Come sono fatti i fili? Spiegazione di poliestere, rayon e nylon

I fili vengono realizzati fileo o estrudendo fibre, naturali o sintetiche, in fili continui, quindi torcendoli, rifinendoli e avvolgendoli su bobine per l'uso. L'esatto processo di produzione varia in modo significativo a seconda del tipo di fibra: filo da ricamo in poliestere è filato a fusione da trucioli di polimero, filo da ricamo in rayon è filato ad umido da cellulosa disciolta, filo per cuciture in nylon è tratto da polimeri poliammidici e generali filo da cucito abbina la filatura a trattamenti di finissaggio multi-step. Capire come è realizzato ciascun filo ti aiuta a scegliere il tipo giusto per il ricamo, la cucitura o la realizzazione dell'indumento e spiega perché si comportano in modo così diverso sotto tensione, calore e tintura.

Il processo di creazione del filo universale: dalla fibra alla bobina

Indipendentemente dal materiale, tutta la produzione del filo segue una sequenza condivisa di passaggi fondamentali. Conoscere questo framework rende più facile capire dove diverge ogni tipo di thread.

1. Produzione di fibre – La materia prima (trucioli polimerici, pasta di legno o fibre naturali) viene convertita in singoli filamenti o fibre in fiocco mediante filatura o estrusione
2. Disegnare e allungare – I filamenti vengono allungati meccanicamente per allineare le catene molecolari, aumentando la resistenza alla trazione fino al 300%
3. Piegando e torcendo – Più fili singoli vengono intrecciati insieme in una direzione controllata (torsione a S o torsione a Z) per formare un filo stabile ed equilibrato
4. Tintura – Il filo viene tinto sotto forma di fibra (tinto in soluzione) o dopo la filatura utilizzando coloranti acidi, reattivi o dispersi a seconda della chimica della fibra
5. Trattamenti di finitura – Vengono applicati lubrificanti, ammorbidenti o agenti di rivestimento per ridurre l'attrito e migliorare le prestazioni dell'ago
6. Avvolgimento – Il filo finito viene avvolto su coni, rocchetti o bobine con una tensione controllata con precisione per uno svolgimento uniforme

Il peso, l'angolo di torsione, il numero di strati e la chimica di finitura sono ciò che differenzia un filo da ricamo da un filo per cuciture strutturali, anche quando sono realizzati con lo stesso polimero di base.

Come viene realizzato il filo da ricamo in poliestere

Il filo da ricamo in poliestere è prodotto attraverso un processo chiamato fusione della filatura , che inizia con scaglie di polimero di polietilene tereftalato (PET), lo stesso materiale di base utilizzato nelle bottiglie di plastica, raffinato fino alla qualità tessile.

Passo dopo passo: produzione del filo di poliestere

1. Fusione dei polimeri – I trucioli di PET vengono essiccati per rimuovere l'umidità, quindi sciolti a circa 280–290°C in un estrusore
2. Estrusione tramite filiere – Il polimero fuso viene forzato attraverso una piastra di filiera contenente centinaia di minuscoli fori, ciascuno dei quali produce un singolo filamento continuo
3. Tempra – I filamenti vengono rapidamente raffreddati con aria o acqua per solidificare la loro struttura prima che possano fondersi insieme
4. Disegno – I filamenti raffreddati vengono allungati 3-5 volte la loro lunghezza originale , allineando le catene polimeriche e aumentando notevolmente la resistenza e riducendo l'allungamento
5. Texturizzazione (per qualità da ricamo) – I filamenti possono essere testurizzati a getto d'aria o a falsa torsione per aggiungere volume e migliorare la copertura sul tessuto
6. Tintura with disperse dyes – Il poliestere richiede coloranti dispersi applicati ad alta pressione e temperatura (130°C) perché la sua struttura idrofoba resiste ai coloranti a base d’acqua
7. Torcendo e piegando – I filamenti sono attorcigliati in strutture a 2 o 3 strati con rapporti TPI (torsione per pollice) controllati per prestazioni bilanciate

Il risultato è un thread con eccellente solidità del colore (punteggio di lavaggio di 4-5 su una scala a 5 punti) , elevata resistenza alla trazione e resistenza alla degradazione UV: ecco perché il filo da ricamo in poliestere domina le applicazioni di ricamo industriali e commerciali, rappresentando una stima 60-70% del consumo globale di filo da ricamo .

Come viene realizzato il filo da ricamo in rayon

Il filo da ricamo in rayon, chiamato anche rayon viscosa, è un fibra semisintetica derivato dalla cellulosa, tipicamente ricavata dalla pasta di legno (solitamente faggio, eucalipto o bambù). Il suo processo di fabbricazione, noto come processo viscoso , è chimicamente più complessa della produzione del poliestere.

