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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA INGENIERÍA EN DISEÑO INDUSTRIAL

FIBRAS TEXTILES

AUTOR Miguel Gutiérrez Jonathan Lagla Daniel López

MATERIA: Materiales V “Textiles”

SEMESTRE: Noveno

5-11-2014

ANTECEDENTES: Trabajo enviado por el Ing. Milton Toapanta, el día 22 de Octubre del 2014, durante la clase en el horario de 17:00h a 19:00h. DESARROLLO:

FIBRAS TEXTILES INTRODUCCIÓN Se denomina fibra textil a los materiales compuestos de filamentos y susceptibles de ser usados para formar hilos o telas, bien sea mediante tejido o mediante otros procesos físicos o químicos.

Las fibras textiles fueron extraídas de la naturaleza en el origen de la civilización humana, y mediante técnicas artesanales fueron utilizadas en la preparación de hilados y tejidos para la confección de ropa. Hoy existe la necesidad de satisfacer las demandas tecnológicas con nuevas fibras que puedan adaptarse a tales cambios. Un nuevo concepto logra tal desafío: el diseño de fibras textiles. Historia de las fibras textiles El lino se considera la más antigua fibra textil, conocido desde hace aproximadamente 7,000 años, en Egipto. El algodón fue usado hace 5,000 a 7,000 años por los egipcios ya que usaban ropa de esta fibra desde aquel entonces. La lana fue utilizada 5,000 años atrás por diversos pueblos de la Mesopotamia asiática. La seda se conoce desde hace 5,600 años y se cree que fue descubierta por una princesa china, en aquel país de oriente. Hubo que esperar mucho tiempo para la aparición de la primera fibra artificial, inventada por el conde de Chardonett en 1884: el rayón, denominada en sus comienzos: seda artificial. Más tarde, en 1923, la Compañía Celanese desarrolló el acetato de celulosa otra fibra regenerada, en forma industrial. En 1931, el químico estadounidense Wallace Carothers de la Compañía DuPont, descubrió unas moléculas gigantes llamadas polímeros. Enfocó sus esfuerzos en una fibra llamada simplemente “66”, una poliamida denominada comercialmente Nylon, y que constituye la primera fibra sintética.

Al terminar la segunda guerra mundial comenzaron a aparecer una serie de nuevas fibras sintéticas: acrílico, poliéster, triacetato, etc. En la década de 1960, Dupont aparece una vez más con una fibra de elastano con propiedades de elasticidad sorprendentes. En 1970 Japón introduce en el mercado mundial: la microfibra, fibras de un nivel de finura de unas cien veces menos que el cabello humano. Desde los años noventa aparecieron fibras tecnológicas, diseñadas para usos específicos como el Nomex y Kevlar, fibras ignífugas. Más adelante veremos todas ellas. En nuestros días hemos llegado a extremos tales como el diseño de fibras huecas a escala nanométrica (la millonésima parte de un milímetro). Entonces es en éste campo donde el diseño de fibras tiene un rol más que protagónico, y un futuro que aún no tiene límites. Sectores industriales textiles más importantes y su uso en confección 1. 2. 3. 4. 5.

Algodonero: Camisería, vaquero, panas, infantil, ropa de verano en general. Lanero: Estambre o pañería, lana de carda o lanería. Sedero: Sedería para señora, forros y entretelas. Géneros de punto: Prenda exterior, interior y deportiva. No tejidos: Entretelas y refuerzos.

¿Por qué tiene estos márgenes? Debido a la enorme demanda, el consumo mundial de fibras se ha ido decantando hacia las fibras químicas, pues al ser atemporales, es decir, que se producen continuamente según las necesidades del mercado, tienen una calidad uniforme y no dependen del crecimiento natural de la planta o animal; y generalmente son más económicas. Este consumo mundial de fibras textiles, en peso, es el siguiente:  39% algodón  39% sintéticas  10% artificiales

 5% lana  7 % otras.

CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS TEXTILES FIBRAS MINERALES

FIBRAS TEXTILES

FIBRAS NATURALES

FIBRAS VEGETALES

FIBRAS ARTIFICIALES

FIBRAS ANIMALES

FIBRAS SINTÉTICAS

FIBRAS NATURALES

Se llama fibra natural a los fragmentos, hebras o pelo, cuyo origen está en la Naturaleza, y que pueden hilarse para dar lugar a hilos ocuerdas. Las fibras que no provienen de la Naturaleza se denominan «fibras químicas», ya sean artificiales o sintéticas. Los hilos obtenidos con las fibras, pueden tejerse para producir un tejido o apelmazarse para producir un no tejido. La única fibra natural que es capaz de formar un hilo es la seda; el resto de las fibras se deben teñir e hilar para poder ser utilizadas posteriormente en la fabricación de textiles. Además, las fibras naturales se utilizan para reforzar composites. Las fibras naturales más antiguas que se conocen son fibras de lino silvestre encontradas en estratos del Paleolítico superior —unos 30.000 años a. C.— dentro de una cueva en las estribaciones de las montañas del Cáucaso en Georgia. Las fibras textiles naturales se clasifican de acuerdo con su origen: animal, vegetal o mineral. 1. FIBRAS DE ORIGEN MINERAL

Las fibras minerales se encuentran en la naturaleza en el reino mineral en su estado transformación final, por lo que solo necesitan extraerse del medio en que se encuentran y utilizarse tal cual. Generalmente inorgánicas Amianto, Asbesto, fibra de vidrio, fibra cerámica. El uso del amianto se ha prohibido debido al reciente descubrimiento que demuestra que su manipulación provoca leucemias y cánceres. La fibra de vidrio es la única fibra de origen inorgánico (mineral) que se utiliza a gran escala en los tejidos corrientes. Se fabrica moldeando o soplando el vidrio fundido hasta formar hilos.

Es posible producir fibras de vidrio —que pueden tejerse como las fibras textiles— estirando vidrio fundido hasta diámetros inferiores a una centésima de milímetro. Características funcionales de las fibras minerales 

Fibra de vidrio

El buen aislamiento térmico, la estabilidad frente a reactivos químicos y la resistencia a altas temperaturas, la convierten en una fibra ideal para múltiples usos. Filamentos de diámetro extremadamente pequeño (0,005mm) hace posible el doblado y retorcido como cualquier fibra sintética, para obtenerse una variedad de hilos comerciales que luego pueden ser tejidos bajo la modalidad de tafetas, sargas o satenes. Combinados con otras fibras se obtiene una vastísima posibilidad de aplicación textil. Algunos usos finales son: chalecos blindados, pantallas, asientos, bolsas de dormir, telas plásticas reforzadas, etc. 

Fibra de metal

El oro y la plata fueron convertidos en hilos continuos, para ser utilizados en la fabricación de algunos tejidos especiales para el culto religioso y trajes regionales. En la actualidad los hilados metálicos son ofrecidos comercialmente en la Argentina, para la confección de tejidos de moda en indumentaria, con diversos colores, en títulos 1/100 y 1/69. Una variante de éstos son los hilados metalizados, de aspecto similar pero de características estructurales distintas a un hilo de metal.

2. FIBRAS VEGETALES Las fibras de origen vegetal son básicamente celulosa. La celulosa se utiliza en la industria textil y en la fabricación de papel. Las tres fibras vegetales más importantes son el algodón, el lino y el esparto. La clasificación de estas fibras está relacionada con la parte de la planta que se aprovecha. Clasificación de las fibras vegetales Fibra procedente de frutos y semillas: Esta clase de fibras poseen un único ejemplar que tiene alguna importancia para mencionar. Se trata de la fibra del coco y hay solamente dos especies vegetales cuyas semillas vienen acompañadas por una fibra que es de interés para su explotación comercial que son: 

Algodón

Es la más importante fuente de obtención mundial de fibras celulósicas y la de mayor consumo por sus apreciadas propiedades funcionales. Este arbusto que pertenece al género Gossypium se presenta en diferentes variedades, cada una de ellas con importantes características propias. El algodón es una fibra única en muchos aspectos: sus fibras son blandas, aislantes, resistentes a la rotura y al desgarro por tracción. Además admiten el blanqueo y el teñido con excelentes resultados en cuanto al grado de blanco y a la intensidad del color respectivamente. 

