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METROLOGÍA DE HILOS IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS TEXTILES La identificación de fibras en la industria textil juega un papel muy importante ya que de los resultados obtenidos podemos determinar qué fibras componen un determinado material. Se emplean variados métodos, que se agrupan entre ensayos no técnicos y ensayos técnicos: Ensayos no técnicos: Son evaluaciones subjetivas donde se emplean los sentidos. Estos ensayos no están normalizados, destacan: Por tacto Por combustión Ensayos técnicos: Requieren el empleo de instrumentos, equipos y tablas estándares, podemos mencionar dentro de éstos: Por observación bajo el microscopio Por solubilidad química Por determinación del punto de fusión Por gravedad específica Por teñido Por espectroscopia infrarroja A su vez, según la determinación del contenido de fibras de un material textil, los ensayos pueden ser: Cualitativos. Son aquellos que solamente confirman la presencia de una fibra, o varias de ellas, si están conformando una mezcla. Cuantitativos. Son muy útiles en mezclas de fibras, pues – además de la presencia – permiten determinar el porcentaje (usualmente en peso) de cada una de éstas respecto de la mezcla total. MICROSCOPIO Es un instrumento que permite observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. De acuerdo a su principio puede ser óptico o electrónico. Microscopio óptico Es el tipo más común y el primero que se inventó. Contiene una o varias lentes que permiten obtener una imagen aumentada del objeto y que funciona por refracción de un haz de luz. Existen dos tipos de microscopios ópticos: Microscopio simple : Un microscopio simple es aquel que solo utiliza una lente de aumento. El ejemplo más clásico es la lupa. ESCUELA TEXTIL HIT-1 / 36

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METROLOGÍA DE HILOS

IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS TEXTILES

La identificación de fibras en la industria textil juega un papel muy importante ya que de los resultadosobtenidos podemos determinar qué fibras componen un determinado material.

Se emplean variados métodos, que se agrupan entre ensayos no técnicos y ensayos técnicos:

Ensayos no técnicos: Son evaluaciones subjetivas donde se emplean los sentidos. Estos ensayos noestán normalizados, destacan:

Por tacto

Por combustión

Ensayos técnicos: Requieren el empleo de instrumentos, equipos y tablas estándares, podemosmencionar dentro de éstos:

Por observación bajo el microscopio

Por solubilidad química

Por determinación del punto de fusión

Por gravedad específica

Por teñido

Por espectroscopia infrarroja

A su vez, según la determinación del contenido de fibras de un material textil, los ensayos pueden ser:

• Cualitativos. Son aquellos que solamente confirman la presencia de una fibra, o varias de ellas, siestán conformando una mezcla.

• Cuantitativos. Son muy útiles en mezclas de fibras, pues – además de la presencia – permitendeterminar el porcentaje (usualmente en peso) de cada una de éstas respecto de la mezcla total.

MICROSCOPIO

Es un instrumento que permite observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos a simplevista. De acuerdo a su principio puede ser óptico o electrónico.

Microscopio óptico

Es el tipo más común y el primero que se inventó. Contiene una o varias lentes que permiten obtener unaimagen aumentada del objeto y que funciona por refracción de un haz de luz.

Existen dos tipos de microscopios ópticos:

Microscopio simple: Un microscopio simple es aquel que solo utiliza una lente de aumento. El ejemplo másclásico es la lupa.

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Microscopio óptico simple

Microscopio compuesto: El microscopio óptico compuesto utiliza dos sistemas de lentes alineados. Estáconformado por tres sistemas:

Sistema mecánico. Constituido por una serie de piezas en las que van instaladas las lentes,que permiten el movimiento para el enfoque.

Sistema óptico. Comprende un conjunto de lentes, dispuestas de tal manera que producen elaumento de las imágenes que se observan a través de ellas.

Sistema de iluminación. Comprende las partes del microscopio que reflejan, transmiten yregulan la cantidad de luz necesaria para efectuar la observación a través del microscopio.

Microscopio electrónico

Un microscopio electrónico utiliza electrones en lugar de fotones (luz visible) para formar imágenes deobjetos diminutos. Permite alcanzar ampliaciones hasta 5000 veces más potentes que los mejoresmicroscopios ópticos, debido a que la longitud de onda de los electrones es mucho menor que la de losfotones visibles.

El microscopio electrónico funciona con un haz de electrones generados por un cañón electrónico,acelerados por un alto voltaje y focalizados por medio de lentes magnéticas (todo ello al alto vacío ya quelos electrones son absorbidos por el aire). Un rayo de electrones atraviesa la muestra (debidamentedeshidratada y en algunos casos recubierta de una fina capa metálica para resaltar su textura) y laampliación se produce por un conjunto de lentes magnéticas que forman una imagen sobre una placafotográfica o sobre una pantalla sensible al impacto de los electrones que transfiere la imagen formada a lapantalla de un ordenador. Los microscopios electrónicos producen imágenes sin ninguna clase deinformación de color, puesto que este es una propiedad de la luz y no hay una forma posible de reproducireste fenómeno mediante los electrones; sin embargo, es posible colorear las imágenes posteriormente,aplicando técnicas de retoque digital a través del ordenador.

Existen dos tipos de microscopios electrónicos:

Microscopio electrónico de transmisión (MET): Emite un haz de electrones dirigido hacia el objeto cuyaimagen se desea aumentar. Una parte de los electrones rebotan o son absorbidos por el objeto y otros loatraviesan formando una imagen aumentada de la muestra. El espécimen debe cortarse en capas finas, nomayores de un par de miles de angstroms. Estos microscopios pueden aumentar la imagen de un objetohasta un millón de veces.

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Imagen tomada con un MET de un Synechococcus, bacteriaunicelular presente en medios marinos. Alcanza dimensionesde 0,8 a 1,5 μm.

Microscopio electrónico de barrido (MEB): Tiene una gran profundidad de campo, la cual permite que seenfoque a la vez una gran parte de la muestra. También produce imágenes de alta resolución, que significaque características espacialmente cercanas en la muestra pueden ser examinadas a una alta ampliación. Lapreparación de las muestras es relativamente fácil, pues la mayoría de MEBs sólo requieren que éstas seanconductoras.

En este microscopio la muestra generalmente es recubierta con una capa de carbón o una capa delgada deun metal como el oro para darle propiedades conductoras a la muestra. Posteriormente es barrida con loselectrones acelerados que viajan a través del cañón. Un detector mide la cantidad de electrones enviadosque arroja la intensidad de la zona de muestra, siendo capaz de mostrar figuras en tres dimensiones,proyectados en una imagen de TV o una imagen digital. Su resolución está entre 4 y 20 nm, dependiendodel microscopio.

Imagen de diferentes tipos de polen, tomada con un MEB.

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Propiedades del microscopio

Poder separador. También llamado a veces poder de resolución, es una cualidad del microscopio, yse define como la distancia mínima entre dos puntos próximos que pueden verse separados. El ojonormal no puede ver separados dos puntos cuando su distancia es menor a una décima de milímetro.En el microscopio viene limitado por la longitud de onda de la radiación empleada; en el microscopioóptico, el poder separador máximo conseguido es de 2 décimas de micrómetro (0,2 μm, la mitad de lalongitud de onda de la luz azul), y en el microscopio electrónico, el poder separador llega hasta 10 Å.

