Fire textile

Toate fibrele textile naturale au lungimi finite, cu o singură excepţie, mătasea, lungimi care variază de la 1,25 cm, în cazul bumbacului american sau asiatic, la aproximativ 1 m, în cazul unora dintre fibrele liberiene, iar cele mai multe dintre fibrele sintetice, fibre care sunt continue, sunt produse la anumite lungimi, prin tăiere. Pentru a putea fi utilizate în industria textilă, aceste fibre trebuie transformate în fire rezistente, continue şi apte de a fi supuse unor prelucrări ulterioare prin ţesere, tricotare etc

Firele sunt produse textile simple sau complexe obţinute prin torsionarea mai multor fibre scurte sau prin răsucirea a două sau a mai multor fire, în vederea realizării rezistenţei necesare.

Firul simplu se poate obţine prin omogenizarea, paralelizarea şi unirea sub formă de bandă continuă a mai multor fibre scurte, de lungimi şi fineţe diferite, care apoi sunt torsionate, procedeu numit filare textilă.

Firele simple pot fi însă obţinute şi din unirea şi torsionarea mai multor fibre continue, printr-un procedeu numit filare chimică.

Sensul de torsiune a firelor simple poate fi spre dreapta, notat cu litera Z, sau spre stînga, notat cu litera S şi este imprimat firelor prin intermediul unor maşini de filat (în cazul fibrelor scurte) sau a unor maşini de filat şi răsucit (în cazul filării chimice).

Firele duble sunt firele obţinute prin răsucirea a două fire simple, sensul de răsucire imprimat fiind invers sensului de torsionare al celor două fire simple. Această regulă de alternare a sensului de torsiune cu cel de răsucire este impusă de necesitatea de a se asigura stabilitate firului dublu.

Sensul de răsucire al firelor duble se notează ca şi în cazul firelor torsionate, cu menţiunea că literele ce simbolizează răsucirea sunt litere mari, respectiv, Z şi S. Singura excepţie este întîlnită în cazul firelor crep, în care torsiunea şi răsucirea se realizează în acelaşi sens.

Firele multiple presupun răsucirea mai multor fire simple în sensul invers al torsiunii acestora. Atît firele duble cît şi cele multiple poartă numele de fire răsucite de gradul întîi.

Firele cablate sau firele de gradul al doilea sunt firele obţinute prin răsucirea unor fire duble sau multiple, într-un sens invers sensului de răsucire al firelor componente (şi în cazul firelor cablate se respectă aceeaşi regulă de alternare a sensurilor de răsucire).

Dacă la început filarea (toarcerea) se executa manual, următoarea treaptă de evoluţie a fost roata de tors, introdusă în Europa între secolele al XIII-lea şi al XIV-lea, din India. Inventarea, în secolul al XVIII-lea a primei maşini de filat bumbac, a revoluţionat întreaga industrie textilă.

Filarea diferă atît în funcţie de tipul de fibră folosit, cît şi de proprietăţile urmărite a fi imprimate viitoarelor fire.

Firele de bumbac 

Filarea bumbacului. Principalele operaţii ale procesului de filare a bumbacului sunt:

• curăţarea bumbacului brut de coji, seminţe, frunze, pămînt etc. şi formarea unei pături continue numite cojoc;
• destrămarea şi formarea unei benzi continue de fibre aproximativ paralele (cojocul este prelucrat la cardă, dîndu-se fibrelor o oarecare orientare, astfel că în banda finală, care prezintă însă grosimi diferite, fibrele sunt oarecum paralele);
• uniformizarea, omogenizarea şi subţierea benzilor presupune asocierea mai multor benzi de fibre în vederea obţinerii uneia singure, cu o grosime uniformizată (se realizează pe laminor), bandă care apoi este subţiată pe o altă maşină, numită flaier, cînd se imprimă şi o uşoară torsiune, avînd ca rezultat obţinerea pretortului;
• torsionarea şi obţinerea firului au loc după trecerea de mai multe ori a fibrelor prin flaier, în funcţie de fineţea dorită a firului. Torsionarea este realizată la maşina cu inele iar firele rezultate sunt înfăşurate pe ţevi.

Firele de bumbac sunt obţinute în trei clase de fineţe: fire de fineţe superioară, din fibre lungi, de peste 27 mm; fire de fineţe mijlocie şi fire de fineţe inferioară, groase, numite vigonie, obţinute din bumbac mai scurt, deseori în amestec cu bumbac regenerat sau zdrenţe (fibrele au un grad de parelelizare mai redus iar firele prezintă un aspect păros).

