Fibras

FIBRAS TEXTILES

El término 'fibras textiles' se refiere a las que se pueden hilar o utilizar para fabricar telas mediante operaciones como tejido, trenzado o fieltrado. El tejido, una de las primeras actividades artesanales, ya se practicaba en el neolítico, como lo demuestran los fragmentos de fibras de lino hallados en los restos de poblados lacustres de Suiza. En el antiguo Egipto los primeros textiles se tejían con lino; en la India, Perú y Camboya con algodón; en Europa meridional con lana y en China con seda.

Lino

Los primeros en utilizar el lino fueron los antiguos egipcios (probablemente la palabra lino se deriva de un vocablo egipcio). Dado que los primeros tejidos de lino por lo general eran blancos, esta materia se convirtió en un símbolo de pureza, por lo que los egipcios no sólo lo usaban para la confección de prendas de vestir y artículos domésticos, sino también para sus prácticas religiosas. En el antiguo Egipto también se producían textiles con algodón importado de la India.

Lana

La Biblia menciona la gran calidad de la lana que se vendía en la ciudad de Damasco. Los antiguos pueblos del Cáucaso vestían mantos de lana denominados shal (de donde deriva la palabra chal). Las ovejas se criaban por su lana —además de por su carne y su piel— en toda la zona mediterránea. Sicilia y el sur de Italia proporcionaban lana a Roma para la confección de prendas de vestir; durante los primeros siglos de la era cristiana se pusieron de moda los tejidos de seda importados de China. La mejor lana procedía de las ovejasmerinas criadas en Castilla (España).

Posteriormente los belgas aprendieron a fabricar textiles de lana de gran calidad y enseñaron esta artesanía a los sajones de Gran Bretaña, que también fueron famosos por sus excelentes tejidos.

Algodón

Aunque el algodón es la fibra textil más común en la actualidad, fue la última fibra natural en alcanzar importancia comercial. En el siglo V a.C. el historiador griego Heródoto informaba que uno de los productos valiosos de la India era una planta silvestre cuyo fruto era el vellón; en el siglo siguiente, Alejandro Magno introdujo el algodón indio en Grecia. Aunque los antiguos griegos y romanos utilizaban algodón para toldos, velas y prendas de vestir, en Europa no se extendió su uso hasta varios siglos después.

En América, los habitantes del México prehispánico utilizaban algodón para elaborar telas. Durante los siglos XV y XVI los exploradores europeos encontraron textiles de algodón en las Antillas y Sudamérica. Los primeros colonos ingleses ya cultivaban algodón; con la introducción de la desmotadora de algodón, inventada en 1793 por el estadounidense Eli Whitney, el algodón se convirtió en la fibra más importante del mundo en cuanto a su cantidad, su bajo costo y su utilidad. 

Seda

Según la leyenda china, la seda empezó a tejerse en el siglo XXVII a.C. durante el reinado del emperador Huang Ti, cuya esposa desarrolló supuestamente la técnica de devanar el hilo del gusano de seda para tejerlo. Aunque durante muchos siglos se exportaron seda en bruto y los tejidos de seda a los países mediterráneos, la fuente de dicha fibra no fue conocida por los europeos hasta el siglo VI d.C., cuando unos viajeros que volvían de China trajeron de contrabando a Occidente huevos del gusano de seda; a partir de ellos empezaron a criarse gusanos en Grecia e Italia. En el siglo XII, la seda se usaba ya en toda Europa para la confección de tejidos suntuosos.

En el hemisferio occidental, los intentos de criar gusanos de seda comenzaron en 1620, cuando el rey Jacobo I de Inglaterra exhortó a los colonos a producir seda en vez de tabaco. Los colonos de Georgia lograron un cierto éxito, pero los esfuerzos posteriores en Connecticut y Nueva Jersey fracasaron debido a la falta de mano de obra eficaz y barata, necesaria para cultivar las moreras de las que se alimentan los gusanos y para ocuparse de éstos.

A mediados del siglo XX sólo Japón y China producían cantidades importantes de seda. Cuando empezó la II Guerra Mundial, Japón suministraba el 90% de la producción mundial de seda en bruto. Cuando Occidente quedó privado de esa fuente durante la guerra, se utilizaron en su lugar fibras sintéticas de nailon, que había sido desarrollado en la década de 1930.