Poder de definición. Se refiere a la nitidez de las imágenes obtenidas, sobre todo respecto a suscontornos. Esta propiedad depende de la calidad y de la corrección de las aberraciones de las lentesutilizadas.

Ampliación del microscopio. En términos generales se define como la relación entre el diámetroaparente de la imagen y el diámetro o longitud del objeto. Esto quiere decir que si el microscopioaumenta 100 diámetros un objeto, la imagen que estamos viendo es 100 veces mayor linealmenteque el tamaño real del objeto (la superficie de la imagen será 1002, es decir 10 000 veces mayor).Para calcular el aumento que está proporcionando un microscopio, basta multiplicar los aumentosrespectivos debidos al objetivo y el ocular empleados. Por ejemplo, si estamos utilizando un objetivode 45X y un ocular de 10X, la ampliación con que estamos viendo la muestra será: 45X x 10X = 450X,lo cual quiere decir que la imagen del objeto está ampliada 450 veces, también expresado como 450diámetros.

realLongitud

aparenteLongitudAmpliación

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IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS POR MÉTODO MICROSCÓPICO

Mediante este método, con el empleo de un microscopio se diferencian las distintas clases de fibras porcaracterísticas más destacables que presentan; siendo la evaluación completamente visual. La identificaciónse realiza comparando lo observado con microfotografías patrones1.

Se distinguen dos procedimientos:

• Identificación de fibras según su vista longitudinal

• Identificación de fibras según su vista transversal

Este método brinda resultados cualitativos en casos de mezcla de fibras, siendo laborioso obtenerresultados cuantitativos, dado que esto implica realizar numerosos ensayos para reducir el margen de error.

Es bastante seguro para fibras naturales, en cambio, para las fibras manufacturadas puede llevar a errores.

SEGÚN SU VISTA LONGITUDINAL

Se observa la fibra a lo largo de su eje longitudinal, anotando características como:

◊ Escamas, circunvoluciones o irregularidades de tamaño y forma a lo largo del eje longitudinal.

◊ Presencia de manojos de fibras o nudos.

◊ Estrías a lo largo del eje.

◊ Partículas de pigmento, como agentes de mateado o deslustrado.

◊ Diferencias de color.

Cintas, con cierta torsión Bordes paralelos, partículas depigmento, sin diferencia de diámetro

entre fibras

Bordes paralelos remarcados, sindiferencia de diámetro entre fibras

Estrías paralelas a los bordes Múltiples líneas paralelas a los bordes,diferencia de diámetro entre fibras

Escamas, diferencia de diámetro entrefibras

1 Generalmente en cada microfotografía se muestra la sección longitudinal a 250 aumentos (250X) ó 500 aumentos (500X)

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SEGÚN SU VISTA TRANSVERSAL

Se observa el aspecto de la sección de la fibra, vista de frente.

Se emplea una lámina metálica, esta placa presenta agujeros por donde el espécimen se inserta junto amaterial de relleno, luego es cortado al ras y sometido al examen microscópico para su reconocimiento,según las características que presenta la sección transversal, como:

• Forma de la sección: circular, triangular, cuadrada, poligonal, ovalada, cinta

• Contornos: angular, lobulada, aserrada

• Tipo de estructura: sólida, hueca

• Formas especiales: núcleo cubierto, núcleo cubierto concéntrico, matriz fibrilar

• Variabilidad en el tamaño de todas las fibras

Circular Triangular Trilobal

Irregular Cinta lobulada Cinta irregular lobulada

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Triangular, levemente irregular Circular hueca Gran núcleo concéntrico(bicomponente)

Matriz fibrilar Pequeño núcleo concéntrico(bicomponente)

Circular, diámetros variables

FINURA DE FIBRAS

Esta característica contribuye al tacto de los tejidos: fibras finas dan al tejido un tacto suave, mayorresistencia, mayor flexibilidad, mejor caída y mejor doblés, aunque una mayor tendencia al pilling.

Las fibras gruesas son rígidas y ásperas, comunican dureza y cuerpo al tejido, además de una mayorresistencia al arrugado.

Además, la finura de la fibra influye en aspectos tecnológicos de la hilatura tan importantes como:

i. Comportamiento en la hilatura

Se conoce como límite de hilatura al grosor mínimo de hilo que se puede elaborar con una finuradeterminada de fibra.

Para evitar problemas técnicos durante la hilatura, existe una cantidad mínima de fibras que debenestar presentes en cada sección transversal del hilo confeccionado (un número menor de fibrasocasiona roturas constantes por la poca resistencia de la masa de éstas). De acuerdo al sistema dehilatura se tiene un aproximado del número mínimo de fibras por sección del hilo:

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Sistema de hilatura Mínimo de fibras/sección

Algodón cardado, continua de anillos 80

Algodón peinado, continua de anillos 40

Algodón, open end a rotores 90

Lana peinada, continua de anillos 20

Según la tabla, si un hilandero piensa producir un hilo de algodón en el sistema peinado, porejemplo y dispone de dos fibras con diferente finura, se tiene:

Dos hilos con 40 fibras/sección.

Se observa que el mismo número de fibras por sección, se pueden obtener hilos más delgadosempleando las fibras más finas.

ii. Regularidad de los hilos

Dados dos hilos con el mismo grosor, pero elaborados con fibras de diferente finura, se tiene que:

• El hilo fabricado con fibras más finas tendrá mayor cantidad de ellas en su seccióntransversal.

• El hilo fabricado con fibras más gruesas tendrá menor cantidad de ellas en su seccióntransversal.

Dos hilos del mismo grosor elaborados confibras de diferente finura

A su vez, la irregularidad límite de un hilo está dada por la fórmula de Huberty:

CV límite=K

√ fibras / secciónObservando la fórmula, podemos apreciar que la irregularidad (CV) límite está en relación inversa con laraíz cuadrada de las fibras por sección, del siguiente modo:

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• A mayor cantidad de fibras en la sección del hilo, menor será el CV límite del mismo.

• A menor cantidad de fibras en la sección del hilo, mayor será el CV límite del mismo.

Relacionando ambos postulados, concluimos lo siguiente:

• El hilo fabricado con fibras más finas tendrá menor irregularidad.

• El hilo fabricado con fibras más gruesas tendrá mayor irregularidad.

Expresiones de la finura

La finura se puede expresar de varias maneras:

o Finura diametral

Si la sección recta de la fibra es considerada como circular y constante, o de forma semejante, seutiliza de preferencia la finura diametral. La finura diametral está representada por el valor deldiámetro de la sección transversal (perpendicular al eje longitudinal) de la fibra, valor generalmenteexpresado en micras (1 μm = 1x10-3 mm = 1x10-6 m).

o Finura seccional

La finura seccional es igual a la superficie (área) media de una sección recta de la fibra.

o Finura volumétrica

La finura volumétrica de una fibra es expresada por medio de la relación volumen entre longitud(V/L).

o Superficie específica

Es la relación de la superficie externa con respecto al volumen de la fibra.

o Finura gravimétrica

Es la expresión de que se conoce como la masa lineal en los sistemas directos o indirectos.

Sistema directo. Llamado de los títulos. Expresa la relación del peso por unidad de longitud (P/L).Está en relación directa con el grosor de la fibra, es decir, a mayor título, mayor es el grosor.

