La humedad y el confort térmico son aspectos importantes de la comodidad de la ropa, así como indicadores importantes que reflejan los nuevos conceptos de salud y vida confortable. Este artículo presenta los desarrollos actuales en fibras que absorben la humedad y de secado rápido relacionados con la humedad y el confort térmico y se centra en analizar los métodos de procesamiento de los tejidos que absorben la humedad y el calor, proporcionando una base para el desarrollo de textiles funcionales.
1. Progreso de la investigación sobre fibras de secado rápido que absorben la humedad
La investigación y el desarrollo de fibras de secado rápido que absorben la humedad se realizan principalmente mediante dos enfoques: modificación física y modificación química. La modificación física se refiere a cambiar la forma de los orificios de la hilera para hilar fibras con ranuras en sus superficies, utilizando principios capilares para permitir que las fibras transporten, difundan y evaporen rápidamente la humedad, eliminando rápidamente el sudor y la humedad de la superficie de la piel y permitiendo que se evapore hacia afuera. Alternativamente, se pueden usar métodos de hilado de mezcla o de hilado compuesto con polímeros que contienen grupos hidrófilos (como grupos hidroxilo, amida, carboxilo y amino) para producir fibras con propiedades de absorción de humedad y de secado rápido. La modificación química implica métodos de copolimerización por injerto para introducir grupos hidrófilos en la estructura macromolecular, aumentando así la absorción de humedad y la capacidad de secado rápido de las fibras.
(1) Modificación Física
La modificación física incluye tres métodos: cambiar la forma de los orificios de la hilera, hilatura compuesta de materias primas e hilatura compuesta de dos componentes.
DuPont desarrolló la fibra Coolmax de poliéster de cuatro ranuras con alta humedad; La empresa japonesa Toyobo desarrolló el poliéster 'Triacotr' con sección transversal en forma de Y, que forma tres ranuras que absorben la humedad en la superficie de la fibra. Far East New Century Corporation desarrolló fibras de secado rápido que absorben la humedad Topcool. Guangdong Zhujiang Jinfang Group creó filamentos de poliéster que absorben la humedad alterando la forma de la sección transversal de la fibra, mejorando significativamente el rendimiento de absorción de la humedad debido al aumento de la superficie y los efectos capilares. Jiangsu Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. produjo fibra Coolbest con una sección transversal en forma de 'H'. Chung Hsing Textile Co., Ltd. de Taiwán produjo fibras 'Coolplus' en forma de Y y de cruz. Taiwan Hero desarrolló fibras Technofine en forma de W. La empresa Donghua Haotian produjo coolDry. Shunde Jinfang Group, en colaboración con la Universidad de Donghua, desarrolló fibras de poliéster Coolnice que absorben la humedad y tienen una sección transversal en forma de '+'.
(2) Hilatura compuesta de materias primas
El poliéster y otros polímeros hidrófilos se hilan mediante un método de doble tornillo, investigando nuevos tipos de fibras que absorben la humedad y el sudor con una estructura compuesta de núcleo de piel. Esto mejora su absorción de agua y su apariencia, donde los materiales hidrófilos sirven como capa central, mientras que el poliéster convencional actúa como capa superficial, y cada componente cumple las funciones de absorción y evacuación de humedad hidrófilas. Unichika de Japón desarrolló una nueva fibra de alta absorción y liberación de humedad llamada HYGRA, que presenta una estructura compuesta de núcleo de piel. Su capa exterior está hecha de nailon convencional, lo que proporciona una sensación de suavidad cuando está mojado y una capacidad superior de absorción y liberación de humedad en comparación con las fibras de algodón. Kuraray de Japón utilizó un método de hilado compuesto para desarrollar la fibra sofista, cuya capa exterior tiene grupos hidrófilos (—OH) y la capa central es poliéster.
2. Modificación química
La modificación química se logra mediante métodos de copolimerización de injerto para introducir grupos hidrófilos dentro de la estructura macromolecular para mejorar la absorción de humedad y la funcionalidad de evacuación del sudor. Normalmente, se introducen grupos hidrófilos como grupos carboxilo, amida, hidroxilo y amino para aumentar la afinidad por el agua. Además de modificar la materia prima, también se deben emplear procesos de hilatura adecuados para garantizar que las fibras tengan una estructura porosa y una superficie específica mayor.
