Introducción a los Procesos Textiles- Básico de Fibras Textiles Identificación de las Fibras Textiles
IDENTIFICACIÓN DE LAS FIBRAS TEXTILES
INTRODUCCIÓN
La identificación de fibras aunque es un procedimiento sencillo, puede llegar a ser un problema bastante complejo, todo depende de aspectos tales como:
• Las características de la muestra.
• La experiencia del analista
• El equipo disponible
Las muestras a analizar pueden ser fibras sueltas (floca), hilos o telas, pueden ser fibras puras o mezcladas, pueden ser hilos hechos de una o varias fibras y pueden ser telas hechas con los más diversos hilos y fibras, además que hay algunos tejidos que difícilmente se pueden destejer.
El análisis puede ser cualitativo o cuantitativo.
Análisis cualitativo:
Cuando se trata de averiguar que tipos de fibras conforman una muestra. Por ejemplo, Poliéster / Algodón.
Análisis cuantitativo
Cuando además de hallar el tipo de fibra hay que averiguar en que porcentaje esta presente en la muestra. Por ejemplo, 50% Poliéster / 50% Algodón.
Aquí es muy importante la preparación previa de la muestra:
Se debe ambientar bajo condiciones de laboratorio, ya que hay que hacer un pesaje inicial de la muestra.
Si es una muestra de tela, esta se debe destejer hasta separar los hilos, si es tejido plano se separan la urdimbre y la trama.
A los hilos se les deshace la torsión hasta separar las fibras.
Si la muestra esta teñida, lo más recomendable es hacer una decoloración previa.
Normalmente el problema de la identificación de las fibras de una muestra dada va acompañada de otros análisis, tales como las características del tejido y de los hilos que lo conforman y de los colorantes y acabados aplicados.
Hacer un análisis de identificación de fibras puede tener varios propósitos:
• Verificar la presencia de una o varias fibras en una determinada muestra o Verificar el porcentaje de fibra presente en una mezcla dada. Este análisis
es necesario hacerlo para controlar ciertos procesos donde se elaboran simultáneamente diferentes tipos de fibras, con el fin de prevenir o detectar revolturas o para controlar el porcentaje exacto de fibra en las mezclas trabajadas. También se usa durante la recepción de materias primas para verificar que el tipo de fibras, hilos o telas de un pedido correspondan al tipo y porcentaje de fibra especificado en el mismo.
• Identificar las fibras textiles presentes en una muestra con el fin de hacer una reproducción exacta de ella.
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MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN DE LAS FIBRAS TEXTILES
Para la identificación de las fibras disponemos normalmente de los siguientes métodos:
Método 1. Inspección visual de la muestra
Método 2. Prueba de combustión
Método 3. Microscopia
Método 4. Prueba de solubilidad
Método 5. Prueba de manchado
Método 6. Punto de fusión
Método 1. Inspección visual de la muestra
Se observan aspectos tales como:
Presentación de la muestra
Presencia o no de impurezas
La longitud de fibra
El lustre
El color
Cuerpo, textura
Tacto suave o duro, liso o áspero, caliente o frío, rígido o flexible
Aquí es muy importante la experiencia del analista y su evaluación solo debe ser tomada como punto de partida para recurrir a otros métodos. Sería muy riesgoso emitir un juicio solamente a partir de una apreciación visual a no ser de que sea muy evidente la identidad de la fibra como por ejemplo un capullo de algodón o uno de seda.
Método 2. Prueba de combustión
Ayuda a identificar la composición química y por lo tanto el grupo genérico al cual pertenece la fibra. Por ejemplo, se distinguen fácilmente las fibras celulósicas y las proteínicas.
En esta prueba se observan aspectos como la forma de arder, el color de la llama, del humo y de la ceniza, y se observa el olor que se desprende cuando arden.
Todas estas observaciones se comparan con los datos que aparecen en el cuadro adjunto, para así ubicarnos más o menos de que tipo de fibras se pueden tratar.
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Este método no es práctico cuando se trata de identificar muestras con mezcla de fibras.
