Dicţionar tehnic textil

Bumbacul este o fibră vegetală ce provine din fructele (capsulele) plantei de bumbac. Sunt fibre celulozice cu un conţinut de 96,13% celuloză pe lângă care se mai află substanţe pectice 1,92 %, substanţe proteice 0,87%, ceruri şi grăsimi 0,63%, şi conţinut mineral 0,45%.

Conţinutul de celuloză conferă fibrelor de bumbac supleţe şi rezistenţă, elasticitate, capacitate de finisare şi proprietăţi chimice specifice.

Fibrele de bumbac au culoarea albă sau alb-gălbuie, un luciu redus şi densitatea de 1,48 ... 1,52 g/cm³.

Caracteristicile principale ale bumbacului privite prin prisma creatorului de fir sunt:

Lungimea fibrei de bumbac

Lungimea fibrelor de bumbac este privită sub diferite forme:

• lungimea medie (mean length) este lungimea corespunzătoare valorii medii ce se obţine având ca pondere numărul de fibre din clasa de lungime sau masa fibrelor din clasa de lungime;
• lungimea mediană (50% span length) este lungimea corespunzătoare frecvenţei cumulate de 50%;
• lungimea modală ( modal lenth) este lungimea corespunzătoare frecvenţei maxime;
• lungimea corespunzătoare procentului de 2,5% (2,5 % span lenth) arată că 2,5% din fibre au lungimea mai mare decât lungimea corespunzătoare acestui procent.
• Lungimea medie a lungimilor mai mari decât lungimea mediană ( UHML - Upper Half Mean Length);
• Lungimea filatorului este lungimea medie a fibrelor mai lungi decât lungimea modul.

Din punct de vedere al lungimii, bumbacul se clasifică în:

bumbac extralung	peste 36 mm
bumbac lung	33...36 mm
bumbac mijlociu	28...32 mm
bumbac scurt	24...28mm
bumbac foarte scurt	sub 24 mm

Procentul mare de fibre sub 12 mm determină creşterea numărului de nopeuri din semifabricate.

După lungime fibrele se notează: ex. 31/32 ce arată că lungimea filatorului este între 31,2 şi 32, 1 mm)

In privinţa bumbacului american (SUA), pentru aprecierea lungimii se consideră valoarea corespunzătoare procentului de 2,5% din .diagrama cumulativă, astfel:

sub 1,00 ţol	bumbac scurt
1,00 - 1,14 ţoii	bumbac mediu
1,15 - 1,29	ţoii bumbac lung
peste 1,29 ţoii	bumbac extralung

Variaţia lungimii fibrelor de bumbac, apreciată prin coeficientul de variaţie, permite stabilirea gradului de uniformitate al fibrelor, astfel:

sub 26 %	coeficient de variaţie foarte mic;
26 - 29 %	coeficient de variaţie mic;
30 - 33 %	coeficient de variaţie mijlociu;
34 - 37 %	coeficient de variaţie mare;
peste 37%	coeficient de variaţie foarte mare.

Industrial, pentru aprecierea uniformităţii lungimii se foloseşte baza ce reprezintă suma frecvenţelor relative (%) a celor cinei clase vecine lungimii modul. Baza variază între 27 şi 41 % .

Caracterizarea uniformităţii lungimii fibrelor de bumbac se apreciază prin indicele - uniformitatea (R) care se determină prin produsul dintre lungimea modală şi baza. Bumbacul se consideră uniform dacă uniformitatea este mai mare de 1000.

Uniformitatea lungimii se mai apreciază prin:

• raportul dintre lungimea mediană şi lungimea corespunzătoare procentului de 2,5%, exprimat în procente (uniformity ratio);
• raportul dintre lungimea medie şi lungimea medie a fibrelor mai lungi decât lungimea mediană exprimat în procente (uniformity index).

Lungimea fibrelor de bumbac influenţează parametrii tehnologici în procesele de prelucrare. Cu cât fibra este mai lungă cu atât se pot fila fire mai fine şi mai rezistente. Astfel, pentru fiecare milimetru în plus se pot obţine fire mai fine cu trei până la zece numere metrice, iar prin creşterea lungimii filatorului de la 25/26 mm la 31/32 mm, rezistenţa firelor la întindere creşte cu 20 %.

