La macromorfología de las fibras y el diseño textil.

TEMA DE DIVULGACIÓN La mac omo ología de las ib as y el diseño ex il. J. Gacén ("1 1. INTRODUCCION El empleo p olongado de una ma e ia ex il de e minada en una aplicación de- e minada solo es posible cuando se ienen en cuen a las posibilidades acionales de las ib as que se de i an de sus p opiedades. Así pues, un conocimien o p o undo de las ca ac e ís icas y p opiedades de las ib as pe mi e o a o ece la acionalización del diseño y de los campos de aplica- ción. Po o a pa e, es bien sabido que las es p incipales amilias de ib as sin é i- cas del me cado (poliamidas, poliés e , ac ílicas) p esen an p opiedades y compo - amien os que explican el hecho de que sus campos de aplicación apenas se ean ocupados po las o as dos. No obs an e, los p ocesos de ab icación de los polime- os y de las ib as y ambién los p ocesos manu ac u e os o ecen posibilidades de come cializa p oduc os que pe mi en: 1 ) amplia los campos de aplicación, 2) a ende mejo las exigencias de un sec o de e minado, 3) amplia las posibilidades y a o ece la c ea i idad del diseñado , 4) ealiza p ocesos ex iles como los de hila u a, in u a o acabado en condiciones más a o ables. La modi icación olun a ia de las p opiedades de las ib as pe mi e ob ene p o- duc os muy a iados. A con inuación se exponen las posibilidades que o ece al di- seño la a iación de las p opiedades mo ológicas más impo an es, ales como i- nu a, o ma de la sección ans e sal y izado. 2. FINURA Desde hace un iempo exis e un in e és c ecien e po los hilos mul i ilamen os de poliés e y ambién de poliamida con í ulos de esos ilamen os indi iduales com- ponen es y del hilo in e io a los del me cado adicional. Es a demanda se inició y con inúa con pa icula in ensidad en el Japón, po se és a la nación en la que es á más ex endido el uso de p endas de seda na u al; y ac ualmen e ha sido de ec ada ambién en Eu opa (2). Po su excelen e ac o y ca ac e ís icas ales como bello aspec o, b illo equili- b ado y cayen e dis inguido, la seda es la ma e ia más adecuada pa a la ab icación de p endas emeninas, ales como es idos y blusas. Es a es la causa po la que des- de siemp e las p oduc o as de ib as han aspi ado a ab ica a p ecios azonables i- b as sin é icas con las p opiedades es é icas de la seda y la uncionalidad de las i- b as sin é icas. ('1 D . Ing. Joaquín Gacén Guillén. Sub-Di ec o de In es igaci6n de es e Ins i u o. Je e de su Labo a o io de ((Políme os Tex iles)). Ca ed á ico de «Polime os Tex iles)) de la E.T.S.I.I. de Te assa. BOL. INTEXTAR, 1986, N? 90 83 Las ib as de poliés e han con ibuido a con e i es e sue ío en casi ealidad median e ac uaciones combinadas con las ecnologías de la ejedu ia y de los p oce- sos de acabado. Con ello deseamos indica que no ha sido su icien e o ece al me - cado ib as más inas que las con encionales, ya que el cayen e din inguido de la se- da na u al se a ibuye en buena medida a la exis encia de espacios lib es en el in e- io del mul i ilamen o, los cuales se o man al elimina la se icina en la ope ación de desgomado. Pues bien; es a ci cuns ancia ha podido se ep oducida aplicando al polies e un a amien o con sosa caús ica que a aca selec i amen e la pe i e ia de la ib a ocasionando pe didas de peso del o den del 20% (3) (4). La ecnología adicional de la ans o mación de políme os en ib as o hilos mul i ilamen os ago a sus posibilidades con la p oducción de ma e ias con í ulos in- di iduales comp endidos en e 0,5 y 1 d ex. Los í ulos in e io es a 0,5 d ex. solo se pueden ab ica ecu iendo a écnicas especiales, complejas y cos osas. También debe ene se en cuen a que el p ocesado de hilos con inuos de í ulos bajos en la maquina ia ex il plan ea p oblemas se ios. Sin emba go, la posibilidad de desa o- lla p oduc os muy especializados, de al o alo añadido y ape ecidos po el me ca- do, así como la de gene a una ecnología que los haga iables, hace supone que se p oduci án con inuos a ances en es e sen ido. TABLA 1 Fib as y ilamen os de polihe de l ulo indi idual bajo (5). TABLA 2 Flocas e hilos mul i ilamen o japoneses de bajo í ulo indi idual (5). 84 BOL. INTEXTAR, 1986, N? 90 Tí ulo/Filamen os 50148,75172. 