CURS 7 laborator [601636]

CURS 7 + laborator
Structura ce se va discuta in paralel cu lucrarile de laborator:
-Fire si tricoturi cu continut de argint. Clasificare. Tehnologii de obtinere.
Caracteristici prioritare. Aplicatii in tricotaje. Analiza compozitionala a
firelor.
-Fire m agnetice. Tehnologii de obtinere. Caracteristici prioritare. Aplicatii
in tricotaje.
-Fire din bambus. Tehnologii de obtinere. Caracteristici prioritare.
Aplicatii in tricotaje. Analiza compozitionala a firelor.
-Tricoturi din chitosan, chitina. Tehnologii d e obtinere. Caracteristici
prioritare. Aplicatii in tricotaje. Analiza compozitionala a firelor.
-Fire textile pentru tricoturi compozite (Kevlar, Kermel etc.) Tehnologii de
obtinere. Caracteristici prioritare. Aplicatii in tricotaje. Analiza
compozitionala a firelor.
-Fire cromice. Tehnologii de obtinere. Caracteristici prioritare. Aplicatii in
tricotaje. Analiza compozitionala a firelor.
-Tricoturi de compresie. Fire cu continut elastomer. Clasificare.
Tehnologii de obtinere. Caracteristici prioritare. Apli catii in tricotaje.
Analiza compozitionala a firelor.

CAPITOLUL 1.
FIRE PENTRU TRICOTAJE. CLASIFICARE. PROPRIETATI.
CARACTERISTICI.
1.1.Tendințe privind materiile prime utilizate în domeniul tricotajelor
ORIENTARI/PRIORITATI/DIRECTII/OBIECTIVE CUNOSCUTE, manifestate pe plan
mondial, in domeniul struc turilor tricotate [140, 153, 154, 155] vizează:
-utilizarea de fibre cu caracteristici speciale (ecologice, natural antimicrobiene, cu incluziuni de
argint etc.);
-aplicarea/ integrarea de micro, bio si nanotehnologii care sa priveasc ăfunctionalitati no i ale
produselor textile (proprietat i de confort, intretinere usoar ă, proprietati specifice di feritelor
domenii de utilizare) in vederea alinierii la performantele pietii internationale in conformitate cu
standardele ISO si EN (tab.1.) ;
-elaborarea si re alizarea de noi tipuri de materiale textile multifunctionale (anti -microbiene,
fotocatalitice, autocuratitoare, autosterilizante);
-aplicarea de tratamente novative de finisare, biotehnologii, modific ări de suprafata ale
structurilor textile (firelor si/s au tricoturilor) ;finisari cu nanopulberi compozite sau utilizarea
denoi tipuri de compusi naturali (hidrofobine);
-aplicarea de tehnologii de finisare ecologice:
-realizarea de structuri tricotate din fibre natural organice, provenite din mediu organ ic (culturi
fara
utilizarea de pesticide);
-evitarea tehnologiilor de finisare pe baza de substante chimice toxice utilizate frecvent in
procesele de inalbire , vopsire etc;
-utilizarea materialelor reciclabile si reciclate (polyester produs din sticle de plastic
reciclate, lana provenita din haine reciclate.[1]
-utilizarea firelor r ezultate din amestecuri binare/ ternare noi (bumbac/kevlar, b umbac/bambus ,
bumbac/crabyon etc. , realizate prin diferite tehnologii de filare clasice si neconventionale;
-largirea gamei fineților de fir; extinderea paletei coloristice;
-utilizarea firelor de efect, obținute prin diferite procedee (de filare/finisare);
-utilizarea firelor elastice, care să confere produsului tricotat stabilitate dimensională, elasticitate ,
confort la purtare , compresie graduala –caracteristica impusa pentru produsele medicale de
compresie ;
-largirea domeniilor de implementare a structurilor textile in domenii ca medicina, farmacie,
protectia mediului, transport terestru , aerian, spatial etc.;
– utilizarea nanofibrelor, microfibrelor in structura structurilor textile clasice , ce conferă
produsului final tuseu plăcut, drapaj, permeabilitate la aer etc.
-largirea sferei de utilizare a structurilor tricotate pentru alte domenii tehnice (medtech, geotech,
constructii, agricultura, transport etc.).
Tab.1. Noi tehnologii, tratame nte si functionlitati aplicate in obtinerea de suprafete si produse
tricotate inovative

1.2. Clasificarea firelor pentru tricotaje
Marea diversitate de fire impune clasificarea acestora dup ămai multe criterii (tabel 1.1).
Clasificarea firelor în funcț ie de structură:
fire simple;
fire multiple (dublate);
fire r ăsucite;
fire cablate;
fire cu structur ăspecial ă
Firele simple (unice) se obt in printr -un singur proces de torsionare; elementele structurale de
bazăsunt: fibrele discontinue, filament ele, sau combinat iile acestora.
Propriet ătile firului simplu sunt determinate î n cea mai mare m ăsurăde tipul s i num ărul
elemente lor structurale de baz ădin sect iunea transversal ăa firului, de gradul de torsionare.
In funct ie de elemntele structurale ce alc ătuiesc firele simple acestea se clasicfic ăastfel:
fire filate;
fire filamentare;
fire mixte (compuse).
Firele filate se obtin din fibre discontinue, prin diferite tehnologii, consolidate de regul ăprin
torsionare. Se pot realiza fire filate obisnuite si de efect.
Firele obisnuite det in cea mai mare pondere în cadrul firelor filate. Cele de efect, desi se
relizeaz ăîn cantit ăti reduse, gama lor sortimental ăeste foarte variat ă.Astfel se pot ment iona
următoarele categorii [7]:
fire cu efect în degradé -seobtin prin vop sirea firelor filate în culori s i tonuri diferite;
fire imprimate -se obt in prin imprimnarea cu dungi a unor port iuni a firelor filate;
fire melange -se obt in dintr -un amestec de fibre vopsite în diverse culori;
fire fla mmé -se obtin pe m asini de filat a c ăror trenuri de laminat sunt echipate cu
dispozitive speciale care permit alternarea cu o anumit ăfrecvent ăa portiunilor
îngrosate si subt iate;
fire cu nopeuri -se obt in prin tehnologia de filare obis nuită, la care în procesul de
cardare se introduc în văl nopeuri (de diverse m ărimi s i culori) special preg ătite, ce se
vor reg ăsi în aceeasi form ăsi în structura firului.
Firele filamentare sunt formate dintr -un anumit număr de filamente naturale (mătase) sau
chimice. Din punct de vedere al numărului de fil amente din structură, firele filamentare chimice
pot fi mono si polifilamentare.
In functie de finete firele monofilamentare se utilizează în industria tricotajelor (tricoturi
din urzeală), confectiilor (la cusături ascunse).
Firele polifilamentare pot fi:
netede -se obt in prin reunirea mai multor filamente naturale sau (în cazu l celor
chimice) prin etirarea si înfăs urarea pe acelas i format a unui num ăr prestabilit de
filamente debitate de o filier ă;
texturate -seobtin prin încretirea s i fixarea în ac eastăform ăa firelor filamentare
netede termoplastice;
rotosetate -se obt in din fire polifilamentare la care din loc în loc, prin insuflarea unui jet
de aer se formeaz ăpuncte de adeziune labile; în procesul de finisare a produselor textile
realizate din aceste fire, punctele de adeziune dispar, produsul c ăpătând voluminozitate.

Firele polifilamentare fiind alcătuite din fibre continue, a căror lungime este egală cu lungimea
firului, nu este strict necesară consolidarea lor prin torsionare, astfel încât a cestea pot fi torsionate
sau netorsionate.
In practică, cel mai frecvent sunt utilizate firele filamentare torsionate, ce se caracterizează
printr -o structură mai compactă si în special printr -o capacitate redusă de "agătare" a filamentelor
în timpul pre lucrării ulteriare.
Fire compuse (mixte) -sunt fire în a căror structură se găsesc atât filamente cât si fibre
discontinue. In functie de dispunerea celor doi componenti acestea pot fi:
fire cu miez -la care miezul, sub formă de fir filamentar, este acoperit prin
înfăsurare cu fibre discontinue;
fire cu fibre paralele -la care miezul este format dintr -o însiruire de fibre paralele,
consolidate de un fir filamentar sau filat prin înfăsurare; pentru a predomina proprietătile
miezului, firul de consolidare trebuie să reprezinte circa 5% din densitatea de lungime a
firului compus.

Tab. 1.1. Clasificarea firelor textile pentru tricotaje
Criterii Clasificare
Structura simple filate obisnuite
de efect
filamentaremonofila –
mentare
polifila –
menta renetedetorsionate
netorsionate
texturate torsionate
netorsionate
rotosetate
mixtecu miez
cu fibre paralele
multiple
răsucite obisnuite
de efect
cablate
speciale
Natura materiei
primedinfibre naturalefilate amestec eterogen
amestec omogen
filamentare
din fibre chimicefilate amestec omogen
amestec eterogen
filamentare din acelas i polimer
bicompo nente
din amestec
fb.naturale/ chim .filate
mixte
Tipul ma terii
prime si
tehnologia de
obtinerebumbac s i tip bumbac
lânăsi tip lân ă
liberiene s i tip liberiene
mătase s i tip m ătase
Dimensiune
transversal ăfine
medii

Criterii Clasificare
groase
Gradul de
torsionareslab torsionat m6080
tors.mic ăm80100
tors.medie m100120
tors.mare m120150
tors.f.mare m>150
Tehnologia din
preparat ia
filaturiicardate
piept ănate
semipieptanate
vigonie
Procedeul de
filareclasic
neconventional
Destinat iaurzeal ă
bătătură
tricotaje imbracaminte, destinatii tehnice (medicale, industriale, militare
etc.) si/sau obisnuite, inteligente, foarte inteligente
atăde cusut
anvelope (cord)
Fire multiple (dublate)
Se obtin prin al ăturarea a dou ăsau mai multe fire simple, ce pot fi identice sau diferite ca
finete, grad de torsionare, natura elementelor de bazăetc.
Caracteristicile firului multiplu depind de num ărul de fire simple al ăturate si de
propriet ătile acestora.
Fire r ăsucite
Se ob țin prin torsionarea firelor multiple. Propriet ătile acestora sunt determinate de
propriet ătile firelor multiple, d e gradul de r ăsucire si de sensul de r ăsucire fata de sensul torsiunii
firelor simple.
Firele r ăsucite pot fi:
fire r ăsucite obisnuite;
fire r ăsucite de efect.
In practica industrial ă, cel mai frecvent sunt utilizate firele r ăsucite obisnuite.
Firele r ăsucite de efect se obtin prin:
răsucirea de efect a dou ăsau mai multe fire obisnuite, a dou ăsau mai multe fire de
efect etc.

răsucirea obisnuit ăa dou ăsau mai multe fire de efect, a dou ăsau mai multe fire
obisnuite ce se diferen țiazăprin finete, sens de torsionare, culoare etc;
Fire cablate
Se obtin prin torsionarea a dou ăsau mai multe fire din care cel putin unul este r ăsucit.
Fire cu structur ăspecial ă
Se obtin din dou ăsau mai multe fire cu caracteristici fizico -mecanice total diferite, astfel
încât în firul final s ăse reg ăseasc ăcaracteristica predominant ăa fiec ărui component (exemplu:
fire înalt elastice -filamente de cauciuc sau elastomer îmbr ăcate prin diferite metode cu fire filate
si/sau filamentare.
Clasificarea firelor în funcție de natura materiei prime
In functie de natura materiei prime, firele se clasific ăîn:
fire din fibre naturale;
fire din fibre chimice;
fire din amestecuri de fibre naturale si chimice
Din fibre naturale se pot realiza fire filamentare (m ătase) si fire fil ate din amestecuri
omogene (exemplu: 100% bumbac; 100% lân ăetc.) sau eterogene binare, ternare etc. (exemplu:
bumbac/lân ă, bumbac/liberiene/lân ăetc.).
Fibrele chimice se produc sub form ăde fire filamentare sau fibre discontinue din acelasi
polimer sau din doi polimeri de natur ăsi/sau propriet ăti diferite (bicomponente).
Firele filamentare sunt utilizate în industria textil ăsub form ăde fire netede, texturate sau
rotosetate.
Din fibre chimice discontinue se obtin fire filate din amestecuri omogene ( exemplu: 100%
melan ă, 100% poliester etc.) sau eterogene (exemplu: poliester + celo; melan ă+ celo etc.).
Din amestecuri de fibre chimice si naturale se realizeaz ăo gam ăvariat ăde fire filate si
compuse, la care propriet ătile componentilor se completeaz ăreciproc, contribuind astfel la
obtinerea unor produse durabile, aspectoase, cu un confort sporit.
Clasificarea firelor în funcție de tipul materiei prime și tehnologia de obținere
În functie de principalele categorii de fibre naturale (bumbac, lân ă,liberiene) au fost
elaborate tehnologii specifice de prelucrare a acestora. Din acest motiv si fibrele chimice
discontinue se fabric ăîn trei mari variante: tip bumbac; tip lân ă; tip liberiene.
Aceste tipuri de fibre se deosebesc în special prin dimensiun i (densitate de lungimie si
lungime). Fiecare tip de fibr ă, în amestec omogen sau eterogen (cu fibre naturale sau alte fibre
chiumice) se prelucreaz ăprin tehnologii specifice tipului, obtinându -se:
fire tip bumbac;
fire tip lân ă;
fire tip liberiene.

În pr actic ăsunt folosite si notiunile de ”fir tip m ătase” sau ”m ătase”, denumire atribuit ă
atât firelor din m ătase natural ăcât si unor fire filamentare chimice (exemplu: m ătase
Bemberg –fir filamentar din cupro; m ătase acetat etc.).
Clasificarea firelor în f uncție de densitatea de lungime
În general, în functie de dimensiunea transversal ăfirele se clasific ăîn:
fire fine;
fire de grosime medie;
fire groase.
Limita de filabilitate a firelor este determinat ăatât de procedeul tehnologic de filare
(clasic, ne conventional), cât si de densitatea de lungime a fibrelor.
Pentru realizarea firelor este strict necesar ăasigurarea unui num ăr minim de fibre în
sectiunea transversal ă(exemplu: la firele de bumbac cca. 90, la firele de lân ăcca. 40). Dac ăse
tine cont s i de diferentele ce apar între densit ătile de lungime ale fibrelor din diverse categorii de
materii prime, atunci, se justif ădiferentele ce apar între limitele de filabilitate.
Din acest motiv clasificarea firelor in functie de dimensiunea transversal ăse realizeaz ăpe
tipuri de fire (tabel 1.2. )
Tabel 1.2. Clasificarea firelor în functie de densitatea de lungime
Categoria de
fineteDensitatea de lungime a firelor (tex)
tip bumbac tip lân ă tip liberiene
Fire fine 5-14 14-50 20-100
Fire medii 14-50 50-100 100-200
Fire groase 50-200 100-1000 200-1000
Clasificarea firelor în functie gradul de torsionare
Marea majoritate a firelor filate se ob țin prin torsionarea însiruirilor de fibre îndreptate,
paralel izate si orientate în lungul axei. Prin torsionare o parte din fibre se fixeaz ăîn structura
firului contribuind cu propria lor rezistent ăla rezistenta firului. Cresterea torsiunii unui fir
determin ăcresterea num ărului de fibre fixate si implicit crester ea rezistentei firului respectiv.
Rezistenta maxim ăa firelor se obtine la asa numita torsiune critic ă.
Marea majoritate a firelor se torsioneaz ăcu grade de torsionare inferioare celor critice.
Practic, gradele de torsionare se adopt ăîn func ție de dest inația firelor si de caracteristicile
fibrelor.
În functie de gradele de torsionare firele clasice tip bumbac se clasific ăastfel:
fire slab torsionare cu m= 60 -80, numite si fire soft, sunt destinate articolelor ce
urmeaz ăsăfie sc ămosate;
fire cu tors iune mic ă,m= 80-100, destinate tricot ării pe masini circulare;
fire cu torsiune medie, m= 100 -120, destinate tricot ării pe masini rectilinii si ca fire
de bătătură;
fire cu torsiune mare, m= 120 -150, cu destina ția urzeal ăsi diferite articole tehnic e;
fire puternic torsionate, m> 150, destinate produselor speciale (fire de efect, tes ături
crép etc.).

Pentru firele realizate prin alte procedee (filare cu rotor, prin frictiune, aerodinamic ă)
gradul de torsionare este impus de procesul tehnologic de filare. Astfel, la filarea cu rotor
domeniul torsiunilor este impus în primul rând de stabilitatea procesului tehnologic (num ărul de
ruperi la masina de filat), iar valoarea gradului de torsionare se stabileste în functie de destinatia
firelor. De regul ă,la acest procedeu de filare se adopt ătorsiuni cu cca. 15% mai mari decât la
filarea clasic ă.
Clasificarea firelor după tehnologia din preparația filaturii
In functie de cerintele calitative pentru fire, respectiv pentru produsele c ărora le sunt
desti nate, se alege materia prim ă(calitatea fibrelor) si se stabileste fluxul tehnologic de
prelucrare.
Firele filate în functie de procesul tehnologic din preparatia filaturii pot fi:
fire cardate;
fire piept ănate (procent de piept ănătură13-25%);
fire semip ieptănate (tip bumbac –procent de piept ănătură<10%; tip lân ă–prelucrate
dupătehnologia specific ăfilaturilor pentru lân ăpiept ănată–cu laminoare cu câmpe de
ace–din care lipseste operatia de piept ănare);
fire de vigonie (fire groase prelucrate din deseuri sau fibre de calitate inferiaor ătip
bumbac).
Clasificarea firelor în funcție de procedeul de filare
In ultimile trei decenii au ap ărut numeroase procedee neconventionale de filare prin care
se realizeaz ăfire cu structuri si propriet ăti specifi ce, ceea ce pentru unele tipuri de fire limiteaz ă
domeniile de utilizare.
In functie de procedeele de fialare ce s -au impus în practica industrial ăfirele se pot
clasifica în:
fire clasice -filate pe masini cu inele;
fire OE (Open End) cu rotor;
fire DR EF-filate prin frictiune;
fire filate cu jet de aer (MURATA, SUESSEN);
fire SIROSPUN -fire r ăsucite obisnuite obtinute pe o singur ămasin ăpe care se
realizeaz ăsimultan filarea firelor unice sirăsucirea acestora.
Pe plan mondial sunt cunoscute mult m ai multe procedee de filare (filare electro -static ă,
prin împâsliere, prin liere, prin înf ăsurare etc.).
Clasificarea firelor în funcție de destinație
Indiferent de amestecurile prelucrate (tip bumbac, lân ă sau liberiene) de procesul
tehnologic utilizat în prepara ția filaturii, de procedeul de filare aplicat, întotdeauna firele sunt
realizate pentru o anumit ădestina ție. Astfel pot fi:
fire pentru urzeal ă;
fire pentru b ătătură;
fire pentru tricotaje;
fire pentru at ăde custut, sts chirurgicala;
fire pent ru crosetat manual;

fire pentru broderii etc.
La producerea tricoturilor se utilizeaz ăaproape toate tipurile de fibre naturale (bumbac,
lână, mătase) sau chimice (organice si anorganice).
Avand in vedere faptul ca firelor destinate producerii tricoturil or li se impun o serie de
cerinte legate de flexibilitate, elasticitate, uniformitatea caracteristicilor, nu toate fibrele liberiene
îndeplinesc aceste conditii. In prezent exist ăpreocup ări legate de tricotarea firelor de in si cânep ă
cotonizate [67].
Firele din fibre naturale de țin o pondere însemnat ăîn producerea tricoturilor, datorit ă
propriet ăților igenico -funcționale superioare conferite produselor.
Dezvoltarea bazei de materii prime a permis utilizarea în industria tricotajelor a fibrelor si
filam entelor chimice, determinând diversificarea gamei sortimentale de fire si ob ținerea unor
produse cu propriet ăti deosebite (elasticitate, voluminozitate etc.).
Pentru fiecare tip de materie prim ăse pot stabili grupe de propriet ăti legate de principalele
dommenii de utilizare.
Firele de bumbac si tip bumbac se utilizeaz ăîn general pentru articole ce impun
propriet ăti igienice deosebite (lenjerie, îmbr ăcăminte exterioar ă, cioarapi etc). Se utilizeaz ăca fire
simple, multiple, r ăsucite, de finete cuprins ăîntre Nm 20 -200. Cele mai utilizate amestecuri tip
bumbac sunt: bumbac/poliester, bumbac/celofibr ă, bumbac/melan ă, bumbac/fibre polinozice etc.
Firele de bumbac si tip bumbac se prelucreaz ăpe masini circulare de tricotat cu diametru
mare, masini de cior api, masini de tricotat din urzeal ă.
Firele de lân ă(lânăîn stare pur ă) se utilizeaz ămai putin în tricotaje datorit ătendintei de
împâsliere a produselor si a problemelor legate de prelucrabilitate. Cele mai frecvente amestecuri
tip lân ă(lână/poliamid ă, lân ă/poliester etc.) sunt utilizate la producerea tricoturilor cu diferite
destinatii: îmbr ăcăminte exterioar ă, sosete etc.. Firele tip lân ăse prelucreaz ăpe masini rectilinii
de tricotat, pe masini de ciorapi.
Firele din 100% liberiene sunt utilizate mai putin în tricotaje datorit ăneregularit ătii si
rigidit ătii mari. Firele tip liberiene (din amestecuri ca: in/celofibr ă, in/lân ă/triacetat,
in/nylon/triacetat etc.) se utilizeaz ăpentru obtinerea tricoturilor simple ssi din urzeal ădestinate
articolelo r de lenjerie, îmbr ăcăminte exterioar ăde var ă.Tricoturile sunt ecologice, prezint ă
propriet ăti igienico -functionale deosebite, o bun ăstabilitate dimensional ă.
Firele de m ătase natural ăreprezint ăo materie prim ăspecial ăpentru tricotare. Producerea
tricoturilor din m ătase natural ăeste limitat ăîn principal datorit ăurmătoarelor aspecte:
cost ridicat al materiei prime;
dificult ăți de prelucrare;
dificult ăti de întreținere a articolelor tricotate din m ătase.
Firele de m ătase natural ăutilizate în tricotaje au în general o densitate de lungime de 22/2
dtex sau 67/4 dtex. Ele se caracterizeaz ăprin neregularitate mare a densit ății de lungime (p ânăla
20%). Pentru ob ținerea de fire c ât mai uniforme ele sunt torsionate (350 tors/m) si dublate. In
tricot aje ele pot fi utilizate în stare crud ă(nedegomat ă) sau în stare finisat ă(degomat ă). Din punct
de vedere economic se recomand ădegomarea dup ătricotare (se reduce astfel greutatea tricotului
cu aproximativ 25%). Neuniformitatea mare a densit ății de lungi me limiteaz ăutilizarea ma șinilor
de tricotat cu mai multe sisteme (pot ap ărea dungi transversale în tricot, ce sunt cu at ât mai
vizibile cu c ât num ărul de r ânduri produse la o rota ție a masinii este mai mare). Firele de m ătase
natural ăse tricoteaz ăde re gulăîn structur ăglat pe ma șini cu maieze (WAGA -GLS). Ele sunt
destinate confec ționării de bluze, c ămăși, rochii, articole de lenjerie, ciorapi) [8].
Firele filamentare din polimeri naturali (vâscoz ă, acetat, polinozice) se utilizeaz ăla
fabricarea trico turilor simple si din urzeal ă. Datorit ăpropriet ătilor lor deosebite (higroscopicitate

bună, rezisten țămecanic ămare, afinitate bun ăla coloranti), firele filamentare polinozice se
utilizeaz ăîn general pentru tricoturi cu destinatia lenjerie. Firele acet at se utilizeaz ăpentru
tricoturi din urzeal ădestinate lenjeriei de dam ă.
Firele filamentare poliesterice se utilizeaz ăîn tricotaje într -o gam ălargă(5-22 tex) la
producerea de articole tehnice, decoratiuni interioare (perdele), îmbr ăcăminte exterioar ă.
Firele filamentare poliamidice se utilizeaz ăîn tricotaje sub form ăde fire mono si
polifilamentare, netede sau texturate, într -o gam ăfoarte larg ă(1,66 -22 tex). Sunt destinate
obtinerii articolelor pentru lenjerie dam ă, ciorapi dam ă, sosete, îmbr ăcăminte exterioar ă, dantele.
Firele tip lân ăfilate din fibre poliacrilonitrilice 100% se utilizeaz ăîn special la
producerea articolelor de îmbr ăcăminte exterioar ă.
Firele elastomere se utilizeaz ăîn tricotaje în stare nud ă, sub form ăde fire îmbr ăcate (fi r
elastomer îmbr ăcat cu fir textil), fire elastice r ăsucite (fir elastomer r ăsucit împreunn ăcu unul sau
douăfire textile), fire elastice învelite (fir elastomer învelit cu fibre discontinue). Gama de finete
este foarte larg ăîn functie de tehnologia de o btinere, combinatie, cote de participare, grad de
torsionare etc. Aceste fire sunt destinate articolelor medicale, corset ărie, articole de
îmbr ăcăminte exterioar ă, sport, timp liber etc.
Firele filate din fibre policlorvinilice sunt utilizate la producere a tricoturilor cu destinatie
îmbr ăcăminte exterioar ăsi pentru tricoturi imitatie blan ă(ca fire de fond).
1.3. Proprietăți si caracteristici alefirelor pentru tricotaje
Producerea unui tricot cu caracteristici prestabilite și prelucrarea rațională a mate riei prime pe
mașini de tricotat sunt legate de cunoașterea principalelor proprietăți ale acestora: finețe,
rezistență, alungire, comportare reologică, coeficient de fr ecare, contracție. Cunoașterea acestor
caracteristici stă la baza stabilirii condițiilo r de lucru, deci a parametrilor tehnologici pentru
fiecare operație a procesului tehnologic.
Firele destinate tricotării trebuie să îndeplinească o serie de condiții minimale cum ar fi:
elasticitate, flexibilitate, uniformitate a caracteristicilor fizico -mecanice .
Materiile prime textile prezintă o multitudine de caracteristici, dar pentru o an umită destinație
interesează doar unele dintre acestea.
În cele ce urmează, s e prezintă o clasificare a principalelor proprietati respectiv caracteristici
firelor , cuinfluență directă asupra parametrilor tehnologici și pr oprietăților tricoturilor (fig.1 .1).

