FICHA TÉCNICA ALGODÓN
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CLASE: GENERALIDADES. HISTORIA El Algodón es la fibra textil natural más importante, en todo el mundo el 40% de la fibra consumida consumida del 2004 fue fue algodón. Su cultivo emplea a más de 100 millones de personas.
Fig.1 Algodón
Esta planta dicotiledónea, pertenece a la familia de las malváceas y al género Gossypium, Gossypium, da como frutos las cápsulas de algodonero. Las cápsulas o fruto del algodonero, están divididas en 3,4 ó 5 lóbulos, cada uno de los cuales contiene de 5 a 10 semillas, completamente cubiertas radialmente de una fibra blanca o ligeramente amarillenta, con una dispersión de longitudes. Al llegar a su completa madurez, la cápsula se abre. Los tejidos más antiguos de algodón datan de 5.800 a.C., encontrados en Méjico. El algodón se empezó a emplear en la antigua Grecia proveniente de una larga cultura india, donde llevaba siglos usándose, descubierto mediante las incursiones militares de Alejandro el Grande a mediados de 300 a.C. en la región. Durante el imperio romano, el cultivo y manufactura del algodón se estableció a lo largo del mediterráneo. A fines del siglo XVIII los industriales de Cataluña fomentaron el cultivo del algodón en las costas de Andalucía, de tal manera a principios del siglo XIX la vega de Motril (Granada) no sólo nutria las fábricas catalanas, si no que aún exportaba parte de su producción a Inglaterra y Francia. Al inicio el comercio mundial del algodón fue modesto, a causa del fatigoso trabajo manual durante la cosecha y el desgranado. Con la invención de la máquina desgranadora en el año 1793 debida a E. Whitney y la mecanización de su manufactura (En 1761, J. Hargreaves construyó la primera máquina de hilatura la "Spinning Jenny" y en el año 1785, E. Cartwright construyó la primera máquina de tejido) condujeron a su desarrollo. Una máquina rindió cómo mil trabajadores.
NATURALEZA a. Especies naturales y estructura estructura química
Herbaceum
Arboreum
Barbadense
Hirsutum
Peruvianum
Floración
Anual
Trimestral
Anual o bienal
Trimestral
Trimestral
Altura
<1m
4-6m
1-3m
2m
2-5m
Flores
Pequeñas y Amarillentas con de manchas rojas o un color rosadas rosa purpúreo
Fibras
Bastas y cortas
Bastas cortas
Semilla
Negra
Negra
Otros
Con clima favorable >2m altura. Pocas Cápsulas de 3 fibras lóbulos. Especie muy robusta
Amarillas con manchas rojas en la Blancas o rosa pálido base de sus pétalos
y Finas y largas Finura y 35-40 mm medianas Negra
Amarillas con manchas rojizas
longitud Largas y finas
Verdosa
Negra
Adheridas a la semilla fuertemente. Proporciona el tipo corriente de algodón americano
Su fruto es bastante alargado y puntiagudo
Hay más de 100 especies, pero las que no son estas 5 se consideran silvestres. sil vestres.
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Materials pel disseny de productes tèxtils Composición química según H. Zahn:
% peso
Celulosa
82 - 89
Agua adsorbida
7 - 1.0
Pectina
0.6- 1.1
Ácidos orgánicos
0.5 - 0.9
Cera
0.4 - 0.9
Otros residuos "tabaco", etc.)
(pigmentos,
"motas"
y
1.0
Cenizas (Carbonatos, fosfatos, sulfatos o 0.6 - 1.5 cloruros de magnesio, calcio calcio o potasio)
La fibra anhidra está constituida por el 95%- de celulosa. H. Mark dio un resultado elemental de los elementos del algodón según la composición siguiente: Carbono
44.68%
Hidrogeno
6.21%
Oxígeno
49.11%
b. Macro y micro-estructura
Microestructura: Las fibras celulósicas naturales son poli moleculares con un grado de polimerización entre 2000 y 3000. La celulosa es el resultado de una condensación de unidades de glucosa a través de enlaces 3-glucosídieos, unidos entre sí por puentes de oxigeno entre los átomos de carbono 1 y 4, y cuya unidad repetida es la celobiosa. La celulosa natural está compuesta de fibrillas, las cadenas macromoleculares están dispuestas regular y paralelamente a lo largo de su longitud, dando lugar a regiones ordenadas en forma de retículos, como en los cristales, que son los principales responsables de los efectos de birrefringencia óptica. La macromolécula de celulosa completamente extendida posee lateralmente grupos hidroxilos capaces de formar puentes de hidrógeno intra- e Ínter— Ínter—moleculares. La superficie de la macromolécula posee principalmente átomos de hidrógeno unidos directamente al carbono. Estas características de la molécula celulósica son responsables de la estructura de la zona cristalina.
Macroestructura
Fig.2 Representación morfológica de las zonas cristalinas y las zonas amorfas de las macromoléculas de la celulosa.
