Sistemas Formadores de Tejidos Especiales

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE ING. QUIMICA Y TEXTIL Especialidad de Ingeniería Textil Sistemas Formadores de Tejidos Especiales PROF. ING. RIGOBERTO MARIN LIRA ESPECIALIDAD EN ING. TEXTIL

2. LA TECNICA DEL FLOCADO

3. UN SECTOR VUELVE A PRESENTARSE La tecnología del flocado, considerada en el pasado a menudo como un proceso exótico ha vuelto a tener importancia en los últimos años. Actualmente se aplican cada vez más los procesos del flocado, sea de substratos textiles, sea de no textiles técnicos. El motivo de este incremento se debe al perfeccionamiento de la tecnología del flocado, a la fabricación de fibras del flocado y a la puesta a punto de los productos químicos necesarios.

4. INTRODUCCION • El flocado es una técnica especial destinada a ennoblecer la superficie, aplicada especialmente en la industria de plásticos. Esta técnica permite aplicar partículas de fibras fijándolas sobre el material de fondo, previamente recubierto de un adhesivo. • La aplicación del adhesivo puede abarcar toda la superficie del substrato o efectuarse en forma de diseño.

5. Las partículas de fibras, denominadas “Flocks”, están compuestas de polvo de fibras o recortes de fibras de diversas longitudes y grosor, procedente de fibras naturales o químicas, como material de fondo, denominado substrato, entra en línea de cuenta los textiles tejidos o sin tejer, laminas de plástico, cuero goma, madera, papel, metal y otros más. • Como producto adhesivo, destinado al anclaje entre el flock y sustrato, se utilizan aglutinantes de fusión plastisoles, adhesivos a base de disolventes y dispersiones adhesivas acuosas.

6. Por consiguiente, puede decirse que los artículos flocados se componen de los siguientes elementos: Sustrato, Adhesivo y flock. Estos componentes deben concordar perfectamente entre sí para proporcionar artículos impecables en cuanto a calidad. • Otro aspecto a considerar es el aspecto a considerar es el proceso de aplicación de los adhesivos, en segundo lugar, del revestimiento con el flock, esto es, el flocado, que determina grandemente el aspecto del articulo final.

7. Según el tipo de flock utilizado ( su longitud y cantidad aplicada) se obtiene una superficie similar a la del afelpado,del terciopelo o a la de un articulo de pelo.

8. EVOLUCIÓN TEMPORAL • EL FLOCADO MECÁNICO.- Es decir, el recubrimiento de substratos previamente tratados con un adhesivo, es un proceso muy antiguo (p.ej., las alfombras flocadas). La actual tecnología de flocado se ha impuesto definitivamente como consecuencia del flocado electrostático. • FLOCADO ELECTROSTÁTICO.-Desarrollado al comienzo de los años 50.Este método consiste en aplicar el flock en un campo eléctrico (generalmente de corriente continua), donde la fibra se carga desplazándose de forma continua entre los potenciales.

9. c. FLOCADO ELECTROSTÁTICO MECÁNICO.- En general, el substrato recubierto de adhesivo constituye el polo que hace tierra. El campo eléctrico orienta la posición de cada fibra, de modo que estas son dispuestas verticalmente respecto a la superficie plana del substrato ( alcanzando velocidades de 100-200 cm/s). Las fibras penetran en la capa del adhesivo son fijadas, formando así una superficie de pelos compactos. En el pasado se esperaba que los artículos así obtenidos cumplieran exigencias muy elevadas aunque estos no eran posibles debido a la tecnología de flocado disponible en aquel, entonces. Por consiguiente, la industria textil ( confección, tapizado de muebles) se retiro decepcionada. Por otra parte, la utilización de estos artículos en el revestimiento de suelos resulta ser totalmente insatisfactoria.

10. Esta evolución desfavorable de los artículos flocados ( en el presente articulo flocados en presente articulo nos referimos exclusivamente a los diversos tipos de textiles) ha quedado ahora totalmente superada. • Por tanto, conviene hacer una nueva presentación de este sector. Las nuevas calidades de flocks, preparadas con sumo cuidado, el enorme desarrollo registrado en el ámbito de los adhesivos en estos últimos 10 años ( de índole química y física) y la constante mejora de los procesos de flocado permiten considerar con optimismo la actual técnica de flocado

11. SUBSTRATO TEXTIL • Independientemente del sustrato que se utiliza como material básico de flocado, resulta indispensable reunir una serie de requisitos para poder garantizar así un trabajo correcto y obtener artículos de calidad impecable. • Entre las propiedades fundamentales conviene señalar (además de la unión, la densidad, el espesor y la altura superficial) El poder higroscópico, la aptitud para la humectación y la conductividad eléctrica.

