La Industria textil y sus procesos
Hilatura
Braulio RodrĂguez
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Los Hilos Definición: Se denomina hilo al conjunto de fibras textiles, continuas o discontinuas, que se tuercen juntas alcanzando una gran longitud y que es directamente empleado para la fabricación de tejidos y para el cosido de estos. Si son fibras de filamento continuo se las denomina HILO CONTINUO, y si se trata de fibras discontinuas formarán la denominada HILAZA. Características generales de los hilos: Son las características definitorias de los mismos; así su composición, grosor, elasticidad, regularidad, etc., se han de expresar con fórmulas estándar, cuantificadas en unidades normalizadas internacionalmente y que son suficientes para que diferentes hilos tengan un nombre propio con el que se pueda definir y conocer. • Su composición: Se analiza mediante el microscopio o mediante reactivos específicos que detectan la presencia de componentes determinados. • El diámetro o grosor: De aquí se determina el TÍTULO o NÚMERO de ese hilo, y se estudia mediante la balanza. • El índice de torsión y de retorsión: Se estudia mediante un aparato específico para este examen, el torsiómetro, y fija el ÍNDICE DE TORSIÓN de ese hilo. • Su resistencia: Su medida se expresa en el epígrafe LONGITUD DE ROTURA, que significa la longitud máxima que un hilo puede alcanzar para que, suspendido por uno de sus extremos, se rompa por su propio peso • El estiramiento o elongación: Es la capacidad que un hilo tiene para sufrir un estiramiento sin romperse. Se da medido por un dinamómetro. Un factor importante es saber que una elongación menor del 5% confirma una mala calidad de la fibra. Una elongación aceptable es alrededor de 8% y muy buena alrededor de 12%
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• La elasticidad: Es la capacidad para resistir un estiramiento y recuperar su longitud primitiva una vez cesa el estiramiento. • La regularidad: Se llama regularidad a las variaciones de diámetro que experimenta un hilo a lo largo de su extensión. Lo mide el regularímetro. Y en español, tiene en su expresión los siguientes puntos de referencia: •
Nudos
•
Gatas (gruesos máximos)
•
Xemics (gruesos mínimos)
•
Neps (enmarañamiento de fibras)
Hilatura Introducción Entendemos por producción de hilos e hilados textiles a los procesos que conducen a la transformación de una fibra natural o artificial en un hilo o hilado textil, luego de planificado el diseño del mismo. Para el proceso de producción de hilados, se toman en consideración tres aspectos relevantes, tanto en hilados de fibras naturales como en hilos de fibras artificiales, que son: • • •
El método de fabricación, Los equipos que se emplean Los insumos necesarios para llevar a cabo el mismo.
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN DE HILOS E HILADOS INDUSTRIALES Los hilados industriales constituyen por lejos, el sector más importante en la producción de hilados y el más complejo por su vasto desarrollo técnico. Debido a la gran diferencia en cuanto a métodos de producción, se establecen tres grupos relevantes:
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Clasificación de las fibras Naturales • • •
Fibras naturales vegetales. Fibras naturales animales. Fibras naturales minerales.
Hilatura de Fibras Vegetales En este grupo se destaca la hilatura de algodón, de lino y con menos importancia a otras fibras vegetales. • • •
Hilatura de Algodón Hilatura de Lino Hilatura de otras fibras vegetales
Hilatura de Fibras Animales La fibra de lana ovina es la fibra animal con mayor volumen de hilatura en ese grupo de fibras. Luego le sigue en importancia la seda y los pelos de varias especies animales. • • •
Hilatura de Lana Hilatura de Seda Hilatura de pelos de otras especies animales
Químicas • •
Fibras artificiales o de polímero natural. Fibras sintéticas o de polímero sintético.
Artificiales Viscosa Acetato de celulosa Tri acetate de celulosa Lyocell
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Sintéticas Poliamida Poliester Acrilicas Elastanos Características de las fibras En la industria textil las materias primas utilizadas son las fibras textiles. Se pueden definir como un sólido relativamente flexible y resistente con una pequeña sección transversal y una elevada relación longitud/anchura. Sus características determinarán la idoneidad de su utilización en la fabricación de los artículos textiles dependiendo del uso al que vayan a ser destinados. Dichas características, deberán ser medibles y controlables. Longitud. La longitud de las fibras mantiene relación directa con el título del hilo que con ellas se puede conseguir. Esta característica es un parámetro que se controla tanto por su valor medio como por su diagrama de fibras. Finura. La finura de las fibras tiene relación directa con el tacto de los textiles. Mayor finura conlleva menor resistencia ante una fuerza de compresión y por lo tanto mayor sensación de suavidad. Se expresa en micras el diámetro, y en número Tex (dTex), la masa lineal. En el caso del algodón la finura se expresa en Índice Micronaire. Resistencia a la abrasión. Capacidad de una fibra para soportar el desgaste por abrasión en el uso diario. Pilling. Fenómeno por el que a lo largo del uso de las prendas se forman unas bolitas o aglomeraciones de fibras en la superficie que desmerecen el aspecto exterior de
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dichas prendas. El poliéster y las fibras acrílicas son grandes formadoras de pilling. Elasticidad. Comportamiento de las fibras ante las fuerzas de tracción observándose el alargamiento de las fibras ante la carga ejercida. En el punto de rotura se medirán tanto la carga soportada, tenacidad CN/tex como el alargamiento experimentado, elongación en porcentaje. Brillo. Intensidad con que la luz es reflejada por la superficie de una fibra, o el lustre que la fibra posee. Depende de la estructura de física y química de la fibra y de su superficie. Color. El color natural de las fibras tiene influencia directa en las operaciones de coloración, tintura y estampación, determinando tanto el proceso como las posibilidades de tintura. El algodón se blanquea mediante la utilización de agua oxigenada. Absorción de humedad. Capacidad para absorber humedad; tasa legal de humedad. Todas las fibras naturales se distinguen por su gran capacidad de retener la humedad. Esta característica influye en la confortabilidad de los artículos con ellas fabricados. Electricidad estática. Capacidad que poseen las fibras de cargarse eléctricamente por el roce del propio uso, o durante su fabricación y manipulación. Depende de la naturaleza química de la fibra y de la capacidad de absorción de humedad. Las fibras sintéticas por su menor capacidad de absorción de humedad son las que más problemas presentan en este sentido. Característica importante que determinará la facilidad de manipulación de las fibras así como el comportamiento de estas fibras en los procesos de hilatura y tisaje. Acción de la luz. Los efectos producidos por las radiaciones solares afectan a la resistencia a la tracción, al Braulio Rodríguez
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alargamiento a la rotura y a la resistencia a la abrasión de las fibras. También puede provocar un amarillamiento o decoloración de la fibra. Acción de agentes externos. La acción de mohos, bacterias, microorganismos e insectos. El comportamiento de las fibras ante ácidos, álcalis, oxidantes y reductores. Comportamiento ante el fuego y la temperatura. De especial importancia para artículos cuyo destino sea lugares públicos y aquellos que tengan que estar expuestos a la acción del fuego o de elevadas temperaturas. Reactividad química. Es importante de cara a las operaciones posteriores de tintura, y depende de los grupos funcionales de la fibra. Poder cubriente. Depende del rizado y de la sección transversal de la fibra. Conductividad eléctrica. Las fibras de baja conductividad eléctrica pueden producir des- cargas sobre el cuerpo al estar en contacto con éste. Tacto. Depende del rizado, de la longitud y de la finura, así como de la sección transversal de la fibra. Conductividad térmica. Depende del tipo de polímero constituyente de la fibra, de su sección transversal y de su rizado. Densidad y peso específico. Influye fundamentalmente en el peso de las prendas con ellas confeccionadas. Rigidez. Tiene influencia en el arrugado y desarrugado de las prendas.
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Métodos de fabricación de hilados industriales de fibras artificiales Las fibras artificiales, con más de un siglo de existencia, continúa su crecimiento sostenido debido al desarrollo de la tecnología moderna, con precios cada vez más accesibles y características técnicas renovadas día a día. Se destacan en este sector: • • • •
Hilatura Hilatura Hilatura Hilatura
de de de de
Rayón Poliéster Poliamida otras fibras artificiales
ALGODÓN Es de todas las fibras la más utilizada, tanto para vestir como para cualquier campo de aplicación del textil. Mezclada con fibras de origen químico, se llega a utilizar en textiles para multitud de usos. Se obtiene de un grupo de plantas conocidas como gossypium, o algodonero. Se encuentra la fibra en la semilla de la planta. El proceso de obtención empieza por la siembra. Entre la siembra y la cosecha del algodón transcurren alrededor de 200 días. La semilla brota algunos días después de la siembra y la floración se produce unos tres meses después. Una vez desprendidas las flores, los capullos empiezan a crecer abriéndose unos 50 días después. Se proyectan entonces hacia afuera las fibras blancas. Cuando el algodón está maduro se procede a su recolección. Después de la recolección el algodón se lleva a una desmotadora, máquina que separa las fibras de las semillas. Cabe destacar las moscas blancas (bernisia tabaco), que con sus deposiciones sobre las fibras hacen que éstas se peguen o enganchen en los órganos de las máquinas de hilatura disminuyendo la calidad de los hilos y la productividad. Este algodón recibe el nom- bre de ”honey dew”. Por otra parte, al aumentar el contenido de azúcares Braulio Rodríguez
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en el algodón, aumenta la probabilidad de encontrar algodón pegajoso. La madurez del algodón es una medida del grado de desarrollo de la pared celular. El algodón inmaduro conduce también a la formación de neps, éstos consisten en haces de fibras inmaduras irreversiblemente enmarañadas en nudos apretados. Como los neps no se pueden deshacer en el proceso textil ordinario, ocasionan irregularidades en los hilos y ligeras manchas en los artículos teñidos. Cabe indicar que la afinidad del algodón muerto respecto al maduro es muy inferior, lo que da lugar a artículos teñidos de baja calidad. Longitudinalmente el algodón se presenta como una fibra aplastada en sus bordes. Normalmente se aprecian en ella las denominadas vueltas de falsa torsión. CARACTERISTICAS FISICAS Finura. Es una fibra fina, entre 1 y 4 dtex, lo que le confiere un tacto muy suave. Habitualmente se expresa mediante el Índice Micronaire, que da una relación entre peso y superficie específica de la fibra. Posee un diámetro de 18 a 28 micras MICRONAIRE Inferior a 3.0 De 3.0 a 3.9 De 4.0 a 4.9 De 5.0 a 5.9 Mayor de 6.0
CLASIFICACIÓN Muy fino Fino Finura Media Grueso Muy Grueso
La longitud de las fibras se sitúa entre 10 y 60 mm. Las fibras más largas se utilizan para la producción de hilos muy finos. Se clasifica en corta menor (de 20 mm), media (entre 20 y 40 mm) y larga (mayor de 40 mm). La tenacidad tiene valores entre 10 y 30 cN/tex. Dado que se trata de una fibra natural que puede presentar acusadas Braulio Rodríguez
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diferencias dentro de un mismo lote, el sistema de medida no es el habitual basado en la medición individual de fibras, sino que se emplean sistemas de medición de haces de fibras, como por ejemplo la resistencia Stelometer.
TENACIDAD (CN/TEX) Inferior a 17 De 18 a 21 De 22 a 25 De 26 a 29
CLASIFICACIÓN Muy débil Débil Medio Resistente
Uniformidad GRADO DE UNIFORMIDAD
íNDICE DE UNIFORMIDAD DE LA LONGITUD HVI (%)
Muy alta
Arriba de 85
Alta
83-85
Intermedia
80-82
baja
77-79
Muy baja
Debajo de 77
Su color viene determinado por su reflectancia (Rd) que representa a su grado de brillo, y por su grado de amarillo (+b), que representa a su grado de pigmentación. El código de color está representado por la intersección de las lecturas de Rd y +b, en el colorímetro Nickerson – Hunter.
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Strict Low Middling Low Middling Strict Good Ordinary Good Ordinary below Grade
4 1 51* * 61* 71* 8 1
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4 522 6 -2 8 2
4 3 53* * 63* 8 3
44* 54* 8 4
85
RELACIÓN DE MEDICIONES DE IMPUREZA CON GRADO DE HOJA DEL CLASIFICADOR Medición de impureza (Promedio 4 años) (% área)
Grado de hoja del clasificador
0,12
1
0,20
2
0,33
3
0,50
4
0,68
5
0,92
6
1,21
7
Arruga: Arrugan fácilmente, pero su elasticidad le permite recuperar rápidamente. Por lo tanto el planchado es relativamente fácil. La resiliencia es baja tanto en seco como en húmedo. Pilling: No suelen formar pilling. Ante la llama: El algodón ante la llama arde con facilidad; huele a papel quemado. La llama no se autoextingue y forma un residuo blanco que se disuelve si la presionamos. Ante la temperatura: El algodón no funde, carbonizándose a 430 ºC. Arde con la llama, y continua Braulio Rodríguez
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haciéndolo si ésta se retira. Conduce el calor. Soporta temperaturas de hasta 160ºC, por encima de esta temperatura empieza a amarillear. Abrasión: El comportamiento en abrasión puede clasificarse como aceptable. Brillo: Es una fibra mate. Se necesita la operación de mercerizado para que la fibra posea este brillo. Color: es generalmente amarillento, dependiendo de la procedencia del algodón este color varía desde tonalidades más oscuras hasta las más claras. Características químicas de la fibra de algodón Tasa legal: La tasa legal de humedad es del 8.5%. La absorción de humedad: es del 14-18% para una humedad relativa del 95%. La retención de agua por imbibición: es del 42-53%. Resistencia a los disolventes: buena resistencia a los disolventes Ácidos: Ante los ácidos es atacada, llegando a disolverse si estos son concentrados y en caliente. Álcalis. El comportamiento ante los álcalis es bueno. Oxidantes atacan a la fibra de algodón: Si la acción de estos oxidantes no se controla puede atacar a la fibra y restarle resistencia. Reductores: no perjudican al algodón. Los tejidos de algodón se lavan con facilidad y su mayor resistencia en húmedo que en seco hace que soporten muy bien los lavados repetidos.
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Tintura: el algodón se tiñe fácilmente con colorantes directos, reactivos, tina y sulfu- rosos. Ante la luz tiene una buena resistencia a la degradación. Amarillean en exposiciones prolongadas. Mohos y bacterias la atacan. La identificación de fibras sigue el camino normal de análisis empezando por el ensayo pirognóstico, la visión al microscopio y finalmente ensayo con disolventes.
