Investigación sobre la longitud de la fibra de algodón medida por HVI y AFIS

Investigación sobre la longitud de la fibra de algodón medida por HVI y AFIS

La longitud de la fibra es una de las más importantes propiedades del algodón en comercialización y procesos textiles. HVI (Instrumento de Alto Volumen) y AFIS (Sistema de Información avanzada de fibras) son de las más comúnmente utilizadas como instrumentos para medir la longitud de la fibra de algodón.

Una serie de experimentos fueron realizados para investigar los efectos de toma de muestras, preparación de muestras y parámetros de prueba en la medida de la longitud. Los resultados obtenidos son presentados aquí en forma de preguntas y respuestas.

Porcentaje de fibras contadas en la prueba AFIS

En la prueba AFIS todas la fibras pasan a través de sensores donde son medidas pero algunas no son contadas debido a su incompatibilidad porque están enredadas o enganchadas.

Pregunta: ¿qué % de fibras son contadas por AFIS?

% de fibras contadas= (Ml*x*N) / W

ML= la medida de la longitud en número

x= densidad lineal promedio de las fibras

N= el número de fibras medidas

W= el peso de la muestra medida

6 muestras son probadas, incluyendo 2 muestras de hebra, 2 muestras de pelusilla o hilacha y 2 muestras de algodón para calibración (uno corto y débil y otro largo y fuerte). En la tabla 1 del documento se presentó el % de fibras contadas y medidas en AFIS. El % de fibras contadas fue más alto para muestras de hebras y también se muestra que el % de fibras contadas fue más alto cuando la muestra tenía fibras más largas y finas.

Respuesta: El % de fibras contadas en la prueba AFIS fue encontrado en un rango de 9% hasta 3% dependiendo del tipo de muestra (hebra o pelusilla) y las propiedades de la fibra.

Ya que sólo una porción de fibras fueron contadas, otra pregunta fue:

Pregunta: ¿La distribución de longitud obtenida por AFIS es la misma que la de la población?

Experimento A:

4 algodones fueron probados en el AFIS y EN la Suter web o metodo de series y clasificación de fibras, los cuales consideran el punto de referencia estandar, para cada algodón, 5 repeticiones de 5000 fibras (25 000 fibras en total) fueron medidas en AFIS, mientras 2 repeticiones para la serie que fue obtenida. La curva de distribución de frecuencia de AFIS y el método de series en 2 algodones se mostraron en la figura 1a y 1b donde se vio que las curvas de distribución no son muy suaves y precisas suficientemente para ser usadas como comparación. Por lo tanto fueron realizados los siguientes experimentos.

Experimento B: Una paca que contiene 60 000 filamentos de acrilico que fueron cortados a longitudes de 0.25, 0.5, 0.75,1 y 1.25 pulgadas. Muestras de diferentes longitudes fueron mezcladas (20% para cada uno) y entonces fueron probados en AFIS.

Respuesta: Aunque solo una porción de fibras fueron contadas, ellas representan bastante bien la población con una ligera tendencia hacia la media y negativa de las fibras largas.

Rotura de la fibra durante la prueba AFIS

Las fibras de algodón son frágiles y cualquier manipulación puede romperlas. Con el fin de sólo medir la longitud de la fibra, las fibras son separadas por rodillos de alta velocidad con pines sobre el AFIS individualizador de fibras.

Pregunta:¿qué grado de rotura pueden tener las fibras durante la medición en AFIS? ¿las fibras más largas tenderán a romperse?

Experimento

Las fibras que han sido probadas en el AFIS fueron colectadas y probadas otra vez. La longitud de fibra promedio es más corta por 0.01 a 0.04 pulg despues de la prueba AFIS. Esta reducciòn de longitud podria ser considerada relativamente pequeña en terminos de manipulacion mecanica. Además esta diferencia entre la longitud de la muestra original y la medida nueva pueden ser corregida por medio de una calibración. Otra pregunta es:

Pregunta: ¿la distribución de la longitud obtenida por AFIS la misma que la de la población? ¿Las fibras más largas tendieron a romperse?