Fig.1.1. Proprietati si caracteristici ale firelor pentru tricotaje

CAPITOLUL II .
Factori cu influenta majora asupra prop rietatilor firelor
Propriet ătile firelor au o important ămajor ăasupra prelucrabilit ătii în operatiile mecanice
ulterioare si asupra calit ății produselor obtinute. Caracteristicile de calitate a firelor sunt
determinate de:
caracteristicile materile prime ;
tehnologia din preparat ia a filaturii;
procedeul de filare;
tratamentele de finisare aplicate firului
2.1.Caracteristicile materiei prime
2.1.1. Clasificarea fibrelor textile
Rolul important al fibrelor din punct de vedere calitativ s i economic (în ap recierea
produsului finit), impune o cunoastere permanent ăa structurii si propriet ătilor fizico -mecanice,
chimice s i specifice ale acestora. Aceasta permite asigurarea caracteristic ilor functionale impuse
de condit iile de utilizare.
Fibrele textile pot f i clasificate dup ămai multe criterii, cel m ai des utilizat fiind cel care
tine seama de natura polimerului ce intr ăîn structura fibrei (tabel 2 .1).
2.1.2.Proprietatile generale ale fibrelor textile
Pentru stabilirea celor mai adecvate fluxuri tehnolo gice de prelucrare, cu parametrii
optimi, care s ăconduc ăla ob ținerea unor produse competitive, este necesar s ăse cunoasc ă
caracteristicile fibrelor ce urmeaz ăa fi prelucrate.
Propriet ățile fibrelor sunt determinate de structura chimic ă, fizic ăși morf ologic ăa acestora.
In cazul fibrelor chimice un rol hot ărâtorîl are compozi ția chimic ăa polimerului, procesul de
fabrica ție, procedeele ulterioare de prelucrare și finisare (texturare, aviv are, ignifugare etc.)
precum și procesele de prelucrare textil ămecanic ăși chimic ă. La r ândul lor propriet ățile fibrelor
influen țeazăcapacitatea de prelucrare și propriet ățile structurilor textile realizate (fig. 2.1. a).In
ultimii ani, interesul cercetatatorilor este indreptat spre gasirea si integrarea a noi poli meri cu
functionalitate sporita. Biopolimerii cu funcționalitate sporită intră în categoria materialelor
noi, care înglobează cunoștințe avansate iar functionalitățile și performanțele pe care le introduc
sunt considerate factori critici pentru inovarea și dezvoltarea tehnologică, asigur ậnd o dezvoltare
durabilă și competitivitate pe piață. În această categorie se regasesc polimerii biodegradabili
prezentați spre exemplificare în fig.2.1.b.
Tehnologiile avansate introduc materialelor polimerice noi funcțion alități de suprafață în
scopul de a crea produse noi, inteligente, cu aplicații în medicină (tab. 2.2), cosmetică, construcții,
textile tehnice etc.
In cele ce urmeaz ăse prezint ăo clasificare general ăa principalelor propriet ăți ale fibrelor
textile, cu influen ța asupra parametrilor proceselor tehnologice și propriet ățile produselor
realizate, (fig. 2.2. ).
Propriet ățilefibrelor se apreciaz ăatât prin valoarea medie a caracteristicilor c âtși prin
neuniformitatea acestora, (exprimat ăîn cele mai multe cazuri prin neregularitatea p ătratic ă
(CV%).

Prelucrabilitatea fibrelor este influen țatăde propriet ățile acestora, dar și de alte
caracteristici de calitate, cum ar fi:
conținut de impurit ăți si substane însot itoare (exemplu: puzderii -la fibre liberien e,
resturi de frunze, plante, semin țe–la bumbac, resturi vegetale și pământoase –la lână
etc.); zaharuri –la bumbac, gr ăsimi –la lână, puzderii –la liberiene, substan țe de
avivare –lafibre chimice etc.);
conținut de fibre defecte (exemplu: nopeuri, sforicele, fibre moarte –la bumbac, fibre
degradate –la lână, fibre neetirate, lipite, cu lungimi multiple –la fibre chimice etc.);

Tabel 2 .1.a.Clasificarea fibrelor textile
Naturale vegetale de pe seminte bumbac
capoc
in
din tulpini cânepa
iuta
ramie
chenaf
din frunze manila
sisal
din fruct cocos
animaleparuri lâna
camila
angora
mohair
lama
casmir
cal
alpaca
filamente matase domestica
matase salbatica
matase marina
matase de paianjen
minerale azbestde serpentin
de hornblenda
Chimice artificiale celulozice din celuloza
regeneratavâscozaclasica
fizic cu modul i nalt
polinozice
modificata chimic reticulate
grefate
fortizan
cupro
din celuloza
modificataesteri de
celulozadiacetat
triacetat
eteri de
celulozacarboxi -metil celuloz a
carboxi -etil celuloz \
proteice vegetale zeina

arahide
soia
ardeice
animale cazeina
colagen
diverse alginice
cauciuc
sintetice carbo -catenare poli-vinilice policlor –
vinilice
poliacrilo –
nitrilicehomo -polimere
modificate
polialcool –
vinilice
polistirene
co-polimere
poli-
vinilidenepoliclor –
vinilidene
polician –
vinilidene
poli-olefinice
polietilene
poli-propilene nemodificate
modificate
polidi ene poli-
butadiene
poli-izoprene
hetero –
catenarepoliamide poliamida 6 (relon)
poliamida 66 (nylon)
poliamida 610 (decalon)
poliamide aromatice
poliesterice poliesterice
copoliesteri dimetil -adipat
dimetil -izoftalat
dimetil -sulfonat
poliuretanice nesegmentate moliden
ceolon
segmentate Lycra
Spandex

Vyrene
Dorlastan
Acelan
polieterice poli-etilenoxide
poliform -aldehide
policarbonate Lexel
Produse
din materii
prime
nepolimeremetalice aur
platina
argint
cupru
nonmetali
cezgura
Ceramice –
oxid ceramice
(Al 2O3,
Mullite, Yag,
Hap etc.),
nonorganic
ceramice ( SiC,
Si-C-O, Si -C-
N-O)
sticlă
NATURA
LI
Chitina
Amidon
Dekstran
Alginat
Gelatina
Albumina
Colagen
catgut
SEMI
SINTETICI
Chitosan
DBC (Dibut irilchitin a
este un ester derivat
din chitina )
SINTETICI
Acid Polilactic Acid Poliglicolic
Poli(lactide -co-glicolide)
Poli(ortoester)
Polihidroxibutirat
Polihidroxivalerat
Polianhidrida
POLIMERI BIODEGRADABILI

Fig. 2.1.b . Polimeri biodegradabili
(Sursa: http://www.americanpharmaceuticalreview.com )
Fig.2.1. Schema general ăa propriet ăților fibrelor
D im e n siu n e a
tr an sv er sa lã
D im e n siu n e a lon g itu d in a la
F orm a
O n d u la tiile di am e tru l
 lã tim e a
 pe r im e tr u l s e ct iun ii tr an sv er sa le
 a ria se c ți un ii tra n sv er sa le
 a ria la te r al ã a b so lutã
 a ria la te r al ã a un itã t ii d e m as ã
 a ria la te r al ã a un itã t ii d e lu ng im e
 a ria la te r al ã a un itã t ii d e v olu m
 in dic i sp ec if ic i de a pr e c ie re : T t ex, T de n, N m
 lu ng im e a m e di e
 lu ng im e a m e di e su p er io a rã
 lung im e a s ta pe l, sp a n, m o d
 lu ng im e a fila to r ulu i
 pr o c en t de fi br e s c ur te
 fo r m a se c t iu nii tr a ns ve r sa le
 fo r m a se c t iu nii lo ng itud in ale
 fo r m a t iu ni sp e c ific e
 fo r m a , a m p litud in ea
 fr e c ve n ta
 gr a du l de o nd ula r e
 sta b ilita te aC ar ac t e r ist ic i M ã r im i s i in d ic i d e ap r e c ie r e
Fig. 2 .2.a.Propriet ățile geometrico -structurale ale fibrelor

Fizice umiditatea legalã (repriza)
 densitatea realã, dens. aparentã
 porozitatea
 volumul specific real, v.s. aparentHigroscopicitatea
Densitatea și
volumul specific
Electrice rezistența electricã
 rezistivitatea electricã
 permitivitatea electricã
 `ncãrcarea electrostaticã
Optice indicele de reflexie
 culoarea, nuanța
 gradul de alb
 indicele de refracție
 birefringențaLuciul
Culoarea
Gradul de alb
RefracțiaTermiceTermostabilitatea temp. de vitrifiere, `nmuiere, topire,
descompunere
 conductibilitatea termicã
 temp. de ardere, semicarbonizare
 comportarea la ardere
 contracția termicãConductibilitatea
termicã
Rez. la aprindere
Modificãri
dimensionaleCaracteristici Mãrimi și indici de apreciere
Fig. 2 .2.b.Propriet ățile fizice ale fibrelor textile

Obosealã numãr cicli de solicitare repetați
cãderea rezistenței dupã un anumit
numãr de cicli de solicitarteRezistența la
obosealãForfecare forța de forfecare
 tenacitatea de forfecare
 modulul axial de forfecareRezistența la
forfecareTorsionare modulul de torsiune
 rigiditatea la torsiune
unghiul coresp. torsiunii de rupereRezistența la
torsionare~ncovoiere rigiditatea la `ncovoiere
 momentul de `ncovoiere
 sãgeata de `ncovoiere
 rezistența `n nod, rez. `n buclãRezistența la
`ncovoiereFrecare coeficientul de frecare static
 coeficientul de frecare dinamicCoeficientul de
frecareTracțiune
 deformația elasticã, plasticã
 lucrul mecanic de revenire elasticã
 modulul de elasticitate
 gradul de elasticitateElasticitatea sarcina la rupere, tenacitatea, rez.
specificã, lungimea de rupere
 lucrul mecanic la rupere
 coeficientul de plenitudine
 alungirea la rupere
 alungirea elasticã, alung. plasticã
 limite (de proporționalitate, elasticã,
curgereRezistența și
deformațiaCaracteristici Mãrimi și indici de apreciere Tipul solicitãrii
Fig. 2 .2.c.Propriet ățile mecanice ale fibrelor textile
Mãrimi și indici de apreciere
 comportarea fațã de substanțele utilizate `n
procesele de finisare și `ntreținereChimice
Fig. 2 .2. d.Propriet ățile chimice ale fibrelor textile

CAPITOLUL 3.
Relatia între caracteristicile firelor si proprietatile respectiv domeniile de
utilizare a letricoturilor
Definirea funcțiilor oricărui produs tricotat se realizează în strânsă corelație cu domeniul său
de utilizare. Principalele funcții aleproduselor tricotate sunt prezentate in tab. 3.1.
Caracteristicile produselor tricotate ce derivă din principalele funcții ale acestora sunt
specifice fiecărui tip de produs în parte. Caracteristicile unui produs tricotat nu sunt aceleași pentru
toate dom eniile de utilizare ale acestuia sau pentru toate nivelele de calitate solicitate de diferite
segmente de piață.
De exemplu, pentru un articol de îmbrăcăminte exterioară beneficiarul poate fi interesat în
primul rând de aspectul estetic, de preț și mai pu țin de durabilitatea produsului.
Pentru un articol destinat activităților sportive, beneficiarul este interesat în primul rând de
caracteristicile de confort și durabilitate si…de ce nu ? de existenta anumitor extra funcții care sa
monitorizeze funcțiil e vitale ale organismului pe perioada efectuării efortului fizic respectiv.
Tabelul 3.1. Caracteristicile tricoturilor
FUNCȚIA CARACTERISTICI ALE TRICOTULUI
CONSTRUCTIVĂ
(STRUCTURALĂ)
caracteristicile ce definesc
structura, forma dimensiunile
produsuluiparametrii de structură simpli;
complecși;
coeficienți ai parametrilor de structură;
caracteristici dimensionale lățime;
lungime;
grosime;
formă metraj;
în panouri;
conturate plan sau spațial.
ce țin de tipul legăturii cu legătu ră de bază;
cu legături derivate.
ce țin de aspectul, geometria
ochiurilor și materia primă
utilizatădensitate aparență;
porozitatea;
voluminozitate.
FUNCȚIONALĂ
(de confort)asigurarea confortului
psihosenzorialpilozitate, tușeu;
încărcar ea electrostatică;
asigurarea confortului
termofiziologicpermeabililate la aer;
permeabililate la vapori;
hicroscopicitate;
capacitate de izolare termică;
TEHNOLOGICĂ
capacitatea produsului de a fi
prelucrat în operațiile
tehnologice ulterioar e, în
condiții impuse de o anumită
tehnologie, în vederea
realizării unor alte produse
conforme cu specificațiilede prelucrabilitate flexibilitate;
elasticitate;
extensibilitate.
de conformitate intervale de toleranță ale caracteristicilor
ECONOM ICĂ efortul
necesar în vederea asigurării
calității produselor realizateindicatori economici de
calitatecosturi datorate defectelor;
costuri datorate creșterii nivelului calitativ.

ESTETICĂ
punctul de vedere al
beneficiarului de produs, în
vederea evaluării aspectului,
utilității produsuluide aspect grad de uniformitate al suprafeței;
de desen raportul legăturii;
raportul de desen;
combinația cromatică.
ECOLOGICĂ de protecție a vieții și
sănătății omuluiinflamabilitate;
conținut de s ubstanțe nocive;
de distrucție și recuperare rezistență la acțiunea microorganismelor;
posibilitatea de recuperare după utilizare.
DE
DISPONIBILITATE
capacitatea produsului de
a răspunde, î n timp,
cerințelor de utilitatecomportare la diferite tipur i
de solicitări mecanice
specifice domeniului de
utilizare (solicitări simple)rezistența și alungirea la tracțiune;
rigiditate la încovoiere;
rezistență la frecare;
comportare la solicitări
mecanice complexe
(durabilitate)rezistența și alungire l a plesnire;
rezistența și alungire la strângere;
rezistența la oboseală
capacitate de menținere a
formei, aspectuluistabilitate dimensională (abateri dimensionale la
tratamente unido -termice);
capacitate de a forma pilling;
mentabilitate posibilitate de remaiere;
comportarea sub acțiunea unor factori (apă,
temperatură, flacără, detergenți, substanțe
chimice, microorganisme etc.);
Obținerea unor tricoturi cu proprietăți prestabilite, în concordanță cu destinația,
presupune cunoașterea și stabilirea legăturii între proprietățile produsului și
proprietățile materiei prime. Pornind de la criteriul de subordonare a caracteristicilor
produsului față de cerințele impuse de utilizator, in fig. 3 .1seprezintă o schemă de
sinteză a funcțiilor gen erale ale produsului tricotate, în conformitate cu destinația și
corelate cu pr oprietățile materiei prime.
Criteriile de stabilire a caracteristicilor prioritare pentru o anumită destinație a
produsului tricotat conduc la restrângerea gamei de fire pentru un anumit domeniu de
utilizare. Alegerea unor caracteristici prin intermediul cărora se poate evalua calitatea
materiei prime poate fi privită din două puncte de vedere:
-din punct de vedere al producătorului ( caracteristici de prelucrabilitate );
-din punct de vedere al utilizatorului ( caracteristici de funcționalitate ).
Proiectantul este cel care tr ebuie să realizeze o cât mai bună corelare a celor două
grupe de caracteri stici.

Fig.3.1. Schemă de sinteză a funcțiilor generale ale produsului tricotate, î n
conformitate cu destinația și corelate cu pr oprietățile materiei prime
Firele textile prezintã o multitudine de caracteristici, dar pentru o anumitã destinatie
intereseazã doar unele dintre acestea.
Tabelul 3.2 . cuprinde spre exemplificare cerinte aletricoturilor cu anumite
destinatii precum si materiile prime ce pot asigura aceste cerinte.
Tabelul 3.2. Relatia între materia primã si domeniile de utilizare a tricoturilor
Destinatia articolelor
tricotateCerintele impuse
tricoturilor cu destinatia
aleasãFire ce rãspund cerintelor
Lenjerie de corp -capacitate de absorbtie;
-permeabilitate la aer si
vapori;
-rezistentã la spãlãri
repetate;
-stabilitate dimensionalã;
-tuseu, aspect plãcut;-bumbac si tip bumbac;
-polinozice;
-poliamidice;
-Bamboo; crabyon, matase
-vâscozã, acetat etc.

capacitate tinctorialã
Imbrãcãminte exterioarã-stabilitate dimensionalã;
-efect pilling redus;
-întret inere usoarã;
-capacitate de izolare
termicã;
-drapaj bun;
-nesifonabilitate;
-capacitate de a pãst ra pliuri.-bumbac si tip bumbac;
-lânã si tip lânã;
-sintetice (PES, PNA, PA) etc.
-polimeri si aliaje cu memoria formei;
Decoratiuni interioare (perdele, draperii stofe
mobile)-rezistentã la luminã, uzurã,
la sifonare, la spãlare si
cãlcare, la c ãldurã;
-drapaj, transparentã;
-stabilitate dimensionalã.-bumbac în amestec;
-fire metalice;
-polimeri si aliaje cu memoria formei;
-poliester texturat si netexturat, rotosetat etc.
Articole medicale, corsetãrie-elasticitate mare –
compresie;
-proprietãti
igienico -functionale;
-stabilitate dimensionalã,
relaxante, biodegdadabile,
bioabsorbante etc.-fire elastomere (textile de compresie);
-fire tip bumbac, tip lânã cu miez elastomer
etc.;
-fire cu continut de Ag, Au.
Articole tehnice-masa specificã redusã;
-rezistentã la putrezire;
-rezistentã la tractiune,
plesnire, încovoiere;
-termoconductibilitate
redusã.-fire filamentare poliolefinice, PA, PES etc
realizate prin filare clasica, electrofilare
Ciorapi, mãnusi, bãsti-rezist entã la uzurã;
-proprietãti igienice
asemãnãtoare articolelor de
lenjerie-fire tip bumbac, tip lânã;
-Bamboo; crabyon, conductive
-fire PA etc.
Îmbunătățirea calității produselor se realizează atât înmod intensiv (asupra
caracteristicilor existente ), cât și înmod extensiv (crearea unor noi caracteristici).
Factorii ce actioneaza sinergic spre dezvoltarea tehnologiilor de filare si
diversitatii firelor pentru tricotaje se dovedesc a fi:
– dezvoltarea micro bio si nanotehnologiilor si materialelor indomenii
interdisciplinare (chimic, fizic medical, farmaceutic, textile etc.) ce creeaza noi
polimeri, substanțe active, biocompatibile pentru utilizarea in folosul sanatatii si
siguranței omului;
– constientizarea implicațiilor cauzate de diversele afecți uni infectioase
si/sau virale;
– cerintele tehnologice si de disponibilitate mereu crescânde ale
etaloanelor pentru asigurarea calitatii si sigurantei vietii ;
– aplicarea de tratamente novative de finisare/biotehnologii, modificari
de suprafata ale structurilo r textile implicate (fire, tricoturi).
Corelarea acestor factori si integrarea noilor bio nano micro tehnologiilor
de filare, finisare permit realizarea de structuri tricotate cu comportament
dinamic, adaptiv care sa favorizeze:
– monitorizarea caracteristic ilor funcționale invederea menținerii
echilibrului termo -fiziologic;
– monitorizarea potențialului biologic necesar spre exemplu in perioada
de convalescenta post operatorie etc.;
– detectarea prezentei diferitelor microorganisme, substanțe chimice etc.
S-a trecut astfel de la structurile tricotate tradiționale la dezvoltarea de noi
aplicații inovative ce susțin si răspund in același timp cerințelor trasate de
Platforma tehnologica europeana in domeniul textilelor . Termeni ca: implantabil

chirurgical sau ortop edic, inginerie tisulara, textile antimicrobiene tip bariera,
structuri pentru tratamente endovasculare, tricoturi bioabsorbante polimerice,
structuri tricotate tip bariera, structuri fibroase vitaminizante, structuri tricotate
pentru eliberarea controlata de medicamente -sunt din ce in ce mai mult utilizați
in cercetarea medicala, industriala si farmaceutica mondiala.

2.2. Linii tehnologice de obtinere a firelor
Laproducerea tricoturilor seutilizează :
fire de bumbac și tip bumbac;
fire de lân ăși tip lân ă;
fire tip liberiene.
Principiul de ob ținere a firelor se bazeaz ăpe cur ățirea, destr ămarea,
ordonarea (îndrep tarea și paralelizarea fibrelor) și sub țierea treptat ăa
materialului fibros pân ăla fine țea dorit ăa produsului final -FIRUL.
2.2.1. Fluxuri tehnologice de ob ținere a firelor de bumbac
și tip bumbac pentru tricotaje
In filatura de bumbac s e cunosc t rei sisteme de filare :
sistem de filare cu proces de cardare;
sistem de filare cu proces de piept ănare;
sistem de filare tip vigonie.
Prin sistemul de filare cu proces de cardare se realizeaz ăfireîn gama
de fine țe Nm 10 -Nm 100 ce sunt frecvent utilizat e la producerea tricoturilor
pe ma șini circulare de tricotat.
Prin sistemul de filare cu proces de piept ănare se ob țin fire în gama
de fine țe Nm 40 -Nm 250. Firele piept ănate sunt de un nivel calitativ
superior celor cardate, ca rezultat al utiliz ării unu i bumbac cu fibr ălungăși a
introducerii în flux a opera ției de piept ănare. Piept ănarea are ca scop
principal îndep ărtarea fibrelor scurte și a eventualelor nopeuri și impurit ăți.
Firele piept ănate se caracterizeaz ăprintr -o bun ăprelucrabilitate pe ma șini de
tricotat iar tricoturile ob ținute au un aspect uniform, tu șeu pl ăcut.
Prin sistem de filare tip vigonie se ob țin fire groase în gama
Nm1Nm16 din materii prime inferioare. In tricotaje acestea se utilizeaz ă
ca fire de c ăptușealăpentru ob ținerea a rticolelor sc ămoșate.
In func ție de caracteristicile materiei prime, de calitatea și destina ția
firelor ce urmeaz ăa se ob ține, pot fi adoptate diferite fluxuri tehnologice.
In tabelul 2.2 sunt prezentate linii tehnologice de ob ținere a firelor
de bumbac și tip bumbac 4.

