Tecnoblogph: Materiales y Fibras Textiles

1.- Introducción

Desde los tiempos primitivos, la necesidad más importante para el género humano, después de la alimentación, ha sido la del vestido. No cabe duda de que las pieles de los animales significaron para el Ser Humano la primera protección contra la inclemencias del medio. Pronto surgieron el algodón, la lana, el lino y la seda.

A finales del siglo XIX, con la obtención de las fibras artificiales y más tarde de las sintéticas, la industria textil experimentó una revolución insospechada. Hoy en día, muchas de estas fibras superan en determinados aspectos a las naturales y no sólo proporcionan vestido, sino también la satisfacción de otras necesidades.

2.- Las Fibras Textiles

La unión de varias fibras textiles constituyen un hilo, y la unión de varios hilos constituyen un tejido. Estas fibras textiles son unidades de materia de longitud muy superior a su diámetro, a partir de las cuales se preparan materiales empleados en la fabricación de tejidos. De hecho, las fibras textiles son prácticamente el único material con el que se fabrican vestidos, con la única excepción del cuero, procedente de la piel de algunos animales.
La relación entre la longitud y el grosor de una fibra textil e un dato característico de cada una de ellas, siendo necesario que toda fibra textil tenga una longitud mínima, por debajo de la cual carece de aplicación industrial.
La manera más habitual de clasificar las fibras textiles es en base a su origen. Según esto, tenemos tres tipos de fibras a saber:

Fibras Naturales que pueden ser de origen mineral, vegetal o animal.
Fibras Artificiales que se extraen artificialmente a partir de productos naturales
Fibras Sintéticas que se extraen artificialmente a partir de productos químicos

3.- Propiedades de las Fibras Textiles

Las fibras textiles deben de reunir una serie de características que las hacen más o menos útiles para la confección de tejidos, dotando a estos de esas propiedades que los hacen característicos y motivan que sean más o menos solicitados por la industria. Existen así una serie de propiedades físicas y químicas a saber:

Abrasión: Se refiere a la capacidad de la fibra para soportar el frote contra diferentes objetos. Es muy importante en la mayoría de aplicaciones, pero especialmente en tapetes, alfombras, forros y cuerdas.
Tenacidad: Se refiere a la capacidad de las fibras para soportar un esfuerzo de tracción. Es una capacidad que se ve seriamente afectada por la humedad, especialmente las fibras naturales.
Resilencia: Se refiere a la capacidad de la fibra para recuperar su forma tras un esfuerzo de compresión o aplastamiento. En definitiva tiene que ver con la dificultad para arrugarse, por lo que es importante en alfombras, tapetes y almohadas.
Elongación: Se refiere a la capacidad de la fibra para estirarse sin romperse. Suele expresarse como un porcentaje de la longitud original de la fibra.
Elasticidad: Se refiere a la capacidad de la fibra de recuperar su forma y tamaño original tras sufrir deformación por estiramiento. Esta es una propiedad muy apreciada en prendas de uso deportivo por su capacidad para ajustarse al cuerpo humano y dar libertad de movimientos.
Resistencia a la Humedad: Se refiere a la capacidad de la fibra para absorber agua del medio ambiente, y se expresa con el nombre de Reprise o Tasa de humedad. En general es mucho mayor en las fibras naturales que en las sintéticas.
Resistencia al Sol: Se refiere a la capacidad de la fibra para resistirse a la degradación provocada por la exposición directa a la luz solar. Es muy importante en cortinas y productos que suelen estar a la intemperie.
Resistencia Química: Se refiere a la capacidad de la fibra para resistirse al ataque de los álcalis, los ácidos o a la oxidación. Por lo general, los tejidos estables en medios alcalinos no lo son en medio ácido y viceversa.
Conductividad Eléctrica: Se refiere a la capacidad de la fibra para conducir la electricidad. Las fibras son muy malas conductoras de la electricidad, aunque sobre todo las artificiales suelen presentar problemas de electricidad estática superficial, siendo este un gran problema en el proceso de fabricación y acumulan suciedad y polvo.
Conductividad Térmica: Se refiere a la capacidad de la fibra para conducir el calor. En general las lanas y fibras sintéticas son muy malas termo-conductoras, por lo que sirven como material aislante térmico en zonas frías al evitar las pérdidas de calor corporal.
Inflamabilidad: Se refiere a la capacidad de la fibra para encenderse o quemarse. Las fibras naturales son mucho más inflamables que las artificiales, llegando incluso a existir fibras ignífugas muy usadas para trajes de seguridad, especialmente bomberos.
Lustre: se refiere a la capacidad de la fibra para reflejar la luz y tener así un aspecto brillante. Las fibras naturales sueles tener un lustre moderado que la hace mucho más atractivas frente al exceso de brillo de las fibras artificiales.

