materiaalkunde deel 7: textiel - termen

textiel

een flexibel materiaal bestaande uit vezels

textiel als fundamenteel element van de beschaving

• een technisch wonder

• een culturele en economische motor

• een onvervangbaar historisch archief

vilt

vezels zijn niet geordend → non-woven

• losse wol in patroon uitgelegd en bevochtigd met zeep

• langdurig krachtig bewerkt zodat vezels aan elkaar haken

• naald- of droogvilten

spinnen en twijnen (proces)

• ordenen van vezels door te kaarden (kammen)

• vezels tot draad of garen maken

• rekken en torsen/draaien van vezels door ze om te vormen tot een draad of garen

• daarna garen of draden rond elkaar getwijnd tot dikkere en stevigere draad

spintechnieken

• handspinnen met spintol

• spinnenwiel

  • 12^de eeuw: hand aangedreven

  • 15^de eeuw: voetaandrijving

• de Spinning Jenny (1764 - 1767)

• de Waterframe (1769)

• Mule Jenny/Spinning Mule (1779)

James Hargreaves

uitvinder van de Spinning Jenny in 1764-1767

Richard Arkwright

uitvinder van de Waterframe in 1769

Samuel Crompton

uitvinder van de Mulle Jenny/Spinning Mule in 1779

diverse weeftechnieken

• weven

• breien

• haken

• kaartweven

• naaldvilten

• kantklossen

dradenstelsel bij weven

1. ketting of schering verticaal stelsel (//)

2. inslag horizontaal stelsel (=)

natuurlijke vezels

• dierlijk/eiwit

• plantaardig/cellulose

• mineraal

kunstmatige vezels

• semi-synthetisch

• synthetisch (kunststoffen)

polymeren

een stof die bestaat uit lange ketens van monomeren

kristallijn

ordelijk gerangschikt, beperkte beweeglijkheid van de vezels, rigide en minder flexibel

amorf

‘zonder vorm’, hebben geen duidelijke structuur

chemische eigenschappen van vezels

• de polymeerketens in vezels liggen in meerdere/mindere mate geordend naast elkaar

• afhankelijk van het vezeltype zal er meer/minder ordening zijn

• hoe gladder en rechtlijniger de polymeerketens, des te beter ze ordelijke gerangschikt kunnen worden

• hoe omvangrijker de polymeerketens, hoe moeilijker de ordening in de vezel

mechanische eigenschappen van vezels

bepaald door de kristalliniteit:

• de beweeglijkheid van de polymeerketens worden in de kristallijne gebieden → tussen ketens diverse soorten krachten (bv: Vanderwaalskrachten en waterstofbruggen) → Deze maken deze gebieden rigide (minder flexibel)

• De kristalliniteit van een vezel (in %) bepaalt in sterke mate de mechanische eigenschappen van de vezels, zoals de treksterkte en de flexibiliteit. (hogere kristalliniteit = sterker)

dierlijke, proteïne/eiwit (keratine) vezels

• wol (meestal schapen)

• diverse haarsoorten (paard, geit, koe)

• zijde (Bombyx mori (gecultiveerd), Tussah Eri, Muga)

cellulose vezels

• bastvezels (vlas, rame, hennep, jute, netel)

• zaadvezels (katoen, zijde katoen)

• vruchtvezels (kokos)

• bladvezels (manilla, sisal, ananas, banaan, palm)

minerale vezels

asbest

opbouw van wol

• 20 aminozuren

  • belangrijkste: cysteïne, glutaminezuur en serine

• aminozuren vormen peptide bindingen die eiwit vormen

  • alpha keratine, helix structuur, stabilisatie door waterstofbindingen en disulfide bindingen

• disulfide binding: krimp, twist en flexibiliteit

structuur van wol

1. keratine

2. microfibrillen

3. macrofibrillen

4. cellen

5. cortex

6. cortexlaag

7. cuticula schubben

wol/haarsoorten (rassen)

• Merino

• Cheviot

• Crossbred

• Mohair

• Kasjmier

• Kameel

• Alpaca

• Vicuna

• Angora

• Hazehaar

• Koehaar

• Paardenhaar

scheerwol

geschoren wol van een schaap

lamswol

zachte wol van de eerste schering

blootwol/plootwol

geslacht schaap, chemisch voorbehandeld

scheurwol

gerecycleerd materiaal van gedragen kledij (prato-wol)

kemp

stekelharen stugge grove vezels

eigenschappen van wol

• natuurlijke kroezing en schubben

• afhankelijk van ras en deel van de vacht

• veerkrachtig

• valt niet uit

kenmerken van de wolvezel

• wolvezel is rond

• dik in vergelijking tot andere

• vezellengte varieert: 2-40cm

• schubben zoals dakpannen

• neiging tot vervilten

mechanische/fysische eigenschappen wol

• sterk isolerende vezel

• veerkrachtige vezel (kroes)