Pentru înțelegerea nota țiilor din tabelul 2.2. se fac urm ătoarele
preciz ări:
B–bataj;
C–cardă;

L–laminor;
F-flaier (F m-flaier mediu);
(Ff-flaier fin);
R-reunitor de benzi;
MP-mașina de piept ănat;
MFI -mașina de fila t cu inele;
MFOE -mașina de filat cu cap ăt liber cu rotor;
BC-agregat bataj –cardă;
BCL -agregat bataj -cardă-laminor
2.2.2. Fluxuri tehnologice de ob ținere a firelor de lân ăși tip lân ăpentru
tricotaje
In filaturile de lân ă, func ție de procede ul de prelucrare se pot ob ține
fire:
pe sistem cardat:
pe sistem piept ănat;
pe siste m semipiept ănat.
Prin flux tehnolo gic cu proces de cardare (fig.2.3 ) se ob țin fire de
lânăși tip lân ăde fine țe Nm 1 -Nm 20 dintr -o larg ăgamăde materii prime:
lânănormală, regenerat ă, tabăcăreasc ă, diverse p ăruri animale, fibre chimice,
deșeuri de m ătaseetc.
PREGĂTIREA
COMPONENȚILOR
PENTRU AMESTECAMESTECAREA CARDAREA
FILAREA
Fig.2.3 . Flux tehnologic de obținere a firelor cardate tip lână

Firele de lân ăcardat ă, destinate articolelor tricotate se distin g prin
voluminozitate, flexibilitate, elasticitate, rezisten ță.
Prin flux tehnologic cu proces de piept ănare (fig.2.4. ) se ob țin fire în
gama Nm 20 -Nm 80 din lân ănormal ă(finăși semifin ă)și fibre chimice tip
lână.
Fluxul tehnologic din filatura de lân ăpiept ănatăeste foarte complex,
cuprinzând faze tehnologice ne întâlnite la prelucrarea altor materii prime
fibroase (exemplu: opera ția de sp ălare și călcare a benzilor ce are ca scop
anularea ondula țiilor fibrelor în vederea ob ținerii unor fire cât mai n etede)
8.
PREGĂTIREA PENTRU CARDARE
CARDAREA
PREGĂTIREA PENTRU PIEPTĂNARE ȘI PIEPTĂNAREA
VOPSIREA, SPĂLAREA ȘI CĂLCAREA
PREGĂTIREA PENTRU REPIEPTĂNARE ȘI REPIEPTĂNAREA
PREGĂTIREA PENTRU FILARE
FILAREA
Fig.2.4. Flux tehnologic de obținere a firelor pieptănate tip lână
Intre diferitele fluxuri de ob ținere a firelor piept ănate exist ă
diferen țe cum ar fi :
etapa de vopsire -se poate realiza în band ăsauîn fir;
etapa de preg ătire a opera ției de filare -poate s ădifere semnificativ prin
tipul utilajelor și num ărul pasajelor de laminor.
Firelor destinate tricotajelor li se impun o serie de condi ții (de
voluminozitate, flexibilitate, elasticitate) din care cauz ădinfluxul tehnologic

de ob ținere sunt excluse frecvent opera țiile de vopsire, sp ălare și călcare a
benzilor.
Firele piept ănate sunt utilizate la producerea tricoturilor cu destina ția
îmbrăcăminte exterioar ă.
Prin fluxul tehnologic de ob ținere a firelor de lâ năsemipiept ănată
(fig.2.5. ) se fileaz ăfireîn gama Nm 1 -Nm 40 cu structur ăși caracteristici
asem ănătoare cu celor de lân ăpiept ănată. Preg ătirea pentru piept ănare
cuprinde mai multe pasaje de laminor cu câmp de ace. De subliniat lipsa din
aceast ăfazătehnologic ăa opera ției de piept ănare.Ca materii prime se
utilizeaz ălânănormal ă(groas ă, semigroas ăși semifin ă), fibre chimice și
diferite p ăruri animale. In tricotaje se prelucreaz ăcurent fire de lân ă
semipiept ănatăîn gama de fine țe Nm 12 -Nm 20.
PREGĂTIREA PENTRU CARDARE
CARDAREA
PREGĂTIREA PENTRU FILARE
FILAREA
Fig.2.5. Flux tehnologic de obținere a firelor tip lână semipieptănată
2.2.3.Fluxuri tehnologice de ob ținere a firelor liberiene și tip
liberiene pentru tricotaje
In industria textil ăse utilizeaz ăfibre liberiene tehnice sub form ăde
fuior sau câl ți, care se prelucreaz ăîn fluxuri tehnologice specifice :
flux tehnologic de ob ținere a firelor piept ănate din fuior;

flux tehnologic de ob ținere a firelor piept ănate din câl ți sau fuioare scurte
(segmentate înainte de intrarea în proces);
flux tehnologic de ob ținere a firelor cardate din câl ți.
Firele ob ținute prin aceste fluxuri nu sunt adecvate utiliz ăriiîn
tricotaje.
In prezent pe plan mondial se desf ășoarăcercet ări sus ținute în
vederea ob ținerii de fire liberiene și tip liberie ne (din in sau cânep ădestinate
articolelor tricotate 1,3,5,6. Aceste fire se ob țin din fibre cu grad avansat de
individualizare (fire cotonizate), prelucrate pe tehnologii specifice prelucr ării
bumbacului sau a lânii.
* * *
In toate fluxurile tehnologic e prezentate exist ăfaze tehnologice la
care scopul principal este de amestecare a materialului fibros. Prin
amestecare se realizeaz ăo mas ăomogen ăde fibre ale c ăror caracteristici
medii corespund propriet ăților firelor ce urmeaz ăa se ob ține.
Amestecuri le pot fi omogene (din fibre de aceea și natur ă)și
eterogene (din fibre de naturi diferite). Amestecul se caracterizeaz ăprin
natura componen țilorși cotele de participare. Se fileaz ăîn mod curent atât
fire rezultate din amestecuri omogene, cât și fire re zultate din amestecuri
eterogene.
Propriet ățile firelor din amestecuri eterogene sunt determinate de
caracteristicile fibrelor constituente, caracteristici ce se completeaz ă
reciproc, contribuind astfel la ob ținerea unor produse durabile, aspectuoase,
cu un confort sporit și ușor de întreținut.
In industria tricotajelor sunt utilizate frecvent fire din amestecuri de
fibre naturale cu fibre chimice sau fibre chimice de naturi diferite.
Fibrele chimice, fa țăde cele naturale, prezint ăo serie de avantaje,
cum ar fi :
producerea lor nu depinde de condi țiile pedoclimatice;
din acela și polimer se pot ob ține atât fire filamentare, cât și fibre de diferite
dimensiuni, cu diferite grade de luciu, diferite culori etc.;
rezisten ța la solicit ări mecanice este în general superioar ăfibrelor naturale;
lipsa impurit ăților, ceea ce se reflect ăpozitiv în consumul specific din
filaturi.

Nu pot fi însătrecute cu vederea unele caracteristici negative:
higroscopicitatea redus ă;
capacitatea tinctorial ănesatisf ăcătoare;
tendin ța pronun țatăde formare a pillingului;
capacitatea mare de încărcare cu sarcini electrostatice;
scăderea rezisten ței la trac țiune în mediu umed (fibre artificiale) 2, 7.
Un amestec este considerat omogen dac ăfibrele fiec ărui component
sunt dispersate p rintre fibrele celorlal ți componen ți. Un amestec de fibre
omogen prezint ăacelea și propriet ăți atât în lungimea firului cât șiîn
secțiunea transversal ăa acestuia. Varia țiile acestor propriet ăți se observ ăîn
produsul finit, sub forma unor neregularit ățipe por țiuni scurte (aspect
nelini știt) sau sub form ăde striuri, zebr ări.
Nerespectarea cotelor de participare a componen ților cât și
neuniformitatea amestecului conduc la ob ținerea unor fire cu caracteristici
necorespunz ătoare și neuniforme.

2.3. Pro cedee de filare a fibrelor scurte
Firul este alc ătuit dintr -oînșiruire de fibre îndreptate, paralelizate și
consolidate prin diferite procedee, cel mai frecvent fiind cel de torsionare.
Func ție de materia prim ăși cerin țele de calitate impuse firelor,
acestea se ob țin prin diverse fluxuri tehnologice, în care ultima faz ăeste
filarea40.
Filarea se efectueaz ăpe ma șini de filat care realizeaz ăurmătoarele
opera ții40:
laminarea înșiruirii alimentate (band ăsau semitort);
formarea firului (consolidarea înșiruirii de fibre laminate prin torsionare sau
alte procedee);
înfășurarea firului pe diferite formate ( țevi sau bobine).
Pânăla sfâr șitul anilor 1960, firele filate se realizau aproape în
exclusivitate pe ma șinile de filat cu inele sau selfactoare. La expozi ția de
mașini textile ITMA 1967, firma INVESTA (Cehoslovacia) a prezentat
prima ma șinăde filat neconven țional ă, cu aplicabilitate industrial ă-mașina
de filat OE cu rotor -al cărui principiu de ob ținere a firelor era total diferit
de cel al ma șinii de filat cu inele. Ulterior s -au realizat și alte tipuri de ma șini
de filat bazate pe noi principii de filare.
În tabelul 2.3.sunt prezentate câteva elemente comparative privind
procedeele de filare ce s -au impus în practica industrial ă[51].
Tabel 2.3.Elemente comparative privind procedeele de fialare
Procedeul
de filareSemifabri
cat
alimentatElementul
de torsionareViteza
de debitare
[m/min ]Fine țea firelor
[Ne]
tipul Viteza de
rotație[rot/min ]
Clasic ă(MFI) semitort țeavă 25.000 40 3-200
cu rotor band ărotor 130.000 179 5-36
cu jet de aer band ăaer 3.000.000 250 18-80
fricțiune band ăfir 250.000 300 10-30
Structura și caracteristicile firelor sunt determinate de procedeul de
filare și de propriet ățile materialului fibros supus prelucr ării. Pân ăîn prezent,

în tricotaje s -au impus firele realizate prin urm ătoarele procedee de filare
39, 38:
filarea pe ma șina de filat cu inele (clasic ă);
filarea cu rotor;
filarea prin fric țiune;
filarea aerodinamic ă(cu jet de aer etc.);
filarea prin înfășurare.
O parte din aceste metode, filare cu rotor, filarea prin fric țiune
(DREF 2) poart ădenumirea de "filarea cu cap ăt liber" -OPEN END, notat ă
prescurtat -OE.
2.3.1.Filarea clasic ă
Prin procedeul de filare clasic ă-pe ma șini de filat cu inele se pot
realiza:
fire normale (clasice), ce au în structur ănumai fibre scurte;
fire de efect, ce au în structur ănumai fibre scurte, în lungul firului
alternând, cu o frecven țăreglabil ă, porțiuniîngroșate;
fire cu miez, ce au în structur ăun miez filamentar învelit cu fibre scurte;
fire r ăsucite, ce au în structur ădouăfire unice simple, ce sunt r ăsucite pe
aceea și mașinăimediat dup ăformarea lor.
Principiul de formare a acestor fire este a celași. Deosebirea const ăîn
adaptarea unor dispozitive specifice la ma șina de filat cu inele.
2.3.1.1. Principiul de formare a firului clasic.
Considera ții asupra structurii și caracteristilor firului
Mașina de filat cu inele execut ătrei opera ții de b ază: laminarea,
torsionarea șiînfășurarea.
Materialul fibros alimentat la ma șina de filat cu inele se prezint ăsub
form ădeband ăsausemitort .
Firele ob ținute pe ma șina de filat cu inele alimentat ăcu band ă-
procedeu reluat și perfec ționat de firma Suess en-fațăde cele filate pe MFI
alimentat ăcu semitort, prezint ăurmătoarele avantaje:

prețde cost redus, datorit ăelimin ării fazei tehnologice de ob ținere a
semitortului;
uniformitate superioar ă, datorit ăunui control mai eficient în trenul de
laminat (s e lamineaz ăoînșiruire de fibre detorsiunat ă).
In cazul aliment ării ma șinii de filat cu semitort (fig. 2.6), acesta este
subțiat de trenul de laminat 2 ob ținându -se o înșiruire de fibre paralele ce
este torsionat ășiînfășuratăde ansamblul fus (5) -inel (3)-cursor (4).
Inșiruirea debitat ăde trenul de laminat este torsionat ăde către cursor, care
ruleaz ăpe inel în jurul formatului (fusului), fiind antrenat în aceast ămișcare
de fus, prin intermediul firului.
Infășurarea firului pe format se realizeaz ăprin combinarea a dou ă
mișcări: mi șcarea de rota ție-diferen țădintre tura ția fusului și tura ția
cursorului -(5), mi șcarea de transla ție a inelului (b ăncii inelelor).
Fig.2.6 . Schema de principiu a procedeului de filare pe mașina de filat cu
inele (1-bobin ăde semitort; 2 -tren de laminat; 3 -inel; 4; -cursor; 5 -fus; 6
-țeavăcu fir )
***

Filarea pe MFI, de și se caracterizeaz ăprin cea mai mic ă
productivitate comparativ cu alte procedee de filare, este considerat ăpânăîn
prezent singura tehnologie prin care se prelucreaz ăîntreaga gam ăde materii
prime, realizându -se totodat ăcel mai larg sortiment de fire în privin ța fine ții
și torsiunii.
Neuniformitatea densit ății de lungime a firelor ob ținute prin
tehnologia clasic ăeste dat ăde neuniformitatea înșiruirii debitate de trenul de
laminat, deoarece în timpul form ării firului torsiunea se propag ăpână
aproape de linia de prindere a cilindrilor debitori, fibrele neavând
posibilitatea de rearanjare prin alunecare.
Torsiunea firului este uniform repartiz atăpeîntreaga sec țiune
transversal ăa firului, iar aranjarea componen ților de fibr ăîn fir este
preferen țială(respectiv fibrele lungi și fine spre miezul firului iar cele groase
și scurte spre periferie).
Valoarea torsiunii se stabile ște func ție de dest inația firelor sau
rezisten ța necesar ădomeniului de utilizare.
Num ărul minim de fibre din sec țiunea transversal ă(nmin) este
dependent de natura fibrelor prelucrate:
la firele tip bumbac n min= 6070;
la firele tip lân ăpiept ănatănmin= 40;
la firele ti p lân ăsemipiept ănatănmin= 551.
Gradul de orientare ( îndreptare) a fibrelor în fir este dependent de
fluxul tehnologic din prepara ția filaturii (cardat sau piept ănat). La firele
clasice, gradul de orientare al fibrelor în fir este mai mare decât al firelor
obținute prin alte procedee de filare.
Caracteristicile firului sunt influen țate în mare m ăsurăde
caracteristicile fibrelor, prin transferul acestora în fir.
Speciali știi au stabilit ordinea de rang a caracteristicilor fibrelor în
caracteristicile firului. In cazul tehnologiei clasice, func ție de natura
materialului fibros prelucrat, ordinea este:
lungimea și uniformitatea lungimii;
rezisten ța;
finețea;
alungirea;
conținutul de impurit ăți.

Ordinea de rang a influen ței principalelor caracteristici ale
bumbacului brut asupra propriet ăților firelor clasice, stabilit ăde Federa ția
Interna țional ăa Produc ătorilor Textili ști (I.T.M.F.) și Asocia ția
Produc ătorilor de Bumbac (CI) este diferit ă(tabel 2.4.).
Tabel 2.4.Ordinea de rang a influenței principa lelor caracteristici ale
bumbacului brut asupra proprietăților firelor clasice
Caracteristica ITMF CI
rezisten ță 1 6
lungime 2 5
procent de fibre
scurte3 7
grad de maturitate 4 3
finețe 5 4
culoare 6 2
impurit ăți 7 1
La producerea tricoturilor s e utilizeaz ăfrecvent fire realizate pe
MFI. Se prelucreaz ăcurent fire tip bumbac cu densitatea de lungime în gama
10tex50tex și fire tip lân ăcu densitatea de lungime în gama
12.5 tex100tex.
2.3.1.2. Principiul de formare a firului cu miez realiza t pe ma șina de fiat
cu inele. Considera ții asupra structurii și caracteristicilor firului cu
miez
Principiul de ob ținere a firelor cu miez pe MFI const ăîn alimentarea
simultan ăîn trenul de laminat a semitortului și a firului filamentar. Reunirea
celor d oi componen ți are loc înaintea cilindrilor debitori ai trenului laminat.
(fig.2.8.).Prin torsionarea simultană se formează structura de fir compus, la
care miezul filamentar este acoperit cu fibre (fig.2.9.) 43, 44, 45, 46 .

Fig. 2.8 . Principiul de f ormare a
firului compus cu miez realizat
pe MFIFig.2.9 . Structura firului cu
cu miez
Filarea acestor fire presupune:
modificarea rastelului ma șinii de filat pentru asigurarea aliment ării cu fir
filamentar a fiec ărui post de lucru;
adap tarea la trenul de laminat a unor dispozitive cu rol de tensionare și
ghidare a firului filamentar.
Dispozitivul de tensionare asigur ăalimentarea miezului cu o
tensiune constant ăși de o anumit ăvaloare (reglabil ă). Dispozitivul de
ghidare asigur ărealiz area unei structuri cât mai corecte, respectiv
favorizeaz ăînvelirea uniform ăa miezului cu fibre.
***
Aspectul de suprafa țăal firelor cu miez este asem ănător cu cel al
firelor clasice normale dar structura și caracteristicile lor sunt diferite.
Func țiede fibrele utilizate în manta se pot ob ține fire tip bumbac
(cardat, piept ănat), tip lân ă(cardat ă, piept ănată).
Gama sortimental ăa acestor fire este practic nelimitat ă. În func ție de
combina ția miez -manta respectiv natura și caracteristicile materiilor prime
(filamentelor și fibrelor), cotele de participare ale componentelor
(miez/manta), gradele de torsionare, se poate ob ține practic o larg ăgamă
sortimental ăde fire.

Firele cu structur ămiez -manta constituie un nou sortiment de fire,
care în ultimii ani este folosit cu succes în domeniul tricotajelor 16, 17, 18,
19, 20. Aceste fire au în general, un miez constituit din filamente chimice și
unînveli șdin fibre discontinue 21. Fiecare din aceste componente (miez –
manta) confer ăfirului caracterist ici specifice 22. Miezul confer ănoii
structuri rezisten ță, uniformitate, stabilitate dimensional ă, caracteristici ce se
transfer ăprodusului tricotat 23, 24, 25, 26 . Mantaua confer ăproduselor
aspect asem ănător cu cele realizate din fire clasice norma le, confort la
purtare27, 28.
Firele cu structur ămiez -manta, impun o prelucrare (tricotare –
finisare) diferit ăfațăde firele clasice similare rezultate din amestecuri
omogene sau eterogene 29, 30. Aceste fire confer ăprodusului tricotat
aspect pl ăcut, capacitate redus ăde formare a pillingului, o bun ăstabilitate
dimensional ă49.
Prin dotarea ma șinilor de filat cu inele cu dispozitive ce necesit ă
investi ții minime se pot realiza noi fire, ce pot fi prelucrate cu randamente
ridicate în procesul d e tricotare, ob ținându -se tricoturi cu caracteristici de
aspect și confort superioare celor realizate din fire clasice normale.
2.3.1.3. Principiul de formare a firului r ăsucit și de efect ob ținut pe
mașina de filat cu inele. Considera ții asupra structuri iși
caracteristicilor firului r ăsucit ob ținut pe MFI
Principiul de ob ținere a firelor r ăsucite direct pe MFI (cunoscut și
sub denumirea de Sirospun) este destinat prelucr ării fibrelor lungi de tip
lânăpiept ănată, neextinzându -se pân ăîn prezent pentru fire tip bumbac.
Metoda const ăîn laminarea simultan ăa dou ăsemitorturi de c ătre un
tren de laminat obi șnuit, dar care este prev ăzut cu dou ăcondensatoare
speciale ce separ ăcele dou ăînșiruiri pân ăla debitare (fig. 2.10).

Torsiunea se propag ăde la ansamblul fus -inel -cursor pân ăla
nivelul cilindrilor debitori, r ăsucind firele unice și asigurând totodat ă
torsionarea fiec ăreiînșiruiri debitate de trenul de laminat.
Firul final r ăsucit are torsiunea în
acela și sens cu torsiunea firelor unice.
O c oncep ție deosebit ăreprezint ă
dispozitivul mecanic de control al prezen ței
firului r ăsucit. Acest dispozitiv de
construc ție simpl ă, dar de mare eficien ță
este format din dou ăștifturi montate pe o
clapet ăoscilant ăprintre care trece firul
răsucit. Dac ăunul din cele dou ăfire ce
formeaz ăfirul r ăsucit se rupe atunci cel ălalt
firîși modific ătraseul, atinge știftul,
determin ăoscila ția lateral ăa clapetei care
prin cel de -al doilea știft rupe firul r ămas în
lucru. Se evit ăastfel formarea șiînfășurarea
peformat a firelor unice.
Structura acestor fire este
asem ănătoare cu cea a firelor r ăsucite iar
propriet ățile lor sunt dependente de
caracteristicele fibrelor prelucrate și
parametrii de reglare ai ma șinii.
Fig.2.10. Procedeul Siro Spun
de ob ținere a firelor r ăsucite
pe ma șina de filat cu inele
Firele r ăsucite SiroSpun sunt utilizate cu succes pentru ob ținerea de
articole tricotate; mai frecvent sunt utilizate cele în gama
14tex212.5 tex2.

* * *
Pe ma șini de filat cu inele se pot ob ține fire cu efect de filare 51:
fire mélange (fire simple ob ținute din amestecuri de fibre de diferite culori);
fire cu nopeuri (fire simple în structura c ărora sunt repartizate nopeuri,
confec ționate separat și introduse în vălulde card ă);
fire flammé (fire la care alterneaz ăporțiuni sub țiri cu por țiuni îngroșate,
obținute prin reglaje speciale ale trenului de laminat al ma șinii de filat cu
inele).
2.3.2.Procedee neconven ționale de filare.
Principii de formare a firelor. Structur ăși caracteristic i
Pentru evaluarea unei tehnologii de filare sunt luate în discu ție
următoarele criterii: cali tatea, rentabilitatea , flexibilitatea 47, 38.
Principalul scop al introducerii tehnologiilor neconven ționale de
filare este de a dep ăși performan țele de produc tivitate ale ma șinilor de filat
cu inele.
In ultimii 30 –40 de ani s -au intensificat cercet ărileîn domeniul
descoperirii altor procedee de filare cu productivitate ridicat ă. Așa au ap ărut
noi sisteme de filare complet diferite de sistemul clasic, numite "procedee
neconven ționale" prin care se produc fire cu structuri speciale 2.
In cazul acestor tehnologii, cre șterea vitezelor de lucru este posibil ă
deoarece opera ția de torsionare nu implic ărotirea formatului de înfășurare.
Deasemenea, organele de lucr u ce asigur ătorsionarea sunt distincte de cele
ce realizeaz ăînfășurarea.
De regul ă, mașinile de filat neconven ționale sunt alimentate cu benzi
de fibre cardate sau piept ănate, nefiind necesar ăfaza de ob ținere a
semitortului.
Cea mai mare parte a acestor sisteme de filare, în prima faz ă
individualizeaz ăfibrele din benzile alimentate pe care apoi le transform ăîn
fire. Asemenea sisteme sunt numite sisteme de filare cu cap ăt liber.
Multiplele sisteme de filare îngreuneaz ămodul de clasificare a acestora,
speciali știi utilizând diferite criterii dintre care se amintesc 50:
dupămodul de formare a firului:

cu fibre eliberate total:
filarea cu rotor;
filarea prin fric țiune (DREF II);
filarea aerodinamic ă(cu vârtej sta ționar);
filarea electrostatic ă.
cu fibr e eliberate par țial:
sistemul de filare DREF III;
filarea cu jet de aer.
dupămodul de consolidare a structurii:
prin torsiune real ă(filarea cu rotor, prin fric țiune, aerodinamic ă);
prin autotorsiune;
prinînfășurare;
prin lipire;
prinîmpâslire.
dupătipul firului realizat:
normal;
cu miez;
de efect.
Fărăa seține seama de aceste criterii, dup ăITMA'2012 se utilizeaz ă
frecvent urm ătoarea prezentare a sistemelor de filare 3:
filarea clasic ă(cu inele);
filarea cu rotor;
filarea aerodinamic ă;
filarea pr in fric țiune;
filarea prin înfășurare;
filarea electrostatic ă;
filarea prin lipire.
Aceast ăprezentare ține seama de modul în care sistemele de filare
s-au introdus în practica industrial ă. Filarea cu rotor s -a impus definitiv și
categoric, fiind consider atăde unii speciali ști drept un sistem clasic de filare.
In ultimii ani, în industria tricotajelor s -a produs o transformare
remarcabil ă. Cu câ țiva ani în urm ăerau prelucrate aproape în exclusivitate
numai firele filate pe MFI. In prezent își găsesc util izarea și firele OE cu

rotor, ce sunt deja folosite în mare m ăsurăla producerea tricoturilor 5. Se
pune întrebarea dac ăpe viitor vor p ătrunde în tricotaje și firele produse prin
alte tehnologii neconven ționale de filare.
Firele filate prin procedeele n econven ționale pot fi utilizate cu
succes în industria tricotajelor, al ături de firele clasice și OE cu rotor.
Adaptând propriet ățile fibrelor la exigen țele fiec ărui procedeu de filare, se
pot ob ține fire ce convin atât din punct de vedere al prelucrabilit ății cât și din
punct de vedere al propriet ăților produselor tricotate 47.
Noile cercet ări au condus la elaborarea principalelor condi ții tehnice
și criterii tehnologice cu privire la extinderea utiliz ării acestor fire pentru
materiale tricotate.
2.3.2.1. Filarea cu rotor
Cel mai extins procedeu neconven țional de filare este procedeul de
filare cu rotor.
Primele ma șini de filat cu rotor ce au dat rezultate practice s -au
realizat în 1961 de c ătre un grup de cercet ători din cadrul Institutului de
Cerce tări al Bumbacului din Usti Nad Orlici din Cehoslovacia. Apari ția
acestor ma șini a produs o revolu țieîn tehnica fil ării. Prima ma șinăOE cu
rotor a fost prezentat ăla ITMA '67 la Bâle de c ătre firma Investa.
Intr-un timp relativ scurt, renumite firme cons tructoare de ma șini
textile (SACM, AUTOCORO, RIETER, PLATT, SUESSEN, ZINSER,
KRUPP, TOYOTA) au început s ăconstruiasc ăși săperfec ționeze acest
sistem.
Succesul tehnologiilor de filare OE cu cap ăt liber este datorat
multiplelor sale avantaje:
o cre ștere m edie de 56 ori a productivit ății ma șinii;
o reducere cu 50 60% a num ărului de ore -muncitor pe unitate de mas ăfir
produs;
o reducere cu pân ăla 40% a necesarului de spa țiu productiv;
reduceri semnificative ale de șeurilor de la 4% la ma șina de filat cu inele la
1.5% la ma șina de filat OE;

Interesul filatorilor este de a produce fire cu cheltuieli de produc ție
cât mai reduse, deci un profit cât mai mare ce este deplin realizat prin
utilizarea acestui sistem de filare (pentru ob ținerea de fire groase și medii).
Principiul de formare a firului OE cu rotor
Procedeul de filare cu rotor este total diferit fa țăde procedeul clasic,
din care cauz ăatât structura cât și propriet ățile firelor sunt diferite.
Opera țiile de baz ărealizate la filarea cu rotor sunt:
alimentarea cu band ă;
defibrarea benzilor pân ăla individualizarea fibrelor;
transportul și pozi ționarea fibrelor în rotor sub forma unui inel;
formarea firului prin captarea și torsionarea fibrelor din rotor de c ătre un
capăt liber de fir;
înfășurarea fir ului pe formate cilindrice sau tronconice.
Procedeul (fig. 2.12) utilizeaz ăca element de filare un rotor (4) cu un
anumit profil a c ărui rota ție este de 30 150.000 rot/min 7.Inșiruirea
fibroas ăsub form ăde band ă(1) este alimentat ăde cilindrul alimen tator (2’)
și apoi defibrat ăpânăla individualizare de cilindrul defibrator (2'). Acesta
are rolul de individualizare a fibrelor (ceea ce favorizeaz ăeliminarea
impurit ăților) și de livrare a fibrelor individualizate canalului de transport
(3).
Datorit ăturației mari a rotorului și a depresiunii din interiorul
acestuia, fibrele sunt deplasate radial și așezate sub form ăde inel (5) în
canelura rotorului.
Vacuumul (creat de un sistem de aspira ție) din interiorul rotorului
absoarbe cap ătul liber de fir forma t anterior (6).
Datorit ăforței centrifuge firul se plaseaz ăla marginea interioar ăa
rotorului șiîncepe s ăse roteasc ăîn jurul axei proprii colectând fibrele din
inelul de filare (5).
Fiecare rota ție a rotorului introduce o torsiune înînșiruirea de fib re
care se transform ăîn fir. Torsionarea reprezint ăraportul dintre tura ția
rotorului și viteza de debitare. Firul format este extras continuu din rotor,
prin duza (5'), de c ătre cilindrii de tragere (8) și apoi înfășurat pe bobina (7).

