fibras textiles - Universidad Tecnológica del Perú
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ Vicerrectorado de Investigación FIBRAS TEXTILES TINS Básicos INGENIERÍA TEXTIL Y DE CONFECCIONES TEXTOS DE INSTRUCCIÓN BÁSICOS (TINS) / UTP Lima - Perú Fibras Textiles © FIBRAS TEXTILES Desarrollo y Edición : Vicerrectorado de Investigación Elaboración del TINS : Ing. Ángela Gil Solís Diseño y Diagramación : Julia Saldaña Balandra Soporte académico : Instituto de Investigación Producción : Imprenta Grupo IDAT Queda prohibida cualquier forma de reproducción, venta, comunicación pública y transformación de esta obra. 2 Fibras Textiles “El presente material contiene una compilación de obras de Fibras Textiles publicadas lícitamente, resúmenes de los temas a cargo del profesor; constituye un material auxiliar de enseñanza para ser empleado en el desarrollo de las clases en nuestra institución. Éste material es de uso exclusivo de los alumnos y docentes de la Universidad Tecnológica del Perú, preparado para fines didácticos en aplicación del Artículo 41 inc. C y el Art. 43 inc. A., del Decreto Legislativo 822, Ley sobre Derechos de Autor”. 3 Fibras Textiles 4 Fibras Textiles Presentación El presente texto tiene en su contenido a las principales fibras textiles empleadas en la industria textil y de confecciones, su origen, características y propiedades textiles que las diferencian una de la otra. Con la finalidad de conocerlas y sobre todo saber como tratarlas en su transformación de fibras a hilos y de hilos a tejidos en lo referente a procesos y texturas empleadas para su confección. Este es el objetivo del curso: FIBRAS TEXTILES, como curso base para el profesional textil, para entender el comportamiento de la materia prima de la industria textil en sus diferentes sectores, como son: hilatura, tintorería, tejeduria, acabados químicos, confecciones. Esta recomendación se simboliza en fichas técnicas y en las éticas de cuidado de prenda: Temperatura máxima que no se debe superar: 30°C Plancha CALIENTE (200ºC) (algodón, lino) Lavar a mano. No utilizar lejía Un buen cuidado y tratamiento de las fibras conociendo sus propiedades textiles garantiza la calidad del producto y su durabilidad. Teniendo en cuenta: • • • • • Temperaratura de lavado Planchado, Detergentes, Exposición al sol y Otros que se deben emplear según la composición de fibras en la tela o tejido confeccionado. CAPITULO I: FIBRAS TEXTILES Se presenta las generalidades que se cumplen en las fibras textiles según su origen. Sus propiedades textiles, que se agrupan, en: propiedades físicas, debido a su estructura o morfología. Y propiedades químicas, debido a su estructura molecular o interna. CAPITULO II: FIBRAS DE ORIGEN VEGETAL – FIBRAS CELULOSICAS Dentro de la clasificación de las fibras según su origen, nos encontramos con las de origen vegetal, cuya base química es la celulosa en si. Centrando el capitulo en el estudio del algodón, conociendo se estructura, propiedades físicas y químicas. Nuestras variedades de algodón que se cultivan en el país. 5 Fibras Textiles Diferencias entre estas variedades debido a sus características. La importancia de su madurez y la consecuencia de su buena calidad. La forma de definir su finura a través de la densidad lineal y sus conversiones de sistema a sistema. CAPITULO III: FIBRAS PROTEICAS – FIBRAS DE ORIGEN ANIMAL Continuando con el estudio de las fibras de origen natural, corresponde a este grupo las de origen animal, químicamente reconocidas como proteicas por ser la proteína llamada queratina la que compone a las fibras procedentes del pelo del animal y la proteína llamada fibroina la que compone químicamente a la seda único filamento natural en la industria. En este capitulo se estudia al detalle la lana, pelos especiales, seda. Enfocando principalmente sus propiedades textiles entre ellas. CAPITULO IV: OBTENCION DE FIBRAS QUIMICAS Iniciando el tema de las fibras manufacturadas, es decir las desarrolladas por el hombre, se presenta en el capitulo los métodos de obtención que se desarrollan para las fibras químicas, sean las regeneradas o las sintéticas. CAPITULO V: FIBRAS ARTIFICIALES CELULOSICAS REGENERADAS El primer grupo de fibras manufacturadas que el ser humano desarrolló e investigó, motivado por la forma filamentosa de la obtención de la seda y las bondades textiles que ofreció este filamento en la historia de la industria del vestir. Fue el grupo de las fibras denominada regeneradas celulosicas, centrando el estudio en el rayón viscosa y rayón acetato. Sus antecedentes del como de desarrollo en la historia, propiedades textiles físicos y químicas, diferencias entre los dos rayones. CAPITULO VI: FIBRAS SINTETICAS Uno de los últimos grupos creados por el hombre en la industria petroquímica, son las fibras sintéticas cuyos elementos químicos componentes son los derivados del petróleo y que en la actualidad son bastante comercializados en las prendas del vestir, principalmente lo vemos en nuestro medio y en otros países en la importación de prendas de la China. Entre las fibras más empleadas en la industria tenemos: el nylon, poliéster y acrílico. Estudiando en este capitulo: su origen, composición, propiedades textiles físico, químicas en cada una de ellas. Lucio H. Huamán Ureta Vicerrector de Investigación 6 Fibras Textiles Índice CAPITULO I: FIBRAS TEXTILES GENERALIDADES............................................................................. 15 A. ESTRUCTURA EXTERNA O MORFOLOGIA ......................... 16 1. FINURA: definición, formas de medición, importancia ..... 16 2. LONGITUD: Definición, disposiciones espaciales, importancia, formas de medición .......................................................... 17 3. CARACTERISITICAS MECANICAS DE LAS FIBRAS ..... 19 Resistencia, elasticidad, elongación, flexibilidad .............. 19 Teoría de Hooke............................................................... 20 Resistencia a la flexión, a la torsión, al frote, propiedades friccionales. ...................................................................... 21 4. HIGROSCOPICIDAD ....................................................... 22 % de humedad, % de regain, fórmulas, cálculos.............. 22 Regain estándar de las principales fibras textiles............. 22 Regain de las mezclas, formulas, cálculos....................... 23 B. ESTRUCTURA INTERNA O MOLECULAR ............................ 24 Cuadro resumen: propiedades de las fibras – características Observadas ............................................................................. 25 CLASIFICACION DE LAS FIBRAS TEXTILES .................................. 27 A. DE ACUERDO A SU ORIGEN ................................................ 27 B. DE ACUERDO A SU PRESENTACION .................................. 28 CLASIFICACION Y DEFINICIONES NORMADAS ............................ 28 ABREVIATURAS EMPLEADAS PARA LAS FIBRAS TEXTILES ...... 30 CAPITULO II: FIBRAS DE ORIGEN VEGETAL – FIBRAS CELULOSICAS Definición, estructura, naturaleza química ......................................... Propiedades textiles comunes en todas las fibras celulosicas ........... 33 34 EL ALGODÓN ................................................................................... Procedencia, estructura ..................................................................... Partes del algodón ............................................................................. Propiedades físicas del algodón ........................................................ Longitud ............................................................................................. Resistencia......................................................................................... Brillo y sedosidad ............................................................................... 35 35 36 36 38 39 39 7 Fibras Textiles Limpieza............................................................................................. Higroscopicidad.................................................................................. Variedades peruanas ......................................................................... Propiedades químicas: solubilidad ..................................................... Densidad lineal de fibras .................................................................... Clasificación de los algodones por su finura ...................................... CAPITULO III: 39 39 39 40 41 43 FIBRAS PROTEICAS – FIBRAS DE ORIGEN ANIMAL Definición y propiedades comunes de las fibras proteicas................. Cuadro de diferencia entre la seda y la lana ...................................... 47 47 Lana................................................................................................... Origen y factores de calidad.............................................................. Clasificación de las lanas del Perú..................................................... Calidades del vellón ........................................................................... Principales razas del ganado lanar .................................................... Estructura de la fibra .......................................................................... Propiedades Físicas de la lana: ......................................................... Diámetro .................................................................................... Longitud .................................................................................... Crispadura y rizado ............................................................................ Resistencia y elasticidad .................................................................... Resiliencia .................................................................................... Higroscopicidad.................................................................................. Enfieltramiento ................................................................................... Repelencia al agua ............................................................................ Color y brillo .................................................................................... Propiedades estéticas ........................................................................ Propiedades químicas: solubilidad ..................................................... 48 49 53 54 57 60 63 63 65 66 66 67 67 67 68 68 68 68 FIBRAS EXPECIALES DE PELO ..................................................... Caprinos ........................................................................................... Camélidos .......................................................................................... 70 70 73 ALPACA ............................................................................................ Características físicas: finura ............................................................. Longitud ............................................................................................. Contorno perfil.................................................................................... Rizo .................................................................................................... Resistencia......................................................................................... 74 75 77 77 78 78 8 Fibras Textiles Color, suavidad, brillo......................................................................... Composición química ......................................................................... Estructura........................................................................................... 80 81 81 LEPORIDOS ...................................................................................... Vicuña ................................................................................................ Conejo de angora............................................................................... 84 84 84 LA SEDA ........................................................................................... Definición ........................................................................................... Historia, producción y desarrollo ........................................................ Estructura física ................................................................................. Propiedades físicas ............................................................................ Composición química ......................................................................... Obtención del filamento natural.......................................................... 87 87 88 90 91 92 92 CAPITULO IV: OBTENCION DE FIBRAS QUIMICAS Antecedentes ..................................................................................... Métodos de hilatura: en húmedo, en seco, por fusión........................ 97 99 CAPITULO V: FIBRAS ARTIFICIALES CELULOSICAS REGENERADAS Antecedentes ..................................................................................... Cuadro comparativo entre fibras naturales y artificiales..................... 103 104 RAYON VISCOSA ............................................................................. 105 Estructura física ................................................................................. 105 Materia prima ..................................................................................... 105 Hilatura............................................................................................... 106 Propiedades físicas: resistencia, elongación, %regain, elasticidad, finura, Longitud ............................................................................................. 107 Propiedades químicas: solubilidad ..................................................... 108 RAYON ACETATO ............................................................................ Antecedentes ..................................................................................... Materia prima ..................................................................................... Estructura física ................................................................................. Hilatura............................................................................................... 9 108 108 108 110 110 Fibras Textiles Propiedades físicas: resistencia, elongación, % de regain, elasticidad, finura, longitud, lustre, efectos del calor, de la luz.............................. 111 Propiedades químicas: solubilidad ..................................................... 112 Cuadro comparativo entre la viscosa y el acetato.............................. 113 CAPITULO VI: FIBRAS SINTETICAS Definiciones........................................................................................ 117 NYLON............................................................................................... Antecedentes ..................................................................................... Composición ...................................................................................... Estructura física ................................................................................. Hilatura por fusión Nylon 6 ................................................................. Propiedades físicas: resistencia, elongación, elasticidad, % de regain, finura, longitud, efecto del calor ......................................................... Propiedades químicas; solubilidad ..................................................... 118 118 119 119 121 122 124 POLIESTER....................................................................................... 124 Antecedentes ..................................................................................... 124 Estructura........................................................................................... 125 Propiedades físicas: resistencia, elongación, elasticidad, efecto del calor, de la luz.............................................................................................. 126 Hilatura............................................................................................... 127 Propiedades químicas: solubilidad ..................................................... 128 ACRILICO.......................................................................................... 129 Antecedentes ..................................................................................... 129 Producción hilatura en seco y en húmedo ......................................... 129 Estructura........................................................................................... 131 Propiedades físicas: resistencia y elongación, & de regain, elasticidad, efecto del calor................................................................................... 132 Propiedades químicas: solubilidad ..................................................... 132 Cuadro comparativo entre la lana y el acrilico.................................... 133 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 10 135 Fibras Textiles Distribución Temática Clase N° 1 Tema Introducción al mundo textil. Con la finalidad de afianzar el conocimiento adquirido en el ciclo anterior. Semana Horas 1 03 2 Fibras textiles: definiciones, origen y clasificación 2 03 3 Disposiciones espaciales o estructura espacial de toda fibra 3 03 4 03 5 03 6 03 PRACTICA 1 4 5 6 Algodón: Origen, y estructura Propiedades físicas del algodón. Clasificación según estas para sistemas de hilatura. Factores de conversión Propiedades Químicas, comportamiento y reacción ante agentes químicos. 7 PRACTICA 2 Exposición 1: fibras duras 7 03 8 Lana y pelos, origen y clasificación de la fibra 8 03 9 Propiedades físicas de la fibra para su uso en el proceso de hilatura 9 03 10 EXAMEN PARCIAL 10 02 11 Pelos Especiales Exposición Seda 11 03 12 Fibras Artificiales, Antecedentes Rayón Viscosa, propiedades 12 03 13 PRACTICA 3 Hilatura de la viscosa 13 03 11 Fibras Textiles Clase N° Tema Semana Horas 14 Rayón Acetato, Origen y propiedades textiles 14 03 15 Hilatura del rayón. Exposición: sistemas de hilatura fibras químicas 15 03 16 PRACTICA 4 Fibras Sintéticas, antecedentes históricos 16 03 17 El Nylon, Poliéster, propiedades textiles 17 03 18 Acrílico propiedades textiles 18 03 19 EXAMEN FINAL 19 02 20 EXAMEN SUSTITUTORIO 20 02 12 Fibras Textiles CAPÍTULO I Fibras Textiles 13 Fibras Textiles 14 Fibras Textiles Generalidades Una fibra es un filamento plegable parecido a un cabello, cuyo diámetro es muy pequeño en relación a su longitud. Se han realizado estudios en que la relación mínima que debe existir entre el diámetro y longitud para considerarla fibra textil apta para procesarla es de: L = 100 Ø Las fibras son las unidades fundamentales que se utilizan en la fabricación de hilos textiles y telas; contribuyen a su tacto, textura y aspecto, como también influye en características, propiedades físicas y químicas de los mismos Para poder hilar la fibra esta debe mostrar resistencia, elasticidad, longitud y cohesión .Siendo otras características importantes también que debe reunir las fibras textiles para los procesos siguientes son: la afinidad al teñido para la tintura propiamente dicha, y flexibilidad, que permita la manipulación de las fibras en su transformación y que al formar el tejido o la tela, estas no se construyan de manera rígida. PROPIEDADES DE LAS FIBRAS Como sabemos existe una estrecha relación entre las características de las fibras y las de las telas y tejidos a formar. Es decir una fibra resistente producirá telas durables que pueden ser de peso ligero (gramage). Una fibra absorbente será bien destinada para telas que se confeccionen ropa para dormir, toallas, telas para pañales, entre otras. Y por otro lado la fibra de baja absorbencia producirá: Acumulación estática Secado rápido Dificultad para teñir Incomodidad al contacto con la piel (pegajoso) Evita la evaporación del sudor Buena recuperación de arrugas después del lavado, etc. Entonces podemos concluir que las propiedades textiles que provee toda fibra, esta determinada por la naturaleza de la estructura externa, (propiedades físicas) composición química (propiedades químicas) y estructura interna (forma en su sección transversal). 