Machines pour non-tissés : durabilité, idées clés de l'industrie 4.0

Des machines de dernière génération offrent aux fabricants de non-tissés des opportunités de production durable et intelligente.

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Les non-tissés continuent d'être une lueur d'espoir dans l'industrie textile américaine. Selon l'Association de l'industrie des tissus non tissés (INDA) basée à Cary, en Caroline du Nord, "les matériaux non tissés ont eu un impact important sur l'amélioration de la qualité et la réduction des coûts". Les produits non tissés trouvent des applications dans presque tous les secteurs textiles, des utilisations finales évidentes liées à l'hygiène et à la santé, telles que les lingettes, aux applications de vêtements et de literie moins reconnues et tout ce qui se trouve entre les deux.

Dans la 6e édition du rapport nord-américain sur l'offre de non-tissés, l'INDA a indiqué que la capacité de non-tissés en Amérique du Nord a augmenté en 2018 pour atteindre 5,17 millions de tonnes métriques, ce qui représente une augmentation de 3,4 % par rapport à 2017. La majorité des nouvelles lignes mises en ligne au cours de la ces dernières années aux États-Unis sont utilisés pour fabriquer des tissus techniques pour les marchés du transport et de la filtration, selon l'INDA.

Les fabricants de technologies de non-tissés ont fait bonne figure à l'ITMA 2019, un salon qui a mis l'accent sur plusieurs thèmes majeurs, notamment la durabilité, l'automatisation et la numérisation/l'industrie 4.0.

« Le thème de la durabilité était intéressant et très pertinent », a déclaré le Dr Behnam Pourdeyhimi, directeur exécutif de The Nonwovens Institute ; et doyen associé pour la recherche industrielle et la vulgarisation, et William A. Klopman, professeur distingué de matériaux textiles au Wilson College of Textiles, North Carolina State University, Raleigh, Caroline du Nord, après avoir assisté à l'exposition. "Nous nous sommes habitués aux trois R - Recycler, Réduire, Réutiliser. Un ajout majeur à l'ITMA était le quatrième R, et probablement le plus pertinent pour le présent et l'avenir, et c'était" Repenser ". C'est une façon très élégante de dire « concevoir avec la fin en tête ».

"Lorsque nous concevons des produits, nous devons également penser à leur vie après la mort", a poursuivi le Dr Pourdeyhimi. "Nous devons équilibrer cela avec ce que l'au-delà apporte en termes de gaz à effet de serre générés. Cela peut avoir un impact sur ce que nous utilisons, comment nous les utilisons et comment nous mélangeons différents matériaux. Repenser la façon dont nous concevons les produits est la voie de l'avenir."

Pourdeyhimi a également noté qu'il considère l'automatisation comme une solution pour aider à combler le manque de main-d'œuvre qualifiée aux États-Unis. "L'automatisation était évidente chez ITMA dans presque tous les processus, de l'impression à la finition en passant par la couture", a-t-il déclaré. "C'est un changement par rapport à la vieille école, mais opportun. Avec une grande partie du talent et du savoir-faire qui ont été perdus au fil des ans, l'automatisation peut aider à ramener la fabrication dans des zones où il y a une pénurie de main-d'œuvre qualifiée ou où les coûts sont prohibitifs."

Voici un aperçu de quelques-unes des dernières technologies non tissées disponibles pour les fabricants. Avec l'exposition mondiale des non-tissés INDEX 2020 à l'horizon, il y aura sans aucun doute d'autres introductions de technologies cette année.

DiloGroup, basé en Allemagne, propose des équipements pour non-tissés depuis le milieu des années 1990.

Aujourd'hui, l'entreprise est composée de quatre divisions — DiloSystems GmbH, un entrepreneur général pour des lignes de production complètes ; Spinnbau, fabricant de cardes ; Temafa, spécialiste des équipements d'ouverture et de mélange des non-tissés ; et Dilo Machines, un fabricant de nappeuses et de métiers à aiguille.

L'entreprise avait une ligne d'aiguilletage entièrement fonctionnelle exposée dans l'un des plus grands espaces de stand à l'ITMA. La société a noté que le feutrage à l'aiguille, sur la base des volumes de production annuels, est le processus de formation et de consolidation de nappe le plus important pour les fibres discontinues.

DiloGroup, comme on pouvait s'y attendre de la part de cet acteur historique et innovant, disposait de nouvelles technologies intéressantes pour les fabricants de non-tissés.

