Produzione tessile

Al giorno d’oggi, è difficile immaginare un mondo senza tessuti. Ciò vale in particolare per gli abiti che ognuno di noi indossa ogni giorno. Gli abiti forniscono comfort e protezione e per un vasto gruppo di persone sono anche un modo estremamente importante per esprimere il proprio stile e la propria personalità. L’industria tessile è spesso definita una delle filiere industriali più lunghe e complesse. È composta da un gran numero di sottosettori che coprono l’intero ciclo produttivo, a partire dalla produzione di materie prime (ad esempio fibre sintetiche), passando per prodotti semilavorati (ad esempio filati e tessuti), fino a prodotti pronti all’uso come tappeti, abbigliamento e tessuti per uso industriale.

Le fibre tessili sono costituite da un’enorme quantità di materiali. La maggior parte di essi è caratterizzata da una costruzione polimerica. Le principali materie prime per la produzione di fibre sono:

1. fibre naturali – si tratta di fibre animali (chiamate anche fibre proteiche – ad esempio seta, lana, capelli), vegetali (fibre di cellulosa – ad esempio lino, canapa, cotone, ortica) o fibre minerali, presenti in molti minerali naturali,
2. fibre artificiali – fibre sintetiche. Possono essere fibre a base di cellulosa (ad esempio acetato di cellulosa) o polimeri sintetici, ad esempio fibre di nylon, poliacrilonitrile (anilana), poliestere (elana) e poliuretano (lycra),
3. materiali riciclati (i cosiddetti rPET): si tratta di materiali provenienti da risorse naturali rinnovabili, ad esempio il PLA (polilattide), prodotto principalmente dal mais e biodegradabile, o le fibre di cupro, create dalla precipitazione delle fibre di cellulosa in un bagno di rame.

Il primo processo a cui vengono sottoposte le fibre naturali e artificiali è la filatura. Inizialmente, le fibre sciolte passano attraverso una serie di diverse operazioni meccaniche (allentamento, miscelazione e cardatura) e poi subiscono una vera e propria filatura. Questo processo può essere suddiviso in due tipi fondamentali:

1. di lana – viene utilizzato per ottenere filati da fibre naturali (lana) e filati composti, che contengono lana e fibre sintetiche, ad esempio poliestere, poliacrilonitrile o poliammide,
2. cotone – utilizzato per la produzione di filati di cotone e misti composti da fibre di cotone e altri materiali, ad esempio fibre di poliestere, viscosa o poliammide.

Il processo di filatura utilizza sostanze chimiche difficilmente degradabili che vengono applicate alle fibre in una quantità di sostanze in massa dal 2 al 5%. Ciò facilita il corso delle fasi successive del processo di fabbricazione del filato. In questa fase vengono utilizzati più spesso oli minerali e siliconici, nonché idrocarburi aromatici, che vengono completamente rimossi dal filato durante il trattamento finale. Il filato viene utilizzato per produrre due assortimenti di base di prodotti tessili piatti, ovvero tessuti e maglie.

Nel caso dei tessuti, la prima operazione è la saldatura degli orditi. Comporta l’applicazione di speciali sostanze chimiche sul filato, che ne aumentano la resistenza meccanica. Questo processo è chiamato apprettatura. Gli agenti apprettanti tessili possono essere basati su polisaccaridi (ad esempio carbossimetilcellulosa) o polimeri sintetici come i poliacrilati. Questo non è il caso del processo di lavorazione a maglia. Il filato per il tessuto a maglia è preparato appositamente applicando preparazioni di scorrimento. Queste sostanze sono destinate a ridurre lo stress nel processo di lavorazione a maglia che risulta dall’attrito tra il filato e gli elementi di guida della macchina.

Uno dei prodotti che possono essere utilizzati nella fase di dimensionamento è Rokrysol JW20 , un efficace agente di dimensionamento sintetico. Conferisce al filato proprietà conformi ai requisiti, garantendo un’ulteriore corretta lavorazione del filato nel tessuto. Rokrysol JW20 è solubile in acqua in qualsiasi rapporto, il che garantisce un’applicazione e un rivestimento uniformi del filato. Dopo l’applicazione di Rokrysol JW20, le ulteriori fasi di lavorazione del tessuto (sbozzimatura, sbiancamento, tintura o stampa) avvengono in modo più efficace. In caso di elettrificazione del filato durante la lavorazione, si consiglia di aggiungere alla dimensionamento la preparazione antielettrostatica specializzata Rostat A. Questo prodotto elimina quasi completamente il verificarsi di elettricità statica e conferisce inoltre alle fibre buone proprietà di scorrimento. Il prodotto funziona bene nei processi di preparazione delle materie prime tessili come aggiunta alla dimensionamento delle orditure, alla preparazione delle materie prime dopo la tintura e alla finitura finale di tessuti e tessuti a maglia.

