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FIBRE TESSILI Le fibre tessili sono dei polimeri solidi, naturali o sintetici, che si presentano sotto forma di filamenti lunghi e sottili. Esse sono caratterizzate da una sezione molto piccola rispetto alla lunghezza, nonché da buona elasticità, elevata flessibilità e resistenza meccanica alla trazione. Le fibre tessili, per poter dar luogo a manufatti resistenti, debbono possedere alcuni requisiti essenziali come: una buona resistenza alle operazioni di lavaggio, di coloritura e di sbianca, stabilità alla luce e resistenza agli agenti atmosferici, buona eleasticità, per non subire deformazioni permanenti. La classificazione delle fibre tessili viene fatta in funzione dell’origine in: -

Fibre naturali; Fibre industriali o chimiche.

Le fibre naturali sono ricavabili direttamente da risorse naturali vegetali: cotone, lino , canapa, ecc. da risorse animali: lana e seta, e da risorse minerali da asbesto o amianto. Le fibre chimiche si dividono in due categorie: -

Fibre artificiali, ottenute da trasformazioni chimiche operate su polimeri naturali, come la cellulosa o le proteine; Fibre sintetiche, ottenute per polimerizzazione di monomeri semplici, prodotti con processi chimici.

Le fibre chimiche furono ottenute, in un primo tempo modificando la cellulosa, la prima fibra artificiale fu la nitrocellulosa , alla quale seguirono numerose altre fibre che presero il nome di rayon. Il rayon fu chiamato anche seta artificiale , perché i tessuti ottenuti con questi filamenti presentavano aspetto lucente, molto simile a quello dei tessuti di seta. I costi di produzione del rayon erano molto bassi e ciò assicurò subito alla nuova fibra un grande successo, soprattutto nel settore dell’abbigliamento femminile. Negli anni immediatamente precedenti la seconda guerra mondiale, fu messa a punto, negli Stati Uniti, una nuova classe di fibre chimiche, le fibre sintetiche, cosi determinate perché i polimeri di cui sono costituite non esistono in natura ma sono ottenuti da monomeri di tipo semplice, prodotti dall’industria chimica. La prima fibra sintetica fu prodotta negli Stati Uniti nel 1938 e fu chiamato nailon 6,6 , alla quale seguirono altre fibre sintetiche, specie dopo il 1950 a seguito dello sviluppo della petrolchimica. Il consumo mondiale globale di fibre tessili ammonta a quasi 45 milioni di tonnellate per anno. Tra tutti i materiali tessili in commercio, il cotone ha un ruolo dominante in quanto da solo rappresenta oltre il 40% dell’intera produzione mondiali di fibre tessili. Fibre tessili vegetali Le fibre tessili vegetali sono tutte costituite essenzialmente dal polimero naturale cellulosa. Esse possono essere ricavate da parti diverse di alcuni vegetali: semi, fusto, foglie e frutti. Le fibre tessili vegetali resitono bene al calore, sono facilmente colorabili e possono essere lavate ripetutamente senza subire apprezzabili alterazioni. Da un punto di vista commerciale la fibra più importante di questa classe è il cotone. Cotone Il cotone è una fibra tessile ottenuta da una pianta del genere Gossypium , che viene coltivata nelle regioni a clima tropicale e sub tropicale. La piante di cotone è a ciclo annuale e per crescere bene ha bisogno, oltre che del clima adatto, di abbondante irrigazione e di una buona fertilizzazione. Il frutto della pianta di cotone è una bacca della grossezza di una noce. Il frutto si apre da solo quando è maturo, l’apertura delle