Método 3. Microscopia
Se trata de observar a través del microscopio el corte transversal y longitudinal de la fibra a estudiar, para comparar luego con las fotografías que generalmente están disponibles en cuadros, folletos o libros.
Este método es muy práctico para identificar las fibras naturales, ya que estas tienen una sección transversal y longitudinal particulares, en cambio las fibras artificiales son muy parecidas en este aspecto.
También es útil este método para detectar las presencia de diferentes tipos de fibras en una muestra, o sea, para determinar si la muestra es de un solo tipo de fibra o si contiene mezclas.
Método 4. Prueba de solubilidad
Este es quizás el método más preciso para identificar las fibras textiles, pero es necesario disponer de los reactivos químicos indicados, con el consiguiente riesgo que implica manipular estos productos.
Consiste en tratar paulatinamente pedacitos de la muestra con reactivos químicos, siguiendo un orden establecido de acuerdo a la solubilidad e insolubilidad de la fibra en cada uno de los reactivos que se van usando sistemáticamente de acuerdo a una tabla preestablecida.
Método 5. Prueba de manchado
Varios productores de colorantes fabrican tintas especiales para la identificación de fibras, los cuales tiene la propiedad de manchar o tintorear con un color diferente a cada tipo de fibra.
El procedimiento es práctico y sencillo cuando la muestra contiene un solo tipo de fibra y que además no ha sido teñida aún o que se les haya removido previamente el colorante.
El procedimiento de identificación con este método se dificulta cuando en la muestra hay presencia de varias fibras y más aún si están coloreadas.
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Ejemplo:
El Stain 4 de Du Pont mancha las fibras con los siguientes colores :
• Poliéster - Amarillo Rojizo
• Lana - Café
• Nylón - Cobrizo
• Algodón - Verde
• Viscosa - Azul
• Acrílico - Amarillo
Método 6. Punto de fusión
Se trata de observar en un dispositivo dotado de termómetro y visor apropiado, la temperatura a la cual se funden o se reblandecen ciertas fibras sensibles al calor (fibras termoplásticas). Tipo de fibra
|
Punto de fusión en °C
|
Punto de reblandecimiento en °C
|
Fibras Naturales y Rayón
|
No funden ni reblandecen
|
|
Acetato
|
230
|
184
|
Acrílico
|
No definido
|
204-254
|
Nylón 6
|
212
|
171
|
Nylón 6.6
|
250
|
229
|
Olefina
|
135
|
127
|
Poliester Pet
|
249
|
238
|
Spandex
|
230
|
175
|
No es muy utilizado, pero cuando se dispone de un Medidor de Punto de Fusión, es más fácil precisar el análisis de identificación en casos donde se manejan solamente fibras sintéticas. Por ejemplo, por este método se diferencia fácilmente entre Nylon 6 y Nylon 6.6.
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Otros métodos
Generalmente es suficiente con estos 6 métodos para hacer la identificación de rutina, pero hay otros métodos disponibles, más laboriosos o que requieren equipos costosos y escasos, entre los cuales podemos mencionar:
• Índice de refracción
• Cromatografía gaseosa
• Espectro infrarrojo
También se puede recurrir al análisis de ciertas propiedades tales como resistencia, elongación, absorción de humedad, densidad, entre otras, para asegurar aún más el proceso de identificación de las fibras.
BIBLIOGRAFÍA
AGRAZ, Abrahan A. Cabras Productoras de Pelo de Vellón Finos, Editorial Limusa, 1983.
AUGE R. Tintorería 2, Editions de I’ Artisanat Moderne, París (Francia)
CORNEJO ARZATE Jose Joaquín. El Avance Tecnológico de la Texturización, México 1992.
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ERHARDT Theodor; Adolfo Blumcke; Walter Burger; Max Marklin; Gottfried Quinzler. Tecnología Textil Básica 1, Editorial Trillas, Primera Edición en Español 1980.
GACEN GUILLÉN Joaquín y Maillo Garrido Josefina. Fibras Químicas de Celulosa Regenerada, Editorial Terrassa 1987.
