FIBRE TESSILI: PROVE E CONTROLLI

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1 CAPITOLO 4 FIBRE TESSILI: PROVE E CONTROLLI 1. INTRODUZIONE 2. CONTENUTO DI UMIDITÀ E CONDIZIONATURA DELLE FIBRE TESSILI 2.1 METODI DIRETTI: ESSICCAZIONE IN STUFA 2.2 METODI INDIRETTI DI CONDIZIONATURA 3. DETERMINAZI ONE DEI MATERIALI NON FIBROSI 4. CARATTERISTICHE GEOMETRICHE DELLE FIBRE TESSILE 5. METODI DI MISURA DELLA FINEZZA 5.1 METODI OTTICI: LANAMETRO MICROSCOPIO A PROIEZIONE 5.2 METODI OTTICI ELETTRONICI CON ANALISI DELL IMMAGINE 5.3 METODI FLUSSOMETRICI 5.4 METODI VIBROSCOPICI 5.5 INTERPRETAZIONE DELLE MISURE DI FINEZZA 5.6 UTILIZZAZIONE DEI VALORI DI FINEZZA 6. METODI DI MISURA DELLA LUNGHEZZA 6.1 CLASSIFICAZIONE DEI METODI 6.2 CONCETTI DI: ALTEZZA (H) E BARBA (B) 6.3 CALCOLO DEI PARAMETRI DI DISPERSIONE 6.4 APPARECCHIO AL- METER 1. INTRODUZIONE Le procedure d controllo sulle fbre tessl, applcate nel controllo qualtà tessle possono essere suddvse n metod att a msurare grandezze e propretà d tpo chmco (es. contenuto d umdtà e materal non fbros), propretà geometrca (es. fnezza, lunghezza e ttolo) e caratterstche d tpo fsco (es. resstenza a trazone). In questo captolo vengono omess metod d tpo prevalentemente chmco utlzzat per determnare le alterazon ed danneggament che possono essere ndott sulle fbre tessl da dvers process produttv e d lavorazone. 2. CONTENUTO DI UMIDITÀ E CONDIZIONATURA DELLE FIBRE TESSILI La determnazone del contenuto d umdtà delle fbre tessl costtusce un parametro d prevalente mportanza commercale. Come abbamo, nfatt, gà rcordato, la fbra d lana, può assorbre fno al 30% n peso d acqua senza evdenzare al tatto alcuna varazone rspetto alla fbra n condzon d equlbro grometrco con un ambente standard (una massa d lana n focco posta per un tempo ndetermnato n un ambente a 20 C e 65% d u.r. assorbe crca l 15% d umdtà n peso). Consderato quanto sopra appare evdente che n una transazone commercale d un quanttatvo d fbra tessle groscopca, ad esempo n lana, la massa del materale rev.03 pag.1 d 22

2 rscontrata per semplce pesatura del materale non può rappresentare l peso commercale che deve essere soggetto alla quotazone economca. Per raggungere lo scopo d determnare la massa commercale o massa condzonata, s deve determnare l contenuto d umdtà del materale n oggetto (umdtà % = massa d acqua / massa del materale umdo %) o la rpresa d umdtà (umdtà % = massa d acqua / massa del materale secco %). La determnazone dell umdtà o della rpresa, vene detta operazone d condzonatura e può essere effettuata con metod drett (es. essccazone n stufa ad ara calda), o ndrett (es. msura della conducbltà elettrca del materale, delle caratterstche delettrche o dell assorbmento d radazon nfrarosse [NIR]). 2.1 Metod drett: essccazone n stufa I metod attualmente normalzzat e rconoscut vald nelle transazon commercal nazonal ed nternazonal utlzzano esclusvamente l metodo dell essccazone n stufa. Le prove legalmente rconoscute vengono esegute da Isttut Pubblc runt nell Unon Internazonale des Condtons Publques, oppure da Laborator Prvat che operano n conformtà delle norme tecnche vgent. A tale rguardo s rcorda che oltre alle norme UNI 9213 (parte 1 a 6 a ), esstono regolament dell Unone nternazonale delle Condzonature Pubblche, e della Federazone Lanera Internazonale che n modo estremamente dettaglato rportano le modaltà d camponamento de materal, le condzon d esecuzone delle prove e le procedure d calcolo. In sntes la procedura d controllo del peso condzonato prevede le seguent operazon: a. pesatura d tutt coll costtuent l lotto/partta oggetto del controllo (massa lorda). b. Rlevamento delle tare (massa de materal d confezone e d mballaggo della partta); parametro generalmente dcharato dal commttente. c. Camponamento: operazone che prevede l prelevo d una quanttà d materale rappresentatvo della globaltà della merce costtuente la partta. Questa fase rappresenta scuramente uno de moment pù delcat dell ntera procedura, e per tale motvo deve essere eseguta seguendo scrupolosamente le ndcazon contenute nelle normatve ctate. Le procedure d prelevo dfferscono n funzone del tpo d materal camponat (fbre n focco, nastr pettnat, flat n rocche, matasse, etc) e del numero d coll che costtuscono la partta. Il prelevo d fbre n focco, ad esempo, può essere effettuato con prelev manual da coll soffc (a bassa denstà), oppure con sonde meccanche per coll molto compatt (alta denstà). D norma l prelevo deve essere eseguto da tutt coll costtuent l lotto esamnato, nel caso d materal estremamente omogene (es. flat n rocche), suddvs un gran numero d confezon è anche ammesso un prelevo parzale. Il materale prelevato, che costtusce l campone globale per l laboratoro, deve essere mmedatamente racchuso n contentore stagno e pesato nel mnor tempo possble. d. Formazon delle provette d laboratoro: dal campone globale vengono estratte un numero d provette per l laboratoro tal da garantre un corretto sgnfcato statstco della msura. Ogn provetta, esattamente pesata, è generalmente costtuta da una quanttà d materale varable tra 100 e 300 g, e costtusce l materale su cu vene eseguta una sngola prova d essccazone. Il numero d provette da essccare è legato alla massa del campone globale per l laboratoro, che a sua volta è legato alla massa lorda totale del materale n esame. e. Essccazone: le provette devono essere essccate medante l mpego d stufe a termoventlazone forzata, munte d blanca ncorporata. I recpent che contengono le rev.03 pag.2 d 22