Il processo viscosa per il filo di rayon

1. Estrazione della cellulosa – I fogli di pasta di legno vengono trattati con idrossido di sodio (NaOH) per produrre cellulosa alcalina, rigonfiando le fibre e rendendole reattive
2. Xantazione – La cellulosa alcalina reagisce con il disolfuro di carbonio (CS₂) per formare xantato di cellulosa, un solido arancione e friabile
3. Dissoluzione in viscosa – Lo xantato di cellulosa viene sciolto in NaOH diluito per produrre un liquido viscoso, simile al miele, chiamato viscosa (da cui il nome)
4. Maturazione e filtraggio – La soluzione viscosa viene invecchiata per 24–48 ore per raggiungere la viscosità ottimale, quindi filtrata per rimuovere le particelle non disciolte
5. Filatura a umido – La viscosa viene estrusa tramite filiere in un bagno di coagulazione di acido solforico e solfato di sodio, che rigenera la cellulosa sotto forma di filamenti continui
6. Lavaggio e desolforazione – I filamenti vengono lavati, trattati per rimuovere i residui di zolfo residui e sbiancati per ottenere una base bianca brillante
7. Tintura with reactive dyes – La struttura cellulosica del rayon si lega bene con i coloranti reattivi, producendo il colori eccezionalmente vibranti e brillanti il rayon è noto per

La struttura naturale della cellulosa del rayon gli conferisce un lucentezza setosa e mano morbida che il poliestere non può replicare completamente, motivo per cui rimane la scelta preferita per i ricami decorativi dove la ricchezza visiva conta più della durabilità. Tuttavia, il filo di rayon lo è circa il 30–40% più debole quando è bagnato rispetto a quando è asciutto, rendendolo inadatto per applicazioni strutturali ad alte sollecitazioni.

Come viene realizzato il filo per cuciture in nylon

Il filo per cuciture in nylon è prodotto, più comunemente, da polimeri di poliammide Nylon 6 o Nylon 6,6 — attraverso un processo di filatura a fusione simile al poliestere ma con una chimica distinta che conferisce al nylon le sue proprietà elastiche e resistenti all'abrasione uniche.

Fasi di produzione del filo di nylon

1. Polimerizzazione – Per il nylon 6, il monomero caprolattame viene aperto ad anello e polimerizzato a circa 250°C ; per il Nylon 6,6, l'esametilendiammina e l'acido adipico vengono condensati in poliammide a catena lunga
2. Formazione di trucioli – Il polimero fuso viene estruso in nastri, raffreddato e tagliato in scaglie uniformi per un comportamento di fusione coerente
3. Sciogliere la filatura – I trucioli vengono rifusi ed estrusi attraverso filiere a 260–290°C in filamenti
4. Trafilatura a freddo – I filamenti vengono stirati a temperatura ambiente 4–5 volte la loro lunghezza di filatura , orientando le catene polimeriche per massimizzare contemporaneamente la resistenza alla trazione e l'elasticità
5. Impostazione del calore – I filamenti trafilati vengono termofissati per stabilizzare la loro struttura e ridurre al minimo il restringimento dei prodotti finiti
6. Tintura – Il nylon è tinto con coloranti acidi, che si legano ai gruppi ammidici nella catena polimerica, producendo una colorazione chiara e uniforme
7. Torcitura per gradi di cucitura – Il filo per cuciture in nylon utilizza una torsione per pollice più elevata rispetto al filo da ricamo per massimizzare la resistenza per applicazioni di pelletteria, calzature e tappezzeria

Il principale vantaggio produttivo del nylon è la sua allungamento a rottura del 15–30% , che conferisce flessibilità alle cuciture finite senza rottura del filo. Questo è il motivo per cui il filo per cuciture in nylon è la scelta dominante calzature (che rappresentano oltre il 40% delle applicazioni di cucitura delle scarpe a livello globale) , pelletteria e attrezzatura per attività all'aperto.

Come viene realizzato il filo per cucire generale

Il filo per cucire è un'ampia categoria che comprende sia strutture filate che filamentose su più tipi di fibre. Il filo per cucire più comune venduto per uso domestico e industriale è poliestere filato , sebbene anche i fili di cotone, cotone-poliestere e seta occupino segmenti di mercato significativi.

Filo da cucito in poliestere filato

A differenza del filo da ricamo in poliestere a filamento, viene utilizzato il filo per cucire filato fibre di poliestere a fibra corta lavorato in modo simile alla filatura del cotone:

1. La stoppa di poliestere (fasci di filamento continuo) viene tagliata in lunghezze di fiocco 38–51 mm
2. Le fibre in fiocco vengono cardate per allinearle e rimuovere le fibre corte
3. La pettinatura affina ulteriormente il fascio di fibre trasformandolo in un nastro liscio
4. Il nastro viene stirato (attenuato) e filato ad anello in un unico filato con torsione per coesione
5. Due o tre fili vengono intrecciati insieme, quindi il filo viene gasato (passato attraverso una fiamma) per bruciare la peluria superficiale
6. Viene applicata una finitura lubrificante al silicone o alla cera per ridurre il calore dell'ago e l'attrito della macchina per cucire

Filo da cucito core-spun

I filati per cucire premium spesso utilizzano a costruzione a nucleo filato : un'anima di filamento continuo di poliestere viene avvolta con fibre di cotone o poliestere in fiocco durante la filatura. Questo combina il la resistenza del filamento di poliestere (nucleo) con la morbidezza e la superficie facile da aghi della fibra filata (guaina) . Il filo core-spun rappresenta la maggior parte dei fili per cucire industriali utilizzati nella produzione di abbigliamento.

