Cum se fac firele? Poliester, raion și nailon explicat

Firele sunt realizate prin filarea sau extrudarea fibrelor – naturale sau sintetice – în fire continue, apoi răsucindu-le, finisându-le și înfășurându-le pe bobine pentru utilizare. Procesul exact de fabricație diferă semnificativ în funcție de tipul de fibre: ață de brodat din poliester este filat prin topire din așchii de polimer, fir de broderie din raion este filat umed din celuloză dizolvată, fir de cusătură de nailon este extras din polimeri poliamidici, și general ata de cusut combină filarea cu tratamente de finisare în mai multe etape. Înțelegerea modului în care este făcut fiecare fir vă ajută să alegeți tipul potrivit pentru broderie, cusături sau construcții de îmbrăcăminte - și explică de ce se comportă atât de diferit sub tensiune, căldură și vopsea.

Procesul universal de fabricare a firelor: de la fibră la bobină

Indiferent de material, toată fabricarea filetului urmează o secvență comună de pași de bază. Cunoașterea acestui cadru face mai ușor de înțeles unde diverge fiecare tip de fir.

1. Producția de fibre – Materia primă (așchii de polimer, pastă de lemn sau fibre naturale) este transformată în filamente individuale sau fibre discontinue prin filare sau extrudare
2. Desen și întindere - Filamentele sunt întinse mecanic pentru a alinia lanțurile moleculare, crescând rezistența la tracțiune cu până la 300%
3. Pliuri și răsuciri – Mai multe șuvițe simple sunt răsucite împreună într-o direcție controlată (Răsucire în S sau Răsucire în Z) pentru a forma un fir stabil și echilibrat
4. Vopsirea – Firul este vopsit fie sub formă de fibre (vopsit în soluție), fie după filare folosind coloranți acizi, reactivi sau dispersi, în funcție de chimia fibrelor
5. Tratamente de finisare – Lubrifianții, dedurizatorii sau agenții de glazură sunt aplicați pentru a reduce frecarea și pentru a îmbunătăți performanța acului
6. Înfășurare – Firul finit este înfășurat pe conuri, bobine sau bobine la tensiune controlată cu precizie pentru o desfășurare constantă

Greutatea, unghiul de răsucire, numărul de straturi și chimia de finisare sunt cele care diferențiază un fir de brodat de un fir de cusătură structurală - chiar și atunci când sunt fabricate din același polimer de bază.

Cum se face firul de brodat din poliester

Firul de brodat din poliester este fabricat printr-un proces numit topire filare , care începe cu așchii de polimer de tereftalat de polietilenă (PET) - același material de bază folosit în sticlele de plastic, rafinat la calitate textilă.

Pas cu pas: producția de fire de poliester

1. Topirea polimerului – Chipsurile PET sunt uscate pentru a elimina umezeala, apoi se topesc la aproximativ 280–290°C într-un extruder
2. Extrudarea prin filiere - Polimerul topit este forțat printr-o placă de filare care conține sute de găuri minuscule, fiecare producând un singur filament continuu
3. stingere – Filamentele sunt răcite rapid cu aer sau apă pentru a-și solidifica structura înainte de a putea fuziona împreună
4. Desen – Filamentele răcite sunt întinse la de 3-5 ori lungimea lor originală , aliniind lanțurile polimerice și crescând dramatic rezistența și reducând alungirea
5. Texturizare (pentru clase de broderie) – Filamentele pot fi texturate cu jet de aer sau cu răsucire falsă pentru a adăuga volum și pentru a îmbunătăți acoperirea țesăturii
6. Vopsirea with disperse dyes – Poliesterul necesită coloranți dispersi aplicați la presiune și temperatură ridicată (130°C), deoarece structura sa hidrofobă rezistă coloranților pe bază de apă
7. Răsucire și plimbare - Filamentele sunt răsucite în structuri cu 2 sau 3 straturi cu rapoarte controlate de răsucire pe inch (TPI) pentru performanță echilibrată

Rezultatul este un fir cu rezistență excelentă a culorii (evaluări de spălare de 4-5 pe o scară de 5 puncte) , rezistență ridicată la tracțiune și rezistență la degradarea UV - motiv pentru care firul de brodat din poliester domină aplicațiile de broderie industriale și comerciale, reprezentând o valoare estimată. 60–70% din consumul global de fir de broderie .

Cum se face firul de brodat din raion

Firul de brodat din raion — numit și raion de viscoză — este a fibre semisintetice derivat din celuloză, obținută de obicei din pulpă de lemn (de obicei fag, eucalipt sau bambus). Procesul său de fabricație, cunoscut sub numele de procedeul vascozei , este mai complex din punct de vedere chimic decât producția de poliester.