15 Fibras Textiles Su comportamiento tiene características individuales distintas entre ellas aun estén comprendidas las fibras en el mismo origen. De allí que el hombre desarrollo métodos para identificarlas claramente de acuerdo a estos comportamientos, que son: Identificación de las fibras método de la combustión (propiedades físicas de de reacción ante el fuego) Identificación de fibras método químico (propiedades químicas, solubilidad de las fibras ante reactivos químicos) Identificación de fibras método microscópico (estructura interna de la fibra) A. ESTRUCTURA EXTERNA O MORFOLOGIA FINURA Es la expresión del grosor de las fibras, esta medida tiene su importancia para determinar el funcionamiento y el tacto de una tela (del como se siente). Las fibras gruesas son rígidas, ásperas, dan cuerpo y dureza resisten el arrugamiento; en cambio las fibras finas dan brillo y suavidad facilitan los dobleces, las telas fabricadas con dichas fibras tendrán mejor caída. Las fibras naturales están sujetas a irregularidades en su crecimiento y por lo tanto no son de tamaño uniforme. En las fibras naturales, la finura es uno de los principales factores que determinan la calidad. La finura se mide en micras (1 micra equivale a 1/1000 mm o 1/25400 pulg.). En las fibras manufacturadas el diámetro es controlado por el tamaño de los orificios de la hilera y por le estiramiento que se produce durante la hilatura y después de esta. Estas fibras se pueden hacer de diámetro uniforme, bien pueden ser gruesas, delgadas a intervalos regulares en toda su longitud. La finura de las fibras artificiales se mide en denier. El denier se determina pesando 9000 metros de hilo o fibra. Es el peso en gramos de esta unidad de longitud. La fibra corta se vende por denier y por longitud de la fibra, el filamento se vende por denier. El denier del hilo se divide entre el número de filamentos para obtener el denier de cada filamento. 16 Fibras Textiles Ejemplo: 40 denier en el hilo -------------------------- = 2 denier por filamento 20 filamentos La medida de 1 a 3 denier corresponde al algodón fino, cashemere o a la Lana. 5 a 8 denier es similar al algodón común, lana o alpaca, 15 denier equivale al diámetro de lana para alfombras. Fibras Variación de diámetros Algodón 16 a 20 micras Lino 12 a 16 micras Lana 10 a 50 micras Seda 11 a 12 micras Formas de Medición: F. Diametral: Medida la finura con microscopios de proyección F. Indirecta: Medido con instrumentos y métodos permeametricos micronaire para le algodón, airflow para la medición de la finura de la lana F. Gravimetrica: A través de la densidad lineal en fibras: militex, decitex, denier. O sistema indirecto: numero métrico, ingles. Importancia de la Finura: ¾ Es el factor importante desde el punto de vista textil ¾ Indicador de la comercialización de las fibras. ¾ Con fibras finas se obtiene hilos mas finos, hilos de mayor resistencia, flexibilidad y suavidad. ¾ Mayor absorción al colorante y mas aislantes del calor ¾ Desventajas: Menor resistencia a la abrasión (rose) y en el proceso de hilatura una mayor producción de neps. LONGITUD El fabricante de fibras las vende como filamento, fibra corta o cable de filamentos continuos. Los filamentos son hebras continuas y largas con longitud indefinida, que se miden en yardas o metros. Pueden ser monofilamento (un filamento) o multifilamentos (varios filamentos). Los filamentos pueden ser lisos o texturizados (con cierta ondulación). 17 Fibras Textiles Las fibras cortas se miden en pulgadas o centímetros, todas las fibras naturales son fibras cortas excepto la seda. Las fibras artificiales y sintéticas se transforman en fibra corta, cortando un cable de filamentos continuos en tramos de menores largos. Los filamentos se utilizan en telas suaves semejantes a la seda, las fibras cortadas en cambio se emplean en telas parecidas al algodón o la lana. Disposiciones espaciales o estructura espacial de la fibra: Una fibra textil se presenta sobre el aspecto de un sólido en la cual una de sus dimensiones, la longitud es el principio mucho mas importantes que todas las otras, este sólido no es necesariamente rectilíneo, ni de composición homogénea. El eje de una fibra es por definición el eje longitudinal de una fibra La sección recta de una fibra es la sección ortogonal al eje de al fibra en un punto dado. La extensión o amplitud de una fibra es la longitud de la proyección ortogonal de la fibra sobre el eje X Disposiciones espaciales en longitud: a) La fibra se encuentra torcida sobre su propio eje b) La fibra esta enrollada varias veces sobre si misma (neps o botón) Neps en la materia prima, botón al salir en el proceso. c) La fibra tiene un aspecto curvilíneo, su amplitud es inferior a la longitud. d) La fibra es enderezada parcialmente aun rectilínea queda totalmente insinuado su eje. Importancia: La evaluación de la longitud de la fibra al igual que la finura es de una real importancia técnica; mucho mas importante todavía es el conocimiento de la distribución de la longitud. 18 Fibras Textiles Mientras que la finura se le considera inmutable no pasa lo mismo con la longitud, la longitud esta sujeta a modificaciones a lo largo de las operaciones tecnológicas que se realizan sobre las fibras en su conversión de hilos y tejidos. Formas de Medición de la longitud: Método directo: sobre las fibras individuales, en el cual las fibras fueron colocadas bajo tensión definida, son medidas individualmente, no se usa industrialmente, solo para investigación. Método por pesada: las fibras son clasificadas por zonas de longitud determinada que constituyen subgrupos que luego serán pesados. Es el caso del clasificador de peines. Métodos indirectos: basados sobre la utilización de fenómenos físicos tales como la capacidad eléctrica, la célula fotoeléctrica, utilizados en los instrumentos de medición: A-L-meter, Spinlab, Wira fibre diagram CARACTERISTICAS MECANICAS DE LA FIBRA Resistencia La resistencia física de todo producto textil depende fundamentalmente de las propiedades de las fibras constituyentes. Es importante que la fibra tenga suficiente resistencia para ser trabajada y procesada por la maquinaria de hilatura y tejeduria. El termino tenacidad es generalmente aplicado a la resistencia a la tensión de fibras individuales y se expresa en gramos / denier. La resistencia se mide mediante los dinamómetros. Elasticidad Es de gran valor, facilita a la tejeduria, aumenta la duración del material y es de gran importancia en los procesos de apresto (acabado de la tela). La elasticidad es la capacidad para recuperarse de una deformación. Elongación o alargamiento de ruptura Es la longitud máxima que alcanza una fibra antes de romperse, cuando esta sometida a tracción. 19 Fibras Textiles Flexibilidad Es propiedad importante para la manufactura de hilos y tejidos para que estos puedan ser doblados y en el caso de vestimenta permita libertad de movimiento “caída de tela” Teoría de Hooke: “Elasticidad y resistencia de tracción” Si se somete una fibra al efecto de tracción esta se alarga y es posible trazar un diagrama carga alargamiento (c-a). Si la tracción sobre la fibra es incrementada hasta la ruptura se determinara entonces la resistencia y alargamiento de la ruptura “elongación”. La elasticidad es la capacidad que tiene una fibra al recuperarse para retornar a su longitud original después de la deformación de las fuerzas que causan su alargamiento. Se distingue 3 regiones: Región OA (Región de Hooke) Región AB (Región elástica) Región BC (Región post elástica) OA < AB BC < AB Si después de cesar el esfuerzo de tracción, la fibra puede regresar a su longitud inicial se dirá que la elasticidad ha sido completa. La curva de retorno no es en general idéntica a la aplicación de la carga, en este caso la carga máxima aplicada ha sido inferior a la carga de rotura. 20 Fibras Textiles La velocidad de aplicación de la carga repercute significativamente sobre la resistencia y elongación de la fibra. “La resistencia de la ruptura aumenta si la aplicación de la carga es mas rápida entonces el alargamiento correspondiente disminuye. Los aparatos que permiten indicar la resistencia y elasticidad de la tracción son los DINAMOMETROS su principio de funcionamiento es operar la tracción sobre una fibra que tiene cada uno de sus extremos cogidos por una pinza Resistencia a la flexión Esta característica es importante para determinar la resistencia al doblado, caída del tejido, combina su acción con la resistencia a la tracción de las fibras. Se encuentran dos fuerzas una la resistencia a la tracción de las capas externas a la curva de inflexión y la otra la resistencia a la compresión de la parte interna. Resistencia a la Torsión: Las fibras soportan en la hilatura esfuerzos de torsión bastante elevado, se debe precisar que las roturas ocurren al combinarse torsión con tracción durante el proceso. La medición de esta resistencia se expresan en torsiones sobre unidad de longitud. Resistencia al desgaste por frotamiento Es la destrucción resultante del constante movimiento relativo de las superficies de las fibras con relación a otras superficies fibrosas o no. Existen diferentes aparatos de medición de resistencia al frotamiento algunos tiene por finalidad controlar el efecto de frotamiento longitudinal y otros combinan simultáneamente el frotamiento y la flexión (resistencia al bucle) Propiedades fricciónales Se sabe que la fuerza F necesaria para originar un deslizamiento relativo de dos superficies es proporcional al fuerza N que mantiene estas superficies en contacto, cualquiera que sea su extensión, la fuerza necesaria para mantener el deslizamiento es menor que la que se requiere para iniciar el deslizamiento U = F/N 21 Fibras Textiles HIGROSCOPICIDAD Las fibras textiles poseen la propiedad de absorber o desalojar una cierta cantidad de humedad. La higroscopicidad se encuentra en función de la temperatura y la humedad relativa de la atmósfera en la cual la fibra se encuentra. El estado hidrométrico de las fibras se puede expresar en porcentaje de la manera siguiente: % H = (P- S) /P X 100 Porcentaje de humedad % R = (P-S)/ S X 100 Regain o reprise absoluto P = es el peso de la fibra en medio ambiente (fibra mojada) S = peso de la fibra en seco El % de humedad, se mide con relación al peso real y en el estado hidrométrico en el cual la fibra se encuentra húmeda. El % de regain, es la cantidad de agua o humedad que posee una fibra en función de su peso en seco. % de recuperación de humedad. Para el alumno. Ejemplos de aplicación: a) b) Se tiene una muestra de algodón como fibra húmeda de 100g y extraída su humedad de 91g. Hallar su % de Regain y % de humedad Se conoce que el % de regain del algodón es 8.5%, si su peso en húmedo arrojo en muestra 50g. Calcular su % de humedad. REGAIN ESTÁNDAR DE LAS FIBRAS TEXTILES Los materiales textiles expuestos al ambiente, en condiciones normales de temperatura y de humedad relativa requieren periodos variables de tiempo para alcanzar su punto de equilibrio hidrométrico, según la naturaleza u origen de la fibra Si el material es de fibra, hilo, tela liviana, es suficiente de 4 a 6 horas para lograr el equilibrio; sin embargo en tejidos densos y pesados se requiere hasta 12 horas. 22 Fibras Textiles El regain Standard de las fibras en condiciones normales de temperatura y humedad (21º C +/- 2º C y 65% +/- 2º C de HR.) Ver cuadro: TIPO DE FIBRA Algodón Hilado de algodón Tejido de algodón Rayón Viscosa Rayón acetato (secundario) Rayón triacetato (primario) Rayón cupro-amoniacal Lino Cáñamo Yute TIPO DE FIBRA Nylon Orlon Acrilan Dacron, Terylene Vidrio Dynel Lana lavada a fondo Lanas e hilos peinados con aceite Lanas e hilos peinados sin aceite Lana regenerada Seda natural REGAIN ESTÁNDAR % 8.5 7.0 – 7.5 6.5 11.0 6.5 3.5 11.0 – 12.5 12.0 12.50 13.75 REGAIN ESTÁNDAR % 4.50 1.50 1.50 0.4 – 4.5 Menos de 0.5 Menos de 1.0 17.0 19.0 18.25 17.0 11.0 REGAIN DE MEZCLAS Es ampliamente conocido que los hilos y tejidos se fabrican con una mezcla de dos o más fibras de distancia clase o procedencia, cuyo resultado, individualmente, se traduce en un cambio de “regain”. En estos casos el regain de la mezcla se calcula en función del regain de cada fibra componente, según formula: %A (Ra) + %B (Rb)+…… Rm = ---------------------------------%A + %B +……… Donde: Rm = regain estándar de la mezcla 23 Fibras Textiles Ra = regain estándar de la primera mezcla Rb = regain estándar de la segunda fibra Para el alumno: Ejemplos de aplicación: B) 1) Se tiene una mezcla con las siguientes proporciones: 30% de algodón 30% de dralon (fibra acrílica) 40% de rayón viscosa Hallar el regain de la mezcla 2) Se tiene una mezcla de 40% de rayón viscosa y 60% de acetato. ¿El regain de la mezcla será? 3) Una muestra tiene como peso en húmedo 20g y en seco 16g, se mezcla esta con algodón, mezclándola en un 30/70. Hallar su regain de mezcla. ESTRUCTURA INTERNA O MOLECULAR Las fibras están compuestas por millones de cadenas moleculares. La longitud de las cadenas, que varia a medida que cambia la longitud de la fibra se describe como “grado de polimerización” La polimerización es el proceso de unión de pequeñas moléculas o monómeros entre si. Las cadenas largas indican un alto grado de polimerización y también una gran resistencia de la fibra. Las cadenas moleculares tienen distintas configuraciones en las fibras. Cuando la cadena molecular es casi paralela al eje longitudinal de la fibra se dice que están “orientadas” cuando se encuentran distribuidas al azar se consideran “amorfas”. El término cristalino se usa para describir fibras cuyas cadenas moleculares son paralelas entre si, pero no necesariamente paralelas al eje de las fibras. 24 Fibras Textiles (a) (b) Polímeros cristalinos: (a) No orientados. (b) Orientados Propiedad de la Fibra Resistencia a la abrasión Debido a Capa exterior dura, presencia de escamas o cutícula (tenacidad) Absorbencia de humedad o regain Grupo oxidrilo, áreas amorfas Reactividad química Grupos polares de las moléculas de la fibra Cohesión, capacidad de las fibras para mantenerse juntas durante la hilatura Cobertura, es la capacidad de ocupar espacio para el resguardo o protección Elasticidad retardada; se recupera gradualmente de una deformación Capacidad de tintura Elasticidad Resultado en tela y tejido Durabilidad, resistencia a la abrasión, resistencia al separase Comodidad, calor, repelencia al agua, absorbencia, acumulación estática, facilidad de teñido, encogimiento, resistencia a las arrugas, Cuidados de limpieza y blanqueo, capacidad de aceptar acabados ácidos o alcalinos Rizado o torcido Resistencia al deshilachado Rizado, forma en la sección transversal Calor en el tejido o tela Ausencia de cadenas laterales, enlaces entrecruzados, enlaces fuertes, poca orientación Áreas amorfas y áreas receptoras del teñido Estructura molecular; cadenas laterales, enlaces entrecruzados enlaces fuertes. 25 Rayas longitudinales en el teñido y aparición de manchas de color en la tela Estética y solidez del color Facilidad en el procesado de telas, resiliencia, Fibras Textiles Propiedad de la Fibra Debido a Conductividad eléctrica Estructura química : grupos polares Alargamiento de fibra, varia de acuerdo a la temperatura y si se encuentra seca o húmeda Enfieltramiento, capacidad de entrelazarse las fibras unas con otras Inflamabilidad, capacidad de encenderse o apagarse las fibras Tacto en la forma: sedosa, áspera, suave, quebradiza, seca Conductividad térmica: capacidad de conducir calor alejándolo de un cuerpo Sensibilidad al calor, capacidad de reblandecerse, fundirse o encogerse cuando se le sujeta al calor Rizado de la fibra, estructura molecular, orientación molecular en el rizado Resultado en tela y tejido La mala conductividad hace que las telas se pequen al cuerpo, produce descargas eléctricas. Mayor resistencia al desgaste, menos quebradiza, proporciona juego y elasticidad Estructura escamosa en la lana Cuidado en el lavado del tejido o tela Composición química Los tejidos y telas se queman Forma en la sección transversal, rizado, diámetro, longitud. Rizado, forma en la sección transversal, el calor hace vibrar a las moléculas Tacto de la tela y tejido Calor Hay menos fuerzas intermoleculares y enlaces cruzados Determina las temperaturas seguras para el lavado y planchado Lustre es la luz que se refleja en una superficie Suavidad, longitud de fibra, forma plana o lobular de la fibra, diámetro Lustre en el tejido Resiliencia: capacidad de volver a su espesor original después de comprimir la fibra Rizado de la fibra, rigidez Antiarrugas, o tela o tejido de fácil arrugamiento Resistencia al moho y a la polilla Baja absorción, la molécula no tiene azufre Resistencia, capacidad de soportar un esfuerzo expresada como resistencia a la tracción Estructura molecular, orientación, cristalinidad, grado de polimerización Resistencia a la luz solar, capacidad de soportar la degradación por efecto de la luz solar directa Composición química 26 Cuidado para el almacenamiento de las telas o tejidos. Durabilidad resistencia al desgarre, es posible hacer telas mas transparentes con fibras mas finas y fuertes Durabilidad de cortinas. Muebles exteriores, alfombra para exteriores Fibras Textiles CLASIFICACION DE LAS FIBRAS TEXTILES A) DE ACUERDO A SU ORIGEN Fibras Naturales: Proporcionadas por la naturaleza en forma fibrosa, lista para su aprovechamiento. Se subdividen en: 1. Fibras Vegetales: Tienen como base fundamental la CELULOSA sustancia fundamental que forma la estructura del mundo vegetal. Siendo la más importante el algodón, entre otras tenemos: lino, cáñamo, yute, ramio, cabuya, sisal, etc. 2. Fibras Animales: Son aquellas cuya sustancia básica es la PROTEINA, la cual compone la mayor parte del cuerpo animal. Entre ellas tenemos: La lana que proviene de la oveja y los denominados pelos: camélidos como: alpaca, vicuña, llama, guanaco, camello. Caprinos como: el mohair, cabra, angora, cashemere. Leporidos como: conejo, cuy. Lepidópteros como los gusanos cuya larva producirá la seda. 3. Fibras Minerales : Son de limitada importancia en la industria textil: la fibra mas importante es el asbesto con la que desarrollamos telas con propiedades aislantes y antiflamantes. Fibras Manufacturadas: Creadas por el hombre, se dividen en 1. Artificiales o Semisinteticas o Regeneradas: Son aquellas que provienen de la transformación por vía química o física de productos de base natural, sin originar una alteración química profunda. Ejemplo: Fibras de base celulosica: rayón Viscosa Fibras de base ester – celulosa: rayón Acetato Fibras de base proteica: soya, maní, lanital, etc. (ya no se utiliza) Fibras de base alginatos: algas. 