Utilizând fibre de bumbac cu lungime mai mare, se poate obţine rezistenţa necesară a firelor cu un grad de torsionare mai mic.

Cu cât uniformitatea bumbacului este mai bună cu atât firele sunt mai rezistente şi caracteristicile lor sunt mai uniforme. Prin pieptănare se elimină fibrele scurte şi defecte şi se obţin fire mai fine, netede şi uniforme.

Prin creşterea bazei cu 1%, rezistenţa specifică a firelor creşte cu 1,1%

 

Conţinutul de fibre scurte

 Conţinutul de fibre scurte este format de procentajul de fibre cu lungimea mai mică de 0,5 inch sau 12,7 mm. Acest procent este influenţat de tratamentele mecanice din timpul recoltării, de la egrenare, din procesele de curăţire şi destrămare precum şi din celelalte faze tehnologice de prelucrare ale fibrelor.

Conform datelor obţinute cu instalaţia Uster AFIS PRO, conţinutul de fibre scurte este determinat după număr de fibre şi după masa fibrelor, astfel bumbacul este clasificat pe niveluri în tabel: 

 Conţinutul de fibre scurte trebuie controlat după destrămare - curăţire şi cardare. El se reduce, în principal, după pieptănare. Acesta influenţează performanţele filării şi calitatea firului.

Fineţea fibrelor de bumbac

 Fineţea fibrelor de bumbac variază între Nm 2000 (5 dtex) şi Nm 10000 (1 dtex).

În funcţie de fineţea exprimată în micronaire fibrele de bumbac se clasifică: 

sub 3,0	fibră foarte fină (>Nm 8500)
3,0 - 3,9	fibră fină(Nm 8500- 6500)
4,0 - 4,9	fibră de fineţe medie (Nm 6400-5200)
5,0-5,9	fibră groasă ( Nm 5200-3800)
peste 6,0	fibră foarte groasă (<Nm 4200).

 Între fineţea în Nm şi valoarea micronaire (M) există relaţia: Nm = 25 400/M

Fineţea fibrelor de bumbac influenţează fineţea firelor, prin numărul minim de fibre din secţiunea transversală de 30 fibre.

La acelaşi fir, prin utilizarea de fibre mai fine se obţine un număr mai mare de fibre în secţiune care are ca efect micşorarea neregularităţii secţionale. Variaţia secţională a firelor de bumbac se apreciază prin indicele de neregularitate care are următoarele valori: 

pentru fire din bumbac cardat (Nm 20-70)	1,6-2,5;
pentru fire din bumbac pieptănat (Nm 50-140)	1,3-1,6.

 De asemenea se obţine creşterea rezistenţei firelor, datorită participării unui număr mai mare de fibre la solicitarea de întindere.

Gradul de maturitate al fibrelor de bumbac

 Se apreciază prin indicele de maturitate care se calculează diferit în funcţie de metoda de măsurare. Astfel, cu

micrometrul ocular se apreciază prin raportul dintre grosimea canalului şi grosimea peretelui dublu al fibrei şi ia valori de la 5,0 din 0,5 în 0,5 până la zero.

Prin tratarea fibrelor cu 18% sodă caustică şi examinate sub microscop, bumbacul se apreciază prin raportul de maturitate.

Raportul de maturitate clasifică bumbacul pe clase astfel: 

Conform metodei de măsurare a instalaţiei Uster AFIS PRO, între maturitatea fibrei sau gradul de îngroşare, conţinutul de fibre imature IFC (Immature Fiber Content) şi fineţea (mtex) există o relaţie care se prezinta astfel: 

Rezistenţa la rupere a fibrelor de bumbac

 Rezistenţa fibrelor de bumbac depinde, în mare măsură, de conţinutul de celuloză, de soiul bumbacului şi de gradul de maturitate.

Rezistenţa fibrelor de bumbac variază de la 2,5 cN până la 7 cN.