3 provette devono essere attrezzat con retcelle adatte ad mpedre la perdta d materale durante l essccamento. La temperatura d essccamento è d 105 ±2 C. Le stufe devono essere almentate con ara normalzzata, corrspondente al tenore d umdtà d un atmosfera a 20 C con umdtà relatva del 65%. La ventlazone deve asscurare un rcambo d ara nella stufa d almeno 20 volte /ora. Il raggungmento della massa secca vene consderato costante quando tra due pesate successve a dstanza d ca 5 mnut, la dfferenza è mnore dello 0,05%. f. Operazon accessore: nel caso d determnazone del peso condzonato su materal che possono contenere prodott volatl che abbandonano l tessle durante le operazon d essccamento (es. oleant su flat d lana cardat), s deve procedere alla determnazone prelmnare del contenuto d materale estrable n solvente (vedere procedure descrtte nella norma UNI 9213/6). FOTO: STUFA CONDIZIONATURA La determnazone della massa commercale, oltre a parametr sopra descrtt necesstà d un parametro convenzonale denomnato tasso d rpresa commercale o convenzonale; questa grandezza che vara da a fbra a fbra e, all nterno d una stessa fbra anche dallo stato d presentazone del materale, vene rportato nelle norme tecnche ctate, ne regolament, nelle legg nazonal, e nelle Drettve Comuntare che regolamentano le denomnazon del settore tessle (legge 883 del e succ.modfche Drettva 96/74/CE). Il tasso d rpresa convenzonale rappresenta n sntes l contenuto d umdtà che deve essere aggunto a qualsas materale tessle allo stato secco per ndvduare l esatto valore della massa commercale che deve essere sottoposta a fatturazone. Il parametro è naturalmente legato alla composzone fbrosa de materal tessl, la successva tabella, estratta dalla Drettva 96/74/CE, rporta tass d rpresa convenzonal per le sngole fbre. Nel caso d composzone msta del manufatto, la norma UNI 9213/6 rporta le modaltà d calcolo per la determnazone del tasso d rpresa proporzonale. Esempo. Determnare l tasso d rpresa proporzonale d un flato d composzone: Composzone fbrosa tass d rpresa convenzonal (R c ) 80% lana pettnata (A%) 18,25 % (T A ) 15% seta (B%) 11,00 % (T B ) 5% polammde (C%) 6,25 % (T C ) 100 R c = 100 = 16,451 % A% B% C% T T T + A B C rev.03 pag.3 d 22

4 Calcolo della massa commercale d un materale tessle: R c = tasso d rpresa convenzonale Σm o = totale delle masse orgnal delle provette d condzonatura; Σm s = totale delle masse secche delle provette d condzonatura; R cf = fattore percentuale d correzone da applcare alla massa netta per ottenere la massa commercale della partta Il fattore d correzone vene comunemente ndcato come aumento o dmnuzone d condzonatura. ms Rc R cf = m 100 Esempo: calcolo della massa commercale d una partta d tops d lana composta da: 30 balle o rev.03 pag.4 d 22

5 peso lordo = 5.062,60 kg tara dcharata = 50,70 kg peso netto = 5011,90 kg prove d laboratoro: 60 provette: massa orgnale totale (Σm o ) = ,83 g 60 provette essccate massa secca totale (Σm s ) = ,60 g R c (tasso d rpresa convenzonale) = 18,25 % Calcolo: , ,25 R cf = , = 3,90 % Massa commercale totale = 5.011,90 kg nett + 3,90 % = 5.207,364 kg da fatturare. 2.2 Metod ndrett d condzonatura Conduttometrco Metodo non uffcale basato sull ncremento d conducbltà elettrca delle fbre legato all assorbmento dell umdtà. L acqua con suo sal è, nfatt, un conduttore s seconda spece (carche elettrche trasportate da on); la sua presenza nelle fbre tessl sovrasta n manera netta la conducbltà ntrnseca delle fbre stesse; n altre parole, la conducbltà elettrca delle fbre è fortemente nfluenzata dal tenore d umdtà da esse assorbte. La msura della conducbltà elettrca a fn della determnazone del contenuto d umdtà ne manufatt tessl vene eseguta con de semplc strument con elettrod a forma d forchetta che nsert nel materale determnano la conducbltà del tessle compreso tra le due pastre. Gl strument vengono tarat per le dverse fbre, e danno orgne a msure estremamente rapde. A fronte del vantaggo della facltà e della rapdtà la msura vene nvece nfluenzata dallo stato d presentazone del materale (es varazone d denstà della confezone) e, ad esempo, dal tenore d acdtà o dalla presenza d sal sul materale stesso. Capactatv Come l precedente è un metodo non uffcale che sfrutta la varazone della capactà elettrca legata alle varazon d contenuto d umdtà de materal tessl (l acqua possede una costante delettrca par a crca 80, mentre le fbre a 4). Il metodo capactatvo, che necessta anch esso d taratura prelmnare, presenta alcun vantagg rspetto a quello conduttometrco: rmane valdo anche per bass valor d umdtà e può essere effettuata anche senza contatto dretto delle pastre del condensatore con l materale tessle (caratterstca che a permesso l utlzzazone nella msurazone n contnuo del contenuto d umdtà n balle d lana lavata e d tops con l apparecchatura Fortè. 3. DETERMINAZIONE DEI MATERIALI NON FIBROSI I materal non fbros che s accompagnano alle fbre tessl s rferscono generalmente ad mpurtà delle fbre natural, legate alle natura (anmale o vegetale) ed alle caratterstche delle fbre stesse. rev.03 pag.5 d 22