____________________________________________________________ SENA, Colombia, Centro Nacional Textil, 2003 6Introducción a los Procesos Textiles- Básico de Fibras Textiles Identificación de las Fibras Textiles
GACEN GUILLÉN Joaquín y Maillo Garrido Josefina: Algodón y Celulosa, Editorial Terrassa 1987.
GACEN GUILLÉN Joaquín. Aspectos de las Fibras Químicas, 3ra Edición Ampliada.
GACEN GUILLÉN Joaquín. Fibras Acrílicas, Editorial Terrassa 1987, Segunda Edición
GACEN GUILLÉN Joaquín. Fibras de Poliamida, Editorial Terrassa 1986.
GACEN GUILLÉN Joaquín. Fibras de Poliéster, Editorial Terrassa 1991, Segunda Edición Ampliada.
HOLLEN Norma y Jane Saddler. Introducción a los Textiles, Editorial Limusa (Grupo Noriega Editores),1987.
JOAN VICTORI COMPANYS. Tisaje 2 (Métodos de Trabajo en el Proceso de Tejer), Editorial Terrassa, Bercelona.
ROCAFORT Mari, Guía del Criador de Gusano de Seda, Editorial de Vecchi S.A 1988.
SÁNCHEZ Potes, Alberto. Manual para Educación Agropecuaria, "Cultivos de Fibras", 2da Edición.
SINTES I. Ruis. Aprestos y Acabados de los Géneros de Punto, Bosch Casa Editorial.
____________________________________________________________ SENA, Colombia, Centro Nacional Textil, 2003 7COMO COMPLEMENTO ANEXO UNA TEORIA EXTRAIDA DEL MODUL TRES DEL TRATADO DE FIBRAS TEXTILES CREADO POR EL PROFESOR JOAQUIN GALEANO DEL CENTRO TEXTIL DEL SENA DE IBAGUE UN POCO MAS SIMPLIFICADO
3.1 FIBRAS REGENERADAS
Tema que será consultado
y expuesto por el grupo 6.
3.2 FIBRAS MODIFICADAS
Tema que será consultado
y expuesto por el grupo 7.
Introducción
En el campo textil, en la actualidad, nos encontramos una
gran variedad de fibras incluyendo desde las naturales, pasando por las
regeneradas y llegando a las sintéticas constituidas de polímeros
fundamentales, tradicionales y polímeros más nuevos o modificados. Se hace necesario, por lo tanto, tener
métodos apropiados establecidos para la identificación cualitativa de fibras ya
sea que se encuentren en forma individual o en mezclas.
El avance tecnológico ha hecho posible establecer varios
métodos para la identificación, basados en los siguientes principios:
* Combustión
|
* Punto de Fusión
|
* Microscopía
|
* Cromatografía gaseosa
|
* Solubilidad
|
* Espectografía Infrarroja
|
* Manchado
|
* Flotabilidad
|
La selección de un procedimiento de identificación dependerá de la naturaleza de la muestra, de
la experiencia del analista y de las facilidades disponibles para el análisis.
A menudo puede haber solamente un tipo de fibra y basándose
en experiencia con fibras similares, el analista puede saber que fibra tiene y
luego confirmarlo con una prueba de manchado apropiada. En otras ocasiones se requiere otros
procedimientos. Un procedimiento muy
empleado para problemas difíciles en investigación es el siguiente:
Inspección Preliminar
Se hace con el objetivo de obtener información de características
distintivas. Nos puede indicar lo
siguiente:
En esta inspección preliminar se puede emplear la prueba de
combustión.
Exámen Microscópico
Se examina el material textil en una amplificación baja (50 a 60 aumentos). Los resultados de esta prueba se emplean para
verificar o modificar las conclusiones obtenidas durante la prueba preliminar.
Pruebas de Solubilidad
Es esta etapa de la identificación se pueden conocer una o
varias fibras presentes. Valiéndonos de
su propiedad de disolución en determinados productos químicos.
Pruebas Confirmatorias
Como su nombre lo indica nos va a verificar, en forma
definitiva, el tipo de fibra presente.
