Industria tessile

Al giorno d’oggi, è difficile immaginare un mondo senza tessuti. Questo vale in particolare per gli abiti che ognuno di noi indossa ogni giorno. Gli abiti offrono comfort e protezione e, per un vasto gruppo di persone, rappresentano 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 i semilavorati (ad esempio filati e tessuti), fino ai prodotti pronti all’uso come tappeti, abbigliamento e tessuti per uso industriale.

Le fibre tessili sono composte da un’enorme quantità di materiali. La maggior parte di esse è caratterizzata da una struttura 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, oppure 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 subiscono una serie di diverse operazioni meccaniche (sgrossatura, miscelazione e cardatura) e poi vengono sottoposte alla filatura vera e propria. Questo processo può essere suddiviso in due tipologie fondamentali:

1. 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 compresa tra il 2 e il 5 %della massa. Ciò facilita lo svolgimento delle fasi successive del processo di produzione del filato. In questa fase vengono spesso utilizzati 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 base di prodotti tessili piani: tessuti e maglieria.

Nel caso dei tessuti, la prima operazione è l’incollaggio degli orditi. Consiste nell’applicazione di speciali sostanze chimiche sul filato, che ne aumentano la resistenza meccanica. Questo processo è chiamato apprettatura. Gli agenti apprettanti tessili possono essere a base di polisaccaridi (ad esempio carbossimetilcellulosa) o polimeri sintetici come i poliacrilati. Questo non avviene nel processo di lavorazione a maglia. Il filato per tessuti a maglia viene preparato appositamente applicando preparati barbottinanti. Queste sostanze hanno lo scopo di ridurre lo stress nel processo di lavorazione a maglia derivante dall’attrito tra il filato e gli elementi di guida della macchina.

Uno dei prodotti che può essere utilizzato nella fase di appretto è Rokrysol JW20 , un efficace agente appretto sintetico. Conferisce al filato le proprietà richieste, garantendone la corretta lavorazione nel tessuto. Rokrysol JW20 è solubile in acqua in qualsiasi rapporto, il che garantisce un’applicazione e una spalmatura uniformi del filato. Dopo l’applicazione di Rokrysol JW20, le fasi successive di lavorazione del tessuto (sbozzimatura, candeggio, tintura o stampa) avvengono in modo più efficace. In caso di elettrizzazione del filato durante la lavorazione, si consiglia di aggiungere all’appretto il preparato antielettrostatico specializzato Rostat A. Questo prodotto elimina quasi completamente la formazione di elettricità statica e conferisce alle fibre buone proprietà di scorrimento. Il prodotto è particolarmente indicato nei processi di preparazione delle materie prime tessili come aggiunta all’appretto degli orditi, alla preparazione delle materie prime dopo la tintura e al finissaggio finale di tessuti e tessuti a maglia.

La fase successiva della 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. Si avvale principalmente di processi come la concia, la sbozzimatura, la mercerizzazione e lo 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 la sbozzimatura. Nel caso della bozzima sintetica, questa viene solitamente lavata in bagno d’acqua con carbonato di sodio e 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 poliossietilenglicoli che, grazie alla sua struttura, possiede proprietà solubilizzanti, ammorbidenti, lubrificanti, antistatiche e idratanti. I poliossietilenglicoli sono caratterizzati da un’ottima biodegradabilità. Sono inoltre sostanze sicure e non tossiche, riducendo quindi la nocività ambientale dei bagni d’acqua. La serie di prodotti ROKAnol IT è composta da alcoli grassi etossilati che garantiscono un’adeguata bagnatura della superficie pulita e la dispersione delle particelle di sporco, il che influisce sulle elevate prestazioni di rimozione dello sporco da tessuti/maglieria e superfici dure. Questi prodotti sono ingredienti perfetti per 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 d’olio da tessuti e tessuti a maglia creati durante i processi di lavorazione a maglia e tessitura industriale. I prodotti ROKAnol NL migliorano anche l’efficienza sbiancante, che influisce direttamente sul miglioramento della capillarità del colorante nei processi di tintura.

