Criterios de hilabilidad para la Lana.

Criterios de hilabilidad para la Lan a F . López Amo (Dr . I. I . T .) J . Morcillo (Dr . I . I . T .) J . M . Pons (Dr . I . I . T . ) O .— RESUME N Se compararan los índices de hilabilidad propuestos por diferentes autores, aplicándolos a varios tipos de lanas, y se deduce otro que parece más realista : el número de fibras del fasciculo interior (excluidas las fibras de la capa exterior) del hilo más fino qu e con ellas puede obtenerse . SUMMAR Y Index of spinability proponed by different authors is compared by applying to various types of wool and another índex is deduced which seem to be more real : The number of fibres in the interior (excluding the fibres 'of exterior layer) of the yarn is finer that tha n that can be obtained . RESUM E On compare les indices de filabilité proposés par différents auteurs, on les applique á plusieurs types de lames, et on en déduit un autre qui paraft plus réaliste : le nombre de fibre s du faisceau intérieur (sauf les fibres de la couche extérieure) du fil le plus fin que 1 ' peut obtenir avec elles . 1 .- OBJET O Partiendo• de los coeficientes de hilabilidad más conocidos y de las ideas que preconizan algunos autores, se han aplicado unos y otras a los parámetros de varios tipos de lanas especialmente, para compararlos entre ellos y poder deducir posibles correlacione s Pero si se considera la estructura de los hilos peinados y .se tiene en cuenta la clasificación inglesa de las lanas, se llega a la conclusión aparente de que las lanas menos fina s (aunque ellas sean las más largas) puedan llegar a la formación de un hilo con una población seccional de fibras :pequeña . . Y esa conclusión parece real a consecuencia de la cantidad de superficie de las fibras que queda sometida a fricción para mantener la coherencia del hilo . Pero son solamente las fibras del paquete central, del fascículo interio r (excluidas las fibras de la capa exterior), las que cuentan a la hora del fenómeno de l a fricción . Las exteriores producen un efecto de zunchado desde el momento en que l a torsión alcanza un cierto valor . Tomando . esta superficie fascicular mínima como un valor casi constante para l a lana, y siendo una función del diámetro medio y de la longitud media de las fibras, s e propone como otro índice de hilabilidad, el número de-fibras del fascículo central correspondiente a esta superficie mínima . BOL . INST . INV . TEXTIL TARRASA N .° 71, 1977  11 . 2.- INDICES Y CRITERIOS DE HILABILIDAD MAS COMUNE S Se han venido utilizando muy corrientemente, los índices geométricos . 1  1 d Y ~pz - donde 1 es la longitud media o bien efectiva (algodón) ó la de barba (lana), d es el diámetro medio y s la .sección media de las fibras . Algunos autores han aconsejado preferente - mente la segunda forma, porque sus valores se distancian más entre las lanas merinas y las ordinarias (Tabla II) 1 Calzone (1) propuso la expresión 9 3 = L a que hemos transformado en tp = f donde 1 sigue siendo la longitud media, L es la longitud máxima en el longigrama, a l a longitud de altura y ¡3 la de barba ; expresión esta última que parecería más realista, aun - que, como se acusa en la Tabla II, sus valores difieren muy poco entre sí . La clasificación inglesa de lanas proporciona otro índice de hilabilidad . eN s al caracterizar a las fibras por el número del hilo más fino que puede obtenerse con élla s (en el sistema inglés de lana peinada) . Esta clasificación, al quedar sometida a las variacio - nes tecnológicas y a las conveniencias de productividad, no ha podido quedar en . vigo r según su principio, y solo se la utiliza hoy para designar la finura de las fibras . Otros autores como Roehrich (2) para el algodón y Galcerán (3) para la lana peinada, basándose en la experiencia industrial, han adoptado el mismo criterio de la clasificación inglesa de lanas, y consideran como índice de hilabilidad el número del hilo má s fino que se puede obtener industrialmente con la fibra respectiva . De sus trabajos hemo s deducido unas curvas que publicamos en 1957 (4) para cálculo gráfico de hilabilidad . A través de ellas cálculamos el índice 9s (ver Tabla II y Fig . 