Sistema indirecto. Conocido como de los números. Expresa la relación de la longitud por unidadde peso (L/P). Está en relación inversa con el grosor de la fibra, es decir, a mayor número, menor esel grosor.

Las finuras de mayor importancia y utilidad para fines textiles son la gravimétrica y la diametral.

Métodos de medición de la finura

Diversos métodos permiten medir la finura de las fibras, estos pueden dividirse en:

o Método gravimétrico

Se basa en la pesada de un número de fibras cuya longitud se conoce como para deducir luego eltítulo o el número. Las determinaciones gravimétricas son muy largas y no convienen para ensayosrutinarios.

o Método microscópico

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Para fibras circulares o casi circulares. Utilizando el microscopio de proyección se mide el diámetro,ya sea de la sección transversal o de la imagen del perfil de la fibra. Este procedimiento es lentopero muy preciso y se adapta para la investigación tecnológica o científica.

o Método permeamétrico

Este método da lecturas muy rápidas para la superficie específica de manojos de fibrasespecialmente preparados.

Para el mismo peso de dos masas de fibras, la muestra de la derecha ofrece mayor resistencia al flujo del aire

EQUIPO MEDIDOR DE FINURA MICRONAIRE 275

Este equipo permite determinar la finura promedio de un mechón de fibras de algodón. Si bien emplea elprincipio permeamétrico (oposición al flujo de aire a través de fibras), los resultados los expresa en unafinura gravimétrica (micronaire).

La finura micronaire (Mc) es extensamente empleada para expresar la finura de los algodones. Indica elpeso en microgramos de una pulgada de fibra.

A manera de ejemplo, supongamos que tenemos los siguientes algodones:

• Fibra A: 4,2 Mc

• Fibra B: 3,8 Mc

Entonces podemos decir que si ambas fibras tuvieran una longitud de una pulgada, la fibra A pesaría más

Fibra Micronaire

Interpretación

Longitud(pulg)

Peso(ug)

Finura

A 4,2 1 4,2 más gruesa

B 3,8 1 3,8 más delgada

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Equipo Micronaire 275

LONGITUD DE FIBRAS

La longitud de la fibra es una característica física muy importante en la manufactura de los hilos y tejidos, yaque se puede fabricar hilos finos y gruesos en función de ésta. Del tamaño de las fibras depende suproceso; es decir, el sistema de hilatura cardada o el sistema de hilatura peinada.

La determinación de la longitud de la fibra es un factor muy importante en la hilandería, desde el punto devista técnico, así como conocer la proporción de la fibra corta que contiene un algodón.

Para el producto

Características de los hilos

La longitud de la fibra influye en la resistencia a la tracción del hilo fabricado con la misma, debido a que lasfibras más largas presentan mayor superficie de contacto unas con otras, resultando en un incremento de latenacidad.

Por otro lado, la naturaleza de las fibras cortas promueve que las puntas de éstas salgan más fácilmente delcuerpo o eje del hilo, otorgando una apariencia de vellosidad o pilosidad.

Características del tejido

Para muchos propósitos se prefieren fibras más largas, sin embargo desde el punto de vista de lascaracterísticas de las telas, las fibras cortas tienen mayores ventajas sobre las fibras largas si se deseaproducir telas con superficie de tacto caluroso, peludo y delicado. Este efecto está fuertemente influenciadopor el método de hilatura empleado, pero de todas maneras varía en relación inversa a la longitud de lasfibras.

Para el proceso

Mermas en la operación de peinado

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METROLOGÍA DE HILOS

Es en este proceso en donde más se evidencia la importancia de la longitud de fibra. La cantidad de fibrascortas presente en el material de alimentación influye directamente en la cantidad de desperdicio extraído(noil), y de esta manera el costo del producto fabricado se eleva considerablemente.

En otras palabras, si el material que ingresa a la peinadora tiene mayor porcentaje de fibras cortas, mayorserá el desperdicio obtenido.

Para la maquinaria

Diseño de las máquinas

A menor longitud de fibra, el diseñador de la maquinaria tiene una mayor cantidad de inconvenientes, yaque se ve obligado a diseñar ajustes mucho menores, esto conlleva diseñar rodillos menos fuertes, máspequeños y más veloces, lo que genera menos espacios disponibles para colocar los dispositivos quecontrolan los movimientos de las fibras.

Ajustes de las máquinas de hilatura

En las máquinas con rodillos de estiraje, éstos están diseñados y dispuestos para trabajar en un rango delongitud estándar; de acuerdo a la longitud se hacen los ajustes o ecartamientos para trabajar el materialsegún la necesidad. Las variaciones considerables en la longitud no son recomendables, puesto que setendrían que hacer regulaciones constantes, lo que saldría demasiado costoso.

PARÁMETROS DE LA LONGITUD

LONGITUD MEDIA

Indica el valor promedio de la longitud en un mechón de fibras, según el procedimiento de cálculo, hay tresmaneras de expresar las longitudes medias:

• longitud media ponderada al número de fibras

• longitud media ponderada a la sección de las fibras

• longitud media ponderada al peso de las fibras

Consideramos una muestra de tres fibras representadas en la siguiente figura:

Tres fibras con diferentes longitudes y finuras

La longitud, sección y peso de cada fibra son designados por l1, a1, p1 – l2, a2, p2 – l3, a3, p3respectivamente.

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a. longitud media ponderada al número de fibras

Esta es la longitud promedio deduciendo las proporciones en número de las fibras en la muestra. Estafórmula sólo es verdaderamente representativa si TODAS las fibras tuvieran la misma finura.

l n=∑ l in

b. longitud media ponderada a la sección de las fibras

Esta es la longitud promedio deduciendo las proporciones en área seccional de las fibras en la muestra.Esta fórmula sólo es verdaderamente representativa si TODAS las fibras tuvieran el mismo pesoespecífico (es decir, si fueran de la misma materia).

La expresión general será

l a=∑ p i

∑p il i

c. longitud media ponderada al peso de las fibras

Esta es la longitud promedio deduciendo las proporciones en peso de las fibras en la muestra. Estafórmula es representativa de todo el conjunto de fibras, independientemente de su finura y pesoespecífico.

La expresión general será:

lw=∑ (l i⋅pi)

∑ p i

Observación

En general se cumple que: lw > la > ln. Pero cuando todas las fibras tienen la misma

longitud, la misma sección (caso de las fibras químicas de corte recto), y el mismo pesoespecífico, se tiene: lw = la = ln.

Ejemplo

Sean tres fibras de diferentes longitudes, finuras y pesos. Hallar los promedios de longitud.

Confeccionando la tabla de longitudes y pesos, tenemos:

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Fibra l (mm) p (ug) l x p p / l

1 22 4,3 94,6 0,19545

1 29 6,7 194,3 0,23103

1 32 11,0 352,0 0,34375

3 83 22 640,9 0,77023

Longitud media ponderada al número de fibras

l n=∑ l

n=

83mm3

=27,7mm

Longitud media ponderada a la sección de las fibras

l a=∑ p i

∑p il i

=22 ug

0,77023ug /mm=28,6mm

Longitud media ponderada al peso de las fibras

lw=∑ (l i⋅pi)

∑ p i=

640,9mm⋅ug22ug

=29,1mm

LONGITUD MEDIA SUPERIOR (LMS)

Es la longitud media del 50% fibras más largas. Se calcula a partir del fibrograma, trazando desde la mitadde las fibras una línea recta tangente al fibrograma. El punto donde el eje L (de las longitudes) la interseca,indica su valor.

