1

Università degli Studi di Bergamo – Facoltà di Ingegneria

A.A. 2009-2010

Tecnologia tessile III: maglieria e confezione

Sabato 27 Febbraio 2010

La maglieria nella filiera tessile

Dr. Sc. Matteo Castiglioni

22

Nato il 13 gennaio 1978 a Busto Arsizio (VA)

e-mail: matteocastiglioni@hotmail.it

Telefono: +39(0) 334 6102203

Stato civile: sposato con 2 figli

ESPERIENZE PROFESSIONALI

2008-attuale ITEMA Group (Promatech S.p.A.) Colzate (BG), IT

Group Product manager

2006-2008 Sultex AG (parte del gruppo ITEMA Rüti (ZH), CH

Product manager

Project manager

Buyer

Process coordinator

2001-2007 ETH Zurigo, Politecnico federale Zurigo, CH

Assistente Prof. Dr. U. Meyer

Tutor di ca. 30 progetti in macchine ed industria tessile (meccatronica, maglieria,

filatura sintetica, testurizzazione)

Responsabile di progetto (Fastex.EDU)

Autore di 1 brevetto

FORMAZIONE SCOLASTICA

2003-2006 Ph. D., ETH Zurigo, Politecnico federale Zurigo, CH

Department of Management and Technology

Title: „Control and Stability in Velocity of individually driven drawing Godets for

thermoplastic filament Yarns

1997-2002 Ingegneria Gestionale, Politecnico di Milano Milano, IT

Indirizzo sistemi produttivi orientamento tessile

Periodo di Erasmus

33

Moduli, argomenti ed organizzazione del corso:

• Calendario27.02, 06.03, 13.03, 20.03, 27.03, 10.04, 24.04, 08.05, 15.05, 22.05, 29.05,

05.06

• 12 Moduli: lezioni frontali, testimonianze e escursioni

• Argomenti:

– La maglieria e la confezione nella filiera tessile

– Elementi fondamentali della maglieria nelle differenti tecnologie

– La maglieria rettilinea

– La maglieria circolare

– La maglieria a catena

– Gli altri tipi di macchine di maglieria

– Il taglio e la confezione

– Elementi di automazione per la confezione

• Orario: 0800-1330 0830 1230 ca. (1 pausa)

• Materiale: slides, libro Acimit, letteratura citata

• Esame: scritto, eventuale orale

Programma del corso:

27.02: La maglieria nella filiera tessile

06.03: Elementi di maglieria

13.03: La maglieria rettilinea teoria

20.03: Cad di maglieria

27.03: Esempio di maglieria rettilinea Rimach (in laboratorio)

(03.04): Pasqua

10.04: La maglieria circolare teoria

(12-17.04): I prova

22.04: 1400 Visita alla Santoni, Brescia (da confermare)

08.05: Le altre tecnologie di maglieria e le strutture della maglia

13.05: Visita maglificio (da confermare)

15.05: La confezione (Zuccato Fiorino)

22.05: La confezione (Zuccato Fiorino)

29.05: Visita alla confezione

05.06: Elementi di automazione e ripasso del corso

liuk_1988@hotmail.it

4

5

Bilancio mondiale per beni di lusso, 2000 (stime)

Abbigliamento:

25,2 Mia CHF

Articoli in pelle

scarpe:

18,9 Mia CHF

Alcolici:

13,5 Mia CHF

Orologi,

gioielli:

6,3 Mia CHF

Stoviglie:

4,5 Mia CHF

Cosmetica,

Profumi: 21,6 Mia CHF

Bilancio mondiale per beni di lusso, 2000 (stime)

Abbigliamento:

25,2 Mia CHF

Articoli in pelle

scarpe:

18,9 Mia CHF

Alcolici:

13,5 Mia CHF

Orologi,

gioielli:

6,3 Mia CHF

Stoviglie:

4,5 Mia CHF

Cosmetica,

Profumi: 21,6 Mia CHF

Il tessile nel mercato globale:

6

Le più importanti Nazioni per il commercio di tessili e abbigliamento 1992 (Export)

0

5

10

15

20

25

30

35

Hon

g K

on

g

Cin

a

Itali

a

Germ

an

ia

Corea d

el

Su

d

Fran

cia

Taiw

an

US

A

Belg

io GB

Mil

liard

iU

S $

Produzione di cotone 1994/95 in Mio ton

Cina 4100

USA 3790

India 2220Pakistan 1445

Uzbekistan 1287

Turchia 610

Brasile 571

Australia 420

Turkmenistan 400

Egitto 373

Le più importanti Nazioni per il commercio di tessili e abbigliamento 1992 (Export)

0

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Produzione di cotone 1994/95 in Mio ton

