Riassunto chimica delle fibre tessili

Fibre naturali di origine animale

Lana

Deriva dal vello di ovini che è composto da:

• Giarra ossia peli setolosi, lunghi ed ispidi
• Borra cioè peli sottili, ondulati, morbidissimi.

La tosa si effettua normalmente a mano e si può fare:

• Una volta l’anno, in primavera, ottenendo una lana annuale o madre
• Due volte l’anno ricavando una lana a fibra corta con le estremità tronche, detta lana bistosa.

Nel vello di lana allo stato grezzo si trovano impurezze raccolte dalla pecora, ma anche delle sostanze grasse che derivano dalle ghiandole sebacee e sudorifere, sono chiamate:

• Suint se solubili in acqua
• Suinthin se insolubili.

Lanolina: è il prodotto della purificazione del vello dal grasso, grasso di consistenza semisolida di colore chiaro. Non è solubile in acqua ma riesce ad assorbirne più del doppio del suo peso quindi viene usato come agente emulsionante dell’acqua in olio ed è il costituente essenziale di pomate e creme, in quanto penetra bene la pelle.

Il pelo è un fusto corneo costituito per l’85% da cheratina, per il 12% da proteine non contenenti zolfo e per il resto da sostanze lipidiche e sali minerali. La cheratina invece è contenente zolfo, oltre a contenere: carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Gli elementi legati insieme formano le unità strutturali di base delle proteine chiamate amminoacidi. Nelle proteine in genere gli amminoacidi si legano tra loro per interazione della funzione amminica di uno con quella acida di un altro.

Per quanto riguarda il punto di vista morfologico la cheratina presenta due strutture:

• Forma a elica, comune nella lana, nei capelli, nelle unghie
• Forma a foglio pieghettato, della lana sottoposta a tensione, penne e piume

Proprietà fisiche

• Tenacità non eccezionale.
• Elasticità più elevata, con allungamento fino all’80% che aumenta se la fibra è bagnata o umida.
• Vitalità o nerbo buoni, ossia la capacità a tornare alla forma iniziale dopo compressione.
• Rigidità elevata a secco, bassa a umido per cui tutte le operazioni di torsione vanno effettuate in umido.
• Igroscopicità elevata: assorbe umidità fino al 30% senza sembrare bagnata.
• Tasso di ripresa 18,5% e 17%: (percentuale del peso preso con l’incameramento dell’acqua) più elevato per lana pettinata.
• Coibenza elevata grazie alla capacità di trattenere aria con la struttura arricciata e pelosa.
• Proprietà elettriche nulle a secco perciò si creano cariche elettrostatiche che rendono difficile la lavorazione, a umido invece diventa conduttrice.
• Feltrabilità elevata a causa delle scaglie caratteristiche che si incagliano e favoriscono l’infeltrimento.
• Plasticità: proprietà della lana di diventare plastica se trattata con vapore acqueo.
• Modesta stabilità chimica: Comportamento anfotero = viene attaccata sia dalle basi che dagli acidi, questo perché la lana come tutte le proteine è composta da amminoacidi (funzione acida), e anche la funzione amminica. Acidi concentrati a caldo la degradano irrimediabilmente, mentre quelli diluiti la rendono ruvida e quelli deboli abbassano solamente le scaglie. Basi agiscono in modo più incisivo, sia quelle concentrate che quelle diluite a caldo, idrolizzando la cheratina della lana.

Lavaggio

Servono alcune accortezze in quanto è una fibra delicata per via delle scaglie superficiali: va lavata a freddo o tiepido, senza strofinare e con detersivi neutri. Può essere attaccata da batteri e quindi ci possono essere trattamenti preventivi (applicati nei bagni di tintura) o di allontanamento (naftalina).

Per l’osservazione al microscopio vedi pagina 46, tipica caratteristica sono le scaglie, infatti la cuticola è formata dall’insieme di scaglie, ognuna costituita da una singola cellula.

Comportamento rispetto alla combustione: La lana brucia lentamente con odore di capelli bruciati e si spegne non appena si allontana la fiamma.

