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Aitex desarrolla no-tejidos compostables y biodegradables

Aitex

26/01/2023
El uso de PLA mediante procesos de Spunmelt (Spunbond y Meltblown) es un hecho aún por consolidar, las empresas actuales utilizan materiales que no son biodegradables, generalmente PP, debido a su alta producción y bajo coste. Pero la sociedad ha de evolucionar y el avance de las tecnologías y el crecimiento de la población, generan una cantidad mayor de residuos en nuestro planeta. Así la utilización de materiales con propiedades biodegradables y/o compostables, como el PLA, permitirá reducir el impacto medioambiental que poseen los no tejidos que se fabrican actualmente.

Por esta razón, Aitex ha desarrollado el proyecto Tecnow centrado el desarrollo de no tejidos mediante tecnologías spunmelt (Spunbond y Meltblown) con propiedades especiales y utilizando materiales respetuosos con el medio ambiente. La ventaja del PLA respecto a otros polímeros es que proviene de fuentes renovables ya que se obtiene a partir de los carbohidratos de plantas como el maíz, la caña de azúcar, la remolacha o de tapioca.

Otra ventaja muy importante es el carácter de compostabilidad que posee el PLA y que permite que una vez finalizado su vida útil se pueden llevar a cabo dos acciones con los residuos obtenidos.

- Por una parte, puede ser reciclado, siempre y cuando el artículo sea PLA 100%, pudiéndose introducir de nuevo en la cadena de valor y obtener nuevos artículos, generalmente de unos requisitos menores.

- Por otro lado, si su reciclaje no es viable, estos no-tejidos se pueden compostar, es decir, someterse a un proceso de degradación biológico bajo unas condiciones determinadas, que tiene como producto final el compost, compuesto usado en agricultura como elemento regenerativo de los campos de cultivo.

Con ello la huella de carbono de los no-tejidos al pasar de estar fabricados en PP a estar fabricados en PLA se reduce considerablemente y la gestión de los residuos es más eficiente y respetuosa con el medioambiente. Este hecho hace del PLA un material especialmente adecuado para ser utilizado en el desarrollo de no-tejidos ya que una de sus principales aplicaciones es la obtención de artículos de un solo uso, lo que provoca una gran cantidad de residuos de este tipo de productos.

Proceso de fabricación Spunbond

Es el proceso de entrelazado más rápido y probablemente la manera más económica para producir materiales no tejidos. Es una técnica de fabricación mediante el cual polímeros fundidos se convierten directamente en filamentos sin fin, establecido en una cinta transportadora y eventualmente formado en productos laminados no tejidos.
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Algunas tecnologías de fabricación de no tejidos utilizan en sus etapas iniciales procesos similares a la producción de hilados de multifilamentos. Desde el almacenamiento de chips, el polímero se encuentra en una estación de dosificación en la parte superior de la extrusor. Dentro de la extrusora, se funde y se homogeniza. Se forma una cortina de filamentos que son enfriadas por una corriente de aire en una zona de soplado. Y después son depositados en una banda transportadora de manera aleatoria, a esta lamina se le denomina web o red. Esta web se transfiere al área de calandrado, que utiliza el calor y la presión para establecer las propiedades físicas tales como la resistencia a la tracción y el alargamiento del producto final. Después de enfriar, el material puede ser enrollado.

En este proyecto se han obtenido muestras de Spunbond de PLA con diferentes gramajes para poder ser utilizados en distintos sectores de aplicación y funcionalidad, demostrando su viabilidad de fabricación tanto para gramajes bajos (15 gsm – 30 gsm), como gramajes medios (30 gsm – 60 gsm) y gramajes altos (> 60 gsm).

No-tejido Spunbond de PLA desarrollado por Aitex
No-tejido Spunbond de PLA desarrollado por Aitex.

Como se puede observar en la tabla, se han conseguido resistencias muy similares a los mejores Spunbond de PP existentes en el mercado, por lo que se puede considerar aptos para su uso comercial en las diferentes aplicaciones.

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Proceso de fabricación Meltblown

La tecnología Meltblown es similar a la tecnología de spunbond. El proceso permite la producción de no tejidos de filamentos ultrafinas a un bajo costo. Gracias a sus propiedades características, a menudo se utilizan como medio de filtro de alto grado para el aire, líquidos y partículas.

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En el proceso de Meltblown, el polímero termoplástico se extruye a través de una matriz lineal que contiene varios cientos de orificios pequeños para formar filamentos extremadamente finos. Los filamentos entonces son soplados por aire a alta velocidad, formando así una fina tela no tejida. Este proceso enmaraña las fibras obteniéndose un no tejido consolidado que se enrolla para su posterior procesamiento. Con este proceso se pueden obtener fibras mucho más finas que mediante otros procesos de hilatura.

Detalle de la estructura de fibras de un no–tejido Meltblown 100% PLA
Detalle de la estructura de fibras de un no–tejido Meltblown 100% PLA.
En este proyecto se han obtenido no–tejidos Meltblown de PLA de diferentes gramajes con unas buenas propiedades mecánicas y de filtración que lo hacen viable tecnológicamente para su industrialización.

Además, se han obtenido no–tejidos Meltblown de PLA aditivados para su uso como elementos filtrantes en mascarillas higiénicas y FFP2. A continuación se muestra una tabla con los resultados obtenidos más significativos.

No-tejido Meltblown de PLA desarrollado por Aitex
No-tejido Meltblown de PLA desarrollado por Aitex.

Conclusiones

El PLA como material con menor impacto medioambiental que el PES y el PP, derivados del petróleo, ha demostrado ser apto tecnológicamente para el desarrollo de no – tejidos, tanto por tecnología Meltblown como por tecnología Spunbond, obteniéndose altas propiedades mecánicas y una buena procesabilidad. En este punto se abre un amplio camino en el desarrollo de no-tejidos de PLA para aplicaciones concretas optimizando para cada una de ellas las variables de proceso necesarias, así como la aditivación del mismo si fuera necesario su funcionalización con el fin de obtener propiedades específicas.

Este proyecto cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana, a través del Ivace, y está cofinanciado por los fondos Feder (Fondo Europeo de Desarrollo Regional) de la Unión Europea, dentro del Programa Operativo Feder de la Comunitat Valenciana 2021-2027 (IMDEEA/2021/45).

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