6 Una delle tpologa d materal non fbros pù frequentemente montorate è rappresentata dalle sostanze solubl n solvente organco. A questa categora d sostanze appartene, per esempo, l grasso d lana l cu tenore resduo nella lana lavata costtusce un mportante ndce d pulza della matera prma. L applcazone del metodo per la determnazone delle sostanze estrabl vene comunque anche sfruttata per determnare sostanze organche non natural, ma aggunte, come ad esempo agent lubrfcant n fase d flatura, ammorbdent ed auslar nelle fas d fnssaggo, etc. Tra metod analtc s rcordano le norme UNI 8476, UNI 9273 ed ISO Le norme ctate, descrvono un metodo per determnare la quanttà d matera non fbrosa n un campone d lana pura o n msta (UNI ISO 3074) estrable n solvent organc (dclorometano se l manufatto è n pura lana ed n etere etlco se n msta); nel caso d presenza d fbre d natura dversa dalla lana s applca la norma UNI 9273 che rsulta concettualmente dentca alle precedent, ma che prevede l utlzzazone d solvent dvers (es. 1,1,2, trfluoro 1,2,2, trcloroetano, n-esano, metanolo, etere etlco e dclorometano). I metod sono basat sull estrazone delle fbre, con gl adatt solvent, n apparecch chamat estrattor d Soxhlet: In questa apparecchatura le fbre vengono contnuamente bagnate dal solvente organco che dstllato n contnuo, vene fatto condensare n un refrgerante ad acqua, e fatto passare n un recpente che contene le fbre da estrarre. Il solvente che, attraversate le fbre, s carca de materal non fbros non drosolubl, vene raccolto nel recpente d dstllazone, da dove l solo solvente nza nuovamente l processo d evaporazone-condensazone-estrazone-raccolta. L ntero processo dura medamente 4 ore, al termne della qual, l solvente vene fatto evaporare e l estratto resduo seccato e pesato. Il rapporto percentuale n peso tra l estratto essccato ed l peso del materale sottoposto ad estrazone (consderato come peso dopo estrazone ed essccazone), costtusce l rsultato della prova. A ttolo d esempo s rcorda che la Federazone Lanera Internazonale (FLI) nel propro trattato relatvo alle transazon commercal della lana ndca l contenuto massmo d materale estrable n solvente organco n una lana lavata nel tenore dell 1,25 %. Esstono anche de metod rapd d precsone ed accuratezza scuramente nferor a quell descrtt, ma caratterzzat da una veloctà d esecuzone nettamente superore. S rcorda l apparecchatura costtuta da una spece d mbuto n accao che vene rempto del materale tessle attraverso l quale vene fatto percolare l solvente organco. Alla fne della colonna l solvente sgoccolerà su un pattello d allumno a peso costante e rscaldato che ha la funzone d far evaporare n manera pressoché stantanea l solvente, resduando l materale estrable l cu dato quanttatvo vene faclmente ottenuto per pesata. S stanno anche affaccando n quest ultm ann metodo automatzzat che prevedono l utlzzazone d flud supercrtc (es. andrde carbonca allo stato lqudo). Quest metod offrono ndubb vantagg n termn d temp d esecuzone (poch mnut a fronte d almeno 4 ore), d precsone ed accuratezza del rsultato, d rnunca alla manpolazone d solvent tossc e/o nfammabl, ma non rsultano ancora dffus per l elevato costo dell apparecchatura d anals. rev.03 pag.6 d 22

7 4. CARATTERISTICHE GEOMETRICHE DELLE FIBRE TESSILE Le caratterstche geometrche delle fbre tessl (fnezza, lunghezza e ttolo), rappresentano scuramente parametr d maggor nteresse per l controllo d qualtà, sa esso rvolto alla determnazone del valore commercale delle fbre (es. fnezza per lana, lunghezza e maturtà per cotone, denaraggo per fbre sntetche), che alla verfca d caratterstche fondamental per l mpostazone de ccl tecnologc d trasformazone. Msura della fnezza Premesse Le fbre tessl, da un punto d vsta geometrco possono essere suddvse n tre grand categore: 1. fbre a sezone crcolare (es. lana, ed alcune fbre sntetche ed artfcal [nylon, polestere, rayon cupro, etc); 2. fbre a sezone non crcolare (es. fbre lberane [lno, canapa,etc], seta, angora, alcune fbre sntetche ed artfcal [vscosa, numeros tp d acrlco, nylon trlobato, etc]); 3. fbre a sezone cava (cotone). 1. Fbre a sezone crcolare In questo caso le fbre vengono consderate come un clndro d dametro (d) e d lunghezza (l). Anche nel caso d fbre con la sezone non perfettamente crcolare (leggermente ellttca), s approssma la forma a crcolare. Conoscendo la denstà (γ) delle fbre è possble calcolare la massa (m) d una fbra sfruttando le due dmenson geometrche sopra ctata (d,l) m = (πd 2 /4. l). γ Conoscendo o determnando l dametro d una fbra sntetca a sezone crcolare (es. polestere, nylon), è possble rsalre al denaraggo (ttolo) della fbra 141,4Td d = = γ Td = γ. d 2 / 141,4 rev.03 pag.7 d 22