EQUIPOS PARA LA PRODUCCIÓN DE HILOS E HILADOS INDUSTRIALES Como hemos mencionado anteriormente, la evolución tecnológica ha producido cambios notables en los métodos de producción de hilos industriales y la mayor incidencia vino dada por el desarrollo sostenido de mejoras tecnológicas en los equipos de producción. Y esas mejoras han producido cambios (y aún lo siguen haciendo) en las bases mismas de la producción introduciendo nuevos conceptos a la vez que amplió la oferta de productos y bajó los costos. Insumos para la producción de hilos e hilados textiles Se entiende por insumos para la producción de hilados a todos los productos que intervienen en la fabricación de los mismos, partiendo de las materias primas, los aditivos y otros tipos de productos químicos que se incorporan, como así también a otros materiales que indirectamente son necesarios para completar el proceso Hilandería
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Se deben practicar un cierto número de operaciones que varían según la fibra que se trate y el producto a obtener, pero que en todos los casos obedecen a un proceso general que se puede dividir en los siguientes principios: • • • • •
Limpieza. Tiene por objeto la eliminación de las sustancias ajenas a la fibra. Disgregación e individualización. Separación de mechones entre sí hasta conseguir la total independencia de cada una de las fibras. Paralelización. Consiste en preparar las fibras individualizadas para facilitar la operación siguiente. Estirado. Deslizamiento entre sí de las fibras hasta conseguir el adelgazamiento que se pretenda. Cohesión. Tiene por misión el ligar entre sí las fibras, sobre un eje teórico central.
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Abridoras Lo primero que se hace con la fibra en el proceso de hilatura es hacer la mezcla de fibras, Al estar sometida la fibra durante cierto tiempo a una gran presión por el embalaje o empacado la masa de fibras se ha agrupado apelmazándose por lo que es necesario abrirla, disgregarla para poder aplicar las posteriores operaciones de transformación. La materia prima (pacas de las fibras tanto de algodón como sintéticas) se alimenta a máquinas llamadas abridoras, en donde se limpia de basura o alguna otra impureza que esté en las pacas y al mismo tiempo se desmenuza. Mediante este proceso se desprende el algodón, de las pacas en forma de copos. Estos copos de algodón son transportados a través de ductos, y es impulsado por medio de aire. El objetivo del proceso es abrir, limpiar y mezclar el algodón entregando al proceso de cardado, copos de algodón en óptimas condiciones de calidad. Apertura y mezclador La mezcla se hace para homogenizar las diferentes calidades de regenerado y materiales, en caso de jaspe (fibras de diferentes colores) los diferentes colores de materiales que pueden haber sido teñidas previamente.
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El proceso debe contar con un equipo de limpieza, el cual se encarga de depurar la fibra de impurezas grandes, tierra y hasta micro partículas de fibras. En este sistema el algodón es sometido a un proceso de batido, donde la fibra es transportada por tuberías, mediante un mecanismo neumático que permite el desprendimiento de dichas impurezas, las motas de fibra son adheridas a mallas y filtros donde se separan la fibra de la mugre y continúan por líneas diferentes, la mugre es embolsada para la venta y la fibra procesable va a línea de cardas
Mezcladora Limpiador vertical
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Limpiador inclinado
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Cardas Una vez que la masa de fibras ha sido disgregada y se han eliminado las impurezas de origen, la materia prima pasa por un nuevo proceso de apertura denominado cardado, donde se logra que las fibras queden sueltas de modo de recuperar su forma más natural, pero sin perder la proximidad entre ellas. Después del cardado las fibras forman una manta completamente limpia y cohesionada naturalmente, donde se han logrado cuatro objetivos adicionales: • • • •
reducir los aglomeramientos de fibras (neps), reducir la cantidad de fibras cortas eliminación adicional del polvo aplanado de la capa de fibras reduciéndolas a una cinta que se recoge en los botes de cardas.
La torsión y estiraje que se le da a la mecha obtenida en el cardado mediante la diferencia de velocidades de alimentación de los rodillos que la aprisionan, siendo torcida en las bobinas mediante el movimiento giratorio de las mismas al hacer girar el hilo a su alrededor tomado por un curso que gira sobre una pista circular mientras se va envolviendo el hilo en la misma bobina. De la calidad del cardado depende no solamente la apariencia del hilo final sino principalmente su resistencia y del número de rotura previsible en las siguientes maquinas del proceso, principalmente en el trócil o contínua de anillos. El trabajo de cardado en la máquina se hace entre el gran tambor y los chapones y consiste en presentar el algodón lo más cerca posible de la acción de un órgano de puntas que esté dotado de un movimiento relativo rápido en relación al órgano que soporta el algodón. Para un buen cardado hace alta que las fibras estén sostenidas sobre la extremidad de los dientes de la Braulio Rodríguez
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guarnición y esto se obtiene haciéndola rugosa mediante un esmerilado de su superficie. La carda está constituida por un cierto número de órganos móviles, • • • • • • • • • •
Gran cilindro. Cadena de chapones. Cepillo limpiador de chapones. Cilindro desprendedor. Doffer. Motor principal. Lickerin. Piñón de tensión trasero. Silos de la carda. Mesa de alimentación.
Estas piezas son movidas ya sea con sentido de rotación o de desplazamiento lateral, pero con velocidades diferentes. Éstas son ajustadas muy cerca las unas de las otras, casi en contacto tangencial, pero sin tocarse
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Se tiene la costumbre de decir que una guarnición bien esmerilada debe ser «cortante»: en realidad no hay nada que cortar, pero se debe formar sobre la extremidad del diente una rebaba capaz de retener enganchadas las fibras el tiempo necesario para que el órgano opuesto pueda cardarlas. La duración de las rebabas de los dientes modernos templados, podría ser más larga si la elasticidad de los dientes y sobre todo, de su fundición, no interviniera para provocar frecuentes colisiones con los dientes opuestos, con el resultado de que las puntas se redondean y se vuelven rápidamente incapaces de retener las fibras. Estas, encontrándose libres entre dos órganos en movimiento opuesto, se mueven de una manera desordenada entre ellos y forman los «neps». A igualdad de otras condiciones, los «neps» serán tanto más numerosos cuanto la rigidez de la fibra sea menor, es decir, que su pared celular sea delgada. Por consiguiente, los algodones de fibra fina y el mal madurados formarán más fácilmente «neps» que los otros. La formación de «neps» será, por tanto, más fácil cuando sea grande la distancia entre dos órganos: puede comprobarse esto contando los neps de una carda, y seguidamente aumentando en 2/1.000 de pulgadas la separación entre el tambor y el peinador, y se observará inmediatamente un fuerte aumento de neps. Aún más; si se toma el número de neps de una carda antes de su paso de la noche y se toma de nuevo inmediatamente después de la puesta en marcha a la mañana siguiente, se comprobará un empeoramiento, que es debido al hecho de que durante el trabajo, el tambor se calienta mientras que la bancada cambia poco su temperatura, de manera que la dilatación del primero acerca más las guarniciones, que se separan de nuevo durante la noche.
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Una vez explicado el fenómeno del cardado, es bastante fácil deducir las reglas principales que es necesario seguir para un buen trabajo. En el cardado se cumplen las siguientes funciones: • • • • • • • • •
Alimentación por medio de un rollo de napa o alimentación directa a la carda sin formación de rollo (sistema moderno). Continuación de la apertura y limpieza del material. Individualización de las fibras (cardado propiamente dicho). Condensado de las fibras para formar un velo. Desprendimiento del velo y posterior condensado del mismo para formar una cinta con determinado peso por unidad de longitud. Devanado de la cinta en un bote. En la carda se extrae aproximadamente un 4 % de subproducto, repartidos en dos puntos de limpieza: En la zona de apertura y limpieza se extrae el subproducto conocido como “carcomo”. Al final de la zona de cardado se extrae el subproducto
Las cardas producen tres tipos de desperdicios: - Bajo carda. Se obtiene especialmente debajo de la rejilla del abridor y en general, debajo de la carda. Este desperdicio es poco aprovechable, por las muchas impurezas que contiene. - Chapones. Es de mejor calidad y algunas veces se aprovecha para mezclar con otros algodones para la obtención de hilos gruesos. - Cintas. Son restos que quedan al romperse el velo, o las cintas antes de plegarse en el tacho. Son desperdicios aprovechables.
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En esta operación, además de los controles ordinarios (densidad lineal e irregularidad) se suele realizar el contenido de neps y el control de mermas. Manuares El proceso de estiraje es efectuado por el Manuar o estiradora de la siguiente manera: Se hace pasar un grupo de cintas (seis u ocho para el primer pase y seis u ocho para el segundo pase) por la zona de estiraje del Manuar en donde por diferencia de velocidad entre las varillas se produce un estiraje de las cintas y a la vez una paralelización de las fibras para obtener una cinta con características determinadas de peso y longitud que luego es sometida a un segundo pase en estiradoras con autorregulación, con el fin de mejorar la uniformidad de la cinta como se describe a continuación: A la entrada de la cinta en la estiradora se registra continuamente por medio de una palpación mecánica el espesor de las cintas de fibras, los valores que se miden se convierten en señales eléctricas que se usan para controlar el estiraje en el campo de estiraje principal, regulando las oscilaciones de la cinta dando como resultado cinta con buena regularidad en longitudes cortas y medias, manteniendo así mismo el título de la cinta en longitudes largas, entregando al proceso siguiente cinta con óptimas condiciones de calidad. El objetivo principal del manuar es reunir varias cintas de diferentes cardas, las mismas pueden ser de un mismo material o de varios materiales. Es aquí donde nace la mezcla y se paraleliza la fibra. Braulio Rodríguez
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Este proceso se repite en lo que se conoce como segundo pase de manuares, esto permite una mayor homogeneidad en la mezcla de distintas fibras, así como un mejor ensamblaje de las puntas y las colas de fibra, ya que estas son estiradas. Se conoce como manuares abridores los que realizan el primer pase y terminadores los que realizan el segundo pase. 1. Zona de almacenamiento (botes de cinta o mecha). 2. Cilindros guía, conductores. 3. Sensores, indicadores de rotura, terminación de material. 4. Mesa o placa de introducción del material al interior. 5. Sistema “tren de estiraje” 3/3, 4/4, 4/5 6. Dispositivo, embudo condensador de velo de fibras de cinta. 7. Mecanismo plegador, arrollador del material. 8. Bote de producción. Se
alimenta de 6 u 8 cintas y estira lo mismo, obteniéndose a la salida una cinta más regular. El manuar es una máquina muy importante en el proceso de hilatura; influye en la uniformidad del material. Si este proceso no se realiza correctamente, se produce disminuciones en la resistencia y el
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alargamiento a la rotura del hilo final. Además los defectos en la cinta que salen del manuar no pueden corregirse, y llegan hasta el hilo. Los factores que afectan la regularidad de la cinta a tener en cuenta en esta operación son: -
el estiraje total el número de pases el ecartamiento en el tren de estiraje el doblaje los g/m de las cintas de alimentación la longitud de la fibra la finura de la fibra la velocidad de entrega el tipo de estiraje el tipo de autorregulador los ajustes en el autorregulador
1. Módulo de mando 2. Módulo de ajuste 3. Unidad de medición 4. Servomotor 5. Motor principal 6. Medición de la regularidad para la cinta producida 7. Condensador 8. Calandras 9. Pre estiraje 10. Estiraje principal
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Esquema de un manuar autorregulable
Peinado Si se desea producir hilos regulares y finos, es necesario disponer de fibras limpias y de longitud sensiblemente igual. Para tener estas características en las fibras es preciso eliminar las impurezas que puedan llevar y separar las fibras más cortas. En este sector se eliminan las fibras cortas que llevan consigo las napas de alimentación, se separan pequeñas impurezas que aún permanecen después del cardado y se terminan de paralelizar las fibras. Todo ello mejora la uniformidad de longitud de fibra lo cual es imprescindible para lograr hilados muy finos de buena resistencia.
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Las fibras cortas eliminadas dan lugar a un desperdicio que es transportado neumáticamente a una prensa. Con respecto a los valores de producción topes logrados con equipos de última generación totalmente automatizados, se llega al orden de 70-75 kg por hora de cinta peinada, correspondientes a unos 500 golpes del peine con una densidad de napa de 80 gr/m. Esta elevada producción es lograda gracias a la sincronización informática en toda la línea. Los costos en la actualidad han sido reducidos en comparación a las máquinas de anterior generación, ya que se ha conseguido un significativo ahorro de energía, una menor cantidad de borras de peinado menor gracias a la excelente selección de fibras y el alto grado de eficiencia de máquina y tiempos de paro cortos de la máquina, entre otras mejoras. El cambiador completamente automático del rollo y el empalme de la napa, la mejor calidad del empalme y el sistema automático de transporte de los rollos completan las características vigentes en los modernos sistemas de peinado.
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Mecheras Este equipo es el penúltimo en transformar las fibras con que se alimenta, procedente de carda (para hilos muy gruesos y corrientes), de estirador (para fibras regulares a finas), o bien, de peinadora (para fibras de calidad superior). Tiene por objeto dar un adelgazamiento a la masa de fibras, hasta convertir la cinta de manuar en una mecha o pabilo, con una pequeña torsión para que resista la envoltura y manipulación en el proceso siguiente. Dicha transformación se consigue al aplicar alto estiraje con un dispositivo o tren de 3 sobre 3, entre cilindro intermedio y productor se encuentra la bandita o manguito de alto estiraje; las velocidades, encartamientos o distancias estarán en relación a las características físicas de las fibras y al número o grosor del pabilo que se desea obtener. En la mechera se cumplen las siguientes funciones: • • • •
Cada puesto de trabajo es alimentado con una cinta proveniente de manuares. Se da un estiraje al material formando una delgada cinta. Se le da una ligera torsión a la delgada cinta formando una mecha o pabilo. La mecha o pabilo es depositado sobre una carreta plástica, formando un paquete de forma especial.
La torsión es insertada en el pabilo estirado para darle resistencia. En una cinta hay suficiente masa de fibras para que estas permanezcan juntas sin necesidad de dar torsión.