12. Por la otra parte, el substrato ha de ser plano y no debe contener nudos ni borrilla. Si fuera preciso hay que poder calandrarlo y debe ser suficientemente estable a la temperatura necesaria para la fijación del adhesivo. • El carácter hidrófilo natural que presentan numerosos substratos origina una penetración excesiva del adhesivo en el tejido con la consiguiente formación de un encolado en la intersección de las fibras, con lo que se pierde el suave tacto textil. La hidrofugación previa evita este inconveniente. Si él articulo final debe poseer un carácter ignifugo, conviene efectuar previamente un acabado ignifugante.

13. Es indispensable que el substrato a flocar no contenga ninguna sustancia separadora (p.ej., silicona) para garantizar un buen anclaje del adhesivo. EL FLOCK • El flock puede obtener fundamentalmente con todas las fibras naturales o químicas. • Las calidades disponibles en el mercado son las siguientes. • algodón (en flocos molidos) • viscosa

14. poliamida 6 y 6.6 • poliéster para aplicaciones especiales • poliacrilonitrillo para aplicaciones especiales • modacrilo para aplicaciones especiales • Por el tipo de fabricación conviene distinguir entre flosk de corte de precisión y flock molido. • El primero esta compuesto únicamente por fibras monofilamento para hilatura y la 14......20 mill. Dtex. Esta operación se efectúa en maquinas cortadoras especiales.

15. La longitud de la fibra varia entre 01,3.....5,0mm, en casos especiales la longitud es superior. Estas medidas han de respetarse estrictamente (ninguna fibra excesivamente larga, ninguna fibra con distorsión). • Él titulo puede variar, de modo que pueden elegirse libremente entre 0,5.....22 (4) dtex. Puesto que la industria de las fibras químicas esta en condición de producir de forma rentable títulos cada vez mas finos. • Los flocks molidos proceden de materias primas naturales (algodón) o bien de los desechos de fibras; cabe distinguir entre un grado de molido fino, medio y grueso.

16. La relación existente entre: longitud de corte/título, expresada a menudo en grado de finura, influye tanto el espesor del pelo (g de flock/m2) como el tacto de la superficie textil. • Las calidades comerciales ofrecidas incluyen diversos grados de mateado (brillante, semimate, mate) con corte lobular redondo o trilobal, siendo estos factores que influyen en el aspecto óptico del articulo acabado. • El flock contiene generalmente un avivado de hilatura que ha de ser eliminado antes de la tintura y la preparación mediante lavado.

17. La tintura se efectúa dé acuerdo con las solideces exigidas, aplicando los colorantes habituales para la tintura de textiles. • Considerando el flocado electrostático al que se someten los sustratos textiles que se vienen utilizando actualmente, el flock debe poseer una conductividad eléctrica de 106........108 ohmios, así como una buena actividad de transición para evitar interferencias en el campo eléctrico. • Otras propiedades exigidas son: un buen poder separador una marcada fluidez de vertido para evitar que formen fieltros o conglomerados en los sistemas dosificadores de la instalación de flocado.

18. En la actualidad se conocen preparaciones preparaciones hidrofugantes o hidrófilas que seguían también según el tipo de adhesivo aplicado. La aplicación de la preparación adecuada, dosificada convenientemente, sigue siendo, incluso hoy día, uno de los aspectos más difíciles a solucionar en la tecnología del flocado. • Fabricantes de flocks: * Bayer AG (solo poliacrilonitrilo) dormagen,RFA * Ems-Grilon Sa,Domal/Ems,suiza * Fratelli Csati s.n.c, Italia

19. Repco-Flock und Faser GMBH, Pfullingen, RFA • Rhone-Poulenc-Fibres, Lyion,Francia • Schwarszwalder Textil-Werke H.Kautzmann gmbh (solo flocks en crudo ,sin teñir, no preparados), Schenkenzell.RfA • Viscosuisse SA,Emmenbrucke,Suiza.

