Resistencia en los materiales textiles

El comportamiento de un material textil depende de la naturaleza y de la organización de las moléculas que lo conforman, y esto variará no solamente de un tipo de fibra a otra, sino también de una fibra a otra en una muestra dada ó de una condición del material a otra.

La condición del material depende de su historia, incluyendo los procesos a los cuales ha sido sometida y los tratamientos mecánicos que ha recibido, de la cantidad de humedad que contiene y de la temperatura; todos estos datos deben especificarse en caso de que el chequeo de resistencia sea de gran importancia.

El comportamiento de una fibra individual sometida a una fuerza que aumenta gradualmente está descrito completamente por la curva CARGA-ALARGAMIENTO con su punto final de rotura. La carga puede medirse en N, gf, lbf. Y el alargamiento en cm, mm; pero si deseamos comparar diferentes tipos de fibra independientemente del efecto directo de sus dimensiones debemos usar otras unidades ó características.

En muchas aplicaciones físicas y de ingeniería, la carga se reemplaza por el esfuerzo que se calcula como la relación entre la carga aplicada y el área de la sección transversal del material.

Sin embargo en la industria textil es más importante el peso de los materiales que el área de la sección transversal, debido a la irregularidad de ésta. Entonces es más conveniente usar una cantidad basada en la masa el espécimen. Se ha definido entonces el esfuerzo específico que se calcula como la relación entre la carga aplicada y su densidad lineal.

La unida textil para el esfuerzo específico puede ser: N/tex, gf/denier, mN/tex.

Ahora bién, cuando se desea comparar materiales de densidad diferente, se hace necesario establecer una relación entre el esfuerzo, el esfuerzo específico y la densidad; dada así: Esfuerzo=Densidad *Esfuerzo específico

Se entiende por lo tanto la resistencia como la capacidad que tiene un material textil de resistir esfuerzos de tensión y de compresión hasta alcanzar el punto de rotura. Es común hablar de diferentes tipos de resistencia en los materiales, pero usualmente cuando tocamos este tema, nos referimos a esfuerzos tensiles sin necesidad de mencionar los otros; pues es de común uso en el lenguaje textil escuchar hablar de: Resistencia al rasgo, estallido, a los ácidos, álcalis,solventes orgánicos, a los insectos, hongos, al lavado doméstico,industrial, al agua de mar y de piscina, al planchado, al frote, sudor, a la luz solar. Y de la misma manera, podríamos involucrar muchos otros tipos de resistencia que son de fundamental importancia en la industria textil y que es muy importante conocer, puesto que son ellas las que nos aseguran que un material textil, tenga una condición de uso bién definida según sea el tipo de resistencia que nosotros necesitamos que nos satisfaga.

Por lo tanto la resistencia tiene una relación directa con la longitud e indirecta con la finura.
Con la longitud, puesto que es posible asegurar que en un material textil a mayor longitud, éste podrá presentar una mayor resistencia ( característica muy importante en las fibras celulósicas y proteínicas).
Con respecto a la finura, no podemos decir lo mismo puesto que un material textil con buena resistencia no nos asegura que tenga buena finura.

RESISTENCIA Vs. LONGITUD

Estas dos variables no las podemos desligar, por eso se hace necesario el análisis desde el punto de vista del proceso y del uso final.

INCIDENCIA RESPECTO AL PROCESO

Procesos Eficientes: En la medida que tendremos productos con características finales garantizadas, bién sea a nivel de la fabricación de los hilos, telas ó en el acabado de ellas. Un proceso eficiente, es aquel que no sólo garantiza productos de óptima calidad sino también rentabilidad cuando de recuperar la inversión se trata.

Uniformidad De Los Hilos: Fibras con buena resistencia nos garantizan hilos con excelente resistencia, con buena regularidad ó uniformidad, una amplia gama de títulos, un proceso controlado y por lo tanto productos finales con condiciones de uso bién definidas.

Productos finales de excelente calidad a nivel de cintas, pabilos, hilos, telas crudas y acabadas; este factor es el que nos garantiza no sólo productos competitivos sino empresas bien posicionadas en el mercado textil.

Bajo porcentaje de desperdicios a nivel de la hilatura y telas de primera calidad a nivel de la tejeduría y de la tintorería.