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El retorcido del pabilo distribuye las fibras en un ligero ordenamiento en forma de espiral, para permitir que ellas se adhieran entre si. La torsión que se da al pabilo debe de ser la suficiente para que éste se envuelva fácilmente en la carreta y para que luego se desenvuelva sin problemas cuando se alimente a la hiladora. El exceso de torsión disminuye la productividad de la mechera y causa trastornos durante el estiraje en la hiladora. Es por eso que la cantidad de torsión a insertar en una mecha debe ser cuidadosamente evaluada. Material entrante. El material entrante de la mechera es la cinta proveniente de la estiradora o de la peinadora, la cual debe cumplir los siguientes requisitos. 1. Peso determinado 70GN/ yarda. 2. Que no tenga tramos gruesos ni delgados. 3. Que no esté repelada. 4. Que no esté sucia ni contaminada. 5. Esta cinta viene en botes de 24 pulgadas de diámetro por 43 pulgadas de altura, y tiene una capacidad de 4200m de cinta (los datos dependerán del modelo de la maquinaria). Material saliente El material saliente de la mechera es un pabilo con un título determinado (Ne). Este pabilo se enrolla en un carrete plástico, el cual mide 395 mm de longitud y 61 mm de diámetro. El carrete tiene estrías en la base para la tracción y una pestaña para asegurar la punta del pabilo, tienen diferente divisa para diferenciar el título. A cada carrete le caben 2200 m de pabilo 1 Ne.
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Hilatura Esta operación tiene por objeto convertir las fibras en un hilo uniforme. Tipos de hilatura Los hilados pueden tener diferentes características de acuerdo a la forma en que se han elaborado. Hoy en día existen dos tipos distintos de hilatura para la fibra de algodón que generan tres tipos de hilados de características definidas y diferenciales con requerimientos del mercado. Ellos son: hilado cardado e hilado peinado, con sistema de hilatura por anillo e hilado open end con el sistema de hilatura por rotor. Tanto las características de los hilados como la forma de producirlos se agruparán de la siguiente forma: CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA HILATURA POR ANILLO (Ring Spun) La hilatura por anillo o hilatura convencional, aplica la torsión mediante un husillo giratorio como se muestra en la figura inferior. Es el método tradicional de hilatura, y precisa una serie de pasos intermedios que lo vuelve lento y costoso, con respecto a otros sistemas de hilatura.
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Esta operación tiene por objeto convertir las fibras de algodón en un hilo uniforme. Los métodos modernos de estiraje final y torsión definitiva de los hilados se llevan a cabo en equipos denominados: continuas de hilar. Las continuas de hilar dan al haz de fibras que forman la mecha de estiraje, el afinamiento necesario para obtener el título de hilado y la torsión requeridos cuando se trata de hilo de un cabo. La mecha estirada y torsionada se enrolla en tubos cónicos denominados canillas, encastrado sobre husos que giran a altas velocidades luego de pasar por un cursor que se desplaza por un aro y que le confiere la torsión definitiva de acuerdo al hilado buscado.
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Estas continuas tiene incorporado un sistema de cambio automático de la levada (denominado así el conjunto de canillas completas) y reposición de la correspondiente canilla vacía. La máquina y el sector en general se mantiene limpios mediante la incorporación de limpiadores viajeros que soplan y aspiran sobre puntos estratégicos de la continua y del piso viajando a todo lo largo de la máquina. El proceso de fabricación de hilado finaliza en las continuas de hilar, pero todavía debe ser enconado para cumplir con requisitos de las tejedurías. Las innovaciones tecnológicas en estos equipos, priorizan factores como Versatilidad: equipos que permiten procesar hilados finísimos para camisería de alta calidad hasta hilados gruesos con efecto denim procesando por hilatura clásica pero preparada para hilatura compacta, con un largo hasta 1680 husos. (Modular Concept 351 de la firma Zinser). Automatización: equipos informáticos almacenan datos importantes para la hilatura, representados en una pantalla con capacidad de gráficos, de hasta 18 tipos de hilados, y disponibles en cualquier momento. (Continua modular G35 de la firma Rieter). Alta producción: ligada a un mayor aprovechamiento del espacio ocupado con una notable reducción de costos.
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HILATURA POR COMPACTACIÓN Es más bien una modificación de la continua de anillos que está mostrando múltiples beneficios. Se obtienen hilos con menor pilosidad, más resistentes, más suaves (ya que se trabaja con menos torsión), se reduce la borra en la hilatura y, en muchos casos, se aumenta el rendimiento en la tejeduría. En la hilatura por compactación se modifica el tren de estiraje de la continua de hilar para reducir el triángulo de hilatura4, integrando mejor las fibras emergentes en el núcleo del hilo. En la figura puede verse que la anchura M del triángulo de hilatura depende, esencialmente, del número del hilo, de la torsión de la mecha y del estiraje.
En la continua de hilar, el triángulo de hilatura m es mucho menor que el ancho de mecha M, mientras que en la hilatura por compactación se reducen ambos, de modo que se cumple M = m.
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Esta modificación recupera el aspecto y propiedades de los hilos obtenidos con bajos estirajes en la continua de hilar, pero permite fabricarlos con estirajes altos y a elevadas velocidades.
La imagen superior corresponde a un hilo obtenido en una continua de anillos convencional y la inferior, a un hilo obtenido en la misma continua dotada del mecanismo de compactación Comparación entre un tren de estiraje convencional (izquierda) con uno modificado (derecha, a colores) con los elementos necesario para compactar el hilo. A la salida del tren de estiraje hay una banda inferior con agujeros, con succión individual para cada huso, con lo que se consigue además reducir el polvo y las impurezas en el hilo compactado, debido a la aspiración.
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Enconado Se define como el cambio de formato del hilado, contenido en husadas, (canillas), conos madejas, etc. a formatos llamados bobinas para una mejor manipulación y realizar adecuadamente los procesos posteriores del hilo. A través del bobinado se: - Eliminan fallas del hilo, tales como partes gruesas, partes delgadas, enredos, aglomeraciones de pelusa y fibra, restos de semilla, materias extrañas que pueden quedar entre torcidas con las fibras, etc.(purgado) - Produce un formato adecuado para los procesos siguientes, por ejemplo: para reunir varias bobinas pequeñas (canillas) en una bobina más grande, para dividir una bobina en varias bobinas (división de conos), para cambiar el formato o la densidad (previo a la tintura de hilos), etc. - Adiciona un lubricante sólido (parafina) para facilitar las operaciones posteriores, especialmente sobre todo para géneros de punto (parafinado). Las bobinadoras llevan mecanismos electrónicos, capaces de llenar todas con los mismos metros de hilo, previamente prefijados. En las bobinas de precisión se mantiene constante el número de espiras para todos los diámetros de la bobina. Una bobina queda definida por: • Diámetro máximo en la base. • Cursa. Braulio Rodríguez
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• Conicidad. • Angulo de cruce.
La cursa es la distancia que separa los diámetros máximo y mínimo de la bobina. La conicidad es el ángulo formado por el eje de la bobina, y la generatriz de la misma. Las conicidades más usadas son las de 4º 20´ y 5º 57´. Todas las bobinadoras tienen un me- canismo para variar la velocidad de rotación del cilindro ranurado, con objeto de evitar el ”copiado”. Mecanismos anudadores Cuando se produce una rotura de hilo es la propia máquina bobinadora la que vuelve a anudar o empalmar el hilo roto. El empalmado neumático, que también se denomina SPLICER, puede trabajar con aire frío, caliente y con agua. Se trata de destorcer los extremos de los hilos a unir que a continuación se juntan y se retuercen. Es un empalme casi imperceptible y con unas buenas características de resistencia, si está bien ajustado. El splicer debe controlarse frecuentemente, fundamen- talmente su aspecto y resistencia Hilatura de rotor (open end) El sistema de hilatura por rotor o hilatura open end, constituye un sistema novedoso, desarrollado con posterioridad al del sistema de hilatura por anillos. El hilado obtenido por este sistema recibe el nombre de “hilado open end” y ha cobrado popularidad por varios motivos. Por ejemplo, con respecto al sistema ring spun, es un sistema de hilatura más simple, con un proceso más corto y con alta producción. Todo lo anterior hace que su precio sea altamente competitivo y a pesar de tener limitadas propiedades respecto a los hilados cardados y peinados, su uso se torna conveniente para la confección de telas para cierto tipo de artículos masivos con un bajo nivel de precio de venta. Braulio Rodríguez
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Cabezal de hilatura open end Este sistema de hilatura consta de las siguientes partes: • Sistema de alimentación de cinta, (normalmente de
manuar). • Disgregador de las fibras de la cinta. • Canal convergente, conductor de fibras. • Rotor en donde se forma el hilo. • Mecanismos de extracción del hilo. • Mecanismo de plegado del hilo (bobinado).
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Esquema del sistema de hilatura open end
La regularidad del hilo tiene una gran relación con el tipo de disgregador. De disgregadores, podemos encontrar de dos tipos: •
Diente de sierra.
•
Agujas
Disgregadores y boquillas Braulio Rodríguez
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Las máquinas open end propiamente dichas, cuentan con una serie de elementos que permiten transformar las cintas que provienen del manuar en hilos. Dentro de esa serie de elementos se puede citar al disgregador, que tiene guarniciones que provocan una apertura, disgregado y limpieza de las fibras que componen la cinta. Esta unidad de la máquina resulta necesaria en este sistema de hilatura ya que con respecto al sistema convencional se han eliminado muchos pasos que contribuían a realizar estas operaciones y que han sido eliminadas. Entonces el disgregador viene a suplir esa deficiencia en la profundidad e intensidad de los procesos de apertura y limpieza necesarios para obtener una buena calidad de hilado. A la salida del disgregador las cintas son depositadas en un rotor, el elemento medular del sistema, donde se produce un giro a velocidades extremadamente altas, del orden de las 125.000 revoluciones por minuto, lo que provoca una cohesión y entrelazamiento de fibras que hace que a la salida del mismo ya se obtenga un hilo con la torsión requerida c En el disgregador la fricción fibra – fibra conviene que sea baja, mientras que la fricción fibra – metal alta con objeto de tener una buena disgregación sin rotura de fibras. La misión del rotor es condensar en su ranura las fibras procedentes del canal con- ductor, y conferirles la torsión adecuada para formar el hilo. En cada caso, se tendrá que elegir el rotor adecuado en función del tipo de fibra, del título del hilo, etc. Los estirajes en hilatura OE son altos, pudiendo llegar a valores de 400. Indicar que existen diferencias importantes entre las ranuras de los rotores, así como en su diámetro, dependiendo de la materia e hilo a fabricar. En el rotor conviene que la fricción fibra – fibra sea alta, y la fricción fibra – metal baja. El diámetro del rotor y las RPM máximas a las que puede girar éste, están directamente relacionadas Braulio Rodríguez
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En un hilo OE el 80% de las fibras forman un núcleo central alineadas con el eje del hilo y el resto son fibras torcidas alrededor del núcleo formando agavillados o zunchados. Uno de los defectos que se pueden producir en el hilo es un efecto ”moire” provocado por ensuciamiento del rotor y que se identifica en el aspecto del hilo en un filoplano. Diferencia de estructura entre un hilo convencional y uno OE:
Otro de los elementos importantes en la hilatura open end son los embudos de salida. Este es un elemento que influye directamente en el aspecto del hilo. Existen diferentes tipos de embudos con diferentes formas y materiales (cerámica o acero). Pueden ser embudos lisos o estriados. Al rozar el hilo en el embudo y girar sobre él durante su extracción del rotor, se le comunica una falsa torsión, que desaparece a la salida del embudo.
Boquillas Braulio Rodríguez
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En los hilos open end el purgado se realiza en el propio cabezal de hilatura, obteniéndose el cono de hilo ya purgado y sin defectos. Los hilos OE toleran mejor las fibras cortas, y la falta de uniformidad de éstas. Cierta- mente, si se aumenta la fibra corta, también se aumenta la irregularidad del hilo y dismi- nuye su resistencia. Es importante que las fibras de alimentación estén limpias, ya que la suciedad va a aumentar el número de roturas de hilo, así como su irregularidad. Por lo tanto, en el caso de OE, debe ponerse especial atención en los procesos previos de apertu- ra y limpieza, cosa que puede provocar un aumento de los neps y rotura de fibras, con los consiguientes inconvenientes que ello conlleva. Por este motivo, es importante su análisis previo a la hilatura. El ”Trash” no debe ser superior al 2%. El polvo presente en las fibras, es muy abrasivo desgastando rápidamente todos los elementos de la máquina. Respecto a la finura y madurez de las fibras de algodón, indicar que con menos de 90 fibras por sección la hilatura open end puede presentar problemas de hilabilidad. La máquina open end cuenta con una unidad de parafinado y enconado, de modo que el hilo generado es bobinado en conos de cartón cuyo diámetro se programa previamente. Con esta operación se da por concluida la fabricación del hilo de modo tal que el mismo, abandona las máquinas open end listo para ser empacado para su expedición. El sistema de hilatura por rotor aplica la torsión mediante un rotor giratorio como el que se ilustra en la figura:
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PURGADO DE LOS HILOS El purgado de hilo se puede definir como la detección y eliminación de defectos del hilo. Esta tarea se realiza durante el proceso de bobinado. Por esta razón, los purgadores de hilo forman parte de una bobinadora. La eliminación de un defecto exige una interrupción del proceso de bobinado: es preciso parar el huso, eliminar el defecto y unir de nuevo los extremos de los hilos. Evidentemente, esta interrupción ocasiona una pérdida de producción. Por tal motivo, el purgado de hilo es siempre un compromiso entre calidad y producción, es decir entre un máximo de defectos de hilo que podrían eliminarse y una pérdida de producción mínima que se considere admisible. Este compromiso lleva a la diferenciación entre: •
Defectos de hilo tolerables, es decir, aquellos que se toleran en el interés del rendimiento de la máquina.
•
Defectos de hilo intolerables.
Ya se ha establecido que una de las funciones de las operaciones del bobinado, es la de realizar la limpieza de los hilos a un grado adecuado. Para este efecto toda la máquina bobinadora cuenta con dispositivos denominados purgadores, los que se encargan de eliminar las partes defectuosas de los hilos. Los ajustes de purgado de hilo determinan el desempeño del purgador:
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•
Muy cerrado: altos números de cortes innecesarios, pérdida de producción, ganancias reducidas, desgaste de la máquina, reducción en la calidad del hilo.
