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Pruebas textiles

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Análisis [[microscópico]]
Los científicos están trabajando en el laboratorio.

El ensayo textil es el proceso de medir las propiedades y el rendimiento de los materiales textiles ; este ensayo incluye pruebas físicas y químicas , desde las materias primas hasta los productos terminados.

Las pruebas textiles ayudan a la producción textil a seleccionar diversos tipos de fibras y a transformarlas en hilo , tejido y productos terminados como prendas de vestir. Los materiales se evalúan en múltiples etapas de producción para calificarlos, compararlos y estandarizarlos , de modo que cumplan con las normas de las diferentes etapas de producción y los requisitos del consumidor . Las pruebas de textiles se realizan en laboratorios y en campo, utilizando métodos y equipos de prueba que van desde los más sencillos hasta los más sofisticados. En las pruebas textiles se utilizan numerosos instrumentos analíticos y sistemas de monitoreo en línea. Las pruebas textiles aportan valor a las diferentes entidades involucradas en la cadena de suministro textil, desde la producción y la distribución hasta el consumo. [ 1 ] [ 2 ]

Se utilizan diversas unidades para medir fibras textiles, hilos, lanas y tejidos.

Historia

El ensayo textil es el proceso de evaluar la calidad y las propiedades de un material textil mediante una serie de pruebas en diversas etapas de fabricación. [ 1 ] El ensayo textil, al igual que los textiles, es un tema muy amplio. La evolución histórica de los métodos de medición y ensayo textil es difícil de consolidar, ya que el tema está disperso y presenta diferentes cronologías de etapas para sus puntos de partida. [ 3 ]

A finales del siglo XVIII, comenzaron a funcionar las primeras hilanderías mecánicas. Sin embargo, durante más de 150 años, la industria textil dependió de equipos de prueba deficientes. Los hilos debían revisarse visualmente, ya fuera estirando manualmente algunos hilos o inspeccionándolos en la pizarra.

Entre 1935 y 1945, la industria electrónica dio pasos de gigante en la producción de equipo militar. Tras la Segunda Guerra Mundial , los nuevos componentes electrónicos mejoraron la tecnología de medición. El análisis de textiles fue una de las muchas áreas de aplicación. Después de 1950, fue posible comprobar al instante lo que antes se tardaba 30 minutos en medir [la longitud de la fibra] con un aparato de diagrama de fibras alineadas en los extremos. [ 4 ]

Cronograma de las pruebas y equipos importantes.

Objetivos

Las pruebas textiles son útiles en muchos aspectos del proceso de fabricación textil, desde la investigación y la selección de materias primas hasta el control de procesos, las pruebas de producto, el desarrollo de procesos y las especificaciones de prueba. También desempeñan un papel fundamental en las operaciones de la oficina textil. [ 1 ] [ 2 ] Las pruebas textiles facilitan el procesamiento en línea [al prevenir complicaciones en etapas posteriores] y también recomiendan instrucciones de lavado y cuidado para el producto final.

Selección de materia prima

La variabilidad en la calidad es una característica común a todas las materias primas. Las fibras presentan diferentes colores, finura y longitud; los hilos varían en título, torsión y resistencia; y los tejidos varían en densidad, número de hilos , peso y nivel de encogimiento . La selección adecuada de las materias primas facilita el buen desarrollo de las etapas posteriores. [ 2 ]

Pruebas de producto

El objetivo de las pruebas de producto es asegurar que el producto terminado funcione como se espera. [ 2 ]

Normas de ensayo

Organizaciones específicas han desarrollado procedimientos de prueba, como la Asociación Estadounidense de Químicos y Coloristas Textiles (AATCC) y la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM). Estos procedimientos de prueba permiten una evaluación precisa de las propiedades de los productos textiles, como la resistencia o tenacidad relativa de las fibras, etc. [ 6 ]

Desde 1921, la AATCC ha prestado servicios a la industria textil. Durante la Primera Guerra Mundial , cuando el bloqueo atlántico impidió la entrada de tintes europeos a Estados Unidos y los fabricantes de tintes estadounidenses, recientemente formados, tuvieron dificultades para ofrecer productos uniformes, se hizo evidente la necesidad de métodos de ensayo textiles estadounidenses. [ 7 ] La ​​AATCC ha desarrollado más de doscientos estándares textiles, métodos de ensayo, procedimientos de evaluación y monografías. Estas especificaciones se publican anualmente en el Manual Técnico de la AATCC. [ 8 ]

El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares aprueba los estándares de desempeño textil establecidos por ASTM International . [ 9 ] Otras agencias u organismos de prueba que son reconocidos o aceptados como estándares internacionales en base a contratos incluyen los siguientes: [ 10 ]

Pruebas de fibra

Las pruebas textiles se realizan en diversas etapas, incluyendo materias primas, fibras, hilo, tejido y producto terminado.