Classificazione

• In base alla provenienza: Maggiori produttori sono Australia, Nuova Zelanda, produttori di merinos, prodotta anche in Argentina, Sud Africa. In Europa sono Inghilterra, Spagna, Francia e Italia. Le lane italiane si ottengono dalla tosa di razze ordinarie o incrociate, in generale sono scadenti con fibre corte e grossolane. In Italia meridionale invece si producono piccole quantità di lane pregiate.
• In base alla razza:
  • Lana merina: dalla pecora merinos, fine, a fibra lunga, morbida e soffice, scaglie sottili e ampie.
  • Lana Shetland o inglese: molto pregiata, soffice, lucida ed elastica.
  • Lana incrociata: prodotta da razze incrociate, di media finezza, poco arricciata. Es. Leicester e Lincoln, scaglie marcate, corte e tozze.
  • Lana ordinaria: lana comune, fibre grosse e corte e quindi non si presta per le lavorazioni fini, scaglie evidenti in cui si osserva al centro il canale midollare.
  • Lane provenienti da animali che non sono pecore luxury fibres:
    • Mohair: dal vello della capra di Angora allevata in Turchia, Stati Uniti e Sud Africa. Fibra molto lunga, finezza media, lucente e resistente, il colore bianco è quello più pregiato e frequente, ma ce ne sono anche neri, marroni e rossicci. Oltre al mohair normale ne esistono due più fini prodotti dai capretti non ancora cresciuti: kid autunnale dalla tosa in autunno a 5-6 mesi, kid primaverile dalla seconda tosa a 10 mesi. Scaglie poco visibili e canale midollare assente.
    • Cachemire: dal sottovello o borra delle capre del Kashmir, Tibet. Molto fine (più fine della migliore lana merinos), delicata e si usura facilmente, poco elastica, scarso nerbo, bisogna lavare a freddo e con detergenti delicati. Scaglie ampie e appuntite, fibra fine e senza midollo.
    • Alpaca: vello dell’alpaca, ne produce una quantità limitata, la tosa avviene ogni due anni. Fibra tenace, lucente, gialla o marrone.
    • Vigogna: dal lama vicugna, animale protetto e difficile da allevare. Fibra leggerissima e fine, lucente e ricercata. Scaglie poco visibili, canale midollare.
    • Cammello: sia di cammelli asiatici che dromedari africani che perdono spontaneamente il pelo in primavera, così viene raccolto. Fibra morbida e lucente, di colore giallo-marrone, usata per maglieria fine e soprabiti di lusso.
    • Lana d’angora: dal coniglio, molto fine e delicata, si usa soprattutto in mischia. Molto soffice, sottile e corto.
• In base all’origine:
  • Lana vergine: ottenuta solo con tosatura, reca la scritta pura lana vergine e sigla IWS.
  • Lana rigenerata o meccanica: ottenuta dal recupero di vecchi indumenti e scarti dell’industria laniera. È molto indebolita dai trattamenti effettuati, spariscono le squame e si notano spezzature e sfilacciamenti. Viene poi filata con lana nuova o in mischia con fibre sintetiche e artificiali. Risulta al microscopio più sfibrata, inoltre essendo di fibre diverse abbiamo diametri variabili.
• In base alla pulizia della fibra:
  • Lana sucida: non lavata.
  • Lana saltata: lavata addosso all’animale.
  • Lana lavata: dopo la tosa.
• In base al tipo di tosatura:
  • Lana annuale
  • Lana bistosa (due tosature)
  • Lana morta o di concia: dalla depilazione di animali morti. Il recupero si effettua per fermentazione delle pelli, ossia lasciando imputridire la carne così che il pelo si stacchi da solo in ambiente umido e caldo; oppure il trattamento chimico che impiega 8-10 ore per staccare il pelo con latte di calce e solfuro.
• In base alle parti del corpo: lana di spalla (pregiata), lana dei fianchi, lana di ventre, gambe e testa (corta e rovinata)
• In base alla finezza= lunghezza / peso, titolo: nel quale il peso è fisso a 1 kg in Italia per cui più il titolo è alto più la lana è fine;
• In base alla lunghezza:
  • Lana pettinata con fibra più lunga di 8 cm;
  • Lana cardata con fibra più corta di 8 cm.

Prove tintoriali

Prove indirette finalizzate a stabilire la natura di una fibra in quanto ogni fibra reagisce in modo diverso alle classi tintoriali. Si realizza tingendo le fibre con determinati reattivi tintoriali.

Fluorescenza di Wood: viene illuminata la fibra con la lampada di Wood che va a eccitare gli elettroni e quindi ogni fibra emette una fluorescenza tipica della sua specie.

Analisi quantitativa delle fibre di lana: si realizza soprattutto su prodotti realizzati in mischia in modo da stabilire la quantità di ogni componente. Questa prova si basa sulla diversa solubilità delle fibre reagenti.