Cina 4100

USA 3790

India 2220Pakistan 1445

Uzbekistan 1287

Turchia 610

Brasile 571

Australia 420

Turkmenistan 400

Egitto 373

Produzione di cotone 1994/95 in Mio ton

Cina 4100

USA 3790

India 2220Pakistan 1445

Uzbekistan 1287

Turchia 610

Brasile 571

Australia 420

Turkmenistan 400

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Cina 4100

USA 3790

India 2220Pakistan 1445

Uzbekistan 1287

Turchia 610

Brasile 571

Australia 420

Turkmenistan 400

Egitto 373

7

Materiali

compositi

Nontessuti

Tessuti

Altri

Costruzioni

Abbigliamento

Agricoltura

MedicinaArredo

Industria

TrasportiSport

Ambiente

Ingegneria

Impiego dei tessili tecnici nel mondo

Materiali

compositi

Nontessuti

Tessuti

Altri

Costruzioni

Abbigliamento

Agricoltura

MedicinaArredo

Industria

TrasportiSport

Ambiente

Ingegneria

Costruzioni

Abbigliamento

Agricoltura

MedicinaArredo

Industria

TrasportiSport

Ambiente

Ingegneria

8

Cotone 41,3

Poliestere 19,5

Poliammide 8 Juta 6,8

Fibre cellulosiche 6,2

Poliacrile 5,1

Lana 4,1

Polipropilene 3,2

Altre 5,8

Produzione mondiale di fibre, suddiv. in %

9

Produzione mondiale di fibre tessili

0

10

20

30

40

50

60

1984 1988 1992 1996 2000Anno:

Mio

ton /

anno

Altre

fibre sintetiche

Viscosa (riserva del

cotone in tempo

di guerra)

Polipropilene

(non si tinge!Per ora

solo pigmenti o

in massa)

Poliestere

Poliammide

Lana

Cotone

10

Previsione del fabbisogno mondiale di fibre

0 20 Mio 40 Mio 60 Mio 80Mio 100 Mio

2000

2025

2050

Anno

Ton/anno

Paesi con

risorse

insufficientiPaesi industrializzati

Paesi con risorse primarie

consolidate

11

Le fibre tessili:

Fibre naturali

Fibre vegetali Fibre animali

Peli vegetali

Cotone

Capoc

Fibre da

cortecciaLino

Canapa

Juta

Kenaf

Ramié

Ginestra

Fibre da

fustoManila

Alfe

Cocco

Sisal

Lana e pelo

Lana

Alpaca

Lama

Cammello

Kashmir

Mohair

Angora

Vigogna

Yak

Guanako

Crine di cavallo

Seta

Seta genuina

(seta comtivata

da gelso)Seta greggia

(seta tussah)

Fibre naturali

Fibre vegetali Fibre animali

Peli vegetali

Cotone

Capoc

Fibre da

cortecciaLino

Canapa

Juta

Kenaf

Ramié

Ginestra

Fibre da

fustoManila

Alfe

Cocco

Sisal

Lana e pelo

Lana

Alpaca

Lama

Cammello

Kashmir

Mohair

Angora

Vigogna

Yak

Guanako

Crine di cavallo

Seta

Seta genuina

(seta comtivata

da gelso)Seta greggia

(seta tussah)

12

Le fibre tessili:

13

Caratterizzazione di un filo tessile, il titolo:

• Unità di misura tex (misura internazionale)

1 tex= 1g di massa per 1000 m di lunghezza

• Denari (den. o Td) per seta e bava continua

1 den. = 0.05 g di massa per 450 m (o 1 g per 9000 m)

• Numero inglese (Ne) per filati cotonieri valore indiretto

1 Ne = 1 hank (840 yards) per 1 libbra (1 pound)

• Numero metrico (Nm) per filati lanieri valore indiretto

1 Nm = 1000 m per 1000 g

Nm Ne denier

tex 1000 / Nm 590.5/Ne 0.111*den

Grandezze

alternative

1000/tex

„numero metrico“

utilizzato in

Germania e

Francia.

590.5/tex

„numero inglese“

utilizzato nel

resto del mondo

ed in Svizzera.

9*tex

„Denier“ utilizzato

per fibre

sintetiche

14

Cotone: 1.3 … 1.8 dtex

Fibre discontinue sintetiche: 1.3 … 3 dtex

Microfibre sintetiche: 0.4 … 1 dtex

Titolo tipico per le fibre singole:

Titoli tipici nel processo di filatura:

Carda/Nastro di stiratoio: 3 ... 6, tipicamente 5 ktex

Dallo stoppino fino alla filatura ad anello: 200 ... 1200, tipicamente 800 tex

Filato continuo ad anelli, fine: 5 ... 10 tex

Filato contnuo ad anelli, medio, e rispettivamente filato a tubina, fine: 10 ... 40 tex

Filato ad anelli e filato a turbina, grosso: 40 ... 400 tex

Esempio di „come si specifica un filo“

1. Fibra Cotone, America, bianco, Strict Middling, lunghezza del filamento min. 1-3/32"

2. Tipologia di filo Filato ad anelli, pettinato, per maglieria (da torsione)

3. dati del filo - 17,5 tex, +/- 2,5 % deviazione media per 10 x 100 m di lunghezza di

misura di 10 rocche.

