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Un responsabile degli approvvigionamenti a Dhaka ci ha inviato un titolo di filato che non è riuscito a citare: filamento di poliestere 75D/36F con una tenacità dichiarata di 4,8 grammi per denari. La discussione che seguì non riguardò i listini prezzi. Era circa come realizzare la fibra di poliestere correttamente in primo luogo. Ogni specifica di peso, allungamento e restringimento in quest'ordine risale a un punto particolare della linea di produzione, dal polimero fuso all'avvolgitore. Conoscere questi passaggi è ciò che separa una specifica praticabile da una prova costosa.
Quali materie prime entrano effettivamente nella fibra di poliestere?
La fibra di poliestere è polietilentereftalato (PET), un polimero di condensazione costituito da due monomeri petrolchimici: acido tereftalico purificato (PTA) e glicole monoetilenico (MEG).
Alcune linee più vecchie utilizzano ancora il dimetiltereftalato (DMT) invece del PTA. Il polimero che ne risulta è identico, ma il percorso del DMT rilascia metanolo come sottoprodotto, quindi i moderni impianti di fibre preferiscono il PTA, che produce solo acqua durante la fase di esterificazione.
Il PET di grado fibra è definito dalla viscosità intrinseca (IV), normalmente compresa tra 0,60 e 0,70 dL/g. La resina sopra 0,72 dL/g è più rigida e più adatta al grado della bottiglia, mentre sotto 0,55 dL/g la massa fusa si trasforma in un filamento troppo debole per essere disegnato in modo affidabile.
Il poliestere detiene più della metà della produzione globale di fibre
Quota della produzione globale di fibre per tipo di fibra, dati 2023 secondo Textile Exchange.
Gli additivi entrano prima della filatura: il biossido di titanio crea una lucentezza semi-opaca o completamente opaca, i masterbatch danno colore tinto in massa e gli stabilizzanti termici proteggono il polimero durante la trafilatura ad alta temperatura.
Una variante meno comune, il policicloesilenedimetilene tereftalato (PCDT), utilizza un glicole diverso e offre una migliore resilienza per i filati da tappezzeria. Oltre il 95% della fibra di poliestere prodotta in tutto il mondo è PET, quindi il processo qui descritto inizia e termina con quel polimero.
Polimerizzazione: dove viene stabilita la qualità della fibra poliestere
La polimerizzazione avviene prima della filatura e la consistenza di questa fase determina tutto ciò che segue.
MEG e PTA reagiscono dapprima a una temperatura compresa tra 190 e 230 C sotto pressione per formare bis (2-idrossietil) tereftalato, un intermedio a basso peso molecolare. La seconda fase funziona a una temperatura compresa tra 260 e 280 C sotto vuoto poiché il MEG in eccesso viene distillato e le catene polimeriche crescono. I composti di antimonio, titanio o germanio catalizzano la reazione e il processo si interrompe quando la fusione raggiunge il target IV.
Il PET fuso viene quindi estruso in filamenti, raffreddato in acqua refrigerata e tagliato in scaglie di circa 3-4 mm. I trucioli vengono cristallizzati ed essiccati a un'umidità inferiore a 30 ppm prima di poter essere nuovamente fusi. L'acqua attacca il PET alla temperatura di centrifugazione e spezza la catena molecolare, quindi un chip bagnato significa un filamento debole.
Filatura a fusione: come il PET fuso diventa fibra di poliestere
La filatura a fusione converte i trucioli di PET essiccati in filamento continuo in un'operazione ininterrotta ed è il passaggio più veloce dell'intera catena.
- I trucioli essiccati vengono immessi in un estrusore e fusi a una temperatura compresa tra 265 e 290 C.
- La massa fusa passa attraverso un pacco filtrante per rimuovere gel e particelle estranee.
- Una pompa dosatrice spinge la massa fusa a volume costante attraverso una filiera, un disco metallico con da 10 a più di 100 fori praticati con precisione.
- I filamenti emergenti vengono raffreddati dall'aria di raffreddamento a flusso incrociato e si solidificano in pochi metri.
- Viene applicata una finitura di filatura e il filo viene avvolto su rocche a una velocità compresa tra 3.000 e 6.000 m/min.
La velocità di avvolgimento è la leva principale: una velocità più elevata imprime un maggiore orientamento molecolare nel filamento, il che riduce il rapporto di stiro necessario successivamente e produce un filato con un profilo di restringimento diverso.