Fibras sintéticas

La belleza y el precio de la seda estimularon a muchos de los primeros científicos a desarrollar una fibra que se pareciera al hilo del gusano de seda. En 1664 el científico británico Robert Hooke sugirió la posibilidad de sintetizar una sustancia pegajosa semejante al fluido segregado por el gusano de seda para tejer su capullo. Sin embargo pasaron más de 200 años hasta que un científico francés (el conde Hilaire de Chardonnet) inició la producción artificial de fibras, conocidas al principio como seda artificial. El proceso de Chardonnet, que seguía el principio sugerido por químicos anteriores, consistía en forzar el paso de un líquido viscoso a través de pequeñas toberas (denominadas boquillas de hilatura) y endurecer el fluido para formar hilo coagulándolo en un baño químico. Este proceso sigue siendo el método básico para producir fibras textiles sintéticas. En 1924, el término 'seda artificial' fue sustituido por el de rayón.

El nailon se introdujo en la década de 1930. Esta fibra, más resistente que la seda, se utiliza mucho en la confección de prendas de vestir, calcetería, tela de paracaídas y cuerdas. A partir de 1940 muchas otras fibras sintéticas alcanzaron importancia en la industria textil, como el poliéster (a veces denominado dacrón), el polivinilo, el polietileno y la olefina (véase Plásticos). En 1968 se introdujo un nailon parecido a la seda conocido como qiana. Los tejidos fabricados con qiana no se arrugan, mantienen los plisados y tableados y presentan colores bien definidos y estables al ser teñidos.

La utilización de fibras artificiales condujo a numerosos cambios en la economía textil, debido a que los métodos de producción y características físicas de estas fibras podían adaptarse para cumplir requisitos específicos. Los países altamente industrializados, que antes estaban obligados a importar algodón y lana como materias primas para los textiles, pasaron a fabricar sus propias fibras a partir de recursos disponibles como el carbón, el petróleo o la celulosa. El desarrollo de las fibras sintéticas llevó a la producción de nuevos tipos de tejidos, duraderos y de fácil lavado y planchado.

Producción textil

La producción y distribución de textiles es relativamente complicada. Según el tipo de tela, la materia prima tanto las fibras vegetales o animales como los productos químicos— puede prepararse de forma independiente o como etapa preliminar en la fabricación de la tela; por tanto, el número de procesos distintos implicados en la producción varía según cada producto textil.

La primera etapa en la fabricación de textiles implica la producción de la materia prima, ya sea el cultivo de algodón, lino u otras plantas, la cría de ovejas o gusanos de seda, o la producción química de fibras; a continuación, la fibra se hila y posteriormente se usa el hilo para tejer las telas. Después del teñido y el acabado, el material puede suministrarse directamente a un fabricante de productos textiles o a un minorista que lo vende a particulares que confeccionan prendas de vestir o ropa de casa.

Procesado de la fibra

La fibra de algodón, el vellón de las ovejas o el lino deben ser procesados antes de hilarlos. El algodón en bruto se procesa con la desmotadora, que elimina las semillas y otras impurezas, antes de ser transportado en balas a la hilatura. Para obtener a partir del lino una fibra susceptible de ser hilada se utilizan diversas operaciones mecánicas y químicas. La lana debe ser clasificada y lavada antes de su hilado. La seda se desenrolla de los capullos después de ablandar la goma natural en agua caliente, lo que permite una separación fácil sin romper las finas fibras.

Los filamentos continuos se agrupan y se tuercen para formar hilos de varias hebras; los filamentos rotos y el material de desecho se hilan de forma similar a la empleada para las fibras de algodón, lana o lino.

Las fibras sintéticas se suministran en forma de filamentos o de fibras cortas; la fibra de filamento continuo se convierte en hilo igual que la seda. Las fibras sintéticas cortas se procesan antes del hilado de forma similar al algodón crudo o la lana.

Hilado

Para obtener hilo a partir de filamentos continuos basta torcerlos, pero en el caso de las fibras cortas hay que cardarlas para combinar las fibras en una estructura continua semejante a la de una cuerda, peinarlas para estirar las fibras largas y torcer las hebras continuas resultantes. El torcer más o menos los hilos determina algunas de sus características; una torsión ligera proporciona telas de superficie suave, mientras que los hilos muy torcidos producen tejidos de superficie dura, resistentes a la abrasión y menos propensos a ensuciarse y arrugarse; sin embargo, los tejidos hechos con hilos muy torcidos encogen más.