20. ADHESIVOS PARA EL FLOCADO • Los adhesivos destinados a fijar los flocks en el substrato han de presentar una buena adhesión, tanto por el substrato, como por el flock. Otras propiedades, p.ej., elevada solidez al desgaste, al lavado, a la limpieza química y al envejecimiento, son actualmente condiciones indispensables a cumplir para la aplicación textil. • Los adhesivos forman parte de tres grupos distintos: • Adhesivo de dispersión

21. adhesivo que contienen disolventes • adhesivos exentos de disolventes • Los adhesivos de dispersión contienen partículas de adhesivo sólidas en dispersión acuosa. Pueden ser dispersiones no reticulables, esto es, después del secado se forma directamente la capa adhesiva o bien se trata de sistemas de dispersión auto reticulares que forman la capa polímera por reacción química durante el secado ( en general a altas temperaturas o bien aplicando catalizadores, incluso a temperaturas ambiente). • En el caso de los adhesivos que contienen disolventes, estos poseen resinas sintéticas en solución verdadera en disolventes apropiados para este fin.

22. También en este caso hay productos reticulables o no reticulables. Los adhesivos a base a base de disolventes garantizan generalmente una mejor resistencia, pero son bien conocidos los inconvenientes que supone la evaporación de un disolvente para la instalación (protegida de explosiones) y para el medio ambiente. • Por adhesivos exentos de disolventes se entiende los que, durante el proceso de secado no emiten por evaporación disolvente o productos de dispersión (plastisoles y adhesivos de fusión) • Conviene destacar a este respecto que se disponen en la practica de sistemas adhesivos aplicables en forma de espuma, generalmente de forma mecánica mediante formadores de espuma apropiados para el acabado textil.

23. Las burbujas aplicadas por espumado reducen notablemente la resistencia mecánica de los flocks. • Los sistemas adhesivos aplicados deben cumplir ciertas exigencias, como p. Ej., Buena conductividad eléctrica, viscosidad adecuada para la aplicación correspondiente, tiempo suficiente para permitir la elaboración antes de su endurecimiento, tensión superficial definida, incluso durante la aplicación del flock, pero, seguidamente, secado y fijación rápidos.

24. Fabricantes de adhesivos • Bekolin-Klebstoff-Fabrik GMBH,Munich,RFA • Chemische Fabrik Pfersee GMBH,Augsburg,RFA • Chemische Fabrik Tubingen, R,Beitlich Gmbh&Co.Dusslingen,RFA Collodin Dr.Schultz und Nauth KG,Frankfurt,RFA

25. APLICACIÓN DEL ADHESIVO • La aplicación del adhesivo al substrato textil durante el flocado continuo es una operación muy importante para dicha aplicación son apropiados los siguientes métodos conocidos en la estampación textil: • Máquinas aprestadoras de rasqueta • Máquina de cilindros aplicadores (Reserve- Rollcoater) • Estampadora a la lionesa de moldes rotativos ( desarrollo más reciente)

26. máquinas aprestadora de cinta engomada • máquina aprestadora de rasqueta flotante • impregnación y cepillo flotante • Cilindro de 1000 puntos. • Los tres procedimientos citados en primer término son los más usuales. • Para la obtención de substratos con diseños se procede a una estampación textil (estampación a la lionesa rotativa y estampación con rodillos). Este ultimo procedimiento es apropiado únicamente para aplicar adhesivos que contienen disolventes o carentes de lo mismo. Los adhesivos de dispersión se aplican por el procedimiento de estampación a la lionesa rotativa.

27. Fabricantes de estampadoras planas a la lionesa y accesorios: • Stork Brabant bv, Boxmeer,Hollanda • Jnes Zimmer,MaschinenfabrikKlagenfurt,Austria • Albert Rose Chemie (Division of Kisset und Woll Gmbh ), (fabricantes de plantilla)Netettetal,RFA • Schweizerische,SeidengazefabrikAG,that(Druckgewebw)that./Sg, Suiza • f.Buser Ag,Maschinenfabril,wiler Suiza • Meccanotessile S.p.a, Italia. • Regiani Machine S.p.a.Bergamo, Italia

28. PROCEDIMIENTOS DE FLOCADO • Entre los diversos procedimientos apropiados para el flocado de textiles se ha impuesto un proceso combinado, denominado electrostatico/mecánico. • Como ya se aplico anteriormente, los flocks son orientados por un campo eléctrico que lo s transporta luego hacia el adhesivo. • Durante el desarrollo técnico de este proceso se ha comprobado que la introducción en el campo eléctrico debe efectuarse de forma dosificada para obtener así un substrato textil uniforme y bien definido.

