Textiles técnicos

Características de los textiles técnicos frente a los textiles convencionales

Los textiles técnicos se definen como “materiales y productos textiles que disponen de las propiedades específicas requeridas para el desarrollo de una determinada función y adaptada a su entorno de aplicación, y que dan respuesta a exigencias técnico-cualitativas elevadas (ligereza, rendimiento mecánico, térmico, conductividad, resistencia al fuego…) en algunas de las áreas de utilización que dan nombre a los diferentes sectores de aplicación: geotextiles, constructextiles, protectextiles…”.

Por exclusión, desde un punto de vista más amplio, pueden considerarse como textiles técnicos todos los materiales y productos textiles que no pueden inscribirse dentro de los sectores tradicionales de indumentaria, hogar y decoración, o, dicho en otras palabras, a todos los productos textiles en los que la funcionalidad es tan o más importante que la estética.

El nivel tecnológico es una de las características del proceso de fabricación de textiles de uso técnico, no tanto por la necesidad de un equipamiento específico, que solo es necesario en determinados productos, sino por la necesidad de disposición de unas instalaciones que permitan la obtención de los citados niveles de calidad que se exigen; en cualquier caso, y de forma general, la tecnología del proceso no difiere de la habitual en todos los sectores de la industria textil, es por ello que muchas industrias textiles tradicionales pueden y de hecho fabrican productos textiles técnicos utilizando en parte o totalmente las mismas instalaciones industriales.

La consideración de textil técnico va ligada tanto a la aportación de características técnicas apreciables en los productos textiles como a las necesidades de todo tipo demandadas por los usuarios.

De hecho, los textiles técnicos forman parte de un campo más amplio, que David Rigby Associates denomina ingeniería de materiales flexibles, que incluye gomaespumas, películas, polvos, resinas y plásticos. Además, son una parte esencial de los materiales compuestos (composites): combinación de dos o más materiales de forma o composición diferentes, por lo general una matriz que puede estar constituida de textiles y un refuerzo más fuerte que esta.

Características de los textiles técnicos frente a los textiles convencionales.

El término textil técnico, con el que abreviadamente se distingue a los materiales textiles de uso técnico se asocia, a menudo, a fibras, hilos o telas fabricadas con fibras de elevada resistencia térmica o mecánica, o a telas no tejidas. No obstante, las denominaciones geotextil, agrotextil, etc., sólo distinguen a un producto textil por su uso final, en ingeniería civil o en agricultura.; las materias de las que está elaborado, el sistema de fabricación del hilo, de la tela o del acabado, no son substancialmente diferentes a los de cualquier tejido de calada, de punto o tela no tejida empleado en indumentaria o en textil hogar.

Fibras

Todas las fibras textiles encuentran aplicación en el sector de los textiles técnicos; tanto las fibras naturales, como las fibras artificiales o las fibras sintéticas. No obstante, la aparición de nuevas familias de fibras con elevadas prestaciones mecánicas, térmicas, de resistencia a los agentes químicos, etc., es uno de los factores que ha contribuido esencialmente a configurar el sector actual de textiles de uso técnico, capaz de dar respuesta a solicitaciones que hace unas décadas eran impensables en un material textil. Directamente en forma de fibra, sin la aplicación de ningún procesado posterior, las fibras textiles tienen diversas aplicaciones, algunas de ellas de gran consumo. En el área de la construcción se utilizan fibras de vidrio, polipropileno o acrílicas para refuerzo de elementos constructivos de hormigón  o como aislantes del calor, ruido, etc. En el área de protección personal, se utilizan, para el aislamiento térmico, distintos tipos de fibras de relleno, productos de peso ligero y alto volumen para crear un espacio aislante de aire inmóvil. Se trata de fibras huecas, distintas secciones transversales, y micros-fibras de diferentes diámetros. En la industria de los materiales compuestos, la fibra de vidrio o de carbono se ha venido utilizando como refuerzo de la matriz de resina.

Hilos

A excepción, lógicamente de los hilos de coser en indumentaria de protección, filtros, sacos de embalaje, eslingas, etc., los hilos no tienen una aplicación directa que no sea la de construir un producto intermedio para la fabricación de tejidos de calada, tenidos de punto, trenzados, cuerdas, etc.

Trenzados, cuerdas y redes

El término trenzado designa a una estructura textil monoaxial y bidimensional, caracterizada por el entrecruzamiento recíproco de un sistema de hilos dispuestos en diagonal. Esta estructura, plana o tubular, se caracteriza por una geometría variable y deformable (diámetro, anchura, ángulo de trenzado, etc.)