Una linea di filatura non si riprende mai da una scarsa fusione. La qualità è fissata nella filiera e non rilevata dall'ispezione.
Filo da cucito in poliestere con basso allungamento e consistenza morbida Questo filo per cucire in poliestere offre un basso allungamento, nessuna elasticità e una buona solidità del colore. Si adatta alla discussione sul disegno perché le sue proprietà meccaniche sono modellate dall'orientamento del filamento e dalla velocità di avvolgimento. Visualizza il prodotto → Disegno e testurizzazione: impostazione della resistenza e della sensazione della fibra di poliestere
Il filamento appena filato è troppo debole ed elastico per essere utilizzato direttamente e la trafilatura è il passaggio meccanico che risolve entrambi i problemi.
Il filo viene allungato da 3 a 5 volte la sua lunghezza originale tra rulli godet riscaldati. Le catene polimeriche si orientano lungo l'asse della fibra, la tenacità sale da circa 1,5 a 4,0-5,5 g/giorno e l'allungamento a rottura diminuisce da oltre il 100% al 20-40%. La temperatura di aspirazione, il rapporto di velocità e la zona di rilassamento determinano l'equilibrio tra resistenza e restringimento.
Per un filato 75D/36F, il diametro del foro della filiera è vicino a 0,2 mm e il rapporto di stiro è impostato in modo tale che l'allungamento finale rimanga intorno al 30%; modifica uno dei parametri e la sensazione al tatto del tessuto cambia anche se il titolo del filo non cambia.
Per i filati per abbigliamento solitamente segue una fase di testurizzazione. La testurizzazione a falsa torsione riscalda, torce e districa il filamento per creare crimpature, mentre la testurizzazione a getto d'aria avvolge i filamenti con aria compressa per creare una struttura più morbida e voluminosa.
La testurizzazione è la differenza tra un filamento rigido e piatto e un filato che si comporta più come una fibra naturale nelle costruzioni a maglia o intrecciate.
Filato testurizzato Air colorato per maglieria e tappezzeria Il filato con struttura ad aria imita i filati di base e può emulare lana, cotone o lino. Disponibile in denari da 160D a 1800D, è utile per tappeti, cuscini e nidi di animali domestici, rendendolo una scelta rilevante dopo le fasi di testurizzazione. Visualizza il prodotto → Filamento o fiocco: due forme di fibra di poliestere da una fusione
Lo stesso poliestere fuso può diventare un filo a filamento continuo o una fibra in fiocco tagliata a una lunghezza fissa e la scelta cambia il tessuto anziché solo il filo.
Filato di filamenti
Fili continui con una superficie liscia e uniforme. La bassa tendenza al pilling, l'elevata resistenza e il drappeggio nitido lo rendono il prodotto predefinito per abbigliamento sportivo, fodere, tende e fili per cucire.
Fibra in fiocco
Lunghezze tagliate da 38 a 90 mm, ondulate e filate su sistemi di cotone o lana. Offre una mano più calda e morbida, si fonde facilmente con le fibre naturali e domina pile, maglieria e abbigliamento da lavoro.
La produzione di punti metallici aggiunge tre fasi dopo la trafilatura: crimpatura, termofissaggio a una temperatura compresa tra 120 e 180 C e taglio. L'arricciatura conferisce volume e coesione, l'impostazione del calore blocca l'arricciatura in posizione e la lunghezza di taglio è adattata al sistema di filatura che lavorerà la fibra.
Parametri chiave di qualità quando si acquista fibra di poliestere
Il poliestere è specificato da numeri anziché da aggettivi e cinque parametri coprono la maggior parte dei rischi pratici di approvvigionamento.
| Parametro | Gamma tipica | Impatto pratico |
| Denari per filamento | da 1,5 a 6,0 | Tatto al tatto, rivestimento in tessuto, uniformità del tono |
| Tenacia | da 4,0 a 5,5 g/giorno | Resistenza delle cuciture, durata della corda e della cintura |
| Allungamento a rottura | dal 20 al 40% | Elasticità e recupero sotto forma di tessuto |
| Retrazione all'aria calda | dal 3 al 7% | Stabilità al lavaggio e stiratura dei capi |
| Riacquistare l'umidità | 0,4% | Velocità di asciugatura, comportamento statico, tintura del supporto |
Il recupero di umidità dello 0,4% da parte del poliestere è insolitamente basso. Ciò è utile per un'asciugatura rapida e il mantenimento della forma, ma impone anche il controllo statico e la tintura dispersa ad alta temperatura a 130 C sotto pressione.
