¿Qué es la tela no tejida? Tipos, usos y comparación con la tela tejida

¿Qué es la tela no tejida?

La tela no tejida es un material laminar plano y flexible fabricado directamente a partir de fibras o filamentos unidos entre sí por medios mecánicos, térmicos o químicos, sin necesidad de tejer, tejer ni formar hilos. Mientras que los textiles convencionales requieren que las fibras primero se hilen y luego se entrelacen a través de un telar o una máquina de tejer, los no tejidos omiten ambos pasos por completo: las fibras pasan de la materia prima a la hoja de tela terminada en un único proceso de fabricación continuo.

El resultado es una clase de material con una gama excepcionalmente amplia de propiedades, dependiendo del tipo de fibra, el método de formación de la banda y la tecnología de unión utilizada en la producción. Los no tejidos pueden diseñarse para que sean suaves o rígidos, absorbentes o repelentes, desechables o duraderos, opacos o translúcidos, permeables al aire y al agua o que formen completamente barreras. Esta versatilidad, combinada con altas velocidades de producción y bajo costo de material, es la razón por la cual las telas no tejidas aparecen ahora en casi todas las industrias: atención médica, higiene, agricultura, construcción, automoción, filtración, embalaje e ingeniería geotécnica.

Se superó la producción mundial de telas no tejidas 12 millones de toneladas métricas por año Según datos recientes de la industria, la demanda crece constantemente entre un 6% y un 8% anual. Las aplicaciones de mayor volumen son productos de higiene (pañales, cuidado femenino, incontinencia en adultos), productos médicos y quirúrgicos y geotextiles, cada uno de los cuales depende de combinaciones específicas de propiedades que los no tejidos ofrecen de manera más rentable que cualquier material alternativo.

Cómo se fabrican las telas no tejidas

La fabricación de no tejidos implica dos etapas secuenciales: formación web (creando una capa de fibras dispuestas libremente) y vinculación (consolidando la red en un tejido coherente con integridad estructural). El método de formación de la red y el método de unión determinan juntos la estructura, la sensación al tacto, la resistencia y las características de rendimiento del tejido final.

Las principales tecnologías de formación de redes son hilado (filamentos continuos extruidos directamente de polímero fundido y colocados sobre una cinta en movimiento), fundido (polímero extruido a través de finas boquillas con aire caliente a alta velocidad para producir fibras submicrónicas), puesto en seco (fibras cortadas cardadas o colocadas con aire en una red), y mojado (fibras dispersas en agua y depositadas en una pantalla, similar a la fabricación de papel). Los métodos de unión incluyen unión térmica (fibras que se fusionan por calor y presión en los puntos de contacto), enlace químico (látex aglutinante aplicado a la web), hidroentrelazamiento (chorros de agua a alta presión que enredan mecánicamente las fibras), y punzonado con aguja (agujas de púas que entrelazan mecánicamente las fibras mediante penetración repetida).

Polipropileno Spunbond no tejido: el no tejido más utilizado

Entre todos los tipos de telas no tejidas, hilado polypropylene (PP spunbond) es el producto de mayor volumen a nivel mundial y el material de referencia con el que a menudo se comparan otros no tejidos. Su predominio proviene de la combinación del bajo costo y las excelentes propiedades de procesamiento del polipropileno con la eficiencia del proceso de producción spunbond.

En la producción de spunbond, los gránulos de polipropileno se funden y se extruyen a través de una placa de hilera que contiene miles de finos orificios. Los filamentos emergentes son atraídos por aire a alta velocidad para orientar las cadenas de polímero y reducir el diámetro del filamento, generalmente de 15 a 35 micrones para el spunbond estándar, en comparación con 0,1 a 3 micrones para el soplado en fusión. Los filamentos continuos se colocan aleatoriamente sobre una cinta transportadora en movimiento para formar una red, que luego pasa a través de rodillos calandrados calentados que unen térmicamente los filamentos en sus puntos de cruce. La tela terminada se enrolla en rollos para su conversión o uso directo.

Las propiedades del PP spunbond se adaptan bien a una amplia gama de aplicaciones. El polipropileno es inherentemente hidrófobo. (repele el agua en lugar de absorberla), lo que hace que la tela spunbond no tratada sea naturalmente resistente a la penetración de líquidos. Los tratamientos de superficie pueden revertir esto: el tratamiento corona o la aplicación de acabado hidrófilo hacen que el tejido sea absorbente para láminas superiores de productos de higiene y aplicaciones médicas que requieren gestión de fluidos. El PP spunbond también es químicamente inerte a la mayoría de los ácidos, álcalis y disolventes; resistente al moho y al crecimiento bacteriano; y totalmente reciclable dentro del flujo de residuos de polipropileno.

