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Scopri gli effetti dei nodi

Da sempre i nodi fibrosi sono una sfida per cotonifici e produttori. In questo articolo, il professor Yehia Elmoghazy risponde alle domande più frequenti sugli effetti dei nodi fibrosi sul processo di lavorazione del cotone. Quai sono le cause? Possono essere controllati? Qual è il costo dei nodi fibrosi per il tuo business?  Scopri queste e molte altre risposte.

Esonero di responsabilità:  Questo articolo risponde alle domande rivolteci da un gruppo di filatori del Vietnam e del Bangladesh a proposito dei nodi fibrosi di cotone e dei residui di involucro dei semi. L’autore di questo articolo è l’unico responsabile dei contenuti e dei consigli dati nell’articolo stesso. L’autore sarà felice di ricevere e rispondere a ulteriori domande sul tema. Inviate le vostre domande all’autore all’indirizzo: yelmogahzy@gmail.com.   

Domanda 1: Cosa sono i nodi fibrosi, i nodi causati dai residui dell’involucro dei semi e i puntini bianchi? Quali sono le loro cause?

Tutti i tipi di nodi e i puntini bianchi sono fibre aggrovigliate e annodate che si formano durante la raccolta del cotone o durante il processo di ginnatura.   Osservato al microscopio, un singolo nodo risulta essere formato da un minimo di 5 a un massimo di 20 fibre legate insieme. In una balla di cotone possono essere osservati i seguenti tipi di nodo:

·      Nodi di pura fibra (o nodi meccanici): sono nodi formati esclusivamente da fibre annodate insieme. Questo tipo di nodo è molto comune e rappresenta la maggior parte dei nodi presenti nel cotone americano. Essi vengono creati meccanicamente durante la raccolta del cotone e durante il processo di spazzolatura dopo la ginnatura.

  • Nodi biologici: sono nodi più seri e possono essere costituiti da un insieme di fibre immature o annodate con materiali non fibrosi come frammenti dell’involucro dei semi, foglie o parti di stelo delle piante. Anche questi nodi sono causati da mezzi meccanici durante la pulizia del cotone dai semi prima della ginnatura, oppure dai semi durante la ginnatura stessa.

I nodi di pura fibra (o nodi meccanici) sono in genere costituiti da fibre lunghe e fini. Normalmente, le fibre lunghe e fini sono più flessibili, e hanno una maggiore tendenza ad arricciarsi e aggrovigliarsi rispetto alle fibre corte e grezze. I nodi di densità minore possono essere sciolti durante la cardatura, in particolare alle velocità più basse del processo. I nodi biologici sono più ostici da trattare, perché sono più difficili da sbrogliare e tendono progressivamente a frammentarsi in nodi sempre più piccoli durante la preparazione alla filatura.

Domanda 2: Esistono balle di cotone senza nodi? 

Tutte le balle di cotone contengono nodi fibrosi. Non importa che il cotone sia raccolto a mano o meccanicamente, sgranato a griglia o a rulli. Questo perché l’equipaggiamento necessario per la ginnatura e la pulizia del cotone porterà inevitabilmente alla formazione di grovigli e, quindi, di nodi. Il numero di nodi per balla varia secondo i metodi di produzione della fibra utilizzati. Il cotone raccolto a mano avrà meno nodi rispetto a quello raccolto meccanicamente. Il cotone raccolto ad aspirazione avrà un po’ più di nodi rispetto al cotone raccolto con i fusi perché dovrà essere pulito con più cura, e il cotone sgranato con seghe avrà più nodi rispetto a quello sgranato a rulli. L’esistenza dei nodi in una balla di cotone è inevitabile. In condizioni ideali, una balla di cotone conterrà da 100 a 200 nodi di fibra pura per grammo. Questo tipo di cotone rappresenta meno dell’8% della produzione mondiale. Il livello considerato gestibile di nodi in una singola balla varia da 200 a 350 nodi/g. Un livello elevato di nodi per singola balla è considerato invece da 350 a 500 nodi/g. Riguardo ai nodi causati dall’involucro dei semi, da 0 a 10 nodi per grammo è considerato un livello di nodi ideale, da 11 a 20 un livello di nodi basso, da 21 a 30 un livello di nodi medio, da 31 a 45 un livello di nodi alto e oltre i 46 molto alto.

Domanda 3: Come si possono controllare gli effetti dei nodi durante la filatura?

Ci sono quattro fasi durante la filatura nelle quali il contenuto dei nodi può essere controllato:

(a) mischia del cotone, (b) apertura e pulizia, (c) cardatura e (d) pettinatura

Nodi nella mischia di cotone

 La misura principale da adottare per controllare il livello di nodi durante la mischia del cotone è acquistare balle che non contengano più di 400 nodi meccanici per grammo, o più di 35 nodi  biologici per grammo. Se per la mischia si vogliono usare esistenze di magazzino, queste possono essere lavorate separatamente utilizzando processi più lenti, o possono essere disperse in piccole quantità su mischie di cotone diverse. È anche importante acquistare cotone con un alto rapporto di maturità, in quanto le fibre di cotone immature possono portare a nodi difficili, se non impossibili, da rimuovere durante la lavorazione. Normalmente, le fibre con micronaire superiore a 3,8 sono molto mature. Oltre l’80% del cotone americano ricade in questa categoria.

