¿Com mesurar el coeficient de fricció fibra-fibra en fibres de PET ?

De tots es conegut la importància de la suavitat dels nostres teixits tèxtils , ja sigui en peces de roba de vestir , tovalloles o teixits tècnics . Aquesta suavitat  la podríem definir com el “feel good factor” buscat per tots quan comprem per exemple ,  una peça de roba.

La suavitat i per tant el confort ha estat considerat pels consumidors ,  com un paràmetre clau en les teles usades per a vestuari. Així com  pels comercialitzadors de productes tèxtils com un dels principals atributs més buscats dels consumidors.

És àmpliament acceptat, que la mà del teixit incloent  la seva suavitat és un terme complex. Influeixen moltes propietats i variables integrades en el curs d’una avaluació molt subjectiva.

La mà  de les fibres i dels teixits , pot variar-se entre amplis límits mitjançant un acabat de silicona. Aquest acabat , millora la suavitat  de les fibres , presumiblement reduint la fricció entre elles (coeficient de fricció  fibra / fibra).

Mètode tradicional  per  avaluar la suavitat

El mètode tradicional per avaluar la  mà  o suavitat en teixits , no teixits  i fibres  és la tècnica sensorial tàctil. Aquesta  mà del teixit  es avaluada  subjectivament per un panell de  persones entrenades  i amb experiència per a aquest fi. Fent servir els atributs mecànic-sensorials ,  tocant i sentint  el substrat tèxtil amb les mans. En l’avaluació es busca la  suavitat, finor, rigidesa o duresa , pel que  pot haver-hi algunes dificultats amb aquest mètode d’avaluació subjectiu.

La forma d’avaluació de la suavitat  del teixit  , es atribuint li  els adjectius i  paràmetres de  suavitat , pobra  , bona , excel·lent. Un altre opció es fent servir una escala de puntuació del 1 al 5 . Sent  la puntuació 1 com la més baixa en suavitat i 5  com la més alta amb una suavitat excel·lent

La avaluació subjectiva de la mà del teixits , no teixits i fibres  ,  també es defineix mitjançant la  norma ASTM D123-07, A3.

Assaig de fricció fibra -fibra

En el cas de fibres de PET , podem quantificar  objectivament la suavitat  de les fibres , mitjançant  un  mètode d’assaig  que mesura la fricció de les fibres ( fibra / fibra). 

La prova de fricció  es fonamenta en mesura la fricció d’una sola fibra lliscant sobre un petit cilindre de fibres.

El mètode consisteix  en preparar una capa de fibres tractades en paral·lel i embolicades  axialment al voltant d’un cilindre (vareta metàl·lica) de 80 mm de llarg i 3 mm de diàmetre.

A continuació, la vareta metàl·lica es col·loca sobre el suport  fixat a la part  inferior d’una Instron (tensile tester ) tipus 500. En el següent pas , s’agafa una  única fibra tractada,  i es fixa al suport de la  pinça  superior . Després es penja al voltant  (360º)  del cilindre recobert  de fibres de forma que quedi en angle recte amb les altres fibres del cilindre. Veure figura 1.

Figura 1. Esquema de l’assaig de fricció fibra – fibra.

En l’extrem  oposat de la fibra que està lliure . Se li penja un micro pes amb un pes conegut de  800 mg , que ens actuarà com a tensió coneguda.

A continuació, la fibra amb el micro pes. Es estirada cap amunt  verticalment a una velocitat constant de 20 mm / min.  donant com a resultat un valor de tensió.

Obtenció del coeficient de fricció

En les condicions d’assaig esmentades anteriorment, el coeficient  de fricció fibra / fibra es calcula mitjançant l’equació d’Eytelwein següent :

On .

To = Tensió mesurada .

                    Ti = Tensió aplicada .

                    u = Coeficient de fricció .

                    2n = Angle de contacte .

La prova de fricció de fibra / fibra , requereix un mínim de 5 determinacions de cada mostra. Així obtenim un valor mitjà  del coeficient de fricció que sigui  significatiu  de la suavitat de la mostra.

Rendiment de la fibra siliconada de polièster PET

Fibres  PET de polièster 6,7 dtex es van tractar amb la  següent formulació ,fen servir productes de silicona .

Formulació suggerida 

97%  PDMS amino funcional en  emulsió ( 30% – 40% ma* ) .

3%  Alcoxisilà amino funcional ( 100 % ma*).

Bany d’aplicació  

Contingut actiu del bany d’aplicació = 7% ma*

Quantitat d’acabat aplicat = 0,4% spf *

Resultats

Coeficient de fricció Fibra / Fibra  de 0,047 a 0,045.

Bones propietats antiestàtiques (molt baixes o fins i tot nul·les).

Resiliència , més del 70%

Durabilitat de l’acabat de silicona en les fibres  PET

Coeficient de fricció després de  rentar  en sec les fibres

Es col·loca una mostra de 20 g de pes ,  de les fibres tractades amb la formulació anterior , en un recipient de 500 ml  al qual s’afegeixen 300 ml de percloroetilè. El recipient tancat i hermètic es  col·loca sobre un agitador  durant 10 minuts. L’excés de dissolvent s’elimina després del període de prova  amb un escorregut per pressió ,  la mostra s’asseca a 60 ° C durant 1 hora abans de fer l’ assaig de  fricció  fibra-fibra.

Resultats del coeficient de fricció  fibra / fibra

Abans del rentat  en sec: 0,047

Després del rentat en sec: 0,056

Coeficient de fricció després de un rentat  domèstic de les fibres

Per l’obtenció del coeficient de fricció es  fa servir un coixí  de 10 cm x 10 cm de fibres tractades amb un pes total  de 40 g . El coixí es col·loca en una rentadora domèstica incloent una  càrrega de rentat addicional d’1 kg, inclòs el coixí de 40 g. Es fa servir un detergent d’us domèstic. Després del cicle de rentat (1 hora a 45 ° C), la mostra s’eixuga   a 40 ° C durant 3 hores abans de fer l’assaig de fricció fibra-fibra.

Resultats del coeficient de fricció  fibra / fibra

Abans del rentar domèstic : 0,047

Després del rentat domèstic : 0,060

Discussió dels resultats

L’assaig de determinació del coeficient de fricció fibra-fibra es molt més fiable que  el mètode tradicional de fer servir el tacte sensorial de la mà per determinar i avaluà  la suavitat de les fibres.

El mètode ens quantifica la suavitat de les fibres. Obtenim un coeficient numèric per lo que eliminem  la subjectivitat de tenir que fer servir  els adjectius de mà pobra  , bona , excel·lent.

Incrementa la fiabilitat dels resultats obtinguts de suavitat   de les fibres tractades amb polímers de silicona.

ma* , materia activa .

spf *. Sobre pes de fibra ,