Tekstilfibroj

Tekstilfibroj estas la plej gravaj krudmaterialoj de la tekstilindustrio. Fibroj estas flekseblaj materialaj formacioj kies longo estas relative multe pli granda ol la diko. La tekstilindustrio uzas fibrojn por pretigi fadenojn por fari ŝtofojn (teksaĵoj, trikaĵoj, plektaĵoj, puntoj), sed ŝtofoj estas pretigeblaj ankaŭ senpere el fibroj (feltoj, neteksaĵoj).

Kolektiva propreco de la plej multaj tekstilfibroj estas ke iliaj materialoj estas polimeroj (makromolekulaj materialoj), kiuj kreas ĉenmolekulojn. Tiaj polimeroj estiĝas en la naturo, kiel ekz. la materialo de la kotono (celulozo) aŭ de la lano (keratino), sed estas kreataj ankaŭ artefarite per kemiaj procedoj (ĉi tiuj estas la t.n. sintezitaj materialoj). Aldone, ekzistas ankaŭ neorganikaj mineralaj materialoj, kiuj havas fibran strukturon (ekz. asbesto aŭ bazalto) kaj estas adapteblaj por prilaborado per tekstilaj procedoj. 

Fibroj estas uzataj ne sole de la tekstilindustrio, ili estas gravaj krudmaterialoj de iuj kompozitoj en kiuj ili servas, enkorpigite en la matricon (plasto, betono), kiel plifortigiloj. Aliaj uzoj estas ekz. amaso de fibroj por termika aŭ brua izolado, lumofibro (optika fibro) ktp.

 Grupigoj de la tekstilfibroj 

 Grupigo laŭ origino 
Tekstilaj fibroj dividiĝas en du grandajn grupojn:

 naturaj fibroj el naturaj bazmaterialoj, kiuj estas riceveblaj el materialoj troveblaj en la naturo (el plantoj, bestoj, mineraloj) kaj
 artefaritaj fibroj, kiuj estas pretigataj el materialoj troveblaj en la naturo (ekz. celulozo, proteinoj), aŭ estas pretigataj el materialoj kreitaj per kemiaj procedoj (polimeroj).

 Naturaj fibroj 
eta|dekstra|400 px|Grupigo de la naturaj tekstilfibroj

Naturaj fibroj devenas el plantoj, animaloj kaj mineraloj.

1. Fibroj el plantoj

 fibroj el semoj – fibroj kreskataj sur semoj (ekz. kotono),
 bastoj – konstrumaterialoj de tigoj de plantoj (ekz. lino, kanabo, ramio, juto, bambuo),
 fibroj de folioj – partoj de folioj de iaj plantoj (ekz. sisalo, manila-kanabo),
 fibroj de fruktoj – ekz. la fibroj eltireblaj el la korpo de la kokosnukso.

2. Fibroj el animaloj
'
 haroj – ekz. hararo de ŝafo (lano, mohajra kapro (mohajro), kaŝmira kapro (kaŝmiro), angura kapro, kamelo, lamo, angura leporo, ĉevalo,
 sekrecioj de glandoj – ekz. de la silkraŭpo (silko) kaj la araneo (aranea silko).

3. Fibroj el mineraloj

Asbesto kaj bazalto havas fibran strukturon. Ĉi tiuj fibroj estas ekstrakteblaj kaj prilaboreblaj per tekstilteknologiaj procesoj. Notenda estas tamen, ke asbesto estas nociva al la sano, sekve jam ne estas uzata nuntempe por ĉi tiu celo.

 Artefaritaj fibroj 
eta|dekstra|400 px|Grupigo de la artefaritaj tekstilfibroj

Artefaritaj fibroj estas produktaĵoj de la kemia industrio. Ili dividiĝas en du grandajn grupojn:

1. Artefaritaj fibroj pretigitaj el naturaj materialoj

Ĉi tiu grupo enhavas la fibrojn kies materialo estas natura polimero.