8 La fnezza d questo tpo d fbre può essere msurata medante l applcazone d metod mcroscopc, flussometrc e d metod elettronc con anals dell mmagne. 2. Fbre a sezone non crcolare Per questo tpo d fbre non è ovvamente possble applcare metod mcroscopc sano ess manual o elettronc con anals dell mmagne; questo perché la sezone delle fbre non è caratterzzable con la msura d un dametro. Parleremo n questo caso non d dametro delle fbre,bensì d ttolo, massa lneca o denaraggo. La msura del ttolo può essere eseguta medante l applcazone d metod flussometrc che, come vedremo n seguto, sono nfluenzat dalla superfce specfca delle fbre e drettamente dal tpo d sezone e d metod vbroscopc, che sfruttano l prncpo meccanco delle corde vbrant. 3. Fbre a sezone cava Il cotone rappresenta n pratca l unco esempo commercalmente sgnfcatvo d questo tpo d fbre. La fbra d cotone maturo nfatt s presenta come una bavella appattta l cu nterno è formato da una parte solda (parete cellulare) costtuta da pura cellulosa, che delmta una parte cava detta lumen. Da un punto d vsta commercale la msura della fnezza del cotone operata con metod flussometrc, vene sempre accompagnata dal concetto d maturtà, coè d rapporto tra la superfce totale della sezone della fbra e la superfce della parete cellulare (ndce Mcronare). Nelle fbre d cotone mmature, o n quelle morte, l ndce d maturtà rsulta puttosto basso a causa della bassa presenza d parte cellulosca nella sezone delle fbre. In quest ultmo caso s ha, tra l altro, dmnuzone della presenza d cellulosa con, ad esempo, dmnuzone dell affntà tntoral delle fbre. 5. METODI DI MISURA DELLA FINEZZA I metod pù mportant, e conseguentemente quell pù frequentemente applcat, possono essere così suddvs: metod ottc: con quest metod s msura l dametro della fbra con osservazone dretta dell osservatore n mcroscopa ottca n trasparenza (lanametro); metod elettronc con anals dell mmagne: rappresentano una varante elettronca medante anals dell mmagne de precedent metod mcroscopc; metod flussometrc: con quest metod s msura la fnezza delle fbre ndrettamente, coè msurando le perdte d carco che una determnata quanttà d fbre oppone al moto d un flusso d ara. Esstono apparecch a pressone costante ed altr a flusso costante. metod vbroscopc (per le determnazon del ttolo n fbre a sezone non crcolare): basat sul prncpo meccanco delle corde vbrant. 5.1 Metod ottc: lanametro mcroscopo a proezone rev.03 pag.8 d 22

9 Il metodo utlzzato per la msura del dametro delle fbre a sezone crcolare è stato messo a punto agl nz degl ann 50 dalla commssone tecnca della F.L.I. (Federazone Lanera Internazonale). La descrzone della procedura d prova è rportata nella norma I.W.T.O (Internatonal Wool Textle Organsaton) e nella norma talana UNI Il suddetto metodo mpega l mcroscopo ottco a proezone e, per la norma UNI, vene consderato valdo per le seguent fbre: lana e mst lana (nelle mste l metodo vene mpegato per determnare la fnezza della lana ed eventualmente anche delle altre fbre, nel caso sano a sezone crcolare; mohar, alpaca, kashmr, vgogna, pel d cammello e d conglo; fbre artfcal e sntetche a sezone crcolare. Tramte l mcroscopo a proezone vene msurato l dametro d una fbra proettata n un vsore satnato con ngrandmento par a 500x. La msura del dametro nel vsore vene effettuata n mm e rapporta al valore reale n mcron ( 1 mm = 2 µ) Preparazone del campone Per la lana lavata l campone d analzzare vene preparato prelevando 40 campon da 1 g dal lotto n esame; sngol campon vengono dvs a metà elmnandone una quota per sngolo campone. I rmanent campon da 0,5 g vengono sottopost a successve suddvson ed elmnazon fno a raggungere 40 campon cascuno costtuto da crca 25 fbre che vengono runt, ottenendo così l campone da analzzare. S passa successvamente al taglo delle 1000 fbre con l auslo d un mcrotomo (appareccho utlzzato per operare su un nseme d fbre parallele n modo da ottenere spezzon d fbre con tagl nett e con lunghezza costante). La lunghezza delle fbre ottenute dal mcrotomo deve essere compresa tra 0,4 d 1,0 mm. Le fbre taglate sono rmescolate e suddvse n 16 grupp ugual, da qual s prelevano fbre per preparare tre vetrn. Per l anals effettuata su lana sucda occorre partre da 40 campon da 2 g cascuno e prma d passare alla suddvsone de campon con la stessa procedura della lana lavata, occorre detergere le fbre dal grasso naturale presente, medante lavaggo n solvente (etere d petrolo). Nel caso d nastr pettnat o cardat l campone vene preparato prelevando 3 campon da 1 m da cannell dvers della stessa partta, operando un taglo su tutta la sezone del nastro ed ottenendo, dopo l opportuno rmescolamento e suddvsone, un campone d crca 500 fbre. Per flat s prelevano 3 campon provenent da tre untà della partta n esame; la sezone del flato d cascuna untà deve essere fatta su tratt dstant tra loro del seguente valore (espresso n gr d aspo): nr. gr d aspo = ttolo ( tex). nr. campon Le fbre da utlzzare per la preparazone d vetrn devono essere dsperse n un mezzo assolutamente non groscopco come l olo d cedro; n caso contraro s avrebbe l assorbmento d umdtà delle fbre con conseguente rgonfamento e varazon d dametro. Rmane sottnteso che materal tessl, prma d essere sottopost alla rev.03 pag.9 d 22