Fig. 2.12 . Schem a de principiu a procedeului de filare OE cu rotor
(1-band ă; 2-cilindru defibrator; 2’ -cilindru de alimentare; 3 -canal de
transport; 4 -rotor; 5 -inel de fibre; 5’ -duză; 6-fir; 7 -bobin ă; 8-cilindru de
înfășurare )
În func ție de tipul mecanismului de înfășurare al ma șinii, firul este
depus pe formate cilindrice sau conice, cu densit ăți de înfășurare adecvate
prelucr ării ulterioare. Pentru firele destinate tricotajelor exist ăposibilitatea
parafin ării lor direct pe ma șină.
***
Considera ții asupra str ucturii și caracteristicilor firelor realizate pe
mașina OE cu rotor comparativ cu firele clasice
Filarea OE cu rotor se aplic ăcu succes în sectorul bumbacului. In
ceea ce prive ște filarea prin acest procedeu a altor tipuri de fibre, exist ă
preocup ări su sținute, dar care încănu s -au materializat în practica
industrial ă.
Prin procedeul de filare OE cu rotor gama de fine țe ce poate fi
obținutăeste mai restrâns ădecât la procedeul clasic (20 tex 200 tex).
Datorit ănoutăților în construc ția ma șinilor de fil at OE cu rotor (ex.
RIETER –R1), combinate cu utilizarea unui bumbac superior, piept ănat, se
pot ob ține fire de bun ăcalitate, de fine țe 10 tex7.
Prin filarea OE cu rotor se ob țin fire mai uniforme din punct de
vedere al densit ății de lungime. Uniformit atea mai bun ăse explic ăprin
dublajul foarte mare din rotor precum și prin aranjarea mai uniform ăa

fibrelor, datorit ăposibilit ății de alunecare a acestora una fa țăde alta în
timpul form ării firului.
Structura și propriet ățile firelor OE cu rotor depind de:
caracteristicile fizico -mecanice ale fibrelor prelucrate;
uniformitatea benzilor alimentate;
conținutul de impurit ăți (în cazul fibrelor naturale);
tratamentele speciale ( în cazul fibrelor chimice);
parametrii tehnologici de reglare (tura ția defibrato rului și a rotorului,
laminajul, gradul de torsionare etc);
caracteristicile tehnice ale capului de filare (tipul garniturii defibratorului,
geometria rotorului și a duzei de evacuare etc.).
In structura firelor filate cu rotor, fibrele se dispun astfel 8:în
centru miezul format din fibre compactizate aproximativ paralele cu axa
firului, apoi un strat de fibre r ăsucite în jurul miezului șiîn final fibre care se
înfășoară(într-un sens sau altul) în jurul firului format, a șa numitele brâie.
Cu cât vor fi mai pu ține fibre în stratul exterior și mai multe fibre în
miez, rezisten ța firului va fi mai mare 9. Brâiele apar datorit ăprelu ăriiși
înglob ăriiîntâmpl ătoare a unor fibre în structura firului. Acestea pot fi
înfășurate strâns în jurul firului sau po t fi libere. Num ărul brâielor este
dependent de natura, fine țeași lungimea fibrelor prelucrate 10, precum și
de caracteristicile tehnice ale capului de filare. Brâiele libere prin alunecare
în lungul firului îngreuneaz ăprocesul de prelucrare ulterioar ăa firelor.
Structura exterioar ăa firului filat OE difer ăde cea a firelor filate
clasic11. La firele OE comparativ cu cele clasice, migrarea fibrelor
intervine într-o măsurămai mic ă, fapt ce determin ăca distribu ția acestora în
secțiunea transversal ăsăfie mai uniform ă.
Distribu ția torsiunii este mai pu țin uniform ă; firul OE cu rotor este
mai torsionat spre miez și prezint ăspre periferie un grad de torsionare mai
redus.
In cazul firelor OE cu rotor, valoarea torsiunii este impus ăde stabilitatea
procesului de filare, în general fiind necesare torsiuni cu circa 15% mai mari decât
pentru firele clasice de fine ți similare.
La acest procedeu de filare, num ărul minim de fibre din sec țiunea
transversal ăa unui fir tip bumbac este de 90 12012. Aceast ăcondiție se impune în
scopul asigur ării stabilit ății procesului și a unor caracteristici corespunz ătoare de fir.

Gradul de orientare al fibrelor în firul OE este mai redus decât în cel clasic,
datorit ătensiunilor relativ mici la care sunt supuse fibrele întimpul form ării firului.
In structura firelor OE se reg ăsesc numeroase fibre pliate și fibre cu grad de
îndreptare redus. La aceste fire gradul de orientare al fibrelor este de circa 0.8.
Dependen ța rezisten ței firelor OE de gradul de torsionare este mai p uțin
pronun țatăcomparativ cu firele clasice. Tensiunile reduse de solicitare a fibrelor în
timpul form ării firului, migrarea și orientarea redus ăa fibrelor, determin ăo
valorificare redus ăa rezisten ței fibrelor în rezisten ța firului 12. In consecin ță
rezisten ța la trac țiune a firelor OE este mai mic ădecât a firelor clasice.
Structura și caracteristicile firelor OE cu rotor sunt influen țateîn mare
măsurăde caracteristicile fibrelor. Ordinea de rang al caracteristicilor fibrelor ce se
transfer ăîn caracteristicile fibrelor OE cu rotor este urm ătoarea:
rezisten ța;
lungimea și uniformitatea lungimii;
finețea;
alungirea;
conținutul de impurit ăți.
La prelucrarea firelor OE cu rotor pe ma șini de tricotat se înregistreaz ă
anumite avantaje comparativ cu fire le clasice. Prelucrabilitatea acestora este mai
bunăiar eficien ța ma șinilor de tricotat este ridicat ă15. Aceasta se datoreaz ăîn
principal urm ătoarelor argumente:
comportarea bun ăla desf ășurarea de pe bobin ă;
uniformitatea bun ăa firului;
valoarea sc ăzutăși constant ăa coeficientului de frecare;
reducerea cazurilor de întrep ătrundere a firului pe bobin ăcuînfășurarea în cruce;
tendin ța redus ăde formare a cârceilor (echilibrul torsional bun);
reducerea tendin ței de producere a scamei la tricotare;
avantaje în ceea ce prive ște finisarea tricoturilor.

2.4. Tratamente de finisare chimica aplicate firelor
Pentru obtinerea de tricoturi inovative, cu carateristici performante se pot
aplica:
-tratamente de finisare pe fir;
-tratamente de finisare pe tri cot.
2.4.1. Texturarea firelor filamentare
Produsele textile din fire filamentare chimice (datorit ămodului
compact de a șezare a filamentelor în structura firului) au un aspect sticlos,
tușeu rece, capacitate de izolare termic ăși drapaj redus -ceea ce limiteaz ăîn
mare m ăsurădomeniile de utilizare.
La firele sintetice, caracterizate prin termoplasticitate, aceste
deficien țe pot fi diminuate și chiar înlăturate prin diferite tehnici de texturare
termomecanice. Exist ăînsăși tehnici relativ noi care pe rmit texturarea
firelor filamentare netermoplastice -cum ar fi texturarea cu jet de aer, sau
cea de sc ămoșare. Prin sc ămoșarea superficial ă(cu un abraziv) a firelor
netede se ob țin fire filamentare cu aspect de fir filat 1.
Texturarea este opera ția prin care se modific ăstructura geometric ăa
firelor filamentare etirate (netede). Aceast ăopera ție presupune încrețirea
filamentelor și fixarea lor în aceast ăform ăprin tratamente termice. Firele
texturate se caracterizeaz ăprin voluminozitate și elasticit ate m ărită. Func ție
de procedeul și parametrii procesului de texturare se pot ob ține fire cu valori
diferite ale celor dou ăcaracteristici. Gama sortimental ăa firelor texturate
este foarte larg ă.
Caracteristicile firelor texturate
In afara propriet ăților generale ale tuturor categoriilor de fire
(densitate de lungime, rezisten țăși alungiri la rupere etc.) firele texturate se
caracterizeaz ăprin:
forma ondula țiilor;
voluminozitate;

extensibilitate.
Aceste caracteristici se apreciaz ăprin metode și indica tori specifici.
Voluminozitatea se apreciaz ăprin:
volum specific (cm3/g)-volumul specific al firului înfășurat cu tensiune
constant ăpe un format;
masa specific ăaparent ă(g/cm3);
factor de texturare -raportul dintre volumul specific al firului textur atși al
firului netexturat.
Extensibilitatea se apreciaz ăprin:
grad de elasticitate (%)
alungire poten țială(%) -alungirea firelor texturate sub ac țiunea for ței de
descre țire; poate fi determinat ăprin diferitele metode sau din diagrama efort
-deform ație (fig.2.21. ).
Fig.2.21 . Diagrama efort -alungire a firelor texturate
k-alungirea poten țială
Valorile acestei caracteristici variaz ăîn limite foarte largi: 7 8%
pentru fire voluminoase; 400 500% pentru fire cu elasticitate mare
(supraelastice).
Producerea firelor texturate a determinat o schimbare în industria
tricotajelor, deoarece prin texturare, firele cap ătăpropriet ăți noi –devin mai
moi, mai voluminoase, au elasticitate m ărită, imprimând aceste caracteristici
și produselor.
Produsele din fire texturate se deosebesc în mod cert de cele
obișnuite, netexturate; ele se remarc ăprin: rezisten țăla uzur ă, aspect pl ăcut,
luciu discret, stabilitate dimensional ă,întreținere u șoară. Masa produselor
tricotate din fire texturate este cu 20 30% mai mic ădecât a produselor din
fire netexturate, f ărăa afecta starea de confort 2.

2.4.2. Opera ția de mercerizare
Mercerizarea este opera ția de tratare a structurilor textile din
bumbac, în stare tensionat ăsau netensionat ă, cu o solu ție de hidroxid de
sodiu 1 225% și are ca scop modificarea propriet ăților mecanice, optice și
tinctoriale.
Modificarea propriet ăților prin mercerizare se explic ăprin
modificarea structurii supramoleculare a fibrelor din structurile textile
tratate.
Creșterea luciului se datoreaz ăumfl ării fibrelor, suprimându -se
astfel cea mai mare parte a r ăsuciturilor provocate de uscarea fibrelor la
deschiderea capsulei. Refacerea formei cilindrice a fibrei are ca efect
creșterea luciului.
Luciul produselor mercerizate se accentueaz ăși datorit ăfaptului c ă
mercerizarea este precedat ăde opera ția de gazare. Gazarea const ăîn arderea
capetelor de fibre ce ies din structura suportului textil supus merceriz ării. In
cazul firelor, opera ția de gazare reduce substan țial pilozitatea, având ca efect
reducerea coeficientului de frecare 8.
Prin mercerizare, alungirea la rupere a firelor sufer ămodific ări
datorit ămodific ărilor structur ale ale fibrelor (fig.2.22 ).
Echilibrul torsional se reduce semnificativ prin mercerizare,
deoarece structura firului se stabilizeaz ădin punc t de vedere torsional
(fig.2.24 ).Acest fenomen prezint ăo deosebit ăimportan țăpentru firele
destinate tricot ării.
In urma procesului de mercerizare cre ște afinitatea fa țăde coloran ți,
ceea ce se explic ăprin sc ăderea indicelui de cristalinitate 3. Cre ște
intensitatea culorii, ceea ce se concretizeaz ăprin reducerea cu circa 25 30%
a cantit ății de colorant necesar ăpentru aceea și rețetăutilizat ăpentru un fir
nemercerizat.
Efectul merceriz ării depinde de parametrii opera ției:
concentra ția solu ției de tratare;
timpul și temperatura de lucru;
tensiunea aplicat ămaterialului textil (fir, tricot, țesătură).

In practic ă,în timpul merceriz ării, structurile textile sunt tensionate.
Atunci când firele sau tricoturile se mercerizeaz ăîn stare tensionat ă, se
înregistreaz ăo scădere a alungirii la rupere. Mercerizarea f ărătensionare are
ca efect cre șterea alungirii la rupere și provoac ăo contrac ție la nivelul
fibrelor. Reducerea echilibrului torsional prin mercerizare asigur ăo
prelucra bilitate bun ăa firelor în opera ția de tricotare.
Tricoturile mercerizate, fa țăde cele nemercerizate realizate în
acelea și condi ții de tricotare, înregistreaz ăoîmbun ătățire a urm ătoarelor
caracteristici: rezisten țăla plesnire, elasticitate, permeabilit ate la aer și
vapori, reducerea tendin ței de înclinare a șirurilor de ochiuri 4, 5.
Tricoturile mercerizate se pot ob ține prin mercerizarea acestora, sau
prin tricotarea firelor mercerizate.
In uma cercet ărilor efectuate 6, s-a constat c ăprin merceri zarea
tricoturilor se ob ține o reducere a unghiului de spiralitate cu 20 30%, în
compara ție cu reducerea de 10 13% la tricoturile realizate din fire
mercerizate.
Firele mercerizate se prelucreaz ămai bine în procesul de tricotare
decât firele similare neme rcerizate, cu repercursiuni asupra productivit ății
mașiniiși a calit ății tricoturilor.

Fig. 2.2.b. Factori de influen țăasupra propriet ăților fibrelor
 compozitie chimicã
 formã
 grad de polimerizare
 natura si nr.grupelor polare
 flexibilitatea rețelei
legãturi intramoleculare
 gradul de orientare
 legãturi intermoleculare
 sistem de cristalizare
 indici de cristalizare
 dimens.si ordonarea fibrilelor
legãturi interfibrilare
 zone si formatiuni morfologice
 coeziunea dintre format iuni
 forma sect iunii transversale si
longitudinaleSTRUCTURA
MACROMO –
LECULARÃ
STRUCTURA
SUPRAMO –
LECULARÃ
STRUCTURA
MORFO –
LOGICÃSTRUCTURA
FIBRELOR
PROPRIETÃTIL
EFIBRELORPRELUCRA –
BILITATE
PROPRIETÃTILE
STRUCTURILOR
TEXTILEmacromolecularã

1Tabel 2.7. Procedee de texturare
Procedeul de
texturarePrincipiul Observa ții
TorsionareRealã torsionare -fixare -detorsionare
(flux discontinuu)-ondulații spațiale spiralate (tridimensionale);
-procedeu cu productivitate redusã;
-procedeu aband onat.
Falsã încãlzire -deformare prin falsã torsiune
-fixare (flux continuu)-ondulații spațiale spiralate (tridimensionale);
-procedeu cu productivitate mare;
-destinații: tricoturi, țes ãturi.
Comprimare ondulare prin comprimare în camerã
încãlzit ã-ondulații zig -zag (bidimensional);
-destinații: covoare tip Tufted, țes ãturi tehnice.
Cu jet de aer buclare cu aer comprimat -ondulații tridimensionale;
-se pot textura fire netermoplastice și amestecuri;
-destinații: tricoturi, tapițerii auto, s tofe mobilã.
Spiralizare deformarea prin trecerea pe o muchie
încãlzitã-ondulații bidimensionale;
-aplicabilitate redusã.
Knit-de-Knit tricotare -fixare -deșirare (flux
discontinuu)-ondulații sub form ã de buclã (bidimensionale)
-procedeu cu prod uctivitate redusã;
-aplicabilitate restrânsã.
Cofilare cofilarea a doi polimeri cu contracții
diferite-ondulații spațiale (tridimensionale)
-structurã bilateralã, asemãnãtoare lânii;
-procedeu relativ nou.

CAPITOLUL 4.
FIRE ELASTICE PENTRU TRICOTAJE. PROCE DEE DE OBTINERE.
CARACTERISTICI
Extinderea gamei sortimentale de materii prime, ridică o serie de probleme adresate specialiștilor
din industria tricotajelor, referitoare la realizarea reglajelor tehn ologice corecte si precise, în vederea
obținerii unor tricoturi cu caracteristici prestabilite.
O problemă de primă importanță în industria tricotajelor o constituie obținerea cu maximă
eficiență a unor tricoturi ce prezintă valori ale caracteristicilor d e calitate în stransă corelație cu cerințele
beneficiarilor din sfera producției și din afara ei. Transpunerea cerințelor impuse în informații utile, pentru
sfera producției presupune realizarea unei documentații tehnice și tehnologice corecte și precise, realizate
pe baze științifice. Aceste considerente au stat la baza elaborarii prezentei lucrări.
Firele rezultate din amestecuri eterogene de fibre se utilizează în mod frecvent în industria
tricotajelor in pofida faptului ca au aparut extrem de multe mi cro/bio/nano tehnologii care ofera
posibilitatea obtinerii de fire cu proprietati noi. Acestea din urma au aplicatii speciale (medicin a,
aeronautica, sport, timp, liber etc. In acest sens, un interes deosebit prezintă amestecurile de bumbac cu
fibre chimic e, proprietățile lor completăndu -se reciprac, contribuind astfel la obținerea unor produse
durabile, aspectoase, cu confort sporit si usor de întreținut.
Firele tip bumbac se pot fila din amestecuri omogene (100% bumbac, 100% fibre chimice
de ac eeasi natura), sau amestecuri eterogene (bumbac cu fibre chimice sau fibre chimice de naturi
diferite). Diversificarea sortimentala de fire tip bumbac, destinate producerii tricoturilor pe masini
circulare de tricotat cu diametru mare, se realizeaza in mod curent prin modificarea cotelor de participare a
fibrelor din amestec si/sau prin utilizarea firelor produse prin diferite tehnologii de filare (clasice si
neconventionale ) [3,11,113,114,135,136] .
Numeroase cercetari [ 64, 71, 107, 108, 137] au studiat p relucrabilitatea firelor filate
neconventional in procesul de tricotare. Adaptand proprietatile fibrelor la exigentele fiecarui
procedeu de filare neconventional, se pot obtine fire ce convin atat din punct de vedere al
prelucrabilitatii, cat si din punct de vedere al proprietatilor produselor tricotate [72, 74, 75].
În cadrul tendinței generale de diversificare sortimentală, producatorii de fire au
perfecționat noi tehnologii de filare, care sa ofere avantaje privind creșterea productivității si eficienței
economice și care să asigure realizarea unor produse competit ive.Noile tehnologii au creat mutații în
structura gamei sortimentale de fire destinate articolelor tricotate [56,76,108]. Aceste fire impun, prin
structura lor, reglarea corespunzatoare a parametrilor tehnologici, conducand la obtinerea unor tricoturi cu
proprietati si caracteristici dirijate functie de destinatia aleasa.
Prin tehnologia clasică de filare, utilizănd anumite procedee, se pot obține noi structuri de fire.
Utilizarea unor dispozitive de construcție simplă, adoptate trenului de laminat și ras telului de alimentare
ale mașinii de filat cu inele, permit obținerea de fire asemanatoare ca aspect cu firele clasice dar cu
structuri si caracteristici mult diferite.
Asemenea fire sunt întălnite în literatura de specialitate sub denumirea de fire “core” , compuse,
cu miez, armate sau fire compozite. Ele au în structură un miez filamentar invelit cu un strat de fibre
(manta).

Gama sortimentală a acestor fire este practic nelimitată, fiind influențată de natura si
caracteristicile componenților, cotele de participare pentru miez respectiv manta, gradul de
torsionare al firelor etc.
Fiecare din componenții constituenți ai firului compus obținut are anumite
proprietăți definitorii ce se vor impune, influentănd astfel proprietă țile produsului textil final .
Astfel, miezul, funcție de caracteristicile sale, oferă produsului textil uniformitate, elasticitate,
stabilitate dimensională, durabilitate etc ., iar fibrele din manta oferă aspect plăcut, confort la
purtare, finisare si vopsire corespunzatoare.
Dintre d omeniile de utilizare ale articolelor cu conținut de fire compuse, funcție de
combinația celor doi com ponenți, se pot aminti: structuri tehnice (rez istente la apă si foc), structuri
militare, articole de corsetarie, articole medicale, îmbrăcăminte exterioa ră tip sport etc.
Firele tip bumbac cu structură miez -manta constituie un sortiment de fire care în ultimii ani s -a
impus cu succes in industria textilă [13,59,84,103,138]. Introducerea in fabricație a unei noi structuri de
fir, ridică o serie de probleme adresate specialiștilor din industria tricotajelor, referitoare la realizarea
reglajelor tehnologice corecte si precise, în vederea obținerii unor tricoturi cu caracteristici prestabilite.
Prin structura lor, aceste fire impun o prelucrare (tricotare -finisare) diferită față de firele tip
bumbac rezultate din amestecuri omogene sau eterogene [66, 124]. Noua structură de fir conferă
prodului tricotat aspect plăcut, capacitate redusă de formare a pillingului, o foarte bună stabilitate
dimensională.
4.1.Procedee de obținere a firelor cu miez
Studii efectuate asupra amplitudinilor mișcărilor de bază ale corpului uman arată că anumite
mișcări impun cerințe maxime capacității de întindere ale pielii, atât pe direcție verticală cât și orizontală.
Firma Du’Pont Internațional a determinat valori ale acestor deformații pentru diferitele mișcări [159],
valori ce sunt înscrise în tabelul 4 .1.
Tabelul 4 .1.Deformații pentru diferite mișcări ale corpului
Nr. crt. Partea corpului Tip de mișcare și poziții Deformație (%)
pe direcție
verticalăpe direcție
orizontală
1 genunchi îndoire 49-52 28-29
2 cot îndoire 50-51 15-25
3 șezut îndoire trunchi 45 –
4 șezut în poziție șezând 49-40 17-21
5 spate cu cot îndoit – 14-16
6 spate cu trunchi și cot îndoit – 47
Pentru a obține un confort sporit, structurile textile în contact direct cu aceste părți ale corpului
uman trebuie să -și mărească sau să -și diminueze dimensiunile în concordanță cu mișcările corpului. Dacă
un număr mare de articole textile au capacitatea de a se deforma sub acțiunea unei forțe, foarte puține pot
fi considerate elastice (cu capacitate de revenire bună), marea majoritate rămân cu o deformare mai mult
sau mai puțin permanentă.
În funcție de destinație elasticitatea necesară articolelor textile se situează în domeniile [160,
161, 162]:
– 15-20% la îmbrăcăminte de stradă;
– 24-40% la îmbrăcăminte sport, timp liber, de lucru;

– 30-60% la îmbrăcăminte sport activ.
Dezvoltatea filamentelor și fibrelor elastice bazate pe poliuretani precum și progresul în
tehnologiile m ecanice textile (filare, tricotare) și chimice textile au produs o stimulare remarcabilă a
produselor textile cu caracteristici elastice, produse în care sunt combinate proprietățile elastomerilor și
fibrelor sau firelor (fire filate din f ibre stapel sau filamentare). Filamentele elastice sunt utilizate în
industria textilă pentru realizarea unei game variate de articole. Conținutul de filament elastic în diferite
produse textile [163, 164], funcție de destin ație este prezentat în tabelul 4 .2.
Tabelul 4 .2. Conținutul de filamente elastice în diferite produse textile
Nr. crt. Destinația produsului Conținutul de elastomer (%)
1. Articole medicale 35-50
2. Corsetărie 10-15
3. Costume baie 12-20
4. Îmbrăcăminte exterioară 2-5
5. Lenjerie 2-5
6. Desuuri 2-5
Filamentele elastice sunt incluse în structurile textile sub diferite forme:
– filamente nude –în special în structuri tricotate;
– filamente îmbrăcate sau răsucite cu fire filate și/sau fire filamentare chimice de altă
natură (de regul ă poliamidice);
– filamente învelite cu fibre stapel;
– fire obținute din amestec de fibre elastomere cu fibre stapel.
Există diferite tipuri de fire filamentare cu elasticitate mărită (filamente sintetice texturate,
filamente din cauciuc natural sau sintetic) ; dar utilizarea cu precădere a filamentelor elastomere la
realizarea produselor textile este justificată de proprietățile remarc abile ale acestora. În figura 4 .1, sunt
redate diagramele efort -deformație pentru diferite tipuri de fire filamentare [165].
Figura 4 .1. Diagrama efort -deformație pentru diferite tipuri de fire filamentare
Filamentele elastomere prezintă deformații mari la rupere, au valori mari ale tenacității la alungire
medie, spre deosebire de filamentele texturate sau de cauciuc. Filamentele texturate incluse în produsele
textile conferă acestora voluminozitate și mai puțin efecte elastice, iar în cazul cauciucului este necesar un
conținut mărit (datorită grosimii filamentelor) pentru a obține o elasticitate acceptabilă, fapt ce l imitează
gama produselor textile sub aspectul grosimii.
În literatura de specialitate este frecvent întâlnită noțiunea de “fire speciale” sau “fire combinate”
noțiune care desemnează alternative structurale ale firelor filate prin procedeele cunoscute (cl asic, prin
Tenacitatea (cN/tex)

fricțiune, OE cu rotor sau jet de aer) și care pot fi obținute prin tehnici speciale și/sau prin combinarea de
materii prime cu caracteristici mult diferite.
O categorie importantă a acestor structuri speciale de fire o reprezintă firele cu miez , fire alcătuite
din doi sau mai mulți componenți din care unul este dispus central formând miezul iar restul sunt dispuși
la exterior. O astfel de structură prezintă firele : miez –manta, firele cu fibre paralele sau firele îmbrăcate.
Denumirea de “fir c u miez” este atribuită în general numai firelor cu structura miez –manta în care
miezul poate fi filamentar sau o înșiruire de fibre, iar mantaua este alcătuită din fibre stapel de natura
diferită de cea a miezului. Consolidarea firului are loc prin tersi onarea simultană a componenților.
“Fire cu fibre paralele” se obțin prin înfășurarea unui fir filat sau filamentar în jurul unei înșiruiri
fibroase debitate de un tren de laminat.
Noțiunea de “fir îmbrăcat” este atribuită firelor obținute prin îmbrăcarea, sau înfășurarea miezului
filamentar cu fire filate sau filamentare.
Prima instalație pentru producerea firelor cu miez (1879) a fost realizata de CLAPHAM [166].
Determinarile s -au realizat din miezul format din unul sau mai multe fire de bumbac, in sau iut ă iar ca
manta s -auutilizat fibre de lână (figura 4 .2.).
Figura 4 .2. Principiul de obținere a firelor
cu miez după Clapham
KLUGE și GESSNER prin brevetele lor din anii 1897, 1901 și 1908, au contribuit la realizarea
unei instalații la care reunirea componenților are loc înaint ea trenului de laminat (figura 4 .3).
Figura 4 .3 Procedeul de obținere a firelor
cu miez după Kluge și Gessner
1–fir pentru miez
2–fibre pentru m anta
1–fir pentru miez
2–semitort pentru manta
3–oală de torsiune
4–tren de laminat
5–cops cu fir