La evolución ha permitido una ampliación de las posibilidades de los productos obtenidos por la técnica convencional, tanto por el desarrollo de nuevas opciones de texturas, como por la aplicación de nuevos materiales.

Sus posibilidades de aplicación se encuentran en el recubrimiento de cables eléctricos, en cordones para diferentes usos de indumentaria o materiales para refuerzo o sujeción; una área de aplicación de los productos con un elevado valor añadido es la de los trenzados para suturas, elaborados con una gran diversidad de hilos de fibras textiles, o la de los trenzados de polietileno de alta tenacidad, que se emplean como sustitutivos de ligamentos rotos de la rodilla, con una resistencia a la flexión superior a los 40 millones de ciclos.

En material deportivo, como es el caso de los yates, se utilizan los trenzados para drizas y eslingas, en las que se combina bajo peso, alta resistencia, baja elongación, alta flexibilidad y durabilidad. Trenzados tridimensionados con diferentes formas, elaborados en nuevas trenzadoras controladas electrónicamente, se emplean como refuerzo de materiales compuestos para múltiples aplicaciones.

Tejidos de malla

La técnica de fabricación de tejidos de punto o de malla por trama o por urdimbre, es muy versátil, ya que permite la elaboración de texturas elásticas o estables, con una construcción abierta o cerrada, y estructura bi, tri o multidimensionales.

En el campo de los agrotextiles, se utilizan tejidos de mallas para la protección contra la acción de los pájaros, insectos, radiaciones térmicas, sombro, etc. Normalmente se trata de tejidos de malla por urdimbre, generalmente de filamentos o cintas de olefina. En el área de aplicaciones industriales, se utilizan telas multiaxiales multidimensionales, las cuales, presentan enormes posibilidades como materiales de refuerzo.

En el sector del transporte, se emplea tanto el tejido de malla por trama como por urdimbre para la tapicería de automóviles; es muy utilizado el terciopelo de poliéster fabricado en máquina Raschel de doble fontura. La capota tradicional de tejido espumado de descapotables, fue sustituida a principios del año 2000 por un tejido de punto de urdimbre de doble fontura, con recubrimiento impermeable.

Para la protección de manos se utilizan guantes de tejido de punto por trama fabricados con para-amidas 100% o mezcladas con otras fibras, en operaciones que impliquen bordes afilados como metal en láminas, vidrio y hojas afiladas, en diversos sectores industriales.

Tejidos de calada

El tisaje de calada presenta diversas características debido a que presentan una alta variedad de masas laminares., desde muy ligeras y resistentes (tipo gasa) a muy pesadas (lonas) o telas múltiples, y posibilidad de gran anchura de las piezas.

Los tejidos de calada se utilizan especialmente en agrotextiles, para la protección contra los insectos. Para cultivos hidropónicos se emplea una estructura de tejido de calada de doble pieza; consta de una tela de filamentos con recubrimiento impermeable, hilos de ligadura verticales de fibra imputrescible formando una masa fibrosa de elevada capilaridad, y una segunda tela superior de baja densidad sobre la que se desarrolla el cultivo de varias especies vegetales para adornos en techos, terrazas, etc.

Las denominadas geomallas de poliolefina, algunas de tejido de punto y otras de calada, utilizadas como geotextiles o las de fibra de vidrio recubiertas con resina acrílica empleadas como refuerzo en construcción; las ráfias de polietileno con recubrimientos de PVC o bituminosos, etc., para impermeabilizaciones, son aplicaciones de gran consumo en las áreas de los geotextiles, la construcción o la protección medioambiental.

Sectores de aplicación de los textiles técnicos

Geotextiles e ingeniería civil: en el campo de la ingeniería civil los textiles técnicos encuentran aplicación en las vías férreas, carreteras, consolidación de taludes, etc., realizando funciones mecánicas de separación, refuerzo, protección y soporte, así como funciones hidráulicas de filtración y drenaje. Las materias textiles más utilizadas suelen ser de fibra de vidrio, polipropileno y poliéster, entre otras.

Agricultura, silvicultura y pesca: existe una amplia gama de soluciones textiles que dan respuesta a diferentes necesidades, desde la protección contra el viento a las pantallas térmicas para cultivos cerrados. Para la protección contra la acción de los pájaros se emplean tejidos de malla biodegradables hechos de una combinación de yute, algodón y fibras celulósicas; lo mismo se usa para mallas de producción de sombra y para el cercado de plantaciones de árboles.