Procesul de viscoză pentru fir de raion

1. Extracția celulozei – Foile de celuloză sunt tratate cu hidroxid de sodiu (NaOH) pentru a produce celuloză alcalină, umflând fibrele și făcându-le reactive
2. Xantația – Celuloza alcalina reactioneaza cu disulfura de carbon (CS₂) pentru a forma xantat de celuloza, un solid portocaliu, sfaramicios
3. Se dizolvă în viscoză – Xantatul de celuloză este dizolvat în NaOH diluat pentru a produce un lichid vâscos, asemănător mierii, numit viscoză (de unde și numele)
4. Maturare și filtrare – Soluția de vâscoză este îmbătrânită timp de 24-48 de ore pentru a atinge vâscozitatea optimă, apoi este filtrată pentru a îndepărta particulele nedizolvate
5. Filare umedă – Viscoza este extrudată prin filiere într-o baie de coagulare de acid sulfuric și sulfat de sodiu, care regenerează celuloza sub formă de filamente continue
6. Spălarea și desulfurarea – Filamentele sunt spălate, tratate pentru a îndepărta compușii de sulf reziduali și albite pentru a obține o bază albă strălucitoare
7. Vopsirea with reactive dyes – Structura celulozică a raionului se leagă bine de coloranții reactivi, producând culori excepțional de vibrante, strălucitoare raionul este cunoscut pentru

Structura naturală de celuloză a raionului îi conferă o strălucire ca de mătase și mână moale acel poliester nu se poate replica pe deplin – motiv pentru care rămâne alegerea preferată pentru broderia decorativă, unde bogăția vizuală contează mai mult decât durabilitatea. Cu toate acestea, firul de raion este cu aproximativ 30–40% mai slab atunci când este ud decât atunci când este uscat, făcându-l nepotrivit pentru aplicații structurale cu stres ridicat.

Cum se face firul de cusut din nailon

Firul de cusătură din nailon este produs din polimeri de poliamidă - cel mai frecvent Nylon 6 sau Nylon 6,6 — printr-un proces de filare prin topire similar cu poliesterul, dar cu o chimie distinctă care conferă nailonului proprietățile sale elastice și rezistente la abraziune unice.

Etape de fabricație a firului de nailon

1. Polimerizare – Pentru Nylon 6, monomerul de caprolactamă este inel deschis și polimerizat în jur 250°C ; pentru Nylon 6,6, hexametilendiamina și acidul adipic sunt condensate în poliamidă cu lanț lung
2. Formarea așchiilor - Polimerul topit este extrudat în benzi, răcit și tăiat în așchii uniforme pentru un comportament consistent la topire
3. Învârtire topită – Chips-urile sunt retopite și extrudate prin filiere la 260–290°C în filamente
4. Desen la rece – Filamentele sunt trase la temperatura camerei spre 4–5× lungimea lor filată , orientând lanțurile polimerice pentru a maximiza rezistența la tracțiune și elasticitatea simultan
5. Setarea căldurii – Filamentele trase sunt fixate termic pentru a-și stabiliza structura și pentru a minimiza contracția în produsele finite
6. Vopsirea - Nailonul este vopsit cu coloranți acizi, care se leagă de grupările amidice din lanțul polimeric, producând o colorare clară și consistentă
7. Răsucire pentru note de cusătură – Firul de cusătură din nailon folosește o răsucire mai mare pe inch decât firul de brodat pentru a maximiza rezistența pentru aplicații de piele, încălțăminte și tapițerie

Avantajul cheie de fabricație al nailonului este alungire la rupere de 15–30% , care oferă flexibilitate cusăturilor finisate fără rupere a firului. Acesta este motivul pentru care firul de cusătură din nailon este alegerea dominantă în încălțăminte (reprezentând peste 40% din aplicațiile de cusături de pantofi la nivel global) , articole din piele și echipament pentru exterior.

Cum se face firul de cusut general

Ața de cusut este o categorie largă care cuprinde atât construcții filate, cât și construcții cu filament pe mai multe tipuri de fibre. Cel mai comun fir de cusut vândut pentru uz casnic și industrial este poliester filat , deși bumbacul, bumbacul-polietă filat cu miez și firele de mătase ocupă, de asemenea, segmente semnificative de piață.

Ață de cusut din poliester filat

Spre deosebire de firul de brodat din poliester cu filament, se folosește firul de cusut filat fibre de poliester cu capse scurte procesate similar filării bumbacului:

1. Câltul de poliester (mănunchiuri de filament continuu) este tăiat în lungimi de capse de 38–51 mm
2. Fibrele discontinue sunt cardate pentru a le alinia și a îndepărta fibrele scurte
3. Pieptănarea rafinează în continuare mănunchiul de fibre într-o așchie netedă
4. Așchiul este trasat (atenuat) și filat cu inel într-un singur fir cu răsucire pentru coeziune
5. Două sau trei simple sunt pliate împreună, apoi firul este gazat (trecut printr-o flacără) pentru a arde puful de suprafață
6. Se aplică un finisaj lubrifiant cu silicon sau ceară pentru a reduce căldura acului și frecarea mașinii de cusut

Ață de cusut filată cu miez

Firele de cusut premium folosesc adesea a construcție centrifugă : un miez continuu de filament de poliester este învelit cu fibre discontinue de bumbac sau poliester în timpul filării. Aceasta combină rezistența filamentului de poliester (miez) cu moliciunea și suprafața prietenoasă cu acul a fibrei filate (teaca) . Firul filat cu miez reprezintă cea mai mare parte a firelor de cusut pentru articole de îmbrăcăminte industriale utilizate în fabricarea de îmbrăcăminte.