Ceiba

Es un árbol cuyo fruto genera una fibra de aplicaciones textiles, aunque muchísimo más limitadas que la del algodón, y constituye la única alternativa de explotación en fibras de semillas. Su uso se extiende en las regiones tropicales húmedas y subhúmedas de América y África. Tiene la característica de ser uno de los árboles más grandes y de más rápido crecimiento de la América tropical,pudiendo alcanzar una altura de más de 50 mts. Las fibras representan el 21% del peso en seco del fruto y se usan en almohadas, colchones, cinturones, salvavidas y otros artículos. 

Coco

La fibra del coco se extrae de el cocotero, planta originaria de las regiones tropicales de oriente, y que actualmente se cultiva en el contiente Asiático (India, Ceylán, Indonesia), en América central y meridional (Méjico, Brazil), en África (Mozambique, Tanzania y Ghana). Es una planta muy longeva que puede alcanzar los cien años de vida. Tiene un tronco único de hasta 30 mts. de alto con corteza lisa y gris marcada por cicatrices anulares de las hojas viejas. Las fibras se extraen del mesocarpio de los frutos y sirven en la fabricación de cordeles, tapetes y esteras. Fibra procedente del tallo. La oferta de especies es mucho más amplia que en el caso anterior, pero la importancia comercial es de unas pocas, cuyos motivos analizaremos en cada caso en particular. Las especies vegetales de las que se extraen fibras del tallo son: 

Lino

Planta herbácea cultivada desde tiempos remotos. Después de la fibra de algodón, es la más difundida y explotada comercialmente. Aunque también se compone principalmente de celulosa, la fibra es extraída del tallo que está formado por un tubo interior poligonal o médula, rodeado exteriormente de materias leñosas. En la vista al microscopio se aprecian largos tubitos de extremos puntiagudos y con pequeñas grietas transversales. Las fibrassueltas tienen como término medio 50 cm. de largo y cuentan con una importante cantidad de pectina y lignina, uniendo a las cedenas de celulosa. 

Bambú

Bambú es una fibra natural ecológica, suave antibacteriana, repelente de rayos ultravioleta, absorbente y confortable. Estas fibras están formadas por celulosa y se producen a través de métodos de procesamiento que incluyen su tratamiento con vapor y hervor, etc. Las fibras de bambú naturales son extraídas de las varas de bambú y no contienen ningún aditivo químico. No debe confundirse con la viscosa de bambú que se obtiene a través de un procesamiento químico. El bambú puede ser hilado solo o en mezcla con algodón, seda, modal y otras fibras de celulosa regenerada. 

Cáñamo

Desde el siglo V antes de Cristo hasta finales del siglo XIX el 90% de las cuerdas y velas para navegación, así como las redes para pesca se hicieron con cáñamo. Hoy en día continúa su uso en ciertas embarcaciones por la gran resistencia a la humedad(regain o reprise) y a las variaciones climáticas. El futuro de la fibra de cáñamo está vinculado a su integración a la producción de textiles de algodón, lana, cachemira y seda, y en su mezcla con fibras sintéticas, debido a nuevas técnicas de procesamiento y separación de la lignina, comúnmente denominadas desengomado. Otras fibras de tallo 

Banana

De ésta planta, cultivada en ambientes tropicales, se extraen las fibras del tallo del racimo del banano para la confección de artículos artesanales, hechos por comunidades autóctonas. Las propiedades de estas fibras han demostrado poca utilidad en la confección de prendas de vestir, por lo que su uso se dirige a la confección de sombreros, carteras, canastas, bandejas y otros accesorios. Una ventaja de esta particular actividad es el empleo del desecho luego de la recolección de los frutos, que contribuye amejorar el medio ambiente y sustentar las economías regionales. 

Kenaf

Planta tropical de hasta 3 mts. de altura. Proporciona una fibra basta que se usa para producir cuerdas, cordones y sacos. Esta especie crece en altas densidades y carecen en general de ramificaciones alcanzando alturas de hasta 5 mts. Para la obtención de las fibras se utiliza solo la corteza externa del tallo que constituye el 25% del peso del mismo. La planta, originaria del centro y este de África, ha sido usada por milenios para la producción de alimentos y sogas. Actualmente es cultivada enChina, Tailandia, Egipto, Sudáfrica, Méjico y Cuba. 

