SPUNLACE

SPUNLACE

HIDROENMARAÑADO.-

El spunlace es un proceso en el cual se enreda una banda de fibras sueltas sobre na cinta porosa, perforada o con algún diseño , que se mantiene en movimiento con el propósito de formar una estructura, sometiendo las fibras a múltiples chorros de agua muy finos de altas presiones.

Los pasos característicos para la producción de tejido no tejido con enmarañado hidráulico incluyen:

•Compactación de las fibras.

•Enredo.

•La circulación del agua.

•Secado

 Las fibras primero se compactan y se pre humedecen para eliminar las bolsas de aire. La presión del agua aumenta generalmente desde la primera hasta los últimos inyectores. Las presiones de hasta 2200 psi (libra/pulgada cuadrada) se utilizan para dirigir los chorros de agua sobre las fibras . Esta presión es suficiente para la mayoría de las fibras no tejidas, aunque presiones más altas se usan en aplicaciones especializadas. Se ha argumentado que 10 filas de inyectores ( cinco de cada lado de la tela ) deben lograr completa la unión. Los diámetros de los agujeros de inyección oscilan desde 100 hasta 120 mm y los agujeros están dispuestos en filas con 3-5 mm de separación, con una fila que contiene 30-80 agujeros por 25 mm. Los chorros agotan la mayor parte de la energía cinética principalmente en la reordenación de las fibras dentro de la tela y, en segundo lugar, en rebotes contra los sustratos, disipando la energía a las fibras. Un vacío dentro del rodillo elimina el agua utilizada a partir del producto, la prevención de inundaciones, reducción de la eficacia de los chorros para mover las fibras y causar el enmarañamiento.

FIBRAS EN EL HIDRO ENMARAÑADO.-

Mezclas de celulosa y fibras sintéticas o artificiales (PET , nylon , acrílicos)

En general , se prefieren las fibras celulósicas por su, flexibilidad , resistencia a la deformación plástica (como en el caso de las sintéticas) y su insolubilidad en agua . Las fibras celulósicas son hidrófilas, químicamente estables y relativamente incoloras. Otra ventaja es que la celulosa tiene una capacidad de unión inherente causada por un alto contenido de grupos hidroxilo , que atraen a las moléculas de agua.

El algodón crudo se ha utilizado en el hidro enmarañamiento .Y se ha demostrado que la tasa de absorción aumenta con el aumento de energía del hidroenmarañado. Producto de la  eliminación de la cera y aceites en la superficie de la fibra. Estos no tejidos pueden ser posteriormente blanqueados.

Otros de los puntos fundamentales en el proceso son las características que deben tener las fibras sometidas a la mezcla del spunlace o hidro enmarañado que son las siguientes:

•Módulo: Las fibras con bajo módulo de elasticidad requieren menos energía que aquellas con un alto módulo de elasticidad.

•Finura: Para un tipo de polímero dado, las fibras de mayor diámetro son más difíciles de enredar a que las fibras de diámetro más pequeño.

•Sección: Dependerá de la forma: triangular, ovalada, elíptica, etc.

•Longitud: las fibras mas cortas  son más móviles y producen más puntos de enredo que las fibras más largas. La resistencia del tejido , sin embargo , es proporcional a la longitud de la fibra , por lo tanto , la longitud de la fibra se debe seleccionar para dar el mejor equilibrio entre el número de puntos de enmarañamiento y la resistencia del tejido.

•Las fibras hidrófilas enredan más fácilmente que las fibras hidrófobas.

Algunas de las ventajas que llevan los no tejidos por medio del proceso de spunlace es en el área de acabados, cuentan con gran variedad de diseños en teñidos, son tratados con aglutinantes que periten una mayor vida en su lavado, o retardante de fuego , asi como también tienen facilidad de ser tratados con agentes antimicrobianos  para mejorar la resistencia ante los microrganismos.

El enmarañdo por agua (proceso 'spunlace') de fibras cortadas o continuas es uno de los más interesantes procesos de adhesión para las telas no tejidas, y este proceso está siendo modernizado aún más por la firma alemana Fleissner.Th. A. Fechter; U. Münstermann; A. Watzl

 Tecnología de no TejidosTh. A. Fechter; U. Münstermann; A. Watzl Recientes Desarrollos en el Enmarañdo por AguaEl enmarañado por agua (proceso "spunlace") de fibras cortadas o continuas es uno de los más interesantes procesos de adhesión para las telas no tejidas. El proceso de enmarañado por agua está basado en el enmarañado o entrelazado de fibras individuales por medio del uso de una multitud de chorros de agua muy finos. Para crear éste efecto, el agua es uniformemente distribuida a través del ancho de la línea a una elevada presión en una denominada cabeza de chorro, en donde es forzada a través de agujeros de tobera individuales colocados en el listón de chorros.Los chorros de agua así creados, con un diámetro de 0.08 a 0.15 mm, hacen contacto con la napa a una velocidad de 100 a 350 metros/segundo y en el proceso condensan y entrelazan las fibras. Por medio de simulaciones numéricas a gran escala, así como subsiguientes ensayos y numerosas mediciones, se ha optimizado la geometría interna de las cabezas de chorro de tal manera que garantizan una distribución absolutamente uniforme del agua. Como consecuencia, se obtiene una presión constante de hasta 600 bar y una tasa de flujo uniforme a través de todo el ancho de trabajo, que puede ser de hasta 6.5 metros.

Vista esquemática de una cabeza de chorros Los listones por donde salen los chorros de agua están sujetas a grandes esfuerzos mecánicos y químicos. Dependiendo de la presión, las fibras y la calidad del agua, factores tales como la abrasión, la cavitación y las reacciones químicas con el agua dan como resultado una vida de servicio de hasta 4.000 horas en condiciones óptimas, o de sólo 100 horas en condiciones adversas.Se han desarrollado nuevos listones de chorro fabricados de materiales especiales que tienen una duración de hasta 30 veces más, con presiones de hasta 600 bar. La optimizada geometría de la tobera asegura una perfecta formación del chorro de agua, de modo que la transformación energética de la presión del agua en enmarañado se realiza con una máxima eficiencia.Compactado, bondeado y succiónSólamente el eficiente pretratamiento de las napas permite el bondeado de napas muy livianas (10 g/m2) y muy pesadas (> 500 g/m2). El proceso de compactado por tambor/banda, patentado y desarrollado por Fleissner, con humidificación inicial integrada y bondeado inicial, es idealmente apropiado para este propósito, para todas las gamas de pesos y velocidades.En combinación con un proceso de bondeado de varias etapas, realizado ya sea en tambores o en bandas, y un subsecuente sistema de desaguado de alta capacidad, se pueden procesar casi toda clase de no tejidos para una multitud de aplicaciones.Tiempos de paro cortos en una línea de "spunlace" constituyen un factor cada vez más importante debido a razones económicas. Cálculos de rentabilidad han probado que una reducción en el tiempo de paro de sólamente un 10% se puede traducir en un incremento de un 30% en la ganancia.La filtración del agua circulada es más importante para tiempos de paro cortos y para un reducido mantenimiento. Fleissner ha desarrollado una tecnología de filtración muy sofisticada, en la que el intervalo por la limpieza de los listones de chorro se puede extender hasta en dos semanas.Instalaciones de alta velocidadLas máximas velocidades de la línea en la actualidad son de alrededor de 200 m/min. Pero ya se están fabricando instalaciones que están dispuestas para velocidades de producción de 250 a 300 m/min. Sin embargo, la combinación de la tecnología "spunlace" con el proceso "spunbond", esperada para el futuro cercano, requerirá velocidades de la línea de 500 m/min y más. 

 