4.- Fibras Naturales

4.1.- Fibras Minerales

Las fibras naturales de origen mineral más conocidas son las que se obtienen del Amianto (también llamado Asbesto), que es un silicato hidratado de calcio y magnesio. El mineral se deseca, se tritura y se criba para separar las fibras con las que se pueden confeccionar tejidos resistentes al fuego.Si lo mezclamos con cemento obtenemos la Uralita (fibrocemento), utilizado para cubiertas, tuberías y depósitos. El principal productor mundial es Canadá.

4.2.- Fibras Vegetales

Algodón: El algodón es una planta malvácea, cuyas semillas están recubiertas de una sustancia fibrosa, blanca y suave formada en su mayor parte por celulosa. Esta sustancia, llamada con el mismo nombre de la planta origen, se recoge por un proceso mecanizado y se somete a una serie de complejas operaciones cuyo resultado final es un hilo de algodón puro de diferentes grosores. Los tejidos de algodón son muy confortables, no producen alergias y absorben el sudor. Sin embargo, es un producto caro y tienden a encoger y desteñir con el lavado. Se produce principalmente en EEUU, China, India y Egipto.

Lino: El lino es una planta herbácea anual de cuyo tallo se obtienen fibras textiles ricas en celulosa mediante cuatro operaciones sucesivas a saber: Enriado (fermentación de la materia leñosa para aislar las fibras del resto del tallo), Agramado (trituración de los tallos, convirtiéndolos en materia leñosa y dejando las fibras enteras), Espadillado (los tallos se pasan por unas tablas acanaladas donde se golpean para separar las partículas leñosas) y Rastrillado (para aislar las fibras y eliminar cualquier resto de material leñoso). Por último, las fibras se peinan, se estiran y se enrollan en carretes. Las fibras de lino son el doble de resistentes que las de algodón, son muy elásticas, flexibles y buen conductor térmico. Su principal propiedad es la de absorber el agua rápidamente, por lo que lo hace muy útil en toallas, paños de cocina, ropa de marineros y tiendas de campaña. Se produce principalmente en Europa Central y Egipto.

Esparto: El esparto es una planta herbácea típica de terrenos pobres y de cuyas hojas se obtiene la fibra textil del mismo nombre. Para ello se extraen las hojas tirando de ellas o cortándolas y se maceran en agua durante tres semanas, golpeándolas con un rodillo para ablandarlas y darles mayor plasticidad. En la actualidad su mayor aplicación es en productos de artesanía y decoración, cuerdas, calzado y pasta de papel.

4.3.- Fibras Animales

Lana: La lana ha sido considerada desde antiguo la reina de las fibras textiles. Está constituida principalmente por la queratina presente en el pelo de los animales ovinos. Se presenta como fibras de gran longitud y pequeño grosor, finas al tacto, elásticas, de forma ondulada y superficie escamosa. Una vez lavada, el color de la lana es blanco marfil brillante pero torna a levemente amarillo por la degradación química de la acción del sol , perdiéndose resistencia y tacto. Son fibras elásticas que absorben fácilmente la humedad. Se produce en Australia, Nueva Zelanda, Argentina y Sudáfrica.

Seda: La seda es un filamento continuo formado por proteínas y producido por el gusano de seda cuando confecciona el capullo en el que se guarece durante su metamorfosis. La fibra es poco densa, por lo que los tejidos de seda son mucho más ligeros que los de algodón, lino o lana. Es una fibra fuerte, tenaz y poco elástica que absorbe bien el agua sin aparecer húmeda, pero se descompone por exceso de exposición a la luz solar. Se produce principalmente en China e India.