Yute

La fibra del yute es extraída de la corteza del yute blanco (corchorus capsularis) y en menor medida del yute rojo, que son arbustos que alcanzan hasta 4 mts. de altura, de tronco rígido y fibroso. La planta crece en áreas de tierras bajas tropicales con alto contenido de humedad. Es una de las fibras vegetales mas fuertes con propiedades antiestáticas y de baja conductividad térmica. Bangladesh e India son los mayores productores de yute junto a Myanmar y Nepal. Los hilos de fibra de yute se utilizan principalmente para tejer arpilleras destinadas a sacos, embalajes, cinchas y cordelería; además de esteras, tapices y alfombras. Fibra procedente de las hojas. En este grupo, ya no se encuetran especies de difusión e importancia comercial masiva sino que constituyen vegetales de interés regional y con un desarrollo limitado a ese contexto. Estos son las siete variedades de hoja mas conocidas. 

Abacá

La fibra de abacá se extrae de la vaina de las hojas que rodean el tronco de la planta que lleva el mismo nombre y que es pariente cercana de la banana, nativa de Filipinas. Las células que componen las fibras son largas y delgadas y constituyen el soporte de la hoja. El abacá es valorado por su gran resistencia mecánica, flotabilidad, resistencia al daño por agua salada y por el largo de su fibra (más de 3 mts.). Esta fibra es producida por Filipinas y Ecuador y exportada a Europa, Japón y los EE.UU. Con ella se producen sogas, cordeles, líneas de pesca y redes. 

Cabuya

La cabuya es una planta típica en países como Perú, Ecuador, Bolivia y Argentina. Es una herbácea de hojas verdes largas y delgadas provistas de espinas en sus bordes. De hojas carnosas, grandes y muy fibrosas, que se reproduce por renuevos que brotan del contorno de sus raíces. De las fibras de cabuya se elaboran hilos, de sus hojas papel, de sus espinas agujas y el extracto jabonoso de sus hojas se utiliza como detergente. Las sociedades prehispánicas las utilizaban para producir redes, sogas para puentes colgantes, calzados, cestería, etc. 

Esparto

Es una hierba perenne de hasta 1 mt. de altura cuyas formaciones se las llama espartales o atochares. Sus hojas son filiformes, duras y tenaces, con fibras cortas de 1 a 10 mm. de longitud, quecomienza a ser utilizable luego de 13 años de cultivado. El esparto, es originario de las regiones ubicadas entre el mar Negro y el mar Caspio y se extiende actualmente por la región del mediterráneo hasta la península Ibérica. Con estas fibras se elaboran sogas, alpargatas, cestos y estropajos. Su antigüedad queda demostrada al hallar sandalias del quinto milenio a.C. en Albuñol (España). 

El henequén y el sisal son dos plantas del género agave;

De sus hojas se obtiene una fibra fuerte, duradera, relativamente flexible y resistente al agua salada. Sus principales aplicaciones son la cordelería, los materiales composites en la industria del automóvil, geotextiles. 

Marihuana

Se puede hilar mezclada con otras fibras, pero su uso más extendido es como relleno por su liviandad y capacidad para esponjarse.

Propiedades funcionales de las fibras vegetales

Cuando se comparan las diferencias y similitudes entre los distintos tipos de fibras, vemos que el grupo de fibras naturales presenta grandes diferencias y pocas similitudes respecto al grupo de fibras artificiales. Cuando comparamos a las fibras naturales vegetales respecto de las fibras naturales animales esas diferencias aún persisten aunque mucho más atenuadas. Las fibras vegetales son principalmente de celulosa, que, a diferencia de las proteínas de las fibras de origen animal, es resistente a los álcalis. 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.

Bibliografia https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Fibras+textiles http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_natural https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/03/fibras-textiles.pdf http://www.redtextilargentina.com.ar/index.php/fibras