Investigación de los procesos de hilatura de PET postconsumo para la fabricación de moquetas 100% reciclables

El proyecto Ecorug se centra en la fabricación de alfombras 100% reciclables compuestas por materias de la familia del poliéster. A través de la ejecución del proyecto, el Centro Tecnológico Textil, Aitex, busca la reutilización de residuos producidos en el sector, para de esta forma favorecer un entorno más sostenible La demanda de fibras de poliéster se ha ido incrementando con el paso de los años hasta llegar a convertirse en el tipo de fibra más demandado en el sector textil y se tiene la previsión de que este crecimiento continúe los próximos años. Este hecho también provoca que la gran mayoría de residuos sean de este tipo de material, lo que favorece en gran medida a la contaminación del entorno. Es aquí donde el proyecto Ecorug aporta valor, dado que no solo se busca una generación de residuo cero, si no que los mismos productos se empleen como materia prima para la fabricación de otros nuevos, favoreciendo de esta forma una Economía Circular.

El objetivo principal del proyecto Ecorug es el obtener alfombras y moquetas reciclables 100% formadas por materiales de la familia de los poliésteres, capaces de reciclarse mediante trinchado mecánico sin la necesidad de tener que separar los diferentes componentes que la forman.

Los objetivos marcados en el proyecto ECORUG son los siguientes:

• Funcionalización de polímeros para la mejora de las propiedades de los materiales.
• Hilatura multifilamento de las materias seleccionadas.
• Texturizado por BCF en busca de las mejores propiedades físicas de los multifilamentos.
• Empleo de materiales sostenibles comerciales mediante los cuales fabricar prototipos de alfombras que incrementen la durabilidad y la reciclabilidad de las muestras.
• Fabricación de los prototipos para poder realizar diferentes ensayos sobre el artículo final.
• Sustitución del Látex por otros de la familia de los poliésteres para incrementar su reciclabilidad.

En el presente artículo se describen las tareas desarrolladas para la fabricación de alfombras de 100% reciclables.

Se han empleado materiales pertenecientes a la familia del poliéster para la fabricación de los prototipos. Las materias han sido aditivadas, hiladas y texturizadas para finalmente fabricar las alfombras.

Se ha trabajado con los siguientes materiales base:

• PET
• rPET
• PBT
• BioPBS
• Low Melt Polyester
• TPE

Además, se han desarrollado formulaciones empleando materia reciclada y virgen para observar el comportamiento y las propiedades de las mezclas.

• Formulaciones rPET + PET
• Formulaciones rPET + PET + Compatibilizante

Seguidamente se han obtenido hilos multifilamento empleando las diversas materias citadas anteriormente. La finalidad principal de estos hilos es formar parte del pelo de la alfombra, aunque algunos se han trabajado para emplearlos como sustitutivos al látex que se gasta habitualmente en esta clase de productos. Estos multifilamentos, posteriormente han sido texturizados empleando la técnica BCF (Bulk Continuous Filament) para de esta forma obtener hilos de gran título, óptimos para la fabricación de alfombras.

Por último, la fabricación de los prototipos se ha llevado a cabo empleando la tecnología tufting. Los hilos obtenidos en los procesos anteriores han sido empleados para la realización tanto del pelo de la alfombra como de adhesivo sustitutivo del látex.

En cada uno de los procesos realizados hasta la consecución de los prototipos finales, se han realizado análisis y caracterizaciones de las granzas, hilos y prototipos.

Con el objetivo de obtener unos prototipos de alfombras y moquetas que cuenten con el total de sus componentes fabricados en materiales de la familia del poliéster, se han desarrollado diversas formulaciones a base de PET y rPET. Empleando estas formulaciones, así como el resto de las materias comentadas anteriormente, se han obtenido hilos mediante los que se han fabricado los prototipos del proyecto. Así pues, los resultados se dividen en cuatro apartados principales: granzas, hilos multifilamento, hilos texturizados y prototipos.

A) Granzas

El estudio de las diversas granzas, así como de las formulaciones desarrolladas, ha permitido conocer el comportamiento de los materiales a determinadas temperaturas, además de sus propiedades físicas y térmicas. También la influencia que el porcentaje de materia reciclada tiene sobre cada una de las formulaciones procesadas, obteniendo mejores características en aquellas mezclas con menor cantidad de materia reciclada, ya que el reciclado desgasta las propiedades base de la materia procesada.

La Figura 3 muestra el valor de la viscosidad de cada una de las formulaciones procesadas juntamente con las del PET y el rPET base empleados. Se observa la reducción de la viscosidad conforme las formulaciones aumentan su cantidad de rPET:

B) Hilos Multifilamento

Se ha empleado la planta de hilatura multifilamento para la obtención de hilos a partir de cada una de las materias y formulaciones que se han adquirido y producido. Tras la caracterización de las fibras, se observa que las formulaciones de (PET+rPET) y de (PET + rPET + Compatibilizante), no han variado significativamente unas de otras en lo que a resistencia a la traición y elongación de las fibras refiere. Cabe destacar que los títulos buscados son relativamente elevados, ya que la finalidad buscada (fabricación de alfombras) así lo requiere para lograr buenos resultados.

C) Hilos Texturizados

Para la realización del proceso de texturizado se han empleado las técnicas de texturizado por falsa torsión o DTY y la de “hilo voluminizado en continuo” o BCF. El grueso de la investigación se ha realizado mediante la técnica de BCF, dado que es la tecnología empleada en el texturizado de hilos para alfombras y que los resultados obtenidos son notablemente mejores.

Para el texturizado se ha realizado una agrupación de hilos multifilamento y de esta forma obtener unos hilos finales de gran título (entre 1.500 - 3.000 dtex). Esto da una mayor resistencia al conjunto y favorece el voluminizado de las fibras, acción que favorece un mejor acabado de los prototipos finales.

D) Prototipos

Para la realización de los prototipos de alfombras se han empleado los hilos texturizados obtenidos en el proceso anterior, así como hilos comerciales. Cada una de las formulaciones realizadas en el apartado de compound se han procesado para lograr la fabricación del “pelo” de las alfombras.

El acabado de las alfombras es óptimo, así como sus características finales tras la aplicación del elemento de cohesión, que es el que aporta la resistencia final al pelo y por consiguiente al conjunto.

Otra finalidad dada a materiales como el TPE y el Poliéster de bajo punto de fusión ha sido la de emplearlos como sustitutivos al látex habitualmente empleado en la producción de los prototipos. Este proceso es el más complejo, ya que se debe conseguir un material que al fundirlo se integre bien en el conjunto y fije de forma adecuada el “pelo” al “backing” de las alfombras desarrolladas. Aún habría que seguir trabajando para lograr un fijado óptimo, pero se han logrado avances significativos.

De los prototipos realizados se ha realizado ensayos de caracterización como el arranque de penacho o la recuperación de forma para determinar la calidad de las alfombras a su uso y la resistencia del pelo de las alfombras.

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 de la UE, dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2014-2020. Expediente: IMDEEA/2020/21.