Poiché la tintura non può avvenire a ebollizione, gli angoli taglienti nella qualità del polimero si manifestano come variazioni di tonalità molto prima che appaiano come una rottura del filo. Esegui una piccola prova di assorbimento del colorante su qualsiasi nuovo lotto prima di impegnarti nella produzione in serie.
La maggior parte del poliestere viene tinta sotto forma di filo o tessuto, ma la fibra tinta in massa viene colorata durante la filatura, il che elimina completamente il bagno di tintura e migliora la solidità del colore.
Filo da ricamo in poliestere con elevata resistenza ed elasticità Realizzato in poliestere FDY, questo filo da ricamo è forte, resistente allo sbiadimento, elastico e resistente alle pieghe. Completa il contesto della fibra tinta in massa offrendo un'opzione durevole per le applicazioni di ricamo. Visualizza il prodotto → Poliestere riciclato: la stessa fibra da una materia prima diversa
Il poliestere riciclato segue quasi lo stesso percorso e cambia solo il punto di partenza.
Le bottiglie in PET post-consumo vengono lavate, scagliate, asciugate e fuse, quindi ripolimerizzate o immesse direttamente in una linea di filatura. L'rPET riciclato meccanicamente di solito entra con un IV inferiore rispetto al chip fresco, quindi i produttori lo mescolano con polimero vergine o eseguono la polimerizzazione allo stato solido per ricostruire il peso molecolare.
Il poliestere riciclato non è un declassamento in chimica; si tratta di un cambiamento nella disciplina delle materie prime e le proprietà delle fibre dipendono ancora dagli stessi controlli di trafilatura e filatura.
La certificazione GRS verifica la dichiarazione di contenuto riciclato, che è importante quando un marchio segnala le emissioni tessili di Ambito 3 o tiene traccia dei rapporti di input riciclati. Per il lato delle materie prime, cfr come viene prodotto il filato riciclato e quali materie prime vengono utilizzate .
La specifica del poliestere inizia con l'uso finale. Se il prodotto necessita di volume e morbidezza, specificare filamento testurizzato o fiocco filato. Se ha bisogno di cuciture resistenti, scegli un filato ritorto ad alta tenacità. Presso JinDun Textile Co., Ltd., esaminiamo le specifiche rispetto alle nostre linee di filatura, testurizzazione e torsione prima di fornire un preventivo, motivo per cui rileviamo le discrepanze prima della produzione anziché dopo.
Domande frequenti sulla produzione di fibra di poliestere
La versione breve: la fibra di poliestere è plastica PET, fusa e trasformata in filamenti orientati, e i gradi riciclati modificano la materia prima senza modificare la chimica.
È possibile produrre fibra di poliestere senza petrolio?
Il poliestere vergine richiede MEG e PTA derivati dal petrolio, ma il poliestere riciclato sostituisce fino al 100% di tale materia prima con bottiglie in PET post-consumo. La fibra risultante è sempre PET con le stesse proprietà chimiche e meccaniche.
Perché la massa fusa viene centrifugata a una temperatura compresa tra 265 e 290 C anziché a una temperatura più elevata?
Il PET inizia a degradarsi notevolmente sopra i 300 C. La filatura viene mantenuta appena al di sopra del punto di fusione, alla temperatura più bassa che dà ancora un flusso stabile, per proteggere il peso molecolare ed evitare la formazione di gel.
Quanto dura l'intera filiera produttiva?
Una linea di filatura produce una bobina avvolta in pochi minuti, ma la catena completa dal monomero grezzo al filamento pronto per il tessuto richiede solitamente uno o due giorni quando sono incluse cristallizzazione, asciugatura, trafilatura e fissazione.
Il poliestere in fiocco è più debole del poliestere in filamenti?
No. Una fibra in fiocco stirata ha essenzialmente la stessa tenacità di un filamento stirato dello stesso denaro, perché entrambi attraversano la stessa fase di orientamento. La differenza è la resistenza tattile, non quella meccanica.