Seta

Bava solidificata prodotta dal Bombix mori, baco da seta, prima di iniziare la metamorfosi a crisalide in farfalla. La bava viene prodotta da due ghiandole sericigene, dette seritteri, che producono una secrezione proteica, che una volta fuoriuscita si solidifica, formata da fibroina, mentre da una terza apertura, vicino al dotto escretore della precedente, esce un liquido gommoso detto sericina: le due bave di fibroina (70-80%) si coagulano grazie alla sericina (20-28%). In 4 giorni il baco produce fino a 1,5 km di filamento che verrebbe però distrutto dalla farfalla grazie a un liquido intestinale acido; questo è un inconveniente non da poco per gli allevatori di seta, per cui si sottopone il bozzolo ad alta temperatura per uccidere la crisalide chiamato stufatura dei bozzoli: prima si liberano i bozzoli dal processo dalla peluria superficiale che li tiene attaccati ai rami, poi si riscaldano a 70° in ambienti poco umidi, poi si trattano a 90° in ambiente saturo di vapori.

Morfologia della seta

La fibra di seta al microscopio ha un aspetto cilindrico leggermente appiattito, formata da due fibrille (bavelle di fibroina) unite dalla sericina; non è omogenea dei tratti a diametro maggiore causati dalla sericina distribuita non uniformemente (presenta frequenti grumi). Le due bavelle hanno un diametro variabile 10-22 micrometri. La seta cotta, cioè privata della sericina, appare formata da fibre isolate, omogenee, trasparenti, cilindriche e appiattite.

Struttura chimica

Fibroina (70-80%), sericina (20-28%) e in piccole percentuali anche: sostanze grasse e cerose, sostanze organiche, pigmenti colorati. La fibroina è formata da glicinina, alanina (che sono le parti cristalline) e tiroxina (che formano le parti amorfe), amminoacidi molto più piccoli rispetto a quelli della cheratina (infatti la cheratina della lana presenta una struttura a elica) + carattere più cristallino della fibra allungamento modesto, tenacità, minore morbidezza, maggiore resistenza agli alcali. Tali amminoacidi con relativi gruppi acidi (- COOH) e basici (-NH₂) conferiscono alla seta un carattere anfotero. Le catene di amminoacidi non hanno legami forti come la lana, infatti sono deboli legami a idrogeno. La fibroina ha una struttura spaziale simile alla forma a foglio pieghettato della cheratina.

Proprietà della seta

Proprietà esteriori

• Ha carattere anfotero: ossia reagisce ad acidi e basi.
• Colore: La seta cruda (con sericina) ha colore da bianco-giallastro a verdognolo, a bruno (pigmento contenuto nella sericina che prende il colore dal gelso); la seta cotta è bianca e lucente. Il colore è importante per il pregio della seta: deve essere uniforme, senza irregolarità o macchie.
• Lucentezza che si ottiene però eliminando la sericina (sgommatura), opaca e ruvida + anche l’allevamento è importante per la lucentezza.
• Finezza irregolare ma comunque la finezza di una bavella è tra i 14 e i 20 micrometri.
• Lunghezza utile della fibra è sui 600-700 m, il bozzolo infatti non è completamente dipanabile poiché gli ultimi 200 m di fibra sono come fusi insieme e la parte troppo esterna deve essere eliminata.
• Mano: per la seta grossa è sostenuta mentre per la seta cotta è sostenuta.
• Craquant: tipico fruscio prodotto allo sfregamento, viene ottenuto tramite lavaggio saponoso e successiva immersione in un bagno di acido forte, così gli acidi grassi del sapone si fissano sulla superficie, poi risciacquando.
• Uniformità: seta cruda = grumi di sericina, seta cotta = risultante uniforme.

Proprietà meccaniche

• Tenacità più elevata nella seta cruda (sericina che ha un terzo della tenacità). Più elevata rispetto alla lana.
• Allungamento a rottura buono, 20% prima della rottura del filo.
• Elasticità bassa, inferiore alla lana.
• Alta rigidità alla flessione (da questo si capisce che ha una mano sostenuta), media alla torsione.
• Elevata gualcibilità che però in ambiente caldo umido si perde spontaneamente.
• Resistenza all’usura media: controllata sperimentalmente.

Proprietà termiche

• 170° C si decompone carbonizzandosi.
• La seta brucia lentamente con debole odore di corno bruciato.
• Ottimo coibente termico perché non conduce calore, così come di elettricità (si carica elettrostaticamente per sfregamento).

Nei confronti della luce

• Alla luce perde tenacità e ingiallisce, all’aria si degrada facilmente.

Igroscopicità

• Assorbe fino al 30% di umidità senza dare la sensazione di bagnato. Più igroscopica la seta cruda perché la sericina assorbe di più. Ma ha un tasso di ripresa moderato, 11%, inferiore alla lana.

Proprietà fisiologiche

Essendo una fibra naturale non provoca mai irritazioni.

