Documento Semana 1

Introducción a los Procesos Textiles- Básico de Fibras Textiles Historia y Clasificación de las Fibras

__________________________________________________ SENA, Colombia, Centro Nacional Textil, 2003

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HISTORIA DE LAS FIBRAS TEXTILES

INTRODUCCIÓN El empleo de las fibras textiles para los variados fines de vestimenta, adorno y objetos domésticos como alfombras, tapices, colchas, lienzos, etc. Se remonta a la prehistoria de la humanidad. Todas las grandes culturas antiguas como China, India, Persia, Egipto, Mayas, Incas, etc., conocían sin excepción el modo más o menos rudimentario de obtener materiales tejidos o hilados, y dominaban en mayor o menor grado la técnica de su teñido mediante el empleo de colorantes naturales de las más diversas procedencias. Prácticamente hasta el siglo XIX, las únicas fibras empleadas para el hilado y tejido eran las llamadas fibras naturales, procedentes de los reinos vegetal y animal, tales como el algodón, la seda, la lana, el lino, el cáñamo, el yute, pelos de diversas especies, animales, el sisal, el ramio, el abacá, las fibras de coco, etc. HISTORIA DE LAS FIBRAS TEXTILES ALGODÓN Según las referencias de varios escritores, parece que en la antigüedad los hindúes no sólo usaban y cultivaban el algodón, sino que durante 3000 años o más la India fue el centro principal de la industria algodonera, pero no llego a tener importancia en numerosos países hasta mucho tiempo después. En realidad ha sido el último entre las fibras textiles naturales en varios países. La lana fue la fibra más usada en los primeros tiempos en Asia Occidental y Europa Meridional, el cáñamo en Europa Septentrional, el lino en Egipto y la seda y el ramio en China. El hilado y tejido de algodón como industria se inició en la India y ya en el año 1500 a. de C. se producían telas de algodón de buena calidad, pero ésta fibra siempre tuvo el inconveniente de tener que separarse manualmente las fibras de la semilla, trabajo lento y laborioso que demandaba el uso de gran cantidad de mano de obra y no permitía disponer de suficiente algodón para ser hilado, mientras que otras fibras estaban disponibles en grandes cantidades.



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Esta limitante del algodón fué la que hizo que ésta fibra no fuera tan importante como las otras a pesar de ser tan antigua y conocida por todo el mundo. Se ha calculado que a fines del siglo XVIII el suministro de materia prima en el mundo era: Algodón 4% Lino 18% Lana 78% Por ésta época de la revolución industrial, Eli Whitney en el año de 1793 inventó la despepitadora de dientes de sierra, como respuesta a la necesidad de separar las fibras de la semilla a grandes velocidades y poner a disposición de los hilanderos enormes cantidades de algodón. La aparición de las fabricas de hilados y tejidos prestó gran importancia al uso de todas las materias textiles, pero la facilidad de producción del algodón y su adaptabilidad peculiar para ser hilado y tejido a máquina fue causa de que la industria textil del algodón se expansionara con mucha mayor rapidez que la de otras materias textiles. Los materiales textiles de algodón podían ser producidos a un costo mucho menor que cualesquiera otros textiles y, por lo tanto, pronto tuvieron una venta mucho mayor. Después de la invención de la despepitadora dentada y del completo desarrollo del sistema de fábricas de hilados y tejidos para utilizar el algodón, el consumo de ésta fibra creció enormemente. El consumo mundial de fibras textiles en 1890, era: Algodón 78,6% Lana y lino 21,1% Seda 0.3%