Il processo successivo è la mercerizzazione, che ha lo scopo di aumentare la resistenza delle fibre e di conferire 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 presenti sulle fibre colorate (ad esempio nel caso del lino) che non è stato possibile rimuovere con il lavaggio. Un esempio di tale composto chimico è l’ipoclorito di sodio , che può essere utilizzato per lo sbiancamento di tessuti di lino, canapa e cotone a maglia. Grazie all’ipoclorito di sodio , si ottiene un grado di bianco molto elevato. Per migliorare l’efficacia dello sbiancamento, prima dell’inizio del processo vengono utilizzati agenti chimici per neutralizzare i residui alcalini nelle fibre (ad esempio acido cloridrico ).

Trattamento dei prodotti di lana

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

La carbonizzazione mira a rimuovere completamente le impurità vegetali. Questo processo prevede 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. Al termine della carbonizzazione, segue una fase di lavaggio per rimuovere dalle fibre le sostanze applicate durante la filatura. Il prelavaggio garantisce 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 conferisce ai tessuti stabilità di forma nelle fasi finali della produzione e durante l’utilizzo 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: periodici e continui, che includono anche i metodi semicontinui.

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

L’elemento principale che distingue i metodi continui da quelli periodici è l’applicazione del colorante tramite tamponatura. Inoltre, nei metodi continui, i processi di tintura successivi si susseguono ininterrottamente, mentre nei metodi semicontinui, dopo la tamponatura, il processo viene interrotto e le fasi successive vengono eseguite come operazioni indipendenti.

Un esempio di prodotto che può fungere da carrier nell’industria tessile è il Rokelan OPD . Il prodotto può essere utilizzato come carrier nel processo di tintura di fibre idrofobe e di poliestere, sia pure che miste. Garantisce l’ottenimento di colori vivaci indipendentemente dalla loro tonalità e intensità. Le colorazioni realizzate con il 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 fibra, 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 del bagno adeguato. Il più comunemente utilizzato a questo scopo è la liscivia di soda , ovvero una soluzione acquosa di idrossido di sodio ( soda caustica ).

Altri additivi utilizzati nel processo di tintura delle fibre di cellulosa sono agenti ossidanti (il più delle volte si utilizza perossido di idrogeno) e detergenti che garantiscono un efficace svolgimento del 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 apparecchiature senza causare interferenze nel loro funzionamento.

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

Nella tintura delle fibre sintetiche vengono utilizzati anche diversi 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 diversi 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 poco 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 un’adeguata preparazione prima della stampa. Una pasta precedentemente preparata, contenente 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 a spruzzo). Al termine del processo, avviene la fissazione, altrimenti chiamata asciugatura. La fase finale è il lavaggio, grazie al quale vengono rimosse dalle fibre le particelle di colorante non fissate e le varie sostanze chimiche utilizzate per preparare la pasta da stampa (come disperdenti o emulsionanti). I nonilfenoli etossilati, ovvero i prodotti ROKAfenol , sono perfetti per 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, così come 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 conferire ai prodotti determinate proprietà utilizzabili, ad esempio l’impermeabilità o la limitazione della tendenza a sgualcirsi. Per prevenire la formazione di pieghe nei materiali, vengono utilizzati opportuni agenti reticolanti e additivi ammorbidenti.

Nei processi di finissaggio tessile, è possibile utilizzare preparati come Roksol AT2 e Roksol AZR . Questi prodotti conferiscono ai prodotti tessili una mano morbida e piacevole. Hanno proprietà ammorbidenti e antistatiche, grazie alle quali prevengono l’elettrizzazione 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 penetrazione del colorante nel bagno.

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

Il mercato tessile nel mondo

Il valore stimato del mercato tessile globale è di circa 830 miliardi di dollari (dati tratti dal rapporto Grand View Research 2015) e si prevede che questa cifra aumenterà nei prossimi anni. La crescente consapevolezza di datori di lavoro e dipendenti in merito alla fornitura di dispositivi di protezione individuale e alla conseguente garanzia della sicurezza sul lavoro è uno dei principali motori di questo settore. Inoltre, l’utilizzo 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 continuo calo dei prezzi del cotone in alcuni mercati (soprattutto in India), dovuto principalmente alla sovrapproduzione e agli elevati livelli di inventario nei magazzini.