2. Sintéticas: Son de material nuevo, inventado por el hombre y realizado por síntesis. Se ha realizado un cambio químico profundo, se distinguen: 27 Fibras Textiles Poliamidas: (nylon) perlon. Poliacrílicos: dralon, orlon, Poliéster: dacron Polipropilenicas Polietilenicas Polivinilica Elastómeros. B) DE ACUERDO A SU PRESENTACION Fibras Continuas: o filamentos capilares sintéticos y artificiales, ejemplo: gusano de seda (teóricamente de longitud ilimitada). Fibras Discontinuas: Teóricamente fibras de longitud limitada: a) Fibras largas: Lanas, pelos, y fibras manufacturadas cortadas a la longitud de la lana. b) Fibras Cortas: algodón y fibras manufacturadas cortadas a la longitud del algodón. CLASIFICACION DE FIBRAS NORMADA 1) Fibras Naturales Vegetales: Tallo: cáñamo, yute, etc. Fruto: coco Hojas: maguey, abaca, sisal Raíz: zacaten Semilla: algodón. Animales: Lana: (oveja) Pelo: alpaca, vicuña, conejo, mohair, camello, etc. Seda: de la oruga Minerales: Asbesto 28 Fibras Textiles 2) Fibras manufacturadas: Orgánica: a) Regeneradas o artificiales Animales: proteicas Vegetales: Celulosica (rayón) Alginicas (algas) Proteicas (soya) Caucho. b) Sintéticas Poliéster, poliamida, acrílico, polipropileno, polietileno, poliacrilonitrito, polivinilo, poliuretano, aramida, modacrílica, clorofibra, fluorofibra, Inorgánica: Metal, sílice, vidrio. DEFINICIONES NORMADAS Las fibras naturales: son las fibras textiles que se obtienen de la naturaleza y obtenidas de los vegetales, animales o minerales. Fibras manufacturadas: Son las fibras textiles hechas por el hombre Fibras Sintéticas: Son las fibras manufacturadas obtenidas por la polimerización de monómeros orgánicos. Fibras regeneradas: son las fibras manufacturadas obtenidas por la transformación química de polímeros orgánicos naturales. 29 Fibras Textiles PRINCIPALES ABREVIATURAS DE LAS FIBRAS TEXTILES Fibras Naturales Fibras Animales WP Alpaca WA Angora WK Pelo de camello WS Cashmere WL Pelo de llama WO Lana WM Mohair WG Vicuña SE Seda Fibras Vegetales CO Algodón KP Kapoc, Fibra de coco LI Lino RA Ramio, Cáñamo JU Yute SI Sisal Fibras Minerales Amianto Fibras Químicas Fibras Artificiales ALG Alginato, Elastodieno CA Acetato CTA Triacetato CUP Cupro CLY Lyocell, CMD Modal, Polinósica CV Viscosa Fibras Sintéticas PE Polietileno PP Polipropileno, Fluorofibra PAN Acrílica MAC Modacrílica CLF Clorofibra EA Elastano PA Poliamida AR Aramida PES Poliéster, Elastodieno Otras Fibras Químicas GL Fibra de vidrio CF Fibra de carbono ME Fibra métalica 30 Fibras Textiles CAPÍTULO II Fibras de Origen Vegetal 31 Fibras Textiles 32 Fibras Textiles Fibras Celulosicas DEFINICIÓN La sustancia que posibilita la utilización textil de los vegetales, es la CELULOSA, que se halla en su parte leñosa determinando la estructura de los vegetales, al igual que la proteína lo hace en los animales. La celulosa es el hidrato de carbono mas abundante de la naturaleza y de mayor importancia industrial, polisacárido, es decir, constituido por 4 o mas moléculas sencillas de monosacáridos que constituyen una macromolécula o polímero. Estas macromoléculas dan lugar a fibrillas dispuestas concéntrica y helicoidalmente sobre el eje perpendicular, larga y bien paralelas y vecinas entre si. Las macromoléculas periféricas de cada fibrilla se ligan químicamente entre si, dando solidez a la fibra, que es inelástica. Es por ello que al estirarlas o doblarlas, las fibrillas rompen sus ligamentos laterales y no retornan o lo hacen con gran dificultad a su posición original. Son en cambio flexibles debido a las uniones moleculares dentro de cada macromolécula. La fibra celulosica tiene en general resistencia térmica excelente, no presenta el fenómeno de electricidad estática, tiene afinidad al teñido, sensible al ataque de hongos y bacterias, moderadamente resistentes a la luz e intemperie, absorben la transpiración sin producir alergias y se secan con lentitud. Las fibras naturales de celulosa se clasificando acuerdo a la parte de la planta de la que provienen: Fibras de Semilla Fibras de tallo Fibras de hojas Fibras de frutos Algodón Lino Abaca Coco Kapok Cáñamo Sisal Piña Galgal, etc. Yute, ramio, etc. Rafia, etc. Madrás, etc. Las fibras difieren en estructura física pero son similares en composición química. La distribución de la cadena molecular en las fibras aunque semejante, varía en orientación y longitud. Las telas obtenidas de estas fibras tendrán por lo tanto aspectos distintos y su tacto será diferente pero en principio reaccionan en la misma forma ante los productos químicos y requieren del mismo cuidado. Estructura de la Celulosa: La unidad básica de la molécula de celulosa es la unidad de glucosa, que es la misma para fibras naturales y regeneradas. La unidad de glucosa esta constituida por los elementos químicos: carbono, hidrogeno y oxigeno. 33 Fibras Textiles Naturaleza química de la Celulosa: La reactividad química de la celulosa se relaciona a los tres grupos oxidrilo (grupos OH) de la unidad de la glucosa. Estos grupos reaccionan rápidamente ante la humedad, los colorantes y acabados especiales. Los productos químicos como los blanqueadores que provocan la descomposición de la cadena molecular de la celulosa, casi siempre atacan al átomo de oxigeno y provocan en el una ruptura. La molécula de celulosa es una cadena lineal larga de unidades de glucosa. La longitud de esta cadena es un factor que influye en la resistencia de la fibra. Propiedades textiles comunes en todas las fibras de celulosa PROPIEDADES TEXTILES Buena absorbencia Buen conductor del calor Capacidad de soportar temperaturas elevadas Baja resiliencia Carece de volumen. Puede elaborarse hilos compactos Buen conductor de la electricidad. Alta densidad Dañadas por ácidos minerales pero poco afectadas por ácidos orgánicos Resisten a las polillas Atacada por lo hongos Inflamabilidad Resistencia moderada a la luz solar IMPORTANCIA EN SU APLICACIÓN Adecuada para prendas de verano, toallas, pañales, pañuelos, etc.Telas delgadas, frescas para el verano Las telas pueden hervirse o tratarse en autoclaves para esterilizarlas. No se requieren precauciones especiales durante el planchado Las telas se arrugan considerablemente a menos que se le de un acabado para evitarlo Caída de tela y tejido, compacto, ligero. No acumula cargas electrostáticas. Sus telas y tejidos se sientes más pesadas que otras confeccionado con otras fibras. Las manchas de frutas deben eliminarse de inmediato de una prenda para evitar que se fijen Se puede almacenar Las prendas sucias no deben guardarse húmedas Las fibras de celulosa se encienden con facilidad, arden dejando un brillo anaranjado, dejando una ceniza grisácea Si se usa en cortinas estas deben forrarse. 34 Fibras Textiles EL ALGODÓN Procedencia: La fibra se obtiene de las cápsulas o bellotas de la planta que al desecarse y abrir da el producto primario denominado algodón en rama, compuesto de fibra y semilla que se separan al desmotarse. Las características de la planta como del algodón obtenido dependen fundamentalmente de las condiciones de clima y especie cultivada. Algodón natural Algodón ecológico Estructura de la fibra: La fibra de algodón tiene la forma de una cinta plana con bordes redondeados, retorcida sobre si misma y de 13 a 45 mm. de longitud. Su finura oscila de 20 a 40 micras. El diámetro disminuye de la base a la punta. En la planta tiene un color amarillento y en su sección tiene un aspecto arriñonado. Morfología longitudinal y seccional de la fibra 35 Fibras Textiles Partes que la conforman: 1. 2. 3. 4. Cutícula: es la pared exterior de la fibra, película muy fina que esta compuesta por sales y grasas y permite protegerla del agua. Pared primaria: protege al algodón de la acción de los ácidos que usualmente atacan a la celulosa. Pared secundaria: Compuesta de anillos o fibrillas en espiral de celulosa. Lumen: O canal central varia de diámetro según sean la fibra madura e inmadura. De acuerdo a su madurez se destina su uso. Propiedades Físicas del algodón: Finura Depende del espesor de la pared secundaria de la fibra, la mayor parte de los algodones tienen una finura comprendida entre 3.3 ug/ “que quiere decir que una fibra de 1” de longitud pesa 3.3 microgramos. “Métodos de medición”: permeametrico (micronaire), directo o microscópico, y gravimetrico El comportamiento del algodón durante el procesamiento en la conversión de fibras a hilos, así como las características técnicas de hilos y tejidos, es grandemente influenciado por la finura de las fibras. Dependiendo del grado de finura de las fibras de algodón, se tienen dos calidades de hilos bien definidos. • • Hilos cardados, provenientes de fibras gruesas e Hilos peinados, provenientes de fibras finas La finura y madurez de las fibras de algodón están íntimamente relacionados entre si, es decir a mayor grado de madurez, fibra fina y a menos grado de madurez, fibra gruesa. De ahí que en el algodón existan dos clases de finura: 36 Fibras Textiles • • La que se refiere al diámetro de la fibra, que varia con la clase de algodón y se conoce como finura intrínseca y La que se refiere al grosor de la pared secundaria o finura de madurez. Madurez del Algodón La madurez no es un estimado de la fibra de algodón, durante el periodo de crecimiento entre la floración y el recolectado, sino simplemente la medida del espesor o grosor de la pared secundaria de la fibra, de modo que una fibra se considera Madura: cuando entre el núcleo y la pared primaria hay un depósito normal de las camadas de celulosa para formar la pared secundaria, cumpliéndose la siguiente relación: a + b >= 2c a + b < 2c Madura Inmadura Vista Transversal de la Fibra Método para determinar la madurez del algodón Consiste en tratar las fibras con una solución al 18% de soda cáustica (Naoh), el cual producirá en la fibra de algodón un hinchamiento diametral de las fibras. Se realiza el corte transversal de la fibra, colocándola en un portaobjeto y sobre el un cubreobjeto. En uno de los extremos se pone una o dos gotas de la solución cáustica, se comprimen las burbujas de aire y las fibras quedan impregnadas con la solución. 37 Fibras Textiles El espécimen se coloca en el microscopio a 500 aumentos y se observa. El resultado se expresa como porcentaje de madurez por la siguiente formula: % de madurez = FT - FI ×100 FT Donde: FT numero total de fibras examinadas FI numero total de fibras inmaduras Clasificación del algodón por su grado de madurez: Porcentaje Clasificación Arriba de 85 Madura 76 – 85 Promedio 66 – 75 Inmadura Menos de 66 Muy inmadura Longitud Es una característica importante en la industria textil, dependiendo de ello se puede fabricar hilos finos o gruesos, en función de su longitud. La longitud de las fibras de algodón se mide en milímetros o en pulgadas. De acuerdo a su longitud, las fibras de algodón se clasifican en: • • • • Largas Medianas Cortas Muy cortas 34 a 50 mm 26 a 33 mm 22 a 25 mm menos de 22 mm Clasificación de los algodones peruanos: • • • • • Extralargos: Largos: Medianamente largos: Medianos: Cortos: 35.04 mm o mas 28.58 – 33.30 mm 26.98 – 27.78 mm 20.64 – 25.4 mm menos de 20.64 mm 38 Fibras Textiles Resistencia Es la fuerza que opone la fibra a la rotura. Ordinariamente cuando aumenta la resistencia aumenta también la elasticidad. A primera vista puede parecer que de las fibras muy resistentes se obtendría necesariamente hilos de la misma condición, esto seria real siempre y cuando se trabaje con fibras de la misma finura pero en la practica sucede que la fibra de mayor diámetro es mas resistente que de la de menor diámetro y que al mezclarse entre ellas para formar el hilo, va a ocurrir otro fenómeno llamado “numero de fibras por sección” que al tener este menos cantidad de fibras por sección, habrá menos cohesión entre ellas y consecuentemente menos resistencia. La humedad mejora la resistencia del hilado, aumentándola en un 20% aproximadamente. Brillo y Sedosidad Depende exclusivamente del estado de la cutícula de la fibra, influyendo muchísimo su grado de madurez. Los algodones brillantes son más suaves al tacto que los algodones mates. Limpieza El algodón contiene ciertas impurezas o materias extrañas como tierra, polvo, residuos de cáscara, fragmentos de hojas, etc. Cuanta más impureza contenga el algodón mas bajo será su valor comercial. Higroscopicidad El algodón contiene en su estado normal una cierta cantidad de agua, formando una especie de combinación en la fibra. En CN el algodón absorbe humedad del 7 al 8% Variedad De Algodones Peruanos • Algodón Tanguis: El agricultor Fermín Tanguis experimento con 40 diferentes variedades de semilla durante 4 años en el valle de Pisco, descubriendo así un nuevo tipo de algodón, con una fibra lustrosa y uniforme. Sus características son bien definidas: Color blanco, buena madurez, bajo contenido de neps, fibra larga con un micronaire promedio. El algodón se cultiva en nuestra costa y su longitud de fibra varía de: 29.36mm a 32.54mm • Algodón Pima: Introducido en nuestro país en 1918 por el agricultor peruano Emilio Hilbeck Seminario, esta variedad se adapta particularmente en Piura, debido a sus condiciones climáticas, su semilla deriva de la variedad egipcia. 39 Fibras Textiles Su fibra provee en textura: brillo, lustre y características físicas: finura y resistencia. • Algodón Supima: Algodón de fibra larga, cultivado en la región norte, se introdujo al país proveniente del estado de Arizona. Su longitud varia de 34.925 mm a 38.10 mm Algodón áspero: Se produce bajo lluvia en los diferentes valles del departamento de San Martín y Huanuco, situados en la llamada ceja de selva. • • Algodón del Cerro: Variedad introducida al país por el ingeniero Víctor Larrabure del Campo en 1957. Se produce en especial en el departamento de Lambayeque y en la costa norte del Perú. Propiedades Químicas del algodón: Las fibras de algodón están constituidas por celulosa casi pura, además contiene especialmente en su superficie otras sustancias como grasas y ceras que le brinda una cierta impermeabilidad al agua y humedad. La composición química es: • • • • • Celulosa pura: Agua Materia nitrogenadas Ceras y grasas Minerales 91.2% 7.6% 0.6% 0.4% 0.2% Comportamiento del algodón en el agua: El agua no perjudica al algodón, ni en ebullición, el agua y la humedad le favorecen aumentando en aproximadamente 20% su resistencia. Comportamiento del algodón en el calor: El algodón soporta durante largo tiempo temperaturas de hasta 160oC. Por encima de esta temperatura comienza a amarillentarse iniciando su descomposición y a los 240oC ya se forman gases para acabar carbonizándose. Comportamiento del algodón en los ácidos: Los ácidos inorgánicos concentrados disuelven al algodón sobre todo en caliente con mayor rapidez. El H2SO4 por ejemplo en solución diluida al 1% momentáneamente no ataca a la celulosa pero si se deja secar con residuos, la celulosa se convierte lentamente en hidrocelulosa perdiendo la fibra su resistencia física. Comportamiento Del Algodón En Los Alcalis: Los álcalis no atacan al algodón, más bien al tratar la fibra con ellos, esta mejora su aspecto físico. Ejemplo el mercerizado con soda cáustica provoca un hinchamiento diametral de la fibra produciéndole brillo y suavidad al material. 40 Fibras Textiles DENSIDAD LINEAL DE FIBRA La densidad lineal es un termino bastante empleado para definir la finura en este caso de fibra, es el aplicado en el método de finura gravimetrica. Por definición es la relación de dos unidades fundamentales: longitud y peso. En Inglaterra y otros países emplean el sistema métrico para expresar la finura del algodón. El peso es una cienmillonésima parte del gramo y la unidad de longitud es un centímetro. Resultando 10-8 g/ cm. = 1 militex De este modo cuando se dice finura 136 militex, debe interpretarse 136 x10-8 g/cm. O 0.00136mg/cm. En Estados Unidos, se expresa la finura de las fibras como el peso de la fibra por pulgada, unidad de peso es el microgramo (un millonésimo de gramo) y la unidad de longitud es la pulgada. Resultando 10-6 g/pulg = 1 micronaire “Conversión de sistema americano a sistema ingles y visceversa en densidad de fibras” Mtex = micronaire x 39.37 Micronaire = militex x 0.0254 Para el alumno: Deducir los factores de conversión de un sistema a otro 39.37 y 0.0254 41 Fibras Textiles EJEMPLOS DE APLICACIÓN a) b) A una muestra de algodón tanguis se evaluó su finura, resultando en el Wira Cotton, finura: 5,0 micronaire. Hallar su equivalente en militex Una muestra de algodón tiene una finura de 200 x 10-8 g/ cm. Hallar su equivalente en el sistema americano “Conversión de micronaire a denier y visceversa”: Tdf = micronaire x 0.35433 Micronaire = Tdf / 0.35433 Para el alumno: deducir el factor de conversión: 0.35433 EJERCICIOS DE APLICACIÓN a) Convertir la finura de 4,9 ug/pulg a Tdf b) Se tiene una finura de 220 mtex convertir a Tdf 42 Fibras Textiles Clasificación de los algodones por su finura Los estándares empleados en la industria textil para la evaluación de las fibras de algodón con respecto a su finura, han sido desarrollados y publicados por el departamento de agricultura de los EEUU y se dan en la siguiente tabla: Estándares para evaluar los algodones de acuerdo a la finura MICRONAIRE Menos de 3,0 2.8 a 3.9 4.0 a 4.9 5.0 a 5.9 6.0 a mas DENIER Menos de 1,0 1.0 a 1.4 1.4 a 1.7 1.8 a 2.1 2.1 a mas CLASIFICACION Muy fino Fino Medio Grueso Muy grueso Cuadro de los algodones peruanos y sus características físicas VARIEDAD LONGITUD DE FIBRA RESISTENCIA pressley FINURA COLOR Tanguis 29.36mm a 32.54mm 86000 a 88000 4.6 a 6.12 blanco Pima 38.10mm a 41.27mm 92500 a 95000 3.3 a 4.0 Blanco cremoso 33.33mm a 36.51mm 36.51mm a 39.69mm 95000 a 100000 96000 a 100000 33.33mm a 36.51mm 92000 a 95000 3.6 a 3.8 Blanco 80000 6.5 Blanco oscuro 90000 a 99000 5.5 a 6.4 Blanco Supima Karnak Del cerro Áspero LMG 26.19mm a 26.98mm 30.16mm a 31.75mm 3.5 a 4.2 3.6 a 4.2 Blanco cremoso Blanco cremoso GRADOS 2, 2 inf. 2 ½. 2 ½ inf. 3, 3 inf. 3 ½,3 ½,inf. 4, 4 inf. 5, 5 inf. 6, 6 inf. 7, 7 inf Extra 1, 1 ¼, 1 1/4inf,1,1/2, 1 ½, inf. 1 ¼, 1 ¼ inf. A base del algodón pima 1, 1 ½, 1,1inf. 1 1/4, 1 ¼ inf. 1 ½, 1 ½ inf. A base del algodón tanguis A base del algodón tanguis Para el alumno: Clasificar los algodones peruanos según su longitud y convertir su finura micronaire a los otros sistemas 43 Fibras Textiles VARIEDAD LONGITUD CLASIFICACION Tanguis Pima Supima Karnak Del cerro Áspero LMG 44 FINURA micronaire FINURA mtex FINURA tdf Fibras Textiles CAPITULO III Fibras Proteicas 45 Fibras Textiles 46 Fibras Textiles Fibras de Origen Animal DEFINICIÓN Las fibras proteicas naturales son las de origen animal; la lana y los pelos especiales y la seda que es la secreción del gusano de seda son las principales fibras textiles de este origen. Muchas de las fibras proteicas naturales tienen gran prestigio en la actualidad. Dentro de esta categoría se encuentran la seda, vicuña, cachemira, alpaca, etc. Las fibras proteicas artificiales ya no se producen en los EEUU. Durante las décadas de 1940 y 1950 se produjeron el Aralac, de caseína de leche y el Vicara a base de maíz, pero estas fibras no tuvieron éxito porque son demasiado débiles para utilizarse solas y muy costosas para competir con las fibras para mezclas en particular con el rayón y el acetato. Propiedades comunes de todas las fibras proteicas: PROPIEDADES IMPORTANCIA PARA EL CONSUMIDOR Resiliencia Resisten el arrugamiento. Las arrugas desaparecen al colgar las prendas Higroscopia Confortables en clima fresco y húmedo. La humedad evita que las alfombras se haga quebradiza Mas débiles al estar húmedas Manejar con cuidado durante el lavado. La seda pierde alrededor del 15% de su resistencia Peso especifico Las telas se sienten mas ligeras que las celulosas que tiene el mismo espesor Dañadas por los álcalis Utilizar jabón o detergente neutro o ligeramente alcalino. El sudor debilita a la fibra Dañadas por los agentes Los blanqueadores a base de cloro dañan la fibra y no se deben usar Oxidantes La luz solar hace que las telas blancas se tornen amarillentas Dañadas por el calor seco Resisten a la llama La lana se hace rígida y quebradiza y se chamusca con facilidad con el calor seco. Utilizar vapor. La seda blanca y la lana se amarillenta No se queman con facilidad son autoextingibles, tiene olor a cabello quemado y forman una ceniza negra triturable. 