capsule, avviene longitudinalmente evidenziando delle valve. Ogni capsula contiene 32-36 semi. All’apertura della capsula, le fibre di cotone che sono fortemente compresse all’interno del frutto si distendono evidenziando la bambagia. La coltivazione del cotone si sviluppò notevolmente del XIX secolo, soprattutto negli Stati Uniti, grazie all’impiego della manodopera degli schiavi negri. Una svolta determinante per l’economia della produzione e della lavorazione del cotone fu data dalla meccanizzazione che consentì di ridurre drasticamente l’incidenza del costo della manodopera. Ormai in tutto il mondo, le fasi della coltivazione, della raccolta e della lavorazione del cotone sono meccanizzate. Le capsule, contenenti i semi ed i fiocchi di cotone, vengono fatte asciugare, in strati sottili, al sole e successivamente mediante lì’impiego di macchine sgranatrici vengono separati i semi dalla fibra vera e propria. I fiocchi di cotone vengono quindi, ammassati e pressati in balle ricoperte di tela. I semi privati della fibra di cotone restano ricoperti da peluria corta, chiamata linters , non filabile. Ilinters possono essere staccati meccanicamente con una macchina depilatrice ed essere impiegate per la fabbricazioni di carte speciali o fibre chimiche. I semi di cotone, infine, vengono decorticati e sottoposti a spremitura per ottenere, con una resa del 20-30% l’olio di cotone usato specialmente nell’industria dei saponi. I panelli residui dell’estrazione dell’olio vengono usati come mangime per il bestiame. Le fibre di cotone sono costituite per oltre il 90% da cellulosa e sono facilmente riconoscibili attraverso i caratteri morfologici, in quanto osservate al microscopio si presentano sotto forma di un nastro attorcigliato sul proprio asse. La qualità del cotone è in relazione alla località di provenienza, si distinguono pertanto sul mercato il cotone americano, egiziano, indiano.. la contrattazione commerciale del cotone viene effettuata sulla base di campioni standard che hanno caratteristiche definite. In funzione della lunghezza le fibre di cotone vengono suddivise in: -

A fibra corta, se la lunghezza è inferiore a 18 mm; A fibra media, se la lunghezza è compresa tra 18-28 mm A fibra lunga, se la lunghezza è superiore a 28 mm Extra, se la lunghezza è superiore a 40 mm

La classificazione più seguita nel commercio internazionale del cotone è quella americana che prevede 5 gradi e 4 mezzi gradi contraddistinti dal prefisso “strict”. La larga diffusione del cotone è da attribuire sia al suo costo, relativamente basso, sia ad alcune peculiari caratteristiche, come l’elevata resistenza, la facilità con cui può essere tinto e lavato, la stabilità alle ripetute stirature a temperature alte, la possibilità di sottoporlo all’azione di agenti sbiancanti. I tessuti di cotone sono preferiti a quelli di fibre sintetiche perché hanno la proprietà di assorbire l’acqua della traspirazione corporea rilasciando uno stato di freschezza sulla pelle. I paesi principali produttori e consumatori di cotone sono: Stati Uniti, Cina e Russia. Cotone idrofilo Il cotone idrofilo è costituito da bambagia di cotone lavata a fondo, decolorata, sgrassata e privata di sostanze estranee. Questo prodotto ha la proprietà di assorbire grandi quantità di acqua. Il cotone idrofilo di buona qualità deve presentarsi come una massa filamentosa, bianco-candida, inodore e soffice. Il cotone idrofilo può essere sterilizzato e trattato con sostanze medicamentose. Trova largo impiego soprattutto nel settore sanitario. Il lino La fibra di lino si ottiene dallo stelo di una pianta annuale che raggiunge un metro di altezza e si adatta bene a varie condizioni climatiche. Il suo uso ha origini antichissime ed ha accompagnato l’uomo in tutte le