Une technologie de fabrication textile "additive", le 3D-Lofter, a été présentée au salon comme un concept qui n'est pas encore disponible dans le commerce, mais l'idée et l'opportunité qu'elle offre sont intéressantes. Le 3D-Lofter comprend une série d'unités de formation de bande individuelles pour placer des masses de fibres à des endroits spécifiques sur une bande de base créant une topologie 3D. Le placement de la fibre peut être contrôlé pour les pièces techniques où les contraintes et les déformations peuvent être préoccupantes dans une pièce moulée.

Selon la société, le 3D-Lofter peut également être utilisé pour remplir « inversement » les zones minces des tapis de bande avant la carte afin de produire une distribution de masse de fibres plus uniforme dans la bande lorsqu'elle quitte la carte ou la machine de pose d'air. Les calculs théoriques de Dilo suggèrent qu'une amélioration de 40 % de l'uniformité est possible.

De plus, si des fibres discontinues colorées sont utilisées, le 3D-Lofter peut être utilisé pour placer des motifs sur la bande de base, ce qui pourrait être intéressant pour les revêtements de sol, les produits de literie et la production de vêtements ou de chaussures.

"La technologie n'est pas encore parfaite, mais je prévois un potentiel élevé et la technologie pourrait être commerciale dans le courant de 2020", a déclaré Johann Philipp Dilo, directeur général de DiloGroup.

Dilo a également exposé le DI-LOOM H·V Hyperpunch, qui déplace les aiguilles dans un nouveau mouvement elliptique. M. Dilo a déclaré que ce mouvement d'aiguille très efficace, mais simple, peut égaler les économies de coûts et éliminer les lignes d'aiguille linéaires dans la bande pour une apparence plus attrayante du produit fini. Il a mentionné que c'est bon pour l'industrie automobile où les marques d'aiguille linéaires ne sont pas souhaitables.

L'Hyperpunch comporte également la plaque de couture 6000X qui se traduit par une distribution de points plus uniforme pendant le pré-aiguilletage. Le motif d'aiguille 8000X augmente encore la régularité, en particulier dans un feutre aiguilleté plat tel que les produits utilisés dans les applications automobiles décoratives.

Toutes les machines que Dilo avait exposées lors de l'ITMA sont désormais disponibles pour des essais et des démonstrations au centre de recherche textile de l'entreprise à Eberbach, en Allemagne.

La société allemande Trützschler peut fournir aux fabricants des lignes complètes de non-tissés, de l'ouverture des fibres à la découpe finale et à l'enroulement, ainsi que des composants individuels de sa gamme de produits en fonction des besoins des clients. Chez ITMA, l'entreprise s'est concentrée sur l'adaptation de concepts durables aux besoins individuels des clients, en mettant l'accent sur des toiles légères biodégradables fabriquées à partir de matériaux renouvelables.

Les lingettes conventionnelles sont généralement fabriquées à partir d'un mélange de fibres de viscose et de polyester ou de polypropylène, qui ne se décomposent pas naturellement dans l'environnement. Ceci est en comparaison avec la pâte de bois ou les fibres de cellulose régénérées, qui sont des matières premières renouvelables et biodégradables. Trützschler Nonwovens propose la technologie Wetlaid/spunlace (WLS) pour traiter efficacement ces matériaux renouvelables.

En coopération avec Voith, Trützschler Nonwovens a également récemment introduit un procédé humide sur humide qui met en suspension des fibres courtes à base de cellulose dans l'eau, puis utilise l'hydroenchevêtrement pour former la nappe. Selon la société, ces non-tissés offrent les mêmes performances que les produits d'essuyage conventionnels et sont solides, doux, économiques et biodégradables. Les lingettes en pâte de bois et en fibre de cellulose régénérée ont un toucher très doux et une sensation agréable, a déclaré Jutta Stehr, directrice marketing principale, ce qui n'est généralement pas le cas pour les produits à base de pâte de bois.

Andritz AG, basée en Autriche, met fortement l'accent sur la durabilité, notant qu'"il ne fait aucun doute que la préservation des ressources environnementales et des processus de production plus efficaces seront un facteur d'innovation définitif pour l'industrie des non-tissés dans les années à venir". L'entreprise a l'intention de s'appuyer sur les succès récents et de jouer un «rôle de pionnier» en matière de durabilité.

