IRREGULARIDAD DE LOS HILOS DEFINICION Y OBJETO Existen diversos conceptos de regularidad: de número, torsión, resistencia, etc. Sin embargo, el concepto más corriente de regularidad se refiere a una cualidad no fácilmente medible: su aspecto. Decimos que un hilo es más regular, cuanto más se asemeja a un cilindro perfec to en toda su longitud . Las actuales máquinas de hilatura y tejeduría, requieren hilos cada vez más resistentes y regulares . Para ello, es muy importante contemplar el control y gestión de las diferentes variables que intervienen en los procesos, a tiempo real . La regularidad de los hilos, es un claro ejemplo de ello. Cuando nos referimos a la irregularidad en un hilo, nos refiramos a las variaciones de masa o de diámetro, a lo largo de una longitud determinada. MEDIDA DE LA REGULARIDAD Existen diferentes formas de valorar la regularidad de los hilos. Los más utilizados son los que examinan visualmente el hilo (filoplano), y los que determinan su irregularidad por dispositivos capacitivos u ópticos . El ensayo visual del hilo sólo se puede realizar tras su fabricación. Los ensayos de irregularidad, mediante dispositivos capacitivos ya lo pueden realizar las propias máquinas on line . Ello permite la minimización de la irregularidad del hilo, a cada fase del proceso de fabricación. APARATOS PARA EL ENSAYO VISUAL DEL HILO El control práctico de la apariencia y defectos de los hilos se realiza mediante el examen visual del hilo. Este ha sido el primer sistema de medida y hoy en día aún uno de los más utilizados.

Los aparatos utilizados para el ensayo visual del hilo son los filoplanos . En ellos se enrolla el hilo a una placa trapezoidal, para de esta forma poder obser-var su aspecto y defectos. El simple exámen visual del hilo, con la ayuda de ciertos dispositivos, permite establecer de una manera subjetiva el valor de un hilo en cuanto a su regularidad, vellosidad y limpieza. Las placas obtenidas en el filoplano pueden ser comparadas con seis patrones fotográficos que proporcionan la Normativa Americana ASTM .

Los patrones ASTM tan sólo son válidos para hilos de algodón, clasificándolos en una escala que va desde la A a la D, siendo A el hilo de mayor regularidad. El grado ASTM está también asociado a un índice de aspecto. La relación existente es:

GRADO INDICE DE ASPECTO A + A A - B + B B - C + C C - D + D D -

130 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75

EQUIPOS CON DISPOSITIVOS CAPACITIVOS Los regularímetros con dispositivos capacitivos son los más empleados hoy en día para el control de la regularidad, a lo largo de todo el proceso de hilatura. Consiste en detectar las variaciones de capacidad producidas por la materia, en un circuito de alta frecuencia, al atravesar el campo de un condensador. El más conocido y utilizado universalmente es el Zellweger-Uster. Existen otros también como los de la marca Loepfe, etc.

Regularímetro capacitivo Fuente: USTER

Para la determinación de la regularidad de las materias de hilatura mediante un parámetro numérico, se utilizan los conceptos “Coeficiente de Variación” (CV) y “Valor Uster” (U). CV (%) = Indice de irregularidad cuadrática media. U (%) = Indice de irregularidad lineal media. El valor U (%) se puede entender a partir de la siguiente figura:

El valor CV (%) corresponde a:

La relación existente entre ambos es variable, depende del modelo estadístico adoptado, pero se recomienda que:

CV (%) = 1,25 · U(%) Los regularímetros modernos, determinan los dos índices, sin necesidad de correlacionarlos matemáticamente. El funcionamiento del regularímetro, se basa en la captación de las variaciones de capacidad producidas por el paso de la materia a través de condensadores. Estas señales son amplificadas electrónicamente, convertidas en variaciones de tensión y registradas. En siguiente diagrama se muestra el registro dibujado por el regularímetro. Representa las variaciones de masa que el aparato detecta. De no existir ninguna variación de masa el indicador marcaría el 0% de variación y no se observarían oscilaciones en el registro. DIAGRAMA

Conectado al integrador se encuentra el espectrógrafo , el cual realiza un diagrama, llamado espectrograma , que nos muestra posibles defectos de las máquinas de producción de la hilatura o un erróneo ajuste de las mismas. El espectrógrafo tiene como principal objetivo analizar y clasificar, por su longitud de onda, los defectos de masa periódicos , es decir los repetitivos. Los espectrogramas realizados se pueden distribuir en dos grupos: - Espectrogramas que denotan órganos defectuosos en la maquinaria de

producción. - Espectrogramas que denotan un incorrecto ajuste de la maquinaria de

producción. Las irregularidades producidas por piezas defectuosas ocasionarán espectrogramas de "chimeneas".

ESPECTROGRAMA

La situación de las chimeneas indican a que longitu d de onda se reproducen, y la altura, la gravedad del defecto . En el ejemplo, el defecto de mayor gravedad se está produciendo a los 7,5 cm. Los causantes de estos defectos mecánicos pueden ser órganos dañados como: cilindros excéntricos, cilindros ovalados, recubrimientos de los cilindros en mal estado, engranajes con dientes defectuosos, engranajes mal engranados, engranajes sucios o cualquier tipo de órgano en mal estado. Los plegados inadecuados en los botes de cinta o bobinas de mechera también producen espectrogramas de chimeneas . Las irregularidades producidas por un mal ajuste o una defectuosa alimentación de materia, ocasionan las llamadas "ondas de estiraje", traduciéndose en el espectrograma en "colinas".