10 determnazone del dametro devono essere condzonat n ambente standard. Osservazone e msura de dametr Una volta preparat vetrn s procede alla msura de dametr, che deve essere effettuata per class d dametro (classe = ntervallo d 2 mcron), classfcando le fbre al lmte della classe nferore. Nella msura de dametr dobbamo tener conto che le fbre d lana sono ellttche e d conseguenza non rsulta possble la messa a fuoco contemporanea de due bord delle fbre stesse; s genera d conseguenza l cosddetto fenomeno d Becke dove s osserva un margne a fuoco e l altro caratterzzato da formazon d lnee banche [obettvo troppo vcno alle fbre] o nere [obettvo troppo lontano]. La norma prevede per una corretta msura del dametro d consderare a fuoco le fbre con una lnea d Becke chara ed un bordo a fuoco. Numero delle fbre da msurare ed ntervallo d fduca Il numero d fbre da sottoporre a msura de dametr vara n funzone della regolartà del campone. Per nastr e per flat pettnat s ha la seguente tabella d correlazone, ammettendo un coeffcente d varazone percentuale CV % = 25 %, ed un lvello d probabltà P = 95% (n 95 cas su 100 la fnezza meda vera, rsulterà compresa nell ntervallo delmtato dal valore della fnezza meda rlevata ± Intervallo d fduca [I%]). I % n. letture (N) ± 1 % 2500 ± 2 % 600 ± 3 % 300 ± 5 % 100 Per le fbre scolte l CV% può essere maggore del 25%, ed n questo caso, sempre per rev.03 pag.10 d 22

11 un lvello d probabltà P = 95%, s può calcolare l ntervallo d fduca, conoscendo CV%, con la seguente relazone: I % = ± 1,96.CV% N Esempo n.1: lotto d fbre con CV% = 25% e Intervallo d fduca rchesto I% = ± 2%; nr. d fbre da leggere (N) = 1,96.25 N = ± = Esempo n.2: lotto d fbre con CV% = 25% e nr. d fbre lette (N) = 400; Intervallo d fduca raggunto I% = Espressone de rsultat 1,96.25 I% = ± = ± 2,45% 400 I valor da fornre n questa prova sono seguent: 2 N DAM s CV% Lf numero d letture effettuate; meda artmetca del dametro della fbra espressa n mcron; scarto tpo espresso n mcron coeffcente d varazone percentuale lmte d fduca espresso n mcron Dopo aver rlevato spermentalmente N, DAM, s s può determnare l coeffcente d varazone (CV%) ed l lmte d fduca (Lf) con le seguent relazon: 100. s CV% = DAM Lf = ± I % ± 1,96 s. DAM =. = 100 n E buona norma vsualzzare l numero d fbre suddvse nelle vare class d fnezza con l stogramma relatvo alla prova; questo nfatt può permettere d valutare vsvamente se la l lotto d fbre n esame è composto da una mscela d due o pù lott d fbre con dametro dverso (curva bmodale con due massm); dall esame dell stogramma s può anche valutare se due fbre della stessa fnezza hanno una grande dspersone (ampa base dell stogramma), oppure se le fbre msurate hanno tutte un dametro molto omogeneo, e coè racchuso n un pccolo ntervallo attorno al valore medo (base dell stogramma rstretta). S rcorda che la norma UNI stablsce che per prove standard su lana, l numero d letture suffcent per ottenere rsultat con lmt d fduca accettabl sono: per DAM < 25 µ = 300 fbre per DAM 25 µ = 400 fbre rev.03 pag.11 d 22

12 S rportano d seguto stogramm relatv alla determnazone della fnezza meda delle fbre con l metodo mcroscopco (grafco 3 esempo, d curva bmodale = somma de dat provenent da grafco 1 e 2). rev.03 pag.12 d 22

13 5.2 Metod ottc elettronc con anals dell mmagne Allo stato attuale l unco metodo elettronco per la msura de dametr delle fbre a sezone crcolare, normalmente utlzzato, è basato sull anals dell mmagne fornta dallo strumento OFDA (Optcal Fber Dameter Analyser. Con questa tecnca le fbre vengono camponate con un crtero dentco a quello del lanametro. Una volta ndvduato l campone rappresentatvo, le fbre vengono taglate n spezzon d lunghezza costante medante un mcrotomo. L nseme d fbre taglata vene dsperso medante una grante su partcolar vetrn portaoggett, e vengono coperte da un vetrno analogo al precedente senza l utlzzazone d mezz lqud d dspersone ntermed tra due vetrn. Il campone con le fbre è posto nel tavolno del mcroscopo ottco che è motorzzato e comandato da computer. Alla partenza dell anals, l computer sposta automatcamente la sltta portaoggett del mcroscopo esplorando con grande veloctà tutta la superfce del campone. L mmagne acqusta dal mcroscopo medante una telecamera dgtale vene analzzata con un sofstcato software d anals dell mmagne che permette d rlevare automatcamente lo spessore delle fbre present, generando così n ca 20 second un report d anals nel quale vengono ndcat, oltre alla fnezza meda, tutt parametr d dspersone ed anche l stogramma delle fbre lette che ammontano generalmente ad un numero oscllante tra e I rsultat vengono ottenut a seguto d una procedura d calbrazone che vene effettuata facendo leggere allo strumento campon d lana gà analzzat con metodo lanametrco e costruendo così una curva d correlazone tra valore rscontrato dalla macchna ed l valore vero. La calbrazone rappresenta scuramente l momento pù delcato d tutta la procedura, e deve essere eseguta su campon d fbre dverse anche se caratterzzat da dentche fnezze; per esempo non possamo utlzzare le stesse curve d calbrazone per l kashmr e per le lane fn. La grande veloctà d esecuzone, e l enorme numero d fbre lette (con l conseguente rev.03 pag.13 d 22

