It is the cache of http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0006-87051998000200010. It is a snapshot of the page. The current page could have changed in the meantime.
Tip: To quickly find your search term on this page, press Ctrl+F or ⌘-F (Mac) and use the find bar.

Bragantia - COTTON FIBER NUMBER AND CONVOLUTION ANGLE MEASUREMENT AND ITS RELATION TO YARN AND FIBER TECHNOLOGICAL PROPERTIES

SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.57 issue2BOLLS CHARACTERISTICS AND TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF THE COTTON FIBER FACING OF LIMESTONE AND PHOSPHOGYPSUMRAINFALL AND SPRAYING TIME FORECASTING FOR PEANUT LEAF SPOTS CONTROL author indexsubject indexarticles search
Home Pagealphabetic serial listing  

Services on Demand

Article

Indicators

Related links

Share


Bragantia

On-line version ISSN 1678-4499

Bragantia vol. 57 n. 2 Campinas  1998

http://dx.doi.org/10.1590/S0006-87051998000200010 

NOTA

 

DETERMINAÇÃO DO NÚMERO E DO ÂNGULO DE CONVOLUÇÃO DA FIBRA DE ALGODÃO E SUA RELAÇÃO COM PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DA FIBRA E DO FIO(1)

 

NORMA DE MAGALHÃES ERISMANN(2), ROSE MARRY ARAÚJO GONDIM-TOMAZ(2), NELSON PAULIERI SABINO(2,3), JÚLIO ISAO KONDO(2) e ANÍSIO AZZINI(2,3)

 

 

RESUMO

A linhagem de algodoeiro IAC 20-233 e as variedades comerciais IAC 21 e IAC 22 foram caracterizadas morfologicamente pelo número e pelo ângulo de convolução de suas fibras, utilizando-se microscopia óptica. A variedade IAC 21 apresentou fibras com menor número e ângulo de convolução que a IAC 20-233 e a IAC 22, enquanto estas foram semelhantes entre si. Os três genótipos apresentaram fibras de maturidade similar. O índice Micronaire (medida do complexo finura + maturidade) da variedade IAC 21 foi maior que o dos demais, correspondendo, portanto, a fibras mais grossas. Isso pode ter contribuído para diminuir o número e o ângulo de convolução e, como conseqüência, deprimido a elongação da fibra e do fio de algodão produzido.

Termos de indexação: algodão, Gossypium hirsutum L., morfologia da fibra, convolução.

 

ABSTRACT

COTTON FIBER NUMBER AND CONVOLUTION ANGLE MEASUREMENT AND ITS RELATION TO YARN AND FIBER TECHNOLOGICAL PROPERTIES

Two cotton cultivars (IAC 21 and IAC 22) and a breeding line (IAC 20-233) were morphologically characterized by the fiber number of convolutions and the convolution angle determined using optical microscopy. IAC 21 presented a smaller value for those traits than the ones determined for IAC 22 and IAC 20-233, which presented similar values. All three genotypes produced fibers with similar maturity. The highest Micronaire index (measurement of the complex fineness + maturity) obtained by the IAC 21 fiber, corresponds to the thickest fibers. This fact may lead to a reduction of the fiber number and angle of convolution and therefore decreased fiber and yarn elongation.

Index terms: cotton, Gossypium hirsutum L., fiber morfology, convolution.

 

 

As convoluções das fibras de algodão são formadas durante o período compreendido entre a abertura do capulho e a colheita, por meio do processo natural de secagem das fibras. As paredes das fibras colapsam, formando tubos achatados e retorcidos. A torção de 180o ao redor do eixo da fibra corresponde a uma convolução (Meredith, 1951). O número e o ângulo de convolução dependem da espessura da parede da fibra, a qual, por sua vez, depende da variedade, maturidade da fibra e das condições ambientes no período de secagem (Betrabet & Iyengar, 1964; De Boer, 1978; Moharir et al., 1979). As fibras com parede de espessura intermediária apresentam mais convoluções (número e ângulo) do que aquelas de paredes grossas (maturidade alta), enquanto as de paredes finas (imaturas) revelam pouca ou nenhuma convolução (Rowland et al., 1976).

