
324
|
Punto térmica
|
69
|
Bidim
|
150
|
|
495
|
279
|
1550
|
Needlepunch
|
150
|
Cerex
|
34
|
0.14
|
182MD
116CD
|
40MD
32CD
|
240
|
Químicamente
área inducido
|
34
|
Corovin
|
75
|
|
130
|
15
|
|
Punto térmica
|
75
|
Lutradur
|
84
|
0.44
|
275MD
297CD
|
86MD
90CD
|
600
|
Copolímero
Zona térmica
|
84
|
Polyfelt
|
137
|
|
585
|
225
|
1450
|
Needlepunch
|
137
|
Reemay
|
68
|
0.29
|
225MD
180CD
|
45MD
50CD
|
331
|
Copolímero
Zona térmica
|
68
|
Terram
|
137
|
0.7
|
850
|
250
|
1100
|
Zona térmica
[funda / núcleo]
|
137
|
Trevira
|
155
|
|
630MD
|
270MD
|
1520
|
Needlepunch
|
155
|
El
Typar
|
137
|
0.38
|
650MD
740CD
|
345MD
355CD
|
1210
|
No utilizadas
segmentos de área
termal
|
137
|
Tyvek
|
54
|
0.15
|
4.6MD
5.1CD
|
4.5MD
4.5CD
|
|
Área y
punto térmico
|
54
|
una dirección MD = máquina; CD = dirección transversal.
b Para convertir N de fuerza libras, se divide por 4.448.
c Para convertir kPa a psi, se multiplica por 0.145.
9. APLICACIONES
Automotriz
Hoy telas hiladas por
adhesión se utilizan en todo el automóvil y en muchas aplicaciones
diferentes. Uno de los principales usos de las redes unidas por hilado en
automóvil es como soporte para las alfombras del piso del automóvil con pelo
insertado. Las telas hiladas por adhesión también se utilizan para las
piezas de equipamiento, trunkliners, panel de la puerta interior y cubiertas de
los asientos.
Ingeniería Civil
El segmento de
mercado de la ingeniería civil sigue siendo las más grandes telas hiladas
mercado único, lo que constituye más del 25% del total. Telas de
ingeniería civil Spunbonded cubren un múltiplo de usos relacionados, tales
como, control de la erosión, la protección revestimiento, estabilización de las
vías férreas, canales y protección revestimiento reservorio, carretera y top
negro aeródromo agrietamiento prevención, techos, etc. Las propiedades
particulares de telas hiladas por adhesión - que son responsables de esta
revolución - son la estabilidad química y física, de alta resistencia / ratio
de eficiencia, y su estructura única y altamente controlable que puede ser
diseñado para proporcionar propiedades deseadas.
Servicios y médica
El uso de la tela
hilada por adhesión como material de cobertura para los pañales y dispositivos
para la incontinencia ha crecido de forma espectacular en la última
década. Esto es principalmente debido a la estructura única de hilado por
adhesión, que ayuda a la piel del usuario se mantenga seco y cómodo. Además,
telas hiladas son rentables con respecto a otros materiales no tejidos
convencionales. Tela hilada por adhesión, como material de cubierta, es
también ampliamente utilizada en las compresas sanitarias y en una medida
limitada en tampones.
En aplicaciones
médicas muchos materiales tradicionales han sido sustituidos por telas hiladas
por adhesión de alto rendimiento. Las propiedades particulares de telas
hiladas por adhesión, que son responsables para el uso médico, son: la
transpiración; resistencia a la penetración de líquidos; pelusa estructura
libre; esterilizados; y, impermeabilidad a las bacterias. Las
aplicaciones médicas incluyen: batas de quirófano desechable, cubiertas de
zapatos y envases esterilizados.
Embalaje
Telas hiladas por
adhesión son ampliamente utilizadas como material de embalaje, donde los
productos de papel y películas de plástico no son satisfactorios. Los
ejemplos incluyen: envoltura de metal-core, envases médicos estériles, forros
de disco, sobres de alto rendimiento y productos de papelería.
Referencias
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tejidos ",Carolina Academic Press, ISBN: 0-89089-978-8, 1999
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