Entre estas tenemos las de manchado, gravedad específica, punto de
fusión, recuperación de humedad (regain) del material, índice de refracción,
espectros infrarrojos, decoloración por calor y propiedades mecánicas.
3.3 IDENTIFICACIÓN POR
COMBUSTIÓN
Reacción de las Fibras al
Calor y a la Llama
Llevando un espécimen de
la fibra lentamente hacia una llama, podemos observar su reacción frente al
calor. Luego llevamos el espécimen
directamente hacia la llama para determinar sus características de
combustión. Retirando el espécimen de la
llama, percibimos su olor al quemar, el cual se puede comparar con el olor de
las fibras conocidas. Dejando enfriar el
espécimen podemos observar a simple vista o con la ayuda de un microscopio, sus
residuos y cenizas. Podemos realizar
esta prueba con manojos de fibras, con pequeñas porciones de hilo o de tela
cuando lo analizado solamente contiene un tipo de fibra.
En el caso de mezclas se debe tomar fibras individuales. Al quemar un espécimen se debe tener cuidado
de no quemarse los dedos y de inhalar mucho humo, es peligroso.
Cada tipo de fibra tiene un comportamiento característico frente al
calor o la llama, dejando además su ceniza propia. A la luz de la previa experiencia esta prueba
es muy útil en la identificación textil.
Algunos Olores
Característicos de las Fibras al Quemar
Olor
|
Fibra
|
1. Pelo quemado
|
De base de proteína animal (lana, seda).
|
2. Papel quemado
|
De base celulósica (algodón).
|
3. Acido
|
Rayón viscosa.
|
4. Parafina
|
Oleafinas, polietileno.
|
5. Amida (apio)
|
Nylon 6, Nylon 6.6
|
6. Asfalto
|
Polipropileno.
|
Comportamiento de las Fibra
al Quemar
Las fibras siguen
quemando al retirarlas de la llama, con olor a papel quemado, cenizas finas y
grises: fibras de celulosa y celulosa
regeneradas.
Se apagan las
fibras al retirarlas de la llama. Queman
con dificultad. Se contraen al contacto
con la llama y dejan residuos como perlas o borlas carbonizadas. Fibras sintéticas generalmente.
No funden no
carbonizan y al enfriarse vuelven a su forma original: asbestos.
3.4 IDENTIFICACIÓN MICROSCÓPICA
Exámen Microscópico de la Muestra
Se deben examinar cortes
transversales y vistas longitudinales de las fibras en un microscopio capaz de
darnos mucho aumento y luego comparar
con microfotografías de fibras conocidas para así darnos cuenta precisa del
tipo de fibra a identificar.
El exámen de las fibras al microscopio es un método de
identificación positivo de las principales fibras naturales. Las apariencia de las fibras hechas por el
hombre puede variar radicalmente debido a cambios en el proceso de
manufactura. Este análisis puede
resultar un poco limitado si el analista no conoce a fondo las posibles
variaciones para una fibra en particular.
Dado el caso que suceda lo anterior, el analista puede tomar la
información microscópica como una prueba preliminar y seleccionar las fibras en
grupos para subsiguientes pruebas.
El procedimiento para montar y examinar los especímenes se
encuentra descrito en los métodos de pruebas de la ASTM D 276 – 60T).
Según la vista microscópica se pueden obtener los siguientes
grupos:
I.
Acetato, nitrilo, rayón.
II.
Acrílica, nylon, olefina,
poliéster, rayón, sarán.
III.
Acrílica, modacrílica,
Spandex.
IV.
Acrílica.
V.
Modacrílica.
VI.
Nylon,
poliéster.
VII.
Spandex.
VIII.
Algodón.
IX.
Lino.
X.
Seda.
XI.
Lana
Características de los
Grupos
Grupo I.
|
Longitudinalmente:
|
Estriaciones bien definidas, sin marcas transversales.
|
Sección Transversal:
|
Forma irregular con estriaciones.
