Ring, rotore, vortex e compatto: i sistemi di filatura del poliestere in fibra discontinua e il pilling

Il filato di poliestere a filamento continuo (POY/DTY/FDY) viene stirato direttamente dalla massa fusa come filamento continuo; questa fisica e la relativa filiera OEM sono trattate in guide separate (si vedano le guide sulla filatura dalla massa fusa POY/FDY e sulla testurizzazione DTY). Ma quando si desiderano una mano simile al cotone, una superficie opaca e una sensazione asciutta, il poliestere viene tagliato in fibre corte dopo la fusione (fibra discontinua di poliestere, PSF) e fatto passare lungo la classica linea di filatura della fibra discontinua: apertura-battitura → cardatura → stiratura → (stoppino, per il ring) → filatura. Il sistema scelto in quest'ultima fase — ring, rotore, air-jet/vortex o compatto — definisce il carattere del filato e quindi il comportamento della superficie della maglia finita. Questa guida confronta quei quattro sistemi a livello ingegneristico; per la produzione della PSF in sé, si veda la guida dedicata.

Come i quattro sistemi di filatura formano il filato

La filatura ad anello (ring) è la più antica e ancora la più diffusa come riferimento: lo stoppino stirato viene ritorto e avvolto su un anello (ring) e su un cursore (traveller), bloccando le fibre in un'elica fitta e regolare. Il risultato è il filato più resistente e più uniforme, ma la produttività è bassa (la velocità del fuso è limitata) e richiede la preparazione di stiratura/stoppino. La filatura compatta è un'evoluzione del ring: all'uscita del campo di stiro viene aggiunta una zona di aspirazione (condensazione) che restringe il fascio di fibre appena prima del punto di torsione, così che le fibre sporgenti vengano inglobate nella torsione. Ciò preserva la resistenza del ring riducendo nettamente la pelosità — ed è proprio questa la differenza che conta per il pilling.

La filatura a rotore (open-end) salta la fase dello stoppino: il nastro stirato viene aperto in fibre singole da un cilindro apritore, trasportato dal flusso d'aria nella gola di un rotore ad alta velocità, dove viene raccolto e ritorto. Senza stoppino e senza anello raggiunge una produttività molto elevata, ma il filato è più voluminoso, leggermente meno resistente e ha una mano diversa per via della sua struttura avvolta. Nella filatura air-jet/vortex (VORTEX è il nome commerciale di Murata) è un vortice d'aria — anziché una vera torsione — ad avvolgere lo strato esterno del fascio di fibre attorno all'anima: un'anima parallela più una guaina avvolta strettamente. Questa guaina avvolta rende il filato eccezionalmente liscio e poco peloso — ed è per questo che i filati vortex mostrano la minima tendenza al pilling.

Mano, resistenza e pelosità

• Ring/compatto: massima resistenza e la mano più morbida e piena; il ring ha pelosità media, il compatto pelosità bassa. Preferiti per le maglie premium e le tonalità delicate.
• Rotore: resistenza media, mano più voluminosa e più 'aperta' con buona coprenza; pelosità da bassa a media. Valido per i volumi economici nei titoli più grossi.
• Air-jet/vortex: resistenza vicina al ring, mano più asciutta/fresca e più decisa, pelosità minima; la guaina avvolta offre la superficie più resistente all'abrasione e al pilling.
• Tutti gli intervalli numerici sono rappresentativi e variano con il titolo, la finezza della fibra (dpf), la lunghezza di fibra discontinua e i parametri macchina; resistenza/allungamento secondo ASTM D2256 / ISO 2062, pelosità tramite sensori di tipo Uster.

Il vero nodo: il pilling

Il pilling è l'aggrovigliarsi e l'annodarsi, per effetto dell'attrito, delle estremità libere di fibra che sporgono dalla superficie del tessuto. Poiché il poliestere ha un'elevata resistenza di fibra — a differenza del cotone — i pelucchi che si formano non si staccano facilmente cadendo via; restano ancorati alla superficie, ed è esattamente per questo che, nel poliestere, il controllo del pilling è legato direttamente alla struttura del filato. La logica: più estremità di fibra libere o allentate ci sono in superficie, più alta è la tendenza al pilling. Il filato ring è uniforme ma, con pelosità media, forma pelucchi a un livello da medio ad alto; il compatto lo riduce nettamente inglobando le estremità sporgenti nella torsione. Nel filato a rotore una parte delle estremità è vincolata nella struttura di avvolgimento (livello medio). Nel filato vortex/air-jet le fibre esterne sono avvolte strettamente sull'anima, lasciando il minor numero di estremità libere — ed è per questo che i filati vortex offrono il minimo comportamento al pilling, soprattutto sulle superfici a maglia liscia.

Le leve progettuali: una fibra più fine (dpf) moltiplica le estremità e aumenta il pilling; una fibra discontinua più lunga e una torsione più alta vincolano le estremità e lo riducono; il sistema di filatura imposta questo equilibrio fin dall'inizio. Sul versante del finissaggio, la tintura/il termofissaggio e i trattamenti superficiali possono modificarne l'effetto, ma la scelta del filato resta la base. Il pilling viene tipicamente valutato con il metodo ICI o Martindale (ISO 12945-1/-2, ASTM D3512/D4970) e classificato su una scala da 1 (grave) a 5 (assente). Per le prove di pilling e la misurazione della qualità della maglia, si vedano le nostre guide correlate.

Gli OEM reali e le famiglie di macchine

• Rieter (Svizzera) — l'OEM di riferimento che offre tutti e quattro i sistemi sotto lo stesso tetto: ring G 38 e compatto K 48 (velocità del fuso fino a ~28.000 giri/min, valore rappresentativo), rotore R 70 (velocità del rotore fino a ~125.000 giri/min, valore rappresentativo) e air-jet J 26 (consegna fino a ~500 m/min, valore rappresentativo).
• Saurer (Schlafhorst) Autocoro 11 — macchina a rotore automatica di quarta generazione con azionamento individuale del fuso; fino a ~816 posizioni di filatura; con varianti di alimentazione ottimizzate per il riciclo (Recycling Xtreme/rX) ben adatte all'rPSF.
• Murata/Muratec VORTEX 870 EX — il riferimento di mercato per il sistema air-jet/vortex; consegna fino a ~550 m/min (valore rappresentativo), con la sua firma di bassa pelosità e basso pilling.
• Sul versante della preparazione e del ring, Trützschler, Marzoli e Toyota (apertura-battitura, cardatura, stiratura, stoppino) sono complementari. Tutti i valori in giri/min e m/min sono limiti superiori rappresentativi da scheda OEM; i valori reali di esercizio scendono in funzione del titolo, della fibra e delle condizioni di lotto.

Quale sistema per quale tessuto

La scelta del sistema è un gioco di equilibri: costo e velocità (rotore, poi vortex), resistenza e mano (ring/compatto), resistenza al pilling (vortex, poi compatto). Una regola di massima: dove contano per prime la morbidezza e le tonalità premium, si scelgono il compatto/ring; dove servono volumi economici e buona coprenza nei titoli più grossi, il rotore; dove si desiderano una mano fresca/asciutta e il minimo pilling per superfici active/sport e lavate di frequente, si distingue il vortex. La decisione di solito non si prende su un'unica proprietà, ma soppesando questi quattro assi rispetto all'uso finale. La finezza della fibra, la lunghezza di fibra discontinua e la torsione muovono tutti e quattro gli assi insieme, perciò conviene definire con il proprio fornitore di filato il titolo e la classe di pilling obiettivo a livello di TDS.