tappe del suo sviluppo. La coltivazione del lino può avere come obiettivo sia la produzione della fibra che quella dell’olio dai semi. Nei Paesi temperati o freddi la coltivazione del lino è orientata, prevalentemente, verso la produzione della fibra, nei Paesi caldi verso quella dell’olio. Il lino viene seminato fittamente, in modo da favorire lo sviluppo in altezza della pianta. Per avere fibre più pregiate, la raccolta avviene prima della completa maturazione del seme. La produzione della fibre del lino si articola in una serie di operazioni, che hanno inizio con la raccolta delle piante, che vengono legate insieme a fasci. I fasci vengono immessi in acqua e fatti macerare per una, due settimane. La macerazione può anche essere effettuata con il procedimento “al prato” che consiste nell’esporre i fasci per lungo tempo agli agenti atmosferici. Durante la macerazione si verifica la decomposizione enzimatica delle sostanze che tengono unite fra di loro le fibre. I fasci, dopo asciugamento, si sottopongono alla battitura per separare le fibre. Le fibre vengono, quindi pettinate, per separare quelle corte, dette stoppa, dalle lunghe. Le fibre di lino vengono sottoposte all’operazione di candeggio per renderle bianche. La qualità del lino come per il cotone dipende dalla località di coltivazione. La produzione mondiale di lino è 700 mila tonnellate per anno. Le fibre di lino osservate al microscopio si presentano in forma cilindrica, uniforme, trasparente, con canale centrale(lume) capillare e con restringimenti a forma di nodo, attraversati da linee disposte ad X. Le fibre di lino non sono molto elastiche e, per questo motivo, i tessuti si gualciscono molto facilmente. Il lino è una fibra molto pregiata per la luminosità e la morbidezza al tatto. Esso trova vasto impiego nel settore dell’abbigliamento, specie estivo, per telerie e nell’arredamento di pregio, particolarmente per tessuti da rivestimento murale, in maglieria e per articoli tecnici. Canapa Le fibre di canapa sono ottenute dal fusto della pianta cannabis sativa. La pianta cresce bene nelle zone a clima temperato e raggiunge 2-3 metri di altezza. La lavorazione per ottenere le fibre di canapa è analoga a quella del lino. I filamenti di canapa pettinata possono essere lunghi anche più di due metri e sono costituiti da fasci di fibre che al microscopio si presentano in forma cilindrica, con lume piuttosto largo. La produzione di canapa ha avuto, in passato, una larga diffusione in Italia, ed ha alimentato per decenni una notevole corrente di scambi commerciali con l’estero, fino al 1950 anno della sua illegalizzazione. Fibre tessili animali Le fibre tessili naturali animali sono ottenibili da: -

Produzione epidermica di mammiferi: da vello di pecora(lana), di caprini(cashmere), di bovini(pelo di jack); Da secrezione coagulata di lepidotteri: dal bozzolo del baco di seta (seta): Filamento di molluschi: nacchera (bisso).

Le fibre tessili animali sono costituite da sostanze proteiche(idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto) e da piccole quantità di grassi. Hanno le seguenti caratteristiche: -

Sono cattive conduttrici di calore e perciò capaci di isolare costantemente contro il caldo e il freddo; Sono altamente assorbenti; Si sciolgono a caldo negli alcani; Possiedono un buon allungamento ed un buon lavoro di deformazione e rottura; Bruciano con difficoltà, senza dar luogo a fiamma, carbonizzandosi lentamente.