Os trabalhos de Betrabet et al.(1960), Betrabet & Iyengar (1964) e Herbert (1975), realizados com um grande número de variedades de diversas espécies de algodoeiro, mostraram que o ângulo de convolução influi inversamente na tenacidade da fibra, ou seja, aquela de maior tenacidade apresenta os menores ângulos de convolução.

As variedades de algodoeiro da espécie Gossypium hirsutum possuem fibras com mais convoluções (número e ângulo) que Gossypium barbadense e Gossypium herbaceum. As fibras de Gossypium arboreum apresentam ainda menos convoluções (Betrabet & Iyengar, 1964).

Apesar de o número e ângulo de convolução serem características morfológicas específicas da variedade, nunca foram determinadas nas variedades IAC de G. hirsutum L. de ciclo anual.

O presente trabalho tem por objetivo caracterizar as variedades paulistas de algodoeiro quanto ao número e ângulo de convolução da fibra e efetuar estudos com as propriedades tecnológicas da fibra e do fio, visando contribuir com os melhoristas no desenvolvimento de variedades que produzam algodão de alta qualidade.

 

MATERIAL E MÉTODOS

Utilizaram-se amostras de uma linhagem, IAC 20-233, e de duas variedades comerciais, IAC 21 e IAC 22, de G. hirsutum L., de ciclo anual, obtidas de cinco experimentos de algodão realizados no Estado de São Paulo, nas Estações Experimentais de Agronomia de Tietê, Pindorama e Mococa, no Núcleo de Agronomia da Alta Paulista (Adamantina) e no Núcleo Experimental de Campinas, do Instituto Agronômico (IAC), no ano agrícola de 1995/96. Os ensaios foram delineados em quadrado latino 6 x 6, porém, para esse estudo, utilizam-se apenas os três tratamentos referidos. As propriedades estruturais e tecnológicas da fibra foram determinadas mediante análises em amostras de 40 capulhos, colhidos no terço médio das plantas em cada parcela experimental.

O ângulo de convolução e o número de convoluções da fibra por milímetro foram determinados por microscopia óptica (Sundaram, 1979), conforme o método proposto por Meredith (1951) e modificado por Betrabet et al. (1960). Contou-se o número de convoluções da região central da fibra, num comprimento fixo de 5 mm. Em cada repetição, contaram-se 18 fibras individuais e, considerando-se as seis repetições, analisaram-se 108 fibras por tratamento, em cada local. A largura da fibra ("ribbon width") também foi determinada por microscopia óptica, medindo-se a largura máxima de cada fibra individual, na região central de 5 mm. O ângulo de convolução (q) foi calculado a partir dos dados de número de convolução e da largura da fibra, segundo a equação proposta por Meredith (1951):

Tan q = (p/2) 2a10dc.gif (155 bytes)

onde:

D = largura da fibra;
C = passo da convolução (neste trabalho, C = 5 mm por número de convoluções correspondentes);
2a10dc.gif (155 bytes) = média aritmética de valores individuais da razão D/C.

As propriedades tecnológicas das fibras, abaixo relacionadas, foram determinadas no equipamento SPINLAB HVI 900 (Special Instruments Laboratory, 1991):

Comprimento: valor médio do comprimento 2,5%, em milímetros, obtido mediante seis determinações em cada amostra, utilizando-se o módulo 910 do HVI.

Uniformidade de comprimento: relação entre valores de comprimento 50% e 2,5%, expressa em porcentagem, determinada no módulo 910 do HVI a partir de seis determinações por amostra.

Índice de fibras curtas (IFC): estima a porcentagem de fibras menores que 12,7 mm, determinado no módulo 910 do HVI, mediante seis determinações em cada amostra, conforme a equação abaixo:

IFC = 90,34 - 1,4750 (comprimento 2,5%) - 0,90 (uniformidade de comprimento).

Tenacidade da fibra: relação entre a resistência de ruptura pelo título da mecha de fibras, expresso em g.Tex-1, determinado no módulo 910 do HVI. É obtido a partir de seis determinações em cada amostra.

Elongação da fibra: distância do seu alongamento máximo no momento da ruptura, em porcentagem, determinada no módulo 910 do HVI, mediante seis determinações em cada amostra.

Micronaire: índice associado ao complexo finura + maturidade, determinado no módulo 920 do HVI, por processo pneumático. É obtido a partir de uma determinação em cada amostra.

