Innovations pour la production de non-tissés

Les technologies des non-tissés peuvent être utilisées pour produire une gamme de produits pour un nombre toujours croissant d'utilisations finales.

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Les preuves suggèrent que le premier moyen de transformer les fibres en tissu était le feutrage, qui utilise la structure écailleuse de la laine pour emboîter fermement les fibres. Certaines des techniques de fabrication employées dans l'industrie actuelle des non-tissés sont dérivées de cette ancienne méthode de formation de tissu, tandis que d'autres techniques sont le produit de l'ingénierie moderne développée pour travailler avec des matériaux synthétiques. Les origines de l'industrie moderne des non-tissés d'aujourd'hui ne sont pas claires, mais selon le Nonwovens Institute, Raleigh, NC, le terme "tissus non-tissés" a été utilisé pour la première fois en 1942 lorsque les tissus ont été fabriqués en liant des nappes de fibres à l'aide d'adhésifs.

Au cours des décennies qui ont suivi l'invention du terme, les innovations se sont transformées en un éventail éblouissant de technologies pour la fabrication de produits pour la filtration, l'automobile, le médical, l'hygiène, le géotextile, l'agrotextile, le revêtement de sol et même les applications vestimentaires, pour n'en nommer que quelques-unes. Ici, Textile World présente des informations sur certaines des technologies les plus récentes disponibles pour les producteurs de tissus et de produits non tissés.

Le fabricant de systèmes non tissés techniques DiloGroup, en Allemagne, propose un processus de fabrication additif unique appelé 3D-Lofter, qui a été initialement présenté en tant que prototype à l'ITMA 2019. Le processus utilise essentiellement un mécanisme d'alimentation de ruban séparé qui fonctionne de la même manière qu'une imprimante numérique. Le ruban est introduit dans une unité de formation de bande aérodynamique, qui permet de placer des quantités supplémentaires de fibres en trois dimensions à des endroits spécifiques sur un feutre aiguilleté plat. La fibre ajoutée peut être placée pour éviter les zones minces et accumuler des points de tension, modifier les textures, construire des montagnes ou remplir des vallées dans la toile de base, et permet même des motifs colorés ou à motifs dans la toile résultante. Dilo rapporte que la technologie offre un potentiel d'économie de fibres allant jusqu'à 30 % de la masse totale de fibres, car une fois le feutre aiguilleté plat et uniforme créé, seules les fibres nécessaires sont ensuite utilisées. Le voile résultant peut être compacté et consolidé par aiguilletage et/ou thermofusion. Les applications incluent les pièces formées en feutre aiguilleté pour les revêtements intérieurs automobiles, les produits de rembourrage et de matelas, les applications de vêtements et de chaussures, et les revêtements de sol avec des motifs colorés.

DiloGroup propose également la technologie d'alimentation à carte unique IsoFeed - un système aérodynamique comprenant de nombreuses unités de formation de bande individuelles de 33 millimètres de large placées sur la largeur de travail de la carte. Ces unités peuvent doser des nappes ou des bandes de fibres dans le sens de défilement là où elles sont nécessaires pour lutter contre les variations de masse dans la nappe. Selon Dilo, l'IsoFeed peut produire des nappes à partir du chargeur de cartes avec une valeur CV améliorée d'environ 40 %. Les avantages supplémentaires d'IsoFeed incluent les économies de consommation de fibres lorsque le même poids minimum est la base d'une comparaison entre l'alimentation traditionnelle et IsoFeed ; et la nappe est visuellement améliorée et plus homogène. Les nappes du procédé IsoFeed conviennent à l'alimentation de cartes, à l'alimentation d'unités de formation de nappes aérodynamiques, ou peuvent être utilisées directement dans des procédés d'aiguilletage ou de thermocollage.