Firele liberiene

Firele liberiene pot fi fire fine (subţiri şi mijlocii), obţinute din fuior şi fire groase, obţinute din cîlţi. Firele foarte subţiri se obţin prin operaţii de pieptănare atentă şi filare în stare umedă a fuiorului (asemenea fire se folosesc la fabricarea ţesăturilor subţiri şi foarte subţiri), firele de fineţe mijlocie se realizează prin pieptănarea şi filarea pretortului umed, alcătuit din amestec de cîlţi şi fuior iar firele groase (Nm 15), cu aspect mai pufos, se obţin prin pieptănarea şi filarea în stare uscată a cîlţilor.

Firele de lînă 

Firele de lînă se prezintă sub formă de:

• fire de lînă cardată sunt fire groase, cu un aspect mai păros, obţinute din lînă de tunsoare, lînă tăbăcărească, regenerată, din deşeuri sau din amestec cu celofibră sau cu alte fibre scurte, printr-un proces asemănător filării vigoniei;

• fire de lînă pieptănată sunt fire netede şi fine, obţinute din fibre de lînă merinos sau din rase încrucişate, mai lungi de 6 cm, printr-un proces de filare asemănător filării bumbacului pieptănat. Fibrelor le sunt suprimate ondulaţiile naturale printr-o serie de procese de pieptănare (prin care sunt îndepărtate şi fibrele mai scurte), de umezire, întindere şi presare;

• fire de lînă semipieptănată sunt fire cu caracteristici intermediare şi sunt obţinute prin procese intermediare de filare. Benzile de fibre nu mai sunt supuse operaţiei de pieptănare şi de îndepărtare a fibrelor scurte, astfel că firele rezultate nu vor fi nici netede, ca cele pieptănate, dar nici păroase, ca cele cardate.

Fibrele chimice

Fibrele chimice scurte (celofibra, fibrele proteice etc.), separate sau în amestec cu bumbac, sunt filate prin procedee şi cu utilaje de filare asemănătoare celor folosite în cazul firelor de bumbac, iar fibrele chimice mai lungi, cu lungimi similare fibrelor de lînă, sunt filate prin metode şi utilaje specifice lînii.

Firele de mătase

Firele de mătase. Înainte de a se extrage firele din gogoşi, acestea sunt supuse unei operaţii de degomare, într-o soluţie slab alcalină, pentru dizolvarea sericinei, astfel ca firele să fie extrase cu uşurinţă şi depănate.

Mătasea este depănată prin tragerea simultană a fibrelor de pe 3-8 gogoşi, iar pentru firele mai groase, numărul gogoşilor creşte pînă la 20, obţinîndu-se astfel firul de mătase crudă sau de borangic. Ca urmare, acest fir este format din 3 pînă la 20 de fibre naturale, care prin depănare se lipesc între ele, cu o aderenţă perfectă.

Mătasea comercializată ca mătase crudă se supune unei redepănări, pentru curăţire, iar cea destinată industriei tricotajelor şi a ţesăturilor trebuie curăţată, dublată şi răsucită, operaţii cunoscute sub denumirea de mulinare. Dublarea firelor de mătase constă în reunirea mai multor fire şi torsionarea ansamblului în sens invers.

Firele voluminoase

Firele voluminoase au apărut ca urmare a necesităţii unor produse textile uşoare şi confortabile, ce nu se puteau realiza din fire sintetice din filamente continue, care au un volum mult mai redus decît al celor obţinute prin filarea fibrelor scurte.

Procedeul de volumizare a firelor poartă numele de texturare, şi dacă la început prin texturare se urmărea modificarea structurii fibrelor filamentare, astăzi metodele de texturare cuprind:

• texturarea prin răsucire;
• texturarea prin răsucire falsă (firul este răsucit, fixat şi desrăsucit, apărînd astfel anumite onduleuri);
• texturare prin comprimare;
• texturare prin spiralare (firul este trecut pe o muchie metalică ascuţită şi încălzită);
• texturare prin buclare;

• texturare prin extrudere simultană a doi sau mai mulţi polimeri prin acelaşi orificiu al filierei etc.

Firele de efect

Firele de efect se diferenţiază de restul firelor prin modalitatea de vopsire, prin amestecul de material şi prin procesul de fabricaţie. Tot fire de efect sunt şi firele de contrast, cum ar fi firele de mătase ţesute în stofele de lînă etc.

