Fibra e Tessuto (1)

  Classificazione delle fibre

La fibra è l'unità di base del tessuto. Le fibre tessili possono essere suddivise in 4 gruppi principali come segue:

1. Fibre vegetali naturali.

2. Fibre proteiche naturali.

3. Fibre rigenerate che utilizzano come materie prime alcune sostanze preparate naturalmente.

4. Fibre sintetiche che utilizzano come materiali iniziali alcuni semplici composti organici preparati artificialmente.

La base della composizione chimica di tutte le fibre vegetali è la cellulosa, che è presente in misura maggiore o minore. Oltre a queste fibre vegetali, anche alcune delle fibre sintetiche, come la viscosa e le fibre di rayon di cuprammonio, sono costituite da cellulosa. Per distinguerle dalle fibre cellulosiche sintetiche, le fibre vegetali sono chiamate fibre cellulosiche naturali. Le fibre cellulosiche naturali sono generalmente suddivise in 4 tipi: fibre di semi (come cotone e kapok), fibre liberiane (come lino, iuta e ramiè), fibre di foglie (come sisal e pina) e fibre di frutta (come la fibra di cocco).

Le fibre proteiche naturali come la lana e la seta sono ottenute da peli e secrezioni animali. Tutte queste fibre sono composte da proteine ​​in cui l'unità di ripetizione è l'amminoacido. Gli amminoacidi sono legati tra loro da legami peptidici per formare il polimero proteico. Alcune delle fibre sintetiche sono anche costituite da aminoacidi, ma solo le fibre animali sono fibre proteiche naturali. Le fibre proteiche naturali hanno un maggiore recupero di umidità e calore rispetto alle fibre cellulosiche naturali. Le fibre proteiche naturali hanno una buona resilienza e un buon recupero elastico ma hanno una scarsa resistenza agli alcali.

Esistono 3 tipi di fibre rigenerate: rayon di viscosa, fibre di acetato e fibre rigenerate proteiche. I primi due tipi sono realizzati con polimeri naturali, generalmente ottenuti da cascami di legno e cotone. Quest'ultimo può essere prodotto da proteine ​​animali e vegetali. Il flusso di produzione del rayon viscosa comprendeva principalmente: estrazione e ossidazione della cellulosa, modifica della cellulosa, estrusione del filamento e post-trattamento.

La prima fibra sintetica è il nylon (una delle fibre di poliammide) prodotto commercialmente negli Stati Uniti nel 1939. I principali tipi di fibre sintetiche includono: fibre di poliammide, poliestere e poliacrilonitrile, ampiamente utilizzate nell'industria tessile.

Proprietà della fibra

Una fibra è caratterizzata dal suo elevato rapporto lunghezza/diametro e dalla sua resistenza e flessibilità. Le fibre possono essere di origine naturale o prodotte artificialmente da polimeri naturali o sintetici. Sono disponibili in una varietà di forme. Le fibre in fiocco sono corte, con un rapporto lunghezza/diametro di circa 103 a 104, mentre questo rapporto per i filamenti continui è di almeno diversi milioni. La forma e le proprietà di una fibra naturale come il cotone sono fisse, ma per le fibre prodotte artificialmente è disponibile un'ampia scelta di proprietà in base alla progettazione. Le varianti comprendono fibre in fiocco di qualsiasi lunghezza, singoli filamenti continui o filati costituiti da più filamenti. Le fibre o i filamenti possono essere lucidi, opachi o semiopachi, fini o ultrafini, circolari o di molte altre sezioni trasversali, diritti o arricciati, regolari o modificati chimicamente, pieni o cavi. La lucentezza e la maniglia dipendono dalla forma delle sezioni trasversali e dal grado di aggraffatura.

Le fibre naturali presentano una serie di svantaggi intrinseci. Presentano grandi variazioni nella lunghezza, nella finezza, nella forma, nell'arricciatura e in altre proprietà fisiche del fiocco, a seconda della posizione e delle condizioni di crescita. Le fibre animali e vegetali contengono anche notevoli e variabili quantità di impurità, la cui rimozione prima della tintura è indispensabile e comporta molte lavorazioni. Le fibre prodotte artificialmente sono molto più uniformi nelle loro caratteristiche fisiche. I loro unici contaminanti sono piccole quantità di polimeri a basso peso molecolare leggermente solubili e alcuni lubrificanti superficiali e altri prodotti chimici aggiunti per facilitare la lavorazione. Questi sono relativamente facili da rimuovere rispetto alla difficoltà di purificare le fibre naturali.

L'assorbimento d'acqua è una delle proprietà chiave di una fibra tessile. Le fibre proteiche o cellulosiche sono idrofile e assorbono grandi quantità di acqua, che provoca gonfiore. Le fibre sintetiche idrofobe, come il poliestere, invece, non assorbono quasi nessuna acqua e non si gonfiano. Il carattere idrofilo o idrofobo di una fibra influenza i tipi di coloranti che assorbirà. La tintura in un'ampia gamma di tonalità e profondità è un requisito fondamentale per quasi tutti i materiali tessili.

Il recupero di una fibra è il peso di acqua assorbita per unità di peso di fibra completamente essiccata quando è in equilibrio con l'aria circostante ad una data temperatura e umidità relativa. Il recupero aumenta con l'aumento dell'umidità relativa ma diminuisce con l'aumento della temperatura dell'aria.

Durante la tintura, la quantità di coloranti utilizzati viene solitamente espressa come percentuale del peso del materiale da colorare. Pertanto, l'1% di tintura corrisponde a 1 g di colorante per ogni 100 g di fibra, solitamente pesata in condizioni ambientali. Per le fibre idrofile, la variazione del peso della fibra al variare delle condizioni atmosferiche è quindi un fattore importante che influenza la riproducibilità del colore nella tintura ripetuta. Ad esempio, il peso di 100 g di cotone secco varia da circa 103 g a 108 g poiché l'umidità relativa dell'aria cambia dal 20% all'80% a temperatura ambiente.

Torsione del filato

Le fibre sono formate in filati con una certa torsione nel filato finale. La quantità di torsione è talvolta identificata in generale come bassa, media o alta. La quantità di torsione necessaria è determinata dall'uso finale del filato in un tessuto. Sia i filati singoli che quelli ritorti sono ritorti. Normalmente il filato diventa più fine, richiede più torsione; i filati più pesanti possono avere una torsione molto bassa. La forza dei filati è dovuta, in parte, alla quantità di torsione che è stata impartita. I filati resistenti richiedono una notevole torsione. Tuttavia, oltre un punto ottimale, un'ulteriore torsione causerà l'attorcigliamento dei filati e infine la perdita di forza.

La torsione è definita come il numero di spire attorno al proprio asse per unità di lunghezza, annotate in una fibra o in un filato. Si esprime in giri per pollice o giri per metro.

Il contatorsioni è uno strumento che determina il numero di giri di torsione per pollice in tutti i tipi di filato. Viene anche utilizzato per trovare la quantità di recupero nei filati dovuta alla torsione. Il campione da testare viene inserito tra due pinze, di cui una fissa, mentre per togliere la torsione al filato, l'altra è libera di essere ruotata nei due sensi e collegata ad un contagiri. La distanza tra i morsetti è regolabile e può essere impostata in base ai requisiti di prova standard. Anche la tensione sul campione o provino è regolabile, il contatore essendo dotato di un dispositivo per la registrazione dell'entità reale di torsione del filato.

Anche la direzione della torsione è importante. I filati possono essere ritorti sia con torsione a S che con torsione a Z. La direzione della torsione conferma la barra centrale della lettera S o Z.