Agenti chimici

• Gli acidi forti diluiti sciolgono la sericina ma non intaccano la fibroina, gli acidi inorganici concentrati (cloridrico e solforico) distruggono velocemente la seta, mentre gli acidi organici diluiti non danneggiano la seta; alle basi è più resistente della lana, gli alcali concentrati sciolgono la seta a caldo, mentre a freddo la danneggiano solamente. Gli ossidanti, poi, normalmente danneggiano la seta; inoltre possiede affinità con diversi sali metallici.

Proprietà tintorie

La seta è la fibra che dimostra maggiore affinità per tutti i tipi di coloranti sia diretti, sia acidi, basici.

Trattamenti e lavorazioni della seta

Dopo la stufatura, i bozzoli vengono sottoposti ad una ulteriore spelaiatura con cui si eliminano le bave superficiali. Si passa poi alla cernita a mano o automatica con la quale si eliminano i bozzoli difettosi che saranno lavorati come cascami di seta. Passano poi alla crivellatura per dividerli secondo dimensione: scarti se sotto gli 0.8 cm, semireali, reali e realissimi a seguire. Segue la macerazione, ossia il bagno in acqua a 80° per ammorbidire la sericina e la scopinatura: si strofinano i bozzoli con uno spazzolino per eliminare i filamenti più esterni e per trovare il capo della bava. Infine c’è la trattura, dove si dipana il filo del bozzolo; una volta trovato il capo del filo si svolge il filamento sotto lieve tensione e si riuniscono le bave in un unico filo; in numero diverso a seconda del titolo che si vuole ottenere e fatti passare attraverso un foro dove si uniscono per solidificazione a freddo della sericina. Perché il processo avvenga nel modo giusto e più agevolmente nella bacinella d’acqua vengono messe sostanze poi eliminabili chiamate bozzine.

Gli scarti della trattura (strusa dalla scopinatura, banco dalla trattura, strazza peluria di seta) sono utilizzati per produrre filati utilizzati per produrre fibre corte, tessuti non troppo leggeri (nastri, frange, passamaneria) denominati sete schiappe. Segue poi l’aspatura, il filo viene leggermente ritorto e raccolto in aspi, spire isolate e distaccate per evitare che aderiscano tra loro, ottenendo quel filo di seta grezza chiamato torto di filanda. Non tutta la bava è dipanabile, la parte interna è troppo serrata. Al termine della trattura, ha ancora la sericina, è ancora seta grezza. La sericina viene tolta (totalmente o in parte) con un’operazione che si chiama sgommatura, che si esegue con soluzioni saponose neutre abbastanza concentrate. La seta che si ottiene si chiama seta cotta (o sgommata): diminuisce il peso, l’elasticità e la tenacità. Spesso non viene tolta completamente: 12-20% sericina = seta semicotta, 5-10% sericina = seta cruda.

Carica: Trattamento a cui si sottopone la lana cotta per fargli riprendere peso e consistenza. Si sfrutta la capacità della fibroina di assorbire sali minerali: la si può sottoporre a carica al pari, quando si aggiungono tanti sali minerali quanto è perdita subita con sgommatura, oppure sotto o sopra al pari (molto usato in quanto la seta si vende a peso, inconveniente: perde di tenacità, poco elastica, molto fragile. Al microscopio appare come rivestita da una sottilissima patina biancastra).

Lavaggio e conservazione

Va lavata con detersivi neutri o leggermente alcalini a basse temperature e per tempi brevi. Per candeggiarla si usa solo acqua ossigenata. Stiratura a 100-150°C; mentre la seta caricata necessita di lavaggio a secco. Può essere attaccata da muffe e batteri.

Classificazione commerciali

• In base alla provenienza:
  • Sete cinesi: La Cina è il paese di origine della seta, ne ha avuto il monopolio dal 3000 aC fino al 550 dC, due pastori ne contrabbandarono i semi. Oggi non sono molto pregiate, perché molto tenaci.
  • Sete giapponesi: Anche il Giappone ha antiche tradizioni, oggi hanno delle fibre buone, con buona tenacità e elasticità.
  • Sete indiane: prodotte in grosse quantità, meno pregiate delle giapponesi.
  • Sete italiane: L’Italia ha forse la seta migliore: famose in tutto il mondo quelle di Como, prodotte anche in Piemonte, Veneto, Toscana e Calabria.
  • Sete francesi: sono pregiate, ma prodotte in minima quantità.
• In base alla finezza:
  • La finezza si calcola mantenendo la lunghezza fissa a 450 m, quindi a numero maggiore corrisponde maggiore grossezza. Titolo = peso (denari) ÷ lunghezza costante. Es: T= 14 den ÷ 450 m = 14 x 0,05 g ÷ 450 m = 0,7 ÷ 450 g/m.