Jürgen Hanel, responsabile del settore Tessuti tecnici presso Monforts, illustra lo sviluppo dell’industria del rivestimento tessile

Monchengladbach, Germania - 20 marzo 2020 - Gli esseri umani sono gli unici primati senza pelliccia, possono proteggersi dagli elementi e utilizzare innanzitutto la pelle e la pelliccia degli animali per proteggersi dalle radiazioni fredde o ultraviolette. L'impatto dipende da dove si trovano nel mondo.
Più di 5.000 anni fa, le persone svilupparono tessuti realizzati con fibre vegetali e lana, che apportavano numerosi vantaggi come calore, morbidezza, traspirabilità e protezione UV. Lo sviluppo della tintura portò gradualmente al concetto di moda.
Tuttavia, esiste ancora un problema: fornire acqua piovana alle persone che vivono in zone a clima umido e, successivamente, ai marittimi. Fino a poco tempo fa, la pelliccia e la pelle erano ampiamente utilizzate per questo scopo.
Fino al 19° secolo, il produttore tessile e inventore scozzese Charles Macintosh sviluppò finalmente una soluzione praticabile. Sebbene l’uso di indumenti impermeabili in gomma non fosse un’idea nuova, già in epoca di Colombo, il popolo azteco iniziò ad utilizzare questo metodo.
Successivamente, gli scienziati francesi resero il palloncino ermetico e impermeabile impregnando il tessuto con gomma sciolta in trementina, ma questo solvente non riusciva a realizzare indumenti in modo soddisfacente.
Macintosh è stato anche il primo a impregnare i tessuti di lana spessa con soluzioni di gomma naturale. Il risultato è impermeabile, ma ha un odore oleoso e appiccicoso a causa del grasso di lana.
Solo quando viene sviluppato un metodo per rivestire un lato del tessuto e viene aggiunto zolfo all'asciugatrice per riscaldare la gomma (processo di vulcanizzazione), i tessuti rivestiti Macintosh possono essere commercializzati.
Sfortunatamente, il metodo di rivestimento del tessuto e il forno di asciugatura sono sconosciuti, ma questo sviluppo ha gettato le basi per il rivestimento del tessuto come lo conosciamo oggi.
Esistono due processi di rivestimento di base fondamentalmente diversi: rivestimento a lama d'aria e rivestimento a lama a rullo.
Nel rivestimento a lama d'aria, la striscia della spatola viene spazzolata sulla superficie del tessuto, pressando la vernice ad alta viscosità nello spazio tra i materiali.
È impossibile applicare prodotti chimici a bassa viscosità con questo metodo, altrimenti la pasta colerà nell'interstizio della rete/tessuto.
Tuttavia, utilizzare prima un rivestimento a lama d'aria dove il tessuto deve essere sigillato, come un ombrello, per evitare che gli spruzzi penetrino all'interno. Altri esempi includono tende da doccia, impermeabili, tessuti per valigie e zaini, tende, ecc.
Il rivestimento a lama d'aria viene utilizzato anche per i materassi e i tessuti da rivestimento. In questo caso verrà applicato un rivestimento posteriore con la doppia funzione di rendere il materiale impermeabile ai liquidi e di fissarlo. Per i tessuti da tappezzeria, questo può fissare il pelo, ma può anche essere utilizzato per ottenere effetti tecnici, come la protezione antincendio.
Nella moda e negli articoli decorativi, i rivestimenti a lama d'aria vengono utilizzati anche per la colorazione su un solo lato, mentre i materiali tessili delle scarpe vengono rivestiti per renderli impermeabili.
I rivestimenti a lama d'aria per tessuti tecnici hanno una vasta gamma di applicazioni, dal tessuto filtrante alle guarnizioni tessili all'impregnazione della fibra di carbonio.
Oltre al rivestimento con paste addensate, è disponibile anche il rivestimento in schiuma a lama d'aria. In questo caso la schiuma fisica viene prodotta in una speciale macchina schiumatrice (simile alla panna montata) e posta davanti alla lama di spalmatura. Usa un coltello per premere la schiuma nel tessuto e distruggerla.
Questo cosiddetto rivestimento in schiuma instabile viene utilizzato, ad esempio, per i jeans sovratinti. Nella versione colorata/non colorata anche il tessuto non tessuto viene fissato e rivestito in questo modo.
Il termine “instabile” non significa che si tratti di una brutta bolla. La schiuma instabile è stabile per almeno cinque minuti a temperatura ambiente e non si decompone, ma poi le bolle scoppiano sotto un coltello o al più tardi quando la schiuma viene successivamente riscaldata in un essiccatore.
Il rivestimento in schiuma a lama d'aria presenta numerosi vantaggi: diluendo i prodotti chimici del rivestimento con l'aria, è necessaria una minore forza di asciugatura e la profondità di penetrazione è inferiore, pur mantenendo la traspirabilità del tessuto.
Nella spalmatura a coltello a rullo (chiamata anche spalmatura a nip), l'applicazione con la lama avviene effettivamente in volo senza toccare la parte superiore del tessuto.
Ciò ha vari effetti sul prodotto finale. Ad esempio, l'applicazione nella linea di contatto copre la superficie del tessuto con un composto di rivestimento, in modo che questo lato del tessuto abbia una superficie simile alla plastica, determinata dal metodo chimico utilizzato.
Esempi ben noti di tessuti rivestiti con coltello a rullo sono teloni, giubbotti di salvataggio, supporto per tappeti, tessuti per tappezzeria, coperchi del bagagliaio, materiali di tenuta, ecc.
Rispetto al rivestimento a lama d'aria, il rivestimento a lama a rullo presenta requisiti elevati in termini di precisione della macchina. Tuttavia oggi viene offerta principalmente una combinazione di questi due tipi di rivestimento.
