UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Escola de Artes, Ciências e Humanidades
Júlia Baruque Ramos ([email protected])
Adriana Yumi Sato Duarte
Regina Aparecida Sanches
Waldir Mantovani
Testes Físicos de Controle de
Qualidade da Fibra e Fio de Algodão
São Paulo
2008
Algodão
O algodão é a principal fibra têxtil de origem vegetal no Brasil
e no mundo. O algodão é uma fibra de semente vegetal
(Gossypium herbaceum). Quando seca, a fibra de algodão é
quase inteiramente composta por celulose (88 a 96%). Além
de celulose, ela contém pequenas porções de proteína,
pectina, cera, cinzas, ácidos orgânicos e pigmentos
Algodão
Trata-se de uma fibra fina, de comprimento variando entre 24 e 38 mm e,
por não apresentar grandes exigências em relação ao clima ou ao solo,
pode ser produzido em praticamente todos os continentes.
No entanto, é uma planta de cultura delicada e muito sujeita a pragas,
sendo grande consumidora de desfolhantes, herbicidas e fungicidas.
Seu preço é regulado pela oferta, demanda e classificação de qualidade,
especialmente em relação às características da fibra, como, por exemplo,
o índice de uniformidade e o teor de impurezas presentes na matériaprima (fardos).
Principais Testes Físicos
Natureza – Refere-se à sua classificação como matéria-prima.
Morfologia – A vista longitudinal e o corte transversal que caracterizam a
forma da fibra.
Fibra de algodão
Fibra de algodão mercerizado
Principais Testes Físicos
Comprimento – É a dimensão da fibra em seu estado natural.
Comprimento Médio da Fibra (UHM) é determinado eletronicamente,
considerando-se o comprimento médio da metade mais longa do feixe de fibras
em 32 subdivisões de polegada. Este procedimento reproduz com grande
fidelidade o comprimento visual, executado pelo classificador.
Uniformidade de Comprimento (%) que é a relação entre o comprimento
médio e o comprimento médio da metade mais longa do feixe de fibras. No caso
do algodão “upland”, deve-se adotar como referência de qualidade um mínimo de
83% de uniformidade.
Índice ou Conteúdo de Fibras Curtas (%) que é a freqüência expressa em
função do peso ou da quantidade de fibras com comprimento inferior a 12,7 mm.
Tem-se como uma amostra de boa qualidade de algodão aquela que contiver no
máximo 7% de fibras curtas.
Principais Testes Físicos
Finura ou Fineza – É a medida do diâmetro da fibra. No caso do algodão, o
Índice Micronaire, também conhecido como “finura de fibra”, é um índice
adimensional, indicador da resistência de uma determinada massa de fibras a um
fluxo de ar, à pressão constante, em câmara de volume definido. Este índice, que
é fortemente influenciado pelo conteúdo de celulose presente na parede
secundária da fibra, permite estimar a quantidade de fibras que irão compor a
seção transversal do fio e, portanto, sua resistência e regularidade em função de
comprimento. O índice micronaire exerce forte influência na eficiência de limpeza
e de remoção de “neps”, na resistência à ruptura e na uniformidade de massa dos
fios, bem como no tingimento de fibras, fios e tecidos. Usualmente comercializa-se
algodão entre os limites 3,9 e 4,5 de micronaire, sendo ideais os compreendidos
entre 3,8 a 4,2.
Principais Testes Físicos
Elasticidade – É a capacidade que a fibra possui de recuperar, total ou
parcialmente, o seu comprimento inicial, após a cessação da força que a
deformava .
Resiliência – É a propriedade que têm as fibras de voltarem ao seu estado
original tão logo seja retirada a carga ou a força que as comprimia.
Flexibilidade – É a propriedade que a fibra possui de suportar a flexão.
Fiabilidade – É a propriedade que a fibra possui de se transformar em fio.
Resistência – É a capacidade que a fibra tem de suportar uma carga até romperse. A resistência a ruptura é expressa em g/tex (universal) e gf/tex (Brasil), sendo
que este parâmetro de qualidade representa a força máxima necessária para
romper um feixe de fibras. Atualmente, espera-se encontrar, para fibras de
algodão entre 28 e 29 mm, uma resistência mínima de 26 g/tex.
Principais Testes Físicos
Potencial de Formação de Neps em Fibras de Algodão.