Firele de efect de culoare pot fi:

• fire vopsite flăcărat, cu porţiuni vopsite neregulat, în culori diferie, pe un fond deschis;
• fire vopsite flăcărat în degradé, vopsite în nuanţe treptate, pe direcţia firului;
• fire melanj, obţinute prin dublarea în flaier a unor benzi de culori diferite etc.

Firele de efect prin procedee de filare pot fi:

• fire de zăpadă, obţinute prin filarea unui amestec de lînă cu buret;
• fire de tocătură, care se obţin din lînă pieptănată, cu bucăţi de fir de bumbac sau de mătase, de culori diferite;
• fire înmugurite, cu noduri de culoare diferită de cea a corpului firului;
• fire semănate cu perle, obţinute prin introducerea unui lichid vîscos în corpul firului, lichid care prin solidificare capătă un aspect sticlos;
• fire cu nopeuri, obţinute prin înfăşurarea unui fir de efect pe un fir de fond, prin intermediul unui fir de legătură;
• fire cu flameuri, realizate prin introducerea unor mănunchiuri de fibre între două fire, în momentul răsucirii acestora;
• fire cu efect dantelat, cu efect de umbre, de spirale etc..

Fireturile sunt produse trefilate din metale preţioase, (aur sau argint) şi care pot fi: fir metalic unic, fir metalic răsucit (dintr-un fir metalic cu orice alt fir simplu) şi fir cu efect de acoperire, înfăşurat în spirală în jurul unui fir de bumbac, mătase, viscoza sau fir sintetic.

Firele textile sunt caracterizate printr-o serie de indicatori de calitate, printre care: densitatea de lungime, torsiunea, sarcina de rupere, alungirea la rupere şi uniformitatea.

Densitatea de lungime sau fineţea firelor se exprimă prin raportul dintre masa şi lungimea firului (sistemul direct, în Tex) sau invers, prin raportul dintre lungimea firului şi masa lui (sistemul indirect, în Nm).

Densitatea de lungime în sistemul direct se determină prin raportarea masei firului (determinată prin cîntărirea firului codiţionat în atmosferă standard) la o anumită lungime de fir (între 10-200 m, în funcţie de fineţea firelor, în cazul metodei de determinare pe porţiuni lungi sau 0,50 m, pentru metoda de determinare pe porţiuni scurte).

Formulele de determinare a densităţii de lungime a firelor prin cele două sisteme sunt următoarele:

{mathpublisher}{Ttex}={{M}/{L}}*1000 {/mathpublisher}, în care:

Ttex = titlul în tex, respectiv masa în grame a 1000 m de fir analizat;

M = masa firului, în grame;

L = lungimea firului‚în m.

{mathpublisher}{Nm}={{L}/{M}}{/mathpublisher},în care:

Nm = numărul metric;

L = lungimea firului‚în m;

M = masa firului, în grame.

O altă modalitate de exprimare a densităţii de lungime este prin titlul în denieri, care reprezintă masa în grame a 9000 m fir analizat, fomula fiind următoarea:

{mathpublisher}{Tden}={{M}/{L}}*9000{/mathpublisher} , în care:

Tden = titlul în denieri, respectiv masa în grame a 9000 m de fir analizat;

M = masa firului, în grame;

L = lungimea firului‚în m.

Relaţiile de transformare dintr-un sistem al densităţii de lungime în altul sunt următoarele:

Tden = Ttex x 9; Ttex = 0,111Tden;

{mathpublisher}{Tden}={{9000}/{Nm}}{/mathpublisher};

{mathpublisher}{Ttex}={{1000}/{Nm}}{/mathpublisher};

{mathpublisher}{Nm}={{9000}/{Tden}}{/mathpublisher};

{mathpublisher}{Nm}={{1000}/{Ttex}}{/mathpublisher};

Nm x Ttex= 1000

Gradul de torsionare sau de răsucire reprezintă numărul de rotaţii de torsiune (răsucire) ale firului în jurul axei sale, raportat la unitatea de lungime a firului înainte de detorsionare şi se exprimă în număr de torsiuni/m.

În general, numărul de torsiuni imprimate unui fir determină şi influenţează proprietăţile acestuia.

Astfel, firele de urzeală, care trebuie să fie mai rezistente, vor avea un grad de torsiune mai ridicat decît cele de bătătură; firele pentru ţesăturile scămoşate vor avea un grad de torsiune foarte scăzut; firele pentru ţesăturile mai aspre vor avea un grad de torsiune mai ridicat, în timp ce firele pentru ţesăturile cu un tuşeu moale vor fi caracterizate printr-un număr mai redus de torsiuni / m; ţesăturile alcătuite din fire mai torsionate vor reţine mai greu murdăria, vor avea o contracţie mai mare, dar nu pot menţine cutele etc.