Toyobo de Japón desarrolló el tejido de poliéster transpirable 'Ekslive' incorporando polvo de ácido poliacrílico en el hilado de una mezcla de poliéster para lograr funciones de absorción de humedad y evacuación del sudor, mejorando así la saturación de agua de los tejidos de poliéster mediante la absorción de humedad y la exclusión de calor. Komatsu Serien injertó compuestos de seda en fibras de poliéster para producir poliéster que absorba la humedad y el sudor. Xu Bi et al. tela de algodón tratada con nanosílice antes de hacerla reaccionar con trimetilsilano para impartir hidrofobicidad. Eef Temmerman mejoró el efecto capilar de los hilos de algodón mediante un tratamiento de descarga de plasma a baja temperatura. Pronto Cheon Cho et al. Emplearon técnicas de plasma a baja temperatura para injertar hexametildisiloxano en tejidos de algodón, mejorando su repelencia al agua.
2. Desarrollo de tejidos que absorben la humedad
1. Métodos de procesamiento para hilos que absorben la humedad
Actualmente, los tipos comunes de hilos que absorben la humedad y de secado rápido, tanto a nivel nacional como internacional, se pueden clasificar en dos tipos principales: hilos simples e hilos compuestos. Los hilos simples se pueden dividir en hilos de fibras cortas e hilos de filamentos según el tipo de fibra.
Los métodos de procesamiento incluyen mezcla de múltiples fibras, torsión y acabado especial. Desarrollar y utilizar hilos con buenas propiedades de absorción de la humedad y de secado rápido es un enfoque crucial para crear tejidos que absorban la humedad, de secado rápido y refrescantes.
(1) Hilos mezclados
Generalmente, las fibras que absorben la humedad tienen características funcionales únicas, lo que dificulta el equilibrio de la absorción, la absorción y la liberación de humedad simultáneamente, lo que limita el rendimiento de la tela en cuanto a absorción de la humedad y secado rápido. Por lo tanto, mezclar fibras que absorben la humedad con fibras que absorben la humedad es una forma sencilla y eficaz de mejorar la sequedad y la comodidad del tejido.
(2) Hilos retorcidos
Se pueden procesar hilos individuales o filamentos con diferentes funciones de absorción y liberación de humedad para obtener hilos retorcidos. Al combinar hilos simples de algodón que absorben la humedad con filamentos Coolmax que absorben la humedad, se pueden obtener hilos que poseen propiedades de absorción de humedad, evacuación del sudor y de secado rápido.
(3) Hilos compuestos estructurales multicapa
Utilizando diferentes formas o tipos de fibras y tecnologías avanzadas de hilado, los hilos se pueden diseñar con distribuciones estructurales de múltiples capas, lo que facilita el desempeño de varios componentes para lograr objetivos de absorción de humedad y secado rápido.
2. Telas que absorben la humedad
Los tejidos que absorben la humedad se desarrollan mediante el diseño estructural o la modificación de la fibra para cambiar las propiedades de absorción, transferencia y liberación de humedad del tejido, lo que les permite poseer capacidades de absorción de agua y de secado rápido. Actualmente, los tejidos comunes que absorben la humedad y de secado rápido incluyen tipos tanto de punto como tejidos, clasificados por sus estructuras en tejidos de una sola capa, de doble capa y de varias capas.
Con el rápido desarrollo de las técnicas de posprocesamiento, han surgido varios tejidos funcionales. El acabado de secado rápido que absorbe la humedad fue creado en respuesta a los requisitos de comodidad en condiciones de humedad, con el objetivo de mejorar la capacidad de transmisión de humedad del tejido para abordar problemas como la incomodidad y la humedad durante la sudoración.
