El rendimiento textil, también conocido como idoneidad para el propósito , es la capacidad de un textil para resistir diversas condiciones, entornos y peligros, lo que lo califica para usos particulares. El rendimiento de los productos textiles influye en su apariencia, comodidad, durabilidad y protección. Las diferentes aplicaciones textiles ( automoción , ropa , ropa de dormir , ropa de trabajo , ropa deportiva , tapicería y EPI ) requieren un conjunto diferente de parámetros de rendimiento. Como resultado, las especificaciones determinan el nivel de rendimiento de un producto textil. Las pruebas textiles certifican la conformidad del producto con las especificaciones de compra. Describe el producto fabricado con fines no estéticos, donde la idoneidad para el propósito es el criterio principal. [1] [2] La ingeniería de tejidos de alto rendimiento presenta un conjunto único de desafíos. [1] [3]
La idoneidad para el propósito de los productos textiles es una consideración importante tanto para los productores como para los compradores. Los productores, distribuidores y minoristas favorecen las expectativas del mercado objetivo y diseñan sus productos en consecuencia. [4] [5] [6] [7] [8]
Utilidad en textiles.
Una tela de paraguas moderna tiene requisitos específicos en cuanto a solidez del color a la luz, al agua y al frote húmedo, y permeabilidad.
La capacidad de servicio en textiles o rendimiento es la capacidad de los materiales textiles para resistir diversas condiciones, entornos y peligros. El término "capacidad de servicio" se refiere a la capacidad de un producto textil para satisfacer las necesidades de los consumidores. El énfasis está en conocer el mercado objetivo y hacer coincidir las necesidades del mercado objetivo con la capacidad de servicio del producto.
Conceptos de utilidad en textiles.
Estética, durabilidad, comodidad y seguridad, retención de la apariencia, cuidado, impacto ambiental y costo son los conceptos de utilidad empleados en la estructuración del material. [9] [5]
La durabilidad en los textiles se refiere a la capacidad del producto para soportar el uso; la cantidad de tiempo que el producto se considera adecuado para la aplicación prevista. [9]
El rendimiento de los textiles se extiende a la funcionalidad a través de la comodidad y la protección. El término "comodidad" (o "estar cómodo") se refiere a un estado de bienestar físico o psicológico; nuestras percepciones y requisitos fisiológicos, sociales y psicológicos son parte de él. Después de la comida, es la ropa la que satisface estas necesidades de confort. [10]
La ropa proporciona comodidad en varios niveles, incluidos el estético, el táctil, el térmico, la humedad y la presión. [11]
Comodidad estética: la comodidad estética está asociada con la percepción visual que está influenciada por el color, la construcción de la tela, el acabado, el estilo, el ajuste de la prenda y la compatibilidad de la moda. El confort a nivel estético es necesario para el bienestar psicológico y social. [12] [13] [14]
Termorregulación en el ser humano y confort termofisiológico: El confort termofisiológico es la capacidad del material de la ropa que hace que se equilibre la humedad y el calor entre el cuerpo y el ambiente. Es una propiedad de los materiales textiles que crea facilidad al mantener los niveles de humedad y calor en los estados activos y de reposo del ser humano. La elección del material textil influye significativamente en la comodidad del usuario. Las diferentes fibras textiles tienen propiedades únicas que las hacen adecuadas para su uso en diversos entornos. Las fibras naturales son transpirables y absorben la humedad. [15] [16] [17] [18] [19] [20] Los principales determinantes que influyen en el confort termofisiológico son la construcción permeable y la tasa de transferencia de calor y humedad. [21]
Confort térmico: Un criterio principal para nuestras necesidades fisiológicas es el confort térmico. La eficacia de disipación de calor de la ropa proporciona al usuario una sensación de ni mucho calor ni mucho frío. La temperatura óptima para el confort térmico de la superficie de la piel está entre 28 y 30 grados centígrados, es decir, una temperatura neutra. La termofisiología reacciona siempre que la temperatura cae por debajo o supera el punto neutro en cualquier lado; es incómodo por debajo de 28 y por encima de 30 grados. [22] La ropa mantiene un equilibrio térmico; mantiene la piel seca y fresca. Ayuda a evitar que el cuerpo se sobrecaliente evitando al mismo tiempo el calor del ambiente. [23] [24]
Confort de humedad: El confort de humedad es la prevención de una sensación de humedad. Según la investigación de Hollies, se siente incómodo cuando más del "50% al 65% del cuerpo está mojado".