14 mgloramento dell ndce d confdenza della msura) hanno fatto sì che questo metodo sa stato uffcalmente rconoscuto per la lana dalla IWTO (Draft TM 47/92). 5.3 Metod flussometrc Il prncpo del metodo è basato sull equazone d Kozeny, dove: φ = dametro della fbra k = costante dello strumento dp = depressone letta sullo strumento (a flusso costante) φ = k. dp Questa equazone, qu rappresentata n forma estremamente semplfcata (n realtà l opposzone al flusso dell ara è proporzonale alla superfce specfca delle fbre e non drettamente al dametro), permette d determnare la resstenza opposta da un tampone d fbre allo scorrmento dell ara. Infatt, tramte la msura della perdta d carco che s verfca nel flusso d ara che attraversa un tampone d fbre racchuso n un cestello d dmenson standard, forato nelle facce superore ed nferore, s può rsalre al dametro medo delle fbre che formano l campone. Applcazone del metodo flussometrco alla lana (Ar-Flow) Questo metodo può essere mpegato, generalmente per le fbre a sezon crcolar o quas crcolar, preva la costruzone d una retta d taratura. E questo l caso d utlzzazone per la msura del dametro medo delle fbre d lana. Il metodo è normalzzato dalla norma rev.03 pag.14 d 22

15 IWTO La sua applcazone rsulta estremamente rapda e, consderato l enorme numero d fbre racchuse all nterno del cestello, la precsone statstca della msura, rsulta superore a quella ottenuta con l lanametro. Rspetto a metod mcroscopc presenta l nconvenente d dare come rsultato soltanto l valore medo della fnezza e non permette d costrure l dagramma d dspersone delle msure de dametr; noltre la msura rsulta tanto pù accurata quanto maggore sarà l unformtà e la regolartà con cu le fbre verranno poste nel cestello a volume costante. Da cò derva l fatto che lo strumento ar-flow vene comunemente utlzzato per la msura de dametr delle fbre d lana ne nastr pettnat (nseme d fbre regolar e parallelzzate), mentre la msura della fnezza nelle lane lavate n focco è fortemente nfluenzata dalle modaltà con cu l campone vene posto nel cestello forato attraversato dal flusso d ara. Da un punto d vsta ntutvo è evdente che se ponamo una quanttà costante n peso d fbre n un volume costante (cestello), l numero d fbre present n un campone d maggore fnezza, sarà nettamente superore a quello contenuto n un campone d uguale peso, ma d dametro fbroso pù ordnaro. Questo porterà alla dretta conseguenza che gl spaz nterfbros che possono essere attraversat dall ara saranno mnor nel campone pù fne, con un conseguente aumento dell opposzone al flusso dell ara. Nella pratca, per procedere alla determnazone del dametro, s deve prelmnarmente provvedere alla calbrazone dello strumento, utlzzando de campon d tops d lana a fnezza nota (fnezza determnata con lanametro), ed annotando le varazon d pressone. Leggendo campon d dverso dametro s costrurà una retta d calbrazone che metterà n relazone lneare l dametro con le perdte d carco regstrate. Nel caso della msura del dametro d un campone ncognto, s procederà alla deposzone della quanttà standard d fbre nel cestello, al passaggo del flusso d ara, ed alla msurazone della perdta d carco regstrata al passaggo del flusso d ara con l cestello peno, rspetto al cestello vuoto. Il valore d depressone, rportato sulla retta d calbrazone c permetterà d ndvduare l dametro medo correlato alla varazone d pressone msurata. Da notare che le rette d calbrazone devono essere separatamente costrute anche per fbre avent dametr dentc. La determnazone della fnezza del mohar non può utlzzare quella della lana per gl stess dametr, e questo perché la rugostà superfcale delle due fbre è dversa, e d conseguenza a partà d dametro e d massa d fbre poste nel cestello s avrebbe una dversa opposzone d flusso legata alla dversa scabrostà superfcale delle fbre. Nel caso della lana l appareccho Ar-Flow è tarato per un campone d 2,5 ± 0,05 g d tops d lana, depurato delle eventual mpurezze vegetal present, e condzonato per 24 ore n atmosfera standard. Intervallo d fduca Nel caso che la fnezza della lana sa ottenuta a partre da 6 campon prelevat dallo stesso lotto e msurat nello stesso appareccho, l ntervallo d fduca (I%) delle msure arflow sarà quello ndcato nella seguente tabella I % fnezza µm ± 0,32 % < 20 µm ± 0,43 % 20,1-24 rev.03 pag.15 d 22