Tejido

Para tejer se utiliza el telar y dos conjuntos de hilos, denominados respectivamente urdimbre (o pie) y trama. Los hilos de la urdimbre van a lo largo del telar, mientras que los de la trama van en dirección transversal. La urdimbre está arrollada en enormes bobinas llamadas enjulios o enjullos, situadas a los pies del telar, y se enhebra en el telar formando una serie de hilos paralelos. La trama se suministra por los lados del telar desde unas bobinas que se cambian automática o manualmente cuando se acaba el hilo. La lanzadera del telar hace pasar los hilos de la trama a través del telar, entrelazándolos perpendicularmente con la urdimbre. Modificando el número de hilos de la urdimbre y alterando la secuencia con la que se levantan o se bajan se logran diferentes dibujos y texturas.

Durante el tejido, una capa protectora provisional conocida como imprimación protege los hilos de la urdimbre para evitar que se dañen.

Telas de punto

El tejido de malla, cuyos orígenes se remontan al anudado de redes en los pueblos antiguos, consiste en formar una rejilla entrelazando hilo mediante agujas manuales o automáticas en una serie de lazadas unidas entre sí. El tejido con agujas fue introducido en Europa por los árabes en el siglo V y floreció en Inglaterra y Escocia durante los siglos XIV y XV.

Los escoceses han reivindicado tanto su invención como su introducción en Francia. Hasta 1589 todas las labores de punto se hacían a mano. Aquel año el clérigo inglés William Lee inventó una máquina para tejer medias, pero la reina Isabel I de Inglaterra le negó una patente, porque consideraba que el nuevo invento era una amenaza para los tejedores. Sin embargo, la máquina se utilizó en otros países y preparó el camino para posteriores mejoras. La primera llegó en 1758, cuando un hilandero de algodón, el británico Jedediah Strutt, inventó un aditamento para el bastidor de medias que permitía confeccionar tejidos acanalados (canalé).

A principios del siglo XIX, el ingeniero británico Marc Isambard Brunel inventó un bastidor circular al que denominó tricoteur. El tejido de hilos más gruesos se hizo posible cuando otro inventor británico, Matthew Townsend, incorporó una aguja, dotada en uno de sus extremos de un gancho con un cierre y la patentó en 1858.

 En 1864, el también británico William Cotton introdujo una mejora en las máquinas mecánicas que pasó a ser conocida como 'sistema de Cotton'. La máquina mejorada podía dar forma a los talones y punteras de medias y calcetines y sentó las bases para las modernas máquinas de confección completa. Las tejedoras automáticas se introdujeron por primera vez en 1889. Véase Máquina de coser.

Teñido y estampado

Los textiles pueden teñirse de distintas formas: las telas pueden colorearse una vez tejidas (tinte en la pieza), pueden teñirse las fibras sueltas en una cuba (tinte en bruto) y, por último, puede teñirse el hilo o filamento antes de tejerlo (tinte en el hilo). Los hilos sintéticos también pueden recibir un tinte previo incorporando pigmentos coloreados en la solución de hilado antes de extruir los filamentos a través de las boquillas de hilatura (tinte en masa o solución).

El principal método para estampar dibujos en textiles es el huecograbado mediante rodillos; en este proceso el dibujo se graba en rodillos de cobre (un rodillo para cada color) y se llenan las depresiones de los rodillos con pasta de estampado; a continuación se pasa la tela por los rodillos. Otro proceso de estampado es la impresión en relieve; en este caso, el dibujo está elevado sobre la superficie del rodillo y las partes altas se cubren con tinta.

El estampado con retícula se realiza trazando el dibujo en una retícula plana o cilíndrica que sirve como plantilla, la cual se coloca sobre el tejido y se aplica el tinte haciéndolo pasar por las aberturas de la plantilla. El estampado manual con retícula está siendo sustituido por máquinas automáticas. Véase Técnicas de impresión.

Otros procesos de acabado

Además del teñido y el estampado, la tela recibe otros acabados para mejorar su aspecto y cualidades, como por ejemplo tratamientos para mejorar la resistencia a las arrugas en textiles como el algodón, el lino o el rayón hilado, que no tienen la elasticidad de la lana o la seda.