Cuero: La piel de muchos animales (cabra, vaca, oveja, camello, reptiles...) se somete a una serie de tratamientos que dan como resultado un producto muy apreciado para fabricar muchos vestidos y enseres. Este proceso, denominado Curtido, consta de varias etapas en las que primeramente se separa la piel del animal, se elimina cualquier resto de carne o piel, pelos, o escamas. Una vez tenemos la piel limpia de impurezas la introducimos en unos bombos de movimiento circular donde se añaden unas disoluciones que modifican las propiedades de la piel, evitando que se pudra, más ligera, más plástica y más resistente al agua. Finalmente se aplican tintes colorantes y una serie de operaciones de acabado para darle suavidad, flexibilidad y brillo.

5.- Fibras Artificiales

5.1.- Fibras Artificiales Minerales

Algunos metales, como el oro o la plata, poseen en grado sumo la propiedad de a ductibilidad, de manera que pueden reducirse a hilos extremadamente finos que se utilizan para bordar trajes de cierto lujo y también para confeccionar tejidos utilizados en actividades artísticas o supuestamente artísticas (traje de faena de los toreros) y cultos religiosos.

5.2.- Fibras Artificiales Vegetales

Fibras Celulósicas: Se obtienen a partir de la celulosa de la madera y reciben el nombre genérico de Rayón. Entre sus principales propiedades podemos mencionar que son atacadas por los ácidos pero resisten bien los álcalis, poseen alta resistencia en seco que disminuye con la humedad, se pueden mezclar con otras fibras para hacerlas más baratas y son fáciles de teñir. En general se elaboran disolviendo primero la celulosa con un tipo de disolvente (este disolvente será responsable del tipo de rayón que se va a obtener) para obtener un material de alta viscosidad que se hace pasar por los orificios de una hilera para obtener los filamentos de rayón, que una vez solidificados forman los hilos.

Fibras Proteínicas Vegetales: Se elaboran a partir de la proteína del cacahuete y del maíz. Se idearon para sustituir a la lana, aunque los resultados están muy lejos de las expectativas iniciales y son de escasa utilidad.

5.3.- Fibras Artificiales Animales

Fibras Proteínicas Animales: Se obtienen a partir de la caseína de la leche disuelta en sosa cáustica. Sus aplicaciones son muy limitadas y casi siempre mezcladas con lana natural. Son muy difíciles de teñir.

Fibras Algínicas: Proceden de las proteínas de las algas marinas.

6.- Fibras Sintéticas

Son fibras obtenidas artificialmente a partir de productos elaborados por síntesis química en los laboratorios o en la industria. Su aparición (Nailon en 1938) significó una revolución en la industria textil ya que algunas propiedades de estas fibras superan a las naturales, con todas las ventajas que ello conlleva (gran duración, elevada resistencia a los agentes externos y fácil mantenimiento, limpieza y no necesidad de plancha) pese algunos pequeños inconvenientes (pueden producir alergias en la piel y poco poder absorbente de la humedad y del sudor). Son las más usadas en la actualidad.

6.1.- Fibras Sintéticas Minerales

Las fibras artificiales minerales de mayor interés son las fibras de vidrio obtenidas haciendo pasar el vidrio a través de hileras. Su resistencia mecánica es de unas 100 veces superior al vidrio normal, y aunque se pueden emplear para fabricar tejidos aislantes (calor, electricidad y ruido) su mayor aplicación radica en la construcción de tejados y paredes de viviendas y oficinas, así como en la fabricación de fibras ópticas de gran utilidad en medicina y telecomunicaciones, permitiendo la revolución de la alta velocidad en las conexiones telefónicas a internet.

6.2.- Fibras Sintéticas de Poliadición

Estas fibras provienen de la yuxtaposición de moléculas de algún tipo de monómero orgánico con uno o varios dobles enlaces en su cadena. La ruptura de estos dobles enlaces permite la unión de moléculas entre si. Consideramos brevemente las cuatro más importantes:

Fibras Polivinílicas: Se obtienen a partir de monómero con un radical vinilo (CH2=CH-), como el acrilonitrilo (CH2=CH-CN) y el cloruro de vinilo (CH2=CHCl). Son fibras muy resistentes a la luz y a la intemperie que se emplean en fabricar géneros de punto y mantas, debido a que se pueden teñir con colores brillantes. La más importante es el Acrilán.