Umidade e “Regain”– Umidade é o percentual de água que o material possui em
relação ao seu peso úmido (PU). “Regain” é o percentual de água que o material
possui em relação ao seu peso seco (PS) até atingir o ponto de equilíbrio com a
umidade relativa ambiente (medida com auxílio de um psicômetro). A
porcentagem de “regain” é sempre maior do que o percentual de umidade.
Cor, Lustro e Reflectância – A cor é inerente à natureza da fibra. O lustro é o
brilho natural da fibra. A forma da fibra também tem influência no brilho. Quanto
mais lisa e circular, maior brilho a fibra apresenta. A reflectância (Rd %) representa
uma escala que varia do branco ao cinza. Quanto maior a reflectância da fibra,
menor será o seu acinzentamento, e, portanto, maior o interesse da indústria
têxtil.
Principais Testes Físicos
Determinação do Percentual de Matéria Não Fibrosa no Algodão.
Maturidade – É o grau de desenvolvimento da parede da fibra. Para duas fibras
de mesmo diâmetro, a mais madura será aquela que tiver parede mais espessa
na sua seção transversal.
“Universal Standards for
American Cotton”
Todas as medidas instrumentais aceitas atualmente pelo USDA são executadas
pelo “High Volume Instrument” (HVI), aparelho patenteado pela Uster
Technologies, uma das principais companhias para controle da qualidade de
matéria têxtil.
A qualidade da fibra do algodão é determinada por três fatores, a saber, pela cor
do algodão descaroçado, da pureza (a ausência de corpos estranhos) e da
qualidade do processo de descaroçamento, e do comprimento das fibras.
“Universal Standards for
American Cotton”
Na classificação HVI (High Volume Instrument), a cor do algodão é medida pelo
grau da reflectância (Rd) e de amarelamento (+b). A reflectância indica quão
brilhante ou fosca é uma amostra, e o amarelamento indica o grau de pigmento da
cor. Um código de cor de três números é usado para indicar a classe da cor. Esta
classe da cor é determinada encontrando o quadrante da carta de cor em que os
valores do Rd e do +b se cruzam.
Por exemplo, uma amostra com um valor de Rd de 72 e um valor de +b de 9.0
teria um código de cor de 41-3. Na classificação do algodão, a classe da cor do
algodão do “upland americano” é determinada usando a carta de cor de HVI
(medida pelo instrumento), o qual é provido para fornecer os padrões de classe
que estão na custódia do USDA (os padrões universais acima mencionados do
algodão usados por classificadores humanos para determinar a classe oficial da
cor).
Colour
White
“Universal
Standards
for
American
Light Spotted
Spotted
Tinged
Cotton”
Yellow stained
Below Grade
Colour Grade
Good Middling
Strict Middling
Middling
Strict Low Middling
Low Middling
Strict Good Ordinary
Symbol
GM
SM
Mid
SLM
LM
SGO
Good Ordinary
GO
Good Middling Light Spotted
Strict Middling Light Spotted
Middling Light Spotted
Strict Low Middling Light Spotted
Low Middling Light Spotted
Strict Good Ordinary Light Spotted
Good Middling Spotted
Strict Middling Spotted
Middling Spotted
Strict Low Middling Spotted
Low Middling Spotted
Strict Good Ordinary Spotted
Strict Middling Tinged
Middling Tinged
Strict Low Middling Tinged
Low Middling Tinged
Strict Middling Yellow Stained
Middling Yellow Stained
Below Grade-(Below Good BG 81
Ordinary)
Below Grade-(Below Strict Good BG 82
Ordinary Light Spotted)
Below Grade-(Below Strict Good BG 83
Ordinary Spotted).
Below Grade-(Below Low BG 84
Middling Tinged)
Below Grade-(Below Middling Yellow BG 85
Stained)
GM Lt Sp
SM Lt Sp
Mid Lt Sp
SLM Lt Sp
LM Lt Sp
SGO Lt Sp
GM Sp
SM Sp
Mid Sp
SGM Sp
LM Sp
SGO Sp
SM Tg
Mid Tg
SLM Tg
LM Tg
SM YS
Mid YS
BG
BG
BG
BG
BG
“Universal Standards for
American Cotton”
A classe de resíduos descreve o conteúdo de folhas ou de resíduos no
algodão. A pureza, com respeito à presença de corpos estranhos
(desperdícios tais como folhas ou terra), é primordial. Há 7 classes oficiais
para o algodão de “upland americano”. Todas são representadas por padrões
físicos oficiais de custódia do USDA. Além, há um “Bellow Leaf Grade Cotton”
descritivo para o “upland americano” de grau menor que 7.