Lana La lana è la fibre più usata, è una fibra tessile costituita da peli fini, morbidi e più o meno ricciuti che formano il vello delle pecore. La qualità della lana è variabile, poiché dipende sia dalla lunghezza sia dalla razza dell’animale di provenienza. Le lane più pregiate sono ottenute da razze ovine selezionate come la pecora di razza etroina. La fibra che è costituita da una sostanza proteica (cheratina) e da sostanze grasse (lanolina). La fibra ha lunghezza tra i 2 e i 40 cm e presenta una struttura a squame. Più compatto è lo strato delle squame, più pregiata è la lana. Produzione della lana Con la tosatura si separa il vello dell’animale. Questa operazione, che solitamente si compie una volta all’anno viene eseguita a mano o meccanicamente. La lana appena tosata, detta lana sudicia, viene sottoposta a lavatura per liberarla dalle numerose impurità e sostanze untose, anche se l’animale può essere lavato in acqua corrente o in apposite vasche prima della tosature ed in questo caso si ottiene la lana “saltata”, con minori impurità, e quindi dal maggior rendimento. Le lane da tosa sono “lane vergini”, poiché ottenute mediante la tosatura eseguita su animali vivi. Il vello ottenuto passa alla “cernita”: secondo le varie parti del copro si ottengono diverse qualità di lana; migliori sono quelle ricavate dalle spalle e dai fianchi dell’animale. Dopo la tosa si effettua la lavatura e quindi si effettua la sgrassatura, operazione necessaria per asportare il grasso cutaneo( che la pecora secerne) che aderisce alle fibre e dal grasso si ricava la lanolina, sostanze grassa organica impiegata in farmacia e cosmetica. Dopo l’asciugatura le lavorazioni cui viene sottoposta la lana sono: la “cardatura” e la “pettinatura”. La cardatura si effettua facendo passare la lana attraverso dispositivi rotanti, muniti di chiodi di acciaio che, agendo da pettini, aprono i fiocchi e ne ordinano le fibre, rendendole parallele, ed eliminando le eventuali impurità vegetali. La pettinatura è il processo che segue la cardatura ed è assolutamente necessaria per la produzione del filato. Con la pettinatura si eliminano le fibre corte, le impurità vegetali ed i grumi estranei e si migliora la parallelizzazione dei filamenti. Le fibre cardate hanno lunghezza di circa 8 cm, quelle pettinate sono lunghe anche 25-30 cm. Seta La seta è la fibre tessile animale più è pregiata, impiegata per capi di abbigliamento di lusso e di tappeti di gran valore. È prodotta dal baco da seta, un insetto di origine asiatica, appartenente all’ordine dei lepidotteri. Il baco da seta ha un ciclo biologico di circa 60 giorni. Il suo allevamento è stagionale e viene effettuato in primavera, in quanto è legato al periodo vegetativo del gelso, le cui foglie costituiscono l’alimento del baco. Il baco da seta, alla nascita è lungo qualche millimetro ed è di colore nero. Esso viene nutrito con le foglie di gelso e cresce rapidamente, alternando le fasi di crescita con quattro periodo larvali, dette mute, durante i quali non mangia e resta immobile, cambia colore divenendo bianco e lungo. Al massimo sviluppo può diventare 8 cm. A questo punto inizia ad emettere da due ghiandole sotto la bocca, il filamento di seta, che è costituito da “fibroina”, cementate assieme da un’altra sostanza, chiamata “sericina”, che conferisce alla seta il colore giallo. Il filamento di seta viene emesso dal baco ininterrottamente, per più giorni, con continui movimenti ondulatori attorno a se stesso. In tal modo il baco costruisce il bozzolo, lungo 3-5 cm, rinchiudendosi all’interno. Il filamento del bozzolo è lungo circa 1500 metri. Per la produzione della seta, entro 10-15 giorni dalla formazione del bozzolo, bisogna interrompere il ciclo biologica del baco, immettendo i bozzoli in una stufa ad aria calda in modo da uccidere l’insetto. Senza questo intervento, il baco si trasforma in farfalla, fora il bozzolo e conclude il suo ciclo vitale dopo essersi accoppiato e deposto le uova. Per ottenere il filamento di seta, i bozzoli “stufati” vengono posti in acqua calda, spazzolati leggermente, in modo da isolare il capofilo e dipanati. Il filo seta greggia ottenuto, per

ebollizione in soluzioni saponose, perde la sericina e si trasforma in seta cotta, dal colore bianco e lucente. Quest’ultima operazione prende il nome di sgommatura, che provoca un calo in peso della seta greggia intorno al 20%. La seta è una delle più elastiche fibre naturali; osservata al microscopio appare formata da filamenti costituiti da bave, ognuna delle quali a sua volta è formata da due bavelle saldate insieme. La seta è una fibra di produzione stagionale che richiede moltissima manodopera, pertano è molto costosa. La bachicoltura è tuttora praticata in imprese piccolo-familiari che adottano metodi tradizionali. All’inizio del XX secolo i due principali Paesi produttori di seta erano il Giappone e l’Italia, attualmente, soprattutto in Italia, l’attività di allevamento del baco è pressoché scomparsa e si è notevolmente ridotta anche in Giappone. L’Italia è attualmente detentrice della più importante industria serica di tutto l’occidente, ed è il maggiore importatore di seta greggia. Fibre tessili minerale L’unica sostanza minerale, esistente in natura che presenta struttura fibroso è l’amianto, noto anche come abseto. Questo materiale è un silicato di magnesio, può essere ottenuto sotto forma di fibra. L’amianto è un ottimo isolante termico, elettrico ed acustico; resiste alla trazione, alle alte temperature e non è combustibile. Per queste proprietà, le fibre di amianto sono state sfruttate per preparare tessuti resistenti al fuoco. Le fibre corte di amianto venivano usate assieme al cemento, per ottenere il fibrocemento, noto anche come eternit. Attualmente in Italia e in molte parti del mondo l’uso di fibre di amianto è illegale, e addirittura sta attuando una generalizzata eliminazione dell’amianto da numerosi manufatti, visto che è ormai accertato che l’inalazione di polveri di amianto è pericolosa per la salute dell’uomo, in quanto può comportare l’insorgenza di tumori polmonari. Tutte le patologie dell’amianto hanno in comune la caratteristica di manifestarsi dopo un lungo periodo di latenza, che può durare anche vent’anni. Fibre chimiche Con l’espressione generica fibre chimiche si indicano filamenti non naturali, prodotti con processi industriali. Le fibre chimiche si dividono in due classi: -