La materia prima básica en la industria del hilado es la fibra, que presenta un alto grado de variabilidad. El HVI (Instrumento de Alto Volumen) mide los siguientes parámetros: longitud de la fibra, uniformidad de la longitud, resistencia de la fibra, madurez de la fibra, contenido de fibras cortas, micronaire (finura de la fibra), grado de color, hojas y materia extraña.

Identificación de fibras

La fibra es el componente fundamental de los textiles. La evaluación de las propiedades de la fibra es de vital importancia. Las aplicaciones de una fibra están determinadas por sus propiedades físicas, mecánicas, químicas y ambientales. Las propiedades físicas son aquellas que pueden evaluarse a simple vista o con un microscopio . Un laboratorio de ensayos textiles determina las propiedades mecánicas de diferentes fibras. [ 6 ]

Existen diversos métodos de prueba que ayudan a identificar las fibras. La identificación y el examen de las fibras incluyen análisis microscópicos, pruebas de combustión y pruebas químicas. [ 11 ]

Clasificación del algodón

La clasificación del algodón, o clasificación, es el proceso de clasificar el algodón según su grado, longitud de fibra y micronaire. [ 13 ] El micronaire es una medida de la madurez del algodón . [ 14 ] La madurez de las fibras de algodón se mide con una prueba de medición de fibra única o con una prueba de flujo de aire de doble compresión. Se expresa en porcentaje o índice de madurez. [ 15 ]

Micronaire

El valor Micronaire simple del algodón está determinado tanto por la finura de las fibras como por su madurez. [ 16 ] Los valores o lecturas Micronaire representan la finura de la fibra de algodón. Por ejemplo, un rango Micronaire preferido es de 3,7 a 4,2. El algodón Upland es más grueso que el Gossypium barbadense (algodón Pima). [ 17 ]

Pruebas de hilo

El hilo se somete a diferentes pruebas. Uster Technologies , comúnmente conocida como "Uster" en la industria del hilado, es un fabricante suizo de instrumentos analíticos y sistemas de monitorización en línea para hilos. La mayoría de las pruebas típicas de hilo incluyen la evaluación de la uniformidad del hilo. [Uniformidad del hilo] que infiere el índice de uniformidad del hilo. [ 18 ]

Pruebas de tela

La inspección de telas es un paso de examen visual aparte de los criterios de rendimiento; encuentra varios defectos e irregularidades. En consecuencia, clasifica las telas según el nivel de calidad, el peso de la tela, el color de la tonalidad, el número y el tamaño de los defectos. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] GPT significa "Prueba de paquete de prendas" y FPT significa "Prueba de paquete de tela" en las pruebas de prendas y textiles. Cada comprador proporciona orientación sobre qué pruebas se requieren en las etapas de la tela y la prenda subsiguiente. [ 23 ]

Las pruebas de tejidos ofrecen una revisión exhaustiva de las diversas pruebas que se pueden realizar en los tejidos. [ 24 ] Las pruebas de tejidos incluyen mediciones como el peso del tejido , el ancho del tejido, la prueba de encogimiento , la solidez del color al lavado , la solidez a la luz , la formación de bolitas , la resistencia al desgarro y al estallido, etc.

La consideración principal en la selección de telas es el uso final. Las necesidades de tela varían mucho según la aplicación. Los mismos tipos de tela pueden no ser adecuados para todas las aplicaciones. [ 25 ] : 18

El gramaje o GSM de la tela es un parámetro importante en la producción de diferentes tejidos. Una alfombra requiere una tela de 1300 GSM, mientras que una bata puede confeccionarse con 160 GSM. Ciertamente, las telas para ropa y alfombras tienen gramajes distintos. [ 25 ] : 18

Los tejidos elásticos tienen mayor movilidad y, por lo tanto, son más cómodos que los tejidos sin elasticidad o con poca elasticidad. [ 25 ] : 23

Las normas y los ensayos textiles varían según el uso y las áreas de aplicación. Por ejemplo, existen métodos específicos para evaluar el rendimiento de los textiles militares e industriales en entornos hostiles. [ 27 ]

Métodos de prueba especiales

El confort de los textiles es el requisito principal que influye en la aceptación del producto. Después del confort, la seguridad y la protección son las principales prioridades. [ 28 ] Se realizan numerosas pruebas para evaluar el rendimiento de los textiles.

Prueba de placa caliente protegida con sudoración

El método de ensayo evalúa la resistencia térmica y la permeabilidad al vapor de agua de los tejidos, factores que influyen en la comodidad de la prenda. [ 29 ] [ 30 ]

  • ISO 11092:2014 (Ensayo de efectos fisiológicos: Ensayo para medir la resistencia térmica y la resistencia al vapor de agua) [ 31 ]
  • ASTM F1868 (ensayo para medir la resistencia térmica y evaporativa) [ 32 ]

Prueba de transpirabilidad

La tasa de transmisión de vapor de agua, también llamada tasa de transmisión de vapor de humedad (MVTR, por sus siglas en inglés), es un método para probar o medir la permeabilidad de las barreras de vapor .