La fase successiva di lavorazione della materia prima tessile è un ulteriore pretrattamento. Fibre sciolte, filati, tessuti e maglieria vengono sbiancati, tinti e raffinati. La selezione e l’ordine delle operazioni unitarie dipendono dal tipo di materia prima e dalla forma del prodotto (filato, tessuto o maglieria).

Preparazione di prodotti in fibra di cotone

La lavorazione delle fibre di cotone e di altre fibre di cellulosa è molto complessa. Utilizza principalmente processi come concia, sbozzimatura, mercerizzazione e sbiancamento.

Il primo processo prevede lo spostamento della materia prima sulla fiamma del bruciatore a gas, grazie al quale vengono rimosse le fibre elementari.

Il passaggio successivo è lo sbozzimatura. Nel caso della bozzima sintetica, di solito viene lavata in un bagno d’acqua con carbonato di sodio insieme ad additivi bagnanti. Il Gruppo PCC offre una gamma di agenti bagnanti perfettamente adatti all’uso nell’industria tessile. La serie POLIkol (PEG) è un gruppo di poliossietilenglicole che, grazie alla sua struttura, ha proprietà solubilizzanti, ammorbidenti, lubrificanti, antistatiche e idratanti. I poliossietilenglicoli sono caratterizzati da un’ottima biodegradabilità. Sono anche sostanze sicure e non tossiche, quindi riducono la nocività ambientale dei bagni d’acqua. La serie di prodotti ROKAnol IT è composta da alcoli grassi etossilati che assicurano una corretta bagnatura della superficie pulita e la dispersione delle particelle di sporco, il che influisce sulle elevate prestazioni nella rimozione dello sporco da tessuti/maglie e superfici dure. Questi prodotti sono ingredienti perfetti di detergenti alcalini e acidi utilizzati per il lavaggio professionale e la pulizia industriale. A loro volta, i prodotti ROKAnol NL vengono utilizzati nel pretrattamento delle fibre. Possono essere utilizzati per rimuovere macchie di olio da tessuti e tessuti lavorati a maglia creati durante i processi di lavorazione a maglia e tessitura industriali. I prodotti ROKAnol NL migliorano anche l’efficienza dello sbiancamento, il che influisce direttamente sul miglioramento della capillarità del colorante nei processi di tintura.

Il processo successivo è la mercerizzazione, che è progettata per aumentare la resistenza delle fibre e fornire loro la lucentezza appropriata.

L’ultima fase della preparazione iniziale delle fibre di cotone è lo sbiancamento. Consiste nello scolorimento del colore naturale causato da impurità sulle fibre colorate (ad esempio nel caso del lino) che non potevano essere rimosse con il lavaggio. Un esempio di tale composto chimico è l’ipoclorito di sodio , che può essere utilizzato per sbiancare tessuti di maglieria in lino, canapa e cotone. Grazie all’ipoclorito di sodio , si ottiene un grado di bianchezza molto elevato. Per migliorare l’efficienza dello sbiancamento, vengono utilizzati agenti chimici prima dell’inizio del processo per neutralizzare i residui alcalini nelle fibre (ad esempio acido cloridrico ).

Trattamento dei prodotti in lana

Anche i prodotti in lana devono essere sottoposti a una serie di pretrattamenti prima di procedere alla fase di tintura. I processi di base per prepararli sono la carbonizzazione, il prelavaggio e lo sbiancamento.

La carbonizzazione mira a rimuovere completamente le impurità vegetali. Questo processo comporta il trattamento delle fibre di lana con una soluzione di acido solforico e il successivo riscaldamento a una temperatura superiore a 100 °C. Le fibre danneggiate vengono rimosse meccanicamente e il tutto viene neutralizzato con acetato di sodio. Dopo il completamento della carbonizzazione, segue una fase di lavaggio per rimuovere dalle fibre le sostanze applicate durante la filatura. Il prelavaggio determina un elevato grado di bagnabilità e assorbenza di agenti sbiancanti e coloranti. L’ultima fase è lo sbiancamento della lana. Il perossido di idrogeno è il più comunemente utilizzato in questo processo.

