Le fibre artificiali

Le fibre artificiali sono onnipresenti nella nostra vita: vengono impiegate per molteplici scopi e, anno dopo anno, a causa delle innovazioni tecnologiche, vengono sempre più utilizzate. In questo blog sono stati presentati vari aspetti riguardanti le fibre, e anche alcuni "giochini", come un glossario, attraverso il quale imparare in altre lingue i termini che fanno parte dell'ambito scelto per il blog stesso, oppure un abbecedario, attraverso il quale cercare di scoprire dei collegamenti che a prima vista sembrerebbero insensati.

Le industrie che fanno uso di materiali composti di fibre sono innumerevoli, e spaziano nei più diversi campi, a partire dal semplice utilizzo sotto forma di vestiti, fino alla creazioni di protesi sportive, come le "cheetah" usate da Oscar Pistorius o da altri atleti paralimpici.

Negli anni, le fibre artificiali sono state oggetto di molti studi, e molti sono stati i personaggi che hanno aiutato ad apportare dei miglioramenti ai processi, a formulare delle norme tecniche, a definire le unità di misura ad esse legate, o che hanno scoperto e brevettato dei nuovi metodi per la produzione, per la lavorazione o per l'applicazione in un dato ambito.

Esiste in realtà una distinzione: le fibre artificiali, in senso stretto, sono quelle ricavate da sostanze naturali, come può essere il latte nel caso del Lanital, al quale peraltro è dedicato un poema, mentre le fibre sintetiche sono quelle la cui materia di partenza non è naturale, ma viene ricavata artificialmente, attraverso reazioni di polimerizzazione di sostanze organiche, quali sono i monomeri. Fibre artificiali e sintetiche vengono classificate come fibre chimiche, in quanto è attraverso processi chimici che vengono prodotte. La distinzione, ai fini di questo blog, è alquanto sottile, in quanto anche le fibre sintetiche sono artificiali, motivo per cui nei vari post questa differenza non viene mai presa in considerazione.

Nonostante siano presenti nella vita di tutti i giorni, e quindi dovrebbero essere controllate e rese sicure per non nuocere alla salute, esistono dei rischi correlati alla fibre artificiali: uno dei pericoli più gravi è rappresentato dall'amianto, materiale ampliamente usato in edilizia prima di scoprirne la tossicità e la sua pericolosità per l'uomo (vale la pena ricordare che non esiste una soglia di rischio al di sotto della quale la concentrazione di fibre d'amianto nell'aria non sia pericolosa), ma anche i vestiti, se le fibre che li compongono non sono controllate, possono essere dannosi, irritando la pelle di chi li indossa.

Persino l'arte è pregna di fibre! Fumetti, film, libri: che si tratti solo di comuni vestiti, di costumi per supereroi, oppure di ragnatele con cui proteggere la propria città dai cattivi, le fibre artificiali sono lì a compiere il loro lavoro.

Un abbecedario della cosa artificiale

• A come American Beauty: il sacchetto è fatto di fibre artificiali
• B come Bellezza: è necessario, nel campo dell'industria tessile, che i vestiti composti di fibre artificiali siano belli da vedere e da indossare
• C come Cellulosa: molte fibre vengono prodotte a partire dalla cellulosa
• D come Diamante: il diamante è una forma allotropica del carbonio, elemento alla base dei legami molecolari che formano le fibre
• E come Estrusione: processo di produzione delle fibre
• F come Fibra di carbonio
• G come Giocattolo: esistono giocattoli costituiti di fibre come polietilene
• H come Herakles: marca per attrezzatura da pesca, che sfrutta le fibre artificiali per le lenze
• I come Impermeabilità: alcune tessuti sfruttano la peculiarità di alcuni fibre di essere impermeabili
• L come Lanital: fibra creata a partire dalla caseina
• M come Modal: fibra creata a partire dalla polpa di legno degli alberi
• N come Network: architettura macromolecolare
• O come Oscar Pistorius: le protesi usate dal campione paralimpico sono in fibra di carbonio
• P come Petrolio: alcune fibre, come il neoprene, sono ricavate dal petrolio
• Q come Q, nota: se le fibre aritificiali rispettano la Nota Q del regolamento CLP sono sicure per la salute, in quanto non sono cangerogene
• R come Riciclaggio: alcuni marchi di moda hanno cominciato a produrre vestiti riciclando bottiglie di plastica
• S come Swan, Joseph Wilson: primo a scoprire una fibra artificiale
• T come Tex:un'unità di misura della densità
• V come Vulcanizzazione: serve a creare dei network
• Z come Z: tecnica di torsione per tenere assieme filamenti tessili

I brevetti della cosa artificiale

I brevetti inerenti alle fibre artificiali, e per la maggior parte riguardano la produzione in vari modi delle fibre, come questo, ma ce ne sono anche di più interessanti e "inusuali":

• Fibre artificiali da usare come erba sintetica: US8530026 B2
• Dispositivi per tagliere strisce infinite di fibre artificiali: US2142475 A
• Identificazione delle fibre artificiali: US2753272 A
• Tintura delle fibre artificiali: US3043646 A 

Altri brevetti possono essere trovati QUI.