Fibras Polietilénicas: Se obtienen a partir de polimerización de etileno (CH2=CH2). Son malos conductores termoeléctricos y alta resistencia a la abrasión, por lo que se utiliza en tapicería y moquetas. La más importante es el Rilsán.

Fibras Polipropilénicas: Se obtienen a partir de polimerización del propileno (CH2=CH-CH3). Son muy resistentes a los distintos tratamientos y a la acción de agentes químicos. Se usan en tapicería, prendas de trabajo y uso industrial. La más importante es el Merklón.

Fibras Poliuretano: Se obtienen por polimerización del uretano (H2N-COO-CH2-CH3). Son fibras muy elásticas que se emplean en la fabricación de prendas deportivas, bañadores y fajas corseteras. La más importante es la Lycra.

6.3.- Fibras Sintéticas de Policondensación

Estas provienen de la polimerización de moléculas de dos monómeros distintos con eliminación de agua. Consideramos brevemente las más importantes:

Fibras Poliamídicas: La más importante es el Naylon. Es una fibra extremadamente tenaz, elástica y resistente a la abrasión. Se degrada con la luz, pero es inmune al ataque de parásitos y microorganismos. No produce alergias y resiste a los jabones, detergentes y productos de limpieza en seco. Sin embargo, se deforman por el calor, son poco higroscópicas (no absorben el sudor) y son difíciles de teñir. Se usa en paracaídas, cuerdas de arrastre, calcetines, fajas para neumáticos, ropa interior, hilos para cirugía y artes de pesca.

Fibras de Poliéster: Son fibras muy resistentes a los agentes químicos, prácticamente inarrugables, muy duraderos y de fácil mantenimiento. Malas conductoras de la electricidad, por lo que suelen tener carga estática que produce chispas y descargas al tocarlos y atraen el polvo y la suciedad. Hay tratamientos para solucionar este problema.

7.- De la Fibra al Tejido

Los tejidos se obtienen a través de las fibras textiles. La forma en la que se tejen las fibras siguen varios pasos a saber:

Cardado y Peinado: Las fibras, una vez limpias, se cardan y se peinan para dejarlas estiradas y dispuestas paralelamente entre sí sin posibilidad de anudamientos entre ellas.
Torsión y Bobinado: Es el proceso por el cual las fibras se combinan para formar hilos. Estos hilos pueden ser Hilos de Filamento (a partir de fibras de gran longitud como las fibras artificiales) o Hilos Hilados (a partir de fibras cortas como las fibras naturales). Este proceso se realizaba manualmente, retorciéndolos con las manos hasta lograr hilos uniformes, pero hoy en día se lleva a cabo mediante máquinas que depuran las fibras y las unen en forma de mechas que luego se estiran y se enrollan en carretes.
Entrelazado: es el proceso por el cual los hilos se convierten en tejidos. Hay cuatro tipos de tejidos a saber: 1.-Fieltros: Las fibras no están orientadas, sino enmarañadas a causa de la humedad, el calor o la presión. 2.-Mallas: Los hilos están entrelazados, anudados y retorcidos, como los encajes y los tules. 3.-Punto: Constituidos por un mismo hilo (o varios hilos distintos) entrelazado consigo mismo y formando bucles. 4.-Tejidos Planos: Resultan del entrecruzamiento de dos series de hilos perpendiculares entre si, llamados trama y urdimbre. Según se crucen estos, podemos tener Tafetán (la trama pasa primero por arriba y luego por debajo de la urdimbre, entrelazando alternativamente), Sarga (la trama pasa de forma regular por encima y por debajo de la urdimbre, apareciendo rayas diagonales) y Raso o Satén (la trama pasa de forma irregular por encima y por debajo de la urdimbre, resultando un tejido liso y tupido).
Teñido: Se comunica a las fibras, a los hilos o a los tejidos el color deseado, sumergiéndolos en un baño de sustancia colorante adecuada. Los colores deben ser duraderos frente a los lavados sin decolorarse.
Estampado: Es una operación que consiste en impriir sobre el tejido algunos dibijos coloreados. Se realiza mediante cilindros giratorios en cuya superficie se ha grabado un dibujo y que se sumergen en depósitos con la sustancia colorante. El tejido pasa a través de los cilindros para que el dibujo quede estampado con el color correspondiente.