29. En este caso se ha impuesto, pues, la dosificación por medio de cepillo. Uno o varios cepillo, de rotación constante pero regulable, aplican los flocks a través de un fondo de tamiz. • Las dimensiones del flocks y, si fuera preciso, hay que modificarlas, especialmente para la elaboración de flocks extremadamente delgados, de títulos muy finos • En las maquinas fabricadas actualmente en Europa, este sistema dosificador constituye en contra eléctrodo transmisor de alta tensión hacia el dispositivo de transporte que conduce el substrato recubierto de adhesivo.

30. Los generadores de alta tensión, denominados electros tatos, suministran un voltaje de servicio de 8.....30 kV/cm, con un máximo e 0,7 mA para excluir sí todo peligro para el operador de la instalación. Es importante que el campo eléctrico formado se mantenga sumamente constante durante el proceso, problema hoy día resuelto gracias a la moderna microelectrónica. • Numerosas construcciones disponen de cilindros batidores ordenados bajo el substrato textil de modo a obtener una oscilación mediante ligero contacto cilindro/substrato. Estos elementos facilitan la buena penetración de los flocks en la capa de adhesivo. • Hay que mencionar asimismo la influencia del clima en el proceso de flocado.

31. La cuidadosa preparación de los flocks, especialmente en el caso de las fibras químicas, puede realizarse solamente en condiciones climáticas constantes.

34. SECADO/FIJACIÓN Y PENETRACIÓN. • Después del flocado normal, él articulo se hace pasar casi siempre por un secado a alta temperatura, ya que en muy pocos casos se puede obtener una fijación del adhesivo a la temperatura ambiente. • Es preferible proceder a un secado con aire caliente antes que por radiación, puesto que el método mencionado en primer término garantiza un calentamiento más uniforme, así como una mejor eliminación del disolvente. • Se pueden utilizar secadores equipados con la cámara de secado (secador de caballetes) o bien métodos de secado continuos en canal secador o en secador de cintas.

35. La temperatura y el tiempo de secado se guían por las condiciones de trabajo, que requiere el adhesivo. Conviene hacer pasar el material flocado por una zona de refrigeración. En todos casos es indispensable efectuar una limpieza final del articulo para eliminar del mismo los flocks no fijados en el adhesivo (flocks excedentes). • Para la limpieza de materia en metraje lineal se ha impuesto en la practica el batido y succionado completado por un cepillado final. Los cepillos cilíndricos funcionan en el contrasentido de la producción. Sistemas de filtrado apropiados eliminan las fibras succionadas. Los flocks recuperados pueden (siempre que respondan a una cierta calidad) volver a utilizarse.

36. La preparación desempeña un papel importante también en la limpieza final, considerando que el secado y la fijación del adhesivo pueden modificar sensiblemente el contenido de agua de los flocks. • . Cargas estáticas dificultan así este tratamiento (un acondicionamiento puede resultar apropiado). También la utilización de los flocks de calidad deficiente (curvatura de fibras, corte deficiente de los extremos elevado contenido de polvo) incide en el grado de eliminación de fibras no adheridas.

37. ENNOBLECIMIENTO DESPUÉS DEL FLOCADO • Los textiles flocados con adhesivos apropiados pueden ennoblecerse ulteriormente después del procedimiento de flocado. Además de la tintura y la estampación se examinan a continuación el grofado en caliente, el alisadon caliente y el método de “cruz” consistiendo en este en un arrugado irregular de un substrato flocado de preferencia con fibras celulosicas. Claro es que se puede adoptar también otros procedimientos utilizados en el acabado textil, p,ej. La hidrofugación, el acabado ignifugo y otros más.

38. TÉCNICA PARA LA COMPROBACIÓN DEL FLOCADO • Los fabricantes de instalaciones de flocado suministran generalmente los aparatos adecuados para comprobar la calidad del flocado. La técnica puesta a punto para este fin es indicada para dos aplicaciones principales: • ensayo del flock y • Ensayo del artículo flocado.

39. ENSAYO DEL FLOCK: • Antes de aplicar los flocks con una de las instalaciones adecuadas hay que examinar los siguientes parámetros. • Conductibilidad ( o valor reciproco de la resistencia) • Capacidad de transición • Propiedad fluyente ( denominada también “poder separador”) • Forma geométrica y uniformidad del flock • Ensayo de humectación • Como ya se menciono con anterioridad, el comportamiento electrostático es sumamente importante para la aplicación del flock y, por consiguiente también para las propiedades del articulo flocado.