Prodotti realizzati in fibre chimiche

Anche i prodotti realizzati in fibre sintetiche necessitano di numerose operazioni, tra cui le più importanti sono il prelavaggio e la stabilizzazione termica.

Come per le fibre naturali, il prelavaggio ha il compito di rimuovere dalle fibre le sostanze applicate durante la filatura. A sua volta, la stabilizzazione termica consiste nel riscaldamento dei prodotti che vengono trasportati nell’ambiente ad aria calda attraverso successive camere di riscaldamento. La stabilizzazione termica fornisce ai tessuti stabilità di forma nelle fasi finali della produzione e durante l’uso di prodotti realizzati in fibre sintetiche.

Tintura di prodotti tessili

Molti prodotti tessili vengono tinti, come fibre sciolte, filati, tessuti, maglieria e persino prodotti finiti. Si possono distinguere due gruppi fondamentali di metodi di tintura: periodico e continuo, che includono anche metodi semi-continui.

I metodi periodici consistono nell’immergere un materiale tessile in una soluzione acquosa di un colorante per un periodo di tempo specificato. Vengono inoltre aggiunti ausiliari chimici al bagno, che consentono alle molecole di colorante di migrare all’interno delle fibre. Dopo che questo processo è completato, il bagno viene scaricato nelle acque reflue e il prodotto tessile viene lavato per rimuovere le sostanze chimiche.

L’elemento principale che distingue tra metodi continui e periodici è l’applicazione di un colorante tramite imbottitura. Inoltre, nei metodi continui, i successivi processi di tintura vengono eseguiti ininterrottamente uno dopo l’altro, mentre nei metodi semi-continui dopo l’imbottitura, il processo viene interrotto e ulteriori fasi vengono eseguite come operazioni indipendenti.

Un esempio di un prodotto che può fungere da vettore nell’industria tessile è Rokelan OPD . Il prodotto può essere utilizzato come vettore nel processo di tintura di fibre idrofobiche e poliestere, sia pure che miste. Garantisce l’ottenimento di colori vividi indipendentemente dalla loro tonalità e intensità. Le colorazioni che utilizzano Rokelan OPD mostrano una buona resistenza alla luce. Inoltre, l’utilizzo di questo prodotto garantisce elevate prestazioni della tintura.

Ausiliari chimici utilizzati per la tintura

A seconda del tipo di fibre, vengono utilizzati vari additivi per migliorare il processo di tintura. Nel caso delle fibre di cellulosa, dove i bagni avvengono in un ambiente alcalino, è fondamentale mantenere il pH adatto del bagno. Quello più comunemente utilizzato a questo scopo è la soda caustica , ovvero una soluzione acquosa di idrossido di sodio ( soda caustica ).

Altri additivi utilizzati nel processo di tintura delle fibre di cellulosa sono agenti ossidanti (qui si usa più spesso il perossido di idrogeno) e detergenti che garantiscono un efficace svolgimento dell’operazione di lavaggio dopo la tintura. La serie Roksol ( PSWN, ICESOLDE PAN / 35L e AZR ) è un gruppo di efficaci agenti di lavaggio e pulizia. Questi prodotti possono essere utilizzati come agenti per il lavaggio industriale di prodotti tessili. Si sciolgono molto bene in acqua e migliorano l’efficacia della tintura grazie alle loro proprietà penetranti. I prodotti Roksol consentono la rimozione di numerose sostanze, come grassi naturali, lubrificanti, cere sintetiche e appretti. Grazie alle loro proprietà poco schiumogene, possono essere utilizzati in molti processi tecnologici su vari tipi di apparati senza causare disturbi nel loro lavoro.

Nel caso delle fibre di lana, dove il processo di tintura avviene in un ambiente acido, si usa acido solforico o acido acetico per fornire un pH adatto al bagno. Inoltre, alla soluzione vengono aggiunti anche agenti riducenti (ad esempio, tiosolfato di sodio) e agenti livellanti, che vengono utilizzati per ottenere coloranti uniformi.