•
Muy abierto: Pobre calidad, queja de los clientes, incremento de segunda calidad, pérdida de clientes.
TIPOS DE PURGADORES Purgadores mecánicos En este tipo de purgadores el hilo pasa por un espacio limitado previamente calibrado. Si el hilo sobrepasa la medida de dicho espacio, la parte gruesa arrastra a un elemento (ya sea una placa metálica o peine), de altura regulable de acuerdo con el título del hilo y el grado de limpieza que se requiere, cerrando el espacio y trabando el purgador, causando la rotura del hilo. Ventajas • • • •
Bajo costo inicial. Construcción robusta. Mínimo requerimiento de mantenimiento. Fácil regulación.
Desventajas: • • • • •
Los incrementos progresivos del diámetro de los hilos son comprimidos por la placa, y por lo tanto pueden pasar sin ser eliminados (slubs o torpedos) Extra sensibilizado puede dañar al hilo por excesiva fricción. Regulación independiente para cada purgador. No hay diferenciación con respecto al largo de la falla
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Purgadores electrónicos: Debido a las exigencias de calidad cada vez más solicitada y al creciente empleo de bobinadoras automáticas, se procura compensar el aumento de los costos con un intenso purgado del hilado mediante el empleo de los purgadores electrónicos. En principio las fallas que deben considerarse para efectos del purgado, tienen dos dimensiones: grosor o diámetro y longitud. Si denominamos al área promedio de la sección del hilado: 0%, un área de 100% significará una porción gruesa con doble espesor que el normal. Una porción o sector con la mitad del área promedio será clasificada como porción delgada y con -50%. Los purgadores electrónicos actúan justamente en la detección, por medio de la unidad medidora del espesor o diámetro y la longitud de la falla independientemente una de otra. El defecto o falla en cuestión sólo se elimina cuando su espesor y su longitud están entre sí en una relación bien determinada, previamente escogida. Así se puede adoptar un límite preciso, por medio del ajuste del aparato, entre los defectos del hilo que es imprescindible eliminar y los que no se consideran perjudiciales. En la actualidad se encuentra en la industria textil tres tipos de purgadores electrónicos en las unidades detectoras de los defectos: - Capacitivo; - Óptico y - Triboeléctrico
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En el caso del detector por capacitancia, el hilo pasa a través del espacio comprendido entre las placas del condensador. Si la masa del hilo sobrepasa los límites preestablecidos, la capacidad del condensador también varía proporcionalmente para dar una señal a la unidad cortadora, la cual corta el hilo. Es importante resaltar que en este detector se mide la masa del hilo y no sus dimensiones físicas, tales como diámetro
(1) Condensador de medición (2) Campo eléctrico (3) Voltaje eléctrico (4) Hilo (5)Señal del hilo
Este principio tiene el inconveniente de que su funcionamiento depende de la determinada constante dieléctrica del material y su humedad. Para compensar estas influencias hay en el panel de control un mando cuyo índice se hace coincidir con una cifra distinta de cada material. Fuera de la limpieza periódica de la unidad detectora (absorbente o sopladora) no se necesita ningún trabajo de conservación. El purgador de principio óptico de la figura siguiente, reconoce y purga defectos del hilo, así como fibras extrañas Braulio Rodríguez
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que tienen un color distinto que el hilo. Este principio corresponde a los criterios de calidad según el ojo humano.
1. fuente de luz infrarroja 2. difusor 3. foto celda 4. hilo 5. señal del hilo DEFECTOS DE HILO Los defectos de hilo pueden definirse como irregularidades de hilo capaces de provocar dificultades en las etapas de producción posteriores o defectos en el producto final. Estas irregularidades se deben a: •
Desviaciones del diámetro: Aunque el proceso de hilatura suministra un hilo relativamente uniforme, no es
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posible evitar completamente diferencias en su diámetro. Por tal motivo, es necesario diferenciar, en primer lugar, entre irregularidades de hilo normales y defectos de hilo propiamente dichos. •
Desviaciones del titulo: Los defectos de título son usualmente molestos por sus grandes longitudes, las causas incluyen: • Desviaciones mezclando canillas incorrectas • Pabilo dañado o irregular puede llevar a variación de título de hilo dentro de la canilla • Falsos estirajes
•
Presencia de materia extraña: Es todo aquello que no es fibra, puede a originarse durante el proceso de cultivo (impurezas) o deberse a procesos externos a él (contaminación). • De la cosecha manual y el desmotado: Materia vegetal, plumas, cabello, trapos, plástico, yute, etc. • De la recolección mecánica: grasa y goma. • Del material de recolección y/o empaque: polipropileno. • Del proceso interno de la planta de hilatura: fibras extrañas, grasa, aceite, polvo, cerdas, etc.
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DEFECTOS DE HILANDERÍA Los defectos de hilandería son producidos en el transcurso de la transformación de las fibras a hilos, perjudicando la calidad de éstos y, obviamente, la calidad de los tejidos como producto final; asimismo, merman las utilidades y aumentan los costos de producción. Muchos de los defectos no llegan hasta el producto final, ya que éstos han sido eliminados al producirse la rotura del hilo en el proceso de preparación (coneras, urdidoras, engomado, etc.) y en el proceso de tejeduría; pero no obstante, la gran mayoría de ellos llegan hasta el producto terminado y son las causas del aumento de productos de segunda calidad. La mejor forma de evitar la presencia de los defectos en el hilo es prevenir la formación de los mismos, teniendo en cuenta los siguientes aspectos: • • • • •
Condiciones ambientales de trabajo, Homogeneidad de la materia prima, en cuanto a sus principales características físicas, Control sistemático en cada fase del proceso, Limpieza, ajuste y mantenimiento de la maquinaria, y Personal debidamente capacitado.
TIPOS DE DEFECTOS SEGÚN SU ORIGEN 1. Defectos por estiraje Aspecto: Hilo grueso, partes gruesas y delgadas Causas: La causa principal es el mal funcionamiento del sistema de estiraje de la continua de anillos, el cual no Braulio Rodríguez
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produce el estiraje correcto de las fibras; en algunos casos, no se debe al mal ajuste del tren de estiraje de la continua o mechera, sino que también puede tener su origen en la misma materia prima. 2. Defectos por desperdicios Aspecto: Partes gruesas, cortas y sucias, aglomeraciones de fibras alrededor de un cuerpo extraño. Aglomeraciones de varias partes gruesas cortas y con pelusa. Causas: Los desperdicios producidos por falta de limpieza y fibras flotantes. 3. Defectos ocasionados por borrillas Aspecto: Partes gruesas, cortas y limpias; fibras sueltas en la superficie del hilo. Causas: Fibras que se aglomeran en las aletas de la mechera, en los embudos, fibras acumuladas en el tren de estiraje, en las bobinas, etc., son sopladas sobre la mecha o el hilo. También se producen al agregar demasiado desperdicio como material de reprocesamiento (cintas, mechas, napas descartadas, etc.) 4. Defectos ocasionados por el operario Aspecto: Defectos largos, partes gruesas y finas, hilos gruesos parecidos a los defectos de estiraje. Defectos cortos, en forma de tirabuzón. Causas: Empalmes defectuosos de mechas, debido a la unión de extremos demasiado largos, empalmes de mechahilo demasiado gruesos.
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5. Defectos ocasionados por superficies defectuosas Aspecto: Aglomeraciones de partes gruesas cortas, partes gruesas largas, con fibras sueltas enla superficie. Causas: Superficies ásperas o defectuosas, las cuales “rascan” al hilo, especialmente superficies que transportan a la masa de fibras. 6. Defectos ocasionados por la misma materia prima o por mezclas Aspecto: Partes gruesas cortas, en forma de neps, con pequeñas partículas de cáscaras o fibras rotas. Los defectos de mezclas son más largos, pero más delgados. Causas: Mezclas insuficientes o equivocadas, fibras que flotan en el tren de estiraje; limpieza, procesos de cardado o peinado. Defectos ocasionados en la continua de hilar S1: Pelusa atrapada en la zona de estiraje o de fibras sueltas en la mecha. S2: borrillas sueltas, son grupos de fibras arrastradas por el hilado después de la zona de estiraje. S3: borrillas largas, se forman sobre los rodillos o las banditas, que de vez en cuando son arrastradas por el hilado y entrehiladas. S4: Pescado o sacacorchos, acumulaciones de fibras causadas por estática, bandas inadecuadas o dañadas. S5: retenciones, fibras aisladas que frecuentemente son tomadas por el cursor, formando partes gruesas esféricas.
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Los cantos ásperos del cursor o del guiahílos pueden originar defectos similares. S6: Cadenas de defectos causadas por una serie de defectos S1, S2 y posiblemente S3. S7:
Crackers causados fibras muy largas
por que
momentáneamente interrumpen el paso en la zona de estiraje. Limpieza, control y mantenimiento son los puntos clave para evitar defectos
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S3
S4
S5 FRICCIÓN. Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática). Se genera debido a las imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las superficies en contacto.
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Importancia de la fricción El conocimiento del efecto de la fricción de las fibras es de gran importancia en la industria textil. En este sentido, debemos conocer dos aspectos principales: la fricción que ocurre entre la fibra y la superficie de diferentes materiales, y los efectos de fricción, que se producen entre diferentes fibras. La fricción producida entre las fibras contribuye al mantenimiento de la forma de la estructura del tejido e, inclusive, juega un papel importante en la manipulación y caída de los tejidos. En muchos de los procesos textiles, el hilo pasa a diferentes velocidades y por diferentes superficies, sea en forma de rodillos o de guía hilos. Estas superficies, a su vez, pueden ser de acero inoxidable, cromo, cerámica o plástico. En conclusión, desde el punto de vista técnico, la fricción desarrollada por fibras e hilos determina el comportamiento de: - la resistencia de los hilos, - el acabado de hilos y tejidos, y - la resistencia de tensión del hilo en el manejo de máquinas, como engomadoras, retorcedoras, bobinadoras, telares, tricotosas, etc. PARAFINADO DE HILOS La conversión de los hilos en tejidos requiere un procesado previo que permita su trabajo en las máquinas de tejer, durante los procesos previos y de formación del tejido aparecen diversos problemas de forma repetitiva. La fricción en el devanado y en un hilo tensado, el desgaste y la abrasión sufridos por el hilo y las guías, son comunes en todos estos procesos y tiene una gran importancia, pues Braulio Rodríguez
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determina la calidad del producto final. Para controlar la fricción tienen una gran importancia el uso de lubricantes y los acabados de los hilos. Sea cual sea la construcción de un género de punto, sus características dimensionales vienen determinadas por la longitud del hilo en la malla. Variaciones en la tensión de entrada del hilo pueden alterar el tamaño de las mallas incrementando o disminuyendo su longitud, apareciendo en la prenda rayas que delatan los puntos de distinto tamaño, también se muestran irregularidades similares si el hilo presenta variaciones en la fricción aunque se mantenga constante la tensión de entrada, ya que la fricción afecta a la tensión soportada por los diferentes puntos de un mismo hilo y es la tensión la que determina la cantidad de hilo depositado alrededor de las agujas y por lo tanto la longitud del punto de las telas. Para obtener un tejido con un tamaño de punto uniforme el coeficiente de fricción del hilo debe ser uniforme y tener un valor en torno a 0,3. Un cambio brusco en la tensión puede producir la rotura del hilo y pequeñas variaciones de la tensión en cortos periodos de tiempo pueden producir puntos de distinto tamaño, apareciendo como defectos en la prenda. Por otro lado si la fricción es elevada se incrementa la abrasión y el desgaste de las guías, este fenómeno es muy importante sobre todo cuando se usan hilos compuestos por materias sintéticas. El método más empleado para reducir los efectos abrasivos de los hilos sobre las máquinas es la aplicación de lubricante, éste ayudará a mantener el flujo constante del hilo a través de las distintas partes de las máquinas.
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CONCEPTO El parafinado se define como el depósito de parafina en el hilo para lubricarlo, reduciendo al mínimo su coeficiente de fricción con las partes con las cuales entran en contacto. Esta operación suele realizarse en los hilos destinados a ser procesados en las máquinas de género de punto y se lleva a cabo en la bobinadora. OBJETIVOS Es fundamental para el tejedor conseguir una tensión uniforme del hilo que entra en la máquina de tejer. En caso contrario, a mayor tensión, mayor fricción y por ende mayor deformación de la malla (tejido). Además se parafina para: • • •
Disminuir la formación de polvillo y de pelusa en los elementos que conducen el hilo Disminuir la carga estática Aumentar la longevidad de las agujas en las máquinas de género de punto.
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¿Cuándo un hilo ha sido óptimamente parafinado? •
Cuando la deposición de parafina es homogénea y uniforme.
•
Cuando el coeficiente de fricción del hilo disminuye a la mitad del mismo sin parafinar. Según es sabido, el valor del coeficiente de fricción del hilo parafinado no es constante, ya que depende de la cantidad de parafina que se deposita alrededor del hilo. En la fig, el parafinado óptimo es el que se observa en el nivel II.
•
Cuando el consumo de parafina se encuentra entre ciertos rangos que dependen del tipo de hilo, las condiciones de almacenamiento, la oportunidad de uso y la aplicación final. Utilizando parafinas y formulaciones adecuadas se obtienen hilados óptimamente parafinados, con consumos muy reducidos.
El parafinado correcto se obtiene ajustando adecuadamente el dispositivo parafinador de la conera y utilizando anillos de parafina con los requisitos necesarios.