Andritz s'est concentré sur trois solutions principales spécifiques au marché des non-tissés à l'ITMA. Le premier est le métier à aiguilles SDV pour velours simple et double conçu pour les applications intérieures de voitures. La machine à haute capacité de production est dotée d'une conception de brosse durable pour offrir aux clients un retour sur investissement élevé.

La deuxième technologie mise en évidence dans le vaste portefeuille de l'entreprise était l'extension de sa ligne neXline wetlaid pour les fibres de verre. Cette technologie de pose humide comprend un collecteur et un diffuseur entièrement nouveaux avec d'anciens segments de machines réinventés pour manipuler les fibres de verre fragiles avec la douceur nécessaire. Selon Andritz, le "concept de double diffuseur assure une répartition uniforme des fibres avec des structures optimales pendant le processus de pose", ce qui nécessite moins de fibres et de produits chimiques et peut donc réduire les coûts des matières premières. La machine dispose d'un système de gestion du recyclage pour une réduction continue de la consommation de matières premières ainsi que d'eau pour économiser l'énergie et les matériaux.

Les lignes - qui comprennent toutes la préparation de la pâte, le formage par voie humide, l'application de liant, le séchoir à plat et l'enrouleur - peuvent être adaptées pour des volumes de production faibles à élevés. Les mats de fibres de verre qui en résultent trouvent leur place dans de nombreuses applications industrielles, y compris les utilisations finales dans le bâtiment et la construction, la filtration et le transport.

Andritz a également présenté sa nouvelle marque Metris pour la numérisation et l'automatisation lors de l'ITMA. Metris englobe une gamme complète de produits numériques et de technologies "Internet industriel des objets (IIoT)" dans le but "d'une production et d'un service plus intelligents en mettant en réseau la technologie des machines, les étapes de processus, les fabricants et les clients de manière significative". Metris améliore les systèmes de production grâce à l'optimisation des performances des processus (OPP), grâce à laquelle de grandes quantités de données sont collectées et analysées pour minimiser les pertes de production et augmenter les bénéfices. Metris gère et accélère également les activités de maintenance via des diagnostics à distance via Internet. De plus, Metris propose des solutions de réalité augmentée pour le fonctionnement des machines.

La société allemande Groz-Beckert propose une grande variété d'aiguilles de feutrage et de structuration pour produire les propriétés finales souhaitées en fonction des matériaux fibreux traités. La dernière innovation de l'entreprise en matière de technologie d'aiguilles est un nouveau matériau pour ses aiguilles de feutrage et de structuration appelé Groz-Beckert dur®. Ce matériau de base, associé à un procédé de fabrication breveté, offre une résistance accrue à la corrosion et une durée de vie plus longue, selon la société.

En tant que propriétaire de Bekaert Carding Solutions depuis 2015, Groz-Beckert propose également des vêtements de cardage aux industries des fibres discontinues et des non-tissés. La série de vêtements pour cardes InLine a été développée pour l'industrie des non-tissés afin d'augmenter la sécurité des processus dans les cardes à rouleaux hautes performances. Selon la société, les vêtements en carton InLine présentent une hauteur de nervure standardisée de 1,3 millimètre pour les types de fils côtelés entrelacés et simples, des dents plus résistantes et une surface sans calamine. Des dents plus durables signifient une durée de vie accrue pour les vêtements ; et la surface sans tartre maintient une fonction constante pendant toute la durée de vie du vêtement, ce qui préserve une qualité de bande élevée au fil du temps.

La gamme SiroLock® plus de fil d'ouvrier et de peigneur est disponible dans des versions pour le thermocollage, la production de spunlace et les procédés d'aiguilletage. La société rapporte que les avantages incluent une réduction des fibres volantes, une qualité de bande plus homogène, une résistance accrue aux dommages pour une durée de vie plus longue, une meilleure protection des fibres et une hauteur de nervure optimisée pour les vêtements de carte interlock.

