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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: [email protected]
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
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)
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Produzione di cotone 1994/95 in Mio ton
Cina 4100
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India 2220Pakistan 1445
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Produzione di cotone 1994/95 in Mio ton
Cina 4100
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Uzbekistan 1287
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Cina 4100
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India 2220Pakistan 1445
Uzbekistan 1287
Turchia 610
Brasile 571
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Turkmenistan 400
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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