Fig.3 Celdilla elemental de la celulosa según K.H.Meyer y L.Misch. Helv. Chim Acta 20(1937), 232(a= 0.835 nm; b= 1.03 nm (periodo de la fibra) c= 0.79 nm). Los puntos negros indican átomos de oxigeno; los átomos de hidrógeno no son marcados.
Pared primaria 1 Cutícula: Cera/pectinas (superficie de la fibra) 2 Capa externa de fibrillas 3 Capa interna de fibrillas Pared secundaria 4 Límite exterior 5 Cinta de fibrilla 6 Paquete de fibrillas 7 Microfibrillas En la Figura 4 se representa la estructura de una fibra de algodón, según W.Kling y colab. (1958). La pared secundaria está formada por capas concéntricas de celulosa y el número de estas en la fibra totalmente madura oscila entre 25 y 40.
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EXTRACCIÓN DE LA FIBRA Y PRESENTACIÓN Después de pasar las semillas por un sistema de limpieza en el que se las separa el polvo, restos de cápsulas y otras materias extrañas por medio de cribas y ventiladores, deben someterse a un desfibrado en máquinas de sierras, para separar la fibra muy corta de 1 a 6 mm que se denominan linters que las recubre y que no son hilables y se aprovechan para otras aplicaciones (algodón hidrófilo, papel y diversos derivados de la celulosa). Una de las máquinas de desgranado o desmotado es la máquina Mac-Carthy que se indica a continuación en la Fig.1: Esta máquina consta esencialmente de un cilindro A recubierto helicoidalmente de una cinta de cuero, dejando un pequeño espacio o ranura entre una espira y otra, por donde se introduce el algodón, quedando entonces retenida la fibra entre esta cinta de cuero y la lámina flexible de acero B. Esta lámina B, no deja pasar la semilla, pero otra lámina C que tiene un rápido movimiento de ascenso y descenso, hace que la semilla sea arrancada o separada de las fibras que estaban retenidas entre la cinta de cuero y la lámina B. Las semillas van Fig.5 Máquina desgranadora cambiando de posición hasta quedar limpias de fibra, y estas Mac-Carth semillas, que se acumulan en el fondo del emparrillado D, caen por entre los intersticios del mismo. La fibra arrancada, sigue en su movimiento al cilindro A, hasta que es extraída por el cepillo cilíndrico E. Este sistema es el más adecuado para algodones finos y de fibra larga. Obtenido ya el algodón limpio por el desgranado, se procede a embalarlo por medio de potentes prensas hidráulicas en balas de 270Kg mediante flejes que representan entre el 1-4% del peso.
PROPIEDADES a. Propiedades físicas Sección transversal / longitudinal del algodón Gran suavidad y permeabilidad al aire. Longitud que varía de 10 a 60mm (normalmente entre 25-30) y diámetro de 1 a 22 micras, o lo que es lo mismo, 1-4dtex (normalmente entre 1.5-2) (Más longitud igual a más finura); a más madurez, más finura. La madurez se mide, ya que es un parámetro esencial que afecta a muchos aspectos de hilatura, tisaje y propiedades mecánicas. Color más o menos crema, normalmente mate. Su tase de humedad legal es de 8.5. Densidad=1.53-1.55g/cm3. Posee una tenacidad de 20 a 50 cN/tex; el alargamiento a la rotura es 5-10%.; las fibras totalmente mojadas son 20% más resistentes que las fibras secas. Las fibras de algodón son muy flexibles, con tendencia a la deformación permanente: esta aumenta con la humedad; su plasticidad aumenta con la temperatura. Es un mal conductor del calor y la electricidad. Resistente a la temperatura mientras no se superen los 140ªC durante 4h. b. Propiedades químicas Aparte de las que ya se mencionaron en el apartado de composición química y micro y macroestructura: La cera de la cutícula se derrite a 70ºC; hay que fundir-la para que reactivos y colorantes puedan penetrar en la fibra (pero dejando un porcentaje para lubricar el proceso de hilatura). Esta contiene alcoholes de cadena larga. La celulosa se hincha en presencia de ácidos, bases o sales. Se pueden hinchar las regiones amorfas (intercristalinas) o bien las regiones cristalinas (intracristalinas). Cuando las fibras celulósicas se tratan con productos oxidantes en medio ácido, álcali no o neutro experimentan siempre una degradación química, que ocasiona ruptura de la cadena macromolecular con acortamiento de su longitud, provocando una disminución de la resistencia a la tracción. Los compuestos resultantes de este ataque químico reciben el nombre de oxicelulosas y aún conservan su estructura fibrosa.