Los típicos desajustes que producen defectos de éste tipo son: ecartamientos inadecuados en los trenes de estiraje, presión excesiva de los cilindros de estirado, bolsas de estirado mal empalmadas, etc. El espectrograma facilita muchísimo la labor de detección de defectos. Se consigue información para regular o subsanar defectos a lo largo del proceso de hilatura.

PUNTOS FINOS

Las sensibilidades del regularímetro, para la detección de puntos finos, son:

-30 -40 -50 -60 Entendiendo como punto fino, la falta de masa en porcentaje, respecto a la masa media calculada. Normalmente se trabaja con una sensibilidad de -50 PUNTOS GRUESOS Las sensibilidad utilizadas por el regularímetro, para la detección de puntos gruesos, son : +100 +70 +50 +35 Entendiendo como punto grueso, el incremento de masa porcentual correspondiente, respecto a la masa media calculada. Normalmente se trabaja con una sensibilidad de +50 NEPS Se considera nep a una parte gruesa de un hilo, de longitud inferior a 4mm, cuya sección calculada sobre 1mm, supera el límite seleccionado. Las sensibilidades utilizadas para neps, son : +400 +280 +200 +140 Se puede hacer un cálculo de NEPS/GRAMO en un hilo, dividiendo el total de neps contados por el regularímetro en 1000 metros de hilo, por el el título de dicho hilo en Tex. NEPS / GRAMO = (NEPS en 1000 m de hilo / Título del hilo en TEX) ESPECTROGRAMA El espectrograma no es más que un diagrama acumulado de frecuencias de defectos, en función de la longitud a la que se encuentran. Es decir, nos ayuda a determinar defectos periódicos existentes en el hilo, en función de la longitud.

En función del defecto que se quiera ir a buscar, es importante la longitud de hilo a analizar, por lo que será importante definir la velocidad y el tiempo de análisis adecuados. Lo anterior, también podrá variar en función si estamos analizando hilo, mecha o cinta. INERT TEST Y NORMAL TEST Trabajando en condiciones de NORMAL TEST , la longitud de hilo analizada en cada instante, depende de la longitud del condensador elegido, que debe ser adecuada al material a valorar. Si trabajamos en INERT TEST o en ½ INERT TEST, la información obtenida sobre las variaciones de masa instantáneas, se valora a longitudes superiores a la del condensador elegido.

Fuente : Parametría de Hilos (F. Marsal) Es muy importante realizar análisis de regularimetría en el modo INERT TEST, con objeto de identificar irregularidades de masa a largo período, que no son detectables en el modo NORMAL TEST. ADICIÓN DE IRREGULARIDADES DE MASA Las irregularidades de masa producidas en cada fase del proceso, se suman geométricamente. Pongamos un ejemplo. El CV (%) de una cinta de carda a la entrada del manuar es de 4 El doblado en el manuar, es de 8, y el gramaje de todas las cintas de alimentación, es el mismo.

A la salida del manuar, el CV (%) de la cinta es de 3 Se cumple que :

Siendo : CVsalida (real) : 3 CVsalida (teórico) : 1,41 Por tanto, CVmáquina : 2,64 Quiere decir, que en el manuar, se ha añadido una irregularidad por el trabajo realizado en el mismo de CV : 2,4 CÁLCULO DEL CV (%) LÍMITE

A) Hilos de algodón

M : micronaire

B) Hilos de poliéster

D : denier

INDICE DE IRREGULARIDAD DE MASA DR DE KEISOKKI En este regularímetro, se puede calcular el valor DR (Deviation Ratio) , el cual tiene una realción directa con el sapecto del tejido fabricad o con el correspondiente hilo.

Regularímetro Fuente : KEISOKKI

Fuente : Parametría de Hilos (F. Marsal) Los valores α corresponden a la sensibilidad de masa establecida, que normalmente es del +/- 5%, y a una longitud de referencia de 1,37 m

Un DR de 40, significa que el 40% de los metros ana lizados, están fuera de de la sensibilidad establecida. Grados de irregularidad, según el valor DR : DR (%) DR=0 F A <25 10 A 15 <350 B 25 A 40 15 A 20 300 a 775 C >40 >20 >725 Siendo : A, B y C el grado DR=0 la tolerancia en más y en menos, respecto a la masa media del hilo F es el área delimitada por la gráfica del DR DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD MEDIA DE FIBRAS A PART IR DEL ESPECTROGRAMA La longitud media de fibras, utilizando el espectrograma, se calcula de la siguiente forma : Lm = (λm / K) Siendo : Lm : longitud media de fibras λm : longitud de onda correspondiente al máximo del espectrograma K : constante de valor 4 para cintas, 3,5 para mechas y 2,7 para hilos En el espectrograma :

De haberse producido un estirado, la expresión queda como : Lm = (λm/E) / K Siendo E el estiraje. INTERPRETACIÓN DE LOS ESPECTROGRAMAS CHIMENEAS y ONDAS DE ESTIRADO Las chimeneas corresponden a defectos periódicos . La altura de la chimenea, indica la intensidad del defecto.

Chimeneas

Si P > B/2 es muy probable que la chimenea indique un defecto.

Las ondas de estirado corresponden a la existencia de fibras descontroladas durante los procesos de estirado . Ecartamientos inadecuados, presiones inadecuadas en el tren de estiraje, clip demasiado alto, etc.

Ondas de estirado

Ecartamiento incorrecto

Siempre se tienen que valorar el diagrama y el espe ctrograma al mismo tiempo, y no individualmente cada uno .

Efecto “moire” en el hilo, producido por un defecto periódico en el mismo.

AUTOR

Antonio Solé Cabanes Ingeniero Industrial asole@asolengin.net www.asolengin.net www.asolengin.wordpress.com