Confronto dei tipi di filettatura: processo di produzione e proprietà chiave

La tabella seguente riassume come viene realizzato ciascun tipo di filo e quali proprietà risultano dal suo processo di produzione:

In che modo la direzione della torsione del filo e il conteggio degli strati influiscono sulle prestazioni

Due variabili di produzione che non modificano la materia prima ma influenzano profondamente il comportamento del filo sono: direzione della torsione and conteggio degli strati .

Direzione della torsione: torsione a S o torsione a Z

La torsione del filo è descritta come torsione a S (spirali da sinistra a destra come il centro della lettera S) o torsione a Z (da destra a sinistra). La maggior parte dei fili per macchine da cucire sono ritorti a Z perché le macchine da cucire standard ruotano gli aghi in senso orario, il che rafforza la torsione Z anziché districarla. L'uso del filo con torsione a S in una macchina con torsione a Z provoca un graduale indebolimento del filo durante la cucitura. I fili da ricamo, che passano attraverso la cruna dell'ago in modo diverso, possono utilizzare entrambe le torsioni a seconda del tipo di macchina.

Conteggio degli strati e resistenza del filo

La maggior parte dei fili da ricamo e da cucito lo sono 2 veli o 3 veli costruzioni. Un numero di capi più elevato generalmente produce un filo più rotondo, più forte e più equilibrato:

• Filo a 2 capi – standard per la maggior parte dei ricami; copertura più fine e piatta
• Filo a 3 capi – sezione trasversale più rotonda, più adatta per cuciture e cuciture strutturali
• Filo da ricamo a 6 capi – sei fili sciolti attorcigliati che possono essere separati; comunemente usato nel ricamo a mano

Perché le differenze di produzione sono importanti quando si sceglie il filo

Il modo in cui viene realizzato un thread determina direttamente il suo comportamento nel mondo reale, non solo sulle specifiche cartacee, ma nell'uso pratico. Ecco cosa significa ciascuna differenza di produzione per la tua applicazione:

• Filo da ricamo in poliestere filato a fusione resiste alla candeggina e alle temperature di lavaggio fino a 60°C, rendendolo adatto per indumenti da lavoro e sportivi che richiedono lavaggi frequenti
• Filo da ricamo in rayon con lavorazione viscosa ha un range di manutenzione più ristretto (si indebolisce quando è bagnato e può stingere il colore se lavato a temperature superiori a 30°C), ma produce una qualità visiva che i fili sintetici non possono eguagliare per progetti decorativi
• Filo per cuciture in nylon trafilato a freddo può allungarsi e riprendersi senza rompersi, rendendolo ideale per cuciture soggette a stress dinamico, come le suole delle scarpe o le cinghie delle borse sotto carico
• Filo da cucito filato ad anello produce una superficie più pelosa rispetto al filo filamentoso, che aumenta l'attrito tra il filo e il tessuto, aspetto effettivamente desiderabile negli indumenti in cui la sicurezza delle cuciture è più importante della morbidezza
• Filo da cucito core-spun è la scelta migliore quando sia la resistenza che le prestazioni della macchina per cucire sono fondamentali, poiché il nucleo del filamento gestisce lo stress mentre la guaina filata protegge la cruna dell'ago dall'accumulo di calore

Abbinare il tipo di produzione del filo ai requisiti dell'applicazione, piuttosto che semplicemente scegliere in base al colore o al prezzo, è ciò che distingue risultati durevoli e di qualità professionale da guasti prematuri di cucitura o finiture di ricamo opache.

Sistemi di peso del filo: come i produttori specificano lo spessore

Lo spessore del filo non è universalmente standardizzato e diversi produttori utilizzano sistemi di peso diversi, fonte di notevole confusione quando si sostituiscono i tipi di filo. I tre sistemi più comuni sono:

• Tex (Tt) – il peso in grammi di 1.000 metri di filo; Tex più alto = filo più spesso . Tex 40 è un peso di ricamo standard; Tex 70–135 è comune per il filo di nylon per cuciture nella pelle
• Peso (peso) – utilizzato principalmente per il cotone; rappresenta il numero di lunghezze di 840 iarde per libbra. Numero inferiore = filo più spesso . Un filo da 40wt è più pesante di 60wt
• Denari (D) – il peso in grammi di 9.000 metri; comunemente usato per fili di filamenti sintetici. Denari più alti = più spessi . Il filo da ricamo in poliestere 150D è uno standard ampiamente utilizzato

Quando si passa dal filo da ricamo in poliestere, al filo da ricamo in rayon e al filo da cucitura in nylon, verificare sempre il valore Tex o denari anziché fare affidamento solo sull'etichetta del peso del marchio, poiché le convenzioni di denominazione variano ampiamente tra i produttori.