Experimento A

La distribucion de la primera medicion fue comparada con la de la segunda.

Experimento B

Una paca que contiene 60 000 filamentos de acrilico que fueron cortados a longitudes de 0.25, 0.5, 0.75,1 y 1.25 pulgadas de longitud. Muestras de diferentes longitudes fueron examinadas en AFIS por separado.

Respuesta: Según tabla 4 la longitud de fibra promedio fue reducida de 0.01 a 0.04 pulg. Las fibras más largas (más de 1pulgada) son más probables que se rompan.

Efectos de la tasa de alimentación en la medición en AFIS

En la prueba AFIS, una muestra de algodón es trabajada en una cinta y alimentado al instrumento. 2 alimentadores de carga son usados en el AFIS para entregar la muestras de fibras individualmente. La velocidad más rapida es usada al inicio de cada prueba. Cuando la muestra llega al sensor cerca del individualizador de fibras, la más lenta velocidad de alimentacion es usada de forma constante. la velocidad de alimentacion durante la prueba es constante, la tasa de alimentación (las fibras llegan al sensor para ser medidas) es directamente proporcional a la densidad de la muestra de hebras. La densidad estandar sugerida por el manual de operacion de la AFIS es 42.5 mg/pulgada.

Pregunta:¿cuales son los efectos de la tasa de alimentacion de los resultados de la prueba.

esperimento:

La densidad lineal de las muestras fueron variadas desde 0.25 a 0.20. Los resultados se mostraron en la fig 3,4 y 5.

Respuesta: Muestras de baja densidad incrementaron su porcentaje de fibras contadas, mientras que las de más alta densidad lo redujeron. La longitud medida no fue afectada significativamente en base a las densidades de las muestras utilizadas.

Comparación de longitud de la fibra con HVI que a partir de los originales de las muestras de la prueba AFIS

En la prueba HVI una mordaza con agujas es usada para recoger las fibras a través de agujeros en la toma de muestras de fibra. Las fibras recogidas por la mordaza se peinan, cepillan y después se prueban en el HVI.

Este procedimiento de muestreo parece estar a favor de las fibras más largas. En la prueba AFIS, alrededor de 0.2-0.6 gramos de fibras se toman con la mano directamente de la muestra, y este procedimientos es asumido para introducir sin inclinación la distribución de la longitud.

Pregunta:¿Las fibras tomadas por la mordaza del HVI tienen la misma distribución de longitud como la de la muestra original?

Experimento

13 algodones con diferentes longitudes y finuras fueron usados en esta prueba. Las fibras directamente de las muestras y sacadas de la mordaza del HVI fueron probadas en AFIS. Los resultados de la prueba se muestran en la figura 6. Aunque hubo pequeñas diferencias, no pudo ser observada una tendencia obvia. La media de las longitudes medidas de las 13 muestras fue 1 cuando las muestras fueron tomadas de una paca y examinadas en AFIS. Las muestras sacadas del muestreo mostraron la misma media basada en las 13 muestras.

Respuesta: Según los gráficos, No fueron observadas diferencias significativas.

Comparación de longitudes de fibra medidas en HVI y AFIS

Unos mechones fibras son medidas en HVI, mientras que fibras individuales son medidas en AFIS. El muestreo, la preparación de muestras, métodos de calibración son diferentes en los 2 instrumentos.

Pregunta: ¿HVI y AFIS dan los mismo resultados para una misma muestra?

Experimento

10 HVI calibraron algodón y 2 AFIS calibraron algodón que fue examinado en HVI.

Respuesta: El coeficiente de correlación entre los resultados de los 2 sistemas es 0.998, como sea, el nivel de AFIS es más alto que el de HVI. 

Conclusión: El HVI y AFIS son 2 métodos de prueba ampliamente utilizados en los estudios sobre algunas propiedades del algodón. Este documento me ayudó mucho a entender de qué hablaban los demás documentos a leer.