El desarrollo de la horticultura y floricultura en invernaderos ha potenciado la aparición de soluciones textiles. Otros sectores serían los cultivos hidropónicos (telas no-tejidas a base de fibras sintéticas, con una capacidad de retención de agua de 2 a 5 l/m², pudiendo aumentarla por adición de polímeros absorbentes en forma granular), la pesca y piscifactorías (redes, bolsas), cuerdas, bolsas y sacos.

3.   Construcciones y arquitectura textil: las más importantes son, para refuerzo en la edificación, tejidos bastos de fibra de vidrio como refuerzo y como soporte de acabados de hormigón y de cemento; para cubiertas planas, las láminas de PVC aportan estanqueidad, resistencia a la intemperie, resistencia a los choques, posibilidad de ser coloreadas, etc.; para protección solar, tejidos de calada con alma de fibra de vidrio (o poliéster de alta tenacidad) recubierto con PVC, con soldadura en los puntos de entrecruzamiento de los hilos; para arquitectura textil, los tejidos de poliéster de alta tenacidad recubiertos por inducción con PVC, generalmente por las dos caras, son muy utilizados en Europa (90% del mercado) por su relación calidad precio (estructuras tensadas, carpas).

4.    Medicina-sanidad-higiene: cuatro tipos de materiales textiles en esta área, tejidos de algodón (o poliéster/algodón), los no tejido, los tejidos a base de microfilamentos y los tejidos con recubrimiento. Principales aplicaciones: indumentaria sanitaria, cirugía y ortopedia, menaje hospitalario y biotextiles.

5.    Automoción, aeronáutica y otros medios de transporte: interiorismo de medios de transporte, elementos en la automoción (tapicerías, revestimientos, cinturones de seguridad, refuerzos de neumáticos, airbags, etc.), aeronáutica y navegación, en interiorismo, partes de la estructura de la aeronaves, presurización, climatización, aislamiento térmico y acústico…

6.           Envase y embalajes: diversos materiales textiles (fabricados con poliolefinas u otras fibras sintéticas) se utilizan para el embalaje, confinamiento, transporte, sujeción y protección de los productos industriales, agrícolas, alimentarios y otros bienes (toldos para camiones, depósitos…).

7.    Protección personal: protección de la cabeza con cascos elaborados con soportes textiles rellenos con resinas sintéticas (composites), protección de los pies con calzado especial, protección del cuerpo y de las manos mediante prendas confeccionadas a partir de tejidos a menudo recubiertos con determinados tipos de adhesivos.

8.    Deporte y ocio: prendas y calzado para aumentar la velocidad, mejorar el esfuerzo y el confort. Material deportivo como velas de aramida, cascos con fibras de refuerzo de carbón o vidrio, fibras de polietileno…

Trajes de esgrima, cordajes para raquetas, etc.

9.    Protección medioambiental (ecotextiles): protección de la atmósfera (las fibras de carbón activado empleadas en la filtración de emisiones a la atmósfera; protección del suelo y reforestación, evitar la propagación de incendios forestales; protección del agua (como bolsas de tejido de punto de monofilamento de polietileno de alta densidad relleno de pequeñas bolas de fibra de lana que absorben hasta 40 veces su propio peso de aceite; protección contra el ruido, pantallas para aeropuertos, industrias…

10. Textiles para el hogar y locales públicos: revestimientos murales, materiales para tapicerías; cortinas, visillos y estores; alfombras y moquetas; colchones y almohadas, etc.

Acabados clásicos e innovadores aplicables a los textiles técnicos

Las operaciones de acabado juegan un papel primordial en la modificación de la apariencia, tacto, textura e interacción con los elementos, teniendo como finalidad el conseguir artículos textiles con un elevado nivel de confort, seguridad, estética y protección.

Cabe destacar como más importante para el sector de los textiles técnicos en general los siguientes tipos de acabados:

·         Acabados ignífugos: distinguimos dos grupos, los retardantes a la llama y los de acción por intumescencia. Actualmente se están aplicando ignífugos encapsulados para dar mayor resistencia a los tratamientos en húmedo y mayor durabilidad, superando así los test de inflamabilidad que impliquen una humectación previa con agua.

·     Acabados microencapsulados: existen distintos sistemas de microencapsulación, así como distintos tipos de cápsulas y múltiples materias a encapsular. Los sistemas de encapsulación más usados son los de acumulación, la polimerización in situ y la formación de liposomas-fosfolípidos.

Las cápsulas pueden ser de melanina-formol, acrílicas, de poliuretano, de silicona, etc., así como de carácter aniónico, catiónico o no-iónico. Sus aplicaciones son múltiples: aromas, absorbedores de UV, repelentes de insectos, antibacterias, antiácaros, antiestrés, ignífugos, indicadores de temperatura, hidratantes, relajante, refrescante, termorreguladores, cosméticas, fármacos, etc.

·         Nanoacabados: la capacidad de manipular sustancias a nivel molecular de menos de 10 nm permite obtener nuevos materiales u obtener nuevas propiedades y aplicaciones en los materiales clásicos. Son ejemplos los nanocomposites, nanofibras, emulsiones de silicona y poliuretano, lubricantes para hilatura y tejeduría, pigmentos fotosensibles y termosensibles, y otros para funciones de desodorización, antibacterias, tratamiento de aguas, etc.

·         Recubrimientos-laminados-doblados: los recubrimientos micro- porosos de poliuretano, así como las correspondientes técnicas de laminación, han sido desarrollados para proporcionar tejidos resistentes al agua y transpirables. Hay dos tipos de recubrimientos, los nanos y los de partículas macro. Podemos realizar acabados nano sobre tejido o sobre prenda, mediante un tratamiento en plasma.

El sector de doblados y laminados está en expansión tanto para los acabados químicos standard (en polvo, plastisoles, resinas y láminas de todo tipo) como para los de tipo nano, con la finalidad de poder conseguir todo tipo de protección, barrera, etc.

·    Acabados enzimáticos: se utilizan frecuentemente enzimas para el desencolado del algodón (amilasas), descrudado del algodón (pectinasas), eliminación del agua oxigenada, biopulido del algodón, biopulido de la lana, y para el lavado d la lana.

·       Suavizantes hidrofílicos: en el deporte, el mayor logro en el importante sector de la prenda deportiva lo constituye la capacidad para transferir el sudor de la piel a la superficie exterior de la prenda textil deportiva.

·         Acabados hidrófobos: existen aprestos que pueden dar sensación de frío (se produce una reacción endotérmica del sudor con el apresto) o calor (el apresto absorbe los rayos de luz del campo visible e infrarrojos, incrementando la temperatura corporal)

·        Acabados de “fácil cuidado”: el uso de acabados con fluocarbonos ha marcado un avance considerable en el apresto para el fácil cuidado, gracias al efecto repelente al agua, aceite y a las manchas, mediante la formación de un film de muy baja energía superficial.

·     Acabados basados en aplicación por plasma: la tecnología del plasma tiene la posibilidad de ser aplicada actualmente con éxito en el sector textil. En función de los gases utilizados en los tratamientos, es posible obtener tejidos con propiedades mejoradas. Se trata de una tecnología emergente con una aplicación a nivel industrial todavía muy discreta.

Composites

Los composites o resinas compuestas están formados por materiales sintéticos mezclados heterogéneamente y que forman un solo compuesto. Están formados pues, por moléculas de elementos variados. Los materiales componentes pueden ser de dos tipos: los de cohesión y los de refuerzo. Los primeros unen y envuelven a los segundos, manteniendo la rigidez y la posición de estos.

Los materiales de refuerzo, en nuestro caso materias textiles, confieren unas propiedades físicas al conjunto tales que mejoran las propiedades de cohesión y rigidez del compuesto. Así, esta combinación de materiales le proporciona al producto final unas propiedades mecánicas notablemente superiores a las de sus componentes.

Los composites suelen formar estructuras muy resistentes y livianas; por este motivo se utilizan en los más variados campos: aeronáutica, fabricación de prótesis, cosmonáutica, ingeniería naval, ingeniería civil, artículos de campismo, etc.

Textiles funcionales e inteligentes

Textiles inteligentes o “Smart textiles” son los productos, tejidos o materias textiles que reaccionan de forma activa ante un agente o estímulo externo.

Dentro de la investigación para la industria textil, intervienen muchas disciplinas de la ciencia de manera interrelacionada con el propósito de desarrollar tejidos con nuevas funcionalidades y capaces de interactuar con el entorno que les rodea, aportando una solución lógica en función de su aplicación. Podemos encontrar sensores y biosensores textiles, desarrollados para la medición de parámetros fisiológicos, como electrocardiogramas, pulso cardíaco, respiración, o de parámetros físicos de presión, volumétricos o de presencia.

El objetivo es el desarrollo de productos textiles alejados de los tradicionales y que además de sus nuevas propiedades, posean una dificultad técnica a la hora de su fabricación que evite que países en vías de desarrollo puedan competir con estas gamas de productos.

Los campos más avanzados son: la biotecnología textil, la nanotecnología en textiles, los tecnotextiles, la tecnología moderna aplicada a las prendas íntimas y otras aplicaciones textiles en ingenierías (arquitectura textil, automoción textil…).