- Z-Torsione, 805 +/- 40 torsioni/metro

4. Dati di qualità Resistenza alla rotturat min. 15 cN/tex, da testare con una velocità di

torsione costante di 5 m/min

Torsione di rottura min. 5 %

Regolarità migliore di 15,5 CVm %

Imperfezione, per 1000 m, Uster Tester impostazione Nr. 3:

Imperfez.

sottili (Deviazione > - 50 %): max. 30

Imperfez.

larghe (Deviazione > + 50 %): max. 70

Imperfez.

fibrose (Deviazione > + 200 %): max. 110

Classimat-errori, per 100'000 m

Categorie

totali A1,

B1, C1 e

D1:

max. 300

Categorie

totali A3,

B3, C2 e

D2:

max. 18

5. Presentazione: Rocche di tubetti di cartone, con riserva di filo

Peso netto delle rocche 2,5 kg +/- 2 %

Densità delle rocche ca. 0,35 kg/dm³

6. Processo di filatura: Minimale 18 % pettinatura

Al max. 8,5 % contenuto d’acqua di ricondizionamento

Idoneità, testata con pulitore di filato

15

Esigenze di base per la struttura dei fili discontinui:

1. Resistenza all„allungamento

sotto carico assiale

2. Attrito di adesione stabile tra le fibre

3. Superficie robusta

16

Torsione del filo D

texF

mamgiriD1000

)(/

a (m) = coefficiente di torsione, in relazione ad una specifica unità di

misura della massa per la misura del titolo, qui riferito alla

torsione metrica, si dice „Alfa-metrico“. Questo coefficiente si

riferisce all‘angolo crescente della torsione del flo. Fili con lo

stesso coefficiente di torsione hanno al di sotto una uguale

struttura, e quindi anche delle caratteristiche tra loro

confrontabili.

Conversione di unità di misura del coefficiente di torsione

a metrico - a inglese „e“:

033.0)()(

30.30)()(

maea

eama

Coefficienti di torsione tipici a (m) :

Fibre: Filo di ordito Filo di trama Filato per maglieria

Cotone, fibre lunghe 100...115 75...90 65...80

Cotone, fibre medio-lunghe 115...135 90...105 75...90

Cotone, fibre corte 120...150 100...115 non utilizzato

D significa torsione assoluta,

numero di giri del filo per unità di lunghezza

17

18

Carico dei fili

Tipo di carico: Processo: Metodo del test:

Tensione statica Fune di carico Instron Tester,

Tensione di

filatura

Tensione dinamica Tessitura:filo per trama UsterTensojet

Tensione ciclica Tessitura:filo per ordito Nessuna

Distorsione Svolgimento di bobine Nessuna

Abrasione Tessitura: filo per ordito diversi tester

lavoro a maglia, cucito

Decomposizione Invecchiamento, tempera- speciali prove di

tura, infiammabilità, laboratorio

impurità, ...

Aspetto e geometria dei filati:

Filatura ad anello Filatura a rotore Filatura a frizione O.E. Filatura fasciata Filatura Airjet

19

Strutture del filo e sue proprietà:

Livelli di torsione: 1 2 3

Processi di filatura Ad anello Ad anello A rotore A falsa Filo torto Filo

compatto torsione ritorto

Distribuzione della buona molto idonea non molto molto

Forza sulle fibre buona buona buona buona

Solidità alla corretta buona molto buona molto molto

abrasione e robu- buona buona buona

molto molto

Regolarità buona buona buona buona buona buona

Continuità cattiva cattiva buona buona buona molto

contro la torsione buona

Stadi di filatura 3 3 1 1 5 7

Produttività bassa bassa alta alta bassa bassa

Costi di alti alti bassi bassi molto alti molto

finissaggio molto alti

Strutture del filo e sue proprietà:

Livelli di torsione: 1 2 3

Processi di filatura Ad anello Ad anello A rotore A falsa Filo torto Filo

compatto torsione ritorto

Distribuzione della buona molto idonea non molto molto

Forza sulle fibre buona buona buona buona

Solidità alla corretta buona molto buona molto molto

abrasione e robust. buona buona buona

molto molto

Regolarità buona buona buona buona buona buona

Continuità cattiva cattiva buona buona buona molto

contro la torsione buona

Stadi di filatura 3 3 1 1 5 7

Produttività bassa bassa alta alta bassa bassa

Costi di alti alti bassi bassi molto alti molto

finissaggio molto alti

20

21

Le fibre chimiche e sintetiche

22

Materiali

termoplastici standard:

93

Gomma

Sintetica

(elastomeri):10

Fibre:

18

Plastiche

termoindurenti:22

Materiali

termoplastici: 8

Mercato mondiale per materiali polimerici [Mio. ton/anno]

23

Filo tecnico

Nontessuto spunbonded

Filo per pneumatici

Filo per cucire

Monofilamento

Suddivisione tipica per utilizzo del filo di poliestere tecnico

24

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Cina USA Taiwan Corea

del Sud

India Indo-

nesia

Thailandia

I principali Paesi produttori di poliestere [1000 ton]

Filo continuo

Fibre corte

Trend:= = = =

25

Idoneità d‟impiego e profilo d‟uso di diverse fibre:

Fibra: Coto-

ne

Viscosa/

Rayon Vetro Poliestere Poliammide Polietilene Poliacrile

Resist. a trazione: - - + + + + -

Resist. a

pressione: -

Sgualcitura: - - + + + +

Restringimento: +

Robustezza: + +

Adesione: + + - + -

Tingibilità: + + - + - +

Usura: + + + - -

Res.

all’abrasione: + + + + + +

Fatica del

materiale: + - + +

26

Grandezze meccaniche delle più importanti fibre sintetiche

Polimeri:

Poliacrile

Polivinilcloride

Polietilene

Polipropilene

Policondensati:

Poliammide 6 / 6.6

Poliestere

Aramide: Nomex

Aramide: Kevlar

Lycra

Fibre inorganiche:

Fibra di vetro

Filo di acciaio

Fibra di carbonio (std)

Paragone:

Cotone

Densità:[g/cm3]