16 ± 0,56 % 24,1-28 ± 0,74 % 28,1-32 ± 0,95 % 32,1-36 Applcazone del metodo flussometrco al cotone (ndce Mcronare e maturtà) L applcazone del metodo flussometrco al cotone genera un rsultato che è nfluenzato, come gà detto, sa dalla fnezza che dalla maturtà. La valutazone delle due grandezze (ndce Mcronare e maturtà) deve essere sempre messa n correlazone con metod che valutno queste grandezze n manera ndpendente. Nel prmo caso s rcorre alla alla determnazone del ttolo con un metodo gravmetrco (s pesa coè un numero d fbre della qual è stata msurata anche la lunghezza); mentre per l ndce d maturtà s possono applcare metod drett d osservazone mcroscopca del numero d convoluzon present nelle sngole fbre d cotone dopo trattamento con soda al 18% (mercerzzazone). Maggore è la maturtà del cotone e maggore è l rgonfamento n soda delle fbre con la relatva perdta d convoluzon. 5.4 Metod vbroscopc Il ttolo delle fbre (o massa lneca) può essere determnato per va spermentale anche pesando con una mcroblanca alcune centnaa d fbre, delle qual è stata msurata anche la lunghezza. Se msuramo la mg e la lunghezza n mm, possamo rcavare l ttolo medo delle fbre n dtex dalla seguente espressone: dtex = massa(mg)/lunghezza(mm) Appare evdente che l suddetto metodo (metodo gravmetrco) s present come estremamente lungo e d dffcle applcazone pratca. Per tale motvo, n caso d presenza d fbre a sezone non crcolare, ed a costtuzone omogenea nella propra lunghezza (fbre artfcal e sntetche), s utlzza per la determnazone del ttolo l vbroscopo, e coè un appareccho che tende a porre n vbrazone con camp elettromagnetc o con ultrasuon, sngole fbre che vengono appese ad un dspostvo del vbroscopo con un pccolo carco determnato. Le fbre sono appese ad un morsetto fsso dal lato superore e vengono dstese medante l applcazone d un pccolo carco costtuto da una clp metallca appesa nella parte nferore. La zona centrale della fbra vene nvestta dalla scarca elettromagnetco o dall onda ad ultrasuon, e tenderà ad andare n vbrazone con una frequenza d rsonanza tpca della rev.03 pag.16 d 22

17 propra struttura. Dall equazone che regola l prncpo delle corde vbrant (fbra assmlata a corda) s evdenza che la frequenza naturale d rsonanza d una corda è legata, tra l altro alla lunghezza ed alla massa lneare della corda stessa. f = frequenza naturale d rsonanza l = lunghezza della corda m = massa lneca T = carco applcato f = 1 2l. T t Conoscut valor d m,l e T e determnato spermentalmente l valore d (f), possamo rsalre alla massa lneca (ttolo) della fbra n esame. 5.5 Interpretazone delle msure d fnezza Il rsultato d una msura spermentale è soggetto ad un certo margne d errore; questa mprecsone pù o meno grande a seconda del tpo d prova ha una grande nfluenza pratca quando le caratterstche d un prodotto devono essere confrontate con delle tolleranze commercal e quando le msure possono essere effettuate n laborator dvers (es. forntore ed acqurente). Il concetto d tolleranza d natura commercale deve essere dstnto da quello d precsone d natura tecnca, ed noltre è mportante che l ampezza della tolleranza commercale sa superore alla precsone tecnca, ed al probable errore spermentale. Se supponamo ad esempo che un forntore d lana venda un lotto d lana con fnezza d 20,5 µm, con una tolleranza d ± 0,5 µm (che n percentuale corrsponde ad una tolleranza d ± 2,4%); dovendo sceglere fra 3 seguent metod d controllo (lanametro 300 letture, lanametro 600 letture, ar-flow) occorrerà sceglere l metodo o metod che fornranno l rev.03 pag.17 d 22

18 valore medo con l I% mnore della tolleranza commercale. Confrontando gl ntervall d fduca per 3 metod menzonat, avremo: metodo I% CV% - P lanametro a 300 letture 3% CV% = 25% - P = 95% lanametro a 600 letture 2% CV% = 25% - P = 95% ar-flow (20,1 24 µm) 0,43% Volendo sceglere l metodo d anals solo da un confronto d ntervall d fduca con tolleranze d tpo commercale, è charo che dovremo sceglere l metodo ar-flow o l lanametro con 600 letture. Se usassmo l metodo con 300 letture, anche se l rsultato spermentale fosse d 20,5 µm, l ntervallo d fduca con una I% del 3% sarebbe par 21,115 µm 19,885µm, e coè superore alla tolleranza commercale dcharata. S rportano nella seguente tabella le tolleranze commercal ammssbl su due partte d tops d lana pettnata, effettuate su 3 campon d 1m prelevat da 3 dverse bobne della stessa partta ed analzzate con l metodo del lanametro e la tolleranza delle msure d lane gregge effettuate con l ar-flow: fnezza n µm lanametro (*) ar-flow (**) n. letture tolleranza tolleranza < 20 µm 300 ± 0,7 µm ± 0,5 µm 20, ± 0,8 µm ± 0,6 µm 24, ± 1,0 µm ± 0,8 µm 28, ± 1,2 µm ± 0,9 µm 32, ± 1,4 µm ± 1,1 µm (*) = tolleranze commercal per le anals lanametrche e flussometrche rportate Blue Book Tratè d Arbtrage F.L.I. 5.6 Utlzzazone de valor d fnezza Alcune vecch metod per esprmere la fnezza s rfervano alla flabltà della lana, come per esempo l espressone della fnezza nglese e francese; queste espresson d fnezza erano prevalentemente delle classfche d natura commercale che esprmevano rapdamente l massmo ttolo d flato ottenble da una lana con una determnata fnezza. Nella progettazone d un flato, comunque, oltre al valore d fnezza della lana, è anche fondamentale valutare parametr della dspersone che danno ndcazon n merto alle regolazon delle macchne d flatura ed a cal d lavorazone. Il valore d fnezza d una lana può essere utlzzato, n pratca, per porre n relazone l numero d fbre per sezone d un flato, n relazone al ttolo del flato da realzzare ed al dametro medo delle fbre mpegate. rev.03 pag.18 d 22