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ÍNDICE DE UNIFORMIDAD (IU%)

La uniformidad de la longitud es la relación entre la longitud media y la longitud media superior de las fibrasy se expresa en porcentaje.

IU =l̄

LMS×100

Si todas las fibras de un fardo tuvieran la misma longitud, la longitud media y la longitud media superiortendrían el mismo valor y el índice de uniformidad sería 100.

Lo ideal, en hilandería, es disponer de una fibra completamente igual u homogénea en cuanto a longitud, talcomo sucede con las fibras artificiales y sintéticas, lo que es imposible en las fibras naturales (algodón, lana,etc.), porque entra en juego una serie de factores (clima, especie, nutrición, etc).

En la práctica, dos fibras con la misma longitud máxima, serán muy distintas si contienen mayor o menorproporción de fibra media y corta. Por tanto, conviene que la fibra sea lo más homogénea posible, pues lasfibras cortas, en el momento del estiraje, quedan flotantes o sueltas entre las paredes de los cilindros deestiraje, y avanzan formando aglomeraciones y dando lugar a las irregularidades de los hilos, afectando laresistencia de los mismos.

Si una muestra presenta un índice de uniformidad bajo tiende a incluir un porcentaje alto de fibras cortas.Este tipo de fibra puede ser difícil de procesar y producirá un hilado de baja calidad

SPAN LENGTH AL X% (SL X%)

Indica la longitud mínima superada por el X% de las fibras más largas del mechón.

RATIO DE UNIFORMIDAD (RU%)

Se determina mediante la siguiente fórmula:

RU =SL50

SL2,5×100

PORCENTAJE DE FIBRAS CORTAS (FC%)

Es el porcentaje (en número) de fibras cortas del espécimen.2

COEFICIENTE DE VARIACIÓN (CV%l)

Indica la variabilidad existente entre las longitudes de las fibras individuales. Se calcula con la fórmula:

CV l=σl

l×100

EQUIPO MEDIDOR DE LONGITUD KEISOKKI

Este equipo permite determinar la longitud de fibras naturales cortas y manufacturadas de hasta 80 mm.Emplea el principio óptico de medición.

Los parámetros de longitud que analiza son:

• Longitud media (mean length ML)

2 En el sistema algodonero, por ejemplo, se entiende como fibra corta a toda aquella cuya longitud sea igual o menor a 12,7 mm (0,5 pulgada inglesa).

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• Longitud media superior (upper-half mean length UHM)

• Span length al 2,5% (SL 2,5%)

• Span length al 50% (SL 50%)

• Span length al 66,7% (SL 66,7%)

• Ratio de uniformidad (UR%)

• Índice de uniformidad (UI%)

• Porcentaje de fibras cortas (short fiber content SFC%)

• Porcentajes superior e inferior de fibras para una longitud deterninada.

Nomenclatura del equipo

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Preparador de especímenes KCF/LS-SP

Unidad de medición KCF/LS-ME

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Reporte numérico

Muestra los parámetros de calidad ordenados por columnas, mientras que en las filas inferiores aparecencalculados los parámetros estadísticos de éstos.

Reporte gráfico

Muestra en el eje de las abscisas la longitud, y en las ordenadas el porcentaje de fibras observadas. Permitevisualizar los resultados de los ensayos como: histograma de longitud, fibrograma y diagrama de longitud.

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Maleta de accesorios KCF/LS-AC

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MASA LINEAL DE HILOS

Es difícil expresar la finura de un hilo tomando como base el espesor o el diámetro, debido a la blandura,diferencia en las torsiones y las diferentes formas en la sección transversal del material.

Por tal motivo, en la industria textil, para conocer la finura de los materiales en función de lasespecificaciones comerciales, se tiene que relacionar la longitud y el peso del material o viceversa,obteniéndose de dicha relación la masa lineal (también llamada densidad lineal).

La masa lineal es una expresión numérica que indica la relación entre el peso y la longitud, yviceversa, de los materiales textiles de hilandería.

SISTEMAS DE MEDICIÓN

Todos los sistemas de numeración existentes se pueden agrupar en dos grandes familias: sistemasdirectos y sistemas indirectos (inversos).

DIRECTOS

En estos sistemas, conocidos como títulos, la longitud permanece constante y el peso es variable.

Principio

Dados dos hilos con diferente grosor, al obtener una madeja de cada uno con la misma longitud, la madejadel hilo más delgado tendrá menos peso, mientras la madeja del hilo grueso presentará más peso, estoquiere decir que para la misma longitud, el hilo más fino tiene menos peso que el hilo grueso, logrando –como consecuencia – menor valor en el título.

Dicho de otra manera, en el sistema directo:

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METROLOGÍA DE HILOS

- a menor título del material, menor diámetro del mismo (es más fino)

- a mayor título del material, mayor diámetro del mismo (es más grueso)

Los principales sistemas directos de titulación de los hilos son

Título tex (tex)

Este sistema, que tiende a convertirse en el sistema universal para la masa lineal, expresa el peso engramos de 1000 metros de material.

Tiene la virtud de su sencilla aplicación, debido al uso de las unidades internacionales de masa y longitud.

Por ejemplo:

- Si 1000 metros de un hilo tienen un peso de 20 gramos, se dice que el título tex del hilo es 20.

- Si 1000 metros de un hilo tienen un peso de 170 gramos, se dice que el título tex del hilo es 170.

Igual que en las demás unidades métricas del SI, también con el sistema de numeración tex pueden calcularse yutilizarse submúltiplos y múltiplos. La siguiente tabla muestra una selección con los correspondientes símbolos

Unidad Símbolo Expresa Equivale a Uso

militex mtex mg/1000 m g/100 000 m 0,001 tex finura de fibras

decitex dtex dg/1000 m g/10 000 m 0,1 tex finura de fibras

tex tex g/1000 m – finura de hilos

kilotex ktex kg/1000 m g/m 1000 tex finura de cintas

Título denier (Td o De)

Se empleaba desde tiempos muy remotos en la industria de la seda natural, y antes que se descubriesenlos métodos de fabricación de las fibras hechas por el hombre. Actualmente se emplea en la titulación dehilos de fibras artificiales y sintéticas, tanto en fibra cortada como en filamento continuo.

Básicamente este sistema indicaba la cantidad de madejas de 20 aunas cada una (1 auna = 22,5 m)contenidas en 1 denier (1 denier = 0,05 gramos). Por la dificultad que ofrecía esta cifra para el cálculo deltítulo del hilo, se buscó un factor (20) que, multiplicado por las unidades de longitud y peso, obtuviera cifrasenteras. Así tenemos:

- Si 9000 metros de un hilo pesan 15 gramos, se dice que el título denier del hilo es 15.

- Si 9000 metros de un hilo pesan 350 gramos, se dice que el título denier del hilo es 350.

INDIRECTOS (INVERSOS)

A estos sistemas también se le conoce como números, el peso permanece constante y la longitud esvariable.