40. La conductibilidad se comprueba mediante ohmímetros adecuados para altas resistencias utilizados también en la industria textil para medir el grado de humedad.

41. ENSAYOS DE LA TRANSICIÓN • La evaluación de esta propiedad, así como del tiempo necesario para la transición en el campo eléctrico se efectúa, en las condiciones similares a las existentes en las prácticas, con un aparato especialmente por este fin. • En un cilindro de plexiglás cerrado se forma un campo eléctrico de 4 kV/cm determinada, aplicada previamente al electrodo de masa, se mide el tiempo de elevación del flock es decir el tiempo que este necesita para trasladarse de este electrodo al contra electrodo. • Se pesan eventualmente los residuos y se evalúa el aspecto óptico en el aparato de ensayo ( formación de hilachas y aglomerados, aureola del flock, elevación uniforme o bien con intervalo o en formas de nubes, entre otros).

42. Para realizar este ensayo es imprescindible disponer de ciertas experiencias para transferir los resultados obtenidos a la practica industrial. Los diversos tipos de flocks y sus dimensiones permiten establecer una evaluación diferenciada (p.ej., en el caso del flock muy fino)

43. FLUENCIA • Para determinar el poder fluyente y el poder de disolución se ha desarrollado un aparato de ensayo constituido por un cilindro tamiz rotativo que permite establecer la especificación del flock filtrado por unidad de tiempo y del residuo resultante y del residuo resultante. • Una cantidad de flock determinada es tamizada a través del tamiz rotativo (a una velocidad de 10 r.p/min, con mallas de 0,5 ó 0,8 mm). • Se efectúa la pesada de los flocks obtenidos a una determinada velocidad de giro (esta operación se repite diversas veces, para que se pueden indicar los valores en forma de curvas) y además se procedió a una evaluación visual, lo que es muy importante para determinar eventuales residuos producidos por infiltrados, conglomerados, soldadura, fibras excesivamente largas y otras causas.

44. Algunas empresas han puesto a punto aparatos de ampliación para determinar la forma geométrica y la uniformidad del flock ( hasta 72 ampliaciones). • De este modo, el observador puede apreciaren una pantalla un corte relativamente grande de los flocks aplicados. Mediante escalas incorporadas a la pantalla se pueden definir fácilmente las medidas y, eventualmente la existencia de fibras deformadas ensayos realizados hace algunos años han permitido establecer que la aptitud para la humectación de los flocks, especialmente en caso de utilizar adhesivos de dispersión, constituyen un parámetro fundamental para la penetración de los flocks en la capa de adhesivo y por tanto, para la estabilidad del anclaje. • Por este motivo, las empresas relacionadas con este tipo de productos desarrollaron un aparato apropiado para determinar la humectación.

47. Una cantidad dosificada de flock es inducida en una cámara de ensayo de dicho aparato; esta cámara es introducida a su vez en otro deposito lleno de agua. Desde el fondo el agua fluye en la cámara de flocado. • Mediante contactos eléctricos se mide el tiempo de humectación. • Este aparato también da buenos resultados en otros sectores como en el no tejidos, fieltros, otros.

49. ENSAYOS DE LOS ARTÍCULOS FLOCADOS APARATOS PARA DETERMINAR LA ABRASIÓN • Los abrasimetros utilizados en la industria textil no han dado buenos resultados en el ensayo de artículos flocados, puesta que la combinación substrato/adhesivo/flock. Constituye un sistema unido, compuesto por varios estratos. Por este motivo, los fabricantes de aparatos de ensayo desarrollaron un abrasimetro dotado de tiras de ensayo de 220x30 mm que por medio de un medidor de abrasión y generalmente, con una carga de 1 o 2 Kg permite determinar, después de 500 ciclos ( =1000 movimientos de vaiven), opticamente el grado de abrasión especificándolo con notas de 1..6 ( 1= muy buena, 6 = muy deficiente).

50. Este ensayo puede efectuarse el seco o en mojado. • Resulta claro que se pueden variar los factores (por ejemplo la carga , la medición del frote y el numero de movimientos) de determinación. • Todos los demás ensayos validos para textiles flocados se basan en las normas establecidas para la industria textil, es decir: • solidez a la luz • solidez al lavado • solidez a la limpieza en seco,etc