100196 5 ex 48,7,5 ex 72,10 ex 96 50172 (5 ex 72) 42172,6311 08 32/72 (3.2 ex 72) Floca Floca P oduc o a Todas las p oduc o as Asahi, Mi subishi Toyobo Teij in Teij in Toyobo Tí ulo indi idual (d ex) 1 ,o4 0,69 0,58 0.44 0.8 0,7 Como ib as ul a inas se conocen las que poseen un í ulo in e io a 1 d ex. El í ulo de la mayo pa e de es as ib as suele es a comp endido en e 0,4 y 0,9 d ex., mien as que el lími e in e io se si ua po debajo de 0,l d ex. Son muchas las p oduc o as de ib as que o ecen al me cado ib as ul a inas como ipos especia- les. Ac ualmen e exis en en el me cado unos 20 ipos di e en es (5) de ib as ul a i- nas, co espondiendo casi odas a las amilias poliés e , poliamida y ac ílicas. Fib as ul a inas pueden ab ica se a pa i de ib as bicompues as ma iz- ib illa (MF) especialmen e diseñadas po AKZO con í ulos en e 0,1 y 1 d ex. En ellas se dis inguen una ma iz de poliamida y inas ib illas de poliés e . La escasa adhe en- cia en e es os políme os a o ece la ib ilación del ilamen o al some e lo a un a a- mien o pos e io de ipo mecánico (7). Se conocen secciones ans e sales que po- seen la o ma de una na anja pa ida po la mi ad y la de una ueda den ada (Fig. 1). En el p ime caso las ib illas son de poliés e y la ma iz de poliamida, mien as que en el segundo se ap ecian un núcleo de poliés e , una co eza poliamida y ib illas ex e io es de poliés e . Es as ib as han sido come cializadas como Diolen Ul a, Fig. 1. Diolen Ul a. El in e és po es as ib as es doble ya que, además de que su inu a es simila a la de la seda na u al, sucede que po debajo de 1 d ex las p opiedades ísicas y mo - ológicas de las ib as expe imen an cambios adicales. Su mayo supe icie especí- ica acili a el in e cambio de agua con el ex e io (mayo con o ) y, al se mucho más inas, la esis encia a la lexión es mucho meno y o ecen un ac o más sua e, sedoso y g a o. Con ellas se pueden p epa a ejidos ex ao dina iamen e inos y con g an pe meabilidad al ai e. Adecuando las condiciones del a amien o de aca- bado, son posibles mul i ud de ac os que oscilan en e el sedoso y el algodone o. Po su pa e; Kanebo ha desa ollado la ib a Belina con sección ans e sal ci cula en la que.se din inguen una c uz de nylon y segmen os de poliés e en e los b azos de la c uz, lo cual ep esen a un o al de cua o segmen os de poliés e (Fig. 2). En una e apa de e minada del p oceso, los ilamen os se sepa an en sus componen- es, de o ma que un hilo 56 d exll4 ilamen os se ans o ma en un hilo 56 d exI7O ilamen os (8). BOL. INTEXTAR, 1986, N? 90 85 La misma Kanebo ha desa ollado un ejido de pun o denominado Balleseine o mado po un hilo a base de ilamen os indi iduales que poseen un alma de es e- lla odeada de inos ilamen os de poliés e (Fig. 3). En el p oceso de acabado se p oduce una ib ilación de los ilamen os con o mación de ib illas de poliés e con un i ulo de 0,l d ex. A con inuación, el ejido se imp egna de poliu e ano y se le aplica un a amien o an ies á ico. La composición inal del ejido es 68% poliés e , 20% poliamida y 12% poliu e ano, esul ando un a ículo de apice ía muy ap ecia- do po su sua idad y ac o (9). También en el campo de las ib as ul a inas se si úa un ipo de D alon que con el í ulo de 0,6 d ex se ob iene segun mé odos con encionales. El D alon X 160 es pa icula men e in e esan e po su al o b illo, al o limi e de hilabilidad y po la g an esis encia de los hilos esul an es (10). También debe ene se en cuen a que po su meno esis encia a la lexión, los ejidos co espondien es p esen an un ac o más sua e que el de los ab icados empleando D alon X 100 con encional, de 1,3 d ex. Puede se in e esan e ene en cuen a que la ib a de 1,3 d ex posee una sec- ción ans e sal con o ma bilobulada aplas ada (hueso de pe o); sin emba go, a medida que disminuye el i ulo se pasa a una sección eni o me (0,6 d ex) y inal- men e a una sección ci cula cuando son su icien emen e inas. La supe icie de las ib as ambién cambia con el í ulo, de mane a que cuando más bajo es és e más lisa es y menos i egula idades p esen a aquella (Fig. 2). Fig. 2. Va iación de la sección ans e sal y de la supe icie en unción del í ulo de la ib a D alon. 86 BOL. INTEXTAR, 1986, N? 90 La ib a D alon X 160 pa ece especialmen e adecuada como componen e de a - ículos que deben posee un b illo ino de al a calidad, aspec o no g asien o y un ac o sua e (casi sedoso). Como mic o ib as se pueden conside a las que poseen un í ulo in e io o p ó- ximo a 0,1 d ex. No se expenden como ales sino que esul an de la aplicación de a amien os adecuados en la manu ac u a de a ículos imi ación cue o de al a cali- dad o de elas no ejidas pa a aplicaciones écnicas. La mic o ib a se p epa a a pa i de ib as ma izl ib illa, a pa i de las cuales se pueden p epa a elas no ejidas de g an lexibilidad y sua idad que se u ilizan en la ab icación de sucedáneos del cue- o. La ib a Alcán a a, po ejemplo, es á o mada po ib illas de poliés e muy inas (0,l d ex) inme sas en una ma iz de poliu e ano (11) (12). Con la ib a MIF se p e- pa a una ela no ejida con el concu so de un poliu e ano elas óme o. En una e apa pos e io se elimina po disolución el componen e es i eno con lo que esul a un a í- culo ex ao dina iamen e sua e y lexible. TABLA 3 Mic o ib as pa a a ículos imi ación cue o (5). A ículos imi ación cue o se pueden p epa a ambién a pa i de ib as que consis en en una mezcla de nylon con poliu e ano. Los p oduc os esul an es eci- ben la denominación Cla ino (Ku a ay). Exis en dos a ian es de es as ib as de po- liamida; en unas, del mismo modo que sucede con la ib a Alcán a a, se ex ae el políme o que o ma la ma iz en la que es án embebidas las ib illas de nylon. En o as, el políme o a ex ae se p esen a o mando ib illas odeadas de una ma iz de nylon, de o ma al que la ex acción del componen e soluble conduce a una ib a po osa ((simila a la aiz de lo o)) (13). 3. FORMA DE LA SECCION TRANSVERSAL Las ib as de poliamida y poliés e con encionales poseen una sección ans- e sal de o ma ci cula , pe o la de las ib as ac ílicas depende del p oceso de hila u- a u ilizado en la ans o mación del políme o en ib as (Fig. 3). La hila u a en húme- do suele conduci a ib as de sección ans e sal ci cula o a iñonada y las ib as hi- ladas en seco poseen habi ualmen e secciones ans e sales con o ma aplas ada bilobulada (((hueso de pe o))) (14) (15). No obs an e, la o ma de la sección ans- e sal iende a se siemp e ci cula cuando se a a de ib as de í ulos muy bajos (10). BOL. INTEXTAR, 1986, N? 90 87 Algunas di e encias sus anciales en el compo amien o, p opiedades y es b ica de las ib as ac ílicas pueden a ibui se a las di e en es secciones ans e sales. La esis encia a la lexión que o ece una ib a con una sección ans e sal de o ma aplas ada es in e io a la que p esen an las ib as con secciones ans e sales ci cu- la es. Las di e encias en la igidez a la lexión se aducen en di e en es aspec os (es- é ica) y compo amien os de las ib as come cializadas y condicionan el uso inal más adecuado. Fig. 3 Secciones ans e sales más ecuen es en las ib as ac ílicas. Así pues, sucede que una sección ans e sal ci cula o con o ma de iñón es pa icula men e en ajosa en las ib as des inadas a la ab icación de al omb as, ya que, po su al a igidez a la lexión, con ibuye a o ablemen e a la esiliencia y al mullido de es os a ículos. Po su pa e, una sección ans e sal aplas ada bilobula- da iende a aumen a la sua idad al ac o y acili a la e lexión de la luz, lo que pe mi- e ob ene e ec os de b illo singula es especialmen e adecuados en algunos ipos de ejidos ( 14). La o ma de la sección ans e sal in luye mucho ambién en el compo amien- o de una ib a al «pilling». En el caso de las ib as de poliés e se sabe que las sec- ciones ans e sales i o pen a-lobuladas conducen a ni eles más bajos de «pilling». Es o es así po que los salien es o lóbulos aumen an el momen o pola de ine cia de un ma e ial y, consecuen emen e, su igidez a la lexión. Como quie a que la ib a se ompe al lexiona se, se e i a o al menos di icul a la o mación de ello, el enma a- ñamien o de es e y, lógicamen e, la o mación de boli as o pils que conduce al enó- meno conocido como «pilling». La bibliog a ía desc ibe la ib a ac ílica Dolan 40 de sección ans e sal ilobal que p esen a un excelen e compo amien o al (cpilling)) (15). Pa a mejo a el ac o, el b illo, la in abilidad y o as p opiedades de las ib as de poliés e se han desa ollado hile as con o i icios no ci cula es que han pe mi ido ambién la ab icación de ib as más esilien es y que desa ollan menos ((pilling)) (6) (17). 