 Celulozo estas la plej grava en ĉi tiu grupo. Celulozo estas ekstraktebla el iaj plantoj, kiel arboj aŭ bambuoj. Ĝi estas submetata je kemiaj procezoj por fari solvaĵon. El la solvaĵo oni tiras kontinuajn, senfinajn fibrojn, kiuj estas trairigataj en banjo en kiu la materialo de la fibroj reformiĝas (regeneriĝas) en puran celulozon. Ĉi tiuj fibroj estas la t.n. regeneritaj fibroj, ili konsistas el celulozaj ĉenmolekuloj. La plej gravaj reprezentantoj estas la viskozo kaj ĝia pli nova parenco, lyocell, kies produktada teknologio estas malpli poluiga ol tiu de viskozo.
 Alia grupo estas la artefaritaj fibroj, en kies pretigo la deirmaterialo estas denove la celulozo, sed ĝi estas reformigata ne en la originan sed iugrade en modifigitan formon, kaj ĉi tiu konstruas la materialon de la fibro. La plej gravaj reprezentantoj estas la celulozacetata (mallonge: acetato) kaj la celuloztriacetata (mallonge: triacetata) fibro.
 Pretiĝas fibroj ankaŭ el plantaj proteinoj: el proteino de sojfabo kaj maizo.
 Aldona fonto estas la animala proteino kazeino kiu estas ekstraktebla el lakto.

2. Sintezitaj fibroj

Fibroj kies longaj ĉenmolekuloj (polimeroj) estas kreataj (sintezitataj) per kunligo de mallongaj molekuloj (monomeroj), nomiĝas sintezitaj fibroj. Ili dividiĝas laŭ pli multaj grupoj:

 Polimerigitaj fibroj: per kunligo de la samaj molekulgrupoj de kombinaĵo konsistanta el malgrandaj molekuloj (ĉi tiu estas la proceso de polmerigado) estiĝas ekz. unu parto de la poliamidoj. La plej konata tipo estas la poliamido 6 (la cifero 6 signifas la nombron de la karbonatomoj en la monomero). Bone konataj estas ankaŭ la poliakrilnitrilo (mallonge: akrilo) kaj la polivinilklorido (PVC).
 Kopolimerigitaj fibroj: la ĉenmolekulo estiĝas el du diversaj malgrandaj molekuloj (monomeroj), kiuj kunligiĝas en severan laŭvicon, produktante serion, kaj dum la procezo eliĝas akvo kiel kromprodukto. (Ĉi tiu estas la procezo de kopolimerigado.) Al ĉi tiu grupo apartenas ekz. la poliamido 6.6 (ambaŭ monomeroj enhavas po 6 karbonatomojn), la unua sintezita fibro, kiu estis nomigata Nylon (nilono). Alia grava tipo estas la poliestero.
 La tria grava grupo estas la fibroj pretigataj per poliadicio. En ĉi tiu procezo la longaj ĉenmolekuloj kreiĝas per kunligiĝo de molekuloj el diversaj kombinaĵoj de malgrandaj molekuloj sen eliĝo de akvo. La tekstila industrio uzas el ĉi tiuj la elastanon, keies materialo estas poliuretano.
 El la artefaritaj fibroj kiuj estas faritaj el neorganaj materialoj la plej gravaj estas la vitrofibroj, la karbonfibroj kaj la metalfibroj.
 Ekzistas artefaritaj produktaĵoj, kiuj estas uzataj kiel tekstila fibro sed ne estas enklasigeblaj en la antaŭajn grupojn. Plej gravaj estas el ĉi tiuj la metaligitaj fibroj kiuj konsistas el tre streta kaj tre maldika plasta strio kovrita per metalo. Ili estas uzataj de la tekstilindustrio en diversaj koloroj por ornami la ŝtofojn. Por fabrikado de teknikaj tekstilaĵoj ankaŭ maldikaj metaldratoj estas uzataj kiuj estas diversidendaj de la metalfibroj.