Funcționarea instalației a fost pusă sub semnul întrebării datorită laminării componentel or reunite
și a aderentei semitortului.
PFEFER, a brevetat procedeul bazat pe filarea prin metoda umedă. Fibrele pentru manta dispersate
într-o baie sunt colectate de miezul în mișcare de rotație care traversează baia. După o răsucire ulterioară
și uscare firul obținut are bune caracteristici dinamometrice.
În figura 4 .4 este prezentată instalația de realizare a firelor de efect, brevetata de către SIMONS
(1913).
Figura 4 .4. Procedeul SIMONS de
producere a firelor de effect
Fibrele pentru manta provenite din destrămarea semitortului sunt preluate de banda transportoare
(3) și înfășurate prin torsionare pe firul 1. Pe baza aceluiași procedeu, EUPEN, a brevetat în același an
firul la care componentele sunt obținute prin proces de pieptănare ( miez –fir pieptănat; manta –fibre din
semitort pieptănat).
HIRSCHMÜLLER (1925) a brevetat mașina de produs fire cu miez din d ouă înșiruiri fibroase
(figura 4 .5).
Figura 4 .5. Procedeul Hirschmϋller de
producere a fibrelor cu miez
Inșirui rile fibroase laminate sunt debitate simultan cu lungimi diferite obținute cu diametre diferite
ale cilindrilor debitori.
1–fire pentru miez
2–fibre pentru manta
3–banda (curea) de transport
4–dispozitiv de torsiune
5–fir cu miez
6–format de depunere
1–fibre pentru miez
2–fibre pentru manta
3–cilindru de debitare
4,5–cilindri de presiune
6–pâlnie de transport cu profil special
7–fir cu miez

Datorită diferenței între lungimile de debitare ale înșiruirilor fibroase și prof ilului special al pâlniei
de transport, fibrele din manta se reunesc cu fibrele deja răsucite ale miezului.
MODERN, a realizat in 1930 fire cu miez pe mașinile de filat cu inele.
Descoperirea fibrelor filamentare chimice a creat posibilitatea obținerii uno r noi sortimente de fire
cu miez, ca urmare s -au dezvoltat noi tehnici de obținerea a acestora.
 Procedeul ROTOFIL de obținere a firelor cu miez , constă în reunirea într -o cameră
de filare (8) a filamentelor cu fibrele transportate pneumatic și consolidare a firului cu ajutorul
dispozitivului de falsă torsiune (9). Momentul de torsionare generat de jetul de aer produce o puternică
răsucire a filamentelor înglobând totodată și fibrele stapel. Dispozitivul de falsă torsiune desrăsucește apoi
filamentele care r ămân paralele în miez și consolidează înșirui rea fibroasa din manta (figura 4 .6).
Caracteristicile firelor [166 -171] sunt dependente de caracteristicile și cotele de participare ale
componenților, parametrii de lucru (presiunea aerului în camera de filare; de viteza de înfășurare; etc).
Figura 4 .6. Procedeul ROTOFIL de obținere a firelor cu miez
 Procedeul NOVACORE (figura 4 .7), a fost brevetat de Institutul Textil din Franța și
dezvoltat de Agenția de Valorificare și Cercetare prin care s e obțin fire cu miez, dublate. Înșiruirile
fibroase provenite din laminarea separată și simultană a două semitorturi se reunesc înaintea cilindrilor
debitori ai trenului de laminat cu două fire filamentare. Consolidarea firelor realizate de sistemul de fal să
torsiune este urmată de reunirea acestora. [172 -176].
Fig. 4.7.Procedeul NOVACORE de obținere
a firelor cu miez
1–cilindru de alimentare a firelor
filamentare
2–condensator
3,4,5,6 –cilindrii trenului de laminat
7–canal pneumatic
8–camera de filare
9–dispozitiv de torsionare falsă
10–canal de admisie a aerului
11–cilindri debitori
12–cilindri de depunere
13–format cu fir
14–ax pentru formatul de depunere
1–bobine cu semitort
2–bobine cu filament
3–braț de presiune pendular
4–dispozitiv At 200
5–format de depunere

 Procedeul REPCO –SELFIL (figura 4 .8), asigură înșiruirea fibroasă debitată de
trenul de laminat (2) care este consolidată pri n înfășurarea a două filamente (3 și 5) cu ajutorul
dispozitivului 4.
Figura 4 .8.Procedeul Repco –Selfil
Filamentele înfășoară înșiruirea de fibre alternativ în ambele sensuri, fapt ce conferă firului un
aspect ușor ondulat (figura 4 .9).Firele Repco –Selfil sunt recomandate pentru inserarea în structurile
țesute în sistemul bătătură.
Figura 4 .9.Aspectul firului obținut
prin procedeul Repco –Selfil
 Procedeul cu torsiune diferențiată (figura 4 .10.), asigură consolidarea înșiruiri
fibroase în timpul laminării prin înfășurare cu un fir filamentar.
Figura 4 .10.Procedeul de torsiune diferențiată
1–semitort
2–tren de laminat
3–fir filamentar
4–dispoz itiv de torsionare
5–fir filamentar 2
a . după prima înfășurare
b . după a doua înfășurare
1–cilindrii trenului de laminat
2–fus găurit
3–bobina cu fir filamentar

Firul debitat de tre nul de laminat este torsionat suplimentar în același sens prin intermediul
ansamblului fus –inel–curser, astfel încât torsiunea finală a firului este suma celor două torsiuni [177 –
179]. Numărul de înfășurări depinde de viteza de rotație a bobinei cu fir filamentar și de viteza cilindrilor
debitori. Specific acestui fir este numărul mai mare de torsiuni ale firului filamentar față de cel al înșiruirii
fibroase.
 Procedeul de filare COVERSPUN (figura 4 .11), în acest caz înșiruirea fibroasă
debitată de trenu l de laminat este consolidată prin înfășurare cu fir filamentar.
Figura 4 .11. Procedeul Coverspun
 Procedeul de filare PARAFIL (figura 4 .12.), asigură obținerea firelor cu mie z după
același principiu ca și Coverspun.
Figura 4 .12. Procedeul de filare Parafil
1–bobina cu semitort
2–tren de laminat
3–sistem de aspirație a fi rului filamentar
4–bobină cu filament
5–fus găurit
6–antrenare prin curele tangențiale
7–tub de aspirație
8–consolidarea firului
9–ghidaje
10-format de depunere
11–sistem auxiliar de aspirație
1–tren de laminat
2–tija cu fus găurit
3–bobina cu fir filamentar
4–sistem de control penru fir
5–cilindri de tragere
6–conducător cu fir
7–cilindru de înfășurare
8–format de depunere

Procedeul de filare PRENOMIT –ON–1(figura 4 .13.). Înșiruirea fibroasă debitată de trenul de
laminat ușor torsionată se reunește cu firul filamentar în zona A, în zona B prin torsionarea simultană a
celor două componente se desăvârsește consolidarea firului. Aspectul firului este asemănător cu cel
obținut prin procedeul Coverspun cu deosebirea că înșiruirea fibroasă are o ușoară torsiune. Se pot
produce f ire din diverse tipuri de fibre alimentate din banda sau semitort.
Figura 4.13. Procedeul de filare Prenomit –ON–1
 Fire cu miez pot fi obținute și pe mașinile de filat cu inele . Prin adaptarea unor
dispozitive relativ simple l a mașinile de filat cu inele în zona rastelului, a trenului de laminat sau după
debitarea înșiruirii fibroase, se pot obține fire asemănătoare ca aspect cu firele clasice dar cu structura și
caracteristici deosebite [177 -184].
Principalele structuri de fir e cu miez pe mașinile de filat cu inele sunt:
– fire cu miez din fibre și manta din fibre;
– fire din fibre dublu filate (“side by side”, sau fire cu fibre paralele);
– fire cu miez filamentar și manta din fibre;
– fire răsucite din fire filate și fire cu miez;
– fire filate dublu cu miez ;
– fire răsucite din fie cu miez.
 Firele cu miez din fibre și manta din fibre , se obțin prin laminarea concomenitentă
și separată a înșiruirilor fibroase, reunirea acestora după debitare și torsionarea simultană [185 -191].
Există d iferite procedee de obținere a acestor structuri de fire:
-alimentarea unui post de filar e cu trei semitorturi (figura 4 .14), la care bara
stabilizatoare (5) prevăzută cu canelură împiedică propagarea torsiunii spre cilindrii
debitori ai trenului de lamina t, realizându -se astfel o dublare a com ponenților urmată de
torsionare;
– alimentarea unui post de fila re cu două semitorturi (figura 4 .15), la care fibrele din
manta se suprapun în unghi drept peste miezul torsionat. Consolidarea firului este desăvârșită pr in
torsionarea în continuare a componentelor.
1–bobina cu semitort
2–cana cu bandă
3, 4–tren de laminat
5–fus g ol
6–bobina cu filament
7–fir filamentar
8–cilindri de tragere
9–format de depunere

Figura 4 .14. Procedeul de obținere a firelor cu
miez și manta din fibre din trei semitorturi
Figura 4 .15. Proc edeul de debitare a firelor cu miez și
manta din fibre din două semitorturi
Prin ambele procedee dispunerea fibrelor în structura firului es te aproximativ aceeași (figura 4 .16
a, b).
a b c
Figura 4 .16. Secțiuni transversale a unor structuri de firelor obținute pe mașini de filat cu inele
(a, b–fire cu miez din fibre și manta din fibre; c–fir “side by side“ )
1–semitort pentru miez
2–semitort pentru manta
3–conducător semitort
4–tren de laminat
5–bara stabilizatoare
6–control fir
7–fir cu m iez
8–fus
9–inel
bumbac
poliester
1–semitort pentru miez
2–semitort pentru manta
3,4–condesator
5–cilindru alimentar
6–cilindru debitor
7–tren laminat
8–sistem de ghidare și control al fibrelor
9–suprapunerea înșiruirilor
10–conducator de fir tip „ codiță de purcel ”

Procedeele de obținere a firelor cu miez și manta din fibre dezvoltate de “Southen Regional
Reseach Cunter” pentru fire tip bumbac sunt utilizate și pentru alte structuri speciale de fire ca:
– fire netede –dacă în înșiruirea fibroasă pentru manta sunt înglobat e fibre care migrează
spre suprafața firului (ex. PVC sau PVA) cu punct de topire scăzut. Prin tratare termică acestea conferă
firului aspect neted;
– fire cu canal –dacă pentru miez sunt utilizate fibre care în urma unor tratamente
ulterioare sunt distrus e [192];
– fire “side by side “ .
Structura de fir “side by side” (figura 4.16. c) se aseamănă cu structura firului obținut prin
procedeul “SIRO” dezvoltat de firma Zinser pentru fire tip lână [193 -194].
Firele cu miez filamentar și manta din fibre (figura 4.17), se obțin prin alimentarea simultană în
trenul de laminat a semitortului și miezului filamentar. Reunirea celor doi componenți are loc înaintea
cilindrilor debitori. Prin torsionarea simultană se formează structura de fir compus la care miezul
filamen tar este acoperit cu fibre. Folosind două semitorturi care vor fi laminate separat și un miez
filamentar la una din înșiruiri, se obține un fir răsucit din fir filat și fir cu miez .Dacă și pentru a doua
înșiruire se utilizează miez filamentar se va obține un fir răsucit din două fire cu miez [61, 62].
Figura 4 .17. Principiul de realizare a firelor
cu miez filamentar pe mașini de filat cu inele
 Firele răsucite cu miez migrator (figura 4 .18), se obțin din două semitorturi și un
filament. Cu a jutorul unui dispozitiv, filamentul este dirijat alternativ spre cele două semitorturi.
1–bobine cu semitort
2–tren de laminat
3–bobina cu filament
1–bobina cu semitort din fibre lungi
2–bobina cu semitort din fibre scurte
3–bobina cu filament
4,6,7 –ghidaj filament
5–disc de tensionare
8–tren de laminat
9–dispozitiv de dirijare a filamentului
10–fir cu miez
11–cops cu fir

Figura 4 .18. Procedeul de obț inere a firului cu miez migrator
Dispozitivul [195] dirijează aternativ miezul filamentar spre înșiruirile fibroase. Procedeu l este
utilizat pentru obținerea firelor din bumbac/celofibră/mătase naturală, etc.
La articolele tricotate, conținutul de filament cu elasticitate marita poate fi asigurat prin
includerea filamentelor în tricot cu ajutorul unor dispozitive de alimentare p ozitivă atașate la
mașinile de tricotat (fig. 4.19 -4.20) sau prin utilizarea firelor elastice îmbrăcate. La articolele țesute,
conținutul de elastomer poate fi asigurat numai prin utilizarea de fire elastice care sunt incluse în sistemul
de urzeală, de băt ătură sau în ambele sisteme.
În fabricile de tricotaje, există mașini de îmbrăcat cauciuc pe care se obțin o gamă limitată de fire
elastice, fire ce sunt utilizate în general pentru garnituri.

CAPITOLUL V.
FIBRE SI FIRE CONDUCTIVE
Materialele textile conductive –combină cel mai avansat proces de finisare, cu
utilizarea unui înalt conținut de metale bune conducătoare de electricitate. Ele permit trecerea curentului
electric, ceea ce face din materialul textil o modalitate de conexiune, o interfață alternativă.
Firele și fibrele se pot constitui în categoria materialelor textile conductive. Circuitele
includ elemente cusute sau introduse în material care funcționează ca senzori, electrozi, re zistori. Există
materii prime care prezintă proprietăți electrice specifice, menținute și pe parcursul procesului de
întreținere. De exemplu: fire metalice (nichel, aliaj de nichel, titan, aluminiu, cupru) ; se pot obține și din
oțel inoxidabil (crom, niche l și fier) ce nu este sensibil la acțiunea apei (suportă transpirația, rezistă la
cicluri repetate de spălare -fig. 5 .1). Acest tip de fir poate conține și fibre poliesterice, procentul fibrelor
poliesterice din amestec influențând valoarea rezistivității firului.
Fig. 5 .1. Structură tricotată ce încorporeaza fire oțel
(Sursa: Dialog textil)
Materialele textile conductive pot fi utilizate în tehnică (izolare, conducere câmpuri
electromagnetice), pentru articole decorative din interiorul locuințelor sa u pentru articole textile
medicale. O largă aplicație este cea referitoare la costumele destinate sporturilor extreme, unde
materialele electroconductive se constituie în surse de energie calorică.
În funcție de conductivitatea electrică, materialele se c lasifică în:
– materiale conductive : rezistivitatea mai mică de 103Ω·cm;
– materiale semi -conductive : rezistivitatea între 103și 109Ω·cm;
– materiale izolatoare : rezistivitatea mai mare de 109Ω·cm.
În tabelul 5 .1.sunt prezentate valorile rezistivității un or fibre electroconductive.
Tabelul III.1. Valori ale rezistivitatii fibrelor electroconductive
Fibra Rezistivitatea ( Ω·cm)
Argint 1,63·106
Cupru 1,72·106
Oțel inoxidabil 72·106
Carbon 2,2·104–10·10-
Polimeri 102–103
PANI 103
PA încarcată cu nanoparticule 6,5·104
Fibrele textile, cu excepția fibrelor metalice și carbon, sunt în general materiale izolatoare.
Textilele pot fi transformate în conducătoare de electricitate în diferite moduri:
– prin încorporarea de fibre și/sau fire metalice;
– prin încorporarea fibrelor carbon în poliamidă sau poliester (dezavantaj:
culoare neagră);
– prin inserarea de pulberi electroconductive în masa de polimer topit
(dezavantaj: necesitatea introducerii unei cantități considerabile de pulbere pentru obținerea de
proprietăți electroconductive);

– prin aplicarea unui film (strat) electroconductiv pe fire/țesături /tricoturi
(nichel, cupru sau metale prețioase);
– prin carbonizarea suprafețelor textile;
– prin polimerizarea pirolului pe suprafața unui produs textil din poli ester.
Trebuie însă făcută o distincție între fibrele, structurile textile electroconductive și
cele care devin conductive prin acoperire (peliculizare) .
a. Fibre electroconductive
Din categoria fibrelor electroconductive se disting:
-fibrele electrocon ductive intrinseci sunt fibrele care pot conduce curent electric fără a avea în
plus elemente conductive. Acest grup constă din:
-fibre metalice pure;
-fibre din aliaj metalic;
-fibre carbon.
-fibrele la care funcția electroconductivă este grefată -acest grup este mult mai cuprinzător
decât anteriorul. Fibrele sunt constituite dintr -un polimer de bază (ex.: poliester, poliamidă) care este
extrudat împreună cu un polimer încărcat cu carbon negru. Acest grup constituie metalele sintetice;
-fibrele sintetice conductive rezultate prin introducerea unor pulberi electroconductive (carbon,
argint, aur) în masa de polimer topit;
-polimeri electroconductivi intrinseci sunt acei polimeri care conduc curent electric fără a fi
adăugate substanțe anorganice el ectroconductive.
Polimerii tradiționali sunt izolatori. Polimerii conducători au o structură conjugată, adică alternează
legăturile simple și duble între atomii de carbon ai structurii de bază.
Avantajele polimerilor electroconductivi sunt:
– ușor de folosi t;
– posibilitatea utilizării unei game mari de materiale pentru acoperire;
– grad mic de infiltrație;
– costuri de producție reduse.
Exista însă și câteva dezavantaje :
– performanțe limitate (ușoară instabilitate în aer, insolubilitate, nu au punct de topire,
caracteristici mecanice cu valori reduse);
– insolubilitate în anumiți solvenți;
– probleme la faza de vopsire;
– stabilitate redusă în timp;
– toxicitate.
Din aceste motive polimerii electroconductivi intrinseci nu pot fi produși în același mod ca polimerii
termopla stici.
b. Firele electroconductive sunt realizate pe bază de carbon sau metal.
Cele pe bază de carbon pot fi:
-poliacrilonitril extrudat împreună cu carbon negru, (Zoltek, Polonia);
-poliamidă/poliester extrudate împreună cu carbon negru -Carbon Bell tron, (Kanebo , Japonia);
-poliamidă/poliester extrudate împreună cu un component metalic alb: White Belltron, (Kanebo,
Japonia);
-poliamidă cu carbon negru, adăugat prin imersare: Sanstat și Resistat (BASF, Germania);
-poliacrilonitril cu sulfură de cu pru-EURO -static.
c. cerneala electroconductiva ce poate fi aplicata pe orice suprafata textile tesuta, tricotata, netesata.
Domenii de utilizare a materialelor electroconductive
Firele electroconductive pot fi utilizate la obtinerea de produse textile prin tricotare, tesare,
coasare, brodare, imprimare.
Domeniile de aplicare ale fibrelor sau filamentelor electroconductive sunt foarte diverse:

-produse antistatice: covoare și haine de protecție, care previn încărcarea cu electricitate statică;
-articole ce necesită încălzire: încălzirea scaunelor automobilelor, tradițional se utilizează sârmă de
Nichel -Crom care sunt introduse în țesături slabe din bumbac aflate în structura portbagajului;
-antiexplozive: fibrele elctroconductive pot descărca scânteile care pot evita exploziile în filtrele de praf
sau în containere voluminoase, de exemplu;
-conductivitate electrică: când se utilizează fibre electroconductive, poate fi menținut caracterul flexibil
al materialelor textile;
-procesele de producț ie: produsele țesute metalice sunt utilizate în procesele de producție care trebuie să
ofere rezistență, pe de o parte la temperaturi ridicate și pe de altă parte împotriva forțelor mecanice;
-produse de relaxare ( antistres ): produs pe bază de poliester c are include un anumit procent de fibre de
carbon sau argint cu rolul de a conferi calități antistatice. Acesta dă p urtătorului o senzație de relaxare
(Sofinal, Belgia);
-produse medicale (costumul Smartex, Intellitex, VTAM).
Primul produs electroconduct iv a fost Silk organza (Fig. 5 .2), care constă în utilizarea a
două tipuri de fire:
– pentru urzeală -fire de mătase;
– pentru bătătură, fir de mătase înfășurat cu o foiță subțire de cupru, aur, argint.
Fig. 5 .2. Structură țesută ce încorporează fir Org anza
(Sursa: www.organza.org )
Firul metalic astfel obținut este foarte conductiv (~0.1 Ω/cm). Miezul din m ătase conferă
rezistență mare la rupere și la temperaturi ridicate. Acest produs a fost țesut în India la sfârșitul secolului
trecut, destinația ace stor produse fiind articole ornamentale sau broderii. În principal în domeniul textil,
metalele utilizate sunt: aluminiu, cupru, oțel. Utilizarea acestora este justificată de costuri mici în
comparație cu materiale ca titan, argint și aur.
LaUniversitate a Clemson (S.U.A) s-au efectuat cercetări pentru obținerea de compozite
din polimeri conducători . Metoda convențională de preparare a compozitelor polimere conductive
constă în adăugarea unor materiale solide de umplutură (filler) conductive cum ar fi: par ticule de metale,
grafit, nanotuburi de carbon, sfere și fibră de sticlă argintate sau fibră carbon, într -un polimer comun.
Acești aditivi reduc rezistența specifică și cresc conductivitatea compozitelor polimere. Conținutul
relativ mare de materiale de um plere, necesar realizării unei conductivități electrice ridicate, poate afecta
modul de prelucrare și proprietățile materialului.
Polimerii au un succes mare în domeniile electricității și electronicii datorită proprietăților
lor de izolatori electrici. C u toate acestea, o posibilitate este căutarea combinării producției de polimeri
cu proprietățile electrice ale metalelor, adică obținerea compozitelor de polimer conducători. Realizarea
acesteia presupune introducerea de substanță conductivă în masa de pol imer topit. Cantitatea de
substanță conductivă care este inserată este decisivă. Dacă această cantitate este prea mică, atunci nu se
obțin materiale cu proprietăți conductive remarcabile. Dacă cantitatea de substanță conductivă este prea
mare, aceasta cond uce la apariția unor probleme în timpul procesului de amestecare, la reducerea
proprietăților mecanice ale compozitului și creșterea prețului de cost.
Bekintex NV comercializează fibrele metalice Bekinox șiBekitex . Aceste fibre au
multiple aplicații în domeniile și mediile industriale, printre care: acoperitori de pardoseală utilizați în
instituții publice dotate cu aparatură electronică produse protectie antistatica (fig. II.3), produse textile

elctroconductive, produse țesute sau tricotate rezistente la căldură, izolatoa re termice și electrice (fig.
5.4).
Fig. 5 .3. Îmbrăcăminte antistatică realizată din fire Bekitex
(Sursa: Bekitex)
Fig. 5 .4. Pro duse textile realizate din fibre metalice
(Sursa: Bekintex)
Fibrele Aracon , (DuPont) combină rezistența kevlarului cu conductivitatea fibrelor
metalice. Acestea sunt formate dintr -un miez constituit din fibre
aramide acoperite cu un strat metalic, care poate fi nichel, cupru,
argint sau aur (fig. II.5). Fibrele obținute prez intă proprietăți
mecanice excelente (cu rezistență mai mare decât a oțelului), sunt
ușoare, flexibile (mai ușoare și mai flexibile decât cuprul) și bune
conducătoare de electricitate. Fibrele Aracon se bazează pe aceeași
tehnologie prin care firma DuPont a creat Kevlar -ul, bine cunoscut
pentru utilizarea lui la obținerea vestelor antiglonț, a bărcilor de
mare viteză și a căștilor militare de protecție ( fig. 5 .6). Aracon -ul
combină rezistența superioară a fibrelor Kevlar cu excelentele proprietăți electrice ale metalelor
prețioase, rezultatul fiind un material cu rezistență la încovoiere și rupere superioare, capacitate de
ecranare îmbunătățită, toate acestea cu o reducere de 30 –40% a masei pe unitatea de produs.
Comparativ cu alți conductori firele obțin ute din fibre Aracon excelează în multe domenii
cheie, datorită gamei variate în care pot fi obținute, prin variația numărului de fibre din înșiruire, variația
tipului de metale prețioase utilizate la acoperire și a diferitelor valori ale torsiunii ce sunt aplicate.
Fig. 5 .6. Structuri textile tricotate ce încorporează fibre Aracon
(Sursa: DuPont)
Broderia electronică (e-broidery), ( Institutul Tehnologic Massachusetts) -tehnica
broderiei este utilizată pentru crearea circuitelor multistratificate flex ibile între straturile produsului,
utiliz ậnd fire electroconductive. Prin „e -broidery” multistrat este posibilă înlocuirea circuitelor standard
Fig. 5.5. Fibre
Aracon (Sursa: DuPont)

de imprimare. Totodată firele și ațele utilizate trebuie să fie electroconductive, dar de asemenea suficient
deputernice și de flexibile pentru a rezista în procesul de coasere.
Corporația Milliken, (Spartanburg, S.U.A.,) utilizează polimeri pe bază de polipirol sau
anilină pentru a obține materiale conductibile. Această tehnologie poate fi aplicată pe o gamă fo arte
largă de fibre individuale, structuri textile (fire, suprafețe textile) pentru a le conferi o suprafață
electroconductivă.
Tehnologia constă în imersarea materialului textil într -o soluție apoasă conținând
monomeri de pirol sau anilină. Reacția de p olmerizare începe prin adiția unui oxidant. Polipirolul sau
polianilina aderă sub forma unei pelicule uniforme, netede și continue la materialul tratat. Grosimea
peliculei este de 0,05 –2 microni. Materialele textile tratate prezintă caracteristici la pur tare excelente,
ceea ce le face extrem de utilizabile pentru o gamă largă de aplicații: îmbrăcăminte antistatică, covoare
antistatice, componente de calculator etc.
Tuburile de microfibre de carbon (Mitsubishi, Japonia, Cambridge, UK), pot fi
realizate p rin aplicarea unei pelicule transparente electroconductive. Fibrele de carbon sunt realizate prin
tratarea termică a polimerilor, precum raionul, poliacrilonitrilul sau aramide aromatice. Până în prezent
culoarea neagră a fibrelor de carbon a constituit un dezavantaj pentru unele domenii de utilizare. Este
necesar un număr foarte mic de microfibre pe unitatea de suprafață ceea ce permite ca această peliculă
să poată fi transparentă.
Înlocuirea firelor metalice în textilele electronice cu aceste fire din na notuburi poate conduce la
funcționalități noi importante, cum ar fi capacitatea de a stimula un mușchi artificial și de a stoca energie
asemenea unei baterii. Diametrele mici ale firelor, precum și finețea acestora de ordinul microdenierilor
a permis utili zarea lor la produse confortabile la purtare, care elimină rigiditatea inconfortabilă prezentă
uneori în produsele textile conductive cu conținut de fire metalice, permit absorbția undelor radio și a
microundelor, protecția împotriva descărcărilor electros tatice sau cablarea pentru dispozitive electronice
(fig. 5 .7).
Fig. 5 .7. Structură țesută ce încorporează fibre supercapacitive din nanotuburi de carbon (Sursa:
http://nanotechweb.org/articles/news)
Fibra acrilică SUPER ELEKILL -Mitsubishi Royon a realizat prin metoda de filare compozită,
prima fibră acrilică cu structură miez manta. Proprietățile conductive sunt date de existența în structura
nanometrică a fibrei a unor particule conductive cu dimensiuni cuprinse între 0,2 -0,3 μm. Particulele de
natură ceramică, acoperite cu metal dau materialului efect conductiv, chiar numai la un conținut de 3%
în amestec cu alte fibre.
Materialul Gorix E -CT-Gorix Limited, UK, a adus pe piață un produs țesut flexibil,
conductiv, fără a se utiliza la țesere fire metalice, prin utilizarea unei tensiuni foarte reduse (sub 110 V).
Firul utilizat are la bază poliacrilonitril, conține aproximativ 100 fibre în secțiunea transversală. Acesta
este supus unui proces pirolitic la temperaturi foarte ridicate (221oC–1000oC) unde are loc carbonizarea
fibrelor în proporție de 80%. În acest fel fiecare fibră devine electroconductivă. Acest produs carbonizat
este introdus între două straturi izolatoare de protecție pentru a obține o structură flexibilă. Temperatura
este modific abilă ușor (de la temperatura mediului ambiant până la 400oC pe toată suprafața materialului
textil), și/sau menținută constantă (abatere 0,2oC). Tensiunea necesară poate fi asigurată prin utilizarea
de baterii reîncărcabile sau prin prize standard de pere te. De asemenea, Gorix a realizat componentele de
hardware și software în vederea monitorizării computerizate a temperaturii.