2) . Finalmente y siguiendo este mismo criterio, se ha considerado por parte de alguno s como índice de hilabilidad, el número de metros del hilo más fino que entran en 1 gramo ; es decir, su número métrico : 1p 6 -- N m 3.- POBLACION SECCIONAL DE FIBRA S El proceso de hilatura tiende a obtener primeramente unas mechas (venas fibrosas ) y finalmente un hilo, unas y otro con cierta consistencia, constituidos por n fibras en s u sección normal . Esta población seccional de fibras varía aproximadamente según una distribución de Poisson, aunque en su intervalo central no se aparta demasiado de la d e Gauss . En la dispersión de valores de ésas n fibras radica en gran parte el fenómeno de l a irregularidad de los parámetros de los hilos y las mechas . En las n fibras que Constituyen una . población seccional hay que distinguir : las n de la capa exterior (que junto con otras de otras capas más internas comprimen a -todo e l resto de fibras por zunchado), de las que e pueden destacarse sus extremidades ó sus bu - 12 BOL . 1NST . INV . TEXTIL TARRASA N . ° 71, 1977 m x r  TABLA I PARAME T ROS DE LAS FIBRAS ESTUDIADA S N Z o J W V v N° La mm CV1a, % mm Finura Ondas/cm Superfici e latera l Tr .d .l(m m 2 ) dj M dte x 1 Lana Merina España t 1 61,2 33 68 16,7 2,90 8 3,2 1 2 Lana Merina Australia 72,3 37,8 82,5 20,5 4,28 9 4,6 6 Lana Merina España t 2 68,3 36,4 77,2 21,8 4,85 9 4,6 8 4 Lana Merina Sur Africa 67 40,1 77,6 22,2 5,05 6,8 4,6 7 5 Lana Nueva Zelanda 112 44 134 26,4 6,40 4 9,2 9 6 Lana Cruzada España t 4 81,4 41,4 95 27,2 7,62 4,7 6,9 6 7 Lana Cruzada España t5 92 47,6 116 30,6 9,50 3,1 8,8 4 8 Lana Ordinaria España t 7 104 58,8 140 40,5 17,60 1 13,20 eles intermedios (fibras "sauvages" u oligofibras) para formar la vellosidad : y las restante s ni fibras interiores, ó del fascículo interno ó central . Si por fuerte torsión las fibras (supuestas cilindricas o iguales) quedan muy comprimidas, en su sección adoptarían la forma exagonal figura 1, en que se observan varia s secciones geométricas de' hilos y una real) . Las siguientes expresiones se refieren a las fibras que intervienen en la población seccional de un hilo (5 ) . n nn + e ; 3 -+ p ,5 n ' n+ 3-2V 3n-- l ;  ne 2J3n-1 - 3 TABLA I I 1 2 3 4 5 6 7 8 • L Y e C c á J tu C L 2 1 c a • L V > c á w _ •L  U % N J [, n Z 5 m N J , 5 N .. z 2 á J W 11 3 N 2 , 3 'C á J W m n E ca a W J ~P 1 Lmm 3,67 3,52 3,14 3,02 El= 2,5 7 !m m s --- m : 0,22 0,18 0,17 0,21 0,14 0,12 0,0 8 3 h • 0,88 0,88 0,86 0,84 0,86 0,79 0,7 4 ~P 4 = : :EM a4' s (10,6) (1, 1 1 ) (13,8) r s (14,3) (IZA) s (11 :1 ) 54' s (16,4) 4o• s (22,1 ) según curvas (tex) 10 EE 16 20 22,5 26, 6 m d e hil a po i g ft ,) según eN's 94,8 El= + 65,5 64,4 6 1 según curvas 100 62,5 62,5 50 44,4 37, 6 según eN's 36,6 28,5 28,3 23,9 20,3 12, 6 según curvas 34,5 30,4 EE 31,7 29,6 2 8 n ; fibras según eN's 13 10,1 7,84 6 3,4 8 según curvas 17,2 14,4 16,2 13,9 12, 8 Superfici e fascicula r mm~ según eN's 60 ti 70,8 61,4 60,8 93,8 54,5 53 4 6 según curvas 6 7 n' ; según 60~ 2 n ' según 28,2 28 28 18 • Ntex 10,6 13,6 14,1 = 14  BOL . INST . INV . TEXTIL TARRASA N .° 71, 197 7 4,-- SUPERFICIE DE CONTACT O Es el conjunto ni de fibras interiores, el fascículo central el que interesa a efecto s de hilabilidad . Puede partirse del supuesto de una gran similitud en la dispersión de parámetros de las fibras que constituyen esos fascículos de cualquier sección de un mismo hilo . Y en ese caso siempre habrá unos valores medios que las caractericen . Aunque a efectos de hilabilidad intervienen numerosos parámetros y factores de las fibras (elasticidad , flexibilidad o rigidez, resiliencia, migración de ellas por entre las distintas capas con - céntricas del hilo, etc .), como lo que proporciona la existencia del hilado es la resistenci a al deslizamiento de sus fibras, nos encontramos ante un fenómeno de rozamiento en e l que intervienen el estado superficial de las fibras y la cantidad de superficie sometida a contacto, bajo el efecto de compresión o