Reflectância: medida referente ao brilho da fibra, em porcentagem, determinada no módulo 930 do HVI, numa escala desde o preto até o branco de 0 a 100, onde a faixa usual do algodão é de 40 a 85%. É obtida a partir de uma determinação por amostra.

+b: índice referente à região da escala de Hunter que indica o nível de amarelecimento das fibras, determinado no módulo 930 do HVI, realizando-se uma determinação em cada amostra.

Maturidade: valor médio referente à porcentagem de fibras maduras, determinado no módulo "NIR" (near infrared) do HVI 900, obtido mediante uma determinação em cada amostra, expresso em porcentagem.

A tenacidade e a maturidade da fibra foram determinadas também em outros aparelhos (Pressley e fibrógrafo modelo 430), utilizando-se métodos desenvolvidos na Seção de Tecnologia de Fibras do IAC. A resistência intrínseca da fibra foi determinada pela correção do índice Pressley (Gridi-Papp et al., 1985), obtida a partir de quatro determinações em cada amostra. A maturidade da fibra foi avaliada pelo método do fibrógrafo modelo 430 (Sabino et al., 1980), utilizando-se a nova fórmula proposta por Kondo et al. (1995), obtida a partir de cinco determinações em cada amostra.

Os fios de algodão foram confeccionados em fiação-piloto da Seção de Tecnologia de Fibras do IAC, sendo determinadas as seguintes propriedades tecnológicas:

Tenacidade do fio: valor médio da tenacidade do fio singelo, de título 27 Tex (Ne 22), expresso em RKM, determinado no dinamômetro Dynamat II a partir de vinte arrebentamentos em cada amostra.

Elongação do fio: valor médio, em porcentagem, do alongamento de ruptura do fio singelo, de título 27 Tex (Ne 22), determinado no dinamômetro Dynamat II. É obtido mediante vinte determinações em cada amostra.

A avaliação estatística dos resultados baseou-se em análises conjuntas envolvendo os cinco locais considerados. A comparação entre as médias das variedades utilizadas foi feita por meio do teste de Duncan, ao nível de 5%.

 

RESULTADOS, DISCUSSÃO E CONCLUSÕES

O Quadro 1 mostra os resultados médios das propriedades estruturais e tecnológicas da fibra e do fio, referentes aos genótipos estudados, obtidos na análise conjunta dos cinco locais. A interação local x tratamento não foi significativa para nenhuma das características, com exceção do número de convolução (valor de "F" = 2,31*).

 

2a10q1.gif (25593 bytes)

 

O método utilizado na determinação do número e do ângulo de convolução da fibra de algodão permitiu caracterizar e diferenciar as variedades paulistas quanto a essas propriedades estruturais. Os valores de 11,8 a 12,9° para o ângulo de convolução da fibra dos genótipos IAC concordam com os de Betrabet et al. (1960) e de De Boer (1978), que mediram ângulos de convolução de 9,7 a 12,3° e de 11,0 a 13,4°, respectivamente, para outras variedades de G. hirsutum, utilizando microscopia óptica.

Pela análise do Quadro 1, a variedade IAC 21 apresentou resultados de ângulo e número de convolução menores que os demais. O materiail estudado apresentou propriedades tecnológicas da fibra semelhantes quanto à tenacidade, à maturidade e ao índice de amarelecimento. A IAC 22 destacou-se quanto à uniformidade de comprimento e ao índice de fibra curta. A IAC 21 apresentou valores intermediários de comprimento, uniformidade de comprimento e índice de fibra curta. Os valores de reflectância, resistência intrínseca da fibra e tenacidade do fio das variedades IAC 21 e IAC 22 foram melhores que os da linhagem IAC 20-233. Valores inferiores no índice Micronaire foram obtidos para essa linhagem e para a variedade IAC 22. A IAC 21 foi a pior quanto à elongação da fibra e do fio.

Considerando-se que os três genótipos não diferiram na maturidade determinada pelos dois processos e sendo o Micronaire a medida do complexo finura + maturidade da fibra, o maior valor no Micronaire da variedade IAC 21 corresponde a fibras mais grossas. Isso pode ter-se refletido na diminuição do ângulo e do número de convolução da fibra para essa variedade e, consequüentemente, na diminuição da elongação da fibra e do fio de algodão produzido. De fato, a análise de correlação simples dos resultados demonstrou que a elongação do fio está correlacionada com o ângulo de convolução (r = 0,347**) e com o número de convolução (r = 0,294**).