Gorix E -CTpoate avea diverse aplicații, cu rol de încălzire:
– încălzirea scaunelor la automobile;
– încălzirea costumelor utilizate la scufundători;
– încălzirea păturilor pentru caii care necesită terapie în infraroșu după rănire;
– încălzirea costumelor motocicliștilor;
– încălzirea bocancilor și a mănușilor schiorilor.
Rezistența electrică a materialului se modifică cu variația temperatu rii, ceea ce presupune că
materialul poate fi utilizat ca senzor de temperatură.
Gorix E -CTeste utilizat la obținerea materialelor inteligente, în special la sistemele de monitorizare
ale bebelușilor și la obținerea tastaturilor din materiale textile.
Bekitherm este o structură textilă (țesătură, tricot sau nețesut), din 100% fibre metalice sau un
amestec de fibre metalice cu fibre naturale și/sau sintetice. Materialul este utilizat în procesul de
producție al pieselor complexe din sticlă (parbrize pentr u mașini, sticle sau tuburi TV) și al tigăilor din
oțel inoxidabil. De asemenea este încorporat în motoarele avioanelor pentru a proteja componentele
împotriva căldurii și a vibrațiilor blocului motor.
Polimerii conductivi intrinseci pot rezolva o paletă largă de neajunsuri, permițând plasticelor să
înlocuiască metalele în anumite aplicații. Polimerii conductivi sunt înlocuitori potriviți pentru
materialele anorganice deoarece manifestă proprietăți electrice deosebite.
Problema ridicată de polimerii elect roconductivi derivă din faptul că aceștia nu sunt nici
termoplastici nici solubili. Tehnicile recente sunt bazate pe grefarea sau utilizarea rășinelor în care
polimerul electroconductiv este dispersat. Polimerii electroconductivi pot fi : a. depuși pe supra fața
fibrelor și/sau produselor, sau b.pot fi încorporați direct la filare .
Polimerii conductivi intrinseci au fost creați pentru prima dată la sfârșitul anului 1970 și ulterior
îmbunătățiți, în urma numeroaselor cercetări, în ceea ce privește stabilitat ea, solubilitatea și
conductivitatea.
În prezent, cei mai comuni polimeri con ductivi intrinseci sunt (fig. 5 .8):
polipirolul (Ppy);
polianilină (PANI);
politiofena;
poliacetilena;
poli(p -fenilenul);
poli(p -fenilensulfitul).
Dintre polimerii conductivi, p olianilina și polipirolul au atras un interes considerabil datorită
importanței lor economice, stabilității bune la condițiile de mediu și a electroconductivității
satisfăcătoare atunci când sunt “dopate”. Deoarece catena de bază a acestor polimeri conține duble
legături conjugate, rezultă proprietăți electronice deosebite cum ar fi: potențial scăzut de ionizare,
afinitate ridicată față de electroni și ca urmare pot fi ușor reduși sau oxidați. Prin tratare cu un acid
protonic (protonare) acești polimeri suf eră “dopaj” și devin conductivi electric. Datorită structurii lor
înlănțuite și interacțiunii puternice intermoleculare, polimerii conductivi intrinseci nedopați sunt
insolubili în solvenți organici comuni și prelucrarea din topitură este imposibilă datori tă descompunerii
lor înainte de topire.
polipirol polianilina poliolefin a
Fig. 5 .8. Polimeri conductivi
(Sursa: Omercon Chemie)

În prezent, PANI este unul dintre cei mai promițători polimeri conductivi intrinseci. PANI prezintă
un interes deosebit din urmatoarele motive:
-excelentă stabilitate chimică combinată cu un grad r elativ ridicat al conductivității electrice ce
poate fi controlată;
-prelucrabilă în topitură sau soluție;
-monomerul (anilina) este relativ ieftin și polimerizarea sa este o reacție de înlănțuire cu randament
ridicat;
Spre deosebire de alți polimeri con ductivi intrinseci, principalul dezavantaj al PANI este
prelucrabilitatea termică limitată.
Nanocompozite polimere electroconductive pe bază de PANI
Una dintre metodele de prelucrare a PANI, fără afectarea structurii polimere, constă în amestecarea
sa cu polimeri convenționali. Dimensiunile particulelor de PANI sunt de ordinul 0,2 –20 µm. Aceste
amestecuri pot combina proprietățile dorite ale celor doi componenți (conductivitatea electrică ridicată a
PANI/proprietățile fizice și mecanice ale matricii poli mere). Morfologia unor asemenea amestecuri are
un efect dominant asupra proprietăților lor. Nivelul interacției dintre PANI și matricea polimeră
determină morfologia amestecului și astfel, conductivitatea sa electrică.
Amestecurile electroconductive pe baz ă de PANI cu polimeri convenționali pot fi obținute utilizând
tehnici comune de prelucrare în soluție și în topitură . Dintre polimerii convenționali utilizați pentru
obținerea nanocompozitelor polimere electroconductive, amintim:
– polietilena;
– polipropilena ;
– polistirenul;
– policlorura de vinil;
– polimetilmetacrilatul;
– rășini fenolformaldehidice;
– rășini melaminformaldehidice;
– epoxizi și elastomeri termoplastici (polietilentereftalat).
Spre deosebire de materialele convenționale cu umpluturi anorganice, proprie tățile mecanice ale
acestor amestecuri sunt apropiate de cele ale matricii polimere, ceea ce fac posibile noi tipuri de produse
obținute din acestea: cerneluri electroconductive, filme transparente electroconductive, vopsele, aditivi,
ferestre inteligente electrocromatice și fibre conductive de performanță ridicată.
PANI se prezintă sub formă insolubilă și infuzibilă. Poate fi prelucrată doar prin dispersie. Formula
chimică a P ANI este prezentată în figura 5 .9.
Fig. 5 .9. Structura chimică a polianilinei
(Sursa: Omercon Chemie)
PANI există în diferite stări de oxidare, de la leucoemeraldina complet redusă la emeraldina parțial
oxidată și pernign anilina complet oxidată (fig. 5 .10). Dintre aceste forme de oxidare cea mai stabilă este
emeraldina; leucoemerald ina este ușor oxidabilă când se expune la aer, iar pernignanilina se degradează
în prezența aerului.
Principalele avantaje ale polimerului PANI sunt:
-nivelul conductivității cuprins în intervalul 10-10–10 S/cm;
-prezintă o bună stabilitate termică și c himică;
-are aplicații legate de interferența electromagnetică, baterii solare și produse inteligente conductive;
-se poate procesa sub formă de topitură sau prin dizolvare în diferiți solvenți organici.

Firele electroconductive pe baza de PANI se pot rea liza prin următoarele procedee:
-Filarea din topitură utilizând: polimeri sintetici, polimer electroconductiv (PANI) și un agent de
compatibilizare;
-Procedeul SOL GEL (depunere film nanometric de PANI pe suprafața firelor suport).
În ambele procedee PAN I se dopează cu acid dodecilbenzensulfonic (DBSA) pentru mărirea
conductivității și a solubilității.
Filarea din topitură (fig. 5 .11). Acest procedeu presupune obținerea unui complex PANI –DBSA
prin “dopare” termică după cum urmează: emeraldina bază se a mestecă manual cu DBSA într -un raport
de masă 1:3, urmat apoi de o amestecare într -un plastograf, la 1400C timp de 5 min. Produsul astfel
obținut se macină sub formă de pudră.
Amestecurile bipolimere, conținând matricea polimeră (PET sau PP) și complexul P ANI –DBSA, se
amestecă în topitură într -un malaxor, timp de 15 min. Temperatura de amestecare variază în funcție de
matricea polimeră, cca. 165 –1700C pentru amestecurile ce conțin PP și 2560C pentru amestecurile ce
conțin PET. Aceste amestecuri se condi ționează sub formă de granule prin procesare într -un extruder, la
temperaturile corespunzătoare, urmată de granulare. Granulele astfel obținute se prelucrează pe
instalațiile de filare fire obișnuite.
Procedeul de acoperire SOL -GEL, fig. II.12 (depunere nanometrică de PANI “dopată”, pe
suprafața unor fire suport). Amestecurile de PANI –DBSA se dizolvă în xilen.
Fig. 5 .12.Procedeul Sol -Gel de acoperire a firelor cu polimeri PANI
(Sursa: Gemtex ENSAIT, Franța)
Aceste soluții sunt omogenizate puternic la temperatura de 1200C și prin ultrasonare.
DBSA se utilizează atât ca dopant cât și ca agent de suprafață pentru mărirea conductivitității și
obținerea unei soluții omogene, conductive de PANI în xilen. Conductivitatea firelor multifilamentare
acoperite cu PANI crește pe măsură ce crește concentrația PANI, de la 10-12S/cm la 102S/cm.
Aceste fire pot avea diverse destinații:
-realizarea conexiunilor în cadrul hainelor comunicante sau în diverse materiale
termoregulatoare;
-aplicații tehnice destinate expu nerii în câmpuri electromagnetice (ecrane
electromagnetice, captori etc.).
DBSA/xile
nPANIAbsorbtia
din solutieAcoperir
eFibr
e
Conducator de
fir
Sistem de
racireAparat pentru
controlul
temperaturii si a
vitezei de debitare

Firele pot fi prelucrate prin tricotare sau țesere.
În fig. 5 .16 este prezentată secțiunea transversală a unui fir de polietilentereftalat
(PET) acoperit cu polianilină (PANI).
Fig. 5.16. Secțiunea transversală a firului de PET acoperit cu PANI
(Sursa: Gemtex ENSAIT, Franța)
Tehnologia cu cerneală conductivă oferă altă alternativă pentru dezvoltarea textilelor inteligente
(IETs). Adăugarea de carbon, cupru, argint, nichel sau aur în cernelurile de imprimare tradiționale
creează cerneluri conductive care pot fi imprimate pe diferite substraturi pentru a realiza modele
(șabloane) activ electrice. Tehnologia cernelii conductive, inițial dezvoltată pentru carduri mici sau
circuite imp rimate, a fost utilizată în diferite aplicații de piață, inclusiv computere, comunicații,
automobile, electronice industriale, aparate guvernamentale/militare, (US Market, 1998). Utilizarea
cernelurilor conductive pentru circuite flexibile imprimate a cres cut datorită costului mai redus față de
tehnicile de producție tradiționale, a îmbunătățirii durabilității, siguranței și vitezelor circuitului și
reducerii mărimilor circuitelor (Cahill, 1998). A fost brevetată o tehnologie pentru utilizarea cernelurilor
conductive pentru realizarea de produse textile interactive cum ar fi tricouri, cărți auditive, ambalaje sau
tapet. Cernelurile rezistă la încovoiere și spălare fără pierderea conductivității (Colortronics, 2000).
Cernelurile conductive sunt aplicate în mo d curent prin diverse tehnologii cum ar fi gravura, flexogravie,
imprimare cu un ecran rotativ care utilizează role pentru a imprima cernelurile pe suprafața
substraturilor. Ambele metode sunt laborioase și pot crea întârzieri mari în procesul de producție când se
schimbă modelul (Miles, 1994). Beneficiile oferite de tehnologiile digitale de imprimare au fost la
îndemâna multor producători de cerneală conductivă pentru experimentarea lor, utilizandu -se
imprimarea digitală pe substraturi textile. Imprimarea digitală elimină mulți pași intermediari asociați cu
metodele de imprimare tradiționale, oferind versatilitate în design și flexibilitate în producție.
Suplimentar, arhivele digitale pot fi trimise electronic altor locații pentru imprimare (Rehg, 1994).
Imprimarea digitală a cernelurilor conductive prezintă numeroase schimbări, incluzând tratamentele
anterioare și cele ulterioare, realizarea v ậscozit ății potrivite a cernelii, realizarea conductivității printr -o
constantă agitare în rezervorul cernelii, fur nizarea cantităților potrivite de cerneală, și uscare
corespunzătoare (Armbruster, Borgenstein &Emil, 2001).

CAPITOLUL VI.
MATERIALE AUXETICE. DEFINIRE. CLASIFICARE.TEHNOLOGII DE OBTINERE.
APLICATII
INTRODUCERE
In genere, functie de variatia proprietatilor elastice, pe anumite directii, materialele se clasifica
in:
-materiale izotrope care auaceleasi valo ri ale caracteristicilor elastice , intr -un punct, pe
toate directiile ale acelei solicitari ;
-materiale anizotrope , a caror valori ale caracteristicilor elastice, intr-un punct, pe toate
directiile ,sunt diferite ;
Curent sunt utilizate patru constante elast ice pentru caracterizarea materialelor izotrope:
-modulul de elasticitate transversal (G);
-modulul de elasticitate longitudinal ( modulul lui Young -E);
-modulul de elasticitate volumetric (caracterizeaza deformatia volumetrica, K);
-coeficientul Poisson (ν),
constante intre care se pot descrie urmatoarele corelatii matematice [1, 1 LM]:
) 1(2 EG ;
)21(3 EK ;
) 3(9
GKKGE ;




) 32 3
21
GKG K ;
Cele mai multe din materiale prezinta valori mai mari ale Gdecat K iar valorile pentru
νsunt positive. Teoria elasticită ții defineste coeficientul Poisson si corelatia intre valoarea
acestuia si proprietatile derivate din valoarea acestuai.
Pentru definirea coef icientului Poisson presupunem unfilament de lungime lși diametrul
ddeformat de o forta aplicată uniaxial de-a lungul acestuia .Coeficientul Poisson se defineste ca
raportul dintre deformatia longitudinala si cea transversala (fig.6 .1).
Fig.6.1.Definirea coeficientului Poisson
Valoarea coeficientului Poisson se determină dup ă cum urmează:

2
unde,
In care :
Δl-deformația longuitudinal ă;
Δd–deformația transversal ă;
d–diametru probei înainte de aplicarea for ței uniaxiale ;
d1-diametrul probei dup ăaplicarea for ței;
Ɛp–deformația transversal ă;
Ɛ-deformația longitudi nalăa materialului solicitat;
O direcție nou ăde cercetare o constituie studiul materialelor care manifest ăcoeficient
Poisson negativ.
In tabelul nr. 6.1.sunt prezentate valorile coeficientului Poisson pentru cateva materiale
conventionale. În literatu ra de specialitate, aceste materiale sunt întâlnite sub denumirea de
materiale auxetice (fig. 6.2.), nume dat (ulterior descoperirii materialelor cu comportament
auxetic) de K. E. Evans (Univ. Exeter, Marea Britanie -1991) având la bază cuvântul grec
"auxe tos" (material care poate fi mărit/expandat).
Tabelul 6.1. Valori ale coeficientului Poisson pentru diferite materiale conventonale [21, 22, 23]
Material Coeficientul
Poisson ,ν
Limita izotropică superioară 0.5
Cauciuc 0.48-~0.5
Polietilena 0.46
Plumb 0.44
PET 0.37~0.44
Nylon 6 0.39
Cupru 0.37
Aluminiu 0.35
Polistiren 0.34
Alamă 0.33
Gheața 0.33
Spume -polistiren 0.3
Spume -polimerice 0.1~0.4
Oțel inoxidabil 0.30
Oțel 0.27-0.29
Sticla 0.25
Beton 0.2
Beriliu 0.08
Pluta 0
Limita i zotropică inferioară -1
Spre deosebire de materialele conventionale, materialele auxetice au proprietatea ca la
aplicarea unei solicitari uniaxiale, pe directie longitudinala, acestea sa se extinda (sa expandeze)
pe directia perpendicular a pe cea a solic itarii aplicate (f ig.6.2.).De asemeni, materialele auxetice
sunt definite de urmatorul comportament: aplicand o forta de compresie de -a lungul unei axe
rezulta reducerea dimensiunilor materialelor de -a lungul axei perpendiculare pe axa de aplicare a
compr esiei. Cu alte cuvinte, ac este materiale se extind transfersal atunci cand sunt solicitate
longitudinal si se contracta atunci cand sunt comprimate.

3Comportamentul unic al materialelor auxetice a atras atentia multor cercetatori, care au
studiat atat mater ialele auxetice in sine, mecanismul care determina auxeticitatea si metodele de
obtinere a acestor materiale, cat si proprietatile mecanice si caracteristicile functionale generate
de comportamentul auxetic.
Fig.6.2.Definirea comportamentului materia lelor auxetice comparativ cu materialele
conventionale [21]
Materialele auxetice manifesta un astfel de comportament unic datorita elementelor
geometrice si aranjamentelor topologice care constituie structura lor. Teoria elasticitatii
accepta comportament ul auxetic si nu limiteaza dimensiunea modelului structural la nivel
macroscopic sau microscopic si la scara nano sau macromoleculara.
Coeficientul Poisson negativ conduce la un efect de rigi dizare globala, reflectat in
caracteristicile mecanice ale mater ialelor, cum ar fi rezistenta la deformare, la forfecare si
rezistenta la incovoiere. De asemenea, cresterea densitatii relative prin compresia acestor
materiale, conduce la un comportament mecanic imbunatatit (fig.6 .3., fig. 6 .4.).
a b
Fig.6.3. Comportarea materialelor la aplicarea unei solicitar i uniaxiale (a.comportarea la
tracțiune a unui material convențional (coeficient Poisson cu valori pozitive ; b. c omportarea
la tracțiune a unui material auxetic (coeficient Poisson cu valori negative)
a. b.
Fig.6.4. Comportarea materialelor la aplicarea unei solicitari de compresie (a.
comportarea la compresie a unui material ;b.comportarea la compresie a unui material auxetic )
Primele observatii asupra materialelor naturale cu coeficient Poisson negativ au fost
înregistrate la mi nerale (pir itele de fier ), comportamentul aces tora fiind interpretat drept
anomalie fată de comportarea conven țional ă a materialelor solicitate uniaxial . S-a dorit astfel
fructificarea acestei comportări in diferite aplicatii tehnice .

4
Figura 6.6. Clase de materiale auxetice
O carac teristica de e xceptie a materialelor auxetice este aceea că, în momentul expan darii, se
închid toate eventualele fisuri, ceea ce determină o rezistență mai mare la rupere și este chiar
recoandata realizarea de materiale auxetice cu fisuri (orificii) deoarece acestea nu vor deveni
"zone slabe" odata cu supunerea acestora la diferite tipuri de solicitari .
Un alt avantaj ce recomanda pentru unele domenii de aplicabilitate utilizarea cu precadere
a materialelor auxetice este rezista mare la impact , soc . La lovirea de/cu un corp exterior,
material eleconventionale preia uforța, o dispersează /disipa înintregul volum și evident se
comprimă în locatia aferenta impactului. M aterial eleauxetic ereacționează invers, devenind mult
mai dens eîn zona în care s-a recepționat șocul, ceea ce presupune si păstrarea formei inițiale a
materialului auxetic .Similar celor prezentate anterior, studiile efectuate pana in prezenat au
remarcat faptul ca materialele auxetice au o rezisten ta foarte buna la solicitari de forfecare,
răsucire, încovoiere și uzură, cu beneficii importante pentru in dustria aeronautică, navala,
spația lă, constructoare de mașini etc.
6. 3. Clasificarea materialelor auxeticelor
Criter ii de clasificare a auxetice lor:
-infunctie de natura intrinseca a materialului [21]:
Tip Definire
auxetice naturale (naturale cucomportament auxetic);
auxetice sintetice (fabricate
/sintetizate)Structuri auxetice
Materiale auxetice macroscopice polimeri
microscopice retele microporoase
moleculare
-d.p.d.v.structural putem clasifica auxetice leîn:
Tip clasific are
materiale auxetice
[1LM]polimeri auxetici/fibre auxetice); (Auxetic microporous polymers)
Spume auxetice (Auxetic cellular
solids)-polimerice;
-metalice.
compozite auxetice (Auxetic composites) compozite auxetice (compozite
ramforsate cu f ibre auxetice)
materiale molecular auxetice (Molecular auxetic materials)

5structuri auxetice
[5,6LM]structuri cu comportament auxetic
realizate din materiale non auxetice)tricotate;
tesute.
În 2008, Samuel Chuks Ugbolu eși alții au realizat tric oturi din urzeală cu
comportament auxetic, realizate din fire non auxetice ( structuri lăn țișor cu ochiuri deschise, cu
firesuplimentare de urzeala) . Comportamentul auxetic se manifesta accentuat atu nci cand
tricotul lantisor se realizeze din fire de finet e mica, cu rigiditate scăzută, concomitent cu
utilizarea unor fire filamentare ca fire suplimentare de urzeala, cu valori mari ale rigiditatii ,
dispuse in structura prin depunerea acestora in spatele acelor de tricotat [24].
Structura prezentată în figura 6.26. b arată comportamentul auxetic la întinder e datorat
intinderii firului suplimentar de urzeala care conduce la dispunerea paralela a acestuia cu directia
sirului de ochiuri; ochiurile de tricot se vor pozitiona în jurul firului filamentar dispus ca fi r
suplimentar de urzeala , [24] .
a. b.
Figura 6.26. Structură auxetică tricotată lantisor cuochiuri deschise, firesuplimentare,
dispunere libera (a)șidispunere la solicitare uniaxiala a firului suplimentar de urzeala (b)
a.introduse în jur ul buclelor de platina
b.în interiorul buclelor de ac
(Sursa: Ugbolue, S.C., 2008)
Mai multe astfel de dispuneri alaturate intr -o evolutie de tip batatura, asigurata prin fire (cu
rigiditate scazuta) care sa realizeze conexiunea structurala, fara a afecta c omportamentul auxetic
mai sus mentionat, pot defini o structura auxetica tricotata, realizata din fire non auxetice (figura
6.27), [24].
Figura 6.27. Evolutii alaturate de tip lantisor cu fire suplimentare cu propietă ți auxetice
(Sursa: Ugbolue, S.C., 2008)
Alte structuri tricotate ce pot sta la baza realizarii de structuri cu comportament auxetic,
din materiale non auxetice sunt cele file` simetrice (dispuse in sens opus), realizate pe masini de
tricotat din urzeala cu una sau doua fonturi, din doua sisteme de fire, cu navadire neplina , fig.
6.28. Structura este de tip fagure, cu evolutii tricot cu dispunere logitudinala (segmentele ab
respectiv de) si evolutii lantisor cu dispunere inclinata (segmentele bc, cd, ef, fa ).
Odata cu aplicarea unei solicitari la întindere, aplicata pe direcția șir ului, distan ța dintre
punctul c și f crește. Zonele dispuse inclinat, respectiv bc, cd, ef șifasedispun orizontal ,
respectiv pe directia randului de ochiuri) care est e perpendiculară pe direc ția aplicarii solicitarii