Los últimos avances en cuanto a acabados resistentes a las arrugas son los de planchado duradero o planchado permanente; además de lograr resistencia a las arrugas, estos acabados proporcionan pliegues permanentes. Mediante diversos tratamientos químicos también es posible mejorar la resistencia al encogido, a las manchas y a la suciedad. Otros procesos de acabado protegen contra el deslizamiento de los hilos o contra los daños provocados por el moho, las polillas o el fuego.

Clasificación de las Fibras textiles

Una fibra es un sólido relativamente flexible, macroscópicamente homogéneo, con una pequeña sección transversal y una elevada relación longitud-anchura.

Se clasifican en dos grandes grupos: las fibras naturales y las fibras químicas.

FIBRAS NATURALES

Son las extraídas de la naturaleza mediante procedimientos físicos o mecánicos.

Se clasifican en 3 grupos:

Fibras vegetales:

Fibras de semilla:

-Algodón.

-Kapoc.

-Fibra de coco.

%Fibras liberianas:

-Lino.

-Cáñamo.

-Yute.

-Ramio.

Fibras de hojas:

-Sisal.

-Abacá.

Fibras animales:

-Seda.

-Lana.

-Otros pelos animales; Alpaca, Angora, Mohair……

Fibras minerales:

-Amianto (en desuso).

Fibras químicas:

Se obtiene mediante procesos químicos.

-Se clasifican según su modo de obtención:

1.-Fibras de Polímero natural (o artificiales):

Fabricadas a partir de substancias poliméricas.

-Las fibras artificiales más comunes son:

2.- Fibras de polímero sintético (o sintético):

-Fabricadas a partir de substancias poliméricas por síntesis química.

3.-Fibras químicas variadas:

-Son las manufacturadas a partir de materiales diversos, que generalmente tienen usos técnicos.

-Por ejemplo; fibra de carbono, de vidrio….

Propiedades de las Fibras

Las propiedades básicas deseables en una fibra son:

·         1.- Alto punto de fusión, que la haga apta a tratamientos térmicos, ya sean de tintura o planchado.

·         2.-Suficiente resistencia y elasticidad.

·         3.-Tintabilidad, es decir, que se le pueda aplicar color de forma permanente.

·         4.-Hidrifilidad moderada, que sea confortable al contacto con la piel.

Pero todas estas propiedades dependen del campo de aplicación, así que atendiendo a éste campo (prendas de vestir), las propiedades más apreciadas son:

-Percepción; el tacto, aspecto visual…

-Capacidad de protección frente al calor, al frío o al agua.

-Fácil cuidado de la prenda.

-Confort.

-Durabilidad y mantenimiento.

En cambio, cuando se trata de usos más técnicos o industriales, las propiedades más apreciadas en una fibra son:

-Resistencia a la tracción y fatiga.

-Resistencia a diferentes agentes.

-Durabilidad al uso y mantenimiento.

-Protección frente a agentes externos.

Clasificación de las Propiedades de las Fibras

GEOMÉTRICAS:

·         Longitud: valor medio y su variabilidad

·         Finura: valor medio y su variabilidad

·         Rizado: frecuencia, forma y amplitud

·         Forma de la sección transversal

FÍSICAS:

·         Propied. Ópticas: brillo y color

·         Propied. Térmicas: acción al calor, tratamientos térmicos, comportamiento al fuego

·         Propied. Eléctricas

·         Propied. Superficiales: comportamiento a la fricción (pilling y abrasión)

·         Propied. Mecánicas: comportamiento a tracción, a torsión y a flexión

ABSORCIÓN

·         Humedad y agua

·         Disolventes orgánicos: hinchamiento, disolución

·         Colorantes: propiedades tintóreas

QUÍMICAS

·         Resistencia a tratamientos ácidos, álcalis…

·         Acción de la intemperie: luz solar

·         Acción de insectos y microorganismos

1.- Propiedades Geométricas:

·         % Longitud:

·         Presentan dos modos bien diferenciados:

·         -Fibra discontinua: segmentos de longitud definida.

·         -Filamento continuo o cable de filamentos: segmentos continuos y largos de longitud indefinida.

·         Todas las fibras naturales se encuentran de forma discontinua, exceptuando la seda.

·         La longitud de las fibras se expresa en Mm. o en pulgadas ( “ ); la longitud de la fibra es un parámetro muy importante ya que hay muchos factores que influyen en la longitud y éstos varían de una fibra a otra, por ello lo común es referirse al valor medio (media estadística extraída de examinar una muestra representativa) y de coeficiente de variabilidad (parámetro estadístico de la distribución de las longitudes.