88 BOL. INTEXTAR, 1986, N? 90 Son muy conocidas las ib as de poliés e y poliamida de sección ans e sal iangula o ilobulada, cuya supe icie p esen a una mayo capacidad e lec an- e, mayo pode cub ien e y mayo opacidad. Es as ib as p esen an ambién una sensación al ac o simila a la que o ece la seda na u al. Fib as Pen alobuladas han sido diseñadas y come cializadas como ma e ia p ima pa a la ab icación de al- omb as, ya que p esen an la pa icula idad de educi las dimensiones de las supe - icies e lec an es indi iduales (65). También se han come cializado ib as de poliés e de sección ans e sal oc o- lobulada que p esen an menos des ellos o cen ellas, sob e odo bajo la luz sola . De es os enómenos óp icos se sabe que p oducen un e ec o des a o able en las p endas masculinas y menos en la indumen a ia emenina, po a a se de a ículos más b illan es. En es as ib as se han educido oda ía más el amaño de las supe i- cies e lec an es y se amo iguan los e ec os que p oducen los aplas amien os de la ib a que se o man en el p oceso de ex u ación. Es as ib as se han diseñado espe- cialmen e pa a se ex u adas, conducen a ac os más secos y sedosos y acili an la ai eación del ejido y la anspi ación. Igualmen e con iene señala que el p oceso de ex u ación po alsa ensión de o ma la sección ans e sal, habi ualmen e ci cula , de las ib as de poliés e , lo que mejo a en algunos casos la es é ica de los a ículos ab icados con hilos ex u a- dos. Combinando los e ec os po el p oceso de ex u ación con los p opios de una sección ans e sal de o ma especial, es posible una g an a iedad de e ec os óp i- cos en los a ículos co espondien es (18). Cuando los hilos con ínuos se p epa an ya en la línea de hila u a, po combina- ción de ilamen os cilínd icos (50%) y ilamen os con sección ans e sal de o ma especial (50%), disminuye la densidad del hilo y esul a un ac o cálido, así como un p oduc o ex il pe meable a la humedad (19). También se ha11 p oducido ib as en las que la sección a ía de o ma, a la ez que pe manece cons an e el á ea de la sección ans e sal a lo la go del ilamen o. El esul ado es un hilo con una ecep i idad de los colo an es que a ía alaza , y que p esen a un ac o g a o y singula , un b illo di e en e y una mayo po osidad (19). En es e apa ado deben conside a se ambién las ib as huecas de poliés e que'poseen una sección ans e sal con o ma de co ona ci cula , del mismo modo que el mi aguano. Un acabado especial mejo a su calidad al comunica les un ac o simila al de las plumas. Po o a pa e, se han desa ollado ib as huecas de poliés- e ales como las conocidas como Esco y E ma ble (20) (21) con excelen es p opie- dades de abso ción de humedad y de la anspi ación. Es as ib as se u ilizan como elleno de colchones, almohadas, cojines, ed edones y a ículos simila es. Ac ual- men e, el elleno cons i uye un campo de aplicación muy ap eciado pa a el que se diseñan ipos de ib as con un impo an e alo añadido. Po el con a io, y sal o ex- cepciones como las co espondien es a las plumas de Down y al mi aguano, es e me cado e a cubie o en iempos no muy lejanos po ib as na u ales o químicas de baja calidad. Pa a es as mismas aplicaciones se han desa ollado una loca de poliés e cu- yas ib as componen es con ienen cua o canales o ubos mic oscópicos huecos que eco en la o alidad de la longi ud de la ib a, cuya supe icie ha sido obje o ambién de un diseño especial (22). Es a ib a ha sido come cializada po Dupon con la denominación D acon Tipo 193 y más ecien emen e con la de Qualo il. Los BOL. INTEXTAR, 1986, N? 90 89 diminu os canales huecos ap isionan o encie an ai e en su in e io , lo que comunica a la ib a p opiedades excepcionales que la hacen ap a pa a su empleo en ellenos de al a calidad pa a cub ecamas acolchadas, almohadas, ed edones, sacos de do - mi y p endas aislan es (Fig. 4). Fig. 4 Fib a Qualo il (poliés e ) En el me cado exis en ib as de poliamida con huecos múl iples, de o ma ala gada y dispues os pa alelamen e al