Permeabilidad al aire

La permeabilidad al aire se refiere a la porosidad del tejido o su capacidad para permitir el paso del aire. Un procedimiento de prueba estandarizado es crucial para diversos tejidos, ya que revela cualidades fundamentales como la calidez en las mantas y la resistencia al aire en la tela de paracaídas. [ 34 ] El método de prueba de permeabilidad al aire sirve para medir la capacidad del aire para atravesar materiales textiles. [ 35 ]

  • El método de prueba alternativo ASTM D737-96 es
  • ISO 9237:1995

Prueba de gestión de la humedad

La prueba de absorción o gestión de la humedad sirve para evaluar las propiedades de gestión de la humedad, como la capacidad de absorción y la eficiencia de secado.

  • Método de prueba AATCC 195
  • ISO 13029:2012 [ 36 ]

Prueba Qmax

El método de prueba Qmax se utiliza para evaluar las sensaciones de calor y frío en la superficie de la tela y para indicar la sensación térmica instantánea que se percibe cuando la tela entra en contacto por primera vez con la superficie de la piel. [ 37 ] [ 38 ]

Prueba del maniquí

Un maniquí térmico utilizado para probar el acolchado del casco.

Un maniquí térmico es un dispositivo para analizar la interfaz térmica del cuerpo humano y su entorno. Evalúa el confort térmico y las propiedades aislantes de la ropa, como el equipo de protección militar. [ 39 ] [ 40 ]

Sistema de evaluación Kawabata

El sistema de evaluación Kawabata mide las propiedades mecánicas de los textiles, como la resistencia a la tracción , la resistencia al corte , la fricción superficial y la rugosidad. Este sistema predice las respuestas humanas y comprende la percepción de la suavidad. También puede utilizarse para determinar las propiedades de transferencia de calor a corto plazo responsables de la sensación de frescor cuando los tejidos entran en contacto con la piel al usarlos. [ 41 ] [ 42 ]

Ensayos mecánicos

Se pueden realizar diversos ensayos mecánicos en fibras textiles, hilos y productos terminados. Factores como la estructura química de las fibras, la torsión de los hilos y la estructura del tejido pueden afectar las propiedades mecánicas. [ 43 ] Algunos de estos factores se analizan aquí con mayor detalle:

Resistencia a la tracción

Para fibras individuales, se emplea la norma de ensayo ISO 5079 (2020). [ 44 ] En esta norma, las fibras se sujetan por los extremos y se estiran a una velocidad constante hasta su rotura. También se definen normas ISO específicas para el ensayo de hilos y tejidos que funcionan con principios similares.

Fuerza de explosión

Se pueden emplear métodos hidráulicos o neumáticos para evaluar la resistencia al estallido de los textiles. [ 43 ] En esta prueba, el material se somete a tensión en todas las direcciones simultáneamente mediante agua (hidráulico) o aire (neumático). [ 45 ] Esto resulta especialmente útil para aplicaciones como paracaídas, filtros, etc., ya que proporciona más información en comparación con los resultados uniaxiales obtenidos a partir de las mediciones de resistencia a la tracción.

Mediciones de longitud de flexión

Para los no tejidos, la norma ISO 9073-7 (1995) [ 46 ] puede utilizarse para medir tanto la longitud de flexión como la rigidez a la flexión. En este método, un extremo de una tira rectangular de tela se sujeta con una regla, mientras que el otro extremo cuelga libremente. La longitud del material que se dobla bajo su propio peso hasta un cierto grado se denomina longitud de flexión. Esta medida indica la capacidad de drapeado de la tela, mientras que la rigidez a la flexión indica su rigidez. [ 47 ]

Resistencia al desgarro

ISO proporciona cuatro pruebas diferentes para medir la resistencia al desgarro de los tejidos. ISO 13937-1 (2000) define la resistencia al desgarro como "la fuerza necesaria para propagar un desgarro iniciado bajo las condiciones especificadas" [ 48 ]. Esta prueba es útil para analizar el comportamiento de un material cuando se somete a un corte.

Véase también

Referencias

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  20. ↑ Kadolph, Sara J. (2007). Textiles . Internet Archive. Upper Saddle River, NJ : Pearson Prentice Hall. pág. 14. ISBN   978-0-13-118769-6Tenga en cuenta que la calidad de la tela no es lo mismo que la calidad del producto. La calidad de la tela se refiere a la tela utilizada para producir el producto. Otros factores como el diseño y la confección también influyen en la calidad del producto.
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