(1) Telas unidireccionales que absorben la humedad de una sola capa
En las primeras investigaciones y desarrollo, la atención se centró principalmente en tejidos de una sola capa, generalmente tejidos con hilos puros o mezclados hechos de fibras que absorben la humedad y de secado rápido. En los últimos años, con los avances en la tecnología de procesamiento, se han desarrollado tejidos que poseen capacidades unidireccionales de absorción de humedad. Los tejidos unidireccionales que absorben la humedad tienen diferentes propiedades de absorción y liberación de humedad en la parte delantera y trasera o en las capas interior y exterior. Cuando el tejido entra en contacto con el sudor de la piel, la absorción de la humedad se produce de forma muy direccional; El sudor puede transportarse continuamente desde el lado de la piel hacia la superficie exterior y evaporarse, manteniendo la sequedad y la comodidad de la piel. Esto mejora significativamente la comodidad de humedad del tejido, lo que hace que los tejidos unidireccionales que absorben la humedad sean teóricamente mejores en cuanto a absorción de humedad y capacidades de secado rápido en comparación con tejidos con las mismas propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas en ambos lados.
Wang Nanfang et al. realizó un acabado hidrofóbico unidireccional en tejidos de punto de algodón puro utilizando un método de impresión con punto de pasta, logrando una fuerte resistencia al lavado; En comparación con las telas no tratadas, la transpirabilidad disminuyó aproximadamente un 10% y el efecto del cabello disminuyó entre un 5 y un 7%. Wu Jihong et al. Primero trató el hilo para que fuera hidrofóbico, luego lo tejió y teñió para crear tejidos de punto que absorbieran la humedad, pero enfrentó complejidades en el proceso de tratamiento hidrofóbico, lo que generó problemas como teñido desigual durante la coloración de la tela y altos costos de procesamiento. Wu Yefang et al. lograron efectos de secado rápido que absorben la humedad mediante el acabado unilateral de telas de algodón, aunque la transpirabilidad de las telas recubiertas empeoró, lo que afectó su rendimiento de uso. Él Tianhong et al. desarrolló un tejido de punto de algodón puro de doble cara que absorbe la humedad y de secado rápido utilizando técnicas de acabado de una cara.
(2) Telas unidireccionales que absorben la humedad de doble capa o multicapa
Influenciadas por la preferencia del consumidor por regresar a la naturaleza, la gente se centra más en el uso de fibras de algodón. Sin embargo, las características de hinchazón húmeda de las fibras de algodón pueden provocar el bloqueo de los espacios del tejido, dificultando el intercambio de calor y humedad entre el cuerpo y el ambiente externo. El proceso de absorción de humedad del algodón también puede generar liberación de calor; a medida que la absorción de humedad alcanza la saturación, la liberación de calor se detiene, mientras que el proceso de evaporación de la humedad en la tela puede absorber el calor de la piel, provocando molestias al sentirse inicialmente caliente y luego húmedo. En los últimos años, el desarrollo de tejidos estructurales de doble capa o multicapa ha sentado las bases para el desarrollo de tejidos unidireccionales que absorben la humedad. Estos tejidos suelen utilizar fibras sintéticas hidrofóbicas para la capa interior y pueden estructurarse en cuatro tipos principales:
Capa interior con fibras hidrofóbicas y capa exterior con fibras hidrofílicas
La capa interior de estos tejidos generalmente está hecha de fibras sintéticas, mientras que la capa exterior utiliza fibras naturales. La capa interna tiene un punto de contacto con la piel y su característica es que el vapor del sudor puede ser absorbido por las fibras naturales, mientras que el sudor líquido se transfiere a la capa externa a través del fenómeno capilar de las fibras sintéticas internas, es absorbido por las fibras absorbentes de la capa externa y luego se evapora al ambiente externo. Debido a que el tejido entra en contacto con la piel en algunos puntos, la capa interna permanece seca y la capa de aire formada proporciona calor, evitando sensaciones pegajosas, no transpirables y frías después de sudar.