Carico di rottura:[cN/tex]

Carico di rottura-allungamento: [%]

Modulo:[kN/mm2]

1,18

0,96

0,91

1,14

1,39

1,38

1,44

2,54

7,85

1,7

35... 50

8...26

32...72

36...68

41...81

44...53

1,1..1,3 5...12

138

27

118

25...35

6...10

14...180

3,6...45

15...50

15...46

16...40

22...35

4...5

420...700

1...4

1...2

0,8...1,8

10...12

2...4

0,5...5

3...8

10...15

7,5...20

40...70

0,006...0,012

77

205

200

5...15

Carico di rottura-formaz. lacci: [%]

70...80

65

60...90

70...95

60...95

40...95

65...85

30...78

10...60

30...65

60...96

2...12

1,4

200

1,52 15...55

22... 361 1...5...125

27

Stato del materiale in funzione della temperatura

Curva DTA per PET

Esoterm.

Endoterm.

Temperatura

Bruciatura

(in aria)

Fusione

(solido --> liquido)

Cristallizzazione

(Ordinamento delle

catene molecolari)Transizione vetrosa

(Consolidamento delle

zone amorfe)

Polimero: Trans. vetr.: Temp. fusione:

PE - 70 C 144 C

PP - 15 C 170 C

PA 6 49 C 223 C

PET 67 C 268 C

PAN 104 C 317 C

Polimero/Fibra: Grado di cristallinità:

Polistirolo 0%

Polivinilcloride 10%

Poliacrilnitrile, Viscosa 40%

Polietilentereftalato 55..75%

Poliammide 60..80%

Cotone 70%

Polietilene 80..95%

Aramide 95%

Temperatura ambiente

28

Limiti termici di impiego per diversi materiali tessili

Materiale

tessile

Temp.

transiz.

vetrosa

[°C]

Temp.

fusione

[°C]

Temp.

decomposiz.

[°C]

Temp.

durata

[°C]

Punto di

infiammazione

[°C]

Temp. di

accensione

[°C]

LOI =

Proporz. di

O2

in miscela

N2/O2

(*

preparato

specialm.)

Cotone 220 ...

370 --- 175...205 75...80 325 400 18..20(28*)

Lana (174) --- 130...140 89...90 350 590 24...35(33*)

Seta --- --- 170...180 80...90 23

Viscosa 220 ...

370 --- 175...205 75...80 (325) (400) 19...20(30*)

Acetato --- --- 255...260 74...80 (325) (400) 16..19

Poliammide 6.6 45 ... 65 255...260 310..380 75...85 390 510 20...21

Poliestere 70...80 250..260 283...306 140...160 390 510 20...21

Poliacrile 50...100 --- ca.300 125...135 250 515 17...18(45*)

Polipropilene -12...-20 175 328...410 400 530 17...20

Nomex ca.260 ca.370 220...260 490 675 27..30

Kevlar ca.300 ca.550 180 550 700 31

Polibenzimidazolo >450 300 >600 860 48

Vetro 850..900 1100...1500 250...300 Non brucia

Carbonio --- 1815 1435 60

29

I processi produttivi delle fibre sintetiche

30

Produzione di poliammide Produzione di poliestere

Nafta

Butadiene Benzolo

Cicloesano

Adiponitrile Olone

Acido adipinicoEsametilen-

diammina

Sale AH

Poliammide 6.6

Caprolactam

Poliammide 6

Nafta

Etilene Xilolo di P

Etilen-

glicolo

Acido

tereftalico

Dimetil-

tereftalato

Poliestere

31

Stiratura

Ribobinatura

Testurizzaz.

Interlacciat.

Filo

Conversione

Monofilamento

Binatura

GranulatoFilo

Monofilamento

Setole

Materiali in uscita:

monomeri solidi

o fluidi,

prodotti opacizzanti

Reazione

chimica

Fusione

MischiaFilatura

Cavo

Fibra per filatura (fibra corta: tipo cotone, tipo lana)

Processo e proprietà del prodotto finito

Valori di tenacità,comportamento termico,stabilità chimica, tingibilità, comportamentonelle lavorazioni successive

Regolarità, colore,comportamentoin filatura

Curva sforzo-deformazione,regolarità,comportamento termico

Comportamento in svolgimento,in torcitura, maglieria,tessitura

Comportamento in mischiaed in filatura

Grandezze chimico-molecolari definite

Grandezze fisico-molecolari definite:cristallinità

Grandezze macroscopico-meccaniche definite:sezione trasversale

Increspatura

Conversione

Nontessuto spunbonded

Legatura

32

Preparazione materia

grezza

Filatura (primaria) Trattamenti successivi

Polimerizzazione

Esempio: PES

Policondensazione

Esempio: PA

Sviluppo chimico

Esempi: CV, CLY

Filatura a fusione

Esempi: PA, PES

Filatura asciutta

Esempi: Lycra, PAC

Filatura bagnata

Esempi: CV, CLY

Stiro

Testurizzazione

Torcitura

Conversione

Orditura

Increspatura

Ribobinatura

Nontessuti

Tintura

33

Modello della formazione dei cristalli nel processo di filatura primaria

Massa fusa o

soluzione polimerica

Struttura parzialmente

cristallina

Struttura parzialmente

cristallina, preorientata

Struttura cristallina,

orientata

Le proprietà sono definite

dalle molecole.