La société allemande Oerlikon Nonwoven propose des technologies complètes pour les non-tissés meltblown, spunbond et airlaid. Pour les produits meltblown, Oerlikon propose des équipements autonomes mono et bicomposants ou l'option d'inserts "plug & Produce" positionnés entre un système de filage en amont et en aval, comme le spunbond, pour fabriquer des produits avec une barrière ou une couche imperméable aux liquides. Oerlikon Nonwoven rapporte que sa technologie airlaid est parfaitement adaptée à la production de non-tissés à partir de pâte à papier ou de fibres de cellulose. Son procédé permet également un mélange homogène de diverses matières premières et attire de plus en plus l'attention pour une utilisation dans des applications de recyclage durable.

La dernière offre d'Oerlikon Nonwovens est la technologie brevetée Procter & Gamble (P&G) PHANTOM. Teknoweb Materials - partenaire d'Oerlikon pour les produits d'hygiène et les lingettes - dispose d'une licence exclusive de P&G pour distribuer cette technologie dans le monde entier. Développé par P&G pour les non-tissés hybrides, Phantom combine les technologies airlaid et spunmelt pour les produits de lingettes humides et sèches. Selon Oerlikon Nonwoven, les deux procédés sont fusionnés en une seule étape pour combiner des fibres de cellulose, des fibres longues dont le coton, et éventuellement des poudres avec des fibres synthétiques. Aucun hydro-enchevêtrement signifie qu'il n'est pas nécessaire de sécher le non-tissé, ce qui offre des économies de coûts. Le processus peut être ajusté pour optimiser les caractéristiques requises du produit, notamment la douceur, la résistance, l'absorption de la saleté et l'absorption des liquides. La technologie Phantom est parfaitement adaptée à la production de lingettes, mais peut également être utilisée pour les produits à noyau absorbant tels que les couches.

ANDRITZ Nonwoven, basé en Autriche, indique que ses principales compétences résident dans les non-tissés par voie sèche, humide, spunbond, spunlaced, aiguilleté, y compris la conversion et le calandrage.

Andritz propose une technologie de production de non-tissés biodégradables et durables, notamment des lignes spunlace, Wetlace™ et Wetlace CP. Les lignes peuvent traiter la pâte de bois, les fibres cellulosiques courtes, la viscose, le coton, le chanvre, le bambou et le lin sans utiliser d'additifs chimiques. La société propose des essais personnalisés dans son centre technique de pointe à Montbonnot, en France, qui a récemment été mis à jour avec un système innovant d'application de pâte pour les lingettes en pâte cardée.

La dernière technologie d'Andritz pour la production de lingettes non tissées biodégradables est son neXline wetlace CP. Cette innovation combine deux technologies de formage - le formage en ligne par voie sèche et par voie humide - avec l'hydroenchevêtrement pour le collage. Selon l'entreprise, les fibres naturelles telles que la viscose ou la pâte à papier peuvent être traitées en douceur pour produire une lingette en pâte cardée haute performance et économique qui est entièrement biodégradable.

La société a récemment acquis la société française Laroche Sas, qui ajoute une technologie supplémentaire de préparation de fibres par voie sèche - y compris l'ouverture, le mélange, le dosage, la formation de nappes par voie aérienne, le recyclage des déchets textiles et la décortication des fibres libériennes - au portefeuille Andritz. L'acquisition ajoute de la valeur dans le secteur du recyclage avec des lignes de recyclage complètes pour les déchets post-consommation et industriels, qui peuvent produire des fibres pour la refilature et des utilisations finales non tissées. Faisant partie du groupe Andritz, la société est maintenant connue sous le nom d'ANDRITZ Laroche Sas

Aux États-Unis, Andritz Laroche est représenté par Allertex of America Ltd., Cornelius, NC Selon le directeur des ventes techniques et du développement commercial d'Allertex, Jason Johnson, la technologie de Laroche est parfaitement adaptée au marché américain des fibres de chanvre en plein essor. "Nous constatons actuellement un énorme intérêt pour la décortication, la cotonnisation et le raffinage de la fibre de chanvre dans les non-tissés pour les matériaux de construction, les lingettes, les utilisations automobiles, les meubles et les composites", a déclaré Johnson. "Combiné avec la technologie d'ouverture, de mélange et d'airlay de Laroche, ainsi que la technologie Thermofix de Schott & Meissner, le ciel est la limite !"