Máquinas Eficientes: Si los factores anteriores se están cumpliendo como resultado de trabajar con materiales con buena resistencia, garantizará que es la maquinaria la que está trabajando eficientemente.

Mayores volúmenes de producción y menor número de paros.

INCIDENCIA CON RESPECTO AL USO FINAL

Amplia gama de tejidos.
Telas con mejores acabados y por lo tanto con unas condiciones de uso bién definidas a nivel textil e industrial.
Tacto.
Apariencia.
Brillo.
Durabilidad.
Caída.
Cuerpo.
Confort.
Costo adecuado a la condición de uso.
Resistencias antes mencionadas.

DEFINICIONES

Carga De Rotura: Es una medida de la fuerza necesaria para romper el material. Se puede expresar en N, cN, mN, kN ( sistema internacional de unidades ) ó en unidades inglesas: lb-f, gf, kgf.
1 lbf= 453.6gf
1kgf=1000gf=9.8N

Tenacidad: Es la relación entre la carga de rotura y la densidad lineal del material. En unidades del sistema internacional se expresa en: N/tex.

Tenacidad=Carga de rotura/densidad lineal.

T=N/tex T=N/Denier T=N/Ne T=N/Nm T=gf/Denier T=kgf/Denier.

En textiles la tenacidad la empleamos para comparar diferentes materiales, bastará sólo con conocer la carga de rotura del material y su densidad lineal. El material será más resistente mientras mayor sea su tenacidad.

Ejercicio: Se tienen tres materiales con las siguientes características; ¿cuál de los tres tiene mayor resistencia?

a. 380gf 21tex
b. 3.97N 170Denier
c. 7.5lbf 17dtex.


Por favor resolver este ejercicio.

Resistencia Kilométrica: (RKM). Se refiere a la longitud en km a la cual se revienta el material debido a su propio peso. Se calcula conociendo la tenacidad del material, puesto que relacionamos su carga de rotura y su densidad lineal.

Ej: Se tiene un material de título 21tex y soporta una carga de rotura de 380gf. ¿Cuántos km de este material son necesarios para que se reviente por acción de su propio peso? Ó ¿cuál es su resistencia kilométrica?

Favor hacer este ejemplo.

Alargamiento: Es la longitud que gana un material al ser sometido a una fuerza de tensión, que puede ser ó no hasta el punto de rotura, se expresa en mm ó pulg. Se calcula como la longitud estirada menos la longitud inicial ó longitud de prueba.

Deformación: Es el alargamiento expresado en términos de la longitud de prueba ó longitud inicial del material.

Elongación: Es la deformación que sufre el material expresada en porcentaje.

Ej: Se tiene un material textil de una longitud de 120mm, se somete a un esfuerzo de tensión sin alcanzar el punto de rotura, obteniendo una longitud estirada de 197mm. Hallar: a. Alargamiento
b. Deformación.
c. Elongación.

Recuperación Elástica: Es la relación entre la longitud recuperada del material y la longitud ganada expresada en % ( cuando se somete a tensión ).

Ej: Se tiene un material textil de una longitud de 280mm se somete a estiramiento y alcanza una longitud de 340mm. Se suspende la fuerza y el material se recupera hasta alcanzar una longitud de 315mm. Calcular: a. Elasticidad
b. Elongación.

Resiliencia: Es la capacidad que tiene un material de recuperarse a fuerzas deformantes de compresión, se define también como la capacidad que tiene el material de recuperarse a la arruga causada por fuerzas deformantes.

Densidad Gravitacional: Es la relación entre el peso por unidad de volumen. En este caso se cumple que a menor densidad, mayor es el poder cubriente de la fibra, Se expresa como: gramo por centímetro cúbico.

TENACIDAD EN GRAMOS/DENIER

FIBRA SECO HUMEDO

Algodón 4 5.0
Lino 5.5 6.5
Seda 4.5 3.9
Lana 1.5 1.0
Acetato 1.2-1.5 0.8-1.2
Acrílico 2-3-3.5 1.8-3.3
Nylon 6 2.5-9.5 2-8
Nylon 66 3-7.2 2.6-6.5
Olefínicas 4.8-6 1.8-6
Poliéster 2.8-9.5 2.5-9.5
Rayón 0.7-2.6 0.7-1.8
Spandex 0.6-0.9 0.6-0.9





Elaborado Por: Gloria Estella Cardona Osorio
Docente Calidad Textil