El peso de la tela en PP spunbond se expresa en gramos por metro cuadrado (gsm). Grados ligeros de 10–20 g/m2 se utilizan para componentes de productos de higiene y cubiertas de cultivos agrícolas. pesos medios de 25–60 g/m2 cubren aplicaciones médicas y quirúrgicas, prendas de protección y bolsas de compras reutilizables. Grados más pesados de 80–200 g/m² se utilizan en geotextiles, membranas de construcción y filtración industrial. Una sola línea de producción de spunbond puede fabricar todo el rango de peso ajustando la velocidad de la línea, el rendimiento del polímero y la presión del calendario.

Telas no tejidas compuestas SMS y SMMS

Uno de los formatos de producto más importantes en los no tejidos médicos y de higiene es el SMS (Spunbond-Meltblown-Spunbond) laminado. SMS combina dos capas exteriores de spunbond para mayor resistencia y suavidad con una capa interna de meltblown para un rendimiento de barrera. Las fibras de PP sopladas en fusión son tan finas (a menudo por debajo de 1 micrón) que crean una red de fibras tortuosa y extremadamente densa capaz de bloquear bacterias, virus y partículas finas sin dejar de ser respirables. Construcciones SMMS y SMMMS agregan capas adicionales de soplado en fusión para mejorar el rendimiento de la barrera y son el material estándar en batas quirúrgicas, paños y capas de respiradores equivalentes a N95. Las capas exteriores spunbond protegen el frágil núcleo fundido de la abrasión y proporcionan la resistencia a la tracción necesaria para la construcción y manipulación de la prenda.

Tela tejida versus tela no tejida

Tanto los tejidos como los no tejidos son estructuras textiles planas, pero sus arquitecturas de fibras, procesos de fabricación, perfiles de rendimiento y estructuras de costos son fundamentalmente diferentes. Elegir entre ellos para una aplicación determinada no es cuestión de que uno sea superior: cada uno tiene claras áreas de ventaja.

La distinción práctica más importante es durabilidad versus costo. Los tejidos tejidos están diseñados para un uso repetido. — su estructura de hilo entrelazado resiste la abrasión y mantiene la integridad durante el lavado, el plegado y la tensión mecánica durante años de servicio. Los no tejidos en la mayoría de las configuraciones están optimizados para aplicaciones de un solo uso o de uso limitado donde el costo del material debe ser lo suficientemente bajo como para justificar su eliminación después de su uso. Esto no es una limitación de la tecnología, es la intención del diseño. Una bata quirúrgica desechable que cuesta 0,80 dólares y proporciona una barrera de protección confiable para un procedimiento es una mejor solución que una bata tejida reutilizable que requiere una infraestructura de esterilización que cuesta múltiplos de eso por ciclo.

Los no tejidos duraderos existen: los geotextiles perforados instalados en bases de carreteras y sistemas de drenaje están diseñados para una vida útil de 25 a 50 años, y los tejidos agrícolas pesados ​​de PP spunbond se reutilizan durante múltiples temporadas de cultivo. Pero la lógica económica de los no tejidos es más convincente en los segmentos de un solo uso y de uso limitado, donde han reemplazado casi por completo a las alternativas tejidas.

Tela no tejida Aplicaciones médicas

Los usos finales médicos y quirúrgicos representan uno de los segmentos más exigentes y de mayor valor de la industria de los no tejidos. Los requisitos son estrictos: el tejido debe proporcionar un rendimiento de barrera microbiana confiable, estar libre de partículas o contaminantes que puedan comprometer los campos estériles, cumplir con los estándares regulados para la resistencia a los fluidos y ser cómodo para el personal clínico que lo use durante períodos prolongados. Los no tejidos, en particular los compuestos de polipropileno SMS y SMMS, cumplen con todos estos requisitos a un costo que hace que la eliminación de un solo uso sea económicamente viable, lo que elimina el riesgo de recontaminación asociado con los textiles quirúrgicos tejidos reutilizables.

