Op imización del p oceso de ob ención
de elas
no
ejidas po punzonado
(*)
po
J.
De ell
y
J.
Mumb ú
(**)
RESUMEN
En es e abajo se ealiza
e1
es udio de la op imización de los p incipales
pa áme os del p oceso
y
ca ac e ís icas de las ib as empleadas así como su
in luencia sob e las p opiedades ísicas y mecánica de las elas no ' ejidas
punzonadas, es ableciendo los lími es de a iabilidad de ambos pa a la ob en-
ción de unas de e minadas ca ac e ís icas óp imas en las mismas; simul á-
neamen e se con empla la in luencia en dichas ca ac e ís icas de 'la in oduc-
ción de dos a ian es en el p oceso: la mezda de ib as de dis in as ca ac e-
ís icas
y
el punzonado de napas en ambas ca as de una ela de basamen o.
Los planes expe imen ales se es ablecen a ni eles de abajo de los pa á-
me os del p oceso habi ualmen e empleados en la indus ia, conside ando,
den o de los más in luyen es, combinaciones expe imen ales con un núme o
educido de ac o es, a in de pode p ecisa exac amen e su in luencia.
SUMMARY
This s udy deals wi h he in luence o ihe amain p ocessing pa ame e s
and he cha ac e is ics o he ibe s employed on he physica'l and mechanical
p ope ies o he needle punched ab ics and es ablishes he a ia ion limi
o bo h so as o ob ain ce ain de e mined op iinum condi ions. Simul einous-
ly he in luence o hese cha ac e is ics by in oducing wo o he p ocess a-
iables, a blend o ib es o di e en oha ac e is ics and needle punching o
he ab ic in bo h ases, is also s udied.
The expe imen al plan is based on he no mal wo king condi ions o he
p ocess employed in he indus y, conside ing he mos in luencing ones wi ih
a educed numbe o ac o s so as o p ecise hei exac in luence.
Los p incipales abajos de in es igación y di ulgación de la es uc u a y
compo amien o de las napas punzonadas publicados desde
1960
has a nues-
*
Resumen de la esis doc o al p esen ada po
J.
De eli en la ETSII de Te assa
en junio de
1979
y
di igida po
J.
Mumb ú.
*"
Cá ed a de Diseño
y
Acabado de Tejidos de la ETSIIT.
BOL.
INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N."
77. 1980
59
os días pueden clasi ica se en es g andes g upos:
d
p i me o o mado
po los nume osos es udios ealizados po Hea le y una la ga lis a de cola-
bo ado es de la Uni e sidad de Manches e (1-2-3-4-56), los ealizados po
Lunenschloss y colabo ado es en la República Fede al Alemana (7-8-9-10-11) y
un e ce g upo, de abajos dispe sos, sob c aspec os pa ciales del p oceso
y ealizados má o meno epo ádicamen e en di e sos países po o os an os
au o es (12-13-14). Las e e encias aquí ci adas co esponden únicamen e a
una pa e de las 125 mencionadas en el abajo o iginal.
A
pesa de que la li e a u a écnica, p incipalmen e la desc ip i a del
p oceso, es ealmen e abundan e, las conclusioiles apo adas en la mayo ía
de los abajos publicados son poco ap o echables pa a una indus ia que
sigue abajando de o ma o almen e empí ica; ello es debido a a ias causas:
po una pa e, en lla mayo ía de dichos es udios se analizan odos los ac o es
que in luyen en el p oceso sin una línea sis emá ica común pa a la mul ipli-
cidad de aspec os conside ados lo que conduce a conclusiones pa icula es
álidas pe o di ícilmen e ex apolables a un de e minado p oceso; po o a
pa e, los escasos abajos expe imen ales e ec uados de o ma igu osa y sis-
emá ica hacen in e eni g an núme o de ac o es simul áneamen e, lo que
conduce a in e p e aciones di íciles de la signi icación de cada uno y de sus
in e acciones, que se acen úan si se ensaya sólo una pequeña pa e de las
combinaciones expe imen ales posiblles o no se ealizan epe iciones, lo que
en aña e iden es iesgos de in e p e ación, llegándose a esul ados poco
aco des y has a con adic o ios con los ob enidos po o os au o es.
2.
PARTE EXPERIMENTAL
"
2.1.