La plastifieuse à bande plate à double bande Thermofix-TFE de la société allemande Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH utilise une combinaison de chaleur de contact et de pression. Le produit à traiter passe dans la machine entre deux bandes transporteuses revêtues de Téflon™. Une fois chauffé, le matériau se déplace à travers un ou plusieurs rouleaux pinceurs calibrés dans une zone de refroidissement pour thermodurcir le matériau. Le Thermofix-TFE convient aux textiles utilisés dans les vêtements d'extérieur, les bandes réfléchissantes, le cuir artificiel, les meubles, les voiles de verre, les filtres et les membranes, entre autres applications. Thermofix est disponible en deux modèles et trois tailles différentes pour gérer des capacités variables.

Allertex se spécialise dans la fourniture de technologies de recyclage et de non-tissés, notamment l'ouverture et le mélange, la formation de bandes, le collage, la finition, le traitement des fibres libériennes et le laminage de diverses entreprises.

Avec une demande croissante de lingettes nettoyantes à usage unique de haute qualité, la société allemande Trützschler Nonwovens a introduit une solution de pâte cardée (CP) pour produire un non-tissé durable en fibres non synthétiques à un prix plus abordable en utilisant sa technologie filée AquaJet. En 2013-2014, Trützschler et son partenaire allemand Voith GmbH & Co. KG ont lancé sur le marché le procédé d'essuyage WLS wetlaid/spunlaid respectueux de l'environnement. Les lignes WLS utilisent un mélange à base de cellulose de pâte de bois de plantation et de fibres courtes de lyocell ou de viscose, qui est dispersée dans l'eau puis mouillée et filée.

Le dernier développement CP de Trützschler Nowovens fait progresser le concept WLS un peu plus loin en combinant une nappe à base de pâte par voie humide avec une nappe cardée fabriquée à partir de fibres de viscose ou de lyocell plus longues. La pâte par voie humide fournit la capacité d'absorption requise et le volume supplémentaire au non-tissé, tandis que la nappe améliore la douceur et la résistance à l'état humide. Les jets d'eau à haute pression de l'AquaJet lient les deux couches en un non-tissé fonctionnel.

La chaîne de production CP comprend une carte à grande vitesse NCT entre le formeur de bande humide HydroFormer de Voith et l'AquaJet. Cette configuration est flexible - la carte peut être contournée pour produire un non-tissé WLS en utilisant uniquement l'HydroFormer et l'AquaJet ; le processus de pose humide peut être omis pour produire un non-tissé hydroenchevêtré classique cardé ; ou l'HydroFormer, la carte NCT et l'AquaJet peuvent tous être utilisés pour produire un non-tissé CP à deux couches.

Selon Trützschler Nonwovens, son client polonais Ecowipes a constaté une forte demande pour les non-tissés produits à l'aide d'une ligne CP installée à l'automne 2020.

La société allemande Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG, spécialiste des lignes spunbond, meltblown et composites, et une unité commerciale de Reifenhäuser GmbH & Co. KG, propose des options durables pour la production de non-tissés. Selon la société, ses lignes Reicofil peuvent traiter jusqu'à 90 % de polyéthylène téréphtalate (PET) à partir de déchets post-consommation pour une utilisation dans des applications industrielles. L'entreprise propose également des technologies de production de produits d'hygiène utilisant des matériaux durables tels que des couches fabriquées à partir de matières premières biosourcées.

De plus, Reifenhäuser Reicofil propose des solutions pour les articles de protection médicale tels que les masques faciaux. La société reconnaît le besoin de tissus fiables à 100 % pour de telles applications et garantit des machines extrêmement fiables pour la production de non-tissés avec des efficacités de filtration allant jusqu'à 99 % pour répondre aux normes N99/FFP3. Shawmut Corp., basée à West Bridgewater, dans le Massachusetts, a récemment acquis auprès de Reifenhauser Reicofil près de 60 tonnes de machines spécialisées de fusion-soufflage de haute précision pour sa nouvelle unité commerciale Santé et sécurité (voir « Shawmut : Investir dans l'avenir des matériaux avancés », TW, ce numéro).

