POY, FDY, HOY: la linea di filatura del filamento e il suo regime di velocità
La catena di macchine che trasforma il PET fuso in filamento — dalla testa di filatura (spin beam) al roccatore ad alta velocità — e come la sola velocità di avvolgimento separi POY, FDY e HOY. Con serie OEM reali e intervalli tipici.
L'intero carattere di un tessuto in poliestere nasce sulla linea di filatura, dove il PET fuso viene stirato in filamenti sottili. Questa linea è una catena di macchine la cui sequenza è pressoché universale: testa di filatura riscaldata (spin beam) → pompa di dosaggio (pompa di filatura) → pacco di filatura e filiera (spinneret) → raffreddamento (quench) → bava di filatura (spin finish) → godet → roccatore ad alta velocità. Il filato che esce da questa stessa catena può essere POY, FDY o HOY; la differenza essenziale non sta nella macchina, ma nel regime di velocità di avvolgimento. Il modo in cui la chimica del polimero (PET, IV) arriva a questo fuso è trattato nella nostra guida pet-polymer-iv, mentre la fisica di come la velocità di avvolgimento determina l'orientamento molecolare è trattata in melt-spinning-poy-fdy; qui il focus è la macchina e la linea stessa.
Lungo la linea: dalla testa di filatura al roccatore
Il PET fuso viene distribuito dalla testa di filatura riscaldata (spin beam) a ciascuna posizione di filatura. In ogni posizione una pompa di dosaggio spinge il fuso nel pacco di filatura con una portata costante e misurata — questa pompa è l'organo critico che governa la costanza del titolo (dtex). All'interno del pacco il fuso viene filtrato e forzato attraverso una filiera dotata di migliaia di capillari, formando un fascio di filamenti. I filamenti caldi si solidificano immediatamente nella zona di raffreddamento (quench); viene quindi applicata la bava di filatura (olio per filato) per controllare cariche statiche e attrito. I filamenti si avvolgono sui godet e formano infine la rocca sul roccatore ad alta velocità. La velocità dell'ultimo godet stabilisce la velocità di avvolgimento, ed è esattamente questo a determinare la classe del filato.
- POY (filato parzialmente orientato): velocità di avvolgimento tipicamente ~2.500–3.500 m/min. Il filamento non viene stirato sulla linea; è un intermedio parzialmente orientato e ad alto allungamento, e costituisce quasi sempre la materia prima per la testurizzazione DTY.
- FDY (filato completamente stirato): tipicamente ~4.000–6.000 m/min. La fase di stiro è integrata nella linea (lo stiro avviene tra godet riscaldati), per cui il filato esce a basso ritiro e dimensionalmente stabile; viene usato direttamente in maglieria e tessitura.
- HOY/FOY (filato altamente/completamente orientato): tipicamente ~5.500–6.000+ m/min. L'elevata velocità di avvolgimento produce un orientamento significativo anche senza stiro; è un regime più di nicchia.
Il motivo per cui questa scala di velocità dà un basso orientamento nel POY e stabilità dimensionale nell'FDY — ovvero la relazione tra orientamento molecolare e velocità di avvolgimento — è trattato in melt-spinning-poy-fdy. Come il POY diventi un DTY voluminoso ed elastico è invece l'oggetto di dty-textured-yarn.
OEM reali e serie
Nelle macchine di filatura del filamento il riferimento mondiale è Oerlikon Barmag (Germania). La piattaforma WINGS integra i godet di avvolgimento direttamente nel roccatore, semplificando il layout della linea, con un risparmio energetico tipicamente riportato di ~30%; le configurazioni WINGS POY e WINGS FDY sono offerte con diversi numeri di posizioni/uscite. Il raffreddamento radiale (verso l'interno) EvoQuench di Barmag impiega un'aria di processo nettamente inferiore rispetto al raffreddamento a flusso trasversale — in misura rappresentativa dell'ordine di ~60–80% in meno — specialmente per il microfilamento; i dettagli della filatura del microfilamento sono in microfilament-science. L'alternativa premium è TMT Machinery (Giappone): le linee ORCA POY e l'FDY ATi-MANTA-II con la sua zona di stiro I-Box sono serie ben note. Il disegno della filiera che definisce la geometria della sezione — rotonda, trilobata, cava — è trattato in fiber-cross-section.
Posizioni e uscite: la leva della capacità
La produttività di una macchina di filatura scala in gran parte con il numero di posizioni e di uscite (end). Le macchine POY portano tipicamente 10–24 uscite per posizione, mentre nell'FDY questo numero è di solito inferiore (≤~32, perché i godet di stiro richiedono spazio). I capillari della filiera sono tipicamente ~0,2–0,4 mm e la portata per capillare dell'ordine di ~0,5–5 g/min; la temperatura di filiera/pacco si attesta nell'intervallo ~235–295 °C. Sulle linee FDY il primo godet (GR1) è tipicamente a ~65–90 °C e il godet di stiro a ~108–130 °C. Tutti questi valori sono intervalli tipici/rappresentativi; i valori reali variano con il prodotto, l'OEM e la configurazione della linea.
POY · FDY · HOY a confronto
| Proprietà | POY | FDY | HOY/FOY |
|---|---|---|---|
| Velocità di avvolgimento tipica | ~2.500–3.500 m/min | ~4.000–6.000 m/min | ~5.500–6.000+ m/min |
| Stiro sulla linea | No (non stirato) | Sì (stiro integrato in linea) | No (l'alta velocità orienta) |
| Orientamento / ritiro | Parzialmente orientato, alto allungamento | Altamente orientato, basso ritiro | Altamente orientato |
| Uso tipico | Materia prima per testurizzazione DTY | Maglieria/tessitura diretta; stabile | Di nicchia; applicazioni selezionate |
| Uscite/posizione tipiche | ~10–24 | ≤~32 | Variabile |
In sintesi: la catena di macchine della linea di filatura del filamento è fissa; ciò che differenzia il prodotto è la velocità di avvolgimento. Il POY è un intermedio per il DTY; l'FDY, stirato sulla linea, dà un filato stabile e direttamente utilizzabile; l'HOY occupa una posizione più di nicchia grazie all'orientamento che la sola alta velocità fornisce. Per capire perché un filato presenti una determinata mano, elasticità e comportamento dimensionale, conoscere in quale regime ha operato la linea è il primo passo.