Definirea şi clasificarea fibrelor textile 11 CAPITOLUL I. DEFINIREA ŞI CLASIFICAREA FIBRELOR TEXTILE I.1. NOŢIUNEA DE FIBRĂ TEXTILĂ Noţiunea se fibră a fost atribuită corpurilor solide a căror dimensiune transversală este foarte mică, de ordinul micronilor, mult mai mică decât dimensiunea lor longitudinală. Asemenea corpuri se găsesc în natură sau se fabrică pe cale chimică, dar nu toate sunt fibre textile. Noţiunea de fibră este uneori sinonimă cu o părticică dintr-un corp ce este indivizibilă (ex. fibră musculară sau fibra lemnoasă). Fibrele textile sunt numai acele fibre care întrunesc o serie de proprietăţi ce fac posibilă transformarea lor în produse textile şi care conferă produsului finit caracteristici specifice domeniului de utilizare. În funcţie de cerinţele domeniului de utilizare, se stabilesc cele mai adecvate fibre din care se va fabrica produsul, iar în funcţie de caracteristicile fibrelor se stabilesc tehnologiile de prelucrare. Astfel, pentru un articol de îmbrăcăminte destinat anotimpului rece se vor folosi fibre cu o bună capacitate de izolare termică, cum ar fi de exenmplu lâna, iar tehnologiile de prelucrare (filare, tesere, finisare etc.) se stabilesc în funcţie de proprietăţile acestor fibre. Fibele textile sunt definite în principal de următoarele caracteristici: dimensiuni grosime şi lungime; higroscopicitate; proprietăţi termice, optice, electrice; proprietăţi mecanice mod de comportare şi stabilitate la diverse solicitări; proprietăţi chimice.
12 Fibre textile Grosimea fibrelor textile variază în limite largi, de la valori mai mici de un micron la câteva zeci de microni (60 70 μm, şi chiar mai mult). Este o caracteristică care determină limita de filabilitate (gradul maxim de subţirime a firelor posibil de realizat), precum şi uniformitatea acestora. Lungimea variază în limite mult mai largi, de la câţiva milimetrii (lungimea celulelor fibrelor liberiene) la mii de metrii (de exemplu filamentele de mătase). Este o caracteristică care determină sistemul de prelucrare a acestora (cardat sau pieptănat) În funcţie de lungime, fibrele se împart în: fibre de lungime finită, sau determinată; fibre de lungime infinită, sau nederminată. Fibrele considerate cu lungime infinită poartă denumirea de filamente (ex. mătasea naturală, filamentele chimice). Lungimea acestora este dependentă doar de mărimea formatului pe care se face depozitarea, respectiv mărimea gogoşii în cazul mătăsii naturale sau a bobinelor în cazul filamentelor chimice. I.2. CLASIFICAREA FIBRELOR TEXTILE Există mai multe criterii de clasificare a fibrelor textile, dar cel mai uzual este cel care ţine seama de natura polimerului sau a materialului anorganic care intră structura fibrei. Conform acestui criteriu fibrele se clasifică în: fibre naturale; fibre chimice; fibre prelucrate din materiale anorganice. Fibre naturale, în funcţie de regnul în care se formează, se grupează în: fibre naturale vegetale; fibre naturale animale; fibre naturale minerale. Fibrele naturale vegetale, în funcţie de partea anatomică a plantei în care se dezvoltă, se grupează în: fibre de pe seminţe bumbac, capoc; fibre din tulpini in, cânepă, iută, ramie, etc; fibre din frunze manilă, sisal; fibre de pe fruct cocos.
Definirea şi clasificarea fibrelor textile 13 Fibrele care se formează în tulpini, frunze, fruct, poartă denumirea fibre liberiene. -ramia (Ra) -chenaf (Kf) Fig. I.1. Clasificarea fibrelor naturale vegetale Fibrele naturale animale se grupează în două mari categorii: păruri şi filamente din secreţie glandulară. Părurile formează învelişul protector al animalelor. Pricipalul păr utilizat ca fibră textilă este lâna. Pe lângă lână, în industria textilă se mai utilizează părul produs de cămilă, de anumite rase de capre (mohair, caşmir), de iepure (angora) etc. Filamentele din secreţie glandulară sunt produse de viermii de mătase, de o anumită specie de păianjeni şi de scoici. Principalele filamente naturale sunt cele produse de viermi, respectiv mătasea domestică produsă de viermii de mătase care se hrănesc cu frunze de dud şi mătasea sălbatică (Tusah) produsă de viermii sălbatici care se hrănesc cu frunze de mesteacăn, ricin, stejar etc.
14 Fibre textile Fig. I.2. Clasificarea fibrelor naturale animale Fibrele naturale minerale s-au format din materiale anorganice în timpul topirilor magmatice şi se găsesc sub formă de fascicule în diferite roci. Astfel de fibre sunt fibrele azbest, care în prezent sunt interzise de ecologi, fiind considerate cancerigene. Fibrele chimice se obţin pe cale chimică din polimeri naturali sau sintetici. Transformarea polimerilor în filamente presupune aducerea acestora în stare fluidă, de mobilitate (dizolvare sau topire) şi trecerea soluţiilor sau topiturilor prin orificiile unor piese numite filiere. Operaţia poartă denumirea de filare. Filarea din topitură este mai avantajoasă, dar nu toţi polimerii din care se fabrică fibrele se topesc fără a se descompune. Din filamentele rezultate în urma operaţiei de filare se pot realiza fire filamentare, ceea ce presupune reunirea şi înfăşurarea pe un format a unui număr determinat de filamente, sau prin segmentarea filamentelor la lungimi prestabilite, acestea pot fi transformate în diferite tipuri de fibre cu lungime determinată (fibre tip bumbac, tip lână etc.), care pot fi prelucrate în filaturi. Deci, din acelaşi polimer se poate obţine o gamă sortimentală foarte variată de fire filamentare şi fibre scurte.