"Dans les applications des secteurs de l'hygiène, de la médecine et de l'industrie, nous établissons régulièrement des références en matière de productivité et de qualité du produit final", a déclaré Markus Müller, directeur des ventes, Reifenhäuser Reicofil. « De plus, nous offrons à nos clients la possibilité de produire des non-tissés durables à partir de matières premières biosourcées ou de matériaux recyclés. Nous aidons nos clients à tirer parti des opportunités offertes par la transition mondiale vers la durabilité - ou en d'autres termes : Next Level Nonwovens.

Reifenhäuser Enka Tecnica, basée en Allemagne, est spécialisée dans les poutres, les cassettes et les filières intelligentes de remplacement conçues sur mesure et compatibles avec toute ligne existante de filage ou de soufflage par fusion. Ses capacités permettent à un fabricant de moderniser des lignes existantes et de pénétrer de nouveaux marchés, notamment celui de l'hygiène, du médical ou de la filtration. Enka Tecnica rapporte que le calibre élevé des pointes de buse et des capillaires assure une qualité et une précision constantes du produit. Ses poutres filantes soufflées à l'état fondu intègrent également un concept d'énergie durable optimisé pour des temps de préchauffage réduits et une production de chaleur accrue. "Notre principale préoccupation est la satisfaction et le succès de nos clients", a déclaré Wilfried Schiffer, directeur général, Reifenhäuser Enka Tecnica. "C'est pourquoi une relation personnelle avec nos clients est tout aussi importante pour nous que la livraison ponctuelle de nos produits de très haute qualité. Une coopération à long terme basée sur la confiance signifie plus pour nous qu'un profit rapide."

Reifenhäuser Reicofil et Reifenhäuser Enka Tecnica sont représentés aux États-Unis par Fi-Tech Inc., Midlothian, Va.

La société suisse Graf + Cie., membre du groupe d'activités Composants de Rieter, est un fabricant de vêtements pour cartes plates et à rouleaux. Pour l'industrie des non-tissés, Graf propose ses Hipro Metallic Card Clothing. Selon Graf, une géométrie innovante utilisée dans la conception peut augmenter le débit jusqu'à 10 % dans les applications non tissées par rapport aux vêtements conventionnels. Les dents Hipro présentent une bosse spécialement conçue à l'avant, ce qui augmente la rétention des fibres, selon Graf. Un transfert de bande optimisé du cylindre au peigneur augmente la production jusqu'à 10 % et réduit les défaillances de la bande grâce à un transfert précis des fibres vers et depuis le cylindre.

Les revêtements, adaptés à la fois aux cardes haute performance et conventionnelles, sont disponibles dans une variété d'alliages d'acier et un choix de finition de surface afin qu'ils puissent être adaptés à l'application et aux fibres à traiter. Les vêtements Hipro Card sont conçus pour tous les types de fibres synthétiques traitées dans l'industrie des non-tissés et sont compatibles avec différents rouleaux, y compris les travailleurs, les peigneurs et les rouleaux condenseurs. Selon Graf, Hipro convient parfaitement aux applications des marchés de l'hygiène, de la médecine, de l'automobile, de la filtration et des revêtements de sol.

Au cours des dernières années, la société allemande BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG a considérablement développé son portefeuille de non-tissés. La société propose des fours et des séchoirs pour les applications de non-tissés, notamment :

En outre, la gamme de produits non tissés de Brückner comprend des unités d'imprégnation, des unités d'enduction, des accumulateurs, des calandres de calibrage, des calandres de laminage, des machines de découpe et des bobineuses. Brückner dispose d'un centre technologique à son siège social à Leonberg, en Allemagne, où les clients peuvent effectuer des essais. Brückner est représenté aux États-Unis par Fi-Tech.