Va iables conside adas
Los ac o es que in luyen en el p oceso
y
en las ca ac e ís icas de las
napas punzonadas han sido analizados po a ios au o es a ibuyéndose, en
gene al, las p opiedades de las mismas a su es uc u a y a las ca ac e ís icas
de las ib as que llas cons i uyen; sob e dicha es uc u a in luyen, a su ez,
la del elo, los pa áme os del p oceso y nue amen e alas ca ac e ís icas de la
ma e ia
(5).
Po los esul ados de es udios ealizados po o os au o es (7-8),
po la expe iencia adqui ida en
el
p ocedimien o de elabo ación
y
po la
disponibilidad de de e minados ipos de ib as en el me cado, se conside a on
únicamen e los siguien es: ipo de ib a (longi ud de co e y masa lineal),
galga de los punzones, núme o de pene aciones po unidad de supe icie y
p o undidad de las mismas; en ensayos complemen a ios se es udió la in-
luencia de la mezcla de ib as y el punzonado de napas sob e elas de basa-
men o.
Pa a la ijación de los ni eles de abajo de los ac o es analizados
y
de
los conside ados cons an es se ealiza on una se ie de ensayos p elimina es.
Como ma e ia p ima se eligió la ib a de poliés e po se és a una 'de las que
ac ualmen e iene mayo u ilización en muchas de las aplicaciones de las elas
no ejidas punzonadas.
2.2.
Maquina ia empleada
La ins alación pilo o empleada cons a de una ca da de labo a o io de ipo
lane o a cuya salida se encuen a una ele a pa a ecoge el elo o mado,
60
BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N?
77,
1980
supe pone lo en capas y pasa lo a la máquina punzonado a, similla a las u ili-
zadas no malmen e en el p oceso indus ial pe o con meno anchu a en la
abla de punzones.
2.3.
Plani icación de expe iencias
A
pa i de llas esul ados ob enidos en los ensayos p elimina es, la pa e
expe imen al se plani icó en es líneas de abajo:
2.3.1.
Op imización de los pa áme os del p oceso
Conside ando los dos ac o es más ácilmen e egulables, núme o de
pene aciones y p o undidad de las mismas,
y
ijados sus lími es de abajo
man eniendo cons an es los demás pa áme os de la máquina, el plan expe-
imen al se desa ollo con la u ilización de un diseño cen al1 compues o gi a-
o io de Box-Hun e . En la Tabla 1 se indican los ni eles de las a iables
conside adas.
TABLA
1
Ni eles
Va iables
-1,41
-1
O
1
1,41
Densidad punzonado
x,
(p/mm2) 0,439 0,75 1,5 2,25 2,560
Pene ación punzones x, (mm) 11,7 13 16 19 20,2
-
El plan de 13 ensayos co espondien e
al
diseño an e io se aplicó a ib as
de 6,7
y
17 d ex de masa lineal con longi udes de co e de 60 y 100 mm aba-
jando con punzones de galga 32
ó
40, ealizándose, po an o, un o al de 8
diseños pa a cada una de las ca ac e ís icas analizadas en las elas ob enidas.
2.3.2.
Es udio de la mezcla bina ia de ib as
Pa a el es udio de la in luencia de la mezcla de ib as de dis in a longi ud
o inu a en las p opiedades de las napas punzonadas se ealiza on
y
ensaya on
las ca ac e ís icas de mues as de con~posición 0,25, 50, 75
y
100
%
de cada uno
de los ipos de ib as u ilizados mezclados dos a dos. Pa a las mezclas de ib as
de dis in a longi ud se emplea on ib as de 17 d ex y es longi udes de co e
de las mismas: 60, 80 y 100 mm. Pa a las mezclas de ib as de dis in a inu a
se u iliza on ib as de 6.7, 12 y 17 d ex de una longi ud de co e de 60 mm.
Las mues as se ealiza on en condiciones cons an es de los pa áme os
del p oceso: 20 mm ,de sepa ación en e placas, 1.6 pene aciones po milí-
me o cuad ado, 17.5 mm de p o undidad de las mismas y empleando pun-
zones de galga 32.
2.3.3.
Punzonado de napas en ambas ca as de una ela de basamen o
Pa a la p epa ación de dichas mues as se emplea on es ipos de ela
de basamen o: dos con u dimb e
y
ama de cin a de polip opileno, liga-
men o a e án, 34.45 y 119 g/m" una e ce a del ipo spunbonded de poliés e
de 45 g/m2. Los !ensayos se ealiza on con punzones de galga 32 y 40, ib as de
BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, NP
77, 1980
61
6.7 d ex y 80 mm, abajando con densidades de punzonado de 0.75, 1.5
y
2.25
p/mm2 con p o undidades de pene ación de 13, 16 y 19 mm, ob eniénldose una
es uc u a ipo «sandwich» con la ela de basamen o in e media en e dos
napas de 125 g/m2.