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Debido a que en los últimos tiempos la seda y la lana empezaban a escasear y hacerse costosas, el hombre siempre tuvo la inquietud de llegar a producir éstas fibras por métodos artificiales, a sí que, empezaron a surgir ideas. En 1664, el ingles Robert Hooke, siguiendo el ejemplo del gusano de seda, sugirió por primera vez la posibilidad de fabricar hilos artificiales a partir de una masa viscosa, que sería pasada a presión a través de una pequeña abertura y luego sería congelada. Sin embargo, durante más de 2 siglos sus proyectos fueron considerados una utopía. En el siglo XIX, en Europa, se inició la fabricación de las llamadas fibras artificiales o semisintéticas. La industria de las fibras artificiales, cuya existencia como tal comenzó con la fabricación de la seda artificial, democratizó la moda y supuso un gran adelanto social, habiendo contribuido bastante al desarrollo socioeconómico mundial. En el desarrollo de este tipo de Industria no se presentan los inconvenientes de condiciones climáticas y limitaciones que llevan consigo la producción de las fibras naturales. Debido a sus funciones específicas, las fibras naturales poseen propiedades cuya transformación está limitada, a pesar de una cuidadosa selección y un largo tratamiento. El algodón por ejemplo, es una fibra que protege la semilla del algodonero y la lana forma el pelaje de la oveja; el cáñamo, el lino, el yute y el sisal refuerzan los tallos o las hojas de las plantas mientras que la seda forma una envoltura protectora para la crisálida del gusano de seda. Hoy en día, la industria química es capaz de transformar los productos naturales o de crear sustancias nuevas para diferentes aplicaciones. El fabricante de fibras químicas puede variar a voluntad las propiedades de éstas: Ø El grosor de los hilos o de las fibras Ø La longitud en función de las aplicaciones y mezclas.



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Ø El lustre Ø La sección transversal Ø La afinidad por los diferentes colorantes. Ø La estructura del hilo. En la actualidad, las fibras artificiales compiten con el algodón, pero ésta indudablemente es la fibra textil que mejor se presta para muchos usos. Las fibras químicas son mejores para ciertas especialidades, pero el algodón es superior en todo el amplio campo textil y a menos que las fibras artificiales logren ser más útiles en todos los usos, seguirán moviéndose inmensas cantidades de algodón en los mercados del mundo. La materia prima de las fibras artificiales de polímero natural esta formada por productos naturales tales como la “celulosa” que se vuelve a encontrar al final de la cadena en forma de celulosa regenerada o celulosa modificada a pesar de las numerosas transformaciones químicas y mecánicas a las que ha sido sometida. Las fibras sintéticas, en cambio, tienen su origen en los monómeros de la carboquímica o petroquímica que, después de su transformación desembocan en la formación de productos que no tienen ninguna relación con los elementos de partida. RAYÓN. Los científicos trabajaron con base en la idea de Hooke y fue así como desarrollaron el rayón, la primera fibra artificial, llamada inicialmente “seda artificial” obtenida a partir de la pulpa de madera, la cual es sometida a un cambio físico. En 1846, el alemán Frederick Schoenbein, descubrió que la celulosa se disolvía en una mezcla de éter y alcohol si primero se trataba con ácido nítrico, produciendo de esta manera la nitrocelulosa, una sustancia bastante explosiva. En 1884, El conde Francés Hilaire de Chardonnet produjo la primera fibra adecuada de rayón, transformando otra vez la nitrocelulosa a celulosa.



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En la exposición universal de París de 1889, presentó esta fibra que era demasiado lustrosa “reflejaba los rayos del sol” (rayón). El rayón de nitrocelulosa era demasiado explosivo, poco económico y altamente inflamable y no se produce desde 1949. En 1890, el francés Louis Henry Despaisses descubrió que la celulosa se disolvía en una solución de cupramonio (oxido de cobre y amoníaco) y en 1919, J.P. Bemberg obtuvo un rayón de cupramonio a nivel comercial conocido precisamente como “bemberg”. En 1891, los químicos ingleses Cross, Bevan y Beadley consiguieron la llamada reacción Xantogena que consiste en tratar la celulosa sódica envejecida con sulfuro de carbono. Este invento permitió la fabricación de rayón viscosa, el principal producto a base de celulosa regenerada. Actualmente, más del 90% del rayón que se produce es por el procedimiento de la viscosa. ACETATO DE CELULOSA Aunque desde 1869, en Europa fue descubierta la solución de acetato por Maudin y Schutzenburger, no fue usada para hilar fibras textiles comerciales hasta después de la primera guerra mundial. La solución de acetato fué usada inicialmente como laca para revestimiento a prueba de la intemperie. En 1904, Bayer toma la patente para el hilado en seco de rayón de acetato y Rhodiaceta inicia la producción de esta fibra hacia finales de los años 20.