Le storie e i protagonisti della cosa artificiale

• Joseph Swan: fisico, chimico ed inventore britannico, è stato il primo ad inventare una fibra sintetica negli anni '80 del XIX secolo: era una fibra ottenuta da un liquido di cellulosa, formato modificando chimicamente della corteccia. Questa fibra era simile, nel suo potenziale utilizzo, al filamento di carbonio che lo stesso Swan aveva creato per le lampadine ad incandescenza, ma il britannico si accorse subito che la fibra avrebbe rivoluzionato l'industria tessile.
• Hilaire de Chardonnet: ingegnere francese, inventò la prima seta artificiale, che chiamò "seta Chardonnet". Verso la fine degli anni '70 del 1800, Chardonnet lavorava con il famoso Louis Pasteur ad un rimedio per l'epidemia che stava flagellando i bachi da seta francesi. Pervenuto alla scoperta della fibra per errore, si accorse subito di aver trovato un sostituto della seta, e lo presentò nel 1889 all'esposizione universale di Parigi, ma il prodotto era altamente infiammabile, quindi si rese necessario abbandonare il progetto per trovare delle forme e dei materiali più stabili.
• Il primo processo di successo fu sviluppato nel 1894 dal chimico inglese Charles Frederick Cross e i suoi collaboratori, che nominarono la loro fibra viscosa, in base al fatto che il prodotto della reazione tra solfuro di carbonio e cellulosa in condizioni standard dava una soluzione altamente viscosa di xantato.
• La prima fibra sintetica prodotta in massa è stata il nylon, sviluppata Wallace Carothers mentre era ricercatore per la DuPont, e venne introdotta negli Stati Uniti poco prima della seconda guerra mondiale, giusto in tempo per rimpiazzare la seta nei paracaduti o nelle funi militari.
  
  
  
  
  

Gli utilizzatori della cosa artificiale

Tutti nella nostra vita usiamo le fibre artificiali: che sia per impacchettare i cibi o per coprire la calvizie, o semplicemente vestendosi per uscire.
Lo sport è una dei campi di maggior impiego delle fibre:

• Nell'atletica leggera, per esempio, gli atleti diversamente abili che hanno perso l'uso delle gambe sfruttano protesi in fibra di carbonio, e l'asta che i saltatori usano per raggiungere altezze vertiginose è anch'essa fatta in fibra di carbonio, oppure in fibra di vetro;
• Anche negli sport invernali le fibre sono onnipresenti: gli sci, le tavole, e le bacchette sono per la maggior parte in fibra di vetro o kevlar , i vestiti tecnici che devono proteggere in qualsiasi condizione sono tessuti con fibre sintetiche;
• Le scocche delle auto (dalla Formula 1 al WRC) o delle moto (dalla MotoGP alla SuperBike) hanno dei componenti in fibra di carbonio;
• I manti erbosi di alcuni impianti sportivi sono in erba sintetica, ovvero delle fibre colorate di verde e di un materiale tale da simulare la morbidezza dell'erba, e gli effetti che l'erba naturale avrebbe per esempio sul rotolamento di un pallone (non avrebbe senso ricoprire il terreno con delle fibre che generino molto più attrito rispetto all'erba).

Un glossario trilingue della cosa artificiale

ITALIANO	INGLESE	SPAGNOLO	FRANCESE
Aspatura	Reeling	Devanado	Dévidage
Bonifica	Reclamation	Recuperaciòn	Récupération
Cardatura	Carding	Cardado	Cardage
Denaro	Denier	Dinero	Argent
Elasticità	Elasticity	Flexibilidad	élasticitè
Filamento	Filament	Filamento	Filament
Gramolatura	Kneading	Amasatura	Pétrissage
Incomprimibilità	Incompressibility	Incompresibilidad	Incompressibilité
Kevlar	Kevlar	Kevlar	Kevlar
Lunghezza	Lenght	Longitud	Longueur
Matassa	Skein	Madeja	échevau
Nanofibre	Nanofibres	Nanofibras	Nanofibres
Omopolimero	Homopolymer	Homopolìmero	Homopolymère
Pettinatura	Combing	Peinado	Peignage
Rigidità	Sternness	Rigidez	Rigidité
"Seta artificiale" (Viscosa)	Artificial silk	Seda artificial	Soie artificielle
Tintura	Dyeing	Tintura	Teinture
Viscoelasticità	Viscoelasticity	Viscoelasticidad	Viscoélasticité
Yarn	Yarn	Hilo	Fil
Z (torsione Z,modo di intrecciare le fibre)	Z	Z	Z

Le industrie della cosa artificiale

Le industrie tessili fanno grande uso delle fibre naturali come seta, lino o canapa, ma anche di fibre artificiali come rayon, nylon, lycra.
Un altro campo in cui le fibre vengono utilizzate è quello sportivo: oltre agli abiti che devono essere adatti alle situazioni più disparate (flessibilità, traspirazione, impermeabilità, ecc.), i campi in erba sintetica sono composti da fibre artificiali. A volte si opta per un manto in erba sintetica, rinunciando