6deîntindere. În ac est fel , unghiul α se apropie de 0° iar distanța dintre zonele cu evolutie tricot
(abșidecrește. (figura 6.28 ), [25, 26]. Pentru revenirea structurii auxetice (fig. 6.28.c) la
forma initiala (inainte de solicitarea la intindere) se recomanda plasarea un ui fir suplimentar (ex.
fire de poliester de 150 den acoperite cu fire de poliuretan de 40 den) , cu elasticitate ridicata pe
directia de tricotare, intre sirurile de ochiuri ale tricotului.
a. b. c.
Figura 6.28. Structura tricotată orificii de tip fagure (a.structura convențional ă;b.
structura auxetica cu fir suplimentar ;c.structura auxetică fara fir suplimentar )
(Sursa: Samuel Chuks Ugbolue, si altii, 2008 )
CAPITOLUL 5
Aplicatii ale materialelor auxetice
Coeficientul Poisson negativ influențează o serie de proprietăți ale materialelor, dar și
modul cum se distribuie tensiunea în structura internă aacestuia .Specialiștii sunt preocupați de
găsirea unor noi domenii de utilizare a materialelor auxetice.
Cercetători de la NASA și Boeing au efectuat studii cu privire la proprietățile mecanice
(reziste nța la forfecare, penetrare, capacitatea de absorbție a sunete lor,vibrații lor, microundelor
etc) și modul cum ar putea fi exploatate acestea în domeniul apărării .
2.1 Aplicații generale
Practic este posibil să se introducă fire auxetice simple sau multi filamentare în materiale
unice cu o arie largă de aplica ții,din fibre cu propietă ți elastice convenționale care, în
prezent, sunt inaccesibile (Tab. 6.4).Se urm ărește ca viitoarele fibre s ă includă fire
multifilamentare ,unde fibrele auxetice sunt învelite cu unul sau mai multe fire conductive pentru
ca aceste beneficii ale auxeticelor să fie încorporate cu alte propietă ți benefice pentru textilele
inteligente.
Tab. 6.4Caracteristici unice ale materiale lorauxetice
Rezistenț
a la
smulgereTena citatea Absorbț
ia
energieiRezistența
la crestareRezistența
la impactMateriale
respirabile
Compo zite     
Haine    
Corzi și
rețele 
Tapițerii  
Sigilii   
Utilizând fibre auxetice in structura textilelor clasice conferim acestora rezisten ță la
impact si alte proprietati ce pot fi fructificate in anumite domenii stricte de utilizare. Agenția
pentru Apărare (DCTA) din Marea Britanie prevede că fibrele auxetice vor conduce la obtinerea

7de imbracaminte cu performan țe superioare, haine de lupt ășiarmuri (veste anti glon ț, căști
de protecțieetc.).
Aplicatiile medicale și cele legate de siguranța vieții sunt alte domenii vaste de integrare a
materialelor si structurilor auxetice, table 6.3.
Tab. 6.3. Clasificarea domeniilor de utilizare
Domeniu de
implementareAplicații Exemple
textile tehnice biomedicale implanturi medicale (vase sangvine, proteze
vasculare tubulare, suturi);
plasturi cu eliberare locală a medicamentelor;
bandaje;
ață dentară;
protectie textile respirabile si impermeabile;
imbracaminte de protectie rezistenta la soc,
impact, cazaturi, explozii, foc;
căști și veste de protecție, jachete,
genunchiere, cotiere, mănuși și alte produse
textile tip "armură"
îmbrăcăminte inteligentă, veste anti glon ț,
căști de protecție;
materiale compozite (sfori ranforsate corzi,
rețele etc);
aerospațiale și militare componente carcasa avion;
încuietori, nituri;
materiale pentr u absorbția energiei;
materiale rezistente la explozii ;
electronice senzori;
membrane separatoare în celule electro -chimice
(baterii litiu -ion etc).
auto centuri de siguran ță
mediu filtre membrane separatoare, filtre necolmatabile;
Avantajele utilizarii materialelor auxetice in locul c elor clasice, pentru aplicatii textile
biomedicale exe mplificate mai sus, sunt precizate in tab 6.4.
Table 6.4. Avantajele utilizarii materialelor medicale auxetice
Aplicatii
medicaleAvantajul utilizarii mater ialelor
auxetice
vase sanguine
artificiale-pereții vaselor nu se
subțiază atunci când este un
flux mărit de sânge sau un
cheag, ci își măresc grosimea;
-vas artificial dintr -un
material obișnuit poate să nu
reziste la presiune și să cedeze,
ceea ce reprez intă un pericol
Fig.6.46. Vase sanguine artificiale
a. material obișnuit, b. material auxetic

8dilatator de artere major pentru pacient
Fig. 6.47. Dilatator de arteră (Moyers,
1992; Alderson, 1999)
bandaje cu
eliberare
controlată a
medicamentelorDaca rana se infectează, zona
afectata se imflameaza
determinand deschiderea
"depozitelor" cu medicamente;
Daca rana se vindecă, bandajul
revine la dimensiunea inițială
iar porii se închid, oprind
tratarea:
a.bandaje aplicate pe rană
(picior) -bandajul e ste
impregnate cu medicamente;
b. daca rănile se infecteaza
datorită comportamentului
auxetic, filamentele se strâng
puțin câte puțin, microporii
filamentelor se deschid iar
medicamenta ția este eliberat ă
direct pe rană.
c.rănile se vindecă într -un timp
scurt-odata cu tratarea ranii,
filamentele revin la forma
initiala, microporii se închid iar
eliberarea medicamentelor este
stopata.
-eliberarea medicamentului se
face gradual in conformitate cu
necesitatile de tratare a
pacientului.
Fig. 6 .48.
Bandaje realizate din filamente auxetice
rășină dentară  înlocuiește rășina acrilică
clasică, extrem de sensibilă la
uzură și impact. Rășina
auxetica este stocată în fibre de
sticlă cu gol interior, (diametru
30-100µm). Când dantura
dintr -un astfel de compozit (cu
un procent de material auxetic)
își schimbă dimensiunile, de
exemplu în momentul
masticației puternice, aceste
fibre de sticlă se sparg și
"sângerează" –adică eliberează
rășina care fixează
dintele/proteza.
Fig.6.49. Fibre
de sti clă cu gol interior utilizate drept
depozite de medicamente
în cu componente auxetice
(Sursa:
http://www.aer.bris.ac.uk/research/fibres/

9sr.html)
ață dentară abilitatea de a se expanda în
spațiile dintre dinți și
abilitatea de a elibera
medicamente, fluor ide și
arome direct pe linia gingiei.
Natura poroasă a a ței dentare
din auxetice va ajuta și la
îndepărtarea resturilor de
mâncare făcând procesul de
curățare mai eficient.
Fig. 6.50. Ata dentara auxetica
suturi cu
eliberare de
medicamenteimpregnate cu vitamina E
(pentru reducerea cicatricei)
sau antibiotice (antiinfectie,
anti inflamator)
Fig.6.51. Fire pentru suturi
a-fir simplu; b -fir cu vitamina E; c -fir cu
antibiotic
Aplicații aerospațiale și militare
Auxeticele sunt preferate în domeniul aerospațial deoarece oferă o bună protecție termi că a
navelor și dispozitivelor/motoarelor utilizate în spațiul aerian. Companii renumite precum
Toyota, Yamaha, Mitsubishi, AlliedS ignal au pus la punct și au brevetat metode de obținere ale
materialelor auxetice pentru aceste domenii de aplicabilitate .
Textile inteligente
Hainele de protecție au în general 1cm grosime ceea ce le face rigide, grele , inflexibile. Pe
parcursul acțiunil or militare, echipamentele grele nu sunt recoman -date pentru că pot afecta
capacitatea de luptă a soldaților. Auxeticele pot îndeplini aceleași funcții de protecție inlaturand
dezavantajele materialelor clasice.
O altă proprietate deosebită a auxeticelor este modul de comportare la îndoire. În mod
normal, o suprafață obișnuită ia fo rma concavă de "șa" (fig. 6.52. a), pe când o suprafață din
material auxetic se de formează diferit –convex (fig. 6.52. b).Acest comportament recomanda
utilizarea auxeticelor in realizarea hainelor de protecție, autoturismelor sau ambarcațiunilor.
Fig.6.52. Comportarea la îndoire spațială
(a. material conventional; b. material auxetic )
c
)
a
a
)

10În fig. 6.53. este prezentat modul de reacțiune la impact a unui material multistra t (vestă
antiglonț) cu un strat auxetic. Perpendicular pe direcția de impact, vesta devine mai compactă,
straturile se comprimă.
Fig.6.53. Comportarea la impact a auxeticelor
Materiale pentru absorbție energetică
Spumele polimerice –de exemplu poli etilena –sunt folosite pentru amortizarea șocului la
aterizarea aeronavelor, dar studiile arată că auxeticele posedă proprietăți superioare privind
rezistența la impact și rezistența la deteriorare .De aceea, multe părți ale aeronavelor de transport
se pr opune să fie fabricate din materiale auxetice pentru a nu fi deteriorate la
accelerare/decelerare.
Materiale rezistente la explozii
Atacurile teroriste recente au dus la concentrarea asupra oferirii de protec ție cl ădirilor.
O problemă care a primit multă atenție în ultimii ani este riscul r ănirii de către bucă țile de
geam. Mai mult de 80 % dintre decese și rănirile grave sunt cauzate de rămă șițile de sticl ă.
Perdelele rezistente la explozii pot reduce numărul de răni ți în cazul unei explozii. Astfel de
cortină poate fi realizată dintr -o rețea de auxetice și folosit ă ca perdea de geam. Ea trebuie
făcută ca o foaie de material sau ca un material laminat.
Fig. 6.54. Perdele împotriva exploziilor
1.3.Electronice
Senzori
Auxeticele pot fi folosite cu succes ca senzori deoarece sunt materiale sens ibile la presiune
hidrostatică [5] .Au fost patenta ți senzori optici bazați pe un miez elastomeric transparent în
jurul căruia este o bobină elicoidală cu putere mare. Produc un semnal liniar și fără zgomot car e
este de 600% mai sensibil decât ie șirea din senzorii convenționali f ăcuți din același
materiale. Avantajul îl reprezintă pre țul redus la electronicelor. Datorită greută ții lor mici și
flexibilită ții ridicate se recomand ă pentru mănu șilepurtătoare de inf ormații, echipament
sportiv inteligent și îmbr ăcăminte medicală. Acesti senzori pot minitoriza mi șcările corpului
și semnalele vitale și s ă cominice apoi cu calculatorul (fig. 6.55) .

11
Fig.6.55. Senzori auxetici
1.4 Indust ria auto
Centuri de siguran ță
În cazul unui accident de ma șină, de obicei pasagerul este aruncat în fa ță. Centura de
siguranță se strânge și forța este concentrat ă într -o arie mică. În cazul unui adult, acesta
cauzează traume semnificative, dar pentru cine va în vârstă, femeile însărcinate sau copii aceste
leziuni pot fi mult mai serioase. O centură de siguran ță din auxetice se va lărgi și rezultatul va
fi împră știerea înc ărcării pe o arie mai mare, cu posibilitatea reducerii leziunilor , (fig. 6.56) .
Fig.6.56. Centura de siguran ță
2. Mediu
Filtre ,-Spuma auxetică și filtrele tip ,,fagure” ofer ă un poten țial crescut pentru
filtrele murdare, pentru transformarea filtrului în ceea ce pri vește m ărimea și forma
porului și în compesare pentru efectul presiun ii de ridicare în cazul murdăririi. Porii
unui filtru care nu este auxetic se deschid în direc țiaîntinderii, dar se închid în
direcția lateral ă, ducând la o performan ță slabă a filtrului. Întinderea un filtru din
materiale auxetice va îmbunătă ți performan ța prin deschid erea porilor în ambele
direcții, fig. 6.57, [27].
Fig. 6.57. Struturi filtrante auxetice
(Sursa: www.auxetix.com )
3. Altele
Compozite
Este cunoscut faptul că interfața dintre fibre și matrice este zona cea mai slabă. Dacă sunt
utilizate fibre obișnuite pentru ranforsare, la exercitarea unor forțe de întindere, între fibre și
matrice (la interfață) se produc fisuri și desprinderi parțiale.
Fibrele auxetice își măresc dimensiunea transversală și la in terfață nu se constată fisuri, ci
dimpotrivă, apar tensiuni care fixează și mai bine fibrele în matrice ,fig. 6.58 .

12
Fig. 6.58. Comparație între compozitele cu fibre obișnuite
și compozitele cu fibre auxetice
Structuri
Capacitatea auxeticelor de a se "dilata" la întindere a dus la proiectarea unor structuri
diverse utilizate pentru:
oimplanturi vasculare
opanouri pentru absorbția șocurilor, vibrațiilor și sunetelor
osenzori pentru deformații (de exemplu în construcții)
ogarnituri
oflitre de aer
ofixatori de cabluri
ostructuri fagure pentru absorbția zgomotelor
ostructuri textile pentru haine de protecție termică.
Alte aplicații
Datorită proprietăților lor deosebite, auxeticele sunt posibil de folosit pentru antene
spațiale de mari dimensiuni, scuturi so lare și alte părți constructive ale navelor.
De asemenea, ele pot fi materia primă pentru sonare, grinzi ale construcțiilor și marcatori
care se plasează pe fisurile clădirilor.
Aplicații-avantaje
Tabelul 5.Aplicațiileși avantajele auxeticelor
Aplicație Avantaj e
Structură panou tip sandwich din
compozite curbate pentru botul
aeronavelor folosind structuri tip
fagure auxetici sau material ecu miez
din spumă auxeticacurbură dublă (evită realizarea din metale )
proteze/înlocuitori arteriali
(mișcarea sângelui prin artere poate
provoca blocaje locale care duc la o
subțiere a pereților când aceștia se
întind )variația densit ății (Previne ruptura pere ților
arterelor ca răspuns la pulsul sângelui deoarece
pereții auxetici se îngroaș ă atunci când sunt
întinși)
fixarea
suturilor/mu șchilor/ligamentelorpropietăți de fixare prin creșterea volumului
-rezistența la tragere în timpul expansiunii radiale
sub tensiune axială
înlocuirea/artroplastia totală a
șoldului-rezistență la crestare
-mărește rezistența la îmbrăcămintea adezivă
-fractură –duritatea măre ște rezistența la
îmbrăcămintea adezivă
-absorția energiei

13Materiale filtrante Variația porozit ății prin modificarea volumului
-mecanism de prindere -eliberare
-mecanism sensibil de presare, control eliberare
-curbură dublă
-mecanism inteligent de deschidere a porilor pentru
compensarea impurităților din filtru
bandaje inteligente filamente auxetice impregnate

CAPITOLUL 6
NANOTEHNOLOGII DE OBTINERE A NANOFI BRE LOR SI
FIRELOR TEXTILE
Comparând pe scala nano secțiunea transversală a diferitelor structuri
(microfibre, viruși, bacterii etc.) cu cea a nanofibrelor electrofilate se observă că cele
din urmă asigură un spectru foarte larg de fineți, (fig.6.1 ).
Figura 6.1 . Comparație între diametrul firelor electrofilate și a diferitelor sisteme
biologice și tehnologice
Tabel 6.1. Comparație între fibre și nanofibre
Diametrul Lungime Aria suprafeței Finețe
10μm 13 km 0,4 m2g-11 den
100 nm 130 000 km 40 m2g-110-4den
Până la ora actuală s -au dezvoltat numeroase tehnologii de obținere a nanofibrelor. Dintre
acestea cea mai eficientă din punct de vedere al productivității și eficienței este tehnologia electrofilări i.
Totodată este de subliniat faptul căprocesul de electrofilare este eficient, capabil să producă fibre
lungi, continue, cu orientare controlată, fiind adaptabil diferitelor tipuri de polimeri, multe din
echipamentele de electrofilare actuale producând n anofibre la scară industrială.
Caracteristicile nanofibrelor rezultate prin tehnologia de electrofilare sunt
atractive pentru diferite domenii de implementare: biomedical (inginerie tisulară,
bandaje, pansamente, textile cu eliberare controlată, proteze me dicale etc.),
compozite, materiale pentru electrozi , dispozitive electronice și optice, membrane
pentru medii filtrante, îmbrăcăminte inteligentă, suporturi pentru catalizatori și
enzime, senzori, materiale aeronautice.
Tehnologia electrofilării presupune trecerea unei soluții sau topituri de polimer
printr -o duză al carei orificiu are diamet ru de aproximativ 100μm (fig.6.2 .). Vârful
capilarului are rol de electrod asupra căruia este aplicat, la o anumită distanță, un
câmp electric de aproximativ 5 -50 kV. T ensiunea aplicată conduce la deformarea
jetului sub formă de con pe direcția electrodului pe care se face depunerea. Forma și
dimensiunile fibrelor depind de o gamă variată de parametri ce țin de propietățile
polimerului, a soluției de polimer sau a topitu rii electrofilate, parametrii mediului
ambient, parametrii c onstructivi și tehnologici etc.
Figura 6.2 . Schema de principiu a unui echipament de electrofilare
In concluzie, se poate afirma că există numeroase tehnologii de obținere a
nanofibrelor. Cea m ai utilizată dintre acestea se consideră a fi tehnologia de obținere a
nanofibrelor prin elecrofilare. Electrofilarea are la bază o combinație complexă de
fenomene din domeniile electrostatică, mecanica fluidelor și știința polimerilor. Atât
proprietățile soluției polimerice cât și variabilele procesului pot afecta semnificativ

procesul de electrofilare, o descriere completă a mecanismului fundamental nefiind
incă pusă la punct până in prezent. Absența unor cunoștințe sistematice și aprofundate
asupra proce sului de eletrofilare poate conduce la obținerea de nanofibre cu
morfologie și proprietăți slab controlate conducând la scăderea utilizarii lor ca
materiale funcționale.
PROCEDEUL DE ELECTROFILARE DIN TOPITURĂ
Procesarea din topitură prin electrofilare necesită echipamente cu un grad de
complexitate mărit determinat de prezența unui dispozitiv de încălzire, de regulă, cu
sursa aflată în exteriorul echipamentului, iar pe de altă parte prin controlul strict al
scăderii de temperatură odată cu îndepărtarea față de localizarea conului Taylor.
Tehnologia clasică de filare în topitură produce cele mai mici diametre
de fibre, în jurul valorii minime de 0,5 microni, dar tehnica necesită cantități mari de
aer fierbinte pentru un procedeu eficient. În condițiile p rocesării industriale de
electrofilare din topitură este comunicată o productivitate mai mică de 5 Kg de
polimer/24 de ore, care pentru industria textilă nu are o relevanță economică
deosebită.
Dificultăți legate de electrofilarea efectivă sunt manifestat e în ceea ce privește
realizarea unor fineții specifice de ordinul nanometrilor pentru că multe încercări au
realizat nanofibre cu valori neuniforme ale diametrelor, cauzate de imposibilitatea
menținerii polimerului din topitură o durată suficientă în zona de electrofilare. In
realizarea nanofibrelor electrofilate solidificarea prin cristalizarea topiturii se
realizează chiar după primii centimetri în aval in conul Taylor și evident anterior
formării filamentelor electrofilate, [34]. Astfel, este necesară e xtinderea domeniului
de existență a polimerului în topitură pentru o lungime de minim 100 mm față de
capilara seringii cu un gradient de răcire către colectorul legat la masă, în condițiile în
care temperatura rămâne suficient de ridicată pentru ca forțele de formare a
filamentelor să determine o curgere vâscoasă.
Spre deosebire de procesele manifestate la etirarea clasică, în cazul de față nu
este necesară o orientare moleculară semnificativă sau răcire pentru a se preveni
fenomenul de gâtuire pentru că s ecțiunile subțiri ale nanofibrei ar putea avea o mai
mică densitate de sarcină și astfel o forță de tragere redusă.
Comparativ cu electrofilarea din soluție, tehnologia de filare din topitură
presupune:
a. echipament cu grad de complexitate mărit, datorită prezenței dispozitivului
suplimetar de încălzire al polimerului, de regulă o sursă aflată în exteriorul
echipamentului, cu rolul de a menține polimerul în stare topită pe durata procesării
prin electrofilare;
b. control strict al temperaturii în zona deb itare-colectare;
Dezavantajele acestui procedeu de electrofilare (din topitura) derivă din
următoarele considerente :
a.dificultăți în menținerea caracteristicilor topiturii în zona de debitare -colectare;
b.probleme de impact ecologic;
c. distanța vârf ac -colector este mai mică, cu aproximativ 2 cm față de aceeași cotă în
cazul procedeului de electrofilare din soluție (în cazul electrofilării din topitură,
distanța este de aproximativ 10 cm).
Electrofilarea în topitură are o serie de avantaje legate de absenț a solventului specific
și a problemelor derivate din aceasta, dar necesită aspecte practice complexe legate de
sistemul de încălzire.
PROCEDEUL DE ELECTROFILARE DIN SOLUȚIE
Pentru a crea un jet încărcat electric de soluție polimerică, se utilizează un
curent de înaltă tensiune, respectiv, un electrod plasat în soluție, iar celălalt se
atașează la colector, fig.6.3 . Câmpul electric este aplicat tubului capilar ce conține
fluidul polimeric, ținut de propria tensiune de suprafață. Se induce astfel o încărcare
electrică asupra suprafeței lichidului, iar respingerea mutuală a sarcinilor electrice
acționează cu o forță direct opusă tensiunii de suprafață. În momentul creșterii

intensității câmpului electric, suprafața semisferică a fluidului din vârful capilarulu i se
alungește, formând un con cunoscut sub numele de conul Taylor .Când intensitatea
câmpului electric, în creșterea sa atinge o valoare critică, respectiv, când forța
electrostatică de respingere depășește tensiunea de suprafață, jetul de fluid încărcat
electric este ejectat din vârful conului Taylor. Jetul astfel format începe un proces de
răsucire (proces în care solventul se evaporă) asigurând astfel debitarea nanofibrelor
polimerice cu sarcini electrice, nanofibre care se depun aleator sau ordonat pe
dispozitivul colector.
Urmărind latura funcțională și diversificarea sortimentală a nanofibrelor
realizate pentru diferite aplicații, în decursul timpului, numeroasele echipamente de
electrofilare construite au cunoscut diverse modificări constructive.
3. ELEMENTE CONSTRUC TIVE ALE ECHIPAMENTE LOR DE
ELECTROFILARE
Echipamentele de electrofilare au în componență următoarele eleme nte
constructive:
-mecanism de alimentare ;
-mecanism de debitare (sprayere);
-mecanism de colectare -asigură depunerea nanofibrelor debitate;
-sursa de înaltă tensiune.
3.1 MECANISM DE ALIMENTARE
Mecanismul de alimentare implică existența unei pompe dozatoare cu rolul de
a realiza o eliberare cu presiune constantă a soluției polimerice sau topiturii
alimentate. Numeroase companii au dezvoltat diferite tipuri constructive de pompe
dozatoare .
3.2 MECANISM DE DEBITARE
Mecanismul de debitare (sprayere) are în componență următoarele elemente
constructive:
-seringa (capilar/pulverizator) cu dimensiunea de circa 0,1 -1,5 mm în care se
încarcă soluția de polimer;
-electrod metalic.
Schema de principiu a mecanismului de debitar e este prezentată în figura 6 .4
[34].
Figura 6.3. Schema de principiu a procedeului de electrofilare din soluție polimerică [92] (1. pompa dozatoare; 2.
seringa; 3. soluția de polimer; 4. pipeta; 5. con Taylor; 6. jet (imagini ale jetului la diferite distanțe față de
capilar );7. sursa de înaltă tensiune; 8. distanța intre debitor și colector (cotă variabilă); 9. ecran colector (rotativ
sau staționar)

a b
Figura 6.4. Schema de principiu a mecanismului de debitare
(a. 1. sursa de înaltă tensiune; 2. seringă cu soluție polimerică; 3. electrod metalic; 4.
con Taylor, jet încărcat; 5. nanofibre ;b. 1. sursa de în altă tensiune;2. electrod
metalic; 3. seringă cu soluție polimerică; 4. con taylor, jet încărcat; 5. colector; 6.
nanofibre)
Pe lângă echipamantele de electrofilare prevăzute cu mecanisme de debitare
unijet s-au realizat și echipamente cu debitare multije t, care presupun montarea în
paralel a mai multor seringi, pe același suport al pompei de alimentare. Acest sistem
permite obținerea de nanostructuri electrofilate prin alimentarea de diferiți polimeri
(fig.6.5. ). Din punct de vedere constructiv, mecanisme le de debitare multijet sunt mult
mai complexe comparativ cu cele unijet și presupun o procesare laborioasă, având în
vedere studiile referitoare la eventualele respingeri statice ce pot apărea între jeturile
debitate simultan spre colector.
Figura 6.5.Echipament de electrofilare cu mecanism debitor multijet
În figura 6.6 .b este prezentată schema de principiu a unui echipament de
electrofilare ce permite electrofilarea simultană a doi polimeri.
Figura 6.6. Echipament de electrofilare (a. mecanism debitor cu o singură seringă ce
permite debitarea unei singure componente polimerice; b. mecanism debitor cu două
seringi)
Venind in preîntâmpinarea acestor dificultăti de procesare, legate de electrofilarea
multijet (apariția respingerilor el ectrostatice între jeturile debitate simultan), s -a
raportat electrofilarea din soluție, mixtă, multijet a doua soluții polimerice diferite
debitate de la doua mecanisme de debitare diferite poziționate echidistant de colector,
cu generarea de tensiuni ele ctrice diferite. Echipamentul permite reglarea
independentă a parametrilor tehnologici de debitare. Procesarea prin electrofilare,
pentru aceasta construcție a mecanismului debitor, s -a dovedit laborioasa, cercetările
întreprinse concluzionând cu urmatoare le aspecte:
-ambele distante ac -colector trebuie să fie egale în valoare absolută, astfel încât
repulsiile electrostatice formate intre cele două jeturi ale soluțiilor polimerice, să
fie minime;
-viteza de rotație a mecanismului colector rotativ trebuie să s e adopte la o valoare
optimă atfel încât să se asigure, pe de o parte uniformitatea amestecului
polimeric obtinut iar pe de o altă parte să se asigure formarea unor depuneri
fibroase cu un grad mare de orientare.