Principio

Si se tienen dos hilos con diferente grosor, al obtener una madeja de cada uno que tuvieran el mismo peso,la madeja del hilo más delgado tendrá mayor longitud, mientras la madeja del hilo grueso presentará menorlongitud, esto quiere decir que para el mismo peso, el hilo más fino tiene más longitud que el hilo grueso,logrando – como consecuencia – mayor valor en el número.

Dicho de otra manera: en el sistema indirecto:

- a mayor número del material, menor diámetro del mismo (es más fino)

- a menor número del material, mayor diámetro del mismo (es más grueso)

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METROLOGÍA DE HILOS

Los principales sistemas inversos de numeración de los hilos son

Número métrico (Nm)

En este sistema, la unidad de longitud es 1000 metros y la unidad de masa es el kilogramo. Se empleapreferentemente para la numeración de hilos de lana.

El Nm indica cuántas veces 1000 metros de hilo se requieren para alcanzar el peso de un kilogramo. Deeste modo, se tiene que:

- Si 1000 metros de hilo pesan 1 kilogramo, se dice que el número métrico es 1 (Nm = 1); es decir, 1000m/kg.

- Si 9000 metros de hilo pesan 1 kilogramo, se dice que el número métrico es 9 (Nm = 9) o, lo que es lomismo, 9000 m/kg.

Número inglés de algodón (Nec)

Este sistema se usa para numerar los hilos de algodón. Emplea como unidad de longitud un hank (840yardas) y como unidad de masa una libra inglesa (453,6 gramos), es decir, este sistema expresa el peso enhanks por cada libra del material.

Por ejemplo:

- Si un hank (840 yd x 1) pesa una libra, se dice que el número inglés de algodón es 1 (Nec = 1´s)

- Si seis hanks (840 yd x 6) pesan una libra, se dice que el número inglés de algodón es 6 (Nec = 6´s)

- Si sesenta hanks (840 yd x 60) pesan una libra, se dice que el número inglés de algodón es 60 (Nec =60´s)

CONVERSIÓN ENTRE SISTEMAS DE MASA LINEAL

Es común que sabiendo la masa lineal de un hilo, mecha o cinta en un sistema dado, queramos saber cuálserá su finura expresada en otro sistema, esta conversión es sencilla de calcular si se tienen en cuentaalgunos pasos.

Debemos mencionar que pueden darse dos casos:

Conversión entre sistemas del mismo grupo: título título (grupo de sistemas directos) onúmero número (grupo de sistemas inversos).

Conversión entre sistemas de grupos diferentes: título número o número título.

ENTRE SISTEMAS DEL MISMO GRUPO

De Título a Título

Sean dos sistemas directos de masa lineal: T1 y T2

Como ya se ha explicado anteriormente, vamos a representar ambos sistemas con la longitud en metros y elpeso en gramos y, obviamente, sus respectivas constantes.

11 Km

gT y

22 Km

gT

Para eliminar los metros y gramos, debemos dividir los sistemas entre sí:

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METROLOGÍA DE HILOS

32

1

2

1

2

1

2

1 KK

K

mKg

mKg

Km

g

Km

g

T

T

Se ha obtenido entonces una nueva constante K3, y se establece la relación entre los títulos del siguientemodo:

32

1 KT

T 321 KTT

3

12 K

TT

Ejemplo

Convertir 150 Td a tex

Solución

Para resolver este problema, primero debemos hallar la constante de conversión (K3).

Expresando ambos sistemas con unidades del SI, tenemos:

Td=gm

×9000 y tex=gm

×1000

Dividimos el Td entre el tex, para eliminar gramos y metros.

Tdtex

=

gm

×9000

gm

×1000=g×9000×mg×1000×m

=90001000

=9

Entonces la constante de conversión es 9, y podemos decir que:

Tdtex

=9 Td=tex×9 tex=Td9

Td=tex

0,1111tex=Td×0,1111

Asignando el valor del Td conocido, hallamos el resultado:

tex=150Td

9=16,67

De Número a Número

Sean dos sistemas inversos de masa lineal: N1 y N2

Igual que el caso anterior, representamos ambos sistemas con la longitud en metros, el peso en gramos ysus respectivas constantes.

11 Kg

mN y

22 Kg

mN

Se dividen los sistemas entre sí:

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METROLOGÍA DE HILOS

32

1

2

1

2

1

2

1 KK

K

gKm

gKm

Kg

m

Kg

m

N

N

La constante K3 establece la relación entre los números del siguiente modo:

32

1 KN

N 321 KNN

3

12 K

NN

Ejemplo

Un hilado tiene una masa lineal de 41 Nm, ¿cómo se expresa su finura en Nec?

Solución

Expresando ambos sistemas con unidades del SI, tenemos:

Nm=mg

y Nec=mg

×0,5906

Dividimos el Nm entre el Nec.

NmNec

=

mg

mg

×0,5906=

m×gm×g×0,5906

=1

0,5906

Entonces podemos decir que:

NmNec

=1

0,5906Nm=

Nec0,5906

Nec=Nm×0,5906

Nm=Nec×1,693 Nec=Nm

1,693

Asignando el valor del Nm conocido, hallamos el resultado:

Nec=41Nm×0,5906=24,2

ENTRE SISTEMAS DE GRUPOS DIFERENTES

Sean dos sistemas de masa lineal: T (directo) y N (inverso)

Representaremos ambos sistemas con la longitud en metros y el peso en gramos y, obviamente, susrespectivas constantes.

TKm

gT y

NKg

mN

En este caso, para que los metros y gramos se eliminen entre sí, basta con multiplicar los sistemas:

KKKKg

mK

m

gNT NTNT

Se ha obtenido entonces una nueva constante K, y se establece la relación entre los sistemas opuestos delsiguiente modo:

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METROLOGÍA DE HILOS

KNT N

KT

T

KN

Ejemplo 1

Convertir 30 Nec a Td.

Solución

Expresando ambos sistemas con unidades del SI, tenemos:

Nec=mg

×0,5906 y Td=gm

×9000

Multiplicamos el Nec y el Td.

Nec×Td=mg

×0,5906×gm

×9000=m×g×0,5906×9000

g×m=5315,4

Entonces podemos decir que:

Nec×Td=5315,4 Nec=5315,4Td

Td=5315,4Nec

Asignando el valor del Nec conocido, hallamos el resultado:

Td=5315,430Nec

=177,2

Ejemplo 2

Se tiene un hilo de lana cardada con título Aberdeen 1,45, ¿cuál será su masa lineal expresada en elnúmero inglés de lana cardada (YSW)?

Solución

Primero debemos recordar el concepto de cada sistema:

Aberdeen: Indica cuántas libras pesan 14 400 yardas de material

YSW: Indica cuántas yardas hay en 1 dracma de material

Luego hallamos las constantes de ambos sistemas, trabajando con metros y gramos.

Aberdeen:

K=14400 yd

1 lb=

14400 yd×0,91441lb×453,6

=13167,36m

453,6 g=29,03

YSW:

K=1dracma

1 yd=

1dracma×1,7721 yd×0,9144

=1,772 g

0,9144m=1,938

Expresando ambos sistemas con unidades del SI, tenemos:

Aberdeen=gm

×29,03 y YSW=mg×1,938

Multiplicamos el Aberdeen y el YSW.