Batas y cortinas quirúrgicas

Las batas quirúrgicas y los campos quirúrgicos fabricados con SMS no tejidos se clasifican según las normas EN 13795 (Europa) y AAMI PB70 (Estados Unidos), que definen cuatro niveles de rendimiento basados en la resistencia a los fluidos y la eficiencia de la barrera microbiana. Las zonas críticas (las mangas y el pecho de una bata quirúrgica, el área de fenestración de un paño) requieren el nivel de rendimiento más alto, que generalmente se logra con construcciones SMMS o SMMMS de 40 a 60 g/m². Las zonas no críticas utilizan un tejido hilado estándar más ligero y transpirable para reducir el estrés por calor en el usuario. El cambio de textiles quirúrgicos tejidos reutilizables a batas no tejidas de un solo uso se aceleró significativamente luego de la evidencia de que los textiles reutilizables, incluso después de un lavado y esterilización validados, retuvieron niveles de contaminación bacteriana más altos que los nuevos no tejidos de un solo uso.

Mascarillas y respiradores

Las mascarillas quirúrgicas y los respiradores con pieza facial filtrante (FFP2/FFP3 en Europa; N95/N99 en Estados Unidos) dependen completamente de telas no tejidas para su función de filtración. Una mascarilla quirúrgica estándar de tres capas consta de una capa interna suave hilada para comodidad facial, una capa intermedia fundida para filtración bacteriana y una capa externa hilada para integridad estructural y resistencia a salpicaduras de líquidos. El soplado en fusión cargado con electret, en el que la red de fibra recibe una carga electrostática permanente durante o después de la producción, mejora drásticamente la eficiencia de captura de partículas al atraer partículas de aerosol cargadas además de la interceptación mecánica, lo que permite los niveles de rendimiento BFE ≥98 % y PFE ≥98 % necesarios para las máscaras de grado médico.

Productos de higiene y cuidado de heridas

Las telas no tejidas forman el componente estructural de la mayoría de los apósitos, hisopos y compresas estériles para heridas que se utilizan en el cuidado clínico y domiciliario de las heridas. Los no tejidos hidroentrelazados de viscosa y poliéster se utilizan ampliamente para capas de contacto con heridas, combinando propiedades de suavidad, absorbencia y baja formación de pelusa. En higiene, los no tejidos cardados spunbond y unidos por aire forman la capa superior de pañales desechables, productos para la incontinencia de adultos y artículos de higiene femenina: la capa en contacto directo con la piel. Estas láminas superiores están tratadas con tensioactivos hidrófilos para permitir un rápido paso del fluido, mientras que la estructura de fibra de PP hidrófoba evita que se vuelva a humedecer, manteniendo la superficie de la piel seca.

Embalaje de esterilización

Los instrumentos y dispositivos médicos esterilizados por óxido de etileno, radiación gamma o vapor se empaquetan en bolsas y envoltorios no tejidos que deben permitir que el gas esterilizante o la radiación penetren durante el ciclo de esterilización y luego mantener una barrera microbiana después del sellado hasta el punto de uso. Los materiales estándar para esta aplicación son los no tejidos de poliéster spunbond y PP con distribuciones controladas de tamaño de poro, probados según los requisitos de la norma ISO 11607 para la integridad del embalaje y el rendimiento de la barrera microbiana.

Usos de telas no tejidas en todas las industrias

Más allá de la atención sanitaria, las telas no tejidas son componentes integrales en una gama notablemente amplia de industrias y categorías de productos.

Agricultura

Las cubiertas ligeras para cultivos hiladas de PP (de 10 a 20 g/m2) se utilizan ampliamente en la horticultura comercial y el cultivo de hortalizas para proteger los cultivos de las heladas, los insectos y la radiación ultravioleta, al tiempo que permiten la transmisión de la luz, la circulación del aire y la penetración de la lluvia. Los no tejidos para cubrir el suelo (50–150 g/m2, PP negro estabilizado contra los rayos UV) suprimen el crecimiento de malezas al bloquear la luz y, al mismo tiempo, permanecen permeables al agua, reemplazando las películas plásticas que se degradan y fragmentan en microplásticos. Los geotextiles no tejidos spunbond y punzonados se utilizan en revestimientos de contenedores de viveros, capas de separación de medios de cultivo y soportes de sustratos hidropónicos.