eje de la ib a, que p esen an un compo a- mien o an isuciedad po ocul amien o de es a. El g an núme o de in e ases cilín- d icas políme o-ai e que esul a de una es uc u a de es e ipo p oduce una g an e- lexión in e na, de mane a que las ib as co espondien es o ecen un aspec o di e- en e al del ma eado que esul a del empleo o inco po ación de agen es como el dió- xido de i anio (23). La es uc u a con huecos múl iples puede consegui se po inco po ación al ny- lon de una pequeña can idad de un segundo políme o (un poliés e soluble en agua del mismo ipo que los empleados en la p epa ación de ib as de nylon an ies á icas). A lo la go del p oceso de in u a se ex ae una pa e sus ancial del se- gundo políme o, con lo que apa ecen los huecos e lec an es ape ecidos. Fib as de es e ipo son conocidas como An on (Du Pon ), Cadon (Monsan o) y Anso (Allied Cheminal) (24). Fig. 5 Fib a An on II (poliamida) BOL. INTEXTAR, 1986, N!' 90 Más ecien e es un nue o hilo pa a al omb as con p opiedades an isuciedad denominado An on II (Du Pon ). La sección ans e sal de sus ilamen os iene la o ma de un cí culo doblemen e aplas ado que albe ga en su in e io cua o huecos, uno en cada cuad an e, sime icamen e sepa ados con espec o al eje de la ib a (24) (Fig. 5). Es a sección celula más bien e leja y dispe sa la luz que la deja pasa a a és del ilamen o, con lo cual no se p esen a el e ec o de aumen a la sensación de suciedad sob e la supe icie opues a. Así pues, la solución al p oblema de la su- ciedad se consigue a a és de un enómeno de ilusión óp ica. RIZADO A las ib as quimicas con encionales des inadas a la ab icación de hilados se les comunica un izado en una e apa del p oceso de p oducción de la ib a. El izado aplicado acili a el ozamien o en e ib as necesa io pa a la ans o mación de es as en hilados. En unción del a ículo a ab ica puede con eni que el izado pe manezca o desapa ezca en alguna e apa del p oceso ex il. La pe manencia del izado en las i- b as ac ilicas in luye mucho en el aspec o y calidad de los a ículos de pelo y depen- de mucho de la es abilidad del izado a los a amien os mecánicos, é minos y, so- b e odo hid o é micos que expe imen a la ib a. La desapa ición del izado conduce a que las ib as que o man el pelo en los a iculos acabados se dispongan ec as o e sas. Po su pa e, la conse ación del izado signi ica que las ib as que o man el pelo se o ien en al aza (26). Es as di e encias conducen a compo amien os óp icos muy di e en es. En las ib as o ien adas al aza , la luz se di unde in ensamen e y el pelo p esen a un aspec- o lanoso y ma e, adecuado pa a un o o a elpado como lo u ilizamos como aislan- es del ío en chaque as y aba dos. Cuando ha desapa ecido el izado de las ib as, esul a un pelo lus oso de aspec o sedoso que con iene en el diseño de a ículos que imi an a los de pele e ía. Así pues, las ib as de izado muy es able, capaz de e- sis i odos los p ocesos de in u a y acabado, comunican al a ículo inal un aspec o ma e y lanoso. La ex ao dina ia di e encia en la es abilidad del izado de es as ib as es consecuencia an solo de la conducción del p oceso de ab icación en unas con- diciones de e minadas y di e en es en cada caso. Las ib as químicas yux apues as p esen an un izado helicoidal ( idimensio- nal) in insico que amplía en g an medida las posibilidades de diseño y la uncionali- dad de muchos a ículos ex iles. El izado de es as ib as es consecuencia del di e en e compo amien o de los dos políme os componen es de la ib a, ya que la di e en e espues a al calo o al hinchamien o se aduce en que uno de los dos se encoja más que el o o y esul a una es uc u a helicoidal en la que el componen e más ines able a la acción del calo se si úa en el in e io de la hélice de izado (27) (28). La in ensidad y las p opiedades de izado dependen del ipo y magni ud de las di e encias en e los dos componen es, de la p opo ción de es os y de su dis ibu- ción geomé ica en la sección ans e sal (29). Las di e encias en e los componen es de una ib a izada bicompues a consis- en en: a) di e encias quimicas más o menos p onunciadas, b) di e encias ísicas en e componen es quimicamen e homogéneos. BOL. INTEXTAR, 1986, NP 90