Leaf Grade
Leaf Grade 1
Leaf Grade 2
Leaf Grade 3
Leaf Grade 4
Leaf Grade 5
Leaf Grade 6
Leaf Grade 7
Below Leaf Grade
Symbol
LG1
LG2
LG3
LG4
LG5
LG6
LG7
BLG
Code No.
1
2
3
4
5
6
7
8
“Universal Standards for
American Cotton”
O comprimento da fibra é definido como o comprimento médio da metade mais
longa das fibras (comprimento médio da metade superior). Por afetar a resistência
e a regularidade do fio, e pela eficiência do processo de fiação, o comprimento da
fibra tem uma grande influência na qualidade e no preço. O comprimento da fibra,
medida em polegadas e em frações de polegada, é classificado de acordo com os
seguintes códigos:
Length (inches)
< 13/16
13/16
7/8
29/32
15/16
31/32
1
1-1/32
1-1/16
1-3/32
1-1/8
1-5/32
Code
24
26
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
Length (inches)
1-3/16
1-7/32
1-1/4
1-9/32
1-5/16
1-11/32
1-3/8
1-13/32
1-7/16
1-15/32
1-1/2
Code
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
“Universal Standards for
American Cotton”
A uniformidade do comprimento é a relação entre o comprimento médio e o
comprimento médio da metade superior em uma amostra. É medida nas mesmas
amostras do algodão que são usadas para medir o comprimento da fibra e
relatada como uma porcentagem. Quanto mais elevada a porcentagem, maior a
uniformidade. O algodão com um baixo índice da uniformidade provavelmente tem
uma porcentagem elevada de fibras curtas e pode ser difícil de processar.
Descriptive Designation
Very Low
Low
Average
High
Very High
Length Uniformity
Below 77
77 - 79
80 - 82
83 - 85
Above 85
“Universal Standards for
American Cotton”
A medida da resistência (tenacidade) da fibra é feita prendendo e
rompendo um pacote de fibras das mesmas amostras do algodão que são
usadas para medir o comprimento da fibra. Os resultados são relatados nos
termos de gramas por tex (uma unidade do tex é igual ao peso em gramas de
1.000 metros de fibra). Os termos descritivos listados abaixo podem ser úteis
em explicar os resultados da medição.
Descriptive Designation
Weak
Intermediate
Average
Strong
Very Strong
Strength (grams per tex)
23 & below
24 - 25
26 - 28
29 - 30
31 & above
Controle de Qualidade na Fiação
HVI – Instrumento de medição para altos volumes, mede com precisão e rapidez
as propriedades físicas do algodão, como comprimento, resistência, alongamento,
cor e conteúdo de impurezas da fibra. Faz a separação que permite novos níveis
de controle da armazenagem e seleção de mistura e a regulagem adequada das
máquinas.
Controle de Qualidade na Fiação
Medição neps/grama – Mede a quantidade de neps/grama do algodão em pluma,
entrada/saída de cardas e fitas de penteadeiras. Este controle permite o
acompanhamento da qualidade do algodão, eficiente de cardagem e índice da
saída de neps durante o processo. A presença de neps nos fios de algodão afeta
a qualidade e o valor do produto acabado.
Controle de Qualidade na Fiação
Medição neps/grama – Mede a quantidade de neps/grama do algodão em pluma,
entrada/saída de cardas e fitas de penteadeiras. Este controle permite o
acompanhamento da qualidade do algodão, eficiente de cardagem e índice da
saída de neps durante o processo. A presença de neps nos fios de algodão afeta
a qualidade e o valor do produto acabado.
Controle de Qualidade na Fiação
Regularímetro – Neste teste é analisada a regularidade do fio, determinando o
coeficiente de variação da massa, os pontos finos e grossos, neps e a pilosidade
do fio, prevendo a qualidade do tecido final. Alguns resultados são fundamentais
na regularidade do fio:
C.V.%: Percentual do coeficiente de variação da massa.