Definirea şi clasificarea fibrelor textile 15 În funcţie de natura polimerilor fibrele chimice se împart în: fibre artificiale, care se obţin din polimeri naturali; fibre sintetice, care se obţin din polimeri sintetici. Fibrele artificiale se împart în: fibre celulozice; fibre proteice; fibre din alţi polimeri. -vâscoză (CV) -vâscoza cu Fig. I.3. Clasificarea fibrelor artificiale Fibrele artificiale celulozice se fabrică din celuloza extrasă din lemn, paie, stuf, linters (fibre foarte scurte de bumbac). Celuloza nu se topeşte şi nu se dizolvă în solvenţi uşor accesibili. Din acest motiv, este strict necesară modificarea chimică a celulozei pentru a fi dizolvată şi filată, adică, supunerea ei unui nou tratament chimic în urma căruia celuloza se regenerează şi precipită, sau, prin evaporare se elimină solventul şi celuloza se modifică.
16 Deci, fibrele artificiale celulozice se împart în: fibre din celuloză regenerată vâscoză, cupro, etc.; fibre din celuloză modificată diacetat, triacetat. Fibre textile Fibrele artificiale proteice se fabrică din proteine vegetale sau animale. În prezent s-a renunţat la fabricarea lor industrială datorită unor proprietăţi nesatisfăcătoare cum ar fi tenacitatea redusă şi scăderea pronunţată a rezistenţei la tracţiune în mediu ud. Fibrele artificiale din alţi polimeri. Există posibilitatea de obţinere a fibrelor pe bază de acid alginic extras din alge. Cele mai bune rezultate s-au obţinut prin filarea alginatului de beriliu. În această grupă de fibre poate fi inclus şi cauciucul natural. Din cauciuc nu se fabrică fibre textile propriu-zise ci numai filamente grosiere ce se includ în diverse articole în scopul măririi elasticităţii acestora. Fibrele sintetice se fabrică din polimeri sintetizaţi din substanţe mic-moleculare. S-au descoperit foarte mulţi polimeri filabili din care se pot fabrica fibre, de unde rezultă o gamă sortimentală de fibre sintetice foarte variată, gamă ce se amplifică datorită faptului că din acelaşi polimer se pot realiza fibre de diverse lungimi, grosimi, culori, cu diferite grade de luciu şi de ondulare, cu diferite forme ale secţiunilor transversale etc. Practic, rezervele de obţinere a fibrelor chimice sunt considerate inepuizabile. Fibre prelucrate din materiale anorganice. Există numeroase materiale nepolimere din care se pot obţine fibre. Dintre acestea se menţionează: sticla, ceramica, zgura, diferite metale cum ar fi aurul, argintul, oţelul etc. Fibrele metalice se utilizează în principal pentru realizarea de diverse motive decorative, iar celelalte sunt utilizate în diferite domenii tehnice.
Definirea şi clasificarea fibrelor textile 17 (PTFE) -polibutadiene Fig. I.4. Clasificarea fibrelor sintetice Marea diversitate a fibrelor, în special a celor chimice, a impus notarea fiecărui tip de fibră prin simboluri, care sunt admise pe plan internaţional. Pentru fibrele naturale s-au adoptat simboluri formate două litere, prima majusculă a doua minusculă, iar la fibrele chimice simboluri sunt formate din două sau mai multe litere, toate majuscule. Simbolurile prezentate în figurile I.3 şi I.4 reprezintă sistemul prescurtat de notare a fibrelor chimice, elaborat în concordanţă cu norma ISO 1043, de BISFA (Bureau International pour la Standardision de la Rayonne et des Fibres Syntetiques) cu sediul la Basel Elveţia. Sistemul permite identificarea uşoară a tipului de fibră, indiferent de provenienţa acesteia. Notarea fibrelor prin simboluri este foarte utilă pentru consumatori deoarece acelaşi tip de fibră poate fi întâlnit sub diverse denumiri comerciale. De fapt, fiecare firmă producătoare atribuie fibrelor produse denumiri comerciale proprii.
18 Fibre textile Astfel, principalele fibre sintetice se pot întâlni cu următoarele denumiri comerciale: fibrele poliesterice: Terom, Tergal, Trevira, Terilen, Dacron, Diolen, Grilen, Teribel, Terital, Terlenka, Tersuisse, Tetoron, Vestan etc. fibrele poliamidice: din poliamida 6 (PA 6): Relon, Helion, Perlon etc.; din poliamida 6.6 (PA 6.6): Nailon, Nylon, Nylex, Nylenka, Nylsuiss, Primalon, Ultron etc.; din poliamida 11 (PA 11): Rilsan; fibrele polipropilenice: Courlene, Hercolon, Hostalen, Meraklon, Nimplex, Olane, Prolene, Pylen, Ulstron etc.; fibrele poliacrilonitrilice: Melana, Acribel, Acrilan, Courtelle, Dralon, Exlan, Orlon etc.; fibrele policlorvinilice: Clevil, Fibravil, Isovyl, Movyl, Retractyl, Thermovyl, Vinyon etc. Fibrelor sintetice produse în România li s-au atribuit denumirile: terom pentru fibrele poliesterice, relon pentru fibrele poliamidice, melană pentru fibrele poliacrilonitrilice.