Rezistenţa fibrelor apreciată prin rezistenţa specifică Pressley (indicele Pressley * 10,8116 - 0,12), corespunzător indicelui Pressley obţinut pe dinamometrul Pressley cu distanţa zero între cleme, permite aprecierea calităţii bumbacului, astfel: 

sub 70	bumbac foarte slab
70 – 74	bumbac slab
75 – 80	bumbac mediu
81-86	bumbac rezistent
87 – 92	bumbac foarte rezistent
peste 93	bumbac excelent

în funcţie de lungimea fibrelor se pot clasifica fibrele de bumbac din punct de vedere al rezistenţei specifice Pressley (R_sp în 1000 libre/ţol2), astfel:

Alungirea la rupere a bumbacului

 Alungirea la rupere exprimată în procente permite clasificarea bumbacului, astfel: 

sub 5,3 %	alungire foarte mică;
5,4 - 6,2 %	alungire mică;
6,3 - 7,1 %	alungire mijlocie;
7,2-8,0%	alungire mare;
peste 8	alungire foarte mare.

 Alungirea depinde de soiul bumbacului, de umiditatea şi temperatura mediului, de gradul de maturitate şi de gradul de oboseală la care sunt supuse în timpul prelucrării.

Higroscopicitatea fibrei de bumbac

 Fibra de bumbac este higroscopică, cu afinitatea mare pentru apă, ajungând până la 20% din masa ei. Din acest motiv tranzacţiile comerciale se fac la conţinutul legal de umiditate de 8,5% (repriza).

Creşterea conţinutului de umiditate are influenţă pozitivă asupra rezistenţei fibrei.

Culoarea bumbacului

 Culoarea naturală a bumbacului este, în general, alb-gălbui şi în funcţie de soi şi condiţii climatice de cultivare, culoarea poate fi albă, alb-gălbuie, gălbuie, cărămizie, puţin roşcat, gri, pestriţ, alb cu pete galbene sau închise.

Luciul fibrelor de bumbac

Bumbacul cu fibră groasă are un luciu mat, iar cel cu fibră fină este mai lucios.

Impurităţi 

 Bumbacul, după egrenare, conţine anumite procente de impurităţi sub formă de seminţe fărâmiţate, cojiţe, resturi de frunze, corpuri străine (nisip, lemn etc.) precum şi o serie de defecte sub forma de nopeuri, sforieele, fibre lucioase şi fibre necoapte.

În funcţie de conţinutul acestor impurităţi (de la 1 % până al circa 20%) se determină încadrarea bumbacului în clase de calitate.

Conform rezultatelor obţinute pe instalaţia Uster AFIS PRO, conţinutul de resturi vegetale, conţinutul de praf şi V.F.M. (Visible Foreign Matter) care conţine ambele impurităţi, se stabilesc următoarele niveluri: 

Nopeuri 

 Nopeul reprezintă aglomerări de fibre ce apar în timpul recoltării, proceselor de egrenare, de curăţire şi de destrămare. Conform datelor obţinute pe instalaţia Uster AFIŞ PRO, conţinutul de nopeuri/gram împarte bumbacul pe următoarele niveluri:

 Nopeurile sunt formate din fibrele de pe cojile de seminţe (seed coat neps) în timpul egrenării. Conform datelor obţinute de instalaţia Uster AFIS PRO, bumbacul este împărtit pe niveluri astfel: 

Comportarea bumbacului faţă de produse chimice 

Soluţiile de acizi minerali 5%, soluţii slabe, distrug fibrele. Pe aceasta proprietate se bazează curăţirea fibrelor de lâna de scaieţi, ciulini, etc. (resturi vegetale). Acizii minerali mai concentraţi distrug fibrele bumbacului. Spălarea se realizează cu detergenţi cu PH pana la 9,5. Soluţiile alcaline concentrate distrug fibrele. La o concentraţie de 26% hidroxid de sodiu (NaOH) are loc mercerizarea bumbacului, care consta în tratarea la rece 15-20%, timp scurt 1-2 minute, urmată de o întindere; prin mercerizare se îmbunătăţeşte luciul, proprietăţile de absorbţie şi afinitatea faţă de coloranţi (se vopsesc mai uşor şi mai frumos). Ca efect secundar al mercerizării, creste si rezistenta cu până la 20%. Soluţiile oxidante de concentraţie medie distrug pigmenţii naturali din fibra şi pe aceasta proprietate se bazează albirea ţesăturilor. Dacă concentraţia creste, rezistenţa fibrei este afectată.