Nella tintura di fibre sintetiche, vengono utilizzati anche numerosi additivi. Le fibre PES (poliestere) richiedono l’uso di addensanti (ad esempio poliacrilati) per limitare la migrazione del colorante durante l’essiccazione. Le fibre PA (poliammide) richiedono un rigoroso controllo del pH e a questo scopo viene utilizzato acido solforico o acetico . Inoltre, vengono utilizzati anche numerosi agenti livellanti e disperdenti. Il Gruppo PCC offre una serie di prodotti specializzati in grado di svolgere questa funzione. Il disperdente NNOC E è un prodotto utilizzato nei processi di tintura come agente disperdente ed equalizzante. Mantiene i coloranti scarsamente solubili in una dispersione omogenea nei bagni di colorazione.

Stampa tessile

Il processo di stampa tessile prevede la tintura locale per ottenere un motivo predeterminato. Tutti i tipi di fibre richiedono una preparazione adeguata prima della stampa. Una pasta preparata in precedenza, che contiene coloranti o pigmenti, viene applicata al substrato tessile. Quindi, le fibre già preparate vengono sottoposte a un processo di stampa, che può essere eseguito con vari metodi (ad esempio stampa piana, rotazionale e con pellicola a spruzzo). Dopo che il processo è completato, avviene la fissazione, altrimenti chiamata asciugatura. La fase finale è il lavaggio, grazie al quale, le particelle di colorante non fissate e vari prodotti chimici utilizzati per preparare la pasta da stampa (come disperdenti o emulsionanti) vengono rimossi dalle fibre. I nonilfenoli etossilati, ovvero i prodotti ROKAfenol , funzionano perfettamente in questa applicazione. Le loro proprietà detergenti, emulsionanti e pulenti li rendono efficaci nel supportare i processi di lavaggio. I prodotti ROKAfenol possono essere utilizzati per pulire diverse fibre, sia lana che cotone, nonché fibre chimiche, setole e pelle. La loro resistenza alle alte temperature e l’elevata concentrazione di elettroliti ne garantiscono l’impiego in condizioni difficili nell’industria tessile, ad esempio nel processo di lavaggio della lana e di bollitura del cotone.

Finissaggio tessile

L’ultimo processo a cui vengono sottoposte le fibre è la lavorazione chimica. Il suo scopo è quello di conferire ai prodotti determinate proprietà utilizzabili, ad esempio impermeabilità o limitazione della tendenza a sgualcirsi. Per impedire la formazione di pieghe nei materiali, vengono utilizzati opportuni agenti di reticolazione e additivi ammorbidenti.

Nei processi di finitura tessile, possono essere utilizzati preparati come Roksol AT2 e Roksol AZR . Questi prodotti conferiscono ai prodotti tessili un tocco morbido e piacevole. Hanno proprietà ammorbidenti e antistatiche, grazie alle quali impediscono l’elettrificazione delle fibre e ne facilitano l’ulteriore lavorazione. Roksol AZR ha anche proprietà emulsionanti, grazie alle quali supporta il processo di lavaggio e smacchiatura. Il prodotto è inoltre caratterizzato da una buona capacità di penetrare la tintura nel bagno.

Le finiture idrofobiche (impermeabili) si ottengono aggiungendo polimeri adatti alla superficie delle fibre, che formano una pellicola impermeabile. Inoltre, vengono utilizzati anche agenti siliconici e fluorocarbonici per migliorarle.

Mercato tessile nel mondo

Il valore stimato del mercato tessile globale è di circa 830 miliardi di USD (dati dal rapporto Grand View Research 2015) e si prevede che questo numero aumenterà nei prossimi anni. La crescente consapevolezza dei datori di lavoro e dei dipendenti in merito alla fornitura di dispositivi di protezione individuale e quindi alla garanzia della sicurezza sul lavoro è uno dei principali motori di questo settore. Inoltre, l’uso di fibre sempre più moderne, come il kevlar, offre l’opportunità di sviluppare prodotti innovativi che creano nuove applicazioni nel mercato dell’abbigliamento. Un altro aspetto importante nel settore tessile è il calo continuo dei prezzi del cotone in alcuni mercati (soprattutto in India), dovuto principalmente alla sovrapproduzione e agli elevati livelli di inventario nei magazzini.