Fibre artificiali; Fibre sintetiche.

Fibre tessili artificiali le fibre artificiali sono ottenute utilizzando per fini tessili polimeri già esistenti nel mondo vegetale (cellulosa) e animale (proteine). Nella produzione delle fibre sintetiche, invece alla base del processo produttivo vi è la preparazione del polimero. Le fibre chimiche possono essere prodotte come filamenti continui, di lunghezza indefinita, che quindi non hanno bisogno di filatura, o come filamenti corti, cioè in fiocco, che vengono filati in mescolanza intima con fibre naturali, soprattutto con lana e cotone. Le fibre tessili artificiali vengono ottenute per trasformazione di alcuni polimeri naturali come proteina e cellulosa. In passato sono state prodotte fibre tessili artificiali, denominate lanital, partendo dalla caseina del latte o dalle proteine del mais; oggi queste produzioni sono abbandonate e le uniche fibre artificiali prodotte sono quelle cellulosiche, denominate raion. Le fibre tessili artificiali, occupano un posto di rilievo nel settore, precedute dal cotone e dalle fibre sintetiche. La produzione del raion essenzialmente consiste nel trasformare la cellulosa per renderla in forma solubile e nel far passare la soluzione attraverso le filiere per ottenere un filamento. Il raion può essere ottenuto secondo quattro processi differenti: -

Processo alla viscosa;

-

Processo all’acetato; Processo al cuproammonio; Processo alla nitro.

I metodi industrialmente più impiegati sono quelli alla viscosa e all’acetato. La fibra alla viscosa è molto resistente alla trazione; si presenta in forma lucente e liscia come la seta, per cui in passato fu chiamata impropriamente seta artificiale. Questo filamento trova utilizzazione soprattutto nel settore dell’abbigliamento per abiti da sera o nell’arredamento, o ancora per la preparazione di pneumatici. Il filato alla viscosa presenta l’inconveniente di essere infiammabile, anche se oggi questa caratteristica è parzialmente superata dai trattamenti antifiamma. Il raion all’acetato è più costoso di quello alla viscosa e trova impiego soprattutto nel settore dell’abbigliamento sia come filo continuo che come fiocco da usare in mescolanza con altre fibre. Un’utilizzazione particolare dell’acetato di cellulosa è rappresentato dal filtro delle sigarette. Fibre tessili sintetiche Le fibre tessili sintetiche sono polimeri prodotti industrialmente a partire da monomeri semplici, per lo più di origine petrolchimica. Il processo produttivo delle fibre tessili sintetiche si articola in varie fasi che consistono, nella preparazione del polimero e nella successiva filatura, che può essere effettuata per fusione o per solubilizzazione del polimero. La filatura per fusione si ottiene rendendo liquido il polimero per riscaldamento e facendo passare la massa fusa attraverso i fori delle filiere (estrusione). Nella filatura per solubilizzazione il polimero viene disciolto in un adatto solvente volatile, che viene fatto evaporare dopo che la soluzione ha attraversato la filiera. Si ottiene, in tal modo, la solidificazione delle bavelle e il solvente viene recuperato e riutilizzato. I filamenti, comunque ottenuti, vengono sottoposti al processo di stiro facendoli...