Granda avantaĝo de la sintezitaj fibroj estas ke la proprecoj estas ĝustigeblaj inter tre larĝaj limoj per adekvataj kemiaj procezoj. Ĉi tiu klarigas ankaŭ iliajn multespececon. Fariĝas sintezitaj fibroj ankaŭ kun kontraŭaj proprecoj. Ekzistas fibroj kun granda fortikeco kaj malgranda etendiĝo kaj ankaŭ aliaj, malpli fortaj sed kun granda etendiĝebleco. Unu parto de la fibroj estas hidrofilaj, aliaj tute ne suĉas humidon. Sintezitaj fibroj, kiuj estas varmorezistaj (ajn ĝis multaj cent C-gradoj) aŭ nebruleblaj, aŭ fibroj, kiuj eltenas ekstreman malvarmon kaj prezentas tre bonan termoizoladon, ludas gravan rolon ekzemple en protektaj vestoj. (La postaj enhavas kavojn plenigate el aero, ĉi tio garantias la bonan termoizoladon.) Ekzistas sintezitaj fibroj kun bona elektra konduktanco kaj, kontraŭe, kun elstara izolada kapableco. Evoluigitaj estas sintezitaj fibroj kiuj protektas kontraŭ la efekto de la transviolaj radioj aŭ la diversaj kemiaĵoj. El ĉi tiu grandega sortimento estas elektebla ĉiam la tipo kiu plej bone konformas al la okaza uzado. Naturaj fibroj ne povas oferi similan – kaj ĉefe: desegneblan – riĉecon de proprecoj.

 Grupigo laŭ longo de la fibroj 
Laŭ la longo de la fibroj oni distingas mallongajn kaj filamentfibrojn.

 Mallongajn fibrojn havas longon de kelkaj centimetroj aŭ kelkaj decentimetroj; tiaj estas ekzemple la plantaj fibroj kaj el la animalaj fibroj la haroj.
 „Senfinaj” fibroj (ĉi tiuj estas nomataj en la tekstilindustrio „filamentoj”) povas esti pli cent metroj aŭ ajn pli kilometroj. En la naturo la plej bona ekzemplo estas la silko. La sintezitaj fibroj estas faritaj ĉiam en ĉi tiu formo kaj estas lasataj ĉi tiel aŭ estas tranĉataj en pli mallongajn pecojn. Ĉi tiuj tranĉataj fibroj estas prilaboreblaj (ŝpineblaj) kiel la naturaj fibroj aŭ estas mikseblaj al naturaj fibroj por kuna prilaborado.

 Numerado (fajno) de la fibroj 
La numero aŭ fajneco de la fibroj estas unu de la plej gravaj parametroj de la tekstilfibro.

La numero de la fibroj aludas al la dikeco. La dikeco de la fibroj estas ĝenerale kelkaj milonoj da milimetroj. La diametro de la silko, ekzemple, estas 9–12 μm, de la kotonfibro 15–20 μm, de la lanfibro 15–25 μm. Tamen, ĉi tiu indiko en la praktiko ne estas uzebla por la karakterizado de la dikeco, ĉar la mezurado estas komplika, necesigas specialan instrumenton, kaj, aliflanke, la profilo de la fibroj ne estas regula, la mezurita rezulto de la dikeco dependas de la direkto de la mezurado. Tiel, en la praktiko, por karakterizado de la diko servas la interrilato de la longo kaj la maso. Du sistemoj estas uzataj:

 en la nerekta numerado la numero estas la rilato de la longo al la maso. Ju pli granda estas ĉi tiu numero des pli fajna estas la fibro,
 en la rekta numerado la numero estas kontraŭe, la rilato de la maso al la longo. Ju pli granda estas ĉi tiu numero des malpli fajna estas la fibro.

En diversaj landoj diversaj mezurunuoj estas uzataj. En Eŭropo la metro kaj la gramo, en anglosaksaj regionoj jardo kaj pundo estas uzataj.

 En la nerekta sistemo
 a) uzante la metran sistemon – la numero signifas la longon (mezurante en metroj) de la fibro kies maso estas 1 gramo (en ĉi tiu okazo la signo Nm estas ĝenerale uzata),
 b) uzante la anglosaksan sistemon – la numero signifas la longon (mezurante en jardoj) de la fibro kies maso estas mezurata en pundoj (la ĝenerale uzata signo estas Ne).
 En la rekta sistemo du subsistemoj estas uzataj:
 a) la numero signifas la mason de la fibro (mezurante en gramoj) kies longo estas 1000 metroj (tex sistemo, la uzata signo estas: tex; oni ofte uzas la numeron kalkulante al 10 000 metroj, en ĉi tiu okazo la signo estas dtex, signifante decitex), aŭ
 b) la numero signifas la mason de la fibro (mezurante en gramoj) kies longo estas 9000 metroj (denier sistemo, la uzata signo estas: den).