47 Fibras Textiles Diferencias entre la Seda y la Lana SEDA LANA CHON CHONS Cadena de polipéptidos alargadas Cadena de polipéptidos dobladas Alta cristalinidad Mas áreas amorfas Fibra sólida Cuatro partes en la fibra capa exterior escamosa Lisa Fibra ondulada con ondulación molecular Casi siempre filamento Solo fibra corta IMPORTANCIA PARA EL CONSUMIDOR La lana es atacada por polillas y escarabajos La lana es mas elástica y resistente La seda es fuerte y la lana es mas absorbente La lana se encoge y afieltra La lana es mas caliente y resiliente. La seda es mas lisa y lustrosa La lana tiene pelillo, la seda es lisa LANA La lana como las demás fibras naturales proteinícas, esta sujeta a variaciones en sus dimensiones de diámetro y longitud. Estos factores obedecen a factores de naturaleza genética y del medio ambiente, dependiendo del grado de mejoramiento que exhibe un rebaño y de los cuidados de manejo y disponibilidad alimenticia de que goce el mismo. La lana fue una de las primeras fibras que se transformaron en hilos y telas, antes de la revolución industrial cuando las fibras se hilaban a mano. Nuestras razas se pueden catalogar como muy variadas en cuanto a su longitud y finura estas características son de gran importancia en la industria textil, como ya lo hemos estudiado anteriormente y se clasifica y cataloga la fibra según esta característica después de su esquila 48 Fibras Textiles Origen: La lana es una fibra animal (proteica) producida por la oveja. Luego de doce meses de crecimiento sobre el animal, la fibra es cortada (esquilada). Luego de apilada en forma de vellones se procede a su clasificación, tarea delicada y que requiere personal preparado. Así se separan del vellón las puntas amarillas provenientes de los sectores en contacto con los órganos urinarios y de defecación, las patas, partes inferiores de las extremidades (lana muy gruesa y áspera), la zona del cuello, y las barrigas provenientes de la panza de la oveja que son normalmente finas y cortas. Las lanas finas son cortas de ondulación pequeña, suaves al tacto y poseen elevada proporción de grasitud .Las lanas gruesas son largas, de ondulación amplia, de poca suavidad y menor grasitud. Clasificada la lana se le envía a los lavaderos, el batido es el pasaje previo al lavado, este proceso permite eliminar parte de la tierra y abrir los mechones para permitir la penetración del agente limpiador, se efectúa con una maquina llamada batidor o lobo. Luego del batido se procede al lavado que se efectúa con agua caliente y detergentes especiales en un conjunto de bateas llamada Leviatán. Por este procedimiento se separa la grasa de lana (lanolina), tierra, etc. Que se precipitan al fondo de las bateas. En estado sucio, la lana se conserva bien por largo tiempo, aun almacenada en condiciones deficientes. En cambio una vez lavada, la excesiva humedad o eventual mala ventilación de los almacenes puede ocasionar la aparición de típicas fungosidades amarillentas que dañan la fibra y pueden dejarla insensible. 49 Fibras Textiles Una vez lavada la lana se le somete al secado. Puede secarse directamente al sol o por medios mecánicos, en una amplia cámara (estufa) u horno con circulación continua de aire caliente, a través del cual va pasando la fibra. Factores De Calidad Muy aparte de los factores principales que clasifica la calidad de la lana en cuanto a su hilabilidad como son: finura y longitud. Se encuentran también los factores secundarios que cuentan para su clasificación visual como son: Color, tacto o suavidad, estado de apertura y limpieza. Bajo estos aspectos se tiene que tener presente factores que intervienen y arriesgan la calidad de la fibra como son la presencia del color amarillo canario en el vellón del animal: a) Amarillo infeccioso atacando lana en crecimiento b) Amarillo infeccioso en punta y base de la mecha Amarillo Infeccioso Canario: Es el de mayor incidencia y produce un color amarillo intenso muy vistoso. Extraordinariamente firme ante los lavados y disolventes, constituye el mayor problema para la industria. Falsa Garrapata del Ovino (Melophagus Ovinus): El melófago es un parásito permanente y obligado del ovino, limitado a las áreas del país con clima más frío, con especial difusión y altas cargas en la Patagonia. Este ectoparásito mide de 3 a 6 mm de longitud y presenta un color rojo-marrón, tres pares de patas desarrolladas y alas rudimentarias. Nace de una larva blanca encerrada en una membrana suave que se endurece y se pega a la lana con una sustancia muy dura de la cual emerge el parásito adulto dentro de los 19 a 24 días. Este vive aproximadamente unos tres meses, alimentándose de sangre (hematófago) y produciendo una intensa irritación. 50 Fibras Textiles Aunque reconocido en el país hace 50 años, no ha generado campañas de control ni ha sido incluido en programas sanitarios de los establecimientos, probablemente porque las lesiones causadas y los daños económicos han sido subestimados El impacto económico en ovinos parasitados es enorme. Se citan casos de disminuciones en los pesos de vellón sucio por mordisqueo del orden del 12 % y hasta un 10 % de menor desarrollo en los animales afectados. Entre los métodos de tratamiento más eficaces se reconocen a los baños por inmersión o aspersión con piretroides sintéticos luego de la esquila y a la administración por vía parenteral de endectocidas Daños por melófago ovino en lanas merino. Contaminación de las Lanas Las características de calidad de una lana están relacionadas con las condiciones en las que es producida; sin embargo, por diferentes razones se pueden producir contaminaciones con elementos de la más diversa índole, que la deprecian en mayor o menor medida. Durante el proceso de producción puede ocurrir algún tipo de contaminación natural, como son las "puntas quemadas" o por la materia vegetal de las pasturas o por el uso de algún producto químico necesario para el cuidado de la salud de la majada. Por otra parte, las lanas pueden ser objeto de otro tipo de contaminación llamada contaminación evitable, por ser producto de la negligencia del hombre, como son las producidas por fibras sintéticas de envases, yute, por fibras animales o por el uso de pinturas no apropiadas. 51 Fibras Textiles b) El deshilachamiento del envase contamina la lana. a) Lana en un envase de plástico roto Puntas Quemadas.- Las puntas quemadas no son propiamente contaminación, sino una circunstancia natural en la vida de los animales. una La orina y las heces manchan o pigmentan la lana de un color marrón oscuro o casi negro, que es más grave en las hembras por afectar la región perineal, que en los machos, en donde está limitada a la barriga. Si no se toman medidas para separar estas lanas de las partes del vellón que no están afectadas, se perjudica toda la lana vellón, ya que en el lavado, cardado y peinado, se mezclan las fibras oscuras con las blancas. La solución para este problema consiste en realizar previo a la esquila un correcto descascarriado. Borrega antes y después del descascarriado 52 Fibras Textiles Clasificación de lanas en el Perú La clasificación de las lanas en el país, se hace mediante un patrón adoptado por el sistema ingles o Bradford, el mismo que usa el “count” para expresar la finura de la lana SISTEMA DE CLASIFICACION DE LANAS PERUANAS CARACTERISITCAS Y EQUIVALENCIAS EN EL SISTEMA INGLES O BRADFORD MICRAS CALIDAD SISTEMA INGLES 19.2 – 20.5 AAAA 70’S 20.6 – 24.9 25.0 – 26.4 26.5 – 27.7 AAA AA A 60 -64’S 58’S 56’S 27.9 – 30.9 B 50- 54’S 31.0 – 34.3 C 48 – 46’S CARACTERISTICAS Merino extra fino, mechas largas mas de 5cm Mecha firme sin kemp “ No muy sucio Mechas largas mas de 7cm Mechas firmes y sin kemp no muy sucias ITINTEC, para establecer las normas de clasificación toma en cuenta las siguientes definiciones: • • • • • Lana: es la fibra proveniente del vellón del ovino Count: Termino ingles que indica el grado de finura de la lana, equivalente a la numeración o titulo del hilo de lana del sistema indirecto Worsted, en que la unidad de longitud es una madeja de 560 yardas y la unidad de masa es una libra. Breech: Termino ingles que se refiere a la fibra de lana altamente medulada gruesa y larga que crece mas en la pierna pero que también puede difundirse en otras partes del vellón. Locks: termino ingles con que se denomina a las mechas de lana de pequeño tamaño y sucias. Kemp: Termino ingles, fibra de lana muy medulada, corta y gruesa de condición quebradiza. 53 Fibras Textiles Calidades del Vellón 6 6 5 3 5 3 6 2 6 1 4 1 5 7 6 6 5 7 7 6 7 ESQUEMA CON LA REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LAS CALIDADES DE LANA DE LAS DIFERENTES REGIONES, ENUMERADAS DESDE 1 (LA MEJOR) HASTA 7 (LA INFERIOR) 54 Fibras Textiles PUNTA DE LA LANA SÓLO LA LANA QUE RECIEN INICIA SU CRECIMIENTO (LANA DE CORDERO) POSEE PUNTA O TERMINACIÓN LIBRE. CAPA CUTICULAR DE LA LANA LANCASTER SOUTHDOWN MERINO MERINO EXTRA FINO Estructura longitudinal de las principales razas lanares 55 Finura según regiones 56 46 s 50 s 56 s 36 s 40 s 44 s 46 s 56 s 60 s I II 46 s 48 s 50 s 64 s 70 s 64 s Fibras Textiles 56 s 56 s Fibras Textiles Principales Razas de Ganado Lanar Raza Merino Es la mas importante y famosa por su finura. De color blanco o blanco amarillento, rizada en zig-zag y con ondas muy pequeñas, su fibra tiene una longitud que varia entre 2.5 cm. y 12 cm. La lana se encuentra muy densa o apretada. El peso del vellón es de aproximadamente de 2 a 3 Kg., viene cargado de suciedad, como arena, tierra, materias vegetales mezcladas con grasas. Raza Lincoln El carnero es de gran porte, la lana es larga, fina y brillante, en longitud varia entre los 12 y 35cm. Raza Corriedale: Es el resultado del cruce de la raza Merino con la raza Lincoln. Su longitud varia de 8 cm. a 25cm, con una finura de 70’s – 48’s (finura inglesa) 57 Fibras Textiles Clasificación de acuerdo a Raza: A) Finas (62’s – 80’s): Se encuentran: Merino española, Rambovillet, merino australiano Merino española B) Rambovillet Medias (58’s): Razas como: Hamsphire, Shoshire Hamsphire 58 Merino australiano Fibras Textiles C) Cruzas: Razas como: Corriedale, Columbia, Junín Corriedale D) Columbia Largas (40’S): Razas como: Lincoln, Leicester Lincoln E) Junín Leicester Alfombra (100 u): Razas como: criollo, navajo, churre Criollo Churre 59 Fibras Textiles Ibérica Xalda Estructura de la Fibra Compuesta de tres capas diferentes VISTA TRANSVERSAL a) Epidermis: Es la capa escamosa que envuelve exteriormente y protege a la fibra. En las lanas finas las escamas cubren por completo el eje de la fibra y cada una se superpone a la parte inferior de la anterior como las partes de un telescopio. En las lanas medias y gruesas la distribución de las escamas se asemeja a las tejas en un techo o a las escamas de un pez. Los extremos libres de las escamas se proyectan al exterior y apunta hacia la punta de la fibra. Provocan irritación en la piel de algunas personas. El revestimiento de escamas da a la lana su resistencia a la abrasión y su propiedad de enfieltrarse. Esta capa proporciona la repelencia al agua de las fibras 60 Fibras Textiles b) Corteza: Es la porción principal de la fibra que determina las propiedades químicas y físicas de la misma. Las células corticales que la conforman contienen una composición química algo diferente y reaccionan en distinta forma a la humedad de la lana, se considera una fibra natural Bicomponente. Un lado de la fibra se hincha cuando la fibra se humedece y esto provoca una disminución en su ondulación natural y cuando la fibra se seca, la ondulación se recupera. Estas células corticales son células alargadas fusiformes que contienen queratina y a su vez contienen estas la melanina que es un pigmento colorido que da a la lana un color natural. c) Medula: Llamada también capa interna, forma el centro o núcleo de la fibra. Esta parte no siempre esta presente, su presencia depende fundamentalmente del grado de finura de las fibras. La medula puede presentarse en forma continua o en forma fraccionada o llamada también interrumpida. 61 Fibras Textiles • • • La fibra mas fina es la que no tiene medula La que tiene medula discontinua es menos fina La que tiene medula continua es gruesa Vista Longitudinal Vista longitudinal de la lana Merino vista a 42x, 1200x, y 5000x Diámetro promedio de la lana 20 µm 62 Fibras Textiles Vista longitudinal de la lana proveniente de la raza Shetland vista a 42x, 600x, y 5000x Diámetro promedio de 30 µm Propiedades Físicas de la Lana 1. Diámetro de la Fibra El diámetro es una dimensión de toda fibra textil que condiciona su uso en el proceso de hilandería. El diámetro o finura de la lana constituye una característica racial, la misma que puede ser alterada por variación del medio ambiente, sobre todo por el factor alimentación. El diámetro constituye uno de los factores más importantes de la lana o fibras textiles en general, desde el punto de vista tecnológico, ya que de esta característica conjuntamente con la longitud dependerá la hilabilidad del material. Algunos autores estiman que el diámetro promedio, longitud de mecha y rizo constituyen atractivos de primer orden al comprador de esta fibra, tal es así que el precio de la fibra de lana aumenta cuando el diámetro de la fibra disminuye. Finalmente la medida del diámetro no solo es importante para la investigación que se efectúa sobre el vellón del ovino con miras a conocer estas características, sino también con fines de uso de especificaciones graduales y control de calidad durante el procesamiento en base al conocimiento del rango y distribución del diámetro de fibra, así como el diámetro promedio y su variación. Aplicación del diámetro: Se ha visto que el diámetro se aplica tanto en la clasificación de vellones, selección de animales, así como para los fines textiles que se le someterá a la fibra de lana. 63 Fibras Textiles ASTM, establece un patrón de clasificación de la lana en base a la finura expresada en micras como se puede apreciar en el cuadro. Rango en micras de finura de lana FINURA 80 70 64 62 60 58 56 54 50 48 46 44 40 36 DIAMETRO X Mínimo 17.7 19.2 20.6 22.1 23.5 25.0 26.5 27.9 29.4 31.0 32.7 34.4 36.2 38.1 DIAMETRO X Máximo 19.1 20.5 22.0 23.4 24.9 26.4 27.7 29.3 30.9 32.6 34.3 36.1 38.0 40.2 Estudios de diámetro en el país: En 1963 se investigó vellones de cuatro calidades correspondientes a las clases de borregas y capones de dos esquilas de una negociación ganadera del centro, se halló una gradación escalonada, consistente en finura según la clase. En 1975 se realizó un estudio de diámetro de la fibra en borregos de la raza Junín conjuntamente con carneros los que fluctúan entre 31.40 +/- 2.97 micras a los 2.5 años y 29.3 +/- 2.66 micras a los 4.5 años y para borregas la diferencia de diámetro promedio es más marcada, siendo el diámetro máximo a los 2.5 años de 31.03 +/- 4.08 micras y a los 5.5 años de 25.67 +/- 2.78 micras En 1966 en un estudio realizado sobre las características de la raza ovino Junín encuentra que los diámetros promedios predominantes son de 28.15 +/- 5.6 micras para el caso de carneros y de 24.45 +/- 5.10 y 26.82 +/- 6 micras en borregas. 64 Fibras Textiles Medición de finura de una negociación ganadera de la sierra central CLASE CALIDAD Diámetro X (micras) Count (s`) Diámetro X (micras) Count (s’) Borregas AAAA 25.69 58 24.94 60 AAA 27.58 56 27.24 56 AA 30.69 50 30.66 50 A 32.36 48 32.20 48 AAAA 25.88 58 25.33 58 AAA 28.03 54 25.01 54 AA 30.99 48 31.88 48 A 32.52 48 34.17 46 Capones 2. Longitud de la Fibra Conjuntamente con el diámetro, la longitud de fibra constituye un parámetro de toda fibra textil que determina su uso en la industria. La longitud de fibra esta dada por la velocidad de proliferación celular que tiene lugar en los bulbos pilosos de los folículos, actividad gobernada igualmente por factores de naturaleza genética y de medio ambiente. Se considera que en la longitud de fibra se aprecia el uso al cual debe destinarse la lana; se menciona que si la lana excede los 7cm, esta destinada al proceso peinado, o de lo contrario su uso adecuado seria el cardado. La longitud de fibra, es una de las características que una lana debe exhibir en función a su finura. Una lana fina deberá tener una longitud suficiente aun cuando en su dimensión real resulte corto con relación a las lanas de mayor diámetro. Existen dos expresiones de longitud de lana. Una se refiere a la longitud de mecha y la otra longitud de fibra que se obtiene mediante la medición de fibras individuales. Esta medición de fibras individuales es mas importante en la evaluación de calidad de tops para el cual se utilizan 65 Fibras Textiles instrumentos, tales como el peinador Suter y por medio del aparato de diagrama de longitud Wira y similares. En un estudio realizado en condiciones de crianza exterior en la Sierra central, se encontró que el crecimiento de la fibra varia de acuerdo a la edad y el sexo, siendo mas intenso mientras mas joven es el animal y mayor en los machos que en las hembras de la misma edad. Durante la gestación y lactancia disminuye el crecimiento de la fibra al igual durante la actividad sexual de los machos. Longitud de fibra de dos campañas de esquila en lanas de diferentes calidades y clases CLASE CALIDAD LONG x 1960 LONG x 1962 Borregas AAAA 2.551 2.417 AAA 3.286 3.096 AA 3.512 3.128 A 3.729 4.016 AAAA 2.602 2.646 AAA 3.180 3.147 AA 3.870 3.351 A 4.499 3.996 Capones 3. Crispadura o Rizado Generalmente las fibras de lana se presentan rizadas, pudiendo ser sus ondulaciones más o menos anchas, pequeñas o de poca longitud y en general muy pronunciadas. La fibra de mejor calidad tiene mayor numero de ondas por centímetro o pulgada. 4. Resistencia y Elasticidad Varían según la raza clima y la parte del cuerpo de donde procede la lana. La resistencia de la lana a la rotura es proporcional a su diámetro, 66 Fibras Textiles esto demuestra que los hilos fabricados con fibras finas son más resistentes que los fabricados con fibras gruesas. 5. Resiliencia Resistencia al arrugamiento, en prenda esta propiedad se aprecia al desaparecer las arrugas al colgar las prendas manteniendo las telas o tejidos su forma al dejar de usarlas. Esta resiliencia es excelente cuando la fibra esta seca y muy baja cuando la fibra esta húmeda. Ejemplo: Si una tela seca es estrujada con la mano tiende a recuperar su forma original al disminuir la presión. La lana se puede estirar hasta un 30% de su longitud original. Cuando se aplica una fuerza las ondas se enderezan y al retirarse el esfuerzo la fibra recupera su longitud original. Esta recuperación es mas lenta cuando la tela esta seca. El vapor y la humedad impiden esta recuperación. A esto se debe que a una prenda de lana pierda sus arrugas con mayor rapidez cuando se cuelga sobre un recipiente con agua hirviendo que vaporiza. Se dice que la lana en agua tiene una elasticidad perfecta. Esta propiedad también es importante para dar calor: las fibras de lana se recuperan al ser aplastadas y la tela permanece porosa y capaz de incorporar aire. El aire en reposo es uno de los mejores aislantes porque mantiene el calor corporal en la cercanía del cuerpo. La lana es un mal conductor del calor de manera que el calor del cuerpo no se disipa con tanta rapidez. 6. Higroscopicidad La lana es más higroscópica que cualquier otra fibra. Tiene una recuperación de humedad del 13 a 18% bajo CN. Todas las fibras animales son superiores a las otras fibras porque absorben humedad sin que su superficie este mojada. Este fenómeno se reconoce como uno de los principales factores que evitan cambio bruscos de temperatura en la piel. En el invierno cuando las personas pasan de una atmósfera seca en el interior de las habitaciones hacia el aire húmedo del exterior, el calor generado por las fibras de lana para absorber la humedad ayuda a proteger el cuerpo de la persona del impacto de la atmósfera. 