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En 1924, se inicia la producción comercial en los EEUU de la fibra de acetato, por Celanece Corporation. El rayón fue el nombre adoptado desde 1924 para describir las fibras artificiales derivadas de la celulosa. Antes se le llamaba Seda artificial, fibroseda o artisela cuando era usada como filamento y fibrana o lana celulósica cuando era cortada en fibras parecidas al algodón o la lana. Rayón: Nombre genérico adoptado en 1924, para los filamentos hechos de solución de celulosa modificada presionando o inyectando la solución de celulosa a través de un orificio y solidificándola en forma de filamento o filamentos con la ayuda de algún medio precipitador. En 1937, se adoptó la siguiente definición: Rayón: Nombre genérico de las fibras textiles manufacturadas o de los hilos producidos químicamente de la celulosa o con una base celulósica y para hilos y telas hechas con ellos, independientemente de que las fibras o hilos se hagan con el proceso viscosa, acetato, cupramonio, nitrocelulosa u otro cualquiera. FIBRAS SINTÉTICAS. La fabricación de las fibras sintéticas se inició en el presente siglo con el descubrimiento de la polimerización química de sustancias de bajo peso molecular, resultando en el proceso sustancias constituidas por largas cadenas poliméricas lineales de naturaleza fibrilar, apropiadas por sus características tecnológicas para fines textiles. En 1927, el premio Nóbel alemán profesor Herman Staudinger, pudo demostrar que las fibras naturales estaban formadas por grandes moléculas lineales. Este importante descubrimiento proporcionó la base para el desarrollo de la fibra sintética moderna.



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NYLON En 1928, Dupont inició una larga investigación sobre polimerización bajo la dirección del químico Wallace Carothers que terminó con la obtención del Nylon en 1935, el cual fue anunciado a los consumidores el 30 de octubre de 1938. Este Nylon se obtiene partiendo del ácido adípico (que tiene 6 átomos de carbono en su molécula) y de la hexametilendiamina (que tiene 6 átomos de carbono en su molécula) y se le designó como Nylon 6,6. En 1938, El alemán Paul Schlack demostró la posibilidad de obtener otro tipo de Nylon a partir de la Caprolactama (que tiene 6 átomos de carbono en su molécula) y se le designó como Nylon 6 (marca comercial: Perlon. POLIESTER En 1940, los químicos ingleses John Whinfield y James T. Dickson realizaron la síntesis del Tereftalato de Poliétileno, o sea el Poliéster. Inglaterra fue el primer país en producir poliéster a escala industrial a partir de 1946 bajo el nombre comercial de Terylene. En EE.UU Dupont comenzó la producción de poliéster en 1953 bajo el nombre comercial de Dacrón. A partir de 1940 aparecieron en el mercado muchas fibras genéricas, las cuales tenían a su vez modificaciones o variantes. Los nombres comerciales (marcas) distinguen a la fibra de otras que siendo de la misma familia genérica son hechas y distribuidas por otros fabricantes. A su vez, un productor puede adoptar sólo una marca ( registrada) que cubra un grupo numeroso de las fibras que elabora esa compañía. Por ejemplo:



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Tipos de poliéster: ♦ Avlin de AmerIcan Viscose ♦ Dacrón de Dupont ♦ Fortrel de Fiber Industries ♦ Kodel de Eastman Chemical Products ♦ Trevira de Hoechst Fibers Industries, etc. El número cada vez mayor de fibras nuevas y la gran cantidad de marcas comerciales han originado confusión en el consumidor. Los nombres genéricos de las fibras químicas tienen la misión de designar los diferentes tipos de fibras químicas fabricadas actualmente y a escala industrial para usos textiles y no textiles. También cumplen la misión de distinguir las características que las definen. La norma ISO 2076 de 1989 sobre nombres genéricos de fibras químicas se refiere a las siguientes denominaciones: A. Fibras químicas de polímero natural:

1) Cupro 2) Modal 3) Viscosa

4) Acetato 5) Triacetato 6) Alginato

B. Fibras químicas de polímero sintético:

7) Acrílica 8) Aramida

Ésteres de celulosa

Fibras químicas de celulosa



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9) Clorofibra 10) Elastano 11) Elastodieno 12) Fluorofibra 13) Modacrílica 14) Poliamida 15) Poliéster 16) Poliétileno 17) Polipropileno 18) Vidrio 19) Vinilal 20) Fibras de Carbono 21) Fibras metálicas

Por carecer de actualidad, en la tercera versión de la norma ISO 2076 sobre nombres genéricos de las fibras químicas se han suprimido términos como: Ø Fibras proteínicas regeneradas y Ø Poliuretano Estas 21 denominaciones genéricas prestan principal atención a las diferencias químicas, pero en algún caso el criterio diferenciador es función de variantes del proceso de fabricación . FIBRAS ACRÍLICAS. Aunque, el monómero de Acrilonitrilo se obtuvo por primera vez en Alemania en el año de 1893 y el polímero se patentó en 1929, sólo se produjeron fibras acrílicas comerciales después de 1948 cuando Dupont lanzó al mercado el Orlon, como resultado de una investigación iniciada en 1940. En 1942, el alemán Herbert Rein descubrió la dimetilformamida, un disolvente utilizable para el poliacrílonitrilo.



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FIBRA DE VIDRIO. En 1938, se produce comercialmente la fibra de vidrio. El proceso para convertir el vidrio en fibra fue descubierto por los ingenieros de investigación de Owens-Illinois Glass Company de Newark, Ohio (USA). El uso del vidrio como textil ya se había iniciado en la década de los 30. FIBRAS OLEOFÍNICAS En la década de 1920 se hicieron muchos intentos para polimerizar el etíleno. Durante la II Guerra Mundial se obtuvieron polímeros a partir del etíleno y se utilizaron como un plástico importante, pero los filamentos obtenidos ni tenían resistencia ni punto de fusión suficientemente elevado para ser utilizados como fibras textiles. En 1951, en Italia se produce por primera vez el polipropileno obtenido a partir del gas propileno por la empresa Montecatini. Fue llamado Meraklón. En 1954, Karl Ziegler en Alemania, desarrolló un proceso para elevar el punto de fusión de los filamentos de etileno polimerizado, aunque seguía siendo bajo. En Italia, Giulio Natta trabajó con polipropileno y tuvo éxito en la preparación de polímeros lineales de alto peso molecular. En 1957, Italia producía ya fibras de oleofina a nivel comercial. En 1960, EEUU inició la producción de fibra de oleofina con el nombre de Herculon por la Hercules Powder Company Inc.



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En 1963, Natta junto con Ziegler recibieron el premio nobel por sus trabajos con estos polímeros. FIBRAS ELÁSTICAS: El hule es un elastómero antiguo que se obtiene por coagulación del látex del árbol del caucho de Pará o árbol del hule. En 1905, las películas de hule se cortaban en tiras que formaban los hilos que se utilizaban en las prendas de control y otros artículos semejantes. En los años 30, se desarrolló una técnica para elaborar fibras finas y redondas de longitud ilimitada, haciendo pasar el látex líquido a través de hileras sumergidas en un baño coagulante. Posteriormente se lavaban y vulcanizaban. En 1950, el hule se producía en forma de una fibra de color blanco. En 1958, Dupont introdujo la Lycra, la primera fibra elástica elaborada en forma artificial. FIBRAS ARAMIDAS: En 1963, Dupont trabajando en la obtención de variantes de Nylon obtuvo el Nomex, una fibra de excepcional resistencia a las llamas y al calor. Se usa para ropa de seguridad, entre otros. En 1973, Dupont introdujo otra variante del Nylon con el nombre de Kevlar, una fibra de extrema tenacidad, además de ser incombustible. Se usa en la fabricación de chalecos antibala, entre otros. Estas 2 fibras se clasificaron en 1974 con el nombre genérico de Aramidas.