Nei cotonifici con diversi sistemi di filatura e metodi di preparazione differenti, balle con un alto livello di nodi dovrebbero essere usate per filati cardati di media qualità o filati open-end. Quando si producono filati con pettinatura fine, l’utilizzo di balle di cotone con un livello di nodi basso risulterà in quantità ridotte di scarti e cascami. Per la filatura air-jet, i nodi rappresentano un problema più serio, ed è quindi fondamentale selezionare attentamente e acquistare solo le balle di cotone più adatte.  

Nodi nell’apertura e nella pulizia

Durante i processi di apertura e pulizia è inevitabile che si formino nodi fibrosi nel cotone, in misura variabile dal 40% fino al 90%. Ma è utile sapere che più è alto il livello di nodi nella mischia del cotone, più bassa sarà la percentuale di nodi aggiunti durante le operazioni di apertura e pulizia. Questo è un tema lungo e complesso e sarò lieto di affrontarlo con i singoli cotonifici in separata sede. Qui il nocciolo della questione è che i processi di apertura e pulizia sono normalmente più delicati con mischie di cotone con molti nodi rispetto a quelli con pochi nodi. È consigliabile che i filatori misurino periodicamente i nodi presenti nel materiale quando questo è sul piano di alimentazione, per valutare l’entità dell’aggiunta di nodi durante le fasi di apertura e pulizia.

Nodi nel processo di cardatura

Il processo di cardatura ridurrà sempre il numero dei nodi, visto che i nodi o vengono rimossi durante la cardatura stessa o sciolti nella zona di cardatura. L’efficienza della rimozione dei nodi nella cardatura viene determinata utilizzando la seguente formula [100 x (nodi sul piano di alimentazione – nodi nei frammenti cardati)/ nodi sul piano di alimentazione]. Più è alta l’efficienza della rimozione dei nodi, più basso sarà il numero dei nodi nei frammenti cardati. I filatori devono anche sapere che più è alto il numero dei nodi quando il materiale passa sul piano di alimentazione, più bassa sarà l’efficienza della rimozione dei nodi stessi. È consigliabile quindi che i filatori, periodicamente, misurino i nodi nel materiale che passa sul piano di alimentazione e nei frammenti cardati per valutare l’efficienza della rimozione dei nodi, ed è importante che queste misurazioni siano fatte per tutte la macchine di cardatura. Macchine per la cardatura diverse lungo la stessa linea possono avere efficienze di rimozione diverse per via delle differenti condizioni di utilizzo delle macchine cardatrici. Quando si notano grandi variazioni del livello dei nodi tra le cardatrici, saranno necessarie una migliore manutenzione e diverse condizioni di utilizzo. È importante notare che più è alta la velocità della cardatura più è bassa l’efficienza della rimozione dei nodi. Ciò significa che la velocità delle cardatrici dovrà essere impostata secondo la rimozione dei nodi desiderata.

Nodi nel processo di pettinatura

Il processo di pettinatura rimuoverà sempre dei nodi. L’efficienza della rimozione dei nodi nella fase di pettinatura viene determinata utilizzando la seguente formula [100 x (nodi sul piano di alimentazione – nodi nei frammenti pettinati)/ nodi sul piano di alimentazione]. Il processo di pettinatura può avere un’efficienza superiore all’80% nella rimozione dei nodi, a seconda della percentuale di cascame di pettinatura usato. Questo significa che un numero più basso di nodi lungo il piano di cardatura può tradursi in una minore quantità di cascame di pettinatura, quindi un potenziale grande risparmio per i filatori.

Domanda 4: Riceviamo frequenti segnalazioni di puntini bianchi e punti non colorati in tessuti prodotti dai nostri filati. Quali sono le cause di questi difetti? 

Circa l’80% di questi difetti è dovuto a nodi biologici o puntini bianchi che non sono stati colorati durante il processo di finissaggio. Questi difetti possono anche essere dovuti alla presenza di contaminanti durante la lavorazione, derivanti dalla generazione di fibra libera durante la lavorazione stessa. È importante per i filatori diagnosticare con precisione i difetti dei tessuti prima di saltare a conclusioni affrettate sulla loro causa. L’azienda dove lavoro esegue regolarmente test diagnostici di questo tipo. Questo ci ha permesso di osservare che il problema sorge o durante il processo di filatura o durante la lavorazione a maglia.

Domanda 5: Qual è l’effetto dei nodi meccanici e biologici sui nodi? 

L’effetto dei nodi sul costo dei filati è duplice: (1) è necessario rimuovere la maggior quantità di nodi possibile prima che il filato venga prodotto, (2) i nodi residui possono influire negativamente sulla qualità e sul valore del filato. La rimozione dei nodi rappresenta un costo aggiuntivo significativo in termini di manifattura, visto che richiede un maggiore utilizzo della macchine cardatrici o produce un maggior numero di cascami di pettinatura. In un cotonificio che utilizza 100.000 balle di cotone ogni anno per produrre filati pettinati ad anello, una riduzione del cascame di pettinatura dell’1-2% potrebbe significare un risparmio di 1 milione di dollari l’anno. I nodi residui possono essere ridotti a solo 30 nodi/g in filati cardati, e addirittura arrivare a 8-10 nodi per grammo nei filati pettinati. Questi valori possono essere tradotti fino a 3.000 nodi/1.000metri nei filati cardati e fino a 400 nodi per 1.000 metri di filato pettinato (con i filati più fini che raggiungono numeri maggiori di nodi ogni 1.000 metri). Nodi di grandi dimensioni (> 2.000 µm) che sopravvivono alla filatura danno un filato di bassa qualità all’aspetto e possono essere visibili nel tessuto finale sotto forma di punti scuri non colorati (conosciuti come, puntini bianchi), in particolare se si tratta di nodi di fibre morte o immature.