·         Las fibras químicas se obtienen inicialmente en forma de filamento continuo, pero se pude convertir en fibras discontinuas cortando o desgarrando la longitud deseada. El corte puede ser recto o variable.

·         Pero también para las fibras discontinuas, la longitud es importante, la longitud de corte de éstas determina el proceso de hilatura a aplicar.

·         %Finura:

·         Es la medida de su grosor y está relacionado con el diámetro de la fibra aparentemente, ya que no es constante ni regular, se expresa en Micras:

·         1 micra = 10 elevado a -6 m = 0,001mm

·         La finura determina la calidad y el precio de la fibra.

·         En las fibras químicas, la finura se expresa en función de la masa lineal (ésta masa se expresa en Tex, que indica el peso en gramos de 1000m de filamento), ya que existe una relación bastante directa entre su peso por unidad de longitud y su grosor.

·         Así un hilo multifilamento queda definida por su masa lineal y número de filamentos; si se representa en forma de floca (fibra cortada), queda definida por la longitud de corte y su masa lineal.

·         La finura determina el comportamiento y la sensación al tacto de los textiles:

·         -Fibras gruesas:

·         - rígidas y ásperas

·         -mayor firmeza

·         -resistencia al arrugado

·         -Fibras finas:

·         -suavidad y flexibilidad

·         -buen cayente

·         La finura influye en aspectos tecnológicos durante el proceso textil tan importantes como:

·         -comportamiento en el proceso de hilatura

·         -regularidad de los hilos

·         -distribución de fibras en la mezcla

·         -brillo de hilos y tejidos

·         -absorción del colorante, dependiendo de la finura da intensidades diferentes

Rizado:

·         Son las ondas o dobleces que se suceden a lo largo de la longitud de la fibra.

·         Los parámetros que la determinan son:

·         -La forma: bidimensional (diente de sierra) o tridimensional (muelle)

·         -La frecuencia: nº de ondulaciones por unidad de longitud

·         -La amplitud: distancia entre los picos de una onda completa

·         El rizado influye en la voluminosidad  y en el tacto del tejido, la lana y el algodón poseen el rizado por naturaleza.

·         Además aumenta la cohesión, la elasticidad de volumen, la resistencia a la absorción y la conservación del calor en los hilados; en cambio reduce el brillo.

Forma de la sección transversal:

·         Es una propiedad geométrica que influye en otras propiedades como el brillo, volumen, tacto, rigidez de la torsión…

·         Se distinguen 3 zonas en la Sec. Trans de una fibra natural:

·         -piel o cutícula

·         -cuerpo principal

·         -núcleo (hueco o no)

En cambio en las F.Químicas depende de:

·         -la forma de la hilera por la que se extruye

·         -el método de hilatura empleado

·         -condiciones de hilatura (presión, temperatura…)

·         Al examinar éstas secciones, es importante la presencia de pequeñas cavidades y las características de la superficie lateral de la fibra (estriada, lisa…).

Formas de sección y superficie:

·         LANA: sección transversal más o SEDA: sección transversal casi menos circular o elíptica. triangular

·         ALGODÓN NO MERCERIZADO: sección que varía entre la forma de U  (fibra inmadura) y la de un círculo aplastado (F. madura).

·         ALGODÖN MERCERIZADO: sección más redondeada, producida por el hinchamiento de la fibra al ser tratada.

·         LINO: sección poligonal y superficie lisa o un poco estriada.

·         Existen fibras con secciones bien diversas como por ejemplo:

Principales abreviaturas de las fibras textiles

Fibras Naturales	Fibras Químicas
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 Artificiales ALG Alginato, Elastodieno CA Acetato CTA Triacetato CUP Cupro CLY Lyocell, CMD Modal, Polinósica CV Viscosa
Fibras Vegetales CO Algodón KP Kapoc, Fibra de coco LI Lino RA Ramio, Cáñamo JU Yute SI Sisal	Fibras Sintéticas PE Polietileno PP Polipropileno, Fluorofibra PAN Acrílica MAC Modacrílica CLF Clorofibra EA Elastano PA Poliamida AR Aramida PES Poliéster, Elastodieno
Fibras Minerales Amianto	Otras Fibras Químicas GL Fibra de vidrio CF Fibra de carbono ME Fibra métalica