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FIBRAS METÁLICAS En 1960, se desarrollaron las fibras de acero inoxidable, aunque ya el oro y la plata se han empleado desde tiempos muy antiguos como hilos en la decoración de telas.

CLASIFICACIÒN DE LAS FIBRAS TEXTILES INTRODUCCIÓN Las fibras textiles son las unidades fundamentales en la fabricación de hilos y telas. Una fibra es un filamento parecido a un cabello cuyo diámetro es muy pequeño con relación a su longitud. Las fibras contribuyen al tacto, textura, aspecto, funcionamiento y costos de los hilos y telas. Para que una fibra textil pueda ser explotada industrialmente debe estar disponible, tener un suministro constante y un bajo costo. Existen muchos tipos de fibras naturales que no cumplen estos requisitos y por eso, su explotación tan sólo se queda a un nivel artesanal, de igual manera existen fibras artificiales cuya producción es demasiado onerosa y por ello, se han descontinuado o se utilizan para aplicaciones muy especiales. CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS Las fibras puedes ser:

• Naturales • Hechas por el hombre

Las fibras naturales son obtenidas directamente de la naturaleza.



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Las fibras hechas por el hombre se pueden obtener a partir de polímeros naturales y de polímeros sintéticos. Las de polímero natural son generalmente conocidas como fibras artificiales, para diferenciarlas de las sintéticas. La materia prima de las fibras artificiales de polímero natural esta formada por productos naturales tales como la “celulosa” que se vuelve a encontrar al final de la cadena en forma de celulosa regenerada o celulosa modificada a pesar de las numerosas transformaciones químicas y mecánicas a las que ha sido sometida. Las fibras sintéticas, en cambio, tienen su origen en los monómeros de la carboquímica o petroquímica que, después de su transformación desembocan en la formación de productos que no tienen ninguna relación con los elementos de partida. A partir de 1940 aparecieron en el mercado muchas fibras genéricas, las cuales TIENEN a su vez modificaciones o variantes. Los nombres comerciales (marcas) distinguen a la fibra de otras, que siendo de la misma familia genérica son hechas y distribuidas por otros fabricantes. A su vez, un productor puede adoptar sólo una marca (registrada) que cubra un grupo numeroso de las fibras que elabora esa compañía. Por ejemplo: Tipos de poliéster: ♦ Avlin de American Viscose ♦ Dacrón de Dupont ♦ Fortrel de Fiber Industries ♦ Kodel de Eastman Chemical Products ♦ Trevira de Hoechst Fibers Industries, etc. El número cada vez mayor de fibras nuevas y la gran cantidad de marcas comerciales han originado confusión en el consumidor.



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Los nombres genéricos de las fibras químicas tienen la misión de designar los diferentes tipos de fibras químicas fabricadas actualmente y a escala industrial para usos textiles y no textiles. También cumplen la misión de distinguir las características que las definen.

BIBLIOGRAFÍA AGRAZ, Abrahan A. Cabras Productoras de Pelo de Vellón Finos, Editorial Limusa, 1983. AUGE R. Tintorería 2, Editions de I’ Artisanat Moderne, París (Francia) CORNEJO ARZATE Jose Joaquín. El Avance Tecnológico de la Texturización, México 1992. COSTA Mirko Raimondo. Las fibras Textiles y su Tintura, Química Textil vol. II, Lima 1990 ERHARDT Theodor; Adolfo Blumcke; Walter Burger; Max Marklin; Gottfried Quinzler. Tecnología Textil Básica 1, Editorial Trillas, Primera Edición en Español 1980. GACEN GUILLÉN Joaquín y Maillo Garrido Josefina. Fibras Químicas de Celulosa Regenerada, Editorial Terrassa 1987. GACEN GUILLÉN Joaquín y Maillo Garrido Josefina: Algodón y Celulosa, Editorial Terrassa 1987. GACEN GUILLÉN Joaquín. Aspectos de las Fibras Químicas, 3ra Edición Ampliada. GACEN GUILLÉN Joaquín. Fibras Acrílicas, Editorial Terrassa 1987, Segunda Edición GACEN GUILLÉN Joaquín. Fibras de Poliamida, Editorial Terrassa 1986.



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