Tramite un rapido

raffreddamento, questa struttura

viene trasferita anche nello stato

solido:

struttura amorfa, vetrosa.

Le proprietà sono definite dalle

molecole.

Con un‘ulteriore crescita dei

cristalli, si genera una struttura

cristallina, isotropa.

--> Questo in genere è

indesiderato. Essa impedisce la

formazione dei cristalli nella

fase di stiro.

Preorientamento tramite

raffreddamento con stiro.

Le proprietà sono definite

dalle molecole.

Tramite un‘ulteriore fase

di stiro si arriva alla

struttura cristallina,

anisotropa voluta.

Le proprietà sono definite

dalle molecole, dai cristalli e dal

loro orientamento.

La struttura è ideale per un‘alta

tenacità ed un elevato modulo.

Stato nella parte

superiore del

canale di raffredd.

ovvero LOY

POY FDY

34

Regole di base per l„evoluzione sforzo-deformazione

Carico di trazione

Allungamento

Stato finale dopo estrusione:

materiale non orientato,

(sostanzialm.) non cristallizzato,

basso modulo, molto elongabile

Stato finale desiderato:

materiale completamente orientato,

completamente cristallizzato,

modulo elastico elevato,

alta resistenza a trazione

100% 200% 300%

Rottura a trazione: dipende da

- polimero e tipo di cristalli

- orientamento dei cristalli

Modulo: dipende

dalla cristallinità

FDY

6000...7000 m/min

LOY

1000 m/min

POY

3000...5000 m/min

35

Vista d„assieme della geometria dell„impianto di filatura

Distributore materiale fuso

Blocco di filatura con Spinneret

Zona di

raffreddamento

Zona di stiro

Zona di

rilassamento

Avvolgitore

Per filatura LOY e filatura veloce (POY)

la zona di raffreddamento arriva fino all„avvolgitore

Caratteristica: la velocità di raccolta fissa, assieme

al flusso regolato della pompa di filatura, il titolo

complessivo del filo continuo

Preriscaldamento - Stiro - Raccolta con rapporti regolati,

ovvero con un comportamento ben preciso nella relazione

raccolta / immissione

Riscald.

Riscald.Rilassamento con lunghezza fissa (stiro = 1) per stabilizzare

le proprietà del filamento ---> limitazione del restringimento

Avvolgimento con velocità fissa, ottimizzato in base

alle proprietà di scorrimento della rocca finale di

filamento (lavorazioni successive)

Pompa di filatura

36

Vista della filatura compatta:

Estrusore

Balcone di

filatura

(2x) 8 Ugelli

(2) Camini

(2) Avvolgitori

(4x) quartetto di pompe

di filatura

37

Pannello di

controllo

Personal

Computer

Avvolgitore

destroAvvolgitore

sinistro

Camino di

filatura

Motore delle

pompe di filatura

Contenitore di

granulato

Scala

Macchina compact:

38

Le lavorazioni successive dei filamenti continui

Filatura primaria: dal balcone di filatura all„avvolgitore

Multifilam.

piatto

Catena di

filamenti

piatti

Multifilam.

testurizzato

BulkedContinuous

Mono-

filamento

Stiro / avv.

Stiro / torcitura

Stiro / ordit.

Stiro / testurizz.

Stirare a caldo,

Fibre corte:

Stiro ripetuto

e riscaldamento/

rilassamento

Monofilamento

(stato: LOY)

Multifilamento

(stato: FDY)

Multifilamento

(stato: POY)

Filatura BCF:

arricciatura,

Filament

Binatura su corda,

raccolta in

contenitori

Filatura come

fibre corte:

Stiro ripetuto con

riscaldam./rilassam.;

arricciatura,

taglio in corto,

pressatura in balle

(moquette)

Uso domestico

come lana

e cotone

Impieghi

tecnici

(tendine)

Uso domestico

(lingerie,

Abbigliamento

Abbigliamento

(calzetteria,

tessuti tipo seta)

Abbigliamento

Multifilam.

torto

Cavi

tempo libero,

moda, sport)

(materiali elastici)

Abbigliamento

Abbigliamento

(di solito miste

con fibre naturali)

lenzuola (USA)

Filo da cucito

crimp senza raccolta,

(Spunbond)

taglio in corto,

spargere come vlies

e fissare

Igiene,

abbigliamento

Fibre corte - vlies:

raccolta

Impieghi

tecnici

Impieghi

tecnici

Impieghi

tecnici

(lingerie,

tessuti tipo seta)

39

Lavorazioni successive del POY

POY

Stiro-testurizzaz.

Filo testurizzato

--> abbigliamento

Stiro-orditura

Catena per tessitura

--> abbigliamento,

tessili tecnici

Orditura

Stiro-torcitura/

Stiro-avvolgim.

Filo di trama

--> abbigliamento,

tessili tecnici

Fili speciali:

filo da cucito,

core-yarn ...

55% 10% 35%

5%10%

20%

sopratt.: maglieria

40

Proprietà di un filo testurizzato

Il filo ha una mano morbida, simile ad un filato: Le fibrille arricciate danno un risultato simile ai peli dei filati

discontinui: il filo acquista „volume“.