Un ejemplo ampliamente utilizado es el tejido de punto compuesto de algodón y poliéster. El hilo base del tejido compuesto de algodón y poliéster utiliza filamento de poliéster hidrófobo, mientras que el hilo de superficie emplea hilo de algodón hidrófilo, que tiene características de rápida absorción de humedad y rápida difusión hacia la capa exterior del tejido cuando se trata para hidrofilicidad. Wang Xiao y cols. Descubrió que las telas con fibras de algodón en la capa exterior y poliéster hueco en la capa interior tenían mejor calidez y sequedad que aquellas con ambas capas hechas de fibras de algodón. Además, estos tejidos mostraron efectos de absorción de la humedad y de secado rápido significativamente mejores que los fabricados únicamente con hilos normales con propiedades hidrófilas. Cuando el contenido de fibras hidrofóbicas en la capa superficial alcanzó el 30%, el tejido tuvo el mejor rendimiento de absorción de humedad y sequedad.
Capas exteriores e interiores hechas de diferentes especificaciones de fibras sintéticas
Este tejido utiliza fibras sintéticas como materia prima, con diferentes especificaciones o tipos de fibras hidrofóbicas para las capas internas y externas. Su mecanismo de absorción de agua es claramente diferente al de las fibras naturales, logrando una absorción unidireccional de la humedad a través de la diferencia en los efectos capilares creados por las capas internas y externas, fenómeno también conocido como efecto cedro. Normalmente, la capa exterior está construida a partir de fibras finas mientras que la capa interior comprende fibras gruesas. Debido a que la presión generada por los capilares construidos a partir de las fibras de la capa exterior es mayor que la de la capa interior, existe una diferencia de presión adicional entre las capas exterior e interior, lo que facilita la transferencia del sudor desde la capa interior a la superficie de la tela, que luego se evapora a través de la capa exterior hacia el medio ambiente, manteniendo una relativa sequedad en la capa interior y una sensación cómoda para el cuerpo. El tejido de punto multicapa Airfine Field Sensor producido por Toray Industries es un representante típico de esta estructura, capaz de absorber rápidamente el sudor del cuerpo y difundirlo desde la capa interna a la capa superficial, con capacidades de absorción de humedad y secado rápido el doble que los tejidos de punto absorbentes del sudor como Field Sensor. Se utiliza comúnmente en ropa deportiva, ropa de atención médica y ropa de trabajo.
Tejidos estructurales compuestos con puntos de absorción tipo Lampwick
Este tejido representa una nueva estructura de tejido de punto de capas compuestas con una alta tasa de transmisión de humedad. Consta de dos capas, una capa permeable hidrófoba (capa interior) y una capa absorbente (capa exterior), que están interconectadas en muchos puntos; estas conexiones se componen de hilos dispuestos en una estructura de mecha, distribuidos en el tejido según un patrón predeterminado. Estos puntos de conexión contienen fibras hidrófilas (como fibras de algodón), que unen las capas interior y exterior del tejido.
El Instituto Checo de Investigación sobre Tejidos Bnro utilizó la tecnología de tejido de trama jacquard de doble cara computarizada V-LEC4BS de Japón para desarrollar varios tejidos estructurales de punto de mecha de algodón de colores naturales y tejidos estructurales convencionales con capa de aire. Los tejidos de doble cara desarrollados por Hou Qiuping et al. Utilice hilos de poliéster y mezclas de poliéster y algodón para la capa interior y algodón de color marrón para la capa exterior, con distribuciones de densidad de mecha diseñadas al 50 %, 25 % y 12,5 % del área de la tela. Los resultados de las pruebas indicaron que, cuando las materias primas de las capas interior y exterior eran idénticas, una menor densidad de puntos de mecha daba como resultado un mejor rendimiento de absorción de la humedad. Gu Zhaowen et al. diseñó un tejido de punto de secado rápido y con estructura de mecha de lámpara de alta tasa de transmisión que absorbe la humedad y utiliza fibras de poliéster de secado rápido con sección transversal en forma de H y fibras de algodón coloreadas, investigando el impacto de los tratamientos hidrófilos en el rendimiento del tejido. Los resultados demostraron que, cuando las materias primas de las capas interior y exterior del tejido eran idénticas, la reducción de la densidad de los puntos de mecha mejoraba la permeabilidad y el rendimiento de secado del tejido; sin embargo, después del tratamiento hidrófilo, la permeabilidad disminuyó y el rendimiento de secado rápido del tejido que absorbe la humedad disminuyó, lo que indica que dichos tejidos no son adecuados para tratamientos hidrófilos.
