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NUEVAS FIBRAS TÉCNICAS: BIOPOLÍMEROS Y DE ALTAS PRESTACIONES, parte 2ª.

En esta segunda parte de este artículo, vamos a ver el segundo gran grupo de este tipo de fibras más actuales, que denominaremos fibras técnicas de altas prestaciones de manera genérica; Son fabricadas por procesos de hilatura por extrusión y se obtienen en plantas químicas por reacción entre determinados compuestos obtenidos del petróleo. Son, por tanto, productos con características más semejantes a los plásticos que a los productos obtenidos de la naturaleza. Estos tipos de fibras se fabrican como filamentos continuos aunque durante el proceso se pueden cortar a la medida deseada, dando lugar a fibras cortas. A los filamentos se les suele aplicar un proceso llamado texturado o texturizado, para conseguir propiedades más parecidas a las de las fibras cortadas, pero conservando su resistencia y otorgándole una serie de propiedades (mayor alargamiento y volumen, mejor capacidad de absorción, bucles, espirales o rizos, etc…) que hacen que aumenten su campo de aplicación. La texturación incluye varios sistemas para la consecución del efecto deseado teniendo en cuenta el mecanismo del proceso: Compresión, tracción, torsión y combinación de tracción y compresión.

Ejemplos de texturización por diferentes procedimientos.

Se pueden encontrar huecas y con secciones transversales de diferentes formas, con lo que se consigue mejorar el efecto aislante térmico y el aspecto exterior.

Diferentes secciones transversales.

Fibras bicomponentes; a la disolución del componente soluble se forman canales

interiores, (mejora del aislamiento).

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Como hemos dicho en la anterior entrega, las más utilizadas son el poliéster, poliamida,

acrílica, polipropileno y polietileno, elastano (con todas las aplicaciones conocidas dentro del

mundo de la moda o el textil en general.

Estas fibras químicas convencionales, pueden ser modificadas durante el proceso productivo con la adicción de diferentes componentes, de manera que sin alterar las propiedades intrínsecas de estas fibras conseguimos modificarlas, aportándonos unas determinadas características y/o propiedades añadidas. Ejemplo de fibras convencionales modificadas de origen químico: Las clorofibras, que presentan muy buenas propiedades a los agentes químicos y como retardantes de llama; las fluorofibras, también presentan gran resistencia a los productos químicos y al calor. Esto hace que este tipo de fibras sean muy utilizadas en los sectores de textil hogar para hostelería y espectáculos (hoteles, restaurantes, teatros, etc..) y en el segundo caso su campo de aplicación está más enfocado a la ropa de protección en industria, materiales aislantes, filtros, etc… También en algunos casos de bioplimeros (vistos en la primera parte, mediante la aplicación de baños de acabados, podríamos conseguir también efectos similares para productos textiles de esta naturaleza. Ejemplos ya consagrados en el mercado de este tipo de fibras modificadas: Poliéster FR, modacrilicas, etc.. Un gran avance dentro de las fibras denominadas de altas prestaciones, son las denominadas microfibras (consideradas así cuando el grosor de los filamentos que las componen se sitúa en rangos inferiores a 1 decitex). Se utilizaron en principio para conseguir mejoras en el aspecto de los productos, (mayor suavidad, caída, flexibilidad), aunque a posteriori y viendo las grandes posibilidades de mejora, por los procesos de texturización

que se les podía aplicar, se utilizaron en aplicaciones de carácter más técnico, ya que se

lograban productos más transpirables, con mayor poder de absorción (ideales para limpieza), y

siempre con un tacto y caída inmejorable.

La evolución en este sector nos ha traído avances tan importantes como las fibras

bicomponetes. El uso de dos polímeros distintos, resinas conjugadas, permite la obtención de

fibras tipo “islas en el mar”, la utilización de un polímero de los dos, fácilmente soluble por

inmersión en agua caliente, nos da como resultado fibras huecas con un mayor número de

canales. Esto nos proporciona un gran poder térmico, se obtienen por lo tanto prendas con

mayor capacidad aislante (mas capas de aire en el interior de la fibra) y una superior ligereza.

Un ejemplo práctico de fibras bicomponente, la tenemos en la gama PE/PP, utilizada como

ligante térmico, con bajo punto de fusión para aplicaciones en no tejidos y artículos de tipo

sanitario. Este tipo de aplicación permite la compactación térmica y rápida del producto sin

necesidad de acudir a acciones mecánicas. Aporta rigidez y aspereza al tejido de soporte.