3.3 MECANISM DE COLECTARE
Mecanismul de colectare este componentă de bază din construcția oricărui
echipament de electrofilare, fiind poziționat imediat sub seringa mecanismului de
debitare, la o distanță adecvată care să permită formarea jetului, electrofilarea; această
distanță variază în int ervalul 100 -300 mm. Între filieră și electrodul metalic legat la
pământ (colectorul propriu -zis) este aplicată o tensiune electrică de ordinul zecilor de
kilovolți, care determină ejectarea polimerului sub formă de nanofibre și respectiv
depunerea acestora pe suprafața colectorului.
Tipul mecanismului de colectare joacă un rol important, vizand urmatoarele
aspecte:
a.caracteristicile dimensionale ale nanofibrelor debitate;
b.modul de dispunere (aleatoare, ordonată etc.) a nanofibrelor debitate;
c.uniformitatea amestecurilor, in cazul debitarii multijet a doua sau mai
multe solutii polimerice.
Mecanismele de colectare utilizate în echipamentele de electrofilare propuse
până în prezent sunt variate, incluzând electrozi de tip placă, rotativ, pin -electrod etc.
Învederea îmbunătățirii procesului de electrofilare, în alegerea tipului de
colector se au în vedere urmatoarele aspecte:
-obținerea unor depuneri de nanofibre cu grad mare de orientare, aliniere;
-realizarea anumitor structuri morfologice a nanofibrelor colec tate;
-în particular există posibilitatea obținerii unor structuri complexe prin depunerea
de straturi consecutive cu unghiuri de depunere diferite;
-prevenirea defectelor de fibră, a apariției suprapunerilor de nanofibre.
Un punct forte al procesului de ele ctrofilare este acela că colectarea efectivă a
fibrelor poate fi direcționată prin manipularea liniilor câmpului electric. Cea mai
simplă cofigurație a liniilor de câmp este cea cu electrozi paraleli descrisă de Taylor
[38] și ulterior modificată de Shin [43](fig. 3.13). În această configurație, electrozii
statici plați, așezați în poziție paralelă sunt integrați atât la duză cât și la colector.
Această configurare asigură linii de câmp paralele pe durata procesării, câmpul din
jurul duzei asigurând reduce rea numărului de descărcări in coronă.
O observație similară a putut fi sesizată utilizând un inel electrod poziționat
imediat lângă duza mecanismului debitor [43]. Pentru cazul cel mai simplu de
electrod static, existent în cazul mecanismelor plane de co lectare, procesul
convențional de electrofilare este simetric axial și nu există nici o direcție
preferențială de depunere a nanofibrelor în momentul colectării. În acest ultim caz, în
urma debitării nanofibrelor se obține o nanomembrană cu o structură tip nețesut din
fibre neorientate (cu pozi ționare aleatoare). Integritatea acestei structurii depinde de
următoarele aspecte:
-gradul de suprapunere a nanofibrelor debitate;
-interacțiunile dezvoltate între fibrele debitate;
controlul procesului de evaporare c are poate determina așa numitul fenomen de
"lipire" dintre nanofibrele debitate pe colector, fenomen care apare la punctele de
contact dintre fibre, dacă acestea ajung pe colector în stare lichidă.
Pentru obținerea unor nanomembrane cu grade diferite de orientare a fibrelor
debitate, se utilizează un colector de tip tambur rotativ, o bandă transportoare
colectoare sau un mecanism de colectare de tip disc rotativ.
Pentru colectarea directă a nanofibrelor se pot utiliza colectori în formă de pini
(ace), ba re paralele [44] sau chiar simple grile metalice [45]. Fibrele tind să formeze
punți de legătură între pini sau bare atunci când sunt distanțate în mod corespunzător,
asigurând o suprafață conductivă, pe care se realizează depunerea nanofibrelor
electrofil ate.
Producerea unor depuneri nanofibroase cu lungimi mici este posibilă prin
depunerea pe colectori, sub forma unor perechi de discuri sau inele paralele, aflați în
mișcare de rotație [46].

Principalele tipuri constructive de mecanisme de colectare exist ente în
literatur ă sunt prezentate în figura 6.7 .
Figura 6.7 . Tipuri constructive de mecanisme de colectare
Tabel 6.2. Tipuri de mecanisme de colectare. Avantaje/dezavataje
Tipuri
constructive de
mecanisme de
colectareAvantaje Dezavantaje
mecanisme
colectoare cu
tambur rotativ-asigură obținerea de
depuneri ordonate cu grad
redus de aliniere;
-asigură obținerea de
depuneri dezordonate
(depuneri aleatoare);
-asigură obținerea de
depuneri cu grad mare de
orientare;
-ușurinta manipulării-depunere a fibroasa depusă pe colector poate fi usor
detașată de suprafața acestuia;
-la viteze mari de rotație ale tamburului apar ruperi de
fibre
mecanism de
colectare rotativ cu
pin în interiorul
tamburului- tensiune negativă
ridicată;
– se obțin fibre ordonate
pe o suprafață mare-programarea parametrilor este complicată;
-nu se pot obține suprafețe subțiri de fibre ordonate
mecanism colector
rotativ tip cilindru cu
fire de cupru
înfășurate pe tambur- fibre foarte aliniate;
– aria de fibre aliniate de
pe fire poate fi variată prin
modificarea grosimii firelor
de cupru de pe cilindru- fibrele se adună pe firele de cupru în loc să se
depună pe toată suprafața tamburului
colector tip tambur cu
bare-montare ușoară;
-se pot obține fibre
aliniate-nu se pot obține straturi subțiri de fibre aliniate;
-fibrele nu pot fi aliniate în orice moment al
electrofilării
mecanism de
colectare cu tambur
rotativ și cu electrod
lamă de cuțit plasat
sub tambur-se obțin fibre aliniate;
-fibrele aliniate se obțin
pe toată suprafața
cilindrul ui
Mecanism colector
tip disc cu placă
rotativă pe marginea
discului-instalare ușoară;
-se obțin fibre aliniate;
-este posibilă obținerea
de fibre ordonate prin
atașarea unei plăci
rotative la marginea-imposibilitatea menținerii alinierii fibrelo r la aceeași
viteză de rotație atunci când fibrele depozitate sunt
mai groase;
-se obține o arie mică de fibre aliniate

discului
mecanism de
colectare lamelar-alimentare cu tensiune
negativă;
-instalare ușoară;
-fibrele pot fi ușor
îndepărtate de pe
colector;
-fibrele colectate sunt
aliniate-se obțin fibre cu lungimea limitată
mecanism de
colectare cu electroz i
paraleli-instalare ușoară;
-se obțin fibre aliniate;
-fibrele obținute sunt
ușor de transferat pe un
alt substrat-nu este posibilă obținerea unui strat gros de fibre
aliniate;
-există o limită în ceea ce privește lungimea fibrelor
mecanism de
colectare cu inele-aria de depunere a
fibrelor se poate
micșora-greu de instalat;
-inelele trebuie să aibă doar o tensiune pozitivă
mecanism de
colectare cu un inel-tensiu ne pozitivă
ridicată;
-ușor de instalat;
-depunerea fibrelor pote
fi controlată pe o
anumită suprafață-inelul trebuie să aibă încărcare pozitivă;
-aria de depunere este destul de mare, limitată de
dimensiunea inelului
mecanism de
colectare cu inele
dispuse paralel-instalare ușoară;
-se pot obține fibre
răsucite-se pot obține fibre cu lungimi limitate;
-unul dintre inele trebuie să rotească fibrele care sunt
depuse în fir
3.4. SURSA DE ÎNALTĂ TENSIUNE
Sursa de înaltă tensiune (fig.6.8 .) este un alt element de bază din construcția
oricărui echipament de electrofilare. Sursa alimentată cu curent de mică intensitate (de
ordinul zecilor de kilovolți) este necesară pentru transformarea soluției de polimer în
jet polimeric încărcat electric. Câmpul electric aplic at între capilar și electrodul
metalic legat la pământ (reprezentand dispozitivul de colectare) determină ejectarea
polimerului sub formă de nanofibre și respectiv depunerea acestora pe suprafața
colectorului.
Figura 6.8 . Sursa de înaltă tensiune1. Buton de pornire/oprire
2. Lampă HV ON
3. Indicator tensiunii
4. Indicator curentului (mA)C
5. Buton de oprire de control
6. Buton de start
7. Buton de stop
8. Potențiometru, setarea
tensiunii
9. Închidere de siguranță
10. Cablu de înaltă tensiune

Factori cuinfluență majoră asupra structurii și caracteristicilor nanofibrelor
obținute prin electrofilare
Cercetările recente promovează obținerea nanomaterialelor ca fiind o prioritate
majoră în cercetarea europeană și internațională. Datorită su prafeței și porozității
mari, nanofibrele sunt utilizate cu succes în diferite aplicații medicale (organe
artificiale, aplicații biomedicale, proteze etc.), cosmetică, medii de filtrare, straturi
absorbante în îmbrăcăminte de protecție etc. Structura și pr oprietățile nanofibrelor
sunt corelate cu domeniul de utilizare ceea ce impune o justă corelare a tuturor acestor
parametri cu influența majoră asupra procesului de electrofilare. Aceasta reprezintă
provocarea majoră din punct de vedere tehnologic, care se pliază pe condițiile
specifice de procesare a fiecărui tip de polimer în parte.
In proiectarea nanofibrelor sunt puse în conexiune patru categorii de
informații referitoare la:
-destinație (utilizarea propriu -zisă, domeniul, subdomeniul de utilizare , funcțiile
impuse de destinația nanofibrelor electrofilate (condiții impuse de o eventuală post –
procesare);
-echipament (construcție, caracteristici tehnice, tehnologice, performante
constructive, mecanisme, dispozitive, posibilități tehnologice, posibi lități de reglare
etc);
-materie primă procesată (tip, compozitie, structură, proprietăți etc.);
-condițiile mediului de procesare.
Proprietățile și structura nanofibrelor obținute prin procesul de electrofilare
sunt rezultatul corelării tuturor acestor factori.
Conducerea procesului de electrofilare se realizează având în vedere
caracteristicile de calitate impuse de destinația nanofibrelor iar destinația
nanofibrelor debitate se impune prin:
-structura nanofibrelor;
-proprietățile nanofibrelor;
-modul de dispunere a nanofibrelor pe colector .
Proprietățile nanofibrelor de interes în studiile experimentale și în același
timp, cu influență majoră asupra modului de implementare în:
a. diferitele aplicații;
b.în eventualele prelucrări post -electrofilare sunt:
-proprietățile geometrico -structurale;
-proprietățile fizico -mecanice;
-proprietățile chimice;
-proprietățile electrice.
In ceea ce privește modul de dispunere a nanofibrelor electrofilate pe colector, se
pot obține:
-dispuneri ordonate (dispun ere un iaxială sau axială), [1];
-depuneri aleatoare (dispunere geometrică întâmplătoar e),[2, 3,4,5];
-depuneri diferențiate, încrucișate etc.
-printr -un control strict al câmpul electrostatic (tensiuni mari (10-50kV)cresc
gradul de orientare) și a reo logiei polimerului se pot obține nanofibre poziționate
paralel pe suprafața colectoare.
-distanta ac -suprafața colectoare ;
-concentrația soluției polimerice, alegerea solventului –o concentrație mare
favorizează obținerea de depuneri orientate uniaxial;
In funcție de arhitectura depunerilor electrofilate pe suprafața colectoare,
procesul de electrofilare poate fi:
-electrofilare unistrat;

-electrofilare multistrat , (sau electrofilare cu arhitectura stratificată ), (după
electrofilarea primului component, al doilea strat, cu aceeași soluție polimerică
sau, o a doua soluție polimerică este secvențial electrofilat, pe aceeași țintă
producând astfel depuneri multistratificate cu straturi ordonate ierarhic;
-electrofilare mixtă -realizată cu două sau mai multe se ringi ce debitează
simultan două sau mai multe soluții polimerice pe aceeași suprafață
colectoare;
-electrofilare spațială (3D), de tip tubular sau arhitecturi de tip MPE
(matrici proteice extra -celulare).
In vederea fundamentării procesului de electrofilar e și a înțelegerii corelațiilor
existente, ne propunem discutarea tuturor factorilor (materie primă, echipament,
mediu ambiant) care relaționate conduc la obținerea unor nanofibre cu structură și
caracteristici care să corespundă cerințelor impuse de desti nație, (fig.6.9 .).
Figura 6.9 . Grupe de factori cu influență majoră asupra structurii, caracteristicilor și
respectiv destinației nanofibrelor electrofilate
In timpul procesului de electrofilare acționează sinerg ic o serie de parametri.
Structura și proprietățile nanofibrelor sunt corelate cu domeniul de utilizare, ceea ce
impune o justă corelare a tuturor acestor parametri ai procesului de electrofilare.
Aceasta reprezintă provocarea majoră din punct de vedere te hnologic, care se pliază
pe condițiile specifice de procesare a fiecărui tip de polimer. Variabilele care concură,
ca factori de decizie asupra structurii morfologice a nanofibrelor se grupează ca în
figura 7.16, tabel 7.1. Caracteristicile fízico -mecanice și morfologice ale nanofibrelor
obținute prin procesul de electrofilare sunt rezultatul corelării acestor parametri. De -a
lungul timpului s -au dezvoltat modele care anticipează caracteristicile dimensionale
ale fibrei pentru unele soluții de polimer, la c oncentrații diferite, funcție de tensiunea
de suprafață și densitatea sarcinii de volum.
Structura ș i
caracteristicile
nanofibrelor
electrofilate
Natura materiei prime
Echipamentul de electrofilare prin:
Caracteristici constructive ale
echipamentului
Caracteristici tehnologice (parametrii
tehnologici si caracteristici de programare)
Mediul ambiant
Structura
,modul de
dispunere a
nanofibrelor
Materie
primă
Echipament
Caracteristici constructive
Caracteristici tehnologice
Mediu ambiant
FEED BACKDestinaț ia
nanofibrelor
caracteristicile
nanofibrelor
electrofilate

Figura 6.10 . Grupe de factori care influențează asupra structurii și caracteristicilor
nanofibrelor electrofilate
TIPURI DE NANOFIBRE OBȚINUTE PRIN ELECTROFILARE
Tehnologia electrofilării permite obținerea de nanofibre ultra -fine orientate
spațial, cu următoarele caracteristici specifice ce le particularizează în raport cu
celelalte nanotehnologii cunoscute până în prezent:
-suprafață specifică d eosebit de mare;
-pori interconectați de dimensiuni mici și un bun control al geometriei acestora la
nivelul nanofibrelor;
-modul de elasticitate mare;
-raport mare suprafață/volum,
toate acestea fiind caracteristici definitorii pentru implementarea lor în di verse
domenii aplicative.
Din punct de vedere al naturii materiei prime , nanofibrele obținute prin
electrofilare pot fi:
-polimerice;
-ceramice;
-compozite.
Fiecare din aceste grupe deține un porto foliu larg de aplicații (fig.6.11 ).
Caracteristicile priori tare ale polimerilor ce concură la selectarea lor pentru realizarea
matricilor suport sunt: elasticitatea, flexibilitatea, rezistența mecanică, reziliența,
prezența grupelor funcționale, flexibilitatea dimensională etc.
Majoritatea cercetărilor în domeniu se concentrează pe utilizarea în procesul
de electrofilare a polimerilor naturali. Până în momentul de față s -a reușit obținerea de
suporturi de țesuturi biologice din materiale rezultate prin electrofilarea de polimeri
naturali biodegradabili cum ar fi: c olagen, chitosan, gelatină, fibrinogen, mătase și
elastină. Dintre polimerii sintetici electrofilați până în prezent pentru aplicații
biomedicale amintim polimerii biodegradabili: acidul poli -lactic (PLA), acidul poli –
glicolic (PGA), acidul poli -lactic -co-glicolic (PLGA), poli -εcaprolactona (PCL),
respectiv polimerii nebiodegradabili: polietilena (PE), polietilentereftalatul (PET),
polipropilena (PP) și poli -tetra-fluoro -etilena (PTFE), [1].
Figura 6 .11. Nanofibre ob ținute prin electrofilare, în funcție de natura materiei prime
procesate
În cazul utilizării nanofibrelor electrofilate sub formă de compozit ,nanofibrele
pot fi formate direct materiale compozite, putând fi apoi destinate utilizării lor ca
matrici suport. Prin electrofilare s -au obținut pân ă în prezent materiale compozite
conductoare utilizând polimeri conductori (ex. polianilina) în amestec cu alți polimeri
sintetici [2],[3],[4],[5]pentru aplicații ce impun protecția față de interferențele
electromagnetice și descărcările electrostatice , în matricea polimer se pot introduce
particule metalice [3],[6],[7]pot fi inserate enzime pentru producerea de biosenzori
[6].
La producerea de nanofibre ceramice sau nanotuburilor de carbon obținute
prin electrofilare ,procesul de electrofilare este urmat de proceduri post -procesare.

Spre deosebire de nanofibrele polimerice care nu necesită de obicei un proces post –
electrofilare, nanofibrele ceramice se obțin prin electrofilarea precursorilor ceramici,
proces urmat de sinterizarea nanofibrelor electr ofilate rezultând astfel nanofibre
cermice. Ca precursori în formarea ceramicelor după calcinare la temperaturi înalte se
pot utiliza polimerii metal -organici. Materialele ceramice obținute după procesul de
descompunere au în general o structură amorfă, c u specificația că această fază este
stabilă numai până la o anumită valoare a temperaturii, T c, temperatura la care are loc
apariția de structuri microcristaline, [1].
Din punct de vedere al procedeului de obținere , nanofibrele pot fi obtinute:
-din soluție ;
-din topitură.
Din punct de vedere structural , prin electrofilare se pot obține diverse morfologii de
nanofibre. Se pot obține nanofibre cu diferite tipuri de structuri: unipolimerică,
bicomponente miez -manta; cu lumen; fibre cu conținut de microparticule incapsulate,
poroase, aplatizate etc.
Nanofibre poroase .În timpul evaporării solventului, soluția devine instabilă
termodinamic. Aceasta conduce la separarea fazelor: o fază de încărcare a polimerului
și o fază de reducere a încărcării .
Nanofibre aplati zate/bandă. Se formează în urma evaporării apei din solvent fapt ce
conduce la reducerea v âscozității soluției și fibrele umede care ajung la colector sunt
aplatizate de impact [8]. Pe jet se formează un strat subțire de polimer în urma
evaporării solventu lui la suprafața lui, astfel rezultând un strat subțire cu un miez
lichid (fig. 6 .12.a). Ca rezultat al presiunii atmosferice , tubul se aplatizează iar în
timpul aplatizării tubului, secțiunea transversală circulară inițial capătă o formă
eliptică (fig. 6 .12.b), iar ulterior formă de bandă (Fig.8.2.c). În unele cazuri, se
formează tuburi mici la fiecare margine de bandă și o zonă din stratul subțire între
cele două tuburi (fig. 6 .12.d).
Figura 6.12 . Etapele formării nanofibrelor tip bandă obținute prin el ectrofilare
Nanofibre ramificate. Fibrele ramificate se obțin prin expulzarea de jeturi mai mici
dela suprafața jetului primar, comparabilă cu expulzarea jetului inițial de pe suprafața
unei picături încărcate. Fibrele ramificate se pot obține și prin s epararea jetului primar
în două jeturi mai mici.
Alungirea jetului și evaporarea solventului modifică forma și încărcarea pe
unitatea de suprafață transportată de jet. Echilibrul dintre forțele electrice și tensiunea
de suprafață se poate schimba, ducând l a o formă instabilă a jetului. O astfel de
instabilitate poate reduce încărcarea sa locală pe unitatea de suprafață prin expulzarea
unui jet mic de la suprafața jetului primar sau prin divizarea în două jeturi mai mici.
Nanofibre spiralate. Kessick și Tepp er[9]au obținut nanofibre spiralate dintr -un
amestec de oxid de poli (etilenă) (PEO) și poli (anilină acid sulfonic) (PASA) .
Diametrul buclei poate fi controlat prin schimbarea concentrației de PEO. Fibrele au
diverse aplicații în obținerea dispozitivelo r micro -electro -mecanice, componente
optice avansate și la obținerea sistemelor cu eliberarea controlată de medicamente. Un
rol esențial în realizarea acestor fibre l -a avut proprietatea electrochimică a
polimerului conductor PASA și existența unui echilib ru între forța de respingere
electrostatică și forța de revenire vâscoelastică în jetul de polimer electrofilat.
Încărcăturile din regiunile PASA au fost transferate suprafeței fibrelor atunci când o
fibră a fost colectată la un colector conductiv .Ca urma re, a avut loc un dezechilibru

de forțe, care a dus la reorganizarea structurală a fibrelor în scopul de a menține
echilibrul forțelor.
Dintre nanofibrele bicomponente putem enumera: nanofibre cu structura
miez -manta și ,,side -by-side”.
Nanofibrele miez -manta sunt obținute utilizând duze coaxiale [10]. Cele
două soluții de polimer ajung în vârful duzei printr -un tub îngust strat ificat, un tub mic
și unul mare. O altă variantă constructivă este cea dată de utilizarea unui capilar
coaxial . La vârful capilar elor se formează conul Taylor care conduce la formarea de
structuri în care o fibră polimerică este încapsulată în interiorul celeilalte.
Dimensiunile miezului și a stratului exterior pot fi modificate prin varierea
concentrației soluției polimerice și a v itezei de alimentare.
Nanofibre cu lumen .Conceptul realizării nanofibrelor cu lumen la nivel nano este, de
fapt, opus ul celui ilustrat în figura . Aici, miezul este îndepărtat pentru obținerea
nano fibrelor cu lumen (Figurile 6.13, 6.14 ), [12].
Figura 6.13 . Procedeul de formare a fibrei cu
lumenFigura 6.14 . Nanofibre compozite cu
lumen preparate prin tehnica de
electrofilare coaxială
Nanotuburile prelucrate din diverse materiale, cum ar fi de carbon, ceramică,
metale și polimeri sunt esențiale în aplicații industriale, precum separarea, depozitarea
gazelor și de transformare a energiei. Prin utilizarea proceselor de electrofilare ,
depunere chimică din vapori (CVD) [17],[18]șimetoda filării coaxiale [19], se pot
obține nanofibre cu lumen.
Prin me toda CVD, nanofibrele ,,matriță” sunt electrofilate iar apoi sunt
acoperite cu un strat de nanofibre. Nanofibrele cu lumen sunt formate atunci când
matrița este eliminată prin recoacere. Pentru a obține acest lucru, nanofibrele matriță
ar trebui să fie sta bile pe parcursul acoperirii, dar degradabile sau să poată fi extrase
fără a distruge stratul de acoperire.
Prin metoda lui Hou, nanofibrele cu lumen se obțin prin îndepărtarea miezului
de la nanofibrele miez -manta, aceasta fiind posibil prin utilizarea c a miez a unui ulei
mineral greu care ulterior se îndepărtează printr -o simplă dizolvare sau printr -un
proces de extragere (fig.6.15 .)[20].
Nanofibre ,,side -by-side” .Nanofibrele cu structura ,,side -by-side” se obțin prin
alimentarea a două seringi diferit e la o singură duză. Lin a obținut nanofibre ,,side -by-
side” prin utilizarea unui dispozitiv microfluidic drept duză introducând ambele
soluții polimerice în același canal al duzei, unul lângă altul [22] (fig.6.16).
Figura 6.15 . Echipament de obținere a nanofibrelor cu lumen prin metoda de depunere
chimică de vapori

Figura 6.16 . Echipament de electrofilare pentru ob ținerea de nanofibre cu lumen prin
alimentare coaxială
O altă variantă de obținere a acestor structuri morfologice este uti lizarea a două
capilare care conțin soluții de polimer diferite ce sunt alimentate separat, (fig. 8.20.,
fig. 6.17 ).
Figura 6.17 . Echipament de electrofilare pentru obținerea de nanofibre cu structura
,,side -by-side”
Dacă cele două soluții polimerice a limentate, au valori apropiate ale
conductivităților lor este posibilă dezvoltarea unui singur con Taylor și formarea unui
singur jet de fibre care conține ambii polimeri. Ponderea celor doi polimeri, pe
direcția longitudinală a nanofibrelor formate este v ariabilă [15].
Figura 6.18 .Schema de principiu a electrofilării cu duze alăturate
Nanofibre cu microparticule incapsulate reprezintă structuri cu aplicații
diverse (inginerie tisulară, structuri cu eliberare controlată, medii filtrante etc). O
astfel de structură (tip manta -miez, obținută prin electrofilare coaxială) conține în
structura miezului microparticule incapsulate (medicament, substanță odorizantă etc)
și o structură tip barieră adițională care o înconjoară, pentru eliberare constantă și
continuă. Figura 6.19 prezintă schematic tehnologia de obținere a unor astfel de
structuri cu microparticule incapsulate.

Fig.6.19 . Tehnologia de obținere a nanofibrelor incapsulate (incapsularea de proteine
în nanofibre de poli(l -lactide -co-caprolactana)
Nanofibre răsucite. Dintre structurile diverse ale nanofibrelor obținute prin
electrofilare se numară și cele răsucite ce se pot obține prin modificări ale
echipamentelor de construcție clasică.
Echipamentele utilizează un câmp electric rotativ, continuu, introdus printr -un
electrod auxiliar plasat în spațiul dintre ac și colector. Aceste structuri au diverse
aplicații (biomimetică, implanturi, actuatorii și sistemele nanoelectromecanice etc.).
Nanofibrele răsucite se obțin printr -un control sever al variaț iei câmpului
electric rotativ, continuu, aplicat pe fiecare latură a electrodului auxiliar introdus în
construcția echipamentului. Prin controlul timpului de rotație a câmpului electric
asupra electrodului auxiliar s -a ajustat lungimea porțiunii răsucite a nanofibrelor.