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METROLOGÍA DE HILOS

Aberdeen×YSW=gm

×29,03×mg

×1,938=g×m×29,03×1,938

m×g=56,26

Obtenemos entonces la relación entre los sistemas, con la constante de conversión:

Aberdeen×YSW=56,26 Aberdeen=56,26YSW

YSW=56,26

Aberdeen

Asignando el valor del título Aberdeen conocido, damos con la respuesta:

YSW=56,26

1,45 Aberdeen=38,8

TORSIÓN DEL HILO

Se conoce como torsión a la forma de espiral que se le da a ciertos hilos3, con el objeto de mantener unidaslas fibras que los constituyen, y otorgarles suficiente resistencia para hacer posible su manipulación y ser útilpara las numerosas aplicaciones que se les destinan.

La cantidad de torsión que se le da a un hilo depende de:

La longitud de fibra utilizada.

El título del hilo.

El grado de resistencia deseado.

El uso final del hilo.

INFLUENCIA DE LA TORSIÓN EN LOS HILOS

La torsión aplicada a los hilos influye sobre ciertas características de ellos, siendo éstas:

a) Resistencia

A mayor torsión, mayor resistencia.

b) Elasticidad

A mayor torsión, mayor elasticidad.

c) Aspecto

A mayor torsión menor diámetro aparente del hilo (por la mayor compacidad)

d) Tacto del tejido

Una torsión ligera proporciona telas de superficie suave, mientras que los hilos muy torcidosproducen tejidos de superficie dura.

e) Arrugabilidad del tejido

A mayor torsión en el hilo, menor propensión de la tela a arrugarse.

f) Contracción

Los hilos elaborados muy torcidos encogen mucho más.

3 Aquellos elaborados con fibras discontinuas

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METROLOGÍA DE HILOS

PARÁMETROS DE LA TORSIÓN

Básicamente podemos mencionar tres:

- Sentido

- Valor

- Intensidad

SENTIDO

Aunque en algunas industrias todavía se siguen utilizando los términos de torsión derecha y torsiónizquierda, se recomienda, para evitar confusión, su sustitución por Z y S.

Se puede conocer el sentido de torsión que tiene un hilo tomando una husada y observando por qué ladosale el hilo, ya que está íntimamente relacionado con el sentido de giro del huso en la continua de hilar.

Las espiras de hilo que se enrollan en el extremo superior del tubo de la husada, al extraer el hilo, indicantambién el sentido S o Z.

VALOR O CANTIDAD

Es igual al número de vueltas (torsiones) por unidad de longitud (centímetros, pulgadas, metros, etc). Lasformas más comunes para expresarla son:

- vueltas por metro (VPM)

- vueltas por centímetro (VPcm)

- vueltas por pulgada (VPP)

Hay una relación muy simple entre ellas:

37,39100 VPPVPcmVPM

Para determinar la cantidad de torsión de los hilos se emplean los torsiómetros.

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METROLOGÍA DE HILOS

INTENSIDAD

La función principal de la torsión durante el proceso de hilatura es dar coherencia al hilo, por lo que laintensidad de ésta puede expresarse como coeficiente de torsión, sin referirse a un valor especifico de masalineal (título o número) del hilo.

Los técnicos en hilandería saben que los hilados elaborados con fibras de diferentes longitudes alcanzanuna resistencia máxima a diferentes coeficientes de torsión, de ahí que juegue un papel importante en laresistencia de los hilos, dentro de ciertos límites.

Hay tres maneras de expresarla:

Koechlin propuso el coeficiente alfa inglés (αe)

Ne

VPPe

Siendo:

VPP : Torsión del hilo en vueltas por pulgada

Ne : Número inglés del hilo

El coeficiente alfa de Koechlin se utiliza en las hilaturas algodoneras. Sus valores normalmente oscilan entre3 y 5. Para el mismo número de hilo, al aumentar el alfa aumentan las torsiones por pulgada.

En la hilatura de las fibras largas, es decir, en la hilatura de la lana, fibras químicas y sus mezclas se usa elcoeficiente métrico (Km):

Nm

VPMKm

Siendo:

VPM : Torsión del hilo en vueltas por metro

Nm : Número métrico del hilo

Los valores de Km varían de 50 a 150, los valores más altos corresponden a los hilos más torcidosdestinados a pañería (trajes de caballero). Los Km más bajos para prendas de punto.

También se maneja el coeficiente tex4:

texVPMK tex

Donde:

VPM : Torsión del hilo en vueltas por metro

tex : Título tex del hilo

Debemos recordar que – dentro de un mismo sistema – mientras mayor sea el coeficiente de torsión, lasfibras estarán más torcidas entre sí.

Relación entre los coeficientes de torsión

K tex=Km×31,62=αe×956,78

4 No confundir el coeficiente de torsión tex (Ktex) con el múltiplo del título tex llamado kilotex (ktex). Ambos términos expresan conceptos diferentes.

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METROLOGÍA DE HILOS

Los valores coeficientes de torsión de los diferentes sistemas, se dan en la siguiente tabla:

COEFICIENTEDE TORSION

Tipo de algodón(según su longitud)

Urdimbre Trama Género de punto

αe

corto

mediano

largo

3,9 – 4,9

3,8 – 4,6

3,3 – 3,6

3,3 – 3,8

3,0 – 3,5

2,5 – 3,0

2,5 – 3,0

2,1 – 2,6

Km

corto

mediano

largo

120 – 150

115 – 135

100 – 115

100 – 115

90 – 105

75 – 90

75 – 90

65 – 80

Ktex

corto

mediano

largo

3790 – 4740

3630 – 4270

3160 – 3630

3160 – 3630

2840 – 3320

2370 – 2840

2370 – 2840

2050 – 2530

RESISTENCIA DEL HILO

Se entiende por resistencia de hilo como la capacidad que tiene éste de resistir esfuerzos hasta alcanzar elpunto de rotura. Estos esfuerzos sobre el hilo pueden ser aplicados de diversas maneras:

• a lo largo del eje (fuerza de tracción)

• en forma perpendicular al eje (fuerza de flexión)

• haciéndolo girar sobre su eje (fuerza de torsión)

• en una o varias direcciones, con rozamiento sobre otra superficie (fuerza de abrasión)

El primer tipo de fuerza aplicada sobre el hilo es lo que nos ocupará en este manual, y en adelante, al hablarde resistencia de hilos, se entenderá que nos referimos a la resistencia a la tracción.

RESISTENCIA DE LOS HILOS A LA TRACCIÓN. DEFINICIÓN

Es una de las características que determina la calidad de un hilo; viene a ser la resistencia que opone unhilo a una fuerza aplicada a lo largo de su eje.

Se ha determinado que la rotura de los hilos se produce, en el caso de las fibras discontinuas, por eldeslizamiento de las fibras componentes, y en el caso de las fibras continuas, por rotura de las mismas.

¿Porqué es importante la resistencia de los hilos?

La resistencia de los hilos influye sobre:

• las roturas en las máquinas en todo el proceso. Si se trabaja con materiales de buenaresistencia, el proceso de fabricación es eficiente, con mayor volumen de producción y menornúmero de paros, es decir, más rentable.