Comodidad táctil : La comodidad táctil es una resistencia a la incomodidad relacionada con la fricción creada por la ropa contra el cuerpo. Está relacionado con la tersura, rugosidad, suavidad y rigidez del tejido utilizado en la ropa. El grado de incomodidad táctil puede variar entre individuos. Es posible debido a varios factores, que incluyen alergias, cosquillas, picazón, abrasión de la piel, frío y el peso, estructura y grosor de la tela. Existen acabados superficiales específicos (mecánicos y químicos) que pueden mejorar el confort táctil. Por ejemplo, sudaderas de forro polar y prendas de terciopelo. Suave, pegajoso, rígido, pesado, ligero, duro, pegajoso, áspero, espinoso son todos términos utilizados para describir sensaciones táctiles. [25] [26] [27]
Comodidad de presión: La comodidad de la respuesta sensorial de los receptores de presión del cuerpo humano (presentes en la piel) hacia la ropa. La tela con lycra se siente más cómoda debido a esta respuesta y comodidad superior a la presión. La respuesta a la sensación está influenciada por la estructura del material: estructura ceñida, holgada, pesada, ligera, blanda o rígida. [28] [29]
Proteccion
El poder transformador de la ropa, el impacto de los cambios de colores y estilo. Un vídeo sobre la expresión social a través del vestido.
La protección en textiles se refiere a una amplia área de aplicación donde el desempeño (de funcionalidad) es más central que los valores estéticos.
Rendimiento de la protección UV en textiles, [30] Existen pruebas para cuantificar los valores de protección frente a los dañinos rayos ultravioleta . [31]
Rendimiento repelente al agua de los textiles [33]
Impermeabilidad [34]
Textiles de protección contra el frío y el viento [34]
Protección contra bacterias y virus en textiles. [35] Los textiles antivirales son una explotación adicional del uso de superficies antimicrobianas que son aplicables tanto a textiles naturales como sintéticos . Al exhibir propiedades antivirales, estas superficies pueden inactivar los virus recubiertos de lípidos . [35] Existen métodos de prueba particulares para evaluar el rendimiento de los textiles antivirales. [36]
La capacidad de un producto textil para conservar su apariencia después de ser usado, lavado y planchado se denomina retención de apariencia. [9]
Cuidado
Se denomina cuidado al tratamiento necesario para mantener el aspecto de los productos textiles. Los productos textiles deben limpiarse y plancharse para mantener su aspecto. Esto incluye cosas como cómo lavarlos y cómo secarlos. [9] El etiquetado de cuidados de los productos textiles tiene en cuenta el rendimiento de cada componente, así como los métodos de fabricación. [37]
Costo
Está influenciado por una variedad de elementos. El coste de un producto textil incluye los costes de materia prima, fabricación y mantenimiento. [9]
Impacto medioambiental
Cada producto textil tiene un impacto en el medio ambiente . El grado en que los textiles dañan el medio ambiente durante su fabricación, cuidado y eliminación es un concepto de utilidad textil. [9] Las sustancias que añaden rendimiento a los textiles tienen un grave impacto en el medio ambiente y en la salud humana . Los retardantes de llama halogenados, los repelentes de manchas tratados con PFC y los tejidos antimicrobianos que contienen triclosán o triclocarbán o plata ciertamente tienen mucho que ver con los efluentes y el medio ambiente. [38] [39]
Fundamentalmente, cada fibra y tejido tiene propiedades distintas y se eligen en función de su idoneidad para el propósito. [46] [47] [48] Los usuarios tienen cinco criterios básicos de rendimiento, que incluyen apariencia, comodidad, durabilidad, mantenimiento y costo. [49] Estas expectativas de rendimiento no son las mismas que las de los textiles especializados. Debido a los requisitos, a menudo altamente técnicos y legales, de estos productos, estos textiles generalmente se prueban para garantizar que cumplen con estrictos requisitos de rendimiento. Algunos ejemplos de diferentes áreas son:
La ropa de extinción de incendios debe ser resistente al fuego, resistente térmicamente y ligera. La resistencia al agua y la visibilidad son requisitos para el equipo de bunker . El equipo de protección para los bomberos no es una propuesta de "talla única". Depende del rol individual y de las tareas asignadas. [A]
Los textiles para automóviles tienen requisitos de rendimiento específicos en varias secciones del automóvil. A continuación se muestran los diferentes tipos de fibras utilizadas para distintas zonas del interior del coche:
Soldados del ejército canadiense con uniformes de camuflaje CADPAT . Se utilizan uniformes camuflados para que quienes los usan sean menos visibles. Se desea el efecto opuesto en el uso de diseños de camuflaje en la moda.Los compuestos se forman combinando materiales para formar una estructura general con propiedades que difieren de las de los componentes individuales.La tela, tratada para ser hidrófoba, muestra un alto ángulo de contacto .
El rendimiento de los productos textiles se basa principalmente en la estructura de la fibra y el tejido. Las propiedades de las fibras están determinadas fundamentalmente por sus propiedades físicas y químicas. [49] Se podrían utilizar métodos de acabado específicos, acabados funcionales, ajuste y diseño del producto para mejorar el rendimiento general de un producto textil, permitiéndole alcanzar niveles de rendimiento más altos. [57] [58] [59]
El rendimiento tiene una variedad de características que afectan la apariencia, la durabilidad y la comodidad. Las características de rendimiento están incorporadas o incorporadas en los materiales textiles. Por ejemplo, los textiles técnicos se clasifican en doce categorías distintas. En el que el rendimiento está predeterminado y los textiles se fabrican y estructuran según la aplicación y el uso final. [60] El repelente al agua duradero es otro acabado funcional que hace que las telas sean resistentes al agua (hidrofóbicas).
Existe toda una gama de propiedades que se relacionan con la funcionalidad del material y su uso en aplicaciones de tejidos de alto rendimiento. [63] Entre ellos se incluyen, entre otros :
La resistencia a la abrasión , es la resistencia de los materiales y estructuras a la abrasión, y puede medirse mediante una variedad de métodos de prueba.
Antiestático , es una aplicación de un compuesto utilizado para el tratamiento de materiales o sus superficies con el fin de reducir o eliminar la acumulación de electricidad estática .
La permeabilidad al aire es la capacidad de un tejido para permitir el paso del aire a través de él. Si bien los tejidos permeables al aire tienden a tener una transmisión de vapor de humedad relativamente alta, no es obligatorio ser permeables al aire para ser respirables.
Transpirabilidad , capacidad de un tejido de transmitir el vapor de humedad.
Biodegradable , es importante para la sostenibilidad, es la descomposición de la materia orgánica por microorganismos, como bacterias y hongos. Las fibras naturales son fácilmente biodegradables y, por tanto, más sostenibles.
La resistencia a las arrugas y las arrugas son textiles que han sido tratados para resistir el estrés externo y mantener su forma. La ropa hecha con esta tela no necesita plancharse y puede venderse como sin planchado, sin planchado, lavable y desgastada, de planchado duradero y de fácil cuidado. Si bien la limpieza y el mantenimiento de la tela pueden simplificarse, algunos usuarios experimentan una menor comodidad.
Fluorescencia Los compuestos fluorescentes se utilizan a menudo para mejorar la apariencia de telas y papeles, provocando un efecto "blanqueador". En este escenario, un blanqueador óptico puede hacer que una superficie que ya es blanca parezca más brillante. La luz azul emitida por el abrillantador compensa la disminución del azul del material tratado y cambia el tono del amarillo o marrón al blanco. Los blanqueadores ópticos se utilizan en detergentes para ropa, papel de alto brillo, cosméticos, ropa de alta visibilidad y más.
Sensación de la mano , propiedad de los tejidos relacionada con el tacto que expresan confort sensorial . Se refiere a la sensación de las telas sobre la piel o en la mano y transmite información sobre la suavidad y tersura de la tela.
La ropa térmica es un tipo de ropa diseñada para deportes y actividades en climas fríos, como andar en motocicleta, esquí alpino, buceo, ciclismo de invierno y motos de nieve, trekking y para trabajadores al aire libre como trabajadores de la construcción y carpinteros.
La formación de bolitas generalmente se considera un rasgo indeseable. Hay aplicaciones que pueden resistir el pilling (un defecto superficial de los textiles) causado por el uso.
Los tejidos impermeables son aquellos que son naturalmente resistentes al agua y a la humedad, o han sido tratados para serlo.
Propiedades de la fibra: propiedades (naturales) incorporadas
En términos de rendimiento, la lana ha sido anunciada como un "tejido milagroso" [38] [64] [65] ya que posee naturalmente una variedad de propiedades funcionales, que incluyen elasticidad, calidez, absorción de agua, retardo de llama y la capacidad de absorber la humedad. eliminar la humedad corporal. [66] [67] Además, la lana merino tiene la capacidad de proteger de los dañinos rayos UV. [68] [69] Las fibras naturales y sintéticas tienen diversas propiedades que influyen en el rendimiento textil final. La mayoría de las fibras naturales son adecuadas para la comodidad, mientras que las sintéticas son mejores por su estética y durabilidad.
El elastano es un copolímero de poliéter-poliurea que es excepcionalmente elástico.
Propiedades agregadas o adicionales
Las propiedades adicionales son propiedades distintas de las propiedades inherentes de los textiles que se añaden específicamente de acuerdo con las necesidades específicas. Se pueden agregar durante diferentes pasos de fabricación textil, desde la fibra hasta el tejido.
Fibras de alto rendimiento
Las fibras de alto rendimiento se sintetizan específicamente para lograr propiedades únicas, como mayor resistencia al calor, resistencia excepcional, alta relación resistencia-peso, rigidez, resistencia a la tracción, resistencia química o al fuego. [71] Estas fibras de alto rendimiento se utilizan en ropa de protección (PPE) con características excepcionales como resistencia química y resistencia al fuego. [72]
Fibra de aramida , concretamente Kevlar , un material fuerte, resistente a la abrasión, duradero y de alto rendimiento. La ingeniería de fibras y tejidos puede optimizar la funcionalidad de los materiales. [73] Kevlar y Nomex , que es un material de meta -aramida resistente al fuego, se utilizan juntos en trajes antibombas avanzados . El traje ayuda a los soldados a desactivar bombas frente a amenazas asociadas con dispositivos explosivos improvisados , incluidas aquellas relacionadas con la fragmentación, la sobrepresión de la explosión, el impacto, el calor y las llamas.
Las fibras de carbono tienen varias ventajas que incluyen alta rigidez, alta resistencia a la tracción, baja relación peso-resistencia, alta resistencia química, tolerancia a altas temperaturas y baja expansión térmica. [74] [75]
La fibra de polibencimidazol , también conocida como PBI, tiene una alta estabilidad térmica, resistencia a las llamas y recuperación de la humedad, lo que la hace adecuada para su uso en ropa protectora. Los PBI suelen ser sólidos infusibles de color amarillo a marrón hasta 400 °C o más. [76] PBI también se utiliza en trajes espaciales. En 1969, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos seleccionó el polibencimidazol (PBI) por su rendimiento protector térmico superior después de que un incendio en 1967 a bordo de la nave espacial Apollo 1 matara a tres astronautas. [77] A principios de la década de 1970, los laboratorios de la USAF experimentaron con fibras de polibencimidazol para fabricar ropa protectora para reducir las muertes de tripulaciones aéreas por incendios. [78]
La fibra de carburo de silicio compuesta de carburo de silicio se utiliza para chalecos antibalas.
UHMWPE ( polietileno de peso molecular ultraalto ) es un material de alta resistencia a la abrasión y al desgaste adecuado para mayor durabilidad, baja fricción y resistencia química. [72]
Métodos de acabado
El acabado mejora la apariencia y el rendimiento. [79]
Finalizar
El acabado textil es el proceso de convertir el estado del telar o las materias primas en un producto útil, que se puede realizar de forma mecánica o química. Acabado es un término amplio que se refiere a una variedad de técnicas y tratamientos físicos y químicos que finalizan una etapa de la producción textil y al mismo tiempo preparan la siguiente. El acabado textil puede incluir aspectos como mejorar la sensación de la superficie, mejorar la estética y agregar acabados químicos avanzados. [80] Un acabado es cualquier proceso que transforma productos inacabados en productos terminados. [81]
Esto incluye acabado mecánico y aplicaciones químicas que alteran la composición de los textiles tratados (fibra, hilo o tejido). El acabado mecánico implica acabados a máquina como estampado, termofijación , sanforizado , visado, varios, impartición de brillo, acabados superficiales y acabados en esmalte. [82] [83]
El acabado químico se refiere al proceso de aplicación y tratamiento de textiles con una variedad de productos químicos para lograr las propiedades funcionales deseadas. El acabado químico de textiles es una parte del proceso de acabado textil donde el énfasis está en sustancias químicas en lugar del acabado mecánico. [84] [85] Acabado químico en textiles también conocido como acabado húmedo. [86] El acabado químico añade propiedades a los textiles tratados. Estas propiedades pueden variar de Normal a Avanzada o Alta Tecnología. El suavizado de textiles, la repelencia duradera al agua y los acabados de telas sin arrugas son ejemplos de acabados químicos. [84] [87] [85]
Cravenette era un antiguo acabado químico de principios del siglo XX que hacía que las prendas fueran repelentes al agua. [88] [89] [90] [91] [92]
Acabados funcionales o acabados para propósitos especiales.
El primer impermeable impermeable moderno se creó a raíz de la patente del químico escocés Charles Macintosh en 1824 de una nueva tela de lona , descrita por él como "tela de caucho de la India", y hecha intercalando un caucho ablandado con nafta entre dos piezas de tela. [93] [94] La aplicación de acabados de alto rendimiento no es un concepto nuevo; El hule es el primer tejido recubierto conocido . El aceite de linaza hirviendo se utiliza para hacer hule. Los aceites hirviendo se utilizan desde el año 200 d.C. [95] Los "acabados para fines especiales" o ''acabados de rendimiento'' son los que mejoran el rendimiento de los textiles para un uso final específico. [96] El acabado de alto rendimiento contribuye a una variedad de áreas. Estos acabados permiten tratar textiles con diferentes características, que pueden ser contrarias a su naturaleza natural o inherente. Los acabados funcionales añaden valor además del tacto y la estética. [4] [5] Ciertos acabados pueden alterar el rendimiento adecuado para el confort térmico (regulación térmica), antimicrobianos, protección UV, fácil cuidado (telas de algodón resistentes a las arrugas) y repelente de insectos, etc. [97]
Nanotecnología
La nanotecnología en los textiles es una rama de la nanociencia en la que los sistemas moleculares en la nanoescala de tamaño (1 a 100 nanómetros ) se aplican en el campo de los textiles para mejorar el rendimiento o agregar funciones a los textiles. La nanotecnología une una variedad de campos científicos, como la ciencia de los materiales , la física , la química , la biología y la ingeniería . Por ejemplo: El nanorrecubrimiento (de superficies estructuradas microscópicamente lo suficientemente finas como para interferir con la luz visible ) en textiles para biomimética es el nuevo método de coloración estructural sin colorantes . [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106]
La biomimética de tensión superficial es un fenómeno de explotación de las propiedades biomiméticas para crear efectos funcionales como la piel de tiburón y la hoja de loto que tienen la capacidad de repeler el agua y autolimpiarse. En los textiles, las superficies con propiedades hidrófobas o hidrófilas se forman con la ayuda de revestimientos y acabados aplicados. [107] [108]
Tratamientos superficiales
Ciertas tecnologías pueden alterar las caracterizaciones de las superficies de los textiles.
Plasma
El plasma es un estado altamente reactivo que activa el sustrato, y la superficie oxidada del textil tratado con plasma mejora el teñido al tiempo que reduce el impacto ambiental. El plasma también se puede utilizar para tratar textiles para obtener propiedades impermeabilizantes y repelentes al aceite. Diferentes gases en la misma fibra pueden tener otros efectos y se eligen varios gases para obtener diferentes resultados. [109]
Láser
La amplificación de la luz mediante emisión estimulada de radiación (láser) se utiliza para modificar las propiedades estructurales y superficiales de los textiles, así como para texturizarlos. [109]
textiles 3D
Los textiles 3D se utilizan en aplicaciones versátiles, como textiles militares, chalecos antibalas, ropa protectora, fabricación de compuestos 3D y textiles médicos. Los ejemplos incluyen telas espaciadoras 3D, que se utilizan para tratar una herida. [110]
Estándares de prueba
Los estándares varían según el uso y las áreas de aplicación. Los textiles militares y los textiles industriales tienen pruebas separadas para analizar el rendimiento en condiciones extremas. [111] [112] El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares aprueba los estándares de desempeño textil establecidos por ASTM International . [113] Otros organismos u organismos de ensayo reconocidos o aceptados como normas internacionales según los contratos: [50]
Métodos de prueba especiales
El confort de los textiles es el principal requisito que influye en la aceptación del producto. Después de la comodidad, la seguridad y la protección son las principales prioridades. [114] Se realizan numerosas pruebas para evaluar el rendimiento de los textiles.
Prueba de placa caliente protegida contra la sudoración
El método de prueba evalúa la resistencia térmica y la permeabilidad al vapor de agua de los tejidos, lo que influye en el confort de la prenda. [115] [116]
ISO 11092:2014 (prueba de efectos fisiológicos. Prueba para medir la resistencia térmica y la resistencia al vapor de agua) [117]
ASTM F1868 (prueba para medir la resistencia térmica y de evaporación) [118]
ASTM F2298 – 03 (prueba para materiales de vestimenta como ropa protectora, laminados y membranas); una prueba similar realizada por la Asociación Japonesa de Estándares es JSA – JIS L 1099. [119]
Permeabilidad al aire
El método de prueba de permeabilidad al aire sirve para medir la capacidad del aire para atravesar materiales textiles. [120]
El método de prueba alternativo ASTM D737-96 es
Norma ISO 9237:1995
Prueba de gestión de la humedad.
La prueba de absorción de humedad o de control de la humedad sirve para probar las propiedades de control de la humedad, como la capacidad de absorción y la eficiencia de secado.
Método de prueba AATCC 195
ISO 13029:2012 [121]
prueba Qmáx
El método de prueba Qmax se utiliza para evaluar las sensaciones superficiales cálidas y frías de la tela y para indicar la sensación térmica instantánea detectada cuando la tela entra en contacto por primera vez con la superficie de la piel. [122] [123]
prueba de maniquí
Un maniquí térmico es un dispositivo para analizar la interfaz térmica del cuerpo humano y su entorno. Evalúa el confort térmico y las propiedades de aislamiento de la ropa, como los equipos de protección para el ejército. [124] [125]
Sistema de evaluación Kawabata
El sistema de evaluación Kawabata mide las propiedades mecánicas de los textiles, como la resistencia a la tracción , la resistencia al corte , la fricción superficial y la rugosidad. El sistema de evaluación Kawabata predice las respuestas humanas y comprende la percepción de la suavidad. Además, se puede utilizar para determinar las propiedades transitorias de transferencia de calor asociadas con la sensación de frescor generada cuando los tejidos entran en contacto con la piel mientras se usan. [126] [127]
Galería de imágenes
La ropa cumple una variedad de funciones en nuestra vida diaria, desde el hogar hasta los riesgos laborales. El papel de los textiles en el confort, la recreación y la seguridad. Los aspectos performativos de los textiles a través de imágenes.
Un bebé que lleva muchas prendas suaves de invierno: diadema, gorro, abrigo forrado de piel, bufanda y suéter, expresando la comodidad de la ropa.
Vista trasera del BMW GINA, un coche con carrocería de tela. BMW GINA es un concepto de automóvil deportivo con revestimiento de tela que cambia de forma construido por BMW
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