zunchado correspondiente a un estado d e torsión . Será, pues, la superficie de las n i fibras del fascículo central, lo que puede intervenir directamente en la aptitud para la l' 'atura de unas fibras determinadas . Siendo la superficie lateral de una fibra . s = n . d . l (mm 2 ) la superficie total sometida a rozamiento ser á S=ni•s - n i • n• d •1(mm 2 ) A través de los casos observados, encontramos que en los hilados de lana considera - dos como limites de hilatura, esta superficie total oscila alrededor de los 60 mm 2 . Si n embargo, no toda esa superficie queda en contacto, porque las fibras de lana, por su riza - do natural y porque no guardarán absoluto paralelismo, solo tienen una parte de esa superficie en contacto ; parte que podrá ser mayor ó menor según el proceso de hilatura que s e haya seguido, y según el grado de torsión que se haya impartido . 5 .— POBLACION FASCICULAR Y SUPERFICIE FASCICULA R Con el antecedente expuesto, consideramos que en el caso de la lana peinada, a l precisar esos 60 mm 2 de superficie de contacto, siempre habrá un número nf de fibra s que constituyen el fascículo central ( " población fascicular " ) cuyas superficies laterale s suman aquellos 60 mm 2 . Esta población fascicular (PF) puede ser el parámetro que mejo r defina la hilabilidad ó aptitud para la hilatura de unas fibras ; es decir, el número de fibra s del fascículo central en el hilo más fino que con ellas pueda obtenerse . Esta població n fascicular es consecuencia de la " superficie fascicular " (SF) característica de cada tip o de fibra, por su naturaleza, que deberá conocerse experimentalmente . Pero este criterio de la población y la superficie fascicular es aplicable a los hila - dos peinados, donde las fibras guardan un gran paralelismo y las cortas han sido eliminadas , y en consecuencia, queda sometida a contacto una gran parte de la superficie lateral d e las fibras que forman la población fascicular, aunque no toda ella; es decir, no toda es a superficie fascicular que hemos considerado. En los hilos de lana peinada, de gran paralelismo entre sus fibras (alrededor del 95°4 ; suponemos que la súperficie de contacto entre la s fibras del fascículo central oscila entre 80 y 85 % de la superficie fascicular (SF), si l a torsión es elevada ;y la llamamos superficie eficaz fascicular (SEF) . Para el caso estudiad o de la lana: SF = 60 mm 2 , y SEF = 50 mm 2 , que sería la real superficie sometida a contacto . Indudablemente que la naturaleza del proceso de hilatura interviene en este fenómeno . Si la lana ha sido hilada por el proceso de "semi-peinado " (que nosotros llamamo s BOL . INST . INV . TEXTIL TARRASA N . 0 71, 1977  15 símil-peinado pues no existe peinado), entonces el paralelismo es bastante menor, a causa principalmente, de no haber eliminado las fibras cortas (la puncha), y suponemo s que si la real SEF = 50 mm 2 , ésto es solo el 50 % de la superficie fascicular, por lo qu e SF = 100 mm 2 , la población fascicular habrá de ser mayor, y el hilo más fino a obtene r será más grueso que el producido bajo el proceso de peinado . Y aún vamos más lejos par a el procesó de lana cardada (esto sería extensivo para la hilatura por rotor, o a "fibra s liberadas"), aquí el desorden es grande, por lo que la SEF consideramos que es tan sol o del 20 % de la SF ; y siendo SEF = 50 mm 2 , habrá de ser SF = 250 mm 2 , y los hilado s a obtener, mucho más gruesos todavía, como sucede en la práctica industrial . En la Tabla siguiente hemos resumido los valores que corresponderían a una lan a 64 ' s (M = 0,48 tex) hilada en los tres procesos, considerando que la superficie eficaz fascicular sea de 50 mm 2 (SEF = 50 mm 2 ), a consecuencia de su longitud . % de contacto (paralelismo) Peinad o 83% Simil-peinad o 50% Card a 20 % Superficie fascicular, SF 60 mm 2 ' 10o mm 2 250 mm 2 Población fascicular, PF 12,8 fibras 21,4 fibras 5 3,4 fibras - Población seccional, PS 28 fibras 41 fibras 82 fibra s Hilo más fino 13,5 tex 19,7 tex 39,4 te x (74 m/m) (50,8 m/m) (25,4 m/m) Estos límites de hilabilidad, los consideramos a torsión saturante (6), y para torsiones industriales los hilos serian algo más gruesos . 