La société française Laroche SA propose des machines de traitement des fibres pour les applications de recyclage et de non-tissés. Lors de l'ITMA, la société a présenté la machine de pose d'air Flexiloft 2600. Disponible en largeurs de 2,4 à 4 mètres, la machine peut traiter des fibres artificielles, naturelles ou recyclées, des mélanges de fibres, ainsi que des fibres mélangées à des particules solides telles que de la mousse ou des copeaux de bois, ou des plastiques. Laroche rapporte que cette flexibilité permet aux fabricants de fabriquer des produits en utilisant des ressources renouvelables qui, autrement, pourraient être jetées. Laroche a également présenté sa machine de recyclage de déchets textiles à grande capacité Jumbo 2000, capable de traiter les déchets de vêtements et de tapis post-consommation ; et le Nextrim 500 ultra-rapide, pour le recyclage des bordures non tissées légères en ligne ou hors ligne. La société a également signalé des machines supplémentaires de dernière génération, notamment une ligne de mélange et de dosage de fibres de nouvelle génération, des équipements de formation de bandes 3D, des machines de traitement des déchets automobiles et des équipements de décortication et de raffinage des fibres libériennes.

Le premier exposant de l'ITMA, basé au Danemark, Advance Nonwoven A/S se concentre sur le recyclage et le recyclage pour produire des produits durables avec un potentiel commercial.

À l'ITMA, Advance Nonwoven a lancé sa technologie brevetée de formation de nappes Carding Air-laid Fusion Technology (CAFT) et a introduit une ligne de production complète de non-tissés airlaid. CAFT est capable de traiter à la fois des fibres très courtes et très longues de l'ordre de 1 à 100 millimètres ainsi que des fibres naturelles ou recyclées. Des longueurs de fibres variables peuvent être mélangées et formées en un tapis homogène de densité faible ou élevée et de différents lofts en utilisant une faible quantité de fibres de liaison, moins d'air et moins de fibres bicomposantes que les technologies concurrentes, selon la société.

La société a élargi son expertise dans la vente et l'installation d'usines complètes clé en main depuis 2014 et propose désormais une gamme complète de non-tissés comprenant un four, un refroidisseur et une unité de découpe et d'empilage en plus de son système CAFT et de sa technologie avancée Direct-Applied-Liquid-Technology (DALT). système de pulvérisation pour l'enduction et le traitement des fibres.

Les applications incluent l'isolation des bâtiments et des machines, les tapis acoustiques, les tissus d'ameublement, les tapis de croissance agricole, les emballages alimentaires et les matériaux de composition dure.

Ramina Srl, basée en Italie, est un autre nouveau venu sur le marché des machines pour non-tissés. La société a commencé sa vie en 1990 en tant que producteur de machines industrielles et propose aujourd'hui des installations clés en main pour les non-tissés, y compris des lignes pour les spunbonds en polypropylène et polyéthylène téréphtalate, les produits aiguilletés, thermoliés produits, feutres airlaid et produits laminés. L'équipement offert comprend l'ouverture et le mélange des fibres ; formation de nappes avec airlays et air-cards ; fours à tambour et à tunnel; calendriers; machines d'imprégnation; machines de poudrage; unités de coupe à lames rotatives, guillotines, scies à ruban et couteaux volants; enrouleurs de fin de ligne pour feutres, ouates, géotextiles et matériaux de couverture; palettiseurs pour rouleaux et blocs; et machines d'emballage.

La ligne brevetée Airlay-S de Ramina convient à la fabrication de feutres utilisés dans les applications automobiles, de construction, de filtration et de mobilier. Le système comporte un processus de formation de bande aérodynamique qui remplace les systèmes traditionnels de cardage et de chevauchement. Airlay-S place les fibres le long de l'épaisseur du tapis en forme de S pour augmenter la résistance longitudinale du produit. Les poids standard vont de 500 grammes par mètre carré (g/m2) ; l'utilisation d'une air-card permet de fabriquer des produits légers à partir de 160 g/m2.

Une variété de matériaux - y compris les fibres synthétiques, les fibres naturelles, les fibres de mauvaise qualité, les fibres minérales et d'autres matières premières telles que les balles de riz - peuvent être traitées sur l'Airlay-S. Ramina est exclusivement représentée aux États-Unis par Frankl & Thomas (F&T), basé à Greenville, en Caroline du Sud. « Ramina est une entreprise exceptionnelle que nous sommes fiers de représenter », a déclaré Al Thomas, président (F&T). "Ils viennent de construire une toute nouvelle usine où leurs lignes complètes sont fabriquées. Ils fournissent également des machines à composants individuels pour les lignes de non-tissés telles que les calendriers, les enrouleurs, etc."

Janvier/Février 2020