Debido a los avances logrados en la maquinaria de tejeduría de calada y de punto, los hiladosdeben tener una resistencia y una elasticidad adecuada. Los hilos destinados a los tejidos decalada deben ser más resistentes que los destinados a géneros de punto. En los tejidos decalada, los hilos de urdimbre deben tener mayor resistencia y elasticidad que los de trama, porlas mayores fuerzas de tracción y flexión que deberán soportar.

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METROLOGÍA DE HILOS

• la calidad de la tela. Favorece la obtención de tejidos con alta resistencia, con pocos nudos y/odefectos por hilos rotos o faltantes. Esto contribuye al aseguramiento de la calidad, al reducir lasmermas por segunda calidad y costosas reposiciones.

ENSAYOS DE DINAMOMETRÍA

Vienen a ser aquellos donde se somete al hilado a una fuerza de tracción hasta provocar su rotura, losparámetros que se obtienen de estos análisis son:

• Resistencia a la rotura, que puede expresarse en unidades de fuerza, tenacidad, longitud derotura, trabajo

• Alargamiento a la rotura, ya sea en valores absolutos (longitud) o valores relativos (unitario yporcentual)

• Tiempo de rotura, es el intervalo de tiempo transcurrido desde el inicio del ensayo hastaalcanzar la rotura. Su valor está relacionado de manera inversa al incremento de la carga oalargamiento del espécimen.

Consideraciones a tener presentes

Un hilo cualquiera, sometido a ensayos de dinamometría, puede arrojar valores diferentes de resistencia yalargamiento a la rotura, esta desviación en los valores va a depender de los elementos que involucran elensayo en sí mismo, como:

A) CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

a) Tipo

Los dinamómetros se basan en tres principios de trabajo distintos (CRE, CRL, CRT), ademásdentro de cada grupo con el mismo principio podemos encontrar variedad de fabricantes,modelos y antigüedad.

b) Capacidad

Se entiende como el rango de medición, es decir, la diferencia entre el valor mayor y el menorque puede leer el equipo. Generalmente, un equipo con un rango de medición muy grande esmenos sensible que uno con menor capacidad.

c) Calibración

De manera general podemos indicar que el objetivo de toda calibración de un equipo es lograrexactitud y precisión en su medida. En un dinamómetro debe calibrarse la fuerza, elalargamiento y la velocidad de tracción con patrones por un laboratorio de calibracióncertificado para ello.

Nota: En el Perú, el INDECOPI – a través del Servicio Nacional de Metrología – certifica lacalibración de instrumentos y equipos de medición en los laboratorios metrológicos para lasmagnitudes de Masa, Temperatura, Electricidad, Longitud y Ángulo, Volumen y Densidad, yFuerza y Presión. Adicionalmente existen laboratorios particulares que prestan el mismoservicio.

B) CONDICIONES DEL ENSAYO

a) Acondicionamiento del espécimen

De acuerdo a la norma ASTM D 1776.Standar Practice for Conditioning and Testing Textiles, latemperatura de la sala de ensayo debe ser de 21 ± 1 ºC (70 ± 2 ºF) y la humedad relativa delaire del 65 ± 2%.

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METROLOGÍA DE HILOS

Según el tipo de fibra, especialmente las más higroscópicas, los resultados de resistencia a larotura por tracción son muy sensibles a la humedad absoluta. En hilos de algodón y lino, alaumentar la humedad absoluta, aumenta su resistencia; en hilos de lana, viscosa y en lamayoría de fibras químicas, la resistencia disminuye al aumentar la humedad absoluta delambiente.

b) Longitud de probeta

Al aumentar la longitud de la probeta (muestra) de ensayo, es decir, la longitud de hiloconsiderada en cada ensayo, disminuye la resistencia a la tracción ya que aumenta laprobabilidad de encontrar puntos de resistencia débil. Existe una relación lineal entre ambas.

Al aumentar el coeficiente de variación de resistencia, aumenta la influencia de la longitud. Serecomienda, en las princiales normas de ensayo internacionales, una longitud de probeta de500 milímetros. Para hilos muy elásticos (del 100% al 800% de alargamiento) se trabaja conlongitudes menores.

c) Pre tensión del espécimen

Regular la tensión del hilo, al colocarlo entre las mordazas del dinamómetro, es especialmenteimportante en los hilos elásticos. En la mayoría de normas de ensayo se recomienda una tensióninicial del hilo de 0,5 centinewtons/tex. De realizar ensayos en húmedo, la tensión inicial es,normalmente, de 0,25 centinewtons/tex. Los multifilamentos texturizados deben tensarse – cuandoestán colocados en las mordazas del dinamómetro – a razón de 2 centinewtons/tex. Para ensayarelastómeros se recomienda una pre tensión de 0,1 centinewtons/tex y dispositivos especiales depinzamiento.

d) Velocidad del ensayo

Según la mayoría de normas de ensayo, la velocidad debe ajustarse de tal manera que el tiempo derotura promedio de todos los ensayos sea de 20 ± 3 segundos. Los ensayos realizados con tiemposde rotura inferiores a 17 o superiores a 23 segundos deben descartarse. Al disminuir el tiempo derotura (ensayos rápidos) aumenta, normalmente, la resistencia a la tracción del hilo. Actualmentehay una marcada tendencia hacia los ensayos rápidos.

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METROLOGÍA DE HILOS

TIPOS DE DINAMÓMETROS. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO

Los instrumentos empleados para determinar la resistencia a la tracción son clasificados en tres grupos,según su principio de funcionamiento:

• CRE - Constant rate of extension

• CRL - Constant rate of loading

• CRT - Constant rate of traverse

En los dinamómetros CRE la variación del alargamiento del espécimen permanece constante. Estosdinamómetros son los que actualmente están normalizados, cumplen la condición que los alargamientosexperimentados por el hilo durante el ensayo son directamente proporcionales a los respectivos tiempos deensayo.

En los dinamómetros CRL la variación de la carga aplicada al espécimen se mantiene constante. Se cumpleque las fuerzas aplicadas en el dinamómetro son proporcionales a los tiempos de ensayo. Losalargamientos experimentados por el hilo no son proporcionales a los tiempos. Este tipo de dinamómetrobasan su trabajo en un plano inclinado.

En los dinamómetros CRT la variación del desplazamiento de la mordaza móvil (inferior) se mantieneconstante, la fuerza aplicada al hilo varía en función del ángulo que describe el péndulo con respecto a suposición vertical.

La rotura de los especímenes de ensayo es provocada por el movimiento uniforme de un eje sinfín, cuyaparte superior tiene una mordaza para la sujeción de uno de los extremos del espécimen; el otro extremodel espécimen es tomado por la mordaza superior, la que está conectada al péndulo.

Al aplicar la carga, el péndulo se desplaza de su posición vertical (posición de reposo) por la resistencia queofrece el espécimen y la cantidad de desplazamiento indica la carga. En el momento de producirse la roturadel espécimen, instantáneamente, el péndulo es asegurado gracias a un trinquete a una cremallera,permaneciendo estacionario en la carga máxima.

Los resultados de los ensayos obtenidos por los dinamómetros de principios diferentes no coinciden.Nornalmente, se obtienen resistencias a la tracción más altas trabajando con dinamómetros CRL. Lacorrelación depende del perfil de la curva fuerza-alargamiento.

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METROLOGÍA DE HILOS

A) Resistencia de hilo solo. B) Resistencia de hilo en madeja. C) Resistencia de tejidos ala tracción

IRREGULARIDAD DEL HILO

Durante el tejido, ya sea de calada o de punto, los hilos irregulares de masa aumentan los paros, al propiotiempo que dan lugar a tejidos defectuosos de menor valoración comercial.

La tendencia de los fabricantes de maquinaria a construir telares y tricotosas cada vez más veloces yautomatizados exige que los hilos sean muy regulares de masa con el fin de tener un nivel de roturasaceptable, una producción elevada, poco desperdicio y ocupar el mínimo de personal para atender a lasmáquinas. Dicho de otro modo: regularidad de masa a corto periodo para tener costes competitivos.

Formas de medir y evaluar las irregularidades

• Método gravimétrico. Se realiza midiendo, cortando y pesando, es muy empleado en ladeterminación de la irregularidad de napas de los batanes. Puede emplearse si el espécimen esotro (cinta, mecha o hilo), aunque teniendo cuidado si la densidad lineal es baja, pues requieremayor exactitud en la pesada y una mayor cantidad de pruebas sobre la muestra.

• Método visual. Empleado en la evaluación de hilos, conocido como prueba de apariencia oclasificación, consiste en envolver el hilo sobre tablas negras o blancas (de forma rectangular otrapezoidal) y calificarlo según la apariencia mediante comparación con fotografías patrones.

La norma ASTM D 2255 presenta 6 rangos de título y clasifica los grados de apariencia como A, B,C y D. La Norma Técnica Peruana NTP 231.023 presenta 5 series según el título del hilado yclasifica la apariencia por los grados A, B, C, D y BG.

• Método táctil. Utilizado para cintas y mechas, consiste en torsionar el elemento a controlar y luegocon ayuda de los dedos y la palma, palpar el material observando las diferencias de grosor (efectode salchicha) a lo largo de la muestra. Por ser un ensayo basado en una evaluación subjetiva(sentido del tacto), no está estandarizado.

• Método electrónico. Basado en dispositivos de medición electrónicos con principio capacitivo(USTER) u óptico (ZWEIGLE).

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METROLOGÍA DE HILOS

REGULARÍMETRO USTER TESTER. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.

Un campo eléctrico de alta frecuencia es generado en medio de un par de electrodos capacitantes, dentrode dos placas de cerámica. Si la masa entre los platos capacitantes varía, la señal eléctrica es alterada y laseñal de salida del sensor cambia como consecuencia.

El resultado es una variación de señal eléctrica proporcional a la variación de masa del material que pasa.

Esta señal análoga es entonces convertida en una señal digital, almacenada y procesada directamente enuna computadora.

Este principio de medición es sensible a la variación de la humedad en el material de ensayo y a lahumedad en el aire, ya que las moléculas de agua también tienen cierta masa. Por tal razón, es necesarioun clima estable en el laboratorio para la determinación de la irregularidad.

Equipo USTER TESTER 5

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA USTER TESTER 4-SX/M

La instalación UT4-SX/M se compone básicamente de las siguientes unidades funcionales:

• CONTROL UNIT

La caja de la CONTROL-UNIT contiene la alimentación eléctrica para toda la instalación. Lacomputadora personal incorporada es usada para el mando del proceso de medición, del cálculo,presentación y memorización de los resultados de medición.

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METROLOGÍA DE HILOS

• TEST-UNIT

La TEST-UNIT se compone de diferentes módulos, dependiendo de la versión del sistema y de lasopciones instaladas. La misma contiene los siguientes componentes de sistema:

BASE: Módulo básico de la TEST-UNIT con aspiración integrada del hilo.

CONVEYOR: Para el transporte del hilo a analizarse mediante velocidades preseleccionables.

SENSOR: Un módulo capacitivo para la medición de la irregularidad de masa e imperfecciones.

• Pantalla, teclado, ratón, impresora

El diálogo con el usuario se realiza por medio de pantalla, teclado y ratón. Con la impresora puedenimprimirse los informes que sirven de documentación de las mediciones realizadas.

1. CONTROL-UNIT 2. TEST-UNIT 3. Pantalla, teclado, ratón 4. Impresora 5. Dispositivo de desenrollado parahilados

INTERPRETACIÓN DE VALORES OBTENIDOS.

Para garantizar el mismo nivel de calidad, en los actuales procesos abreviados de hilatura, se requiere uncontrol preventivo más riguroso de las variaciones de masa de las cintas, mechas e hilos.

El regularímetro Uster Tester ofrece información sobre la calidad de los diferentes materiales textiles (cintas,

mechas e hilos) ya sea a través de:

• Datos numéricos (tablas de valores individuales)

• Gráficos (diagramas, espectrogramas, histogramas, perfil de calidad del hilo, etc)

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METROLOGÍA DE HILOS

Tabla de valores individuales

Muestra los valores numéricos de los parámetros de calidad (columnas) y los parámetros estadísticos deéstos (filas inferiores). Al exceder la tolerancia para cada parámetro, el valor se resalta en color rojo.

Diagrama de masa

Es un reporte gráfico que muestra la variación de la masa en función a la longitud analizada del material. Lalínea central (0%) indica la masa promedio analizada, los puntos sobre la línea son las partes con exceso demasa y los registros con valores porcentuales negativos (debajo de la línea central) son partes con falta demasa.

Adicionalmente pueden observarse las imperfecciones registradas en el hilo, como partes delgadas(tríangulos rojos inferiores), partes gruesas (triángulos rojos superiores) y neps (cuadrados azules).

Espectrograma de masa

Muestra la variación de la masa (en CV%) en función a la longitud del material. A partir de este reporte sepuede determinar la presencia de defectos periódicos en el material, y estimar su longitud de onda, o sea,su longitud de repetición.

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METROLOGÍA DE HILOS

Plano de engranaje

El software del equipo UT4 contiene los diagramas cinemáticos de máquinas de hilandería (cardas,manuares, reunidoras, mecheras, continuas e hiladoras a rotor), de tal modo que si se indica el tipo demáquina donde se elaboró el material analizado y éste contiene defectos periódicos, muestra los posibleselementos de máquina que generan la falla.

Perfil de calidad del hilo

Es un diagrama circular que contiene todos los resultados de las mediciones del regularímetro Uster en unarepresentación gráfica. Permite visualizar claramente la razón de desviaciones de calidad por medio delempleo de colores. Se tienen las siguientes consideraciones:

• Cada parámetro es representado como un sector del diagrama circular.• El peso o importancia del parámetro es proporcional al ángulo del sector.• El radio del sector es proporcional al porcentaje de las Estadísticas Uster del parámetro. Los valores

buenos se encuentran cerca al centro del círculo y los malos estarán lejos. La línea periférica decírculo indica el nivel del 95% de las Estadísticas Uster y la primera línea interna (alrededor delcentro del círculo), el nivel del 5%.

• Cada valor es comparado con el valor límite, este valor límite está representado en una línea azul.

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METROLOGÍA DE HILOS

• La calidad es representada empleando la escala de colores de las luces del semáforo. El colorverde es buena calidad y el rojo es mala calidad.

Apariencia del hilo

El software permite mostrar la apariencia aproximada que tendría el hilado sobre un tablero de apariencia osi se usa en un tejido de calada o género de punto.

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