6.— VALORES ENCONTRADO S En la Tabla II se encuentran los valores de los coeficientes de hilabilidad, 9 1 a 'P6 , descritos en el capitulo 1, correspondientes a los 8 tipos de lana considerados, . Dada la limitación de nuestro espacio, prescindimos de comentar el escalonado de esos valores . Hemos incluido en éllas dos nuevos coeficientes : la población seccional de fibras , n del hilo más fino que ellas pueden formar (q ; 7 ), y el número n i de las fibras i anteriore s de esa población (cp 8 ) . En la misma Tabla están calculadas las superficies fasciculares d e las 12 fibras ; y, tomando para las de lana una superficie fascicular típica de 60 mm 2 , hemos deducido las correspondientes poblaciones fasciculares n 1 , que constituyen, por s i mismas nuestro indice de hilabilidad, cpy, tal vez el más expresivo y más en•consonanci a con la base misma de la Hilatura . De n' i y a través de n' ; hemos calculado Ntex, los títulos de los hilos más finos a obtener con esas fibras, siguiendo este nuevo criterio . Y par a el caso de las fibras de lana aquí consideradas, con sus características propias, la correspondencia existente entre la masa lineal de las fibras y el titulo del hilo más fino a qu e pueden dar lugar, queda reflejada en la Figura 3, sobre cuyos puntos hemos interpolad o la recta de ecuación redondeada . y = x+ 8 que dá lugar a la función aproximada N(tex) = 10 . M(tex) + 8 y de aquí, la población seccional de ese hilo más fino :  N  8 n——10+ M 16  BOL . INST . INV . TEXTIL TARRASA N .° 71, 197 7 7,(1+6) 37,(19+18 ) o o a) Faq . 2 BOL . INST . INV . TEXTIL TARRASA N .° 71, 1977 17 7 .- CONCLUSIONE S 7 .1 .— Los coeficientes de hilabilidad de tipo geométrico tienen poca significación para l a lana y la mayoría de las otras fibras . 7 .2 .— La clasificación inglesa de las lanas, tal como era en su origen (y no solamente par a la finura), puede ser considerada como un coeficiente de hilabilidad bastante práctico . 7 .3 .— Es necesario pensar si el concepto de hilabilidad, que es una aptitud de las fibra s para la hilatura, debe reducirse a la posibilidad de obtener un hilo el más fino (no import a cual sea el número de fibras en sección recta), ó por el contrario, debe ser la facultad d e hilar con la mínima población seccional de fibras, cualquier que sea el título del hil o obtenido . 7 .4 .— La supérficie de contacto, suma de las superficies laterales de las fibras que constituyen el paquete interior ó fascículo central (excluidas las fibras de la capa exterior), s e convierte sin duda en el factor más importante en el fenómeno de la hilabilidad . Ella e s función del número de fibras de este fascículo central (fibras interiores), de la finura, de l perfil seccional y de la longitud de estas fibras, de su coeficiente de fricción, del rizado y rigidez, de su densidad, de la elasticidad, la resiliencia e incluso de la migración de la s fibras de una a otras capas concéntricas del hilo, etc ., etc ., . En el limite de hilabilidad, est a superficie de contacto alcanza un mínimo : la "superficie fascicular " , por debajo del cua l es imposible la obtención de un hilo . 7 .5 .— La superficie fascicular para cada tipo de fibras, supone una "población fascicular " ó número mínimo de fibras interiores en la sección recta, para la fórmación de un hilo . Esta "población fascicular" constituye, según nuestro criterio un coeficiente de hilabilidad complejo, el más en concordancia con la base de los fenómenos de la hilatura . 8 .— BIBLIOGRAFI A (1) Calzone s E .— Fils et Tissus, 193 7 (2) Roéhrich, O . "La fibre de coton" . 38 pp . Ed . de 1'Ind . Text . Paris, 194 8 (3) Galcerán, V .--- Buil . Inst . Text . de France 30, 213-220,195 2 (4) López-Amo, F ., Lección del Curso de Hilatura. No publicad o (5) López-Amo, F ; y Serrano, J . A . y et Alvarez, L .— Bol . Inst . Inv . Text . Tarrasa, 2 , 15-21, 195 7 (6) López-Amo, F . y et Serrano, J . A .— Bol . Inst . Inv . Text . Tarrasa, 7, 21-38,196 0 18  BOL . INST . INV . TEXTIL TARRASA N . ° 71, 1977