DEFECTOS, ATAQUES, ALTERACIONES, TOXICOLOGIA En el algodón se considera excesivamente corta una longitud de fibra inferior a una pulgada. FIBRAS MUERTAS.- Tienen tendencia a arrugarse, y como consecuencia, la presencia de estas fibras muertas en el algodón es muy perniciosa, pues, durante su manipulación en la carda tiene tendencia a formar
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pequeñas aglomeraciones (grano o botón," neps"), que aparecen después en los hilos y en el tejido. Las fibras inmaduras son más difíciles de teñir que las fibras maduras, ya que su afinidad tintórea es distinta, y mucho más aún las fibras muertas que aparecen normalmente sin teñir en los hilos que las contengan. En las zonas industriales y muy pobladas, las trazas de ácidos (sulfúrico) o sustancias formadoras de ácidos (dióxido de azufre) contribuyen apreciablemente a la degradación de los tejidos de algodón. La resistencia de la celulosa no blanqueada a las bacterias y al moho es baja, en cambio en la celulosa blanqueado se presenta buena. La resistencia de la celulosa a los insectos es muy buena. El micropolvo (partículas inferiores a 15m) que acompaña al algodón puede ir contaminado de enzimas que le confieren toxicidad.
VARIEDADES COMERCIALES: calidades y clasificación Aunque distintos países productores de algodón establecen establecen unos tipos y "standards" propios, los que más dominan en el mercado internacional son los elaborados por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U.S.D.A.). En primer lugar, los "standards" de longitud (longitud comercial o efectiva de los expertos algodoneros), se escalonan de 1/32 de pulgada, a partir de 3/4" (24/32" = 19.05 mm) hasta 1" y 1/2 (48/32 "= 38.10 mm). En segundo lugar, están los "standards" de Grado y de Color, para algodones americanos. El Grado es una apreciación subjetiva que comprende: brillo o reflectancia de luz, blanco-amarillo, contenido de impurezas y homogeneidad en la presentación.
PARÀMETROS TEXTILES DE LOS DISTINTOS TIPOS: Variedad predominante Vueltas por pulgada Finura (dtex) Longitud fibra (mm) Color
Sea Island
Egipcio
Americano (Upland)
Hindú
Barbadense
Barbadense
Hirsutum
Hirsutum
300 1 51 Mantecoso /moreno
230 1,2 38 Mantecoso /moreno
190 2,5 26.2-28
150 3 22 Blanco sucio/ amarillento
Blanco
APLICACIONES TÍPICAS Indumentaria: Pantalones largos y cortos de hombre y chico son los que más algodón consumen en en indumentaria, seguidos de las camisas y finalmente la ropa interior, también de hombre y chico. El tejido tejano es el que más algodón consume en el mundo. Textil hogar: En orden de mayor a menor uso: Toallas y toallitas (90% son de algodón), sábanas y almohadones. Industrial: Se usa en lonas, encuadernaciones de libros y cintas de cremallera mayoritariamente. Se usan para el derrame de agroquímicos y derivados del petróleo. Es empleado extensamente en suministros médicos e hilo industrial.
PRODUCCIONES Y CONSUMO: su geografía, compra-venta, precios Más de las ¾ partes de la Más de las ¾ partes de la producción mundial de fibra de algodón se produce en países en desarrollo: China (20 %), EEUU (19 %), India (12 %), Pakistán (8%), Uzbekistán (5%). 1/3 parte del algodón producido en el mundo se negocia internacionalmente. 2/3 partes de las exportaciones (EEUU, África francófona, Australia). La ½ de las importaciones mundiales: Indonesia, India, Méjico, Tailandia, Turquía, Rusia, Italia y Corea. 0.73 euros/libra (0,453kg) es el precio medio para el algodón Upland en marzo 2013.
IDENTIFICACION La fibra es inconfundible dado que es la única que presenta un aspecto de cintas torcidas con una gran variedad deformas. El algodón inmaduro tiene muy pocas vueltas de torsión, mientras que el maduro tiene muchas más. Lumen central bien definido. Huele a papel quemado. El ácido sulfúrico es casi exclusivamente su único disolvente.
Terrassa a, 6 de Maig de 2013 Norbert Manén Pérez
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Materials pel disseny de productes tèxtils Bibliografia y otros http://www.inforural.com.mx/spip.php?article99965
http://www.monografias.com/trabajos29/algodon-peruano/algodon-peruano.shtml El algodón resiste múltiples lavados: puede encogerse un vestido, pero será mayoritariamente debido al tejido, no a la fibra en sí, ya que es bastante estable. El tejido de algodón se arrugará y doblará. Sin embargo, puede ser tratado para recibir resistencia al arrugado. Se verá poco afectado por el calor moderado (hasta 140ºC). Puede ser teñido con una amplia gama de colores. Tiene buena capacidad de absorción y desorción de humedad: esto lo hace bueno para sábanas y toallas. Tampoco da problemas con la electricidad estática. Cuándo se necesita un tejido resistente, duradero y versátil esta suele ser la elección. Los Los tejidos de algodón son frescos en climas cálidos. Por otra parte, son aislantes en climas fríos, dependerá mucho del tipo de tejido. Su puede usar como abrigo para la lluvia, también: Tejidos tensos evitarán la lluvia, permitiendo la transpiración. Hinchamiento producido por los cationes: Zn
++
> Li
+
> Ca
++
Mg
++
> Ba
++
> Na
+
> > K
+
> Rb
+
> Cs
+
Hinchamiento producido por los aniones: -
CNS >I
-
> > B r
-
> Cl
-
> > >
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