Entrantes y salientes.
|
|
Grupo II.
|
Longitudinalmente:
|
Superficie lisa como una varilla y bien contorneada.
|
Transversalmente:
|
Redonda o casi redonda. En
forma de habichuela inclusive.
|
|
Grupo III.
|
Longitudinalmente:
|
Amplia y a menudo con estriaciones difusas. Sin marcas transversales.
|
Transversalmente:
|
En forma de hueso de perro.
|
|
Grupo IV.
|
Longitudinalmente:
|
Estriada, sin marcas transversales.
|
Transversalmente:
|
Irregular, como un hongo o bellota.
|
|
Grupo V.
|
Longitudinalmente:
|
Estriaciones, sin marcas longitudinales.
|
Transversalmente:
|
Irregular, en forma de lombriz o gusano; o en forma de cinta o banda.
|
|
Grupo VI.
|
Longitudinalmente:
|
Amplia, algunas veces con estriaciones difusas, sin marcas
transversales.
|
Transversalmente:
|
Trilobal.
|
|
Grupo VII.
|
Longitudinalmente:
|
Oscura, muy grande. Sin
marcas transversales.
|
Transversalmente:
|
En forma irregular. De
tamaño muy grande.
|
|
Grupo VIII.
|
Longitudinalmente:
|
Como una cinta o banda.
Convoluciones que cambian de dirección. Estriaciones no significativas.
|
Transversalmente:
|
Forma tubular, tubos plegados o doblados de tamaños diferentes.
|
|
Grupo IX.
|
Longitudinalmente:
|
Como el bambú. Marcas
transversales pronunciadas.
Estriaciones NO significativas.
|
Transversalmente:
|
Forma tubular con tubos generalmente doblados muy irregulares en
forma y tamaño.
|
|
Grupo X.
|
Longitudinalmente:
|
Superficie lisa y contorneada.
Estriaciones no significativas.
|
Transversalmente:
|
La mayoría triangulares con los puntos de los triángulos
redondeados. Irregular en tamaño y,
forma.
|
|
Grupo XI.
|
Longitudinalmente:
|
Superficie rugosa. Marcas
transversales debido a las escamas.
Con medulación en la fibras.
Más bastas.
|
Transversalmente:
|
Redondeadas o casi redondeadas.
|
Una vez que la fibra a
identificar está ya incluída dentro de uno de los grupos anteriores, se debe
aplicar el siguiente procedimiento por solubilidad para así determinar qué
fibra es en particular.
En el Grupo I: Las fibras de acetato son
solubles en ácido acético glacial a 100ºF , no así el rayón ni el nitrilo. Las fibras de rayón son solubles en ácido
clorhídrico concentrado (37 – 38%) a 75ºF pero los de nitrilo no son solubles.
En el Grupo II: Las fibras de nylon son
solubles en HCl (ácido clorhídrico) al 20% (densidad = 1.096) a 75ºF . No
son solubles ni acrílicas, rayón, olefinas, poliéster, ni sarán. El rayón es soluble en HCl concentrado (37 –
38%) a 75ºF . No son solubles las acrílicas, ni poliéster,
ni olefinas, ni sarán.
El sarán es soluble en 1.4 dioxane a 200ºF pero no las acrílicas,
ni olefinas, ni poliéster. Las olefinas
son solubles en meta-xileno a ebullición, pero, no las acrílicas ni
poliestéricas.
En el Grupo III: Las acrílicas son solubles
en tiocianato de amonio al 70%,. A ebullición;
no así las modacrílicas ni el spandex.
Las modacrílicas son solubles en butiralactona a 75ºF . El Spandex no es soluble.
En el Grupo VI: El
nylon es soluble en HCl al 20% (densidad = 1.096) a 75ºF . No lo es el poliéster.
3.5 IDENTIFICACIÓN POR SOLUBILIDAD
En esta etapa del proceso
de identificación, ya pueden haber sido identificadas una o más de las fibras
bajo prueba. La identificación hecha
hasta el presente puede ser entonces verificada determinando si el material
textil se disuelve o no se disuelve en un líquido seleccionado. Estos líquidos están dados en la Tabla A., se debe tener
cuidado porque la mayoría son ácidos fuertes concentrados y son muy peligrosos,
tanto por su grado caústico como por sus vapores.