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PRINCIPIOS GENERALES DE HILATURA. 1.- Numeración y titulación de los hilos. En la industria textil, el elemento básico, a partir del cual se realizan la mayoría de los cálculos, tanto de producción como de costos, es el hilo. Por lo tanto, ha de ser un elemento totalmente conocido en cuanto a su tamaño o grosor, ya que será esta magnitud la que defina diferentes aplicaciones o calidades para un mismo tipo de fibra. Los hilos al estar formados por fibras textiles y al ser estas blandas, deformables e irregulares en su diámetro, el producto hilo será igualmente blando y deformable. Así como en otros elementos cilíndricos, la determinación de su diámetro es relativamente fácil mediante la utilización de calibradores, como puede ser un pie de rey, en el caso de los hilos, esto no es factible. Por lo que la numeración o titulación de los hilos se basa en la longitud y peso de cada uno, según dos métodos diferentes: • •
Método directo Método inverso
1.- Método directo Este sistema expresa cuánto pesa una determinada longitud de hilo. Se denominan directos precisamente por el hecho de que cuanto mayor es el número, más grueso es el hilo. 1.1- Sistema Tex: La definición del Tex es "Peso en gramos de 1.000 metros de hilo". Por ejemplo un hilo de 14 Tex, que quiere decir que 1.000 metros de cada cabo pesan 14 gramos. Es uno de los sistemas más empleados y que más posibilidades tiene de universalizarse. Se emplea sobre todo en los hilos de filamento continuo, como Poliéster Alta Tenacidad, Poliamida, Rayón, etc. Normalmente usamos una fracción del Tex, el dTex (decitex), que es su décima parte (1Tex=10dTex). 1.2- El título dTex (decitex): Se define de la siguiente manera: "Los gramos que pesan 10.000 m de cada cabo, Braulio Rodríguez
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seguido del número de cabos que conforman el hilo". Por ejemplo si tenemos un hilo que está formado por 2 cabos, y cada cabo es un 120 dTex (ó 12 Tex, lo que significa que 1000 metros de cada cabo pesa 12 grs) su título se expresa como dTex 120/2. Para conocer el metraje por kilo que tiene de este mismo hilo, se realiza el cálculo siguiente: 240 gramos es el peso de 10.000 metros, por lo tanto 1000 gramos será el peso de 41.667 metros. 1.3-MetodoDenier (Den): El Denier es el "Peso en gramos de 9000 metros de hilo". Su equivalencia con el sistema dTex resulta inmediata: 1 dTex = 0.9 Den. Por ejemplo al decir que el título de un hilo es 120/3 dTex es lo mismo que decir que es 108/3 Den. A los hilos sintéticos generalmente se los titula en el sistema denier o el sistema decitex . 2.- Método inverso: Este sistema expresa cuanto mide un determinado peso de hilo. Se llaman inversos justamente porque cuanto mayor es el número más delgado es el hilo. 2.1- Número Métrico (Nm): El sistema métrico es el más habitual de todos los sistemas descritos. El número métrico expresa los miles de metros por kilo de cada cabo, y dependiendo el tipo de industria, se antepone el número de cabos o el número de cabos se escribe luego del título. Por ejemplo, en la industria lanera un hilo formado por 2 cabos de 60.000 metros por kilogramo cada uno, se expresa como 2/60 Nm, pero ese mismo título en la industria algodonera, podría describirse como Nm 60/2. El diámetro de un hilo 2/60 o 60/2 es igual al de un hilo 1/30 o 30/1 que solo tiene 30 mil metros por kilogramo, sin embargo el alfa de torsión sería completamente diferente. 2.2- Número Inglés (Ne): La definición es el número de madejas de 840 yardas (768.08 metros) que pesan 1 lb (libra inglesa = 451.59 gramos). Es suficiente con saber que hay que multiplicar por 1.69 para pasar del sistema inglés al métrico. Esta numeración ha sido siempre la
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habitual para el algodón. Por ejemplo el hilo de algodón Ne 30/1, que es un Nm 50.7/1
En el caso de hilos torcidos compuestos por títulos iguales se indican de la siguiente manera. (Título y número de cabos que lo componen)
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Tex 19
Hilatura
Tex 19
Ne 40
Tex 19 x 2
Ne 40
Ne 40 x 2
El tĂtulo de un hilo torcido formado con cabos de diferente nĂşmero indicara el nĂşmero resultante sin mencionar el nĂşmero de cabos. El cĂĄlculo se efectĂşa de la siguiente manera. a) Sistema directo
Tr = T1 + T2 + T3
Donde T1, T2, T3 tĂtulos a torcer, Tr = tĂtulo torcido đ?‘ľđ?&#x;?đ?‘ľđ?&#x;?đ?‘ľđ?&#x;‘
b) Sistema indirecto đ?‘ đ?‘&#x; = đ?‘ľđ?&#x;?đ?‘ľđ?&#x;‘+đ?‘ľđ?&#x;?đ?‘ľđ?&#x;‘+đ?‘ľđ?&#x;?đ?‘ľđ?&#x;? Donde N1N2N3 nĂşmeros a torcer, Nr = NĂşmero final torcido. El cĂĄlculo final del torcido debe de tomar en cuenta la contracciĂłn que sufre el hilo con esta operaciĂłn por lo tanto la formula serĂĄ:
TĂtulo final torcido
Braulio RodrĂguez
đ?‘ťđ?’“
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đ?’“ ) đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž
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đ?‘&#x;
NĂşmero final torcido =đ?‘ đ?‘&#x; ∗ (1 − 100 )
Donde r = al % de contracción En caso de efectuar conversiones entre los distintos sistemas de numeración. Las Relaciones son las siguientes. a) De directo a directo Td: Tex = KTd: KTex b) De indirecto a indirecto Ne: Nm = KNe: KNm c) De directo a indirecto T • N = KT • KN
2. TORSION: DEFINICION Y OBJETO. La torsiĂłn es un elemento que le confiere resistencia al hilo haciendo girar en un mismo sentido un haz de fibras paralelas al eje de manera que asuman una disposiciĂłn de trenzado. (Se sitĂşan en forma helicoidal alrededor del eje del hilo). Esta operaciĂłn tiene por objeto unir las fibras entre sĂ, de manera que, como consecuencia del aumento de rozamiento entre ellas, se obtenga un hilo o una mecha mĂĄs resistente a la rotura por tracciĂłn. No obstante, tambiĂŠn se pueden conseguir otros objetivos secundarios, como: alcanzar determinados efectos de forma, flexibilidad, rigidez y similares. AsĂ mismo, la torsiĂłn de un hilo influye sobre el tacto del tejido o con las posibilidades de algĂşn tipo de acabado, como el perchado. En el diseĂąo de tejidos tambiĂŠn puede influir, sobre todo en dibujos de diagonales, en funciĂłn de que el sentido de las diagonales del
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tejido coincida o no con el sentido de la inclinación de las fibras en el hilo. En los hilos de multifilamentos, la torsión es necesaria para evitar el desfibrado y para que los filamentos permanezcan unidos.
2.1. SENTIDO DE LA TORSIÓN. Durante mucho tiempo se ha designado el sentido de la torsión de un hilo por los términos, “torsión derecha” o “torsión izquierda”, denominaciones que crean confusión por su relatividad, por lo que estos términos han sido sustituidos por torsión S o Z, según la disposición de las espiras helicoidales del hilo provocadas por la torsión. Torsión S. (torsión izquierda). Las espiras helicoidales del hilo siguen la dirección del trazo oblicuo de la letra S. Se obtiene, haciendo girar los husos de la continua de hilar en el sentido contrario a las agujas del reloj. Normalmente se utiliza para hilos a varios cabos. Torsión Z (torsión derecha) Las espiras helicoidales del hilo siguen la dirección del trazo oblicuo de la letra Z. Se obtiene, haciendo girar los husos de la continua de hilar en el sentido de las agujas del reloj. Utilizado habitualmente para hilos a un cabo.
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Retorsión: a) Es retorsión en el sentido contrario a la torsión de los hilos componentes. Este es el sistema más empleado porque logra el mayor equilibrio entre las torsiones de los hilos componentes y la torsión del hilo compuesto o resultante. b) Es retorsión en el mismo sentido de la torsión de los hilos componentes. Da como resultado un hilo a dos cabos, de tacto muy seco, de muy poca elasticidad y con tendencia a enroscarse sobre sí mismo.
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c) Es el caso de dos hilos que han sido torcidos en sentido contrario entre sí y que ahora se retuercen juntos en el sentido de uno de ellos. El resultado es que queda oculto el hilo cuya torsión se hizo en el mismo sentido que la retorsión (S) y el otro hilo se alarga y ondea sobre el anterior.
2.2. MEDIDA DE LA TORSION, INTENSIDAD DE TORSION. El número de torsiones representan la magnitud de torsión y se indica en espiras o vueltas por unidad de longitud. Las unidades de longitud son el metro y la pulgada, por lo tanto se indicaran de la siguiente manera. Vueltas/metro. Vueltas/pulgada. El sentido o el número de torsiones que se le dan al hilo están en función de las propiedades de la fibra (longitudfinura) y de las características requeridas al hilo en función al uso que será destinado. El cálculo del numero de torsiones es dado por las siguientes formulas.
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Vueltas/m.= Km • √đ?‘ľđ?’Ž dĂłnde: Km = coeficiente de torsiĂłn en vueltas/m. Nm = tĂtulo mĂŠtrico del hilo Vueltas/Pulgada = Ke • √đ?‘ľđ?’† DĂłnde: Ke = coeficiente de torsiĂłn en vueltas/pulgada. Ne = Titulo ingles del hilo Vueltas/m.
=
đ?‘˛đ?’•đ?’†đ?’™ √đ?‘ťđ?’†đ?’™
DĂłnde: Ktex = coeficiente de torsiĂłn Tex en vueltas/m. Tex = Titulo Tex del hilo Los coeficientes de torsiĂłn se determinan usualmente en base a las tablas guĂa que suministra el fabricante de maquinaria y otras publicaciones, aunque se pueden modificar en funciĂłn al material que se procesa y a las prestaciones especiales que debe de reunir el hilo que se elabora. Cuando la torsiĂłn aumenta, las fibras se disponen mĂĄs perpendicularmente al eje del hilo, por lo que la torsiĂłn se puede medir por el ĂĄngulo que forman las fibras con el eje del hilo, tambiĂŠn definido como intensidad de torsiĂłn. Esta expresiĂłn de la torsiĂłn no se emplea en la prĂĄctica.
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2.3. RELACION ENTRE LA TORSION Y EL DIAMETRO DE UN HILO. Suponiendo los hilos como cilindros perfectos, se deduce que dos hilos con distinto diĂĄmetro y con un mismo ĂĄngulo de torsiĂłn tienen un nĂşmero de vueltas por unidad de longitud inversamente proporcionales al diĂĄmetro de dicho hilo. Dado que el nĂşmero de un hilo estĂĄ Ăntimamente relacionado con su diĂĄmetro, se puede demostrar que existe una relaciĂłn directa entre los diĂĄmetros y las raĂces cuadradas de del nĂşmeros directos, asĂ como, una relaciĂłn inversa entre los diĂĄmetros y las raĂces cuadradas de los nĂşmeros inversos. Por lo que las torsiones son inversa o directamente proporcionales a las raĂces cuadradas de los nĂşmeros de un sistema de mĂŠtodo directo o inverso respectivamente. Koechling, a partir de la anterior relaciĂłn, obtuvo una expresiĂłn en la que, la relaciĂłn de la torsiĂłn con la raĂz cuadrada del nĂşmero del hilo para una misma intensidad de torsiĂłn es constante, denominĂĄndose dicha constante como coeficiente de torsiĂłn. đ?‘‡=
đ??žđ?‘‡đ?‘‘ √đ?‘ đ?‘‘
đ?‘‡ = đ??žđ?‘‡đ?‘– ∗ √đ?‘ đ?‘– Los valores Kti, Ktd y, Kte se conocen con el nombre de coeficientes de torsiĂłn y dependen del tipo de materia, de la calidad de esta y del uso a que vaya a ser destinado el hilo. Cuanto mayor sea la longitud de las fibras, mĂĄs contacto y adherencia habrĂĄ entre ellas y por lo tanto, menos vueltas de torsiĂłn serĂĄn necesarias. TambiĂŠn influye la finura, ya que, a igualdad de secciĂłn, entran mĂĄs fibras si estas son mĂĄs finas. El destino del hilo condiciona el valor de la constante, ya que se requerirĂĄ mayor torsiĂłn para hilos
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destinados a urdimbre que a trama, o a género de punto por trama. En la tabla 2 figuran los valores orientativos de los coeficientes a utilizar para hilos titulados por los sistemas métrico inverso (Nm), Tex e inglés. Dado que los valores son orientativos, es recomendable una comprobación experimental de la torsión más adecuada a cada hilo en función de los parámetros antes mencionados.