Comparație tip fir: proces de fabricație și proprietăți cheie

Tabelul de mai jos rezumă modul în care este realizat fiecare tip de filet și ce proprietăți rezultă din procesul său de fabricație:

Cum influențează direcția de răsucire a firului și numărul de straturi

Două variabile de producție care nu modifică materia primă, dar afectează profund comportamentul firului sunt direcția de răsucire şi număr de straturi .

Direcția de răsucire: S-Twist vs Z-Twist

Răsucirea firului este descrisă ca răsucire în S (spirale de la stânga la dreapta ca centrul literei S) sau răsucire în Z (de la dreapta la stânga). Cele mai multe fire de mașină de cusut sunt răsucite în Z deoarece mașinile de cusut standard rotesc acele în sensul acelor de ceasornic, ceea ce întărește răsucirea în Z în loc să o desfășoare. Utilizarea firului S-twist într-o mașină Z-twist cauzează slăbirea treptată a firului în timpul coaserii. Firele de brodat, care trec prin urechea acului în mod diferit, pot folosi oricare dintre răsuciri, în funcție de tipul de mașină.

Numărul de straturi și rezistența firului

Cele mai multe fire de broderie și de cusut sunt 2 straturi sau 3 straturi constructii. Un număr mai mare de straturi produce, în general, un fir mai rotund, mai puternic și mai echilibrat:

• fir cu 2 straturi – standard pentru majoritatea broderii; acoperire mai fină, mai plată
• fir cu 3 straturi – secțiune transversală mai rotundă, mai potrivită pentru cusut și cusături structurale
• Ață de brodat cu 6 fire – șase fire răsucite lejer care pot fi separate; folosit în mod obișnuit în broderia manuală

De ce contează diferențele de producție atunci când alegeți firul

Felul în care este realizat un fir determină în mod direct comportamentul său în lumea reală - nu doar pe specificațiile hârtiei, ci și în utilizarea practică. Iată ce înseamnă fiecare diferență de producție pentru aplicația dvs.:

• Ață de brodat din poliester filat prin topire rezistă la înălbirea cu clor și la temperaturi de spălare de până la 60°C, făcându-l potrivit pentru îmbrăcăminte de lucru și pentru sport care necesită spălare frecventă
• Ață de brodat din raion din proces de viscoză are o gamă de îngrijire mai restrânsă - slăbește atunci când este umed și poate sângera culoarea dacă este spălat la peste 30°C - dar produce o calitate vizuală pe care firele sintetice nu se potrivesc pentru proiectele decorative
• Ață de cusătură din nailon tras la rece se poate întinde și se poate recupera fără a se rupe, făcându-l ideal pentru cusăturile care se confruntă cu stres dinamic - cum ar fi tălpile pantofilor sau curelele pentru genți sub sarcină
• Ață de cusut filă în inel produce o suprafață mai păroasă decât firul de filament, ceea ce crește frecarea dintre fir și țesătură - de fapt de dorit în articolele de îmbrăcăminte în care siguranța cusăturilor contează mai mult decât netezimea
• Ață de cusut filă cu miez este cea mai bună alegere atunci când atât rezistența, cât și performanța mașinii de cusut sunt critice, deoarece miezul filamentului gestionează stresul, în timp ce teaca filată protejează ochiul acului de acumularea de căldură.

Potrivirea tipului de fabricare a firului la cerințele aplicației – mai degrabă decât simpla alegere după culoare sau preț – este ceea ce separă rezultatele durabile, de calitate profesională, de eșecul prematur al cusăturii sau finisajele de broderie plictisitoare.

Sisteme de greutate a filetului: cum specifică producătorii grosimea

Grosimea firului nu este standardizată universal și diferiți producători folosesc sisteme de greutate diferite - o sursă de confuzie semnificativă atunci când înlocuiesc tipurile de filet. Cele mai comune trei sisteme sunt:

• Tex (Tt) – greutatea în grame a 1.000 metri fir; Tex superior = fir mai gros . Tex 40 este o greutate standard pentru broderie; Tex 70–135 este comun pentru firul de cusătură din nailon din piele
• Greutate (greutate) – folosit în principal pentru bumbac; reprezintă numărul de lungimi de 840 de metri pe kilogram. Număr mai mic = fir mai gros . Un fir de 40wt este mai greu decât 60wt
• Denier (D) – greutatea în grame de 9.000 de metri; folosit în mod obișnuit pentru firele de filament sintetic. Denier mai mare = mai gros . Firul de brodat din poliester 150D este un standard utilizat pe scară largă

Când comutați între firul de brodat din poliester, firul de brodat din raion și firul de cusătură din nailon, verificați întotdeauna valoarea Tex sau denier, în loc să vă bazați doar pe eticheta de greutate a mărcii, deoarece convențiile de denumire variază foarte mult între producători.