7. Poder Filtrante Enfieltramiento Es una propiedad exclusiva y característica de la lana y se debe a las escamas que tiene la fibra en su superficie, bajo la influencia de la humedad, del calor y del movimiento con cierta presión estas se quedan unas con otras enganchadas a través de sus extremos o puntas, produciéndose un encogimiento de enfieltrado es por ello que se somete a los textiles de lana a un tratamiento para que evite este encogimiento. 67 Fibras Textiles 8 Repelencia al Agua En un inicio son repelentes al agua. En una lluvia ligera el agua se escurre o permanece en la superficie de la tela. En una lluvia fuerte la lana absorbe gran cantidad de humedad sin producir la sensación de estar mojada. La lana absorbe mucha humedad antes de dar la sensación de estar húmeda y pesada. 9. Color y Brillo El color natural de la lana es blanco o blanco amarillento, también hay lana de color verdoso o negro. El brillo o lustre natural de la fibra es producido por la reflexión de la luz sobre las escamas que envuelven la fibra. El brillo es proporcional al tamaño de la escama, las fibras gruesas tienen más brillo que las finas. 10. Propiedades Estéticas La lana a causa de su estructura física contribuye a dar volumen y cuerpo a las telas. Las telas y tejidos de lana como chompas y alfombras son el patrón por el cual se mide el aspecto y la textura de las fibras artificiales similares. Propiedades Químicas La composición elemental de la lana es: QUERATINA. Es un polímero natural, proteína que la encontramos también en el cabello humano, uñas, cuernos y pezuñas. La queratina esta formada por la composición química elemental: 51% de carbono, 17% de nitrógeno, 22% de oxígeno, 7% de hidrógeno y de 3% de azufre. Protege el cuerpo del medio externo y es por ello insoluble en agua. La molécula de lana esta formada por cadenas moleculares flexibles unidas por enlaces cruzados de cistina o azufre y puentes salinos El enlace de cistina es la parte más importante de la molécula. Cualquier producto químico como un álcali, que dañe este enlace puede destruir toda la estructura. En reacciones controladas, el enlace se puede romper y reformarse. Las modificaciones menores del enlace de cistina que se produce al planchar y vaporizar tiene un efecto benéfico; las provocadas por un lavado descuidado y por exposición a la luz tienen un efecto nocivo. Sus numerosos enlaces disulfuro le confieren gran estabilidad y le permiten resistir la acción de las enzimas proteolíticas. Esta proteína por su estructura da elasticidad, resistencia y hace que la lana sea esponjosa. 68 Fibras Textiles Comportamiento de la lana al calor La acción del calor sobre la lana varia según se realice en estado húmedo o seco. Estado húmedo: Al acercarse a la temperatura de ebullición (100oC) las fibras adquieren cierta Plasticidad, de manera que las fibras toman fácilmente la forma y la posición que se les da, conservándolas por enfriamiento y secado. Estado Seco: La plasticidad comienza entre los 125oC y los 130oC a partir de esta temperatura empieza a descomponerse, desprendiendo amoniaco. A temperaturas mas elevadas toma una coloración amarillenta, con desprendimiento de hidrogeno sulfurado. Efecto de los ácidos: En general, la lana es resistente a los ácidos minerales, pero se descompone en acido sulfúrico caliente. Los ácidos se utilizan para eliminar las impurezas de celulosa, como hojas o arcillas que se encuentran en la lana conociéndose este tratamiento como carbonizado químico. Los ácidos también se utilizan para activar los puentes salinos y establecer puntos en que se puedan fijar los colorantes. Efecto de los alcalis: La lana es muy sensible al efecto del álcali. La prueba del álcali se utiliza para identificar la fibra de lana, sobre todo en telas con mezclas. La prueba es posible hacerla empleando lejía al 5% en ebullición. La acción de los carbonatos alcalinos es la menos enérgica pero no obstante comunica a la lana un color amarillento, disminuye su resistencia y la deja con un tacto sumamente áspero. 69 Fibras Textiles Efecto a los disolventes orgánicos: La lana tiene buena resistencia a los disolventes para lavado en seco. Propiedades Resiliencia Higroscopia Mas débiles al estar húmedas Peso especifico Dañadas por los álcalis Dañadas por los agentes Oxidantes Dañadas por el calor seco Resisten a la llama Importancia para el consumidor Resisten el arrugamiento, las arrugas desaparecen al colgar las prendas. Confortables en clima fresco y húmedo. La humedad evita que las alfombras se hagan quebradizas Manejar con cuidado durante el lavado Las telas se sienten mas ligeras que las de celulosa del mismo espesor Utilizar jabón o detergente neutro o ligeramente alcalino. El sudor debilita a la fibra Los blanqueadores a base de cloro dañan la fibra y no se deben usar La luz solar hace que las telas blancas se tornen amarillentas La lana se hace rígida y quebradiza y se chamusca con facilidad con el calor seco. Utilizar vapor, la seda blanca y la lana se amarillean No se queman con facilidad son auto extingibles, tienen olor a cabello quemado y forman una ceniza negra triturable FIBRAS ESPECIALES DE PELO Denominada así a toda fibra textil obtenida de los pelos de los animales, especialmente de las familias de los camélidos, caprinos, leporidos. Hay una diferencia muy apreciable entre las fibras de la lana y los pelos procedentes de otros animales distintos del carnero. Hay algunos animales, camélidos principalmente que tienen dos clases de pelo a un mismo tiempo, un pelo largo mas o menos brillante, rígido y sedoso y debajo de el un pelo fino corto suave y lanoso. Los pelos más importantes con utilidad textil son: • El mohair • Cachemira • Alpaca • Vicuña Familia de Caprinos: Mamíferos rumiantes, rústicos, longevos y resistentes, habitan en regiones montañosas y desérticas, entre ellos tenemos: 70 Fibras Textiles • Mohair o Angora: Es el pelo que proporciona la cabra de Angora, oriunda de Turquía. Y los países de mayor producción son: Turquía, África del sur y USA. La cabra de Angora se esquila dos veces al año, obteniéndose cerca de 4 a 5 libras por animal. Su longitud es de 25cm y con una finura de 35 a 50 micras Dependiendo su origen y condiciones bajo las que viven las cabras. Los vellones se clasifican en: • • • • Compactos: Fibras rizadas y muy finas Planos: Son ondeadas y de calidad media Blandos o sueltos: Son pelos de inferior calidad Cabra de angora o mohair: Las fibras de mohair tienen una sección transversal circular. Las escamas de la superficie son difíciles de distinguir y las células corticales muestran estrías longitudinales. Entre las células existen ductos de aire que le dan ligereza al mohair y lo hacen esponjoso. Unas cuantas fibras tienen medula. 71 Fibras Textiles Pelo mohair vista a 42 x, 600x, y 5000x Diámetro medio de fibra: 35 µm El mohair es una de las fibras mas resilientes y no tiene la ondulación que se encuentra en las lanas de oveja, lo que le da un lustre semejante a la seda y una superficie mas suave y resistente al polvo que la lana. El mohair es muy fuerte y tiene buena afinidad con los colorantes. El vellón lavado es de color blanco lustroso. Las propiedades químicas son las mismas que la de la lana. El mohair es mejor para la construcción de hilos rizados especiales que la lana u otras fibras especiales de pelo. Pelo de la cabra de Angora 72 Fibras Textiles • Cachemira: Animal de pequeña talla que abunda en las montaña del Tibet (al norte de la india) China y Mongolia. Su cuerpo esta cubierto por un pelo largo grueso que es aprovechable en tejidos de baja calidad pero en verano empieza a crecer por debajo de estos mechones un vello muy fino y suave que aumenta durante el invierno para servir de abrigo y finalmente cae en la primavera debido a la muda. Esta fibra mide aprox. 5 cm. y es muy utilizada en casimires muy valiosos y tejidos suaves y finos. La proporción del peso del vellón es muy pequeña 150g por animal y para obtenerlo se peinan las cabras 3 o 4 veces en el intervalo de unos diez días durante la primavera al empezar la muda. Como en otras especies el macho tiene más abundancia de pelo pero no es tan fino como el de las hembras. El pelo de cachemira es brillante y de una suavidad y flexibilidad extraordinaria. Las fibras son calientes y de tacto grasoso a la mano, tiene una caída muy hermosa y característica. El cashmere es más sensible a los productos químicos de la lana Cashmere o cabra del Tibet 73 Fibras Textiles Familia de Camelidos: Mamíferos Rumiantes de igual hábitat pero de mayor tamaño, longevidad y rusticidad que los anteriores ALPACA • Oriundo de Perú y Bolivia el pelo de alpaca presenta gran variedad de colores con predominio de los tonos grises y marrones Su longitud es de 20 a 25 cm. y el peso del vellón es de aprox. 3Kg Caracterizada la fibra por su suavidad finura y lustre. La fibra de alpaca proviene de dos variedades o razas que son la Huacaya y Suri. Especie Suri: Para algunos técnicos esta especie produce mejor cantidad y calidad de pelo, su fibra es más delgada y larga. Su especie demanda mas cuidados en su crianza. Su vellón tiene la peculiaridad de ser ligeramente mas pesado, compuesta por mechas de naturaleza lacia, brillante y suave al tacto. El vellón se caracteriza con fibras que se agrupan en mechas espiraladas que caen paralelas al cuerpo, de gran longitud, son de constitución mas angulosa y contextura fina. Su fibra se asemeja en cierto grado al mohair o la lana de lustre como Lincoln Especie Huacaya: Es un animal mucho mas resistente al medio ambiente. No le afecta los cambios de temperatura y su fortaleza rechaza algunas enfermedades infectas contagiosas. En cuanto a la fibra que produce, esta es más corta que la de la especie Suri. Tiene un vellón en que las fibras crecen perpendicularmente a la superficie del animal, con rizamiento variable, muy parecida al de los ovinos corriedale por su característica esponjosa. ALPACA HUACAYA ALPACA SURI 74 Fibras Textiles Características Físicas: Se debe tener en consideración ciertas características físico – químicas, propias de las fibras de los camélidos sudamericanos de importancia considerable como materia prima en la industria textil. Finura Tanto en la lana como en las fibras especiales la variación del diámetro se presenta entre individuos de una misma raza o variedad, entre las distintas regiones del cuerpo del animal e incluso entre los diferentes niveles a lo largo de cada fibra. La variabilidad del diámetro de la fibra de alpaca, en relación a las diferentes zonas del vellón es excesivamente alta, tal como la del pecho, en donde se presentan fibras con los más altos diámetros. Así mismo el diámetro de la fibra disminuye en la dirección antero superior y aumenta en grosor en la región del costillar. Las fibras de mayores diámetros se encuentran en la región del pecho y de los miembros con un promedio de 40 micras. Contrariamente, las fibras de menores diámetros se encuentran en la línea media superior del animal, con un promedio de 19 micras de diámetro. FINURA DE LA FIBRA DE ALPACA DE ACUERDO A LAS REGIONES MENORES DIAMETROS (19 MICRAS) TENDENCIA A MAYOR GROSOR MAYORES DIAMETROS (40 MICRAS) MAYORES DIAMETROS (40 MICRAS) 75 Fibras Textiles LA DENSIDAD REGULAR DE LA FIBRA DE ALPACA DE ACUERDO A LAS REGIONES MAYOR DENSIDAD POLICULAR (20 POLICULOS POR m.m2 ) DENSIDAD POLICULAR MEDIA (15 POLICULOS POR m.m2 ) TENDENCIA A DISMINUIR LA DENSIDAD POLICULAR MENOR DENSIDAD POLICULAR (100 POLICULOS POR m.m2 ) Como ocurre en otras especies la variación del diámetro en la alpaca esta influenciada por factores de edad, sexo, nutrición, enfermedades, etc. La finura de la fibra de alpaca engrosa en su diámetro a medida que aumenta la edad. Así mismo se ha sostenido que el vellón de la variedad Suri se caracteriza por su mayor finura en relación al vellón de la variedad Huacaya. La finura promedio esta comprendida dentro de los límites que se indican en la tabla. 76 Fibras Textiles SIMBOLO DIAMETRO EN MICRAS XT 22.0 – 24.99 X 22.0 – 24.99 AA 25.0 – 29.99 A 30.0 – 35.99 SK Mayor de 30.0 LP Mayor de 30.0 XT: Fibra de primera esquila A: gruesa X: Fina SK: bragas AA: media LP: pedazos Longitud Como se sabe el diámetro constituye uno de os elementos básicos que determina el tipo de proceso industrial. Existe una relación directa entre el diámetro y la longitud en el sentido que a mayor longitud las fibras tendrán mayor diámetro. Por otro lado la longitud de fibra varía en relación al tipo o variedad. La longitud de la raza Huacaya es aproximadamente dos pulgadas mas corta que la raza Suri, para un mismo periodo de crecimiento de la misma. Los elementos nutritivos que constituyen la alimentación son considerados como los que tienen mayor influencia en la longitud de fibra, como también otro factor fundamental es la edad, aspecto importante para definir los limites en que se debe explotar la alpaca. Se estima que el crecimiento anual de la fibra de alpaca es aproximadamente 1cm por mes bajo condiciones normales. Es importante tener presente que en animales mayores de diez años de edad, será necesario por parte del ganadero, revisar la longitud de la mecha de sus rebaños antes de esquilarlos a fin de obtener un producto aceptable para la industria textil. Por otro lado y a diferencia de lo que ocurre en la lana, la fibra de alpaca a medida que disminuye su crecimiento con la edad del animal, tiende a hacerse mas gruesa y también mas irregular. Contorno o perfil: En la apreciación microscópica del corte transversal de la fibra de alpaca, se observa en lo referente a la finura, que esta exhibe gran variación desde el circular o cilíndrico hasta el elíptico o arriñonado. 77 Fibras Textiles Es pues una realidad y esta demostrado prácticamente que una fibra de alpaca que ofrezca un perfil o contorno circular tendrá mejores propiedades para la hilatura, que la forma elíptica arriñonada. En la finura intermedia (28 a 30 micras), la fibra de alpaca y la lana presenta similar elipticidad, mientras que la fibra de alpaca de mayor finura (22 micras), es mas circular que la de lana. Por otro lado las fibras de alpaca son más elípticas que las similares de alpaca. Las fibras extrafinas (15 a 20 micras) de diámetro son en general de forma circular o ligeramente elípticas, no existe mayor diferencia entre Suri y Huacaya. Las fibras finas de 20 a 30 micras de diámetro, se muestran ligeramente ovoides, angulares o elípticas. El eje mayor es comparativamente más amplio en Huacaya que en Suri. En cambio los de diámetro mediano (30 a 40 micras) se muestran en forma triangular arriñonada o elíptica. Finalmente en fibras muy gruesas arriba de las 60 micras, la forma transversal es de un riñón dilatado, estrecho y elíptico, amplio o estrangulado. Esta fibra pertenece al grupo de Kemp o Brich. Rizo: La fibra proveniente de la variedad Huacaya, exhibe cierto grado de rizamiento, característica que le confiere mayor extensibilidad que aquella perteneciente a la variedad Suri. Resistencia: Por trabajos de investigación, se ha comprobado que la fibra de alpaca Huacaya ofrece mayor resistencia que las catalogadas como finura media de lana. 78 Fibras Textiles En el siguiente cuadro se señala cifras relacionadas con comportamiento de la alpaca en función de su resistencia y diámetro. 79 el Fibras Textiles Resistencia y longación de la Fibra de Alpaca Huacaya y Suri PROPIEDADES MEDIDAS SURI SECO SURI HUMEDO HUACAYA SECO HUACAYA HUMEDO No de fibras Diámetro (u) 20 25.6 1.53 0.24 33.8 3.2 20 23.1 0.9 0.15 43.5 3.0 20 25.3 2.23 0.24 37.3 2.4 20 28.9 1.38 0.16 51.2 3.1 g.x cm2 x 106 Elongación D.S TOP DE LANA MEDIA SECO 400 25.8 1.44 0.26 34.2 9.2 TOP DE LANA MEDIA HUMEDO 400 26.7 1.33 0.26 51.6 6.7 Color: Entre las fibras animales especiales, las de alpaca y la de otros camélidos sudamericanos son las únicas especies que ofrecen una rica variedad de gama de tonalidades naturales que constituye en factores apreciado para la industria textil. Este amplio rango de colores tiene la virtud de poseer una altísima solidez a los rayos solares, lavado, uso y procesos químico – físicos como lo confirman los mantos Paracas y otros tejidos de las antiguas culturas precolombinas que hasta hoy se conservan. Tonalidad del Vellón: En relación a colores, los vellones de alpaca, tanto en Suri como Huacaya, muestran una gama de tonalidades que varían desde el blanco hasta el color negro. Esta heterogeneidad de colores del vellón de alpaca constituye una característica especial para su comercialización. Los comerciantes mayoristas crearon un sistema de clasificación por colores, el mismo que determina la selección de los rebaños a favor de aquellos que tuvieran el vellón blanco. Se ha justificado esta situación, basándose en que esta tonalidad permite ser teñida a cualquier otro color. Los grandes productores han respondido favorablemente a la selección de animales de color blanco, incentivados sobre todo por el sobre precio que se paga por esta fibra. Suavidad: Esta característica física, posiblemente constituye una de las más importantes en la fibra de alpaca, en las dos variedades, su virtud se reconoce al tacto, le proporciona al tejido un carácter muy apreciado, convirtiéndose en el atractivo del mercado internacional. Brillo o lustre: Esta propiedad es una característica muy especial en las dos variedades de alpaca. La Huacaya presenta un brillo similar a ciertas razas de ovinos, mientras que la Suri, ofrece un brillo parecido a los cabritos de la raza Angora productores de la fibra mohair. 80 Fibras Textiles Higroscopicidad: La capacidad de absorción de la fibra de alpaca es muy similar a la lana de ovino Propiedades y composición química: El vellón de la alpaca se caracteriza por ser, relativamente seco es decir carente de suarda o grasa que solo llega al 2%, a diferencia de los vellones de ovinos que exhiben un contenido graso de 8 a 24% de acuerdo al tipo de raza que provenga. Esta caracterización de deficiencia de suarda, en cierto modo condiciona el grado de limpieza o rendimiento que exhiben los vellones de alpaca. El material extraño a la fibra, que en general constituyen la merma, esta formado generalmente por materia inerte relacionada con tierra, material vegetal y grasa como se señala en la ecuación siguiente: VG = R + M VG = vellón grasiento R = % de fibra M = % sustancias extrañas a la fibra Existe diferencia en relación a la composición química entre la fibra Suri y Huacaya, siendo el aminoácido Cistina el elemento que se encuentra en mayor proporción en la fibra Suri. Sin embargo, la fibra Huacaya posee un mayor contenido de otro aminoácido llamado Arginina. En comparación con la lana la fibra de alpaca contiene mayor cistina especialmente en la variedad Suri. Se considera que esta comprobación es uno de los factores más importantes de la fibra de alpaca, ya que la cistina por contener el elemento azufre le proporciona mayor resistencia. La composición de la fibra Huacaya, esta mas relacionada en términos generales con la lana; mientras que la Suri, lo esta con la fibra de cabra Angora Estructura: Al igual que las demás fibras de origen animal, la fibra de alpaca presenta las partes esenciales que la caracterizan: cutícula, corteza, medula a) Cutícula: Constituye la parte exterior de la fibra, consistente en un conjunto de células planas, las mismas que se superponen a manera de un tejado o al ordenamiento de las escamas de un pez. La forma y disposición de estas escamas varía de acuerdo a los diferentes grados de finura que experimenta la fibra. En las fibras finas, los bordes de las escamas están unidos unos con otros, 81 Fibras Textiles brindando mayor suavidad al tacto, que aquella que caracteriza al de la lana. Las escamas que cubren a las fibras de mayor diámetro, tienden a separarse unas a otras en sus márgenes o bordes. Existe una clara diferencia entre fibras de Suri y Huacaya en relación a las escamas y la cutícula cuando estas son observadas al microscopio o lanometro. Se ha determinado por estudios realizados en la Universidad Agraria, por cada 100 micras de fibra Suri, existen en promedio 10 escamas, mientras que para la variedad Huacaya solo 9.7 como promedio. De acuerdo a esta apreciación será necesario seleccionar aquellas especies cuyos vellones presenten fibras con mayor número de escamas, pues en su industrialización ofrecen mejores ventajas, porque suplen en gran parte al rizo de la lana ovino. Fibra de alpaca vista a 41x, 600x, y 4000x Diámetro de fibra 32 um b) Corteza: Constituye la parte de mayor volumen en las fibras siempre que estas no sean demasiado gruesas, tal como sucede con el Kemp. Las fibras finas solo poseen cutícula y corteza faltando por la tanto la medula. Las células corticales o de la corteza, conforman una parte variable de toda la masa de fibra, en proporción creciente a medida que el diámetro de la fibra disminuye. 82 Fibras Textiles En la corteza de las fibras rizadas, se ha encontrado dos secciones diferenciadas, las mismas que se distinguen unas de otras por sus propiedades químicas y físicas. Las células de ambas secciones corticales, se conocen como células Orto y Para. Las mismas que originalmente se denominan células blandas y duras respectivamente. A la observación microscópica, los cortes transversales de las fibras muestran las células Orto en la sección oscura o teñida de la corteza (azul de metileno). Mientras que las células Para, conformaran la sección mas clara o menos teñida de la corteza. Esto se cumple con mayor exactitud en al fibra Huacaya. A medida que aumenta el grosor de la fibra, se torna difícil la diferenciación de estas dos porciones, especialmente de las fibras de la variedad Suri. De mayor importancia en la industria textil, es dirigirse hacia la producción de fibras con corteza fina; para conseguir mayor cohesión entre fibras de alpaca con otras en el proceso de mezclas. c) Médula: En la sección transversal de la fibra de alpaca, la medula aparece como una demarcación central oscura de formas variables. La forma de la medula es más amplia e irregular a medida que el diámetro de la fibra aumenta, llegando a extremos como ocurre con las fibras gruesas en las que más del 60% del volumen de estas corresponde a la medula. La fibra de alpaca normalmente exhibe un alto % de medulación. La gruesa posee, usualmente una medula continua y al corte transversal se presenta en forma triangular en unos casos y arriñonadas en otros. Al alto % de medulación, que llega en unos casos hasta el 85%, constituye un factor importante a tenerse en cuenta durante la operación de teñido, debido a la poca afinidad de los tintes, que exhibe una fibra con esta característica de medulación. En términos generales, se ha notado que fibra Suri de 25 micras de diámetro presenta mayor medulación que las fibras Huacaya de similar finura, mientras que en las fibras gruesas, las dos variedades muestran similar medulación. 83 Fibras Textiles VICUÑA La más pequeña de las especies de los camélidos, oriunda del Perú y Chile. Generalmente el pelo de vicuña es mas corto fino y crespo que el de la alpaca. El pelo ordinario y corriente puede llegar hasta unos 10 cm. de longitud con un diámetro promedio entre 45 y 60 micras. El valioso pelo de vicuña tiene una finura extraordinaria mas fina que la lana merino entre 13 a 20 micras y su longitud de 2 a 5 cm. Familia de leporidos: Mamíferos roedores tamaño pequeño, de gran ligereza habitan en praderas y estepas. CONEJO DE ANGORA Conejo: Pelo dorsal muy brillante y suave cuya calidad dependerá de la estación. El más provechoso es el proveniente de Turquía y Asia menor, que posee un rendimiento y enorme finura 13 micrones promedio, 84 Fibras Textiles empleado su pelo en la tejeduria de punto sweater para niños especialmente. Conejo esquilado: Fibra de conejo de Angora vista a 42x, 600x y 10,000x Diámetro promedio de fibra: 8 µm Técnica del esquilado: La fecha recomendada para la primera esquila del conejo angora es a los 60 días del nacimiento. Luego, se dejan pasar 75 días y se le realiza la segunda. Desde allí en adelante el lapso entre esquilas debe ser de 90 días, logrando cuatro por año. Las esquilas realizadas entre el año y los dos años y medio son las de mayor rendimiento, con un promedio anual de 800 gramos en buenos ejemplares. Hasta el cuarto año el promedio disminuye levemente; luego puede caer en un 30 o 35 por ciento, 85 Fibras Textiles Existen máquinas eléctricas alemanas especialmente diseñadas para esquilar la angora. El problema que tienen las esquiladoras comunes que se utilizan con las ovejas es que las cuchillas no están preparadas para pelos tan finos, por lo que doblan el pelo sin cortarlo. En su reemplazo pueden utilizarse tijeras bien afiladas que evitan morder el pelo durante el corte. Antes de iniciar la esquila, con la mano se hace una línea divisoria en el lomo del animal. Se comienza por un lado, se sigue por el otro y, por último, se esquila la parte de abajo del conejo. Se separa el pelo por categorías y se guarda en bolsas con pastillas de alcanfor para evitar que se apolille (la naftalina amarillenta el pelo). De esta manera se puede almacenar durante dos o tres años. 86 Fibras Textiles LA SEDA Capullo de Seda Bombix Mori DEFINICIÓN La seda es producida por los gusanos de ciertos tipos de mariposas. La seda es la única materia prima textil que la naturaleza ya la produce en forma de filamento. Seda de morera: La seda del gusano hilador (Bómbix mori) es la materia fibrosa mas noble y una de las mas costosas. Su alto brillo y suave textura, así como la hermosa caída de los tejidos fabricados con ella, sus colores saturados, cambiantes además a la escasa tendencia a la formación de arrugas , hace de la seda un material muy codiciado. Seda silvestre: Son la producida por determinadas especies de gusanos que viven en estado salvaje, en climas templados y alimentándose de diversas plantas u hojas de ciertos árboles Especie (Bómbix) Mylita Pernyi Yanamay Cintia Atlas religioso País de origen India y sur de china China Japón Japón y bengala india 87 Nombre común (seda) tussah tussah tussah Enan Fagara - Fibras Textiles Algunas especies poco conocidas son las: poliphemus, leuca, speculum, y otras especies viven también silvestres en diferentes regiones de América. Historia: El cultivo de la seda de acuerdo a la leyenda China, empezó el año 2640 a.C., cuando la emperatriz china Si Ling Chi, se intereso en los gusanos de seda y aprendió a devanar la seda transformándola en tela. Gracias a su esfuerzo que China desarrollo una industria de la seda que monopolizo durante 3000 años. La sericultura se extendió a Corea y Japón, al oeste hacia la india y finalmente España e Italia. Las telas de seda importadas de China eran codiciadas por los otros países, en India con frecuencia las telas se destejían y volvían a tejerse en otras más ligeras o se combinaban con lino para darle mayor rendimiento al mismo filamento de seda. En 1975 los EEUU importaron las dos terceras partes de su seda de China y una tercera parte de Brasil. Mundialmente la seda se acepta como fibra de lujo. La asociación internacional de la Seda de los EEUU enfatiza el carácter único de la seda con su lema: “solo la seda es seda”. La seda tiene una combinación única de propiedades que no posee ninguna otra fibra: • • • • • Tacto seco Lustre natural Buena absorción de la humedad Buenas cualidades de caída Alta resistencia En 1972 el costo de la seda era aproximadamente 5 dólares por libra y constituía alrededor del 0.2% del mercado mundial de fibras. Las características belleza al tacto costo probablemente originaron la industria de las fibras artificiales. Producción: La sericultura es el nombre que se da a la producción de la seda cultivada, que se inicia con la mariposa de la seda que deposita sus huevos sobre papeles especialmente preparados. Cuando los huevos se rompen, los gusanos se alimentan con hojas de morera. Después de 35 días aproximadamente los gusanos tienen un peso diez mil veces mayor de las que tenían al nacer y están llenas de seda liquida. Se colocan ramas o paja 88 Fibras Textiles sobre las charolas y los gusanos empiezan a hilar sus capullos. La seda procede de dos glándulas a través de un solo orificio de la cabeza. Los dos filamentos de seda están rodeados por una sustancia gomosa llamada sericina. En dos a tres días el gusano ha hilado alrededor de una milla de filamento rodeándose por completo de un capullo. Entonces empieza a transformarse en una crisálida y después en una mariposa. La mariposa secreta un fluido que disuelve la seda en uno de los extremos y le permite arrastrarse al exterior. Para obtener filamento de seda la crisálida debe sacrificarse antes de que se transforme en mariposa. El capullo se hierve para matar las larvas y reblandecer la sericina. Después de hervir los capullos se cepillan para reencontrar el extremo externo de los filamentos y varios filamentos se devanan para elaborar una madeja de hilo y cada capullo produce alrededor de mil yardas de filamento. Los filamentos rotos proceden de capullos de los que se permite escapar la mariposa, a la seda de la porción interna de los capullos se le conoce como seda de desperdicio. Esta se desengoma y se hila como cualquier otra fibra corta. Evolución: Día 0 7 8 13 14 20 21 27 29 37-42 40-45 45-50 Duración en días 7 1 5 1 6-7 1 6 2 8-12 3 Etapas Nacimiento de las larvas y comienzo del estadio 1 Sueño y primera muda de la piel Estadio 2 Sueño y segunda muda de la piel Estadio3 Sueño y tercera muda de la piel Estadio4 Sueño y cuarta muda de la piel Estadio5 Inicio de capullaje Fin del capullaje Cosecha de los capullos 89 Fibras Textiles Estructura Física: La seda es un filamento continuo natural. Es una fibra sólida, lisa pero de diámetro irregular a lo largo de su eje longitudinal. Los filamentos son triangulares en sección transversal con esquinas redondeadas. Las fibras de seda son muy finas 1.25 denier/filamento. 90 Fibras Textiles Vista transversal y longitudinal del filamento natural Seda vista a 43 x, 1500 x and 12,000 x Propiedades que contribuyen a su comodidad: La seda tiene buen absorbencia con una recuperación de humedad de 11% y lo mismo que la lana es higroscopica. Esto hace que las telas de seda sea agradable para verano al contacto con la piel. La seda al igual que la lana es un mal conductor del calor, la densidad de una tela es importante en la conductividad del calor, las telas delgadas que se obtienen con el filamento serán frescas mientras que las gruesas para trajes serán calientes. 91 Fibras Textiles Las fibras de seda no se encogen. Se hinchan un poco al mojarse, perdiendo algo su resistencia. La seda tiene un alargamiento a la ruptura de 20% pero no es elástica como la lana puesto que no tiene enlaces entre cruzados que redistribuyen las cadenas moleculares, no recuperando su longitud inicial. La seda es sensible a la luz solar lo que ocasiona amarillamiento en la seda blanca y perdida de resistencia: Temperatura para el planchado: de 130 a 180 grados Celsius, la seda cruda se plancha en seco. La seda real después de humedecida se plancha suavemente del lado derecho. Resistencia a los insectos nocivos: En general no es atacada por insectos. Es preferible guardar enrollados los tejidos de seda. Composición química y estructura molecular: La seda esta compuesta por la proteína llamada: fibroina que contiene CHON en cadena de polipeptidos. Tiene grupos reactivos amino (NH2) y carboxilo (COOH). Las cadenas moleculares no están dobladas como en la lana sino casi extendidas. La seda se daña menos por los álcalis fuertes que la lana, los álcalis débiles causan poco daño a la seda, pero los concentrados destruyen el lustre y provocan cierto daño en la fibra. Conviene no usar blanqueadores Las soluciones concentradas del álcali, como la Sosa cáustica (NAOH) disuelven a la seda si la soluciones están calientes Los álcalis suaves como el amoniaco, fosfato de sosa ,bórax y jabón atacan a la seda mas rápido que el algodón o al lino .Por consiguiente es recomendable usar jabón neutro sin álcalis , Efecto de los ácidos: El ac.sulfurico (H2SO4) ac.clorhidrico (HCL) y nítrico no perjudican a la seda es mas resistente a los ácidos que las fibras vegetales pero los ácidos concentrados la destruyen cuando se remojan en ellos. Obtención del filamento • Devanado: Los capullos se ponen en un recipiente con agua caliente o hirviendo que reblandezca la sericina y suelta las hebras que se encontraban pegadas entre si .batiendo con un cepillo de púas de alambre , a mano o mecánicamente se elimina el velo exterior hasta que el cabo de la hebra queda colgando del cepillo • Hilatura: todos los capullos no apropiados para el aspeado que estén deformados , con faltas ,dañados ,etc. , se emplean en el hilado de desperdicios 92 Fibras Textiles • Tratamientos posteriores: embellecimiento. Estiramiento, Obtención mecánica del filamento 93 lustración, y Fibras Textiles 94 Fibras Textiles CAPÍTULO IV Fibras Químicas 95 Fibras Textiles 96 Fibras Textiles Obtención de las Fibras Químicas Manufacturadas Como se conoce las fibras hechas por el hombre corresponde a la clasificación de fibras manufacturadas. Situándose en este grupo, las fibras regeneradas y las sintéticas. Antes de conocerlas individualmente con su origen, características, propiedades textiles de manera especial. Es necesario conocer las formas de obtención que existe para las fibras químicas en forma general, para luego por capitulo y variedad de fibra tratemos sus sistemas de hilatura. A diferencia de las fibras naturales, recordemos que estas se encuentran en longitudes promedio de acuerdo a su origen. Pero para obtener las fibras de origen químico sea regenerada o sintética. Se obtienen estas en forma filamentosa (longitud continua) Antecedentes: Se requirieron muchos años para elaborar las primeras soluciones para hilatura y diseñar equipo que las convirtiera en filamentos. Las primeras soluciones se fabricaron tratando de celulosa para que se pudiera disolver en ciertas sustancias. Pero hasta las décadas de 1920 y 1930 supo el hombre como construir moléculas de cadena larga a partir de sustancias simples. Todos los procesos de hilatura de las fibras artificiales se basan en tres etapas generales: • • • Preparar una solución viscosa tipo jarabe. Extruir esta solución a través de una hilera o tobera para formar una fibra. Solidificar la fibra por coagulación, evaporación o enfriamiento 97 Fibras Textiles 98 Fibras Textiles Métodos de Hilatura La hilatura se hace por tres métodos diferentes: 99 Fibras Textiles 100 Fibras Textiles CAPÍTULO V Fibras Artificiales 101 Fibras Textiles 102 Fibras Textiles Celulósicas Regeneradas Antecedentes: Conocidas las fibras con el nombre de rayón, es decir fibras celulosicas artificiales cuya materia prima es la celulosa obtenida en la pulpa de la madera, semillas, linteres del algodón, etc. El rayón se desarrolló antes de que los científicos tuvieran suficiente conocimiento sobre las cadenas moleculares, la forma como se constituyen en la naturaleza o como se pueden construir en laboratorio. La idea de producir fibras artificiales siguiendo el ejemplo del gusano de seda tiene exactamente una antigüedad de 300 años. Roberto Hooke (1635-1703) físico y naturalista expuso la idea por primera vez, citando en sus investigaciones: • • • “He observado una bonita sustancia artificial que es casi tan transparente como el pergamino, es posible que esta materia sea capaz de fabricar cuerpos iguales o parecidos, transparentes y viscosos que se reblandecen fácilmente con el agua. Tal como he podido comprobar experimentalmente, dicha sustancia acepta y conserva multiplicidad de coloraciones. A simple vista tiene apariencia de seda. He pensado con frecuencia acerca de si existe alguna posibilidad de producir una sustancia viscosa artificial parecida, cuando no igual o incluso mejor, que los excrementos con el que el gusano de seda hila su capullo. Si se descubriera una sustancia así resultaría muy sencilla la obtención de fibras útiles de la finura deseada.” En Europa en las décadas de 1880 y 1890 se iniciaron cuatro métodos de fabricación del rayón: • • • 1846 Frederick Schoenbein, descubrió que la celulosa se disolvía en una mezcla de éter y alcohol la que se trataba con ácido nítrico inicialmente, siendo la fibra resultante altamente explosiva. 1884 el Conde Hilaire de Chardonnet en Francia produjo la primera fibra viscosa a base de nitrocelulosa (celulosa disuelta en una mezcla de ácido sulfúrico y nítrico) fundándose en Bezanzon la primera fabrica de seda artificial pero por ser un material con alto grado de inflamabilidad y a raíz de una accidente las autoridades francesas la prohibieron. Recurriéndose luego a la desnitración de la seda. 1890, Lois Despeissis descubrió que la celulosa se disolvía en una solución de cupramonio y en 1919 Bemberg obtuvo un rayón de cupramonio a nivel comercial fabricándose en EUA hasta 1976. 103 Fibras Textiles • En 1891 los ingleses Gross, Bevan y Beadle inventaron el procedimiento de fabricación de la Viscosa patentado en 1892. Al tratarse la celulosa con sosa cáustica se formaba un álcali de celulosa. La celulosa se mantenía sin embargo inalterable. Con bisulfuro de carbono un liquido muy fluido de aspecto parecido al agua y olor desagradable, el álcali celulosa se convertía en un xantogenato de celulosa, esta sustancia todavía sólida se hace fluido con la adición de soda cáustica. La solución resultante fue denominada viscosa por su viscosidad misma. Y en 1924 se adopto el nombre de Rayón Viscosa actualmente por todo el mundo y una fibra importante en su género. extendido Cuadro comparativo entre las fibras naturales y artificiales NATURALES Se produce por temporadas y se almacenan hasta su uso Varían la calidad porque se ven modificadas por el clima, nutrientes, insectos o la enfermedad Falta de uniformidad La estructura física depende del crecimiento natural de la planta o animal La composición química y la estructura molecular dependen del crecimiento natural Las propiedades de las telas pueden modificarse de acuerdo a los acabados que se dan a los hilos y a las telas La única disponible en forma de filamento es la seda Las fibras son absorbentes ARTIFICIALES Producción continua Calidad uniforme Uniformes o deliberadamente no uniformes La estructura física depende de los procesos de hilatura de las fibras y de los tratamientos posteriores La composición química y estructura molecular dependen de los materiales iniciales Las propiedades de las fibras pueden modificarse variando las soluciones de hilatura y a las condiciones del proceso Las fibras pueden ser de cualquier longitud El rayón viscosa y acetato tienen baja absorbencia Requieren un acabado para conformarlas con calor Se conforman con calor. Las organizaciones comerciales realizan la investigación, desarrollo y promoción Los fabricantes y organizaciones comerciales realizan la investigación desarrollo y promoción. 104 Fibras Textiles RAYON VISCOSA Estructura Física: La viscosa normal esta caracterizada por líneas longitudinales llamadas estrías. La sección transversal es una forma circular de bordes aserrados. La forma de las fibras se debe a la presencia de sulfato de zinc en el baño de hilatura y a la pérdida del líquido de la superficie de la fibra durante la coagulación. • • La forma indentada es una ventaja por lo que respecta a la absorción de colorantes. El rayón de alto rendimiento que se hila con menos sulfato de zinc tiene una superficie transversal más redonda. Vista corte transversal y longitudinal del rayón Materia Prima: Como materia prima para fabricar el rayón viscosa se utiliza la pulpa de las maderas nobles, en la mayoría de los casos también puede usarse celulosa de la caña de azúcar, la paja y los desperdicios del algodón y fibras duras. Normalmente los rayones son brillantes y se tornan opacos por medio de un tratamiento posterior con bióxido de titanio. En el mercado los rayones se conocen como: • • Rayón brillante Rayón mate Las fibras de rayón cortado dan a la industria textil posibilidades sin límites en lo que respecta a mezclas. La experiencia y el criterio técnico permiten establecer las proporciones y condiciones en que deberán hacerse las mezclas, con el fin de conseguir buenos resultados, de acuerdo con la demanda del mercado 105 Fibras Textiles Hilatura: El rayón viscosa sigue tres fases de fabricación: • • • Preparación de la solución Hilable : disolución de la materia celulosica correspondiente Hilatura definitiva Tratamiento posterior de los filamentos para hacerlos resistentes, por medio de su orientación molecular, mediante el estiraje. Hilatura con estiraje: A) En la tapa de un cilindro de vidrio de 30cm de altura se encuentra la hilera (matriz de hilatura) colocada encima de un embudo de vidrio, cuya abertura mayor esta dirigida hacia arriba. B) Los filamentos procedentes de la hilera se conducen hacia abajo por el embudo. En la misma dirección circula una corriente de agua caliente que debido al estrechamiento cónico del embudo fluye con velocidad cada vez mayor hacia abajo. C) Como consecuencia de la aceleración del agua se produce el estiramiento de los filamentos aun plásticos (susceptibles de cambiar de forma) y al mismo tiempo provoca la solidificación de los mismos por el lavado del disolvente. D) La finura o el grosor de los filamentos depende de la velocidad del hilado y de la aceleración del agua (ambos son regulables) E) El manojo de filamentos unidos se libra del último vestigio residual del disolvente, pasando a través de un baño de ácido sulfúrico, al abandonar el embudo de hilado. A continuación el filamento producido se enrolla en devanadoras o carretes, sufriendo una pequeña torsión. 106 Fibras Textiles Propiedades Físicas: Resistencia: El rayón viscosa es razonablemente resistente, su tenacidad en estado seco es de 2.0 o 2.6 g/denier y en estado húmedo de 0.95 a 1.5 g/denier. Elongación: El % de elongación a la rotura se determina en base a la longitud original de ensayo. La elongación en estado seco es de 17 a 25% y en estado húmedo de 23 a 32% Contenido de Humedad: El regain del rayón viscosa es de 11 a 13% en condiciones normales. El contenido de humedad aumenta o disminuye de acuerdo ala variación de la humedad ambiente. Ejemplo a 20% de HR el contenido de humedad de la fibra será de aprox. 5% y a 90% de HR esta cerca del 22% Recuperación Elástica: La elasticidad del rayón viscosa no es alta. Si se produce un estiramiento como consecuencia de un esfuerzo y al cesar este la fibra no recupera su longitud inicial aun cuando durante cierto tiempo continua recuperándose. Este fenómeno recibe el nombre de Recuperación Elástica diferida o retrasada. Bajo este punto de vista la recuperación elástica es alrededor del 2%. Finura: El rayón viscosa se fabrica con distintas finuras o diámetro, susceptible de mezclarse con las fibras naturales, artificiales y sintéticas. Las finuras de uso común del rayón viscosa son: Tdenier: 1.25 – 1.5 – 2 – 2.5 – 3 – 4.5 – 8 – 12 - 15 – 18 y 20 Longitud: Los filamentos de rayón se cortan deseables para ser hilados en el sistema de lana, algodón y demás fibras artificiales y comunes son: 1 1/4, 1 , ½ , 2 , 2 ½ , 3 , 4 1/2 para formar fibras de longitudes hilatura cardada y peinada con sintéticas. Las longitudes más y 8 pulgadas. Rizado u Ondulación: Los filamentos continuos no requieren ser rizados u ondulados, en cambio como fibras cortada es necesario darle un pequeño rizado antes. Efecto de la luz solar: El rayón pierde su resistencia tras una prolongada exposición. Efecto del calor: La resistencia del rayón al planchado es satisfactoria. Pierde su resistencia al pasar los 150º C y los 200º C 107 Fibras Textiles Propiedades Químicas: Efectos de los ácidos: Los ácidos atacan al rayón viscosa con mayor rapidez que el algodón. El factor principal es la temperatura. La exposición durante ciertos periodos de tiempo en soluciones frías, diluidas de ácidos, no lo debilitan de modo notable. Por ejemplo un 2% de acido acético o fórmico a temperatura ambiente no lo perjudica. A temperaturas elevadas los ácidos carbonizan la viscosa. Efecto de los álcalis: Las soluciones concentradas producen hinchamiento y reducen la resistencia de la viscosa. Efecto de los disolventes orgánicos: Es insoluble por lo general. Resistencia Biológica: El moho lo decolora y debilita, acentuándose mas cuando la tela esta Engomada. RAYON ACETATO Antecedentes: El acetato de celulosa es químicamente estable. Sus derivados no son fáciles de fabricar, pero en 1869 el acetato fue preparado por Shutzenberger, calentándose la celulosa con anhídrido acético a 130º C – 140º C, en un tubo de vidrio sellado. En 1894 Cross y Bevan demostraron que el procedimiento de obtención se podía efectuar fácilmente a la presión atmosférica, en presencia del acido sulfúrico o el cloruro de zinc, actuando como catalizadores deshidratantes. Así se obtuvo el TRIACETATO DE CELULOSA que es soluble en cloroformo. En 1903 se descubrió que si el acetato de celulosa se hidroliza hasta retroceder a una posición intermedia entre el triacetato y el biacetato, pierde entonces la solubilidad en el cloroformo pero se vuelve soluble en acetona, que es un disolvente mucho mas practico. Materia Prima Transformación: Para su fabricación se parte de los linters de algodón, fibra muy corta que se encuentra unida a la semilla; y de la pulpa de la madera. El algodón o pasta celulosica se trata con soluciones alcalinas concentradas, se blanquea con hipoclorito de sodio, se lava y se seca. En este estado purificado se trata con ácido acético glacial que acetile más rápidamente Se llama Acetilación al proceso químico que transforma la celulosa en acetato primario. 108 Fibras Textiles Esto se realiza por medio de un tratamiento combinado de anhídrido acético y ácido acético glacial. La celulosa demora su acetilación por lo cual se activa la misma con una mezcla de ácido sulfúrico y ácido acético glacial (ácido sulfoacetico) Después de 8 horas la celulosa se convirtió en triacetato. Toda la celulosa se ha disuelto y la verificación de acetilación se efectúa tomando una muestra que será completamente soluble en cloroformo (acetato primario). Celulosa acetilada hasta sustitución de 2.90 grupos acetilicos por unidad de glucosa Para transformar el acetato primario en secundario (soluble en acetona) se trabaja en medio acuoso con ácido anhídrido acético y se deja varias horas. Así se produce una hidrólisis que se controla hasta el grado de acetilación que se busca (reducción de grupos acetilos); 2.5 grupos acetilo por unidad de glucosa. En este momento se agrega un exceso de agua y se forma un precipitado de acetato de celulosa, acetato secundario o simplemente acetato. Este acetato de secundario se disuelve en acetona, en el tiempo de 24 horas. Si se quiere matear se añade el bióxido de titanio a la masa. Finalmente se filtra y se envía a las cámaras de hilatura, donde se hace pasar por las toberas y boquillas que son los orificios de los filamentos. El acetato coagula por baño coagulante y la evaporación de la acetona se produce por medio de aire caliente, luego pasa a la cámara de hilatura y se recoge en bobinas. 109 Fibras Textiles Estructura física: El acetato y triacetato son similares al microscopio. La sección transversal es lobular o en forma de pétalos. La forma se produce por la evaporación del solvente a medida que la fibra se solidifica durante la hilatura. Hilatura: 1. La solución hilable pasa, mediante conductos del tanque de alimentación a la cámara de hilatura. 2. Una bomba mediadora asegura que una cantidad determinada en g/mm de solución de acetona sea inyectada en la hilera 3. Entre las hileras y las bombas hay un filtro de bujía cuya finalidad es retener cualquier partícula sólida que pueda obturar las boquillas de hilatura. 4. Las boquillas de hilatura consisten en una lamina metálica con cierto numero de pequeños orificios de unos 0.03 mm de diámetro dispuestos concéntricamente. 5. Del número de orificios de las boquillas de hilatura depende el número de filamentos. Por ejemplo si un hilo 150 denier tiene 60 filamentos, el denier individual del filamento será 2.5 si por el contrario, el numero de filamentos es 30 el denier individual del filamento será 5 denier. 6. A medida que la solución se hila por extrusión, a través de las hileras pasa al interior de una cámara de hilatura, desciende verticalmente de 2 a 5m, hasta un rodillo de alimentación y a continuación a una bobina. 7. Al descender de la cámara de hilatura, el hilo recibe un cierto grado de estiraje que produce la orientación molecular del filamento, con el consecuente aumento de su resistencia. La finura o diámetro de los filamentos que recoge la bobina depende de tres factores: • • • Velocidad de alimentación. Diámetro de las boquillas (matriz de hilatura) El estiraje en descenso En la cámara circula una corriente de aire caliente que provoca la solidificación de los filamentos 110 Fibras Textiles Propiedades físicas: 1. Resistencia, elongación: el acetato de celulosa tiene una resistencia en seco de 1.3 a 1.4 g/denier y en húmedo de 0.65 a 0.9 g/denier. La elongación a la rotura es de 23% a 30% en estado seco (condiciones normales) y en húmedo de 35% a 45% 2. Contenido de Humedad: En condiciones normales es de 6.5%. El triacetato del 3.2%. 3. Recuperación Elástica: Al 4% de elongación el rayón acetato tiene una recuperación elástica de 48 a 65%. Cuando el estiramiento es mayor que lo necesario, la fibra sufre una deformación permanente, es decir no regresa a la longitud inicial después del cese de la tensión. Al 5% de elongación el acetato recupera inmediatamente el 54%. A mas estiramiento se entra a la zona no elástica 4. Finura y Longitud: Son similares a los del rayón viscosa 5. Lustre: El lustre es normalmente brillante pero pude opacarse añadiéndose bióxido de titanio en la masa de hilar. Por otro lado el lustre natural del acetato puede deslustrarse sensiblemente por inmersión al agua hirviendo. 111 Fibras Textiles 6. Efecto de la luz solar: El acetato de celulosa sufre un ligero deterioro, tras una prolongada exposición a la luz solar provocando una ligera variación en su resistencia 7. Efecto del calor: El acetato de celulosa es un material termoplástico, es decir que calentándose se ablanda. A 190º C se convierte en una materia pegajosa y a 250º C es completamente blando, susceptible de deformarse a baja presión. Funde a 232º C Cuanto la tela o tejido de rayón acetato se plancha en caliente, se produce pegamento y fusión. Propiedades químicas • El acetato es una fibra artificial en donde la sustancia que la constituye corresponde al acetato de celulosa. • El acetato es una éster de celulosa y por lo tanto tiene una estructura química distinta al rayón o al algodón. • Los numerosos grupos de acetilo COOH tienden a mantener las moléculas separadas de manera que no se empacan en regiones regulares (áreas cristalinas) • Hay menos atracción entre las cadenas moleculares y como resultado de ello, no existe enlaces de hidrogeno. • Las moléculas de agua no penetran con tanta facilidad lo que explica la menor absorbencia del acetato. • La estructura química diferente también explica que los colorantes tengan distinta afinidad. • El acetato es termoplástico. Efecto de los ácidos: En soluciones diluidas, los ácidos débiles no afectan al acetato. Las fibras o filamentos se descomponen en soluciones concentradas de ácidos fuertes. Los ácidos orgánicos como el acido acético, acido fórmico, disuelven al acetato incluso en frío. Efecto de los álcalis: Los álcalis afectan ligeramente al acetato hasta un ph 9.3 pero en los álcalis fuertes amoniaco, hidróxido de amonio, hidróxido de sodio se produce la saponificación del acetato. Resistencia Biológica: El moho y la polilla no pede alimentarse con el acetato de celulosa. Por este motivo son muy raros los casos de deterioro. En general se debe a que los organismos se alimentan del material de acabado que se aplica a la fibra. 112 Fibras Textiles VISCOSA • • • • • • • • • • • • ACETATO • • • • • • • • • • • Hilado en húmedo. Celulosa regenerada. Sección transversal aserrada. Se producen más fibras cortas. Se chamusca. Alta absorbencia. No hay acumulación estática. No es soluble en acetona. Uso industriales neumáticos. No se utiliza para rellenos. El color puede desgastarse o sangrar. Atacada por el moho. • 113 Hilado en seco. Derivado químico de la celulosa. Sección transversal lobular. Se producen más filamentos. Se funde. Absorbencia regular. Acumula electricidad estática. Soluble a la acetona. Muy pocos son industriales. Se utiliza para relleno. El color puede desvanecerse con los humos. Resiste al moho. Fibras Textiles 114 Fibras Textiles CAPÍTULO VI Fibras Sintéticas 115 Fibras Textiles 116 Fibras Textiles Definiciones Las fibras sintéticas se elaboran combinando elementos químicos simples (monómeros) para formar un compuesto químico complejo (polímero). También se les conoce como fibras artificiales químicas o no celulosicas. Las fibras sintéticas se diferencian entre ellas en: • • • Los elementos que utilizan, la forma en que se unen como polímeros y el método de hilatura empleado. Las fibras sintéticas son: poliamidas, poli acrílicas, poliéster, poliolefinas, poliuretanos, polivinilos, polietilenos, polipropilenas, etc. Las fibras sintéticas tienen muchas propiedades en común que se encuentran listadas en la siguiente tabla: PROPIEDADES Sensibles al calor Resistente a la mayoría de productos químicos Resistente a polillas y moho Baja absorbencia a la humedad Oleofilica Electrostática Buena a excelente resistencia a la abrasión (las acrílicas tiene el nivel mas bajo) Excelente resistencia tensil Excelente resiliencia IMPORTANCIA PARA LOS CONSUMIDORES Si la plancha es demasiado caliente, la tela se encoge y después se funde. Las pinzas, pliegues se pueden estabilizar en telas mediante el calor. Los hilos pueden texturizarse para dar mayor volumen. Utilizado para prendas de uso en laboratorio y afines El almacenamiento no constituye un problema. Útil para costales, accesorios para pesca, etc. Las telas se secan fácilmente, El aceite y la grasa absorbidos en la fibra se eliminan con líquidos para limpiar en seco Las prendas se adhieren al cuerpo, las descargas eléctricas en climas fríos y secos es desagradable La tela con este material no se desgasta con facilidad, manteniendo la tela su aspecto Las fibras mas resistentes se emplean para cinturones, medias, etc.; por su buen comportamiento Prendas cómodas para usarse sin planchar. Presentan menos arrugamiento al uso. Buena a excelente resistencia a la luz solar (el nylon se modifica par mejorarla) Se utiliza para muebles exteriores, cortinas, banderas, etc. Resistencia a la flama Varía de mala a excelente. Hay que revisar cada una de las fibras. 117 Fibras Textiles EL NYLON Antecedentes: Fue la primera fibra sintética y la primera originada en USA El descubrimiento del nylon no se planeaba sino que fue resultado de un programa de investigación fundamental diseñado para ampliar el conocimiento básico de la forma en que las moléculas pequeñas se unen para formar moléculas gigantes (polímeros) y fue realizado por Wallace Carothers. En 1928 la Compañía Du pont decidió establecer un programa de investigación básica. Cualquiera cosa que se descubriera se utilizaría en la compañía; este era un medio de diversificación. El lema de Du pont es “Mejores cosas para una vida mejor a través de la química”. Du pont contrato al Dr. Carothers quien había investigado sobre altos polímeros para encabezar a un grupo de científicos. Estas personas crearon muchos tipos de polímeros empezando con moléculas simples y construyendo largas cadenas moleculares. Uno de los asistentes de Carothers noto que cuando sacaba una varilla de vidrio de uno de los destiladores de poliéster, la solución se adhería a ella, estirándose y formando un filamento sólido. El filamento podía estirarse aun más y no recuperaba su longitud original. Esto animo al grupo para concentrarse en fibras textiles. Los filamentos de poliéster no tenían ciertas características deseables en ese momento y decidieron desarrollar las poliamidas que presentaban menores problemas. En 1939, Du Pont fabricaba el nylon 6,6 se presento al publico para medias para damas con un éxito instantáneo. Se escogió para la fibra el término nylon. No tenía ningún significado especial pero tenia un sonido agradable como algodón o rayón. Durante muchos años el nylon se llamo fibra milagrosa. Tenía una combinación de propiedades que no se asemejaban a ninguna fibra natural o artificial en uso en la década de 1940. Era más fuerte y resistente a la abrasión que cualquier otra fibra, tenia excelente elasticidad; podía estabilizarse por calor y permitió hacer una realidad de los pliegues permanentes. Por primera vez la lencería delgada y ligera era durable y lavable a maquina. La alta resistencia del nylon su bajo peso y resistencia el agua del mar lo hizo adecuado para velas, cuerdas, etc. Las desventajas iban apareciendo: acumulación estática, mal tacto y la falta de comodidad de la prenda al contacto de la piel, así como la baja resistencia a la luz solar en cortinas. Afortunadamente a medida que cada uno de los problemas aparecían, se aprendía más sobre las fibras y se encontraban formas de superar las desventajas. 