Pontos finos: Pontos com 30 mm de comprimento e massa 50% abaixo da média.
Pontos grossos: Pontos com 30 mm de comprimento e massa 50% acima da média.
Neps: Pontos com diâmetro 200% (fiação anel) e 280% (fiação open-end) acima da média,
em comprimento médio de 3 mm.
Pilosidade: Índice de pilosidade do fio.
Sh(-): Desvio padrão da pilosidade
Diagrama: Indica as variações da seção, avalia anomalias raras ou de longo período não
detectadas pelo espectograma. Ex: curva senoidal.
Espectograma: Indica se as variações são casuais ou periódicas e qual seu comprimento.
É indicado para determinar a localização de defeitos e estiragem.
Controle de Qualidade na Fiação
Regularímetro
Controle de Qualidade na Fiação
Dinamômetro – Este teste tem por objetivo medir a resistência (tenacidade) e o
alongamento do fio.
Controle de Qualidade na Fiação
Aspa – Através dos aparelhos de análise Aspa e Balança, ocorre a medição do
título do fio.
Controle de Qualidade na Fiação
Seriplano – Avalia-se a aparência visual do fio.
Controle de Qualidade na Fiação
Torcímetro – Mede a quantidade de torções por metro no fio.
Controle de Qualidade na Fiação
Coeficiente de Atrito do Fio – Mede o coeficiente de atrito do fio, verificando se
a parafinagem está sendo aplicada corretamente.
Considerações Finais
As propriedades físicas da fibra determinam a sua qualidade ou valor tecnológico.
No entanto, o conceito de qualidade do algodão sofreu modificações em função
das atualizações tecnológicas.
Muitos dos testes preconizados hoje em dia são realizados pelo “High Volume
Instrument” (HVI), aparelho patenteado pela Uster Technologies, em adição ou
como um substituto para a visão humana, notadamente para substituição das
análises de comprimento da fibra, tenacidade, índice micronaire (uma medida da
finura do algodão), grau de cor, cor Rd (reflectância), cor +b (amarelamento), e
porcentagem de resíduos.
Apesar das novas tecnologias serem mais caras, é vital para os países produtores
sua rápida adaptação aos padrões de qualidade como maneira de manterem sua
competitividade no mercado mundial.
Bibliografia
Albuquerque, F.F.; Vieira O.F. Controle de Qualidade na Indústria de Fiação e Tecelagem. Vol. I e II.
SENAI, Rio de Janeiro, 1988.
Araújo, M.; Melo e Castro, E.M. Manual de Engenharia Têxtil. Volumes I e II. Fundação Caloustre
Gulbekian, Lisboa (Portugal), 1984.
Bayer - Fibras 100%. Qualidade final: Algodão. Revista Bayer CropScience, Jun/05: 3-4, 2005.
Bayer - Do campo até o consumidor. Revista Bayer Report, Jan/08: 34-9, 2008.
Controle de Qualidade Têxtil II - Protocolos dos Testes Físicos. Apostila do Curso de Química - Ramo de
Controle de Qualidade dos Materiais Têxteis da Universidade do Minho (Portugal), 2001.
INCOFIOS - Empresa de Fiação em Santa Catarina (Brasil). Arquivo capturado em outubro/08.
(www.incofios.com.br)
Oliveira, M.H. Principais Matérias-Primas Utilizadas na Indústria Têxtil. BNDES Setorial, Rio de Janeiro,
n. 5: 1-40, mar. 1997.
 Ribeiro, L.G.; Andrade Filho, J. Introdução à Engenharia Têxtil. Volumes I, II e III, SENAI, Rio de
Janeiro, 1987.
UNCTAD - United Nations Conference on Trade and Delopment - Commodities Information: Cotton
Quality. Arquivo capturado em outubro/08.
(http://www.unctad.org/infocomm/anglais/cotton/quality.htm)
Wikipedia: Algodão. Arquivo capturado em outubro/08.
(http://pt.wikipedia.org/wiki/Algod%C3%A3o).
Agradecimentos
Projeto 408AC0345
Mapeamento e estudo de fibras de espécies vegetais com
empregabilidade
têxtil,
de
biomas
tropicais
ou
tradicionalmente manejadas por comunidades locais,
visando a sustentabilidade de seu plantio e/ou manejo com
conservação do ecossistema