Fibras con P.C.M.: Se entiende por fibras con P.C.M, aquellas fibras que durante su fabricación

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y en el proceso de extrusión, le son añadidas a la tolva donde está la granza de la fibra a

fabricar, unas microcápsulas con determinadas propiedades; cuando se produce la extrusión

las microcápsulas quedan integradas en el alma y exterior de la fibra, de manera que cuando

se producen cambios físicos o químicos generados principalmente por el cuerpo humano o por

agentes exteriores, por la interacción de estos se van liberando y proporcionan las

propiedades que se buscaban. Esto permite alargar la vida de la propiedad buscada en el

producto, con una difusión lenta y controlada. Las aplicaciones son muchas y de muy variados

campos, desde la aromaterapia, pasando por productos de tipo sanitario (desinfectantes,

cremas dermatológicas, etc..), prendas deportivas (eliminación de olores de la transpiración),

prendas de alto choque térmico, etc.. Veamos algunos ejemplos: A la izquierda tejido de punto

con plata; fibra artificial con P.C.M. en el alma; y finalmente poliéster bicomponente con

propiedades termorreguladoras.

Estudiaremos ahora la electrohilatura (integrada genéricamente dentro de la nanotecnología):

Esta nueva tecnología se basa en un tipo de “hilado”, donde se busca la creación de

nanofibras. Las características más importantes de las nanofibras son la elevada porosidad y

tortuosidad de la estructura, el diámetro comprendido entre 50 y 500 nanómetros, mínimo

tamaño del poro (del orden de nanómetros), un alta relación superficie/masa y la capacidad de

trabajo con diferentes materiales del tipo polímeros, metales, cerámicos. Aunque hay

diferentes formas de conseguir nanofibras (Drawing, síntesis templada, separación de fases,

fibras bicomponentes), la revolución se basa actualmente en la electrohilatura.

Este proceso consiste principalmente en la necesidad de un alto voltaje para crear un campo

eléctrico, entre una disolución polimérica y una placa recolectora. Uno de los electrodos está

en contacto con la disolución polimérica, mientras que el otro está en contacto con la placa

recolectora.

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El incremento de la fuerza electroestática provocara una elongación de las gotas de la

disolución que está depositada en un dispositivo tipo jeringa, formando lo que se conoce como

el cono de Taylor, cuando la fuerza electroestática supera la fuerza de la tensión superficial de

la gota, una fibra continua cargada eléctricamente salta hacia el electrodo opuesto. El chorro

de disolución se acelera hacia el recolector y pierde el disolvente por evaporación,

produciéndose entonces los diámetros manométricos, siendo recolectado en la placa

recolectora un velo no tejido de fibras manométricas sólidas con una orientación aleatoria.

Las áreas de aplicación de las nanofibras, incluyen sectores muy diversos como son la

filtración, absorción acústica, membranas impermeables-transpirables, biomedicina (ingeniería

tisular “scaffolds”, con la posibilidad también de liberación controlada de fármacos, etc..

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Las fibras técnicas de altas prestaciones requieren una serie de características especiales,

como la resistencia al fuego, alta tenacidad o el aislamiento. Recordemos las altas

especificaciones requeridas en los campos de aplicación que van destinadas: Alto índice LOI,

gran tenacidad, muy buena estabilidad dimensional, punto de fusión elevado, baja

degradación por U.V., posibilidad de igualación tintórea, propiedades anti.. y resistentes a…,

así como absorción o transporte de la humedad.

Debido a todo esto, las aplicaciones en las que se utilizan son muy técnicas tanto en el sector textil como en otros campos: Equipos de protección individual y bomberos, prendas deportivas de alto rendimiento, prendas antibacterias, prendas con propiedades antiolores, etc.. (del sector textil); o bien en otros campos como la industria como elementos de refuerzo para plásticos, composites, frenos y embragues en automoción, tapicerías, techos, carpas, filtración; la construcción con mezclas de hormigón, aplicaciones geotextiles, refuerzos para taludes y carreteras.

Para aplicaciones médicas también se pueden utilizar este tipo de fibras, como ejemplos podemos encontrar: suturas, implantes, productos súper absorbentes, elementos de quirófano, etc.. Otros sectores diferentes y en los que también se encuentran aplicaciones de carácter muy técnico podrían ser el caso de refuerzos para embalajes, depósitos, cubiertas, cascos de embarcaciones, raquetas, casos de pilotos, aeronáutica, velas, cañas de pescar, etc..

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Este tipo de fibras las podemos dividir en dos grupos principales: Orgánicas e inorgánicas.

Dentro de las orgánicas podemos encontrar: Fibras de aramida (para aramidas, meta aramidas,

poliamidas imidas), clorofibras, fenólicas, PTFE, fibras de melanina, fibras Pan Ox, fibras PBI,

PBO, PLC, PIPD, PEI, PEEK-PEN, PEN-PPS, PSA y UHMWPE.

En cuanto a las inorgánicas tenemos las siguientes: Fibras de amianto (aunque ya no se utilizan

por su peligrosidad), de basalto, hilados de boro, fibras de carbono, cerámicas, metálicas, de

sílice y de vidrio (en este último caso se utilizan a partir de un determinado grosor superior a 8

micras, para evitar irritaciones cutáneas y evitar posibles inhalaciones).

Algunos ejemplos más de posibles aplicaciones:

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Autor: Robert Borrás Beneito Técnico Superior Textil http://eltextilactual.wordpress.com bb.robert@gmail.com