Ingeniería de la Construcción y Geotecnia

Los geotextiles punzonados e spunbond son una de las aplicaciones de no tejidos de mayor volumen por peso. Realizan cuatro funciones en la ingeniería civil: separación (evitando la mezcla de diferentes capas de suelo o agregados), filtración (permitiendo el paso del agua reteniendo las partículas finas del suelo), drenaje (transmitiendo agua a lo largo del plano de la tela), y refuerzo (agregando resistencia a la tracción a suelos de subrasante débiles). Los geotextiles no tejidos se especifican en la construcción de subbases de carreteras y ferrocarriles, sistemas de drenaje de muros de contención, capas de protección de revestimientos de vertederos, control de la erosión costera y estabilización de terraplenes. Las membranas envolventes para casas (las barreras climáticas transpirables instaladas detrás del revestimiento exterior) son telas no tejidas de polipropileno o polietileno hiladas diseñadas para resistir la infiltración de agua líquida y al mismo tiempo permitir que el vapor de agua salga del conjunto de la pared.

Automotriz

Un vehículo de pasajeros promedio contiene entre 20 y 30 componentes no tejidos separados cuando sale de la línea de producción. Los no tejidos punzonados y unidos térmicamente se utilizan para respaldo de alfombras, revestimientos de maleteros, inserciones de paneles de puertas, sustratos de revestimiento de techo, aislamiento del compartimiento del motor, filtración de aire de la cabina y protectores acústicos de los bajos de la carrocería. Los no tejidos para automóviles deben cumplir requisitos exigentes de resistencia al calor, estabilidad dimensional y bajas emisiones de COV, estándares que han impulsado un desarrollo significativo en los no tejidos de poliéster y fibras bicomponentes para este sector.

Filtración

La filtración de aire y líquidos es uno de los segmentos de aplicaciones de telas no tejidas de más rápido crecimiento, impulsado por los estándares de calidad del aire interior, las regulaciones de emisiones industriales y los requisitos de tratamiento del agua. Los no tejidos fundidos por soplado, con sus diámetros de fibra submicrónicos y su alta superficie, son el medio de filtración elegido para filtros HVAC, bolsas de aspiradora, recolección de polvo industrial, separación de agua y aceite y microfiltración de líquidos. Los medios soplados en fusión (electret) cargados electrostáticamente logran una filtración equivalente a HEPA (≥99,97 % a 0,3 micrones) con una caída de presión significativamente menor que los medios HEPA de fibra de vidrio, lo que reduce el consumo de energía en los sistemas de tratamiento de aire.

Qué buscar al abastecerse de un fabricante de telas no tejidas

Para los compradores y equipos de adquisiciones que evalúan proveedores de telas no tejidas, varios factores técnicos y comerciales determinan si un fabricante puede cumplir consistentemente los requisitos de especificación a escala de producción.

• Tecnología de producción: Confirme si el fabricante opera líneas spunbond, meltblown, SMS composite, cardadas o punzonadas, o una combinación de ellas. No todas las instalaciones tienen la capacidad de producir compuestos multicapa o medios cargados de electretos, que son necesarios para grados médicos y de filtración.
• Rango de peso y capacidad de ancho: Verifique que el fabricante pueda producir el rango de gsm específico requerido y que el ancho de su línea coincida con el ancho del rollo necesario para su proceso de conversión. Los anchos de rollo estándar varían de 1,6 ma 3,2 m; Algunas líneas producen hasta 5 m de ancho.
• Certificaciones de calidad: Para aplicaciones médicas, la norma ISO 13485 (gestión de calidad para dispositivos médicos) y el cumplimiento de las normas EN 13795 o AAMI PB70 son esenciales. Para el suministro industrial en general, la norma ISO 9001 es la base. Las aplicaciones en contacto con alimentos requieren el cumplimiento de la FDA o la normativa de contacto con alimentos de la UE para el grado de polímero específico utilizado.
• Capacidad de personalización: Los principales fabricantes ofrecen tratamiento de superficie interno (acabado hidrófilo, antiestático, antibacteriano), adición de masterbatch de color, laminación con películas o mallas y corte y rebobinado personalizados según dimensiones de rollo especificadas. Los fabricantes que se limitan al PP natural estándar no cumplirán con los requisitos de aplicaciones especiales.
• Datos de consistencia y uniformidad: El %CV del peso base (coeficiente de variación) a lo largo del ancho del rollo y en la dirección de la máquina es la métrica de calidad principal para las telas no tejidas. Un %CV por debajo del 3 % al 5 % es el punto de referencia para una producción de spunbond de calidad. ; una mayor variación produce un rendimiento inconsistente en el proceso de conversión y en el producto final.