Si la composición del material textil aun no se conoce, se deben
sumergir fracciones de la muestra en los líquidos, descritos en la Tabla y en la secuencia
numérica allí detallada para una identificación positiva. La concentración y la temperatura de los
líquidos deben ser las indicadas en la tabla.
Se debe disponer de buena iluminación para poder observar bien.
Estas pruebas de solubilidad se emplean frecuentemente para
distinguir entre fibras diferentes pertenecientes a una misma clase como el de
acetato y triacetato, nylon 6 y nylon 6.6, etc.
La prueba se realiza colocando un espécimen sobre uno y luego sobre
el otro de los líquidos siguiendo el orden estricto. La relación de peso del líquido al espécimen
debe ser mínimo de 100 a
1. En cada líquido el espécimen es
sacudido o batido durante unos minutos (puede ser hasta 5 min.). Se nota muy cuidadosamente el efecto del
líquido sobre el espécimen.
Con el mismo objetivo de la Tabla A , tenemos otras tablas disponibles para
casos determinados como por ejemplo la Tabla XII y la Tabla XIII que se
pueden usar en la misma forma de la
Tabla A , tanto para fibras individuales como para mezclas.
Tabla A
regenerada
rayón
viscosa
Courtelle
De
celulosa
(CH2-Cl2)
S I
Triacetato Acetato
(CH3)2CO = Acetona
= Tratar con
Cu(NH3)(OH)2 = Hidróxido de cupranio S = Soluble
HCl = Acido clorhídrico I
= Insoluble
H.CO.N(CH3)2 = Dimetilformamida H2SO4
= Acido sulfúrico
HNO3 = Acido Nítrico H
COO H= Ácido Fórmico
CH2-Cl2 = Diclorometano
3.6 IDENTIFICACIÓN POR MANCHADO
Prueba de Manchado
Las pruebas de manchado
se emplean en textiles a menudo para identificar fibras o para confirmar
identificaciones hechas por otros medios.
Este método de prueba se puede emplear para fibras no teñidas o
ligeramente teñidas o para fibras que estaban teñidas pero que ya se les haya
quitado el colorante aplicado.
Hay tres casas principales que fabrican estos colorantes:
1.
Du-Pont = Stain 4
2. Shirley Developments = Shirlastains
3. Fesago = Neocarmins Stains
Las casas fabricantes facilitan literatura e información sobre la
prueba como también cartas que contiene colores típicos para las principales
fibras.
El método consiste en teñir un espécimen en el baño de tintura
preparado según instrucciones de la casa y luego comparar con patrones y así
identificar la fibra.
Uno de los métodos, por ejemplo, suministrado por la Du-pont para el Stain 4 es
el siguiente:
1.
Sumergir el material a teñir
en agua caliente.
2.
Introducir el material a
identificar en una solución de Stain 4 al 1% en ebullición a relación de baño
de 20:1 (baño-fibra).
3.
Dejar hervir durante un
minuto agitando continuamente.
4.
Remover el material, lavar
ligeramente y secar.
5.
Comparar con tablas e
identificar.
Fibra
|
Color
|
Algodón
|
Verde oscuro
|
Lana
|
Café
|
Poliéster
|
Amarillo claro
|
Nylon
|
Rojo
|
Acetato
|
Verde oscuro
|
Como estos métodos, hay otros tan eficientes para la identificación
que no incluimos por considerar que los anteriores son suficientes para
cualquier proceso de análisis cualitativo.
ANEXO ENLASE DE VIDEOS GUIA PARA EL ANALISIS PARA VER LOS VIDEOS CONTOLCIC SORE LA URL
http://www.youtube.com/watch?v=sdZcS1ZneSI
http://www.youtube.com/watch?v=BlGwZLbMtHA
http://www.youtube.com/watch?v=BlGwZLbMtHA
http://www.youtube.com/watch?v=sdZcS1ZneSI
http://www.youtube.com/watch?v=BlGwZLbMtHA
http://www.youtube.com/watch?v=BlGwZLbMtHA
http://www.youtube.com/watch?v=BlGwZLbMtHA
http://www.youtube.com/watch?v=-s38gfgZShk
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