118 Fibras Textiles En 1960, cinco firmas producían nylon en los EUA. En 1977 existían 31 industrias, 18 de ellas elaboraban nylon 6,12industrias nylon 6,6 y una nylon 12. Composición: Entre las poliamidas más comunes están: • • • • • El nylon 6: Es un polímero fabricado por auto condensación del ácido 6aminocaproico. O también llamado Caprolactama Durante la segunda guerra mundial este nylon fue fabricado en Alemania, bajo el nombre de Perlon L. El Nylon 6,6: Es un polímero del acido hexametilendiamina y el acido adipico. Los números que aparecen después de la palabra nylon indican el número de carbonos en las materias primas. Por ejemplo el nylon 6,6 tiene 6 átomos de carbono en la hexametilendiamina y 6 átomos de carbono en el ácido adipico. Este nylon es conocido comercialmente como el “perlon T·” Nylon 11: Es un polímero del acido aminoundecanoico, conocido comercialmente como Rilsan. Nylon 6,10: Es un polímero fabricado por condensación del acido hexametilendiamina y el acido sebásico. Nylon 12: Se elabora a partir de polilaurilamida, que tiene 12 átomos de carbono. Estructura Física: El nylon se elabora como multifilamento, monofilamento, fibra corta, en una gran variedad de deniers y longitudes. Se produce como fibra brillante, semimate y mate. El nylon regular tiene una sección transversal redonda y es perfectamente uniforme a lo largo del filamento. El estirado en frío alinea las cadenas de manera que están orientadas en la dirección longitudinal de la fibra y son muy cristalinas. Los filamentos de alta tenacidad tienen cadenas mas largas que el nylon regular. Las fibras mas cortas no se estiran en frío después de la hilatura y por lo tanto tiene menos cristalitos. Su tenacidad es inferior a la de los filamentos 119 Fibras Textiles NYLON ANTRON NYLON 6 NYLON 6,6 REGULAR NYLON 6 DU PONT 0 120 Fibras Textiles Hilatura por fusión: El proceso consiste en hacer pasar la mezcla fundida del nylon a través de los orificios de una placa caliente de acero inoxidable que constituye la hilera. La fibra al hacer contacto con el aire, se endurece y luego se enrolla en las bobinas. Las moléculas de la fibra están en distribución desordenada y doblada, así que el filamento debe estirarse para obtener las propiedades deseadas en la fibra como son: resistencia, flexibilidad, dureza y elasticidad. El nylon se estira en frío, los poliesteres deben estirarse en caliente. El estirado alinea a las moléculas colocándolas paralelas entre si y acercándolas; reduciendo el tamaño de la fibra. La cantidad de estirado o su relación determina la disminución del tamaño de la fibra y el aumento de la resistencia, y varía de acuerdo al uso que se le quiera dar. Proceso: El proceso de hilatura por fusión para el caso del nylon 6 directamente de los chips, es el siguiente: A. B. C. D. E. F. G. Los chips son alimentados al recipiente de fusión. El punto de fusión del nylon 6 es menor que el del nylon 6,6; lo que indica que la temperatura de hilatura por fusión del polímero 6 será menor. El polímero fundido fluye a través de una rejilla a un recipiente de forma cónica y de este a la bomba medidora. El polímero fundido se mantiene todo el tiempo bajo una capa de nitrógeno, para prevenir la oxidación y la descomposición. El polímero fundido es expulsado por medio de la bomba medidora a través de los filtros metálicos. Del filtro, el polímero fundido pasa a un recipiente mezclador luego a un autoclave de polimerización y finalmente a la hilera. La hilera (matriz de hilatura) consiste en un disco de acero inoxidable, con perforaciones que varían en número, forma y diámetro, según los requerimientos del caso. A medida que los filamentos emergen de la hilera, entran en contacto con el aire frío que produce la solidificación de los filamentos, y a continuación pasan sobre rodillos (donde son mojados con agua), soluciones antiestáticos y lubricantes. Los filamentos obtenidos son sometidos a un proceso de estiraje, en que se estiran cerca de 5 veces su longitud original y finalmente son lavados, secados y bobinados, al tratarse de filamentos continuos. Si se requieren filamentos cortados, estos se rizan previamente y se cortan luego 121 Fibras Textiles Principales diferencias entre el nylon 6 y 6,6 El nylon 6 funde a 215º C – 320º C, mientras que el nylon 6,6 lo hace a 263º C. Esto nos indica que los tejidos a base de nylon 6 (perlon) deben plancharse con sumo cuidado. Las medias y los calcetines en general no requieren ser planchados. • En síntesis el proceso con caprolactama es mucho más fácil que el de la hematilendiamina usado para el nylon 6,6. Por lo tanto la fabricación del nylon 6 (perlon) es mucho mas económica en relación al nylon 6,6. • El nylon 6 tiene mayor afinidad tintórea con los colorantes ácidos que el nylon 6,6. • Propiedades físicas: a) Resistencia y elongación: Varían de acuerdo al uso final y con las condiciones de trabajo durante el proceso de fabricación. En general cuanto mas alto sea el grado de orientación molecular (estiraje) de los filamentos, su resistencia será mas elevada y su elongación menor. ¾ Nylon filamento continuo alta tenacidad: Tenacidad en estado seco: 7.5 – 8.3 g/denier Tenacidad en estado húmedo: 5.4 – 7.1 g/denier ¾ Nylon como fibra cortada: Tenacidad en estado seco: Tenacidad en estado húmedo: 122 3.8 – 5.5 g/denier 3.5 – 4.7 g/denier Fibras Textiles b) Elongación: ¾ ¾ Nylon filamento: Elongación en estado seco: Elongación en estado húmedo: 16.0 – 19.0% 19 – 22% Nylon como fibra cortada: Elongación en estado seco: Elongación en estado húmedo: 23 – 50% 31 – 55% c) Contenido de Humedad: El contenido de humedad es de 4% a 4.5% (igual que el nylon 6,6). d) Recuperación elástica: El nylon 6 (perlon) es una fibra elástica muy parecida al nylon 6,6. Los filamentos standard tienen una recuperación elástica del 100% a una elongación de 6 a 8%.Y con 10% de elongación la recuperación elástica es del 85% d) Finura y longitud: Como filamento continuo, la finura varia de acuerdo a las aplicaciones típicas como fibra cortada. e) FINURA EN DENIER LONGITUD EN mm 1.4 40 2.0 32 Y 40 2.4 40,50 Y 60 3.6 60 Y 100 6.0 60 o 100 12.0 100 20.0 100 Efecto de la luz solar: El nylon sufre ligera disminución de su resistencia tras una prolongada exposición a la luz del sol, con un amarillentado superficial. El grado de deterioro, debido a la luz del sol, es afectado por ciertos factores: • • Densidad lineal del hilo, los hilos más finos son más resistentes que los gruesos. En hilos y tejidos teñidos, la luz solar afecta considerablemente la resistencia. 123 Fibras Textiles f) Efecto del calor: El nylon 6 es estable a bajas temperaturas, aumenta ligeramente su resistencia cuando es expuesto a 17º C. Este efecto es reversible, es decir recupera su resistencia original al retornar a la temperatura normal de laboratorio. A temperaturas superiores a 150º C el nylon pierde resistencia y llega a deteriorarse por completo tras una prolongada exposición. La temperatura recomendable para el planchado es de 130º C a 150º C. Reblandece entre 170 y 180º C y funde a 215º C PROPIEDADES QUIMICAS: Efecto de los ácidos: Las soluciones diluidas afectan ligeramente al nylon 6. Las soluciones en caliente de ácidos inorgánicos destruyen el nylon. Las soluciones concentradas en frió del ácido sulfúrico y nítrico disuelven el nylon. Efecto de los solventes orgánicos: El ácido fórmico concentrado, el fenol y el metacresol disuelven el nylon. Los solventes comúnmente usados el lavado industrial o domésticos no lo afectan. Efecto de los álcalis: El nylon tiene una excelente resistencia, tanto a los álcalis débiles como a los fuertes. Resistencia biológica: El nylon no es atacado por polilla, moho u otros microorganismos. Colorantes aptos: son similares a los del nylon 6,6 : colorantes dispersos, ácidos, algunos colorantes directos y colorantes al cromo. Con la única diferencia en que en este tipo de nylon penetra mejor el tinte. POLIESTER Antecedentes: La formación y descubrimiento de los poliesteres se debe al químico Wallace Carothers de la Dupont (USA) quien estudio sistemáticamente la formación de las cadenas de los poliésteres y de las poliamidas. La continuación del estudio del poliéster fue abandonado eventualmente para dedicarse al estudio del Nylon. Durante el periodo 1939 – 1941, el poliéster fue desarrollado por los químicos J.T. Dikson y J.R. Whinfield de La asociación de Manchester, Inglaterra. La I.C.I. lanzo al mercado el poliéster bajo el nombre de Terylene en 1950 USA lanzo al mercado hilos de poliéster con el nombre de Dacron. Químicamente ambos: terylene y dacron, son iguales. 124 Fibras Textiles Origen: La fibra poliéster proviene de la policondensación de los diácidos con los di alcoholes. El único que tiene importancia como material textil, es el derivado del acido tereftálico y del etilenglicol. Por polimerización se obtiene el polímero “polietileno de Tereftalato, con el que se fabrica la fibra denominada: Poliéster Estructura: El poliéster se produce en variadas formas, como filamento son de alta tenacidad o regulares, brillantes o deslustrados, blancos o teñidos en solución. Las fibras cortas se producen de 1.5 a 10 deniers y son deslustradas. Pueden ser regulares o de alta tenacidad, resistentes a la formación de frisas. Cuando las fibras regulares de poliéster se observan al microscopio son tan similares al nylon que es difícil identificarlas. Las fibras lisas, semejantes a varillas, tienen una sección transversal circular. No son tan transparentes como las fibras de nylon. Son blancas, así que normalmente no requieren blanqueo. Se producen fibras con muy diversas secciones transversales: redonda, trilobal, octolobal, hexalobal, pentalobal. Dacron tipo 62 Dacron tipo 64 125 Fibras Textiles Kodel Terylene La sección transversal del dacron tipo 64 y del terylene, es circular y el dacron tipo 62 es triangular. La sección longitudinal del dacron tipo 64 y del terylene es parecido al nylon (cilíndrico y liso) y el dacron tipo 62 presenta rayas a lo largo del eje de la fibra Propiedades físicas: Resistencia y elongación: La tenacidad y elongación a la rotura del terylene y el dacron puede variar dentro de un considerable rango, dependiendo fundamentalmente del grado de estiraje aplicado a los filamentos. Según el uso final del poliéster se tiene: VARIEDAD Filamento continuo alta tenacidad Filamento media tenacidad Fibra cortada alta tenacidad RESISTENCIA EN SECO RESISTENCIA EN HUMEDO 6.4 g/denier 8.0 g/denier 4.0 g/denier 5.0 g/denier 5.5 g/denier 6.5 g/denier 126 Fibras Textiles Recuperación elástica: El terylene tiene buena recuperación elástica al estiramiento, a la compresión, al doblado. En termino medio después de un minuto de esfuerzo de tensión, el poliéster recupera: • • • 2% de elongación: 97% de recuperación elástica 4% de elongación : 90% de recuperación elástica 8% de elongación: 80% de recuperación elástica. Efecto del calor: • Hasta 40º C la tenacidad aumenta hasta un 6% y su elongación disminuye hasta un 30%. A 100º C la tenacidad aumenta cerca del 50% y la elongación disminuye alrededor del 35%. A 180º C el terylene retiene el 50% de su tenacidad al retornar a temperaturas normales. • Calentando en aire caliente a 150º C el terylene sufre una ligera decoloración y después de un mes retiene alrededor del 85% de la tenacidad original • El terylene reblandece entre 230 y 240º C aproximadamente. Efecto de la luz solar: El terylene y el dacron poseen alta resistencia a la luz solar. Después de una larga exposición a la luz solar el poliéster pierde resistencia gradualmente, pero no sufre decoloración. Hilatura: El polímero de polietileno se hila por fusión y extrusión (funde a 260º C). Durante la hilatura debe evitarse el contacto del aire con el polímero fundido. La hilatura se lleva a cabo: 1. La materia prima chips (polímero desmenuzado en trozos) previamente se seca para eliminar la humedad. A continuación se deposita en tolvas de alimentación, donde el polímero se funde. 2. La hilatura se lleva a cabo en forma similar a la de las fibras poliamidicas. El polímero fundido es bombead a través de los finos orificios de la hilera (matriz de hilatura). 3. A medida que los filamentos salen de la hilera, son solidificados y bobinados en forma de quesos sin estiraje. 4. Los filamentos unidos se someten al proceso de estiraje (5 veces su longitud original) con el que se consigue la orientación molecular de los filamentos. El poliéster como en los casos anteriores se fabrica como fibra cortada (para mezclas) y como filamento continuo. 127 Fibras Textiles LEYENDA 1. P-xileno 2. Etileno 3. Dimetil tereftalato 4. Etilenglicol 5. Polímero tereftalato de polietileno 6. Aparato secador 7. Recipiente de fusión 8. Hilera 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Hilo sin torsión Estiraje y retorcido Bobina Rodillos de alimentación Rodillos de estiraje Rizado Temperatura regulable Cortado Propiedades químicas Efecto de los ácidos: El poliéster estar sujeto a hidrólisis. Los ácidos, álcalis, agua, sales favorece la hidrólisis del polietileno de tereftalato, pero los efectos no son los mismos. • • Bajo la influencia de los ácidos, la degradación es gradual, dependiendo principalmente de la concentración de los mismos. En general los poliesteres tienen buena resistencia a la mayoría de los ácidos minerales y orgánicos. El acido sulfúrico concentrado disuelve al poliéster Efecto de los álcalis: El poliéster tiene buena resistencia a los álcalis. Por ejemplo resiste las condiciones del mercerizado. 128 Fibras Textiles Efecto de los solventes orgánicos: Buena resistencia a la mayoría de los solventes orgánicos como los empleados en el lavado domestico o industrial: acetona, éter, alcohol etílico, benceno, cloruro de etileno, cloroformo, etc. ACRILICO Antecedentes Desde 1913 una patente alemana había contemplado la posibilidad de producir hilados a partir del cloruro de polivinilo, material plástico de gran utilización, pero no se conocía ningún solvente para este producto y la patente no tuvo aplicación. En 1931 I.G. Farben retorno a la idea de utilizar cadenas largas de cloruro de polivinilo por ser un producto económico obtenido a partir del acetileno o del etileno. Sobre clorando el cloruro de polivinilo, obtuvo un producto soluble en acetona. En 1948 se descubrió que el cloruro de polivinilo se podía disolver en una mezcla de acetona y sulfato de carbono, facilitando la fabricación de las fibras acrílicas. Las primeras fibras acrílicas (poliacrilonitrilos) obtenidas por polimerización del acrilonitrilo fueron lanzadas al mercado en 1948, con el nombre de Orlon. Fibras similares se fabricaron en 1954 por Alemania con el nombre de Dralon y en Francia con el nombre de Crilon. Producción Algunas fibras acrílicas se hilan en seco, con disolventes y otras se hilan en húmedo. En la hilatura con disolventes, los polímeros se disuelven en un material adecuado, como dimetilformamida, la extrusión se hace al aire caliente y se solidifican por evaporación del disolvente. Después de la hilatura, las fibras se estiran en caliente a tres o diez veces su longitud original, se ondulan, se cortan y se comercializan como fibra corta o filamento. En la hilatura en húmedo, el polímero se disuelve en un disolvente, la extrusión se efectúa en un baño coagulante, se seca se ondula y se recoge en forma de filamento para voluminizarlo o se corta en fibras y se embala. El acrilonitrilo es relativamente barato, pero los disolventes son costosos, por lo que el proceso de hilatura es más caro que las otras fibras sintéticas. Hilatura en seco El poliacrilonitrilo tiende a descomponerse por fusión, lo que no ocurre con las fibras poliamidicas y poliesteres, debido a este inconveniente las fibras acrílicas se producen a partir de un coloide (en estado de solución) tanto para la hilatura en húmedo como en seco. 1. El polímero se disuelve en un solvente orgánico tal como dimetilformamida, para obtener una solución hilable que contenga 25 a 40% del polímero 129 Fibras Textiles 2. 3. 4. 5. La solución se filtra y se calienta a la temperatura de ebullición y luego es expulsada por extrusión (similar al rayón acetato) a través de la hilera Al abandonar los orificios de la hilera, los filamentos pasan por la cámara de hilatura en la que circula una corriente de aire caliente (400º C) produciéndose la evaporación del solvente que solidifica los filamentos. Los filamentos se conducen juntos y sufren un estiramiento de 3 a 10 veces su longitud original, mediante los rodillos de estiraje. Si se requieren hilos de filamentos continuos, los filamentos son lubricados, torcidos y finalmente bobinados. Si por el contrario la producción es como fibra cortada, los filamentos son rizados mecánicamente y cortados. LEYENDA 1. Acetileno 2. Acido cianhídrico 3. Acrilonitrilo 4. Poliacrilonitrilo 5. Disolvente 6. Solución de hilatura 7. Hilera 8. 9. 10. 11. 12. 13. 130 Cámara de hilatura Rodillos de estiraje Avivado (ablandamiento del disolvente) Lavado (eliminación del disolvente) Rizado Cortado Fibras Textiles Hilatura en húmedo • Se disuelve el polímero como en el caso anterior • La solución hilable se bombea (por extrusión) a través de la hilera matriz (matriz de hilatura) que se encuentra sumergida en un baño coagulante que contiene un líquido que disuelve el solvente del polímero, para su recuperación. • Los filamentos obtenidos son estirados, el solvente es extraído por medio de lavados cuidadosos. Luego son secados, estabilizados, rizados y finalmente cortados en longitudes adecuadas. En su defecto los filamentos son depositados en forma de cintas. Estructura física: Una de las características más importantes de las fibras acrílicas es la forma de su sección transversal que es el resultado del proceso de hilatura. La hilatura en seco produce una forma de hueso. Las diferencias en la sección transversal influyen sobre las propiedades físicas y estéticas y son por lo tanto un factor determinante en su uso final. Las formas redondas y de fríjol son mejores para alfombras porque tienen cierta rigidez que contribuye a la elasticidad. La forma de hueso y las formas planas brindan suavidad y lustre deseado para las prendas de vestir. El Creslan, Zefran y el Acrilan son ejemplos del proceso en húmedo. Fotomicrografías de fibras acrílicas: vista transversal y longitudinal. (De izquierda a derecha) Acrilán, Orlón, Creslán, Zefrán. (Fotomicrografía del Acrilán cortesía de Chemstrand Corporation; fotomicrografía del Orlón cortesía de the Du Pont Company; fotomicrografía del Creslán cortesía de American Cyanamid Corporation; fotomicrografía de Zefrán cortesía de Dow Badische Company). 131 Fibras Textiles Propiedades físicas Resistencia y Elongación CARACTERISTICA Tenacidad en seco Tenacidad en húmedo % de elongación en seco y húmedo ORLON TIPO 81 ORLON TIPO 42 5 g/denier 2.3 g/ denier 4.8 g/denier 1.8 g/denier 17 a 16% 28% DRALON 2.5 a 3.2 g/denier 2.12 a 2.72 g/denier 24 a 30% ACRILAN 2.5 g/denier 2.0 g/denier 35% Contenido de Humedad ORLON TIPO 81 ORLON TIPO 42 DRALON ACRILAN COURTELLE 0.9 % 1.5% 1.% 1.5% 2% Efecto del Calor ORLON DRALON ACRILAN Resiste por largo tiempo temperaturas de hasta 150º C. La temperatura recomendable para el planchado de tejidos es de 160º C. A temperaturas mas elevadas produce el amarillento y se descompone a 230º C El color natural es ligeramente crema. Cuando se calienta la fibra se reblandece a 235º C y se funde con descomposición alrededor de 300º C. Expuesto en aire caliente a 150º C sufre una contracción del 1% Expuesto al aire caliente a 150º C durante 20 horas, disminuye su resistencia en un 5%, reblandece a 200º C y se quema a 235º C Propiedades Química Efecto de los ácidos: Las fibras acrílicas no son afectadas por las soluciones diluidas de ácidos inorgánicos fuertes. Las soluciones concentradas en frió del acido sulfúrico y el acido nítrico disuelven a la fibra. Efecto de los solventes orgánicos: Las fibras acrílicas son resistentes a la mayoría de las sustancias orgánicas, como el acido carboxílico, fenoles, alcoholes, acido acético, fórmico, etc. Algunas sustancias tal como el dimetilformamida disuelven a las fibras acrílicas. 132 Fibras Textiles La mayoría de las sales no las afecta. Las soluciones concentradas de tiocionato de calcio, cloruro de zinc y otras sales actúan como solventes. Resistencia biológica: Las fibras acrílicas tienen excelente resistencia al moho, polilla y otros organismos. Colorantes aptos: Las fibras acrílicas tienen buena afinidad tintórea a los colorantes básicos, dispersos y ácidos. Cuadro comparativo entre el acrílico y la lana PROPIEDAD TEXTIL Efecto de los álcalis Efecto de los ácidos ACRILICO Resiste a los ácidos débiles Resiste a la mayoría Efecto de los disolventes Puede limpiarse en seco Efecto de la luz solar Excelente resistencia Puede tratarse con calos para que retenga su forma Estabilidad Permanencia de los pliegues Los pliegues pueden eliminarse y fijarse por medio del calor Efecto del calor Termoplástico, se hace pegajosa a 450º - 490º F Resistencia a las polillas y los hongos Resistente 133 LANA La dañan Resiste a los débiles Se recomienda la limpieza en seco Baja resistencia Sujeta a afieltrado y encogimiento Los pliegues pueden fijarse por medio del calor y la humedad no son permanentes Se quema con facilidad se hace quebradiza a temperaturas elevadas Dañada por las polillas. Si la lana se guarda sucia se formara moho en ella Fibras Textiles 134 Fibras Textiles Bibliografía • Revista textiles panamericanos. Edición 3-2007. Edición 2-2006. • Senati. Manual de fibras textiles. (Edición 1992). • Introducción a las fibras textiles (1980). Editorial Trillas, México DF • Joachim Zahn. (1985). Historia del tejido. Editorial Zeus. 135