Per questo motivo la barra di verniciatura è progettata per essere regolabile in livello e la precisione raggiunta dipende dal fornitore della macchina di verniciatura.
Il piano può essere utilizzato con lama d'aria o con pasta, ad esempio nel rivestimento di teloni in PVC, scivoli di emergenza, gommoni e guarnizioni.
La schiuma instabile e stabile viene utilizzata nel rivestimento del coltello a rullo. Se viene applicato uno strato di schiuma instabile, si decomporrà nella prima zona dell'asciugatrice.
Ad esempio, il rivestimento del piano cottura in schiuma instabile (detta anche “schiuma volatile”) viene utilizzato nella produzione di jeans per tingere il materiale denim su un lato. Applicando la schiuma colorata sulla superficie si ottiene un buon effetto tintorio e si lava facilmente con lavaggi industriali per ottenere l'effetto “stone washing” desiderato.
La schiuma stabile esiste ancora durante il processo di asciugatura nell'asciugatrice (in condizioni di asciugatura molto blande) e rimane nell'asciugatrice come strato di schiuma.
Un buon esempio di applicazione della vernice con un rullo di schiuma stabile è nella produzione di tessuti ombreggianti per avvolgibili o tende. Questi prodotti richiedono un trattamento speciale per mantenere la morbidezza del tessuto e per garantire che la tenda possa ancora essere arrotolata su e giù.
Per raggiungere questo obiettivo, è stato creato un rivestimento speciale chiamato Black-Out, che comprende una serie di rivestimenti in schiuma stabili in tre fasi utilizzando un piano cottura.
Il primo strato di vernice è solitamente bianco, poi lo strato nero e poi lo strato bianco. Asciugare questi tre strati e calandrarli con una calandra dopo l'applicazione di ogni strato. Quindi, il quarto canale dell'essiccatore polimerizza tutti e tre gli strati e può aggiungere uno strato finale per migliorare la presa.
Questo processo è complicato e costoso e gli errori possono comportare il rifiuto dell'intero ciclo di produzione, pertanto è necessario personale esperto e ben addestrato.
Un processo simile viene utilizzato nella produzione di banner pubblicitari, chiamato “blocco”. Si tratta di una vernice in schiuma multistrato che impedisce all'immagine/testo del banner di fuoriuscire dal retro del materiale.
Torniamo al Macintosh e applichiamo il rivestimento in gomma, che è un'applicazione straordinaria per la spalmatrice a rullo.
Lo strato di gomma applicato è talmente impermeabile e impermeabile che questo tipo di materiale può essere utilizzato anche per imbarcazioni leggere, zattere di salvataggio, giubbotti di salvataggio e scivoli di emergenza sugli aerei.
Tuttavia, questo tessuto impermeabile di base ha un problema con gli indumenti, ovvero non lascia fuoriuscire l'umidità generata da chi lo indossa.
Pertanto, l’industria tessile si trova ad affrontare la sfida di sviluppare un materiale che possa prevenire la pioggia ma consenta anche a chi lo indossa di respirare.
Forse il primo prodotto in grado di affrontare questa sfida è (ed è tuttora) venduto sotto forma di Gore-Tex® per abbigliamento outdoor. Tuttavia, Gore-Tex® non è un tessuto spalmato, ma una membrana laminata impermeabile e traspirante.
La disponibilità di dispersioni poliuretaniche permeabili al vapore acqueo consente anche la spalmatura diretta sull'interno del tessuto. Qui viene applicato il rivestimento del piano cottura. A seconda della sollecitazione richiesta, vengono utilizzati rivestimenti in schiuma stabili e rivestimenti in pasta.
Per laminazione si intende solitamente l'unione di due o più strati di tessuti, pellicole, membrane o strati di lana e per tenere insieme i due strati è necessario un adesivo. L'adesivo Può essere applicato tramite spalmatura o serigrafia.
Nella laminazione a umido, l'adesivo viene prima applicato sul primo strato, quindi il secondo strato viene posizionato nell'applicazione a umido prima che i due materiali vengano asciugati e fissati insieme.
Nella laminazione a secco, un adesivo viene applicato su un primo materiale ed essiccato, quindi su di esso viene applicato un secondo strato mediante alta pressione, solitamente tramite una calandra.
Durante questo processo, applicare uno strato di schiuma con una racla a rullo e asciugarlo accuratamente. Il secondo strato viene poi immesso nella schiuma secca attraverso una calandra. Successivamente, tuttavia, il laminato deve essere ancora fissato a caldo. La laminazione in schiuma ha il tocco più morbido. Nel caso della schiuma poliuretanica, la laminazione ha anche resistenza al calore perché l'adesivo non è termoplastico dopo il fissaggio.
In questo articolo ho cercato di fornire una panoramica della tecnologia di rivestimento dei tessuti e spero di trarre una conclusione elencando solo alcuni dei materiali di rivestimento incontrati nell’uso quotidiano.
Possiamo iniziare con coprimaterassi, ciabattine, tende da doccia e tappetini da bagno, poi mettere su un tavolo con una tovaglia spalmata, per poi andare nel corridoio a prendere una giacca antipioggia e un ombrello. Nelle automobili, dai rivestimenti dei sedili ai bauli, si trovano innumerevoli tipi di tessuti spalmati. I pendolari incontreranno molti materiali rivestiti quando viaggiano in treno o in autobus.
Il rivestimento tessile è ancora una tecnologia futura redditizia. Ad esempio, con l’aumento delle strutture leggere, i materiali fibrorinforzati sono diventati sempre più importanti. Qui i tessuti o le tele fibrose vengono utilizzati solo per rinforzare la matrice plastica, ma il processo di produzione è simile e rappresenta quindi un'altra area di crescita per i rivestimenti tessili.