USO
KTd (Para Tex)
KTi (Para Nm)
KTe (Para Neb)
ALGODÓN
TRAMA ½ URDIMBRE URDIMBRE
2687 3320 3952
85 105 125
2.81 3.47 4.20
LANA CARDADA
TRAMA ½ URDIMBRE URDIMBRE
2846 3320 3794
90 105 120
2.97 3.47 3.96
TRAMA ½ URDIMBRE URDIMBRE
1879 2371 2846
60 75 85
1.98 2.47 2.81
TRAMA ½ URDIMBRE URDIMBRE
1739 2213 2687
55 70 85
1.81 2.31 2.81
474
15
.50
6324 ~ 9486
200 ~ 300
6-60 ~ 9.90
MATERIA
ESTAMBRE
FIBRAS CORTADA
HILOS CONTINUOS
HILOS DE CRESPON
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2.4. INFLUENCIA DE LA TORSION EN LOS HILOS. Características de influencia: A. Resistencia: A medida que aumentar la torsión se acrecienta la resistencia hasta cierto límite, sobrepasando este, el resultado es inverso. B. Elasticidad: Mas torsión mayor elasticidad, ya que con ella aumenta su forma helicoidal y se asemeja a un muelle, por lo que la elasticidad y rigidez son mayores. C. Aspecto del hilo en el tejido: Si tiene poca torsión será muy brillante, ya que su superficie será más lisa y reflejara la luz, mientras que si el hilo tiene mucha torsión, por haber fibras muy inclinadas respecto al eje del hilo, su superficie absorberá la luz dando un aspecto mate al conjunto, Esta propiedad se usa en el hilo crespón, cuya torsión es muy elevada. D. Tacto de los tejidos: Un tejido con hilos de poca torsión tendrá un tacto suave y blando, mientras que los de elevada torsión serán duros y ásperos. E. Arrugabilidad: Un tejido con hilos de poca torsión es fácilmente arrugable. F. Contracción: Cuanto más torsión tenga un hilo mayor será su contracción. 3. RESISTENCIA DE LOS HILOS A LA TRACCION. Podemos definir la resistencia a la tracción de un hilo como la oposición que presenta éste a la rotura cuando es sometido a un esfuerzo de tensión. Un hilo se encuentra sometido durante el proceso de tejeduría a continuos esfuerzos de tracción, por lo que será importante su resistencia, pero también su elasticidad. Los hilos destinados a tejidos de calada deben ser más resistentes que los destinados a tejidos de punto, y dentro de los tejidos de calada, deben ser más resistentes los destinados a urdimbre que los destinados a trama. Braulio Rodríguez
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En los hilos destinados a urdimbre, no sólo será importante la resistencia, sino que se tendrá que tener en cuenta la elasticidad necesaria para la formación de la calada. Las altas velocidades de las modernas máquinas de tejer necesitan de mejores comportamientos de resistencia y elasticidad de los hilos, para reducir el número de roturas en la operación de tisaje. Para conocer el comportamiento de los diferentes tipos de hilos durante la rotura convendrá saber las causas por las que éstos se rompen. Cuando un hilo está fabricado con fibras discontinuas, su rotura puede producirse por el deslizamiento de las fibras que lo forman, por la rotura de éstas o por ambas causas a la vez. 3.1. Fundamento. En todos los materiales expuestos a esfuerzos pueden producirse roturas. La resistencia es una de las características más importantes, concretamente, en los hilados textiles la resistencia nos influirá en: 1. Roturas en las maquinas de todo el proceso. 2. Resistencia del tejido obtenido. La resistencia a la tracción de los hilos se determina por la carga máxima que pueden soportar en el sentido de su eje, hasta romperse. Esta resistencia es llamada carga de rotura y su valor se expresa en gramos. Se emplea otro parámetro que se conoce como tenacidad, que es la carga de rotura (resistencia) del hilo correspondiente a un tex, expresado en gramos/tex. La proporción que presenta uno u otro caso dependerá de la intensidad de torsión aplicada al hilo. La resistencia de un hilo dependerá de los siguientes factores. A. Intensidad de torsión. B. Resistencia de las fibras a la tracción. C. Regularidad del hilo. Braulio Rodríguez
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D. Numero de hilo. E. Longitud de las fibras. Cuando un conjunto de fibras compactadas y orientadas axialmente, son sometidas a un esfuerzo o carga de tracciĂłn, este tiende a emplearse para vencer el rozamiento entre ellas, provocando cierto alargamiento. Si la compacidad es grande al igual que la carga a que es sometido el hilo, tendrĂĄ lugar el rompimiento de este por rotura de sus fibras, que no habrĂĄn podido deslizarse entre sĂ; esto es la carga de rotura. Actualmente se emplean dos formas de expresar la resistencia de los hilos, que son. 1. Longitud de rotura. 2. Tenacidad. 3.2. LONGITUD DE ROTURA. La longitud de rotura Lr o resistencia en kilĂłmetros R.K.M., representa la longitud necesaria de hilo para conseguir un peso equivalente a la carga capaz de provocar la rotura ĂŠste. Se relaciona la carga de rotura con el nĂşmero mĂŠtrico (Nm) del hilo
đ??żđ?‘&#x;(đ??žđ?‘š) =
đ?‘…đ?‘š(đ?‘”đ?‘&#x;) ∗ đ?‘ đ?‘š 1000
Sus unidades son los Km, necesarios para provocar la rotura del hilo. 3.3. TENACIDAD. Relaciona la carga de rotura con el nĂşmero tex del hilo. Se obtiene dividiendo la carga de rotura por el nĂşmero tex del Braulio RodrĂguez
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hilo, por ello, la tenacidad se conoce tambiĂŠn como gratex y se expresa en gr/tex. Su expresiĂłn analĂtica es:
đ?‘”đ?‘&#x;
T (đ?‘Ąđ?‘’đ?‘Ľ) =
đ?‘…đ?‘š(đ?‘”đ?‘&#x;) đ?‘ đ?‘Ąđ?‘’đ?‘Ľ
La tenacidad en gr/tex y la longitud de rotura en Km coinciden en su valor numĂŠrico, tan solo varĂan las unidades en las que se expresan. La tenacidad tambiĂŠn puede expresarse en gr/den, si se mide el nĂşmero del hilo en denier, o en cN/tex, si se mide la carga de rotura en centinewtons. Las equivalencias entre estas tres unidades de tenacidad aparecen en la tabla adjunta.
TABLA DE EQUIVALENCIAS DE TENACIDAD VALOR VALOR BUSCADO CONOCIDO gr/tex gr/den
gr/tex
0.111 x gr/tex
gr/den
9 x gr/den
cN/tex
1.022 x cN/tex
cN/tex 0.978 x gr/tex 8.802 x gr/den
0.114 x cN/tex
Los valores mĂĄs comunes tenacidad y alargamiento a la rotura por tracciĂłn de los hilos mĂĄs usuales en el mercado se indican en la tabla siguiente. Estos valores son meramente orientativos, dada la gran cantidad de factores que influyen (Longitud de fibra, tipo de fibra, torsiĂłn, diĂĄmetro de fibra, tipo de hilatura, etc.).
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MATERIA
ALGODÓN Cardado Peinado Convencional Open end Poliéster Poliéster – Algodón Lana Poliéster – Lana Acrílico Viscosa
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TENACIDAD (gr/tex) LONGITUD DE ROTURA (Km)
10-20 10-25 10-15 20-35 15-25 5-10 10-20 10-20 10-20
4. ESTUDIO DEL FENOMENO TORSION-RESISTENCIA Explicación: La curva de la figura 6 nos explica el fenómeno torsiónresistencia del hilo, con el comportamiento de las fibras que lo formen.
La menor resistencia de una mecha sin torsión antes de iniciar la elaboración del hilo, dependerá del número de Braulio Rodríguez
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fibras por sección, dependiendo de la cantidad de fibras variará el rozamiento entre ellas. Al comenzar la mecha estirada a recibir la torsión para la formación del hilo, sus fibras se disponen según espiras de hélice, de diámetros diferentes según las capas concéntricas a que pertenecen esas fibras, las fibras de las capas externas forman hélices de mayor diámetro, son las que experimentan con mayor intensidad los efectos de la torsión. Estas fibras en hélice: a) Sufren mayor esfuerzo a la tracción cuando el hilo es sometida a esta. b) Son las que comprimen las fibras de las capas internas, aumentando la superficie de rozamiento, después, la compresión entre las fibras, con lo que crece su oposición al deslizamiento, hasta logras que todas las fibras que forman la sección queden bloqueadas entre ellas, es cuando las fibras quedan bloqueadas entre sí, obteniéndose la máxima resistencia en el hilo. c) A partir de este punto no mejorara la resistencia, aumenta el ángulo de torsión, las de las hélices exteriores estarán sometidas a grandes esfuerzos que aceleraran su rotura. En el análisis de la curva destacamos los siguientes puntos. m. Torsión nula. - La resistencia de la masa de fibras (cinta o mecha) es muy baja, solo debida al rozamiento entre algunos puntos de las fibras, la resistencia va en aumento a lo largo de la zona a donde, por la torsión que se inicia, la compacidad se hace mayor y esto provoca mayor área de contacto entre las fibras, una cierta compresión: mayor rozamiento, resistencia al deslizamiento e incisión de las fibras. En la zona a, se encuentran las mechas de preparación del proceso de hilatura de algodón.
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c. Torsión critica. - Punto situado en el centro de la rama ascendente. Punto crítico, punto de inflexión, donde la curva de la pendiente es máxima, en consecuencia, máximo el crecimiento de la carga para vencer el rozamiento de las fibras de la cinta (tribocidad) con respecto a la torsión. Zona b: aumento de la compacidad, compresión y superficie de contacto entre las fibras, lo que hace ante un esfuerzo de tracción aumentar la resistencia al deslizamiento. A partir del punto c, la tracción puede producir rotura y deslizamiento de las fibras. Se produce un hilo utilizable en función de la resistencia propia de la fibra. i. Torsión industrial. - desde c hasta s es la zona de las torsiones industriales, encontrándose en ella la mayoría de los hilados que produce y consume la industria textil, sin llegar a tener la máxima tenacidad porque la elevada torsión que habrían de tener les haría demasiado duros para el uso a que se destinan. Sometido el hilo a una tracción más elevada, la rotura se produce con un chasquido, por rotura simultánea de parte o de todas sus fibras. Hilos de toquillería y mallería: se encuentran cerca del punto c. Hilos de trama y media urdimbre: se encuentran por encima y por debajo del punto i. Hilos de urdimbre: se encuentran más próximos al punto s. s. Torsión saturante. - Es donde el hilo alcanza su máxima tenacidad, pero no la mayor compacidad ni la más alta densidad filar. Que aun podrán aumentar con la torsión. Las fibras no se deslizan cuando el hilo se somete a un esfuerzo y la rotura se produce seca, con chasquido. Pero la resistencia alcanzada es inferior a la suma correspondiente a la n fibras integrantes de la sección de rotura. Generalmente la torsión saturante no se utiliza en la industria, más que en aquellos casos en que se quiere lograr una máxima resistencia en el hilo o tejido con el elaborado. Braulio Rodríguez
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r. Torsión crespón. - Entre las zonas e y f existe un punto de inflexión r, parecido al c. cuando el hilo ha sobrepasado la torsión saturante la inclinación de las fibras aumenta, el efecto de zunchado sigue creciendo, por lo que también se hace mayor la compacidad y la densidad filar. La resistencia R ha ido disminuyendo y ante cualquier punto débil fuerzas transversales asimétricas provocan el inicio de un “caracolillo”, que será un punto débil de resistencia. Industrialmente, solo se utiliza para la obtención de hilos con efectos de fantasía llamados hilos de crespón. 5. Estiraje. El estiraje es una operación fundamental de la hilatura que consiste en hacer deslizar las fibras unas con otras con el fin de lograr una mayor longitud disminuyendo la sección del material en elaboración. El estiraje que se realiza sobre las primeras máquinas del ciclo de hilado (apertura y cardas) sirve esencialmente para separar el material fibroso, eliminando las impurezas y fibras cortas. Las maquinas siguientes realizan la paralelizaciòn de las fibras entre si y controlan y estiran el material hasta lograr el título deseado En el primer caso los copos de fibra son alimentados por un par de cilindros, son tomados por un tambor generalmente con puntas que gira a una velocidad mayor. La relación entre la velocidad del tambor y los cilindros de alimentación determina el estiraje. El las maquinas posteriores el estiraje se realiza con sistemas llamados estiradores, construidos por parejas de cilindros donde su velocidad periférica es progresivamente mayor. La figura siguiente representa un sistema de estiraje de 3 pares de cilindros.
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2da zona 1er par
2do par
Encartamiento
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1era zona 3er par
Encartamiento
Los cilindros superiores son de presiĂłn los inferiores de estiraje. La distancia entre parejas de cilindros se llama encartamiento. Las parejas de cilindros son numerados a partir de la salida del material por lo tanto el primer cilindro es el de la salida. Las zonas entre las parejas de cilindros son designadas zonas de estiraje y son numeradas a partir del cilindro de entrada, la primera zona constituye el estiraje preliminar. Los estirajes calculados en cada zona son llamados estirajes parciales, el estiraje total estĂĄ dado por la suma de los estirajes parciales. La fuerza aplicada a los cilindros de presiĂłn es realizada por un sistema de brazo pendular. Braulio RodrĂguez
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FĂłrmulas para el cĂĄlculo del estiraje. Por Velocidad. đ?‘‰đ?‘’đ?‘™đ?‘œđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘Žđ?‘‘ đ?‘?đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘–đ?‘“ĂŠđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž đ?‘‘đ?‘’ đ?‘ đ?‘Žđ?‘™đ?‘–đ?‘‘đ?‘Ž
đ??¸đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘—đ?‘’ = đ?‘‰đ?‘’đ?‘™đ?‘œđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘Žđ?‘‘ đ?‘?đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘–đ?‘“ĂŠđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž đ?‘‘đ?‘’ đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘‘đ?‘Ž TambiĂŠn puede ser indicada por estiraje.
đ??¸đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘—đ?‘’ =
đ??żđ?‘œđ?‘›đ?‘”đ?‘–đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘‘ đ?‘‘đ?‘’ đ?‘ đ?‘Žđ?‘™đ?‘–đ?‘‘đ?‘Ž đ?‘™đ?‘œđ?‘›đ?‘”đ?‘–đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘‘ đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘›đ?‘Ąđ?‘’
Por tĂtulo. đ?‘ đ?‘’ đ?‘ đ?‘Žđ?‘™đ?‘–đ?‘‘đ?‘Ž
đ??¸đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘—đ?‘’ = đ?‘ đ?‘’ đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘›đ?‘Ąđ?‘’ đ??¸đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘—đ?‘’ =
đ?‘‡đ?‘’đ?‘Ľ đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘›đ?‘Ąđ?‘’ đ?‘‡đ?‘’đ?‘Ľ đ?‘ đ?‘Žđ?‘™đ?‘–đ?‘‘đ?‘Ž
Por peso. đ??¸đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘—đ?‘’ =
đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘›đ?‘Ąđ?‘’ đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘†đ?‘Žđ?‘™đ?‘–đ?‘‘đ?‘Ž
En mĂĄquinas que presentan desperdicio por transformaciĂłn previstos en la funciĂłn misma del equipo (carda o peinadora), conviene tenerlo en cuenta indicando con la letra C el tanto por ciento de desperdicio. Por lo tanto, la formula quedarĂa de la siguiente manera.