2.5.
Valo ación
y
a amien o
de
los esul ados
~
En
las mues as ob enidas se de e mina on, según las especi icaciones de
las no mas UNE,
ASTM, BS
o DIN, las ca ac e ís icas más de e minan es de
su compo amien o
y
es uc u a.
Los esul ados ob enidos pa a las combinaciones expe imen ales de los
diseños de Box-Hun e se a a on con un o denado HB 21
MX
E
do ado de
plo e pa a el azado de ,los co es de la supe icie de espues a (15).
3.
RESULTADOS
Y
DPSCUSION
1
En es a exposición de esul ados
y
discusión de los mismos se omi e pa e
de la in e p e ación ísica y ecnológica ealizada, pa a cada uno de los pa á-
me os alo ados en las mues as p epa adas según las es líneas expe i-
men ales expues as en la Tesis; así mismo se ci an únicamen e algunas de las
ca ac e ís icas del o al de las ensayadas.
3.1.
Op imización
de
los pa áme os del p oceso
De los ensayos ealizados pa a las ece combinaciones expe imen ales
de cada uno de los ocho diseños y pa a ocho de las ca ac e ís icas de e mina-
das, se comen an únicamen e los esul ados ob enidos pa a el diseño apdicado
a
ib as de 6.7 d ex y 60 mm abajando con punzones de galga 32.
Pa a cada una de dichas espues as, y en la o alidad de las 72 alo adas
en los es an es diseños, los análisis de la a iancia mues an como signi ica-
i os 30s é minos de
le .
y10 2.O o den a ni eles de p obabilidad del 1
ó
5
%,
no siendo signi ica i as, en ningún caso, las des iaciones desde el ajus e. Po
X1
Pene ac~~nea
po
mil me o
cuad ado
Figu a
1
62
BOL.
INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N."
77,
1980
0.315 0.75 1.125 1.50 1.815
2.25
2.625
p/m2
X1
Pene a iones po mliae o cuad ado
Figu a
2
o a pa e, los coe icien es de co elación mues an alo es ele ados y signi-
ica i os.
En las Figu as
1
a
8
se ep esen an las líneas de con o no de las supe íi-
cies de espues a pa a ocho de las ca ac e ís icas analizadas en
d
ci ado
diseño.
Se obse a un aumen o de la masa lamina (Figu a
1)
al aumen a la
densidad de pene ación con independencia de su p o undidad. Respec o al
espeso (Figu a
2)
las líneas de con o no dibujan un minimax cuyo cen o se
si úa hacia el lími e in e io de echo dd campo expe imen al.
La o ien ación del eje mayo de las elipses sugie e que la ca ga de o u a
(Figu a
3)
aumen a cuando lo hace el núme o de pene aciones y dec ece la
p o undidad de las mismas, has a un alo máximo a pa i del cual un inc e-
ela
mse io
nQ
.
Fa be o:
Ca ga
de
a u m
0.375
0.75 1.125 1.50 1.815 2.25 2.625p/nm2
X,
Pene aciones
po ml me o c adndo
Figu a
3
BOL.
INST. INV.
TEXTIL
TERRASSA, N?
77, 1980
63

men o del núme o de pene aciones po unidad de supe icie
y
una disminu-
ción de su p o undidad supone un descenso en la ca ga de o u a de la napa
punzonada. Pa a el ala gamien o a ,la o u a (Figu a
4)
se ap ecia un dec eci-
mien o de és e al aumen a el núme o de pene aciones, especialmen e cuando
coincide con una p o undidad de las mismas ambién ele ada.
0.375 0.75 1.125 1.50 1.875 2.25 2.625 p/mL
X,
Pene aciones
po
ml me a
cuad ado
Figu a
4
Respec o a la enacidad, esis encia al desga o
y
al es allido (Figu as
5,
6
y
7)
las líneas de con o no mues an la misma endencia indicada pa a la
ca ga de o u a, ob eniéndose alo es máxi*mos de los es pa áme os cuando
coincide una pene ación en e
16
y
17
mm de p o undidad con una densidad
de
1,s
a
2
po milíme o cuad ado.
mPI
Dine lo
no
1
W dme o
Tenacidad
0.375 0.75 1.125 1.50 1.875 2.25 2.625p/mm2
Xl
Pene aciones
po
mil ne o
cuad ado
Figu a
5
BOL.
