NEW ACOUSTIC METHODS FOR NONDESTRUCTIVE EVALUATION OF LEATHER QUALITY

Abstract

Currently, there is no on-line test method to monitor the physical properties of semi-products such as wet blue or crust during the leather-making processes. Inferior leather semi-products, such as wet blue, cannot be downgraded earlier or removed before going through many expensive processes (including retanning, fatliquoring, dyeing, drying, staking, milling and finishing). Therefore, developing a nondestructive tester to perform on-line testing of the physical properties of semi-products is very desirable. Recently ARS transferred its knowledge gained over the years to Physical Acoustics Corporation (PAC) and collaborated with the leather industry in order to produce an on-line nondestructive acoustic emission tester. This paper discusses the activities performed by PAC, ARS, and the Seton Company during the Small Business Innovative Research (SBIR) Phase I project “Acoustic Emission for the Characterization of Leather.” The main objective of this project was to demonstrate the feasibility of using AE and Airborne UT to assess, characterize, and classify the quality level of various types of leather. The results obtained in this project show that it is feasible to use AE for the evaluation of leather quality during the manufacturing process. A newly designed AE system for the evaluation of leather quality is discussed in this paper. This system, which combines a handheld AE instrument with a rolling sensor probe, offers the potential for testing entire hides in the manufacturing plant. Data could be gathered from different sections of the hide, along different directions with respect to the backbone, and during different stages in the manufacturing process. Finally, we reported a simple method using a mechanical stopwatch as an acoustic wave source. Hits rate were collected when sound traveled though the leather samples. Results show a strong correlation between tensile strength and cumulative hits. RESUMENActualmente, no hay un método de prueba en la línea de producción para monitorear las propiedades físicas de productos semi-elaborados tales como wet-blue o semi-terminados durante los procesos de la fabricación del cuero. Los productos semi-elaborados como el wet blue de inferior calidad, no pueden ser deseleccionados al inicio o desviados de la línea de producción, sin antes pasar por muchos procesos costosos (que incluyen el recurtido, el engrasado, el teñido, el secado, el estirado, el ablandado y el acabado). Por lo tanto, el desarrollar una prueba no destructiva para realizar durante el procesamiento comprobando las propiedades físicas de productos semi-elaborados, es muy deseable. Recientemente ARS [Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los EEUU.] transfirió sus conocimientos de muchos años a la Physical Acoustics Corporation (PAC) y colaboró recientemente con la industria del cuero para producir un método de ensayo no destructivo durante la producción usando un probador de emisión acústica. Este trabajo discute las actividades realizadas por PAC, ARS, y la Seton Company durante un proyecto de innovación para la micro-empresa (SBIR), durante la primera fase del proyecto "emisión acústica para la caracterización del cuero" [AE]. El objetivo principal de este proyecto era demostrar la viabilidad de usar AE y UT aéreo para determinar, caracterizar, y clasificar el nivel de la calidad en varios tipos de cuero. Los resultados obtenidos en este proyecto demuestran que es factible utilizar AE para la evaluación de la calidad de cuero durante el proceso de fabricación. Un nuevo sistema diseñado de AE para la evaluación de la calidad de cuero se discute en este trabajo. Este sistema, que combina un instrumento manual de AE con un sensor rotativo [ver JALCA Nov. 2005 pg. 440], ofrece el potencial para probar pieles enteras en la planta fabril. Se pueden recopilar los datos de las distintas secciones de la piel, a lo largo de diversas direcciones con respecto al lomo del cuero, y durante diversas etapas en el proceso de fabricación. Finalmente, divulgamos un método simple usando un cronómetro mecánico como fuente de la onda acústica. La cantidad de impactos acústicos fue determinada cuando el sonido atravesaba las muestras de cuero. Los resultados demuestran una fuerte correlación entre la resistencia a la tracción del cuero y los golpes acústicos acumulados.