Totodată, prin răsucire, se conferă nu numai rezistenţă firului dar are loc şi o reducere a lungimii lui. De exemplu, un fir răsucit este cu 1,5% mai scurt decît firele simple din care provine, procent care creşte în cazul firelor groase şi foarte răsucite.

Principiul determinării gradului de torsiune constă în detorsionarea firului (răsucirea acestuia în sensul invers al sensului de torsiune sau de răsucire) pînă la obţinerea fibrelor paralelizate (în cazul firelor simple) sau pînă la nivel de fire componente, paralelizate (în cazul firelor duble, multimple sau cablate) şi raportarea numărului de torsiuni la metrul de fir.

Sarcina de rupere şi alungirea la rupere a firelor reprezintă caracteristici de calitate foarte importante pentru domeniul lor de utilizare.

Ambele caracteristici sunt determinate cu ajutorul dinamometrului astfel: firul, condiţionat în atmosferă standard şi pretensionat, este prins la ambele capete în cîte o clemă aflate la o distanţă una faţă de cealaltă de 500 ±1 mm, clema superioară fiind fixă, iar cea inferioară mobilă. Prin intermediul clemei mobile se acţionează asupra firului cu o forţă de tracţiune în creştere şi cu o viteză constantă, astfel ca ruperea să aibă loc în cca. 20 secunde.

Rezultatul final se exprimă ca medie a mai multor determinări, pentru a se obţine o probabilitate a exactităţii determinărilor de 95%.

Alungirea la rupere este dată de diferenţa dintre lungimea firului în momentul ruperii şi lungimea iniţială a acestuia, dimensiune ce se citeşte pe rigla dinamometrului, raportată la lungimea iniţială.

Alungirea se exprimă în % şi este dată de relaţia:

{mathpublisher}{varepsilon}={{{Lf}-{Li}}/{Li}}*100{/mathpublisher} ; , în care:

ε = alungirea la rupere, %;

Lf = lungimea firului înainte de rupere, în mm;

Li = lungimea iniţială a firului, în mm.

Şi alungirea la rupere se va determina tot ca medie aritmetică a mai multor determinări.

Determinarea ambilor indicatori de calitate se poate efectua atît asupra firelor în stare uscată şi condiţionate, cît şi în stare umedă.

Uniformitatea firelor se poate determina prin metode subiective şi obiective. Firele pot prezenta o serie de defecte, printre care: nopeuri, îngroşări, scămoşări etc. care afectează nu numai aspetul acestora, dar şi o serie de caracteristici fizico-mecanice.

Metodele obiective de apreciere a uniformităţii firelor presupun măsurarea diametrului, a secţiunii, a rezistenţei şi a alungirii la rupere a acestora şi stabilirea variaţiilor dintre valorile acestor indicatori. Neuniformitatea se exprimă fie direct, în % de neregularitate, fie grafic şi după analiza şi interpretarea rezultatelor se calculează procentul de neregularitate.

Metoda subiectivă presupune înfăşurarea unui fir de o anumită lungime, pe o placă de contrast (în cazul unui fir alb, placa este de culoare neagră), de formă dreptunghiulară, astfel ca spirele firului să fie dispuse în mod regulat, la anumite intervale. În acest mod, firele pot fi observate cu ochiul liber, identificate defectele şi comparate cu anumite etaloane fotografice, în care, în funcţie de numărul şi de dimensiunea defectelor, firele sunt clasificate în 4 clase de calitate.

Unul dintre indicii de calitate ai firelor este neregularitatea Sommer, calculată după următoarea relaţie:

{mathpublisher}{N}={{2(X-Xs)ns}/{nX}}*100{/mathpublisher}; , în care:

N = neregularitatea Sommer;

X = media tuturor determinărilor asupra densităţii de lungime sau a sarcinii de rupere a firului;

Xs = media determinărilor a căror valori individuale sunt mai mici decît media tuturor determinărilor;

n = numărul de determinări;

ns = numărul de determinări a căror valori individuale sunt mai mici decît media tuturor determinărilor

Cu cît Xs se îndepărtează de X, neregularitatea firului este mai mare iar cu cît N se aproprie de 1%, cu atît firul este mai bun (un fir foarte bun are o neregularitate Sommer între 1-2%, iar un fir bun între 4-5%).