Il filo è molto elastico fin nei più bassi valori di tensione:

Grazie all„arricciamento, l„aspetto del filo può essere

modificato ed utilizzato in svariati modi:

Allungamento

Forza

normale

multifilamento

FDY

multifilamento

testurizz. aria

multifilamento

testurizz. frizione

> L„elasticità controllata e la voluminosità danno luogo

a tessuti morbidi con eccezionali caratteristiche

Problema: la testurizzazione, come processo termico, influenza

la tingibilità dei fili.

Testurizzazione a torsione

(alberi, frizione)

Testurizzazione ad aria

Filato (fissato a torsione)

> sostituisce i filati da fibre naturali

> si combina con le specifiche proprietà delle fibre

chimiche, ad es. bassa igroscopicità, non marcisce

più alta tenacità ed allungamento

> porta nuove applicazioni nei tessuti ad uso

domestico e nell„abbigliamento

> Il campo elastico di arricciamento dà un comportamento

morbido ma stabile nei tessuti e in maglieria.

> In conseguenza di ciò l„aspetto del tessuto è simile alla

lana, ma il tessuto è più robusto ed economico.

di indossabilità.

41

Altre fibre innovative e

i loro processi produttivi

42

Fibre elastiche

Descrizione:

Poliuretano-

Elastomero

(Lycra, Spandex,

Elastan, Dorlastan)

Gomma naturale

(Poli-isoprene)

Titolo [dtex]: 10 ... 2'000 150 ... 6'000

Carico a rottura [cN/tex]: 0,05 ... 0,15 0,02 ... 0,03

Allungamento a rottura

[%]: 400 ... 800 600 ... 700

Modulo [cN/dtex]: 0,15 ... 0,45 0,04 ... 0,05

Tingibilità: utilizzabile cattiva

Resistenza all’abrasione: buona cattiva

Stabilità all’ozono: buona cattiva

Stabilità al sudore: moderata cattiva

43

Potenziale per un ulteriore innalzamento del modulo

nel caso del polietilene (paragonabile alla fibra aramidica):

Modulo dedotto dal legame molecolare: 362 GPa

Modulo del cristallo, misurato con raggi X: 240 GPa

Modulo ottenuto oggi nella fibra: 140 GPa

Struttura delle più importanti fibre di rinforzo

Fibra aramidicaFibra di carbonioFibra di vetro

SiO2

Formazione della fibra confilatura a fusione

Filo

Proprietà:

Isotropo (tridimensionale)

amorfo

Nessun orientamento

Densità: 2,54 g/cm3

Modulo elastico: 73 GPa

Carico di rott. a traz.: 1750 MPa

1760 N/mm2

Allungam. a rott.: 2,5 %

Prezzo US$/kg: 4.-

stratificato (bidimensionale)

altamente cristallino

altamente orientato

1,75 g/cm3

240 GPa

2650 MPa

2650 N/mm2

1,0 %

20.-

Struttura a fibrille (monodimensionale)

altamente cristallino

molto altamente orientato

1,44 g/cm3

124 Gpa 67 Gpa

2760 MPa

2760 N/mm2

1,9 % 3,7 %

33.-

Ossidazione ecarbonizzazione

Filatura da soluzione contrattamento successivo

Struttura delmateriale

44

Fibra P-aramide (Kevlar, Twaron)

Densità ca. 1450 kg/m3

Carico di rottura a trazione ca. 1800 cN/tex

Allungamento a rottura 2,4 ... 4 %

Soluzione polimerica in acido solforico (20 peso% polimeri, 80 peso% H2SO4)

a temperatura ambiente solido, a 85°C fluido

catene di molecole come cristalli liquidi

La produzione di

fibre P-aramideSintesi polimerica

Estrusione tramite Spinneret,

di solito 1000 fori con diametro 65μm,

attraverso camera d„aria alta 8mm, stiro x 6,

in bagno di filatura

Bagno di filatura per solidificare: 5...20 peso% H2SO4 a 5°C

Lavaggio acidi con soda caustica,

neutralizzazione, asciugatura

Ulteriore: Trattamento termico sotto gas protetto

per regolare tenacità e modulo

Avvolgimento, velocità di filatura 200 m/min

45

Fibra di carbonio

Struttura: griglia di grafite

Densità ca. 1750 kg/m3

Diametro fibra 6 ... 9 m m

Carico di rottura a trazione ca. 1500 ... 2000 cN/tex

Filo PAN 1,1 ... 1,7 dtex Fibra precursore Filo di pece

Carico di rottura a trazione: Struttura: polimero

ca. 40 ... 70 cN/tex Densità ca. 1200 kg/m3

Diametro fibra 10 ... 15 mm

La produzione di fibra di carbonio

Filatura di soluzione di

poliacrilnitrile (PAN)

con stiro

Filatura a fusione di

emulsione concentrata di pece

con stiro

Riunione di 10'000 ... 100'000 fibrille

in un cavo

Ossidazione a 200 ... 300°C in aria, per 1 ... 4h, sotto carico di trazione

Densità ca. 1450 kg/m3

Carbonizzazione a più di 1000°C, per circa 1h, sotto gas protetto

46

Setacciatura,

LavaggioCottura:

8h a 130°C

Candeggio

in battitori

Candeggio

in torreDiluizione,

Stesura,

Asciugatura

Scortecciatura

Frantumazione

Produzione di cellulosa: schema

Blocchi di legno Frammenti di legno

Umidità,

acido solforico

calcareo

Polpa di legno

Acqua

Legno, resina, lignina

acqua sporca

Polpa di fibre di legno

Gas di cloro,

acqua

Cloro, lignina,

acqua di lavaggio

Polpa di cellulosa

Cloro-calcare e

acqua

Polpa di cellulosa

Acqua di lavaggioAcqua con acido

solforico

Acqua

Acqua di lavaggio

Prodotto finito:

cellulosa sotto forma

di fogli,

pressata in balle

47

Soluzione di

filatura in NMMO

Filamenti

"Tencel"

"Lyocel"Filatura bagnata

in bagno d„acqua

Filatura asciutta

o bagnata

Filatura in

bagno di acido

solforico

Filatura bagnata

in bagno d„acqua

Soluzione in

miscela di

NMMO e acqua

Acetilizzazione

con acido acetico,

soluzione

in acetone

Xantogeniz-

zazione con

CS2

Soluzione in

ammoniaca

di rame

Apertura

Pulizia

Processo di filatura per fibre cellulosiche

Cellulosa

Soluzione di

filatura: idrossido

di ammina di rame

Soluzione di

xantato in soda

caustica

Acetato cellulosico

soluto in acetone

Filamento

"Cupro"

Filamento “viscosa”,

Fibra corta “cellulosa"

Filamento “acetato”,

o fibra corta

1,5 kg/dm3

10 ...20 cN/tex

(bagnato 60 ... 70%)

Allungam. 18...25%

Grado di umidità fino 12,5%

1,5 kg/dm3

10 ..20.. 75 cN/tex

(bagnato 50 ... 70%)

Allungam. 10...20%

Grado di umidità fino 13,5%

1,3 kg/dm3

15 ...35 cN/tex

(bagnato 50 ... 80%)

Allungam. 20...30%

Grado di umidità fino 6,5%

Speciale: “Seta artificiale”,

prodotto di nicchia

Processi oggi più

importanti: abbigliam.,

corde per gomme

Per tessuti di fodera

e filtri di sigarette

Capacità in

costruzione

Legno

Proprietà come viscosa

Problema: fibrillazione

CS2 è esplosivo!

NMMO è un

materiale

esplosivo!

Il rame è un

metallo pesante!

I fumi di acetone

sono esplosivi!

48

Tranciatura

e pressatura

in balle

Lavaggio

Candeggio

Asciugatura

Filatura

Maturazione

Filtrazione

Aerazione

Solfurazione

in impastatore

di xantato

Prematurazione

in tubo girevole,

12...24h

Macerazione

Pressatura

Produzione di fibre di viscosa (fiocchi)

Cellulosa

Solfuro di

carbonio

Alcalicellulosa

Viscosa pronta

alla filatura

Bagno di filatura con10% acido solforico24% solfato di sodio2% solfato di zincoResto acqua

Cavo di fibrille

di viscosa

Soda caustica

diluita

Acqua,legante,solfito di sodio,ipoclorito di sodio

Acqua,Acido solforico,Solfato di zinco,Solfato di sodio,Solfuro di carbonio

Prodotto finito:Fibra corta diviscosa(fiocchi)

Soda caustica

diluita

Residui liquidi

Alcalicellulosa:

32% cellulosa,

15% soda,

53% acqua

Viscosa:

8% cellulosa, 7% soda,

2% solfuro, 83% acqua

Prodotti opacizzanti,

ev. pigmenti

Solfato di sodioe acquada viscosa

Cavo di fibrille

di viscosa

49

Estrazione

materie prime

Produzione

filo

Produzione

sup. tessili

Dismissione

Utilizzo

Distribuz.

ConfezioneFinissaggio

La catena di creazione del valore nel tessile

Estrazione

materie prime

Estrazione

materie prime

Produzione

filo

Produzione

sup. tessili

Produzione

sup. tessili

Dismissione

UtilizzoUtilizzo

Distribuz.

ConfezioneFinissaggio

La catena di creazione del valore nel tessile

50

Tintura e

finissaggio

pezze

Lavaggio

Abbigliam.

P1

Preparaz.

fibre

P2

Filatura

fili

continui

P3

Filatura

fibre

P4

Tessitura

P5

Maglieria

P6

Disposiz./

stabilizzaz./

velo

P7

P8

Taglio/

cucitura

Acqua pulita

Fibre laniere

Macchine tessili

Personale

Energia

Bozzoli di seta

Fibre da corteccia

e da fusto

Cellulosa

Polimero

di filatura

Acqua di scarico

Abbigliam. sportivo

Geotessili

Tessili

tecnici

Articoli

igienici

Tessili

artigianali

Tessili

tecnici

Tessili

tecnici

Depositi tessili

Tessuti greggi

Maglie grezze

Tessuto/maglia

finiti

Acqua pulita

Acqua di scarico

Fibre

discontinue

Fibre discontinue

Fili continui

Filo di fibre

discontinue

Fibre discontinue

I flussi nella catena produttiva tessile

Prodotti chimici

Fibre di cotone

Non rappresentati

in figura

Bozzima

51

La maglieria nella filiera tessile del poliestere:Melt spinning

LOY FDYPOY

High Draw-

Winding

High Draw-

texturing

Warping

Twisting

BCF

(carpet yarn)Monofil.

Weaving

Spunbond

MeltMeltblow

High Draw

TwistingDraw-winding

Draw-twisting

Draw-texturing

FDY

Twisted-untwisted

DTY BCF Monofil.Non

Wovens

Twisting

Tufting, carpet

weaving

Carpets

Circular

knitting, flat

knitting

Apparel

Cabling

Ropes

Sewing,

Stitching

Apparel,

Embroidery

Warp

Knitting

Apparel

Fabrics

Apparel

Fabrics

Valorizzazione della catena tessile

52

53

Basati sullasuperficie

Peso superficie [g/m2]

Fabbis. energiaFabbis. materialiCosti

100 200 300 400

Camicia,Camicetta

T-Shirt

Jeans

Abito da lavoro

Costi

Fabbis. mate

riali

Fabbis. energia

Basati sullasuperficie

Peso superficie [g/m2]

Fabbis. energiaFabbis. materialiCosti

100 200 300 400

Camicia,Camicetta

T-Shirt

Jeans

Abito da lavoro

Costi

Fabbis. mate

riali

Fabbis. energia

Costi dei manufatti tessili:

54

Fase tessile: Fabbisogno energetico

[MJ / kg]:

Crescita del cotone 10 ... 50

Filatura 15 ... 100

Tessitura 15 ... 100

Finissaggio 60 ... 120

Suddivisione del fabbisogno energetico

55

Filatura

Il fabbisogno energetico per kg dipende fortemente dal titolo del filo. I fili fini

necessitano per la produzione un fattore moltiplicativo di energia rispetto a quelli più

grossi.

I seguenti valori indicativi fanno riferimento rispettivamente a un filo di titolo medio

nei due processi di filatura.

Processo: Fabbisogno energetico

filatura ad anello

[MJ/kg]:

Fabbisogno energetico

filatura a rotore [MJ/kg]:

Preparazione alla filatura 1 ... 3 1 ... 2

Filatura / Roccatura 8 ... 12 3 ... 6

Aerazione/Climatizzazione 1 ... 3 1 ... 2

56

Tessitura

Il fabbisogno energetico in tessitura è largamente proporzionale al numero di

inserimenti di trama. Ciò significa che tessuti con alta densità di inserzioni richiedono

più energia di quelli con bassa densità. Le macchine a più basso fabbisogno

energetico sono i telai a proiettile e quelli multifase. A causa delle sue grandi masse in

movimento, il telaio a pinza richiede decisamente più energia. Il telaio ad aria è

meccanicamente il più semplice, ma a causa della scarsa efficacia del getto d’aria a

distanza ha il più alto fabbisogno energetico.

Processo Tipo di

energia

Fabbisogno

energetico [MJ/kg]

Preparazione e bozzima Combustione 5.2

Tessitura (Proiettile) Elettricità 2,8

Climatizzazione Elettricità 4.5

Riscaldamento Combustione 0.6

Illuminazione Elettricità 1.0

Trasporto interno Combustione 0,2

Diversi Elettricità 0,6

Totale energia termica 6,0

Totale energia elettrica 8,9

Maglieria circolare

Maglieria

Il consumo energetico dipende fortemente dal tipo di macchina utilizzata. Sicuramente

quella circolare grazie all’alta produttività rappresenta la tecnologia a più alto rendimento.

57

58

Paese Costo salariale

US$, 2000

Giappone '26.10

Danimarca '22.27

Svizzera '22.15

Belgio '19.55

Olanda '19.48

Germania '18.10

Norvegia '17.97

Svezia '17.00

Austria '15.80

Italia '14.71

Canada '14.29

USA '14.24

Finlandia '14.06

Francia '13.85

Gran Bretagna '12.72

Australia '10.85

Irlanda '10.31

Nuova Zelanda '7.28

Grecia '7.24

Taiwan '7.23

Malta '6.62

Hong Kong '6.10

Argentina '5.90

Corea del Sud '5.32

Portogallo '4.31

Uruguay '3.63

Brasile '3.20

Venezuela '2.78

Turchia '2.69

Ungheria '2.63

Polonia '2.35

Lettonia '2.23

Messico '2.20

Rep. Ceca '1.97

Colombia '1.92

Marocco '1.87

Sudafrica '1.82

Peru '1.74

Tunisia '1.65

Slovacchia '1.61

Estonia '1.53

Mauritius '1.47

Thailandia '1.18

Malaysia '1.13

Egitto '1.02

Cina '0.69

Kenia '0.60

India '0.58

Sri Lanka '0.46

Madagascar '0.37

Pakistan '0.37

Indonesia '0.32

Fonte: Werner International, Brüssel

59

Ore lavorative annue nell‘industria tessile, 1998(Werner International)

0 2000 4000 6000 8000 10000

Taiwan

Corea del Sud

Thailandia

Canada

Turchia

Belgio

Austria

Grecia

Brasile

Spagna

Svezia

Norvegia

Giappone

Polonia

India

USA

Cina

Pakistan

Svizzera

Rep. Ceca

Germania

Portogallo

Danimarca

Italia

Francia

Olanda

Gran Bretagna

Ore lavorative annue nell‘industria tessile, 1998(Werner International)

0 2000 4000 6000 8000 10000

Taiwan

Corea del Sud

Thailandia

Canada

Turchia

Belgio

Austria

Grecia

Brasile

Spagna

Svezia

Norvegia

Giappone

Polonia

India

USA

Cina

Pakistan

Svizzera

Rep. Ceca

Germania

Portogallo

Danimarca

Italia

Francia

Olanda

Gran Bretagna