đ??¸đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘—đ?‘’ =
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đ?‘?đ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘›đ?‘Ąđ?‘’ đ??ś ∗(1− ) đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘ đ?‘Žđ?‘™đ?‘–đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘’ 100
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Cuando se reĂşnen varias cintas en la entrada para el estiraje se indica con la letra “Aâ€? el nĂşmero de estas y el cĂĄlculo del estiraje queda de la siguiente manera:
đ??¸đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘—đ?‘’ =
đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘›đ?‘Ąđ?‘’ đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘ đ?‘Žđ?‘™đ?‘–đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘’
∗đ??´
Con ambos. đ??¸đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘—đ?‘’ =
đ?‘?đ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘›đ?‘Ąđ?‘’ đ?‘?đ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘ đ?‘Žđ?‘™đ?‘–đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘’
đ??ś
∗ đ??´ ∗ ( 1 − 100 )
5.1. ESTIRAJE Ă“PTIMO EN LOS ESTIRADORES. Se habla del estiraje como una de las operaciones principales de la hilatura, pero no se alude a los inconvenientes que se derivan de su aplicaciĂłn inadecuada. De hecho, el estiraje en los cilindros estiradores puede influir negativamente en la uniformidad de los diferentes materiales elaborados, y tal influencia se acentĂşa particularmente en las elaboraciones en que no se efectĂşa el doblado. El efecto nocivo del estiraje se puede controlar analizando la regularidad de secciĂłn de los diferentes materiales, de modo particular las mechas y los hilados, estos se presentan mĂĄs irregulares cuanto mĂĄs finos son, esto por el elevado valor de estiraje efectivo al que ha sido sometido. En la prĂĄctica, para realizar un estiraje regular y obtener productos uniformes, inherente a las caracterĂsticas fĂsicas del material empleado, se requieren habilidades muy precisas que se obtienen con experiencia y conocimiento sobre tĂŠcnicas de estirado. Braulio RodrĂguez
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De hecho, es necesario que las presiones sobre las fibras, la distancia entre los cilindros (encartamiento) y naturalmente el valor de los diferentes estirajes parciales se realice conforme a las características del material de trabajo y el sistema de estiraje adecuado. El mayor estiraje parcial, al que se puede sobreponer un haz fibroso sin dar lugar a graves irregularidades de sección, depende en su mayor parte del tanto por ciento de fibras flotantes. En la zona de estiraje se advierte generalmente las siguientes posiciones como se aprecia en la figura 10.
a) Fibras pinzadas por la pareja de salida y por lo tanto obligadas a avanzar con una velocidad mayor que las posteriores. b) Fibras libres, esto es, fibras que encontrándose en la parte central de la zona y siendo más cortas que las otras y no paralelas no son pinzadas ni por uno ni por otro par de cilindros. Estas pueden constituir las fibras flotantes según se comporten durante su recorrido en la zona de estiraje. Braulio Rodríguez
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c) Fibras retenidas por el cilindro de entrada lo que las hace avanzar lentamente. De hecho, si las fibras libres se mantienen adheridas a las primeras (c), aquellas se comportan como estas y por eso serán pinzadas por el par de cilindros de salida justo a tiempo, permitiendo una ejecución correcta del estiraje (se realiza en este caso el denominado autocontrol); pero si la mayoría de las fibras libres se adhieren a las segundas (a), en un momento dado flotaran, de modo que pasaran la zona de estiraje con una velocidad superior a la requerida para un estirado regular, trasladándose a una posición más avanzada que la que deberían ocupar. En tal caso, las fibras libres asumen el nombre de fibras flotantes y por su movimiento irregular y periódico, dan origen a las denominadas ondas de estiraje (distancia entre dos partes gruesas o delgadas). Llegado a este punto se puede comprender perfectamente como las fluctuaciones fibrosas producen sobre el material variaciones irregulares de sección (grosores y cortes) proporcionales al número de fibras flotantes y a la frecuencia de las fluctuaciones. En la práctica se ha podido constatar que solamente limitando el valor de estiraje, en relación al sistema empleado, es posible contener el numero de fibras flotantes dentro de ciertos límites y consecuentemente obtener productos regulares. Por lo tanto, el valor del estiraje parcial es menor cuando más grande sea el porcentaje de fibras flotantes contenidas en la zona correspondiente. No siendo posible determinar con suficiente precisión el porcentaje de fibras flotantes en las diferentes zonas para un algodón dado, el valor del estiraje optimo se determina
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directamente teniendo presente que dicho porcentaje depende de los siguientes elementos. a) Cantidad de fibras cortadas o dobladas contenidas en el material. b) Cantidad de fibras paralelas entre sí. c) Cantidad de fibras que han de ser estiradas. d) Longitud de las fibras. e) Grado de compacidad del material. Examinemos la influencia de estos elementos en el estiraje parcial. a.- Cantidad de fibras cortadas o dobladas. Las fibras cortadas son aquellas cuyas longitudes son inferiores a la media (para un algodón de una pulgada se pueden considerar fibras cortas aquella con una longitud menor a 12.5 mm.). Las fibras dobladas son aquellas que, se presentan dobladas en forma de gancho , y no siendo cortas se comportan como tal. (Se forman entre el tambor y el descargador). Por las razones expuestas el estiraje en menor cuanto mayor sea el porcentaje de fibras cortadas o dobladas existente en el material. b.- Cantidad de fibras paralelas. Las fibras que respecto a la masa predominante no son paralelas, dada su posición no perpendicular a los cilindros estas pueden fácilmente flotar al no ser tomadas por estos. Así pues el estiraje será más pequeño cuanto menor sea la cantidad de fibras paralelas. c.- Cantidad de fibras que han de ser estiradas. Durante el estiraje las fibras tienen la propiedad de acompañarse recíprocamente con cierta regularidad, distribuyéndose del modo más uniforme en relación a las
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características del material y al sistema de estiraje adoptado. Tal autocontrol depende entre otras cosas del número de fibras que han de pasar por el estiraje. Reduciendo el número de fibras las posibilidades de mutuo acompañamiento disminuye y como consecuencia aumenta el número de fibras flotantes. Por lo tanto, a paridad del estiraje, la regularidad de los productos disminuye con la menor cantidad de fibras que hay que estirar. Por ejemplo, en la práctica se pueden crear más irregularidades estirando diez veces una mecha que estirando las mismas veces una cinta del mismo material y en igual sistema de estiraje. d.- Longitud de las fibras. Las fibras largas por su mayor finura, superficie de adhesión y flexibilidad, respecto a las cortas, presentan un mayor autocontrol y por consiguiente una menor propensión a la fluctuación, por lo que se puede afirmar que el estiraje es mayor para los algodones largos y menor para los cortos. e.- Grado de compacidad del material. Limitándonos a la primera zona de estiraje (estirador), dado que la practica nos enseña que cuanto mayor sea el número de fibras unidas entre sí, menor es la posibilidad de hacerlas circular con regularidad por lo que el estiraje será menor cuando mayor sea la compacidad del material a estirar. El material permanece compacto a la salida del estirador, con el fin de permitir el transporte y la llamada durante las diferentes pasadas, mediante una simple presión (para las cintas) o con una débil torsión (mechas). El pre estiraje o estiraje preliminar normalmente tiene un valor que va de un mínimo de 1.1 a un máximo de 2.2. En las zonas sucesivas el estiraje va aumentando gradualmente hacia la salida, ya sea porque las fibras disminuyen en medida que lo hace la compacidad o porque aumenta el paralelismo.
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ConclusiĂłn: La bĂşsqueda del estiraje no es muy compleja, solamente requiere una dosis de experiencia y cierta asiduidad en los anĂĄlisis de los productos y la consiguiente regulaciĂłn de los estirajes para reducir al mĂnimo el porcentaje de fibras flotantes. 6. DOBLADO. Cuando una cinta de fibras es estirada varias veces se va adelgazando, pero a la vez se producen diferencias de secciĂłn, es decir, puntos flacos y gruesos, perdiendo la cina regularidad. Para una menor irregularidad, la alimentaciĂłn de cintas de fibra en las diferentes mĂĄquinas de estiraje se hace yuxtaponiendo cierto nĂşmero de ellas para asĂ aminorar las diferencias de secciĂłn en la cinta de salida. Esta operaciĂłn tiene el nombre de Doblado. En el manuar el doblado vario de 6 a 8 cintas, con un estiraje prĂĄcticamente igual al doblado. No siendo suficiente un solo pasĂł para obtener la paralelizaciòn y la regularidad necesaria se recurre por lo general de dos a tres pasos sucesivos. Para conocer el doblado (total) resultante de la cinta del Ăşltimo paso, basta pensar que la cinta producida por cada paso sucesivo estĂĄ compuesta del doblado de las cintas anteriormente dobladas y por esto el doblado total vendrĂĄ dado por el producto de los doblados parciales. đ?‘ƒđ?‘Žđ?‘&#x;đ?‘Ž 6 đ?‘?đ?‘–đ?‘›đ?‘Ąđ?‘Žđ?‘ = 6 ∗ 6 = 36 đ?‘‘đ?‘œđ?‘?đ?‘™đ?‘Žđ?‘‘đ?‘œ đ?‘Ąđ?‘œđ?‘Ąđ?‘Žđ?‘™ đ?‘ƒđ?‘Žđ?‘&#x;đ?‘Ž 8 đ?‘?đ?‘–đ?‘›đ?‘Ąđ?‘Žđ?‘ = 8 ∗ 8 = 64 đ?‘‘đ?‘œđ?‘?đ?‘™đ?‘Žđ?‘‘đ?‘œ đ?‘Ąđ?‘œđ?‘Ąđ?‘Žđ?‘™ 7. ENCARTAMIENTO. El encartamiento puede definirse como la distancia entre los ejes de dos cilindros adyacentes de un sistema estirador (figura 11): e, distancia entre a y b. Se llama campo de estiraje al plano horizontal delimitado por el rectĂĄngulo a1–a2 – b2-b1, en el cual las fibras se mueven. Las rectas a1–a2 – b1-b2 son lĂneas de pinzado. Braulio RodrĂguez
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En las fibras naturales hay variabilidad de longitud entre ellas, lo que origina en, ante el ecartamiento de un sistema de estiraje, tres distinciones. I>e Longitud de la fibra I mayor que el encartamiento e. La fibra queda pinzada por los dos pares de cilindros adyacentes y por ello puede originarse rompimiento de la fibra. I=e La fibra al ser dejada por un par de cilindros es pinzada por el siguiente par. I<e La fibra se mueve al azar durante un tiempo en el campo de estiraje, hasta ser tomada por los cilindros de salida. PRESION EN LOS CILINDROS. La presión aplicada al cilindro superior deforma la envoltura elástica al hacer contacto con el cilindro inferior. Sufriendo un aplastamiento en forma de arco de una longitud de 3mm., según el valor de la carga y el grado de dureza del material envolvente, medido en grados shore. En la figura 11 vemos el arco de aplastamiento a 1–a2 – b1b2 en los cilindros respectivos A’ y b’. Braulio Rodríguez
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Hay un encartamiento práctico, ep: Se produce, según la presión. Un encartamiento teórico et: Que debe de ser igual a la distancia entre los puntos de pinzaje a-b, y está igual a la longitud máxima de las fibras. Por lo tanto se tiene ep = et + 3mm. = Lmax + 3mm. El encartamiento como el valor del estiraje parcial tienen una estrecha relación e influyen notablemente en la uniformidad del producto. De hecho, un encartamiento inadecuado produce con frecuencia vacilaciones y por lo tanto irregularidades en la sección de los materiales (cintas o mechas). El valor del encartamiento se determina casi exclusivamente con la práctica, mediante la experiencia directa sobre la máquina y se perfecciona indirectamente mediante el análisis de los productos correspondientes. Existen procedimientos establecidos científicamente que ofrecen al técnico la posibilidad de buscar el encartamiento óptimo con rapidez y conocimiento de causa. El encartamiento depende de los siguientes factores: a. Longitud media de las fibras. b. Cantidad de fibras sometidas al estiraje. c. Tipo de presión en uso. Factores de influencia. I.
Valor del estiraje.
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II. III. IV. V.
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Grado de deslizamiento de las fibras entre sí. Paralelismo de las fibras. La densidad del material. El arco de pinzamiento de los cilindros.
La cantidad y longitud de las fibras, el valor del estiraje, la densidad y el arco de pinzamiento tienen una relación directa con el encartamiento y por el contrario el deslizamiento y el paralelismo tienen una relación inversa. Formulas empíricas para determinar el encartamiento en el estirado de cintas. 1er paso – presiones absolutas y sistema de estiraje de cuatro cilindros. Entre 1er y 2° cilindro = Lm + 1.3 x NKtex. Entre 2° y 3er cilindro = Lm + 2.0 x NKtex. Entre 3er y 4° cilindro = Lm + 3.0 x NKtex. Lm = longitud media. Para pasajes sucesivos 2° estirador mechera de torsión los encartamientos tienen que reducirse un milímetro en cada pasaje. En la continua de hilar, el encartamiento en la zona de la entrada es alrededor de 20 mm más que la Lm. para las zonas sucesivas los encartamientos dependen del sistema de estiraje adoptado 8. SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA. El mercado textil alrededor del mundo está buscando la manera de producir tejidos de punto y calada de la mejor calidad a precios competitivos. Braulio Rodríguez
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La diferencia en la estructura y las propiedades del hilo deben ser consideradas en la selección de la fibra y en todas las etapas del proceso para obtener el resultado final deseado en las propiedades de la tela, tacto, apariencia etc. La selección y combinación apropiada de las fibras seleccionadas con tecnologías e instrumentos modernos HVI y EFSTM. Especificando los componentes y la velocidad de producción de la apertura de balas, mezcla, limpieza, cardado y del equipo procesador de cinta. La selección cuidadosa de la materia prima por un experto en hilatura es de gran importancia por dos razones: costo de la fibra y calidad del producto. El impacto del costo de la materia prima en el costo total de producción está aumentando gradualmente. Por eso la necesidad de seleccionar y adquirir mejores fibras a los precios más bajo. Para fabricar hilos a precios competitivos constantemente. El producto final es la segunda consideración en importancia en la selección de la materia prima. Junto con los requisitos de proceso y de la elaboración de un hilo en particular, en todos los sistemas de hilatura los buenos hilos empiezan con buenas fibras. La interacción de la tecnología de la fibra con la tecnología de la maquina es diferente de un sistema de hilatura a otro. Es de vital importancia saber cómo será perturbado el rendimiento de la hilatura y la calidad del hilo por los parámetros y características de la fibra elegida. El real arte de hilar combina la selección correcta de los componentes de hilatura y la disposición de los ajustes de la maquina con los principios de selección de la fibra creados por ingeniería. Ambos pueden ser seleccionados a mano o por medios informáticos. Un ejemplo claro es la selección de la bala de algodón por el instrumento de alto volumen (HVI).
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Los criterios de selección de la fibra deben de cubrir dos requisitos básicos: La calidad del hilo para el uso final. El buen rendimiento de la hilatura. Se puede tener un rendimiento excelente y un hilo de muy mala calidad; inversamente, se puede contar con un hilo excelente, pero no se tiene la velocidad correcta en las maquinas. El impacto que producen las tres propiedades más importantes de las fibras –resistencia, finura (micronaire) y longitud- en la hilatura es descrita en los párrafos siguientes. 8.1. RESITENCIA DE LA FIBRA. Donde se requieren hilos resistentes, las fibras más fuertes harán la diferencia. Al mismo tiempo, si el hilo no tiene suficientes fibras por sección la resistencia de la fibra no evitara bajos rendimientos en la hilatura. Un 0.1 micronaire es suficiente para que no se tengan la cantidad correcta de fibras en el hilo. Los hilos resistentes se tejen mejor, la resistencia de la tela aumenta y sus cuidados son menores. Al mismo tiempo que la resistencia de la fibra se incrementa, más atención se le debe de poner al alargamiento de la fibra. La combinación de la resistencia, elongación y la curva del esfuerzo de deformación de la fibra determinan el punto de ruptura. Esta es la mejor medición que se puede hacer para determinar la resistencia que tendrá la fibra en las diferentes etapas del procesamiento del hilo. 8.2. FINURA DE LA FIBRA En los sistemas de hilatura no convencionales (rotor, air-jet, fricción), el número de fibras por sección en el hilo tiene un impacto crucial en los resultados. Por lo tanto, la finura de Braulio Rodríguez
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la fibra condiciona la velocidad de la hilatura, la finura de la fibra es expresada in micronaire (preferentemente in mtex o en dtex) o en denier. En un hilo de Rotor, Para asegurar condiciones de hilatura estables una buena resistencia y uniformidad en el hilo, mínimo debe de tener entre 90 y 110 fibras por sección Se tiene que tomar en cuenta que suministrar la finura de la fibra en micronaire no es una señal fidedigna que sea su verdadero título en mtex, ya que el micronaire está influenciado por la madurez de la fibra. La figura 12 indica la relación entre el micronaire, madurez y finura. Para un mismo valor micronaire, la fineza y madures varían, por lo tanto, los límites de velocidad de hilado cambian.
FIGURA 12
Por esta razón, es importante tener control sobre los neps y motas blancas, es indispensable que el reporte HVI contenga datos sobre la madures y finura de la fibra. En la hilatura de rotor la finura de la fibra tiene gran influencia en la hilabilidad. Los hilos finos hasta 60 Neb es posible hilarlos en continuas de rotor hasta con 100 fibras por sección, esto es probable si la longitud y resistencia de las fibras que se hilan es mayor. Expresado de diferente manera, la falta de finura puede ser compensada con una resistencia más alta y con fibras de mayor longitud. Las fibras de algodón con micronaire Premium se encuentran entre los 3.7 y 4.2. El objetivo de los Braulio Rodríguez
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cultivadores de algodón es conseguir micronaire de 3.5 a 4.0 sin sacrificar la madurez y la cosecha. Es una regla, entre más fina la fibra, más fino el hilo, se hila con menos torsiones, se incrementan las fibras por sección, todo esto más el aumento de la longitud y resistencia de la fibra, contribuyen a tener una mayor productividad en la hilatura. 8.3. LONGITUD DE LA FIBRA. La uniformidad en la longitud de las fibras repercute directamente en la uniformidad del hilo y en el rendimiento de la hilatura de los hilos más finos. La hilatura de rotor es más sensible a la no uniformidad y al alto contenido de fibras cortas que la hilatura de anillo. El índice o proporción de uniformidad y la cantidad de fibras cortas contenidas en las pruebas HVI en el algodón sin procesar, deben ser perfectamente analizados si se quiere un hilado de alta calidad, sobre todo en los hilos finos. Es importante reconocer la influencia que tiene cada una de las propiedades de la fibra sobre las propiedades del hilo, la interacción de estas propiedades es crucial para determinar la calidad del hilo y procesar los resultados. Estos conocimientos son vitales para el experto hilador. Se recomienda hacer una investigación íntegra sobre este tema a causa de que el criterio más usado para la compra de la materia prima en este caso el algodón es el precio. Si ese es el caso el hilador tratara de tener la menor cantidad de roturas en sus máquinas ajustando hasta lo posible los parámetros de los equipos para poder hilar la materia prima que le fue suministrada, esto en quebranto de los demás procesos. Se tiene la experiencia que en las máquinas de hilatura n o se rebasan los límites de roturas por huso pero en el siguiente proceso se disparan el número de roturas siendo perjudicial para el rendimiento de los demás procesos.
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TENDENCIAS Y CARACTERISTICAS DE LA FIBRA DE ALGODÓN QUE SE HILA EN EE.UU. Algunos de los factores más importantes que afectan la calidad de los hilos son: 1. Las propiedades de la fibra como el micronaire, el largo, la distribución uniforme del tamaño, fuerza, alargamiento, volumen de fibra corta, contenido de basura y neps, fineza, madurez y el color. 2. Torsión y título del hilo. 3. Tipos y porcentajes de cada tipo de fibra para nivelar la mezcla. 4. Tipo de máquina usado en el proceso de limpieza y apertura y sus ajustes. 5. Sistema de hilatura utilizado en la elaboración del hilo. Hay tantos factores que en algunos casos se interrelacionan con los efectos y propiedades del hilo. Nunca se ha desarrollado una relación universal entre las propiedades de la fibra y del hilo, sin embargo son de suma importancia las propiedades de la fibra en los diferentes sistemas de hilatura para hilar con calidad como es mostrado en la tabla de abajo. Siga las ecuaciones: La importancia de algunas de las propiedades de la fibra en varios sistemas de hilatura.
ANILLO
ROTOR
AIR JET
FRICCIÓN
Longitud
Resistencia
Resistencia
Uniformidad en el tamaño
Micronaire
Longitud Uniformidad en el tamaño Micronaire
Longitud Uniformidad en el tamaño
Resistencia Micronaire Braulio Rodríguez
Longitud Uniformidad en el tamaño
Resistencia Página 89 de 97
Micronaire
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En los últimos 25 años en EE.UU. se han hecho muchas investigaciones sobre la relación que tiene las propiedades de la fibra de algodón con los sistemas de hilatura y la calidad del hilo. La mayoría de esta averiguación ha sido hecha por el servicio de investigación de agricultura de los USDA las escuelas textiles y las universidades. Hay un acuerdo general entre la relación fundamental existente entre la fibra y el hilo, e igualmente entre la relación lineal que existe entre la resistencia de la fibra (la prueba fue hecha en un HVI y un Stelometer) y la del hilo. Con fibras más resistentes se hacen hilos más tenaces. Sin embargo, un micronaire superior produce una baja resistencia en el hilo pero la calidad en la apariencia es muy buena. Cuando aumenta la fibra corta en el hilo, su resistencia aumenta, pero su uniformidad disminuye. Estudios que han incluido como una propiedad de las fibras la longitud, la uniformidad en el tamaño, la resistencia y el micronaire, después de la producción han considerado que no hay ninguna relación entre la calidad de la fibra y la calidad del hilo. De hecho, estudios donde se usaron una limpieza excesiva para eliminar las semillas y la borra y aumentar el nivel de calidad de la fibra han resultado en una baja calidad en el hilo por los niveles superiores de fibra corta y neps en el proceso. Cada año la USDA determina la calidad del hilo de cada cosecha de algodón que se haga. Ellos simplemente recolectan muestras de las cosechas, hacen hilo y miden las propiedades de este. Los datos de estos estudios de calidad anual de la USDA son una fuente de valiosa información sobre cómo afectan las propiedades de la fibra a las del hilo. La siguiente ecuación relaciona la resistencia de una madeja de hilo de anillo cardado de un análisis con el HVI de las propiedades de la fibra de 5 diferentes cosechas de algodón entre 1983 y 1987.
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ECUACIÓN: Resistencia del hilo = - 414.67 -9.32 X Micronaire + 49.17 X El largo + 4.74 X Índice de Uniformidad del tamaño= + 2.90 X La resistencia+ 0.65 X La refracción del color + 0.36 X La amarillez - 0.37 X El contenido de basura. Examinemos la ecuación. En primer término, el micronaire. Determine la contribución del micronaire en la resistencia del hilo, multiplicando el micronaire del algodón por -9.32 Esto significa que usando un micronaire superior para hacer un hilo la resistencia de este disminuye. La ecuación también nos dice que con una fibra más larga, índice de uniformidad, refracción del color, y la amarillez en niveles más altos se hace un hilo más fuerte, con un contenido de basura más alto resultan hilos más débiles, estas relaciones parecen razonables. Tomemos un algodón ordinario y veamos si la resistencia del hilo es la esperada. Micronaire: 4.2 Largo: 1.09 Uniformidad de tamaño: 80 Resistencia: 26 Refractancia del color: 75 Amarillez: 8.5 Basura: 3.0 Resistencia del hilo = - 414.67 – 9.32 (4.2) + 49.17 (1.09) + 4.74 (80) + 2.90 (26) + 0.65 (75.0) + 0.36 (8.50) – 0.37 (3.0) = 105 Libras
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Así la resistencia de un hilo de anillo 22 Ne hecho con un algodón con estas propiedades en la fibra seria de 105 libras. En este examen se observa cómo cada una de las propiedades de la fibra afecta la resistencia del hilo. Ya hemos observado que con un micronaire más alto y un aumento de la basura resulta un hilo más débil. Entre más uniforme sea la longitud, la resistencia y el color (refractancia y amarillez) resulta un hilo más fuerte. Cambiando algunos números en la propiedad de la fibra cambiara la resistencia del hilo
INCREMENTO EN LAS PROPIEDADES DE LA FIBRA
RESULTADO DEL CAMBIO EN LA RESISTENCIA DEL HILO LIBRAS PORCENTAJE
0.1 unidades de micronaire 0.03 Libras
- 0.93 + 1.48
- 0.9 + 1.4
1.0 unidad
+ 4.74
+ 4.5
1.0 g/tex.
+ 2.90
+ 2.8
Refractancia del color 1.0 Rd unidades
+ 0.65
+ 0.6
Color amarillento
1.0 + b unidades
+ .036
+ 0.3
Contenido de basura
1.0 % basura
+ 0.37
- 0.4
PROPIEDADES DE LA FIBRA
Micronaire Largo Uniformidad en el tamaño Resistencia
En la tabla podemos ver que aumentando la longitud de la fibra 1/32 (.03 pulgadas) aumenta la resistencia del hilo de 105 a 106.5 libras que equivale a un 1.4 %. Con una fibra que tiene 1 g/tex. más de resistencia esta aumenta en el hilo de 105 a 108 libras un 2.8 %. Aumentando el micronaire de 4.2 a 4.5 se producirá une disminución en la resistencia de aproximadamente 3 libras o 2.7 %. Si asumimos que la ecuación es aplicable para todo el rango de fibras encontradas en las cosechas americanas, nosotros Braulio Rodríguez
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podemos calcular la resistencia máxima del hilo causada por cada una de las propiedades de la fibra.
Rango de propiedades Propiedades de encontrados la Cambios máximos en la la fibra fibra en los resistencia del hilo USA (máx.min=rango) Micronaire 5.5 - 2.5 = 3.0 27% Largo 1.3 - 0.9 = 0.4 Uniformidad en 85 - 75 = 10 el tamaño Resistencia 33 - 18 = 15
19%
Color Rd
80 - 50 = 30
18%
Color + b
16 - 6 = 10
3%
Basura
11 - 1 = 10
4%
45% 41%
El tamaño uniforme y la resistencia de la fibra pueden tener más influencia en la resistencia del hilo. El micronaire y la reflexión tienen niveles intermedios de influencia. La amarillez y la basura casi no tienen ningún efecto. INTERPRETACION DE LOS ANALISIS DE FIBRA MEDIDAS EN HVI. Longitud: En cualquier muestra de algodón hay una gran variación en la longitud de las fibras individuales: Estas longitudes, aun procediendo de la misma muestra no necesariamente son uniformes, por ello para describir una muestra de algodón en relación a la longitud de la fibra ha de tenerse en cuenta la distribución de la longitud. No existe una sola medida para expresar verdaderamente la longitud del algodón, sino Braulio Rodríguez
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que se pueden dar diferentes longitudes. La medida de longitud que ofrece el HVI es la denominada UHM ó la media de la longitud de la mitad del conjunto de la muestra que comprende las fibras más largas. En los datos comprendidos en este caso la unidad utilizada es el milímetro.
Micronaire: Es un indicador de la madurez y la finura de la fibra. Se determina haciendo pasar una corriente de aire comprimido a un volumen standard a través de un haz de fibras de un peso determinado. A esta medida se le denomina micronaire. Las diferentes variedades, en su desarrollo completo de madurez, tienen distintos índices micronaire.
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Resistencia: Es la fuerza requerida para romper una fibra o un haz de fibras (a veces llamada carga de rotura). La medida se da en gramos de fuerza por unidad tex.
ElongaciĂłn: Es cuanto se ha alargado una fibra o haz de fibras en el punto de rotura. Se expresa normalmente como un porcentaje de la longitud original.
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Uniformidad: Es la ratio de la media o longitud media de las fibras hasta la longitud media de su mitad superior y se expresa en porcentaje. Si todas las fibras de una muestra tuvieran la misma longitud, el índice de uniformidad seria de 100.
Neps Además de una influencia considerable en el aspecto óptico de estructuras textiles, a partir de un determinado tamaño, los neps también causan problemas en máquinas de géneros de punto y de géneros de punto por urdimbre. Sin embargo, no sólo es decisivo el tamaño sino también el número de neps, si se puede utilizar un hilo. En cuanto que los neps en el material en bruto normalmente constan de impurezas, como por ejemplo cáscaras o residuos vegetales, durante la producción, los neps se producen durante el proceso de hilatura a causa de un ajuste de máquina indebido y condiciones climáticas desfavorables. Por ejemplo un ambiente demasiado seco, puntos de inversión así como un paralelismo demasiado alto favorecen la formación de neps durante la fabricación. Dependiendo del proceso de fabricación, una parte de los neps queda en el material en bruto hasta incluso en el hilo Braulio Rodríguez
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acabado. Durante el peinado se eliminan muchos de los neps que ya se encontraron en el material en bruto. Por lo tanto, en el hilo acabado se encuentran principalmente neps que tienen su origen en el proceso de fabricación. Madurez: Indica la relación de madurez de la fibra.
Índice de fibra corta: Es una estimación del porcentaje en peso de fibras menores de 12.7 mm. Normalmente, estas fibras no son útiles en la producción de hilo ya que son eliminadas en el proceso como desperdicio. El rango de valores típicos va desde el 2 al 20%.
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