La qualité de l'eau utilisée dans les procédés de fabrication spunlace est importante. La société italienne Idrosistem Srl est spécialisée dans les systèmes de filtration d'eau pour les lignes spunlace qui éliminent les fibres de l'eau pour éviter les problèmes d'injecteurs et de qualité du produit fini. La dernière offre de la société a été conçue pour contrôler les bactéries dans la boucle d'eau lors de la production de lingettes humides. La technologie utilise un système de stérilisation de l'eau au dioxyde de chlore pour garder les matières toxiques, en particulier les chlorures et les produits à base de bromate, hors de l'eau de production. Idrosistem rapporte que le système de stérilisation maintient son efficacité indépendamment du pH de l'eau et peut atteindre les limites les plus basses pour le contrôle des bactéries requises en termes d'unité formant colonie par millimètre (UFC/ml). Le système agit également comme un puissant algicide, bactéricide, virucide et sporicide, selon l'entreprise. Idrosistem est représenté par Fi-Tech aux États-Unis.

La société allemande Saueressig Surfaces, une société de Matthews International Corp., est un concepteur et fabricant reconnu de manchons et de rouleaux de gaufrage pour la décoration de non-tissés spunbond et thermoliés. L'entreprise utilise les dernières méthodes de gravure au laser ainsi que des techniques de moletage évoluées. Rouleaux durcis, coques microporeuses, barrages de base et de structure élargissent les possibilités de personnalisation. Les développements récents incluent de nouvelles options de gaufrage et d'ouverture 3D hors ligne à l'aide de rouleaux chauffants de haute précision avec des motifs de gravure complexes et exacts ; ou en ligne pendant le processus d'hydroenchevêtrement à l'aide de manchons en nickel. Ces développements permettent des conceptions avec des effets 3D avec une résistance à la traction et une élasticité améliorées, et une perméabilité air/liquide élevée. Saueressig peut également produire des échantillons 3D - en tenant compte du matériau de base, du motif de gravure, du grammage et de la couleur - afin que les clients puissent développer des solutions optimales pour leurs produits finaux.

Saueressig Surfaces est représentée aux États-Unis par Fi-Tech.

Les non-tissés sont des tissus non traditionnels et les méthodes traditionnelles de coupe-cousu peuvent ne pas être le moyen le plus efficace de produire des produits finis à l'aide de non-tissés. Le début de la pandémie et le besoin d'équipements de protection individuelle (EPI) en particulier ont suscité un intérêt accru pour les technologies à ultrasons - celles qui utilisent des ondes sonores à haute fréquence pour chauffer et plastifier les tissus non tissés en fibres synthétiques.

Selon Sonobond Ultrasonics, basé à West Chester, en Pennsylvanie, les technologies de collage par ultrasons peuvent rapidement créer des bords solides et scellés et des coutures barrières sécurisées qui répondent aux exigences réglementaires. Ces liaisons de haute qualité aux points de pression créent des produits finis sans trous de couture, espaces de colle, effilochage ou effilochage. Aucun fil n'est nécessaire et la production a tendance à être rapide pour un meilleur rendement.

Sonobond propose des équipements de collage, de couture, de refendage, de coupe et de rognage et souvent, plusieurs fonctions peuvent être exécutées sur la même unité en une seule étape. Les machines à coudre à ultrasons SeamMaster® de Sonobond sont la technologie la plus populaire de l'entreprise. SeamMaster offre un fonctionnement rotatif continu et breveté pour des coutures solides, scellées, lisses et douces. Selon l'entreprise, la machine peut être utilisée dans une grande variété d'applications d'assemblage puisque plusieurs fonctions peuvent être exécutées à la fois. Par exemple, avec l'outillage nécessaire, le SeamMaster peut coller, coudre et couper en une seule étape rapide. Sonobond rapporte que la vitesse est jusqu'à quatre fois plus rapide que lors de l'utilisation d'une machine à coudre traditionnelle et jusqu'à 10 fois plus rapide que les machines adhésives. La machine est également configurée de manière similaire à une machine à coudre traditionnelle, de sorte qu'une formation minimale de l'opérateur est nécessaire pour faire fonctionner le SeamMaster.

Les applications de la technologie de Sonobond sur le marché des non-tissés médicaux incluent les masques faciaux ; blouses chirurgicales; housses jetables pour chaussures, oreillers et matelas; et des pansements non pelucheux. Les produits de filtration qui peuvent être fabriqués à l'aide des technologies ultrasoniques de Sonobond comprennent les filtres plissés HVAC et HEPA ; filtres à air, à liquide et à gaz; sacs filtrants à usage intensif; et les chiffons de nettoyage des déversements et les barrages de confinement d'huile.

Pour aider un client à choisir la meilleure technologie pour son application, Sonobond propose un test gratuit de viabilité du collage par ultrasons en utilisant les matériaux non tissés du client. Le client a alors la possibilité de voir les résultats et de comprendre les capacités des produits disponibles.

Emerson, basé à St. Louis, propose un équipement à ultrasons Branson qui peut fendre, lier, sceller ou matelasser des non-tissés en fibres synthétiques pour des applications médicales et non médicales. La société rapporte qu'une avancée majeure est la capacité du soudeur à ultrasons à surveiller et à enregistrer les données de soudage en temps réel. Cela améliore les capacités de contrôle de la qualité du client et permet des améliorations continues, même dans les lignes automatisées.

Une autre avancée récente est l'ajout de capacités de bus de terrain dans le système de soudage par ultrasons DCX F de Branson, qui permet à plusieurs systèmes de soudage de se connecter les uns aux autres et de communiquer directement avec un automate programmable. Le bus de terrain permet à l'utilisateur de contrôler les paramètres de soudage d'un soudeur à ultrasons individuel et de surveiller également l'état d'un système de production à plusieurs soudeurs à l'aide d'un tableau de bord électronique. De cette manière, l'utilisateur peut optimiser le processus de production et résoudre les problèmes au fur et à mesure qu'ils surviennent.

Herrmann Ultrasonics Inc., Bartlett, Illinois, propose une nouvelle technologie ultrasonique pour ancrer les fils élastiques dans les couches. Le processus innovant de l'entreprise crée un tunnel entre deux couches de non-tissés et guide l'élastique étiré à travers le tunnel. Le tissu est ensuite soudé dans des zones de collage spécifiques avant d'être coupé et relâché. Le nouveau processus d'ancrage peut être exécuté en continu ou par intermittence. Selon l'entreprise, la méthode simplifie la manipulation des élastiques, réduit le risque de rupture, augmente la fenêtre de traitement et diminue les coûts de production. Herrmann rapporte qu'il a testé avec succès une gamme de combinaisons de matériaux, des élastiques et des allongements de différentes tailles et des vitesses variables.

« Ce nouveau processus, que nous appelons « Anchoring », soutiendra encore mieux nos clients nord-américains, alors qu'ils s'efforcent de créer des produits plus souples et plus durables », a déclaré Uwe Peregi, président de Herrmann Ultrasonics Inc.

Herrmann a également mis à jour son générateur d'ultrasons ULTRABOND avec de nouvelles commandes qui peuvent déclencher les vibrations ultrasonores rapidement et au bon endroit au lieu de générer un signal continu. Cette mise à jour rend inutiles les outils dépendant du format, tels qu'un tambour d'enclume de format. Herrmann note que l'efficacité globale de l'équipement est améliorée avec des coûts d'outils réduits et moins de temps requis pour les changements de format. La combinaison du signal du générateur Ultrabond avec sa technologie MICROGAP - qui contrôle l'espace dans la zone de collage - permet une surveillance multidimensionnelle du processus pour assurer une qualité de collage constante et une rétroaction directe du système.

Toutes les dernières innovations en matière de non-tissés seront certainement exposées lors du prochain événement sur les non-tissés INDEX™20 en octobre 2021. L'exposition sera également disponible dans un format virtuel parallèle pour les participants qui ne peuvent pas être là en personne. Voir "Global Triennial Nonwovens Show Moves Ahead," TW, ce numéro, pour en savoir plus sur INDEX.

Juillet/Août 2021