19 Infatt, sapendo che: DRCM = dametro medo fbre con metod gravmetrc DAM = dametro medo fbre con metod lanametrc o flussometrc DRCM = DAM. 1+ ( CV %/100) 2 e che la denstà della lana è 1,31 g/m 2, s ottene la seguente relazone: ns = n. fbre per sezone p = ttolo (tex) flato q = ttolo (Nm) flato ns = 971,9. p DRCM 2 = DRCM. q sapendo che l numero d fbre per sezone (ns) deve essere maggore d 30 40, s potrà utlzzare la formula per porre n relazone l ttolo del flato con la fnezza della fbra da mpegare. 6. METODI DI MISURA DELLA LUNGHEZZA 6.1 Classfcazone de metod I metod per la determnazone della lunghezza delle fbre tessl possono essere suddvs n due categore: metod operant su fbre sngole: metod manual e semautomatc de qual un tpco esempo è rappresentato dal metodo oggetto della norma I.W.T.O che prevede l utlzzazone dell appareccho Wra Lengh Machne. Metod applcat su grupp d fbre: tpco l metodo automatco oggetto della norma I.W.T.O. 17/67 (F) che prevede l utlzzazone dell apparecchatura AL-METER. Il metodo su fbra sngola d tpo manuale consste nel selezonare un centnao d fbre dal campone da analzzare, d pnzarle alle estremtà n modo da compensare con leggera trazone l eventuale arrccatura presente, e nel msurare la lunghezza con una scala graduata n mllmetr. L operazone può essere condotta con le fbre dsperse n glcerna appoggate su un vetro posto al d sopra d una tavoletta d velluto nero. Il metodo è ovvamente estremamente lento, nfatt per raggungere rsultat statstcamente sgnfcatv, n presenza d fbre con CV% mportant (es. lana CV% = 50%), s devono msurare un gran numero d fbre (crca ). Allo stato attuale l metodo è utlzzato prevalentemente a scop d rcerca, oppure nella determnazone della lunghezza del kashmr n focco effettuata ne paes d orgne (prevalenza Cna). Il metodo semautomatco effettuata sempre su fbre sngole con lo strumento Wra Lengh Machne, rende pù spedta la msura e meno soggettva la forza applcata per elmnare l arrccatura presente nelle fbre. I metod che prevedono l anals grupp d fbre esstono del tpo semautomatco (esempo selezonator a pettne, orma obsolet) e quell elettronc, de qual lo strumento Al-Meter rev.03 pag.19 d 22

20 costtusce scuramente l apparecchatura pù utlzzata a lvello commercale. Questo strumento, operante su grupp d fbre con un metodo capactatvo, è veloce ed affdable e fornsce rsultat d lunghezza meda proporzonal alla sezone della fbra o al suo peso. 6.2 Concett d: altezza (H) e barba (B) S defnsce: altezza (H): la lunghezza meda della fbra pesata rspetto alla sezone delle fbre stesse; barba (B): la lunghezza meda delle fbre pesata rspetto al peso delle fbre stesse. I concett d altezza e d barba possono essere llustrat con l seguente esempo: l = lunghezza φ = sezone w = peso L altezza (H), dervante dalla defnzone può essere cos calcolata: H = nel caso partcolare che φ sa costante, semplfcando s otterrebbe la seguente relazone: H = l 3 che non è altro che la meda artmetca della lunghezza. Consderando (γ) la denstà della fbra s ha: w = l. φ. γ che rappresenta l peso d una sngola; dalla defnzone d barba (B) s ottene: l φ φ B = l w w Se l campone n esame è composto da fbre della stessa denstà (γ), s può calcolare B, sosttuendo a w la propra defnzone: rev.03 pag.20 d 22

21 B = l. l. φ. γ l. φ. γ = l 2 l. φ. φ 6.3 Calcolo de parametr d dspersone La dspersone della dstrbuzone della lunghezza delle fbre può essere caratterzzata dal coeffcente d varazone CV %, calcolato sa per la lunghezza delle fbre proporzonale alla sezone (CVH), sa per quella proporzonale al peso (CVB). Rcordando che l CV s orgna dal rapporto tra lo scarto tpo (σ) e la meda della grandezza n esame, con passagg matematc s arrva a defnre coeffcent d varazone come: 2 BH H B H CVH% =.100 = H H C CVB% = B φ. l dove C = φ. l l 2. Dalle due espresson s può rcavare la seguente relazone tra l valore d B e d H. 6.4 Appareccho AL- METER B = H. (CVH 2 +1) Con questa apparecchatura è possble determnare, dopo aver preparato l provno d fbre n base ad una procedura standardzzata, la lunghezza meda delle fbre, proporzonale alle sezone (H) ed al peso (B), nonché la percentual d fbre present nel campone, nferor ad una determnata lunghezza. Dopo aver estratto dal top d fbre un campone d ca 1 grammo, ottenuto per pettnature successve e sovrapposzone coda-coda delle fbre stesse sulla tavoletta ad agh, questo vene ntrodotto nell appareccho per la valutazone del parametro della lunghezza. L appareccho rleva con un condensatore d struttura partcolare, la varazone d massa delle fbre medante la varazone d capactà dovuta alla modfca che s verfca nel delettrco. Il campone, dopo essere stato allneato sul supporto d trasporto, vene trascnato all nterno dell appareccho passando, così, fra le armature del condensatore a veloctà costante. Durante questo passaggo vene eseguta la lettura delle fbre contenute nel campone. Dall elaborazone de dat s determna l altezza (H), la barba (B), l dagramma cumulatvo ed l valore d CVH. La versone completamente elettronca è dotata d un elaboratore auslare che permette d fornre drettamente l valore d H e d B, l stogramma d altezza, l dagramma cumulatvo d barba, l stogramma d barba, ed valor de coeffcent d varazone CVH e CVB, oltre anche alla percentuale d fbre d lunghezza nferor ad un determnato valore. rev.03 pag.21 d 22

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