En landoj kie la metra sistemo estas uzata, la numero de unu kotonfibro, ekzemple, estas Nm 6000 (nerekta sistemo de numerado), kiu signifas, ke 6000 metrojn longa fibro pezas 1 gramon. Ĉi tio signifas, ke la maso de 1000 metroj de ĉi tiu fibro estas 1/6 = 0,167 gramoj. El ĉi tio rezultas ke en la tex sistemo la numero de ĉi tiu fibro estas 0,167 tex aŭ 1,67 dtex (decitex).
En okazo de sintezitaj filamentfibroj la tex kaj ankaŭ la denier sistemo estas ĝenerale uzata (direkta sistemo de numerado). Ekzemple: por nilonŝtrumpoj ofte estas uzata nilonfibro de 20 den(ier). Ĉi tiu signifas ke 9000 metroj pezas 20 gramojn. Kalkulante al 1000 metroj, la maso estas 20 × 1/9 = 2,22 gramoj, do la numero en la tex sistemo estas 2,22 tex aŭ 22,2 decitex (dtex).

La diversaj decimaj numerigaj sistemoj estas konverteblaj unu en la alian:

 Nm = 1000/tex = 10 000/dtex = 9000/den
 tex = 1000/Nm
 dtex = 10 000/Nm = 1,11 den
 den = 9000/Nm = 0,9 dtex = 9 tex

La anglosaksa nerekta numerada sistemo estas pli komplika, ĉar la mezurunuoj dependas de la materialo. Ekzemple, por kotono la longounuo estas unu fasko kiu enhavas 840 jardojn de fadeno, por lino 300 jardojn, por lano 500 jardojn ktp.

Bezonega estas noti ke la sama sistemo estas uzata ankaŭ por la fadenoj.

 Mikrofibroj 
Artefaritaj fibroj, kies numero (fajneco) ne superas la 1 dtex (10 mil metroj de fibro pezas ne pli ol 1 gramon), ĝenerale nomiĝas „mikrofibroj”. (La numero de la natura silko estas ĉirkaŭ 1,3 dtex, do kelkaj fadenfabrikoj rigardas ĉi tiun numeron al limo de la mikrofibroj.) Granda avantaĝo de la mikrofibroj estas, ke la tekstilaĵoj produktitaj el ili estas tre molaj, havas plezuran palpon, belan falon. Ili estas uzataj en vasta rondo por fari vestojn, sed uzataj ankaŭ por teknikaj celoj en formo de neteksaĵoj. Iliaj ekstaro en la fino de la 20-a jarcento malfermis novajn ŝancojn por la tekstilindustrio.

 Nanofibroj 
Kvankam la nanoteknologio okupiĝas ĉe materialoj kies dimensioj estas en la areo de 1–100 nanometroj (10−9–10−7 m), la tekstilindustrio nomas „nanofibroj” la fibrojn, kies meza diametro ne estas pli ol 1 μm (10−6 m) kaj kies longo estas minimume 100-obla de la meza diametro.

Multaj firmoj okupiĝas pri la uzo de nanoteknologio por krei artefaritajn fibrojn. La unuaj eksperimentoj komencis en Usono en la 1940-aj jaroj sed la grandskala evoluado okazas nuntempe. Diversaj metodoj estas ellaboritaj, la plej disvastiĝita estas la fibrotirado en elektra spaco. En ĉi tiu metodo unu guto de degeligita polimero estas faligata el la aperturo de un turniĝanta kapo en elektran spacon. Sub la influo de la rotacio kaj la elektra speco la degeligita materialo tre prilongiĝas kaj tre mallarĝiĝas en nanometran dimension.

Nanofibroj estas uzataj nuntempe por fari neteksaĵojn kaj el ĉi tiuj filtrilojn, ledsuplementojn, bandaĝojn ktp. Ĉe filtriloj granda avantaĝo estas la tre densa strukturo kiu povas filtri ankaŭ mikrobojn.

 Dukomponantaj fibroj 
eta|dekstra|250 px|Tipoj de dukomponantaj fibroj

Dukomponantaj fibroj havas tre gravan rolon en la moderna tekstilindustrio. Ilia propreco estas ke la fibro enhavas du polimerojn, sed ili ne miksiĝas en la substanco de la fibro, sed

 la du polimeroj instaliĝas flanko ĉe flanko adherante (tipo a), aŭ
 unu de la polimeroj ĉirkaŭas la alian en formo de ringo (kerno/krusto aranĝaĵo) (tipo b), aŭ
 unu de la polimeroj integriĝas en la alian en formo de insuloj („insuloj en la maro” aŭ „matrico/fibrilo” aranĝaĵo) (tipo c), aŭ
 unu de la polimero havas steloforman profilon kaj la alia polimero integriĝas en la spacojn inter la pintoj de la stelo (tipo d).