INST. INV. TEXTIL TERRASSA, .N."
77.
1980
m0
Diseño
no
m &~e o:aG:s encia
al
desga :.
0.375 0.75 1.125 1.50 1.875 2.25 2.625
p/mL
X
Pene aciones po mil me o cuad ado
Figu a
6
0.375 0.75 1.125 1.50 1.875 2.25 2.625 p/m2
X
Pene aciones
po
mil me o cuad ado
Figu a
7
En la pe meabilidad al1 ai e (Figu a
8)
se ap ecia una ,disminución con el
aumen o del núme o de pene aciones de o ma casi independien e de la p o-
undidad de las mismas.
En gene al las líneas de con o no son de na u aleza simila , pa a una
misma espues a, en los ocho diseños ealizados: pa a e i ica la signi icación
es adís ica de (las di e encias en los ni eles de espues a obse ados
y
que
de e mina la in luencia en los alo es de aquélla de los es ac o es es u-
diados subsidia iamen e, se es ableció, pa a cada una de las nue e espues as
analizadas en los ocho diseños, un ac o ial
2'
omando pa a las sumas de
cuad ados las de las ece combinaciones expe imen ales de cada uno de 30s
ocho diseños, con un g ado de libe ad pa a cada uno de los es ac o es
y
como esidual las di e encias espec o al alo 'medio en el pun o cen al con
BOL.
INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N,"
77,
1980
65
X,
Pene aciones
po aiil me o
cuadh~e
Figu a
8
32
g ados de libe ad, ob eniéndose como esul ados que los e ec os de la
longi ud de ib a son signi ica i os al
1
%
!en odas las espues as analizadas;
la masa lineal o inu a de las mismas mues a una in luencia al amen e sig-
ni ica i a sob e el espeso , ca ga
y
ala gamien o a 'la o u a, esis encia al des-
ga o
y
al es allido e índice de abado; mode adamen e signi ica i a en la
enacidad
y
dkbilmen e o no signi ica i a en
la
pe meabilidad al ai e
y
masa
lamina , espec i amen e. La galga de los punzones apa ece como al amen e
signi ica i a en odas las espues as analizadas.
Pa dme o
:
Dlasa
la nina
Figu a 9a
Pe dme o
:
EspesOl
Figu a 9b
3.2.
Mezclas bina ias de ib as
3.2.1.
Mezcla de ib as de dis in a longi ud
En la Figu a 9a se obse a que punzonando napas o madas po elos
supe pues os de ib as de dis in a longi ud, en di e en es p opo ciones, se
66
BOL.
INST. INV. TEXTIL TERRASSA,
N.O
77,
1980
Pu&e o
:
Ca gU
de
o u a
(MD)
Figu a loa
P-be o
:
Ca ga
de
o u a
(309)
Figu a 10b
ob ienen elas no ejidas con masas lamina es in e medias lige amen e in e-
io es a las que les co esponde ía ene si se man u ie a una p opo ciona-
lidad en e la longi ud de ,las ib as y la masa lamina de la napa punzonada,
ep esen ada po las líneas discon inuas que unen en e sí los alo es de
masa lamina de las mues as p epa adas con
el
100
%
de los es ipos de
ib a. Con espec o al espeso , Figu a 9b, se ap ecia que excep o pa a el caso
de la mezcla 60 m m/80
m n,
el espeso de las napas ob enidas con las dis in as
p opo ciones de mezcla es algo mayo al co espondien e a las napas punzona-
das si se cumplie a la
p opo cionalidad
ci ada.
En
la Figu a loa, ca ga de o u a de e minada en el sen ido
MD,
se
obse a que pa a los es ipos de mezcla de ib as se ob ienen allo es más
ele ados que los co espondien es po las espec i as p opo ciones de mezcla,
especialmen e cuando ambos ipos de ib a es án en las p opo ciones 50150
y
75/25.
En
la Figu a 10b, ca ga 'de o u a de p obe as omadas en la di ec-
ción que o ma
3@
con la salida de la máquina, se obse a un e ec o simi3la .
Pa ime o
:
Ce ga
de
o u a
(60Q)
'
F&e o
:Ca ga
de
o u a (CD)
Figu a lla Figu a llb
BOL.
INST. INV.
TEXTIL
TERRASSA, N."
77.
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67