• relatief zwakke vezel

• kan veel water absorberen (13,6-16,0%)

• in staat tot 200% van zijn droge gewicht aan water op te nemen (+ exotherme reactie)

• zelfreinigend, stoot vuil en geurtjes af

eigenschappen van haarvezels

• grovere en sterkere vezels

• geen krimp en niet elastisch

• veel minder haarzakjes in de huid

• gladde schubben die niet/nauwelijks open staan

• valt uit

opbouw van de zijdevezel

• beta keratine, geplooide plaat als vorm

• opgebouwd uit aminozuren

  • belangrijkste: sericine en fibroïne

structuur van de zijdevezel

1. keratine/bladstructuur

2. microfibrillen

3. fibrilbundel

4. fibroïne

5. sericine

6. ruw zijde filament

gekweekte zijde

bombyx mori

wilde zijde

Tussah zijde, Eri zijde en Muga zijde

afhaspelen

het afwikkelen van zijde van een cocon met hete stoom/lucht

eigenschappen zijdefilamenten

• één cocon bevat 2400m draad

• het fijnste van alle natuurlijke vezels

• grondstof is dezelfde dan wol en eiwit

• geen natuurlijke kroezing of geschubde structuur

• kristallijne zones geven hardheid/sterkte

mechanische en fysische eigenschappen van zijde

• sterk materiaal

• niet erg elastisch

• laag vocht opnemend vermogen (11%)

• koel in de zomer, warm in de winter

cellulose

een polymeer opgebouwd uit glucose-eenheden of monosacharide of enkelvoudige suikers, maar enkel beta-glucose-eenheden

Katoen en kapok (Gossypium sp.)

• veel soorten en variëteiten

• Zaadvezel, vanaf 19^de eeuw populair

• vezellengte varieert (6-65mm)

• buitenste laag (primaire calwand) is relatief hard

  • bestaat uit cellulose, pectineachtige materialen, eiwitten en was

• redelijke sterke vezel (sterker nat)

• redelijke rek

• kan snel water absorberen

katoen onder de microscoop

• linvormig

• draaiingen → “natuurlijke twist”

• lumen

kapok

• zaadpluisvezel (gebruikt als kussenvulling)

• veel lichter

• komt van de kapokboom (Ceiba pentandra)

vlas (Linum usitatissimum)

• bastvezel

• gebruikt sinds prehistorie

• levert mooie en sterke textielen op

• voorbereiding zeer bewerkelijk → duur

productieproces van vlas

1. oogsten in zomermaanden

2. repelen: kammen voor verwijderen zaadbollen

3. roten (rottingsproces): pectine oplossen met schimmels

4. braken/breken/brakelen en zwingelen: houtdelen verwijderen uit kern

5. hekelen: splijten vezels in fijnere bundels

dwarsdoorsnede vlasstengel

van binnen naar buiten:

1. luchtkanaal

2. merg

3. houtpijp

4. cambium

5. secundaire schors

6. vezelbundels

7. primaire schors

8. cuticula met daaronder opperhuid

Jute

• bastvezel

• in 1838 heel populair in Europa

• belangrijkste soorten:

  • Corchorus olitorius (tossa jute)

  • Corchorus capsularis (white jute)

• groeit in warme en vochtige gebieden

• één van de goedkoopste natuurlijke vezels

• samengesteld uit cellulose en lignine

ramie en brandnetel

• bastvezel

• al bijna 6000 jaar in China met de hand verbouwd

• Chinees linnen genoemd

• redelijk sterk, geschikt voor allerlei dingen

• sterker in vochtige toestand

• kreukt zeer sterk, maar verft goed aan

• hoge prijs → weinig productie

• zeer sterke plantaardige vezelsoort

hennep (Cannabis sativa)

• bastvezel

• vrij dikke stengel

• vezel-variëteit mag legaal gekweekt worden

• gebruikt voor grove kwaliteit textielen, koorden en bouwmaterialen

sisal en manilla/abaca

• bladvezel

• verbouwd in de Filippijnen, India en Midden-Amerika

• gebruikt in de kusntnijverheid, paktouw, matten, visnetten, …

• goed bestand tegen zeewater

kokos

• vruchtvezel

• door rootproces losgemaakt en door kloppen worden onzuiverheden verwijderd

• vezels zijn bruin, houtachtig en sterk

• worden niet door (zee)water aangetast en drijven goed

• vezellengte varieert (15-30cm)

• alleen grove garen spinnen (matten, lopers, borstels, …)

groeiproces van een zijderups

1. vlinder met eieren

2. eieren

3. zijdeworm in verschillende leeftijden

4. volgroeide zijdeworm

5. mannelijke/vrouwelijke cocon

6. coconvorming