La dukomponantaj fibroj pretiĝas por diversaj celoj (kelkaj ekzemploj):

 Se sole unu de la du komponantoj en la dukomponenta fibro tipo a malkreskiĝas en kazo de varmigo, la alia komponanto ne ŝanĝas la longecon, la tutaĵo de la fibro buklas, ĝia formo similas al la lanfibro. El ĉi tiu fibroj tekstilaĵoj estas produktataj kun plenplena, mola tuŝo.
 Se la krusto de la dukomponanta fibro tipo 'b degelas ĉe pli malalta temperaturo ol la kerno, en ĉi tiu kazo efikas kiel gluilo kaj povas kunglui la konglomeraton de fibroj ekz. en neteksitaj ŝtofoj.
 Se la stelforma komponanto de la tipo d aŭ la matrica komponento de la tipo c'' estas solvebla, la alia nesolvebla komponanto disfalas en separatajn, ekstreme maldikajn fibretojn. Ĉi tiu metodo estas uzata por fari mikrofibrojn.

 Miksaĵoj de fibroj 
Tekstilfibroj estas uzataj tre ofte en miksaĵoj. La celo povas esti ekonomia pripenso (miksante pli malmultekostajn fibrojn al la miksaĵo la prezo de la produktaĵo estas reduktebla) aŭ krei iajn proprecojn. La tekstilindustrio uzas tre multajn variaĵojn de fibromiksaĵoj kiuj esence influas la uzpropriecojn de la finaj produktaĵoj. Tre ofta estas, ekzemple, la miksaĵo de kotono kaj poliestero, kiu kunigas la bonan fiziologiajn proprecojn de la kotono kun la varmstabiligebleca propreco de la poliestero: ĉe la temperaturo de proksimume 180 °C la formo de la poliesterfibro en la tekstilaĵo senĉese fiksiĝas kaj rekaptas tion ankaŭ post lavadoj. Konklude, la vestaĵo facile glatiĝas, nenecesas la gladado. Samtempe, la fiksita poliesterfibro preventas la ŝrumpon de la kotonfibroj en la lavado kiu kaŭzas la dimensioŝanĝojn de la kotontekstilaĵoj. En supravestoj estas tre ofte uzata la miksaĵo de lano kaj poliestero. Ĉi tiu kombinaĵo faciligas la manieron de la produktaĵo kaj donas ĉifresistecon al la tekstilaĵo. Per zorge eleksperimentitaj miksaĵoj de fibroj kun diversaj proprecoj la finaj proprecoj kaj la produktkostoj de la tektilaĵoj estas alĝusteblaj en larĝa skalo. Fabrikoj volonte uzas ĉi tiujn eblojn.

 Produktado kaj konsumo de la tekstilfibroj en la mondo 
Tekstilaj fibroj estas multspecaj kaj estas produktataj aŭ kreskigataj en ĉiuj landoj de la mondo. Ili estas uzataj ne sole por produkti vestaĵojn, meblojn kaj diversajn hejmajn tekstilaĵojn sed daŭre kreskantan proporcion reprezentas la fibroj kiuj estas uzataj por teknikaj celoj (teknikaj tekstilaĵoj) kaj en la terapio kaj kosmetiko. Inter diversaj fibrospecoj la sintezitaj fibroj ludas ĉiam pli grandan rolon, ili reprezentas proksime 63% el la ĉirkaŭe 100 milionojn da tunoj de la mondkonsumo de tekstilfibroj (jaro 2016). 

En kreskigo de naturaj fibroj kaj produktado de artefaritaj fibroj la aziaj landoj havas tre gravan rolon, ĉefe Ĉinio, Barato, Japanio, Sud-Koreio, Pakistano ktp., sed ankaŭ eŭropaj landoj (Germanio, Francio, Italio, Rusio, Turkio), kaj ankaŭ Usono, Meksiko kaj Brazilo.

Referencoj

Kategorio:Materialoj
Kategorio:Teksaĵindustrio