Simulación de carga para la parte inferior de una cabeza de chorros Extensos ensayos han mostrado la correlación básica entre la llamada energía específica de enmarañado por agua, como resultado del material y de la capacidad de la bomba hidráulica usada, así como de la fuerza que se debe obtener como función de la velocidad de la línea. Esto permite determinar para una cierta napa (con las propiedades de peso por unidad de área y material) el número de cabezas de chorro requeridas para el enamarañado por agua y las respectivas presiones que dependen de la velocidad.De esta manera se puede preparar de manera rápida y precisa una disposición o diagrama de la línea para una aplicación específica, con un mínimo de energía y valores de resistencia máximo garantizados para el producto.Estructuras de superficie mejoradasLas napas enmarañadas por agua son usadas, entre otras cosas, como substratos de revestimiento para cuero sintético. Para estos productos hay estrictas demandas impuestas en estructuras de superficie uniformes y ópticamente impecables.Particularmente para esta aplicación se desarrolló un proceso que permite eliminar la estructura lineal de la superficie de la napa típica para el enmarañado por agua.Fleissner tiene más de 30 patentes, incluyendo en los campos de ingeniería de máquinas, construcción y diseño de listones de chorros, y equipos y procesos para la modificación de estructuras superficiales así como para la perforación y el estructurado.Proceso de "spunlace"El proceso de "spunlace" es apropiado para toda clase de fibras y mezclas de fibras (fibras naturales y manufacturadas en una amplia gama de títulos, incluyendo fibras PET, CV y Lyocell, PAN, PP, PE, algodón, fibras bicomponentes, aramida, fibras de vidrio y de carbono, fibras bicompoentes partibles, y microfibras) y también para todos los actuales procesos de formación de la napa (napas cardadas, napas de colocación aerodinámica, napas de colocación en húmedo, y "spunbonded").El proceso "spunlace" permite fabricar una gran variedad de productos para casi cualquier campo de aplicación. La siguiente es una lista de ejemplos típicos:•Para uso en hospitales: prendas para cirugía y cortinas, sábanas para operación.•Para uso médico: bandas para cubrir heridas, gasas.•Productos sanitarios: pañales para bebés, toallitas húmedas, productos de algodón, almohadillas de algodón, toallas.•Trapitos de limpieza para uso casero, trapitos de limpieza industriales, trapitos de limpieza para carros.•Tejidos para accesorios en el hogar: manteles y servilletas, cortinas.•Entreforros.•Substratos de revestimiento para cuero sintético.•Industria automotriz: revestimientos interiores.•Aplicaciones técnicas: telas para filtros, substratos para techos, telas para aislantes, telas de recubrimiento repelentes al agua, geotextiles.•Prendas: ropa protectiva, ropa deportiva, y ropa de varios usos.Con una máquina de configuración apropiada, es posible también mejorar las propiedades de los géneros tejidos (tecnología Interspun), así como partir microfibras o, en combinación con una unidad de colocación de fibras por aire (Airlaid), fabricar productos de pulpa para una gran variedad de propósitos.Ventajas del enmarañado por aireComparado con anteriores procesos de bondeado en que las napas de fibras eran bondeadas o adheridas químicamente (con la adición de un aglutinante), térmicamente (con la adición de fibras fusionadas), o mecánicamente (por punzonado), el enmarañado por aire ofrece las siguientes ventajas.•No se requiere agregar aglutinantes o fibras fusionadas, permitiendo obtener productos puros 100% naturales.•Altas velocidades de producción.•Amplia gama de pesos de napa —se pueden bondear sin problemas no sólamente napas más pesadas sino también napas muy livianas.•Durante el proceso no se presenta encogimiento y no ocurre casi estiraje.•Superficie suave y sin punturas.•Napas con tacto muy suave y alta resistencia.•Ahorros en materia prima —resistencia idéntica con menos material (o resistencia considerablemente más alta con la misma cantidad de material).•Posible integración de las etapas del proceso, por ejemplo, perforación, impregnación, u otros pasos de acabado.•El perfil de propiedades de la napa se puede adaptar exactamente a la aplicación o al producto final deseado.Hasta ahora se han puesto en operación en todo el mundo más de 100 líneas de "spunlace". Los anchos de trabajo varían de un mínimo de 0.5 metros a un máximo de 4.8 metros, y la mayoría de las líneas tienen anchos de 1.8, 2.5, ó 3.6 metros. Dependiendo de la aplicación, las velocidades de producción llegan hasta 200 m/min para napas livianas (30 a 40 g/m2), y 20 m/min para napas pesadas (200 a 400 g/m2). Estos son valores máximos que son alcanzados sólo por unas pocas líneas. La mayoría de las líneas de la actualidad funcionan a velocidades de entre 30 a 100 m/min para pesos de napa entre 30 y 250 g/m2.

Simulación de un flujo de chorro Prospectos para el futuroElevadas velocidades de 500 m/min y más, anchos de trabajo de hasta 5.5 metros, y presiones de operación de hasta 600 bar impondrán demandas extremas en los componentes de la línea del futuro. Los últimos desarrollos de la firma Fleissner en este campo tienen en cuenta todos estos factores.Otro potencial se presenta en el área de la preparación del agua (filtración), que ejerce una influencia substancial en la fiabilidad de la entera línea. En este caso se están desarrollando también mejoras en los procesos.Especialmente para las futuras aplicaciones de los "spunlace" que reemplazan textiles por napas (prendas, automóviles, accesorios para el hogar), se están desarrollando nuevos procesos de estructurado que crean superficies parecidas a textiles.