Não se observou nenhuma correlação entre o ângulo de convolução e a resistência intrínseca da fibra, como também em relação à sua tenacidade, conforme relatado por outros autores (Betrabet et al., 1960; Betrabet & Iyengar, 1964, e Herbert, 1975), talvez em conseqüência da pequena variabilidade dos resultados do material do presente estudo.

Resumindo, as principais variáveis que permitiram diferenciar os genótipos de algodoeiro IAC foram o número e o ângulo de convolução da fibra. A variedade IAC 21 apresentou fibras mais grossas e com menor número e ângulo de convolução e, paralelamente, menor elongação da fibra e do fio produzido. A elongação do fio apresentou correlação simples, positiva, com o número e o ângulo de convolução da fibra.

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BETRABET, S.M. & IYENGAR, R.L.N. Structural properties of cotton fibers: Part III. Interspecies relationship between convolution angle and strength. Textile Research Journal, Princeton, 34(1):46-52, 1964.         [ Links ]

BETRABET, S.M.; PILLAI, K.P.R. & IYENGAR, R.L.N. Structural properties of cotton fibers: Part I. Convolution angle & its relation to tensile strength. Journal of Scientific Industrial Research, New Delhi, A19(2):91-94, 1960.         [ Links ]

DE BOER, J.J. The differences in morphology and tensile properties between the fibers of Gossypium hirsutum and Gossypium barbadense. Textile Research Journal, Princeton, 48(4):185-190, 1978.         [ Links ]

GRIDI-PAPP, I.L.; KONDO, J.I.; SABINO, N.P. & FUZATTO, M.G. Resistência intrínseca da fibra de algodão determinada através de correção do índice Pressley. Bragantia, Campinas, 44(2):587-598, 1985.         [ Links ]

HERBERT, J.J. Effect of convolution angle upon cotton fiber strength. Textile Research Journal, Princeton, 45(4):356-357, 1975.         [ Links ]

KONDO, J.I.; SABINO, N.P; FUZATTO, M.G.; GRIDI-PAPP, I.L. & GONDIM-TOMAZ, R.M.A. Nova fórmula para exprimir a maturidade da fibra de algodão pelo método do fibrógrafo modelo 430. Bragantia, Campinas, 54(1):131-133, 1995.         [ Links ]

MEREDITH, R. 15-Cotton fibre tensile strength and X-ray orientation. Journal of the Textile Institute - Manchester, 42(7-8): T291-T299, 1951.         [ Links ]

MOHARIR, A.V.; PANDA, B.C. & GUPTA, V.B. Convolutions and reversals in cotton. Journal of the Textile Institute, Manchester, 70(10):457-459, 1979.         [ Links ]

ROWLAND, S.P.; NELSON, M.L.; WELCH, C.M. & HERBERT, J.J. Cotton fiber morfology and textile performance properties. Textile Research Journal, Princeton, 46(3):194-214, 1976.         [ Links ]

SABINO, N.P.; GRIDI-PAPP, I.L.; KONDO, J.I. & CARNEIRO, J.B. Maturidade da fibra de algodão determinada pelo fibrógrafo modelo 430. Bragantia, Campinas, 39(1):69-77, 1980.         [ Links ]

SPECIAL INSTRUMENTS LABORATORY (Knoxville). SPINLAB HVI 900. High volume fiber test system: instruction manual. Knoxville, Zellweger Uster, 1991. p.10-15. (Appendix)

SUNDARAM, V. Handbook of methods of tests for cotton fibres, yarns and fabrics. 2.ed. Bombay, Cotton Technological Research Laboratory, 1979. 245p.         [ Links ]

 

 

(1) Trabalho apresentado no I Congresso Brasileiro de Algodão, realizado em Fortaleza (CE), de 30 de setembro a 3 de outubro de 1997. Recebido para publicação em 26 de novembro de 1997 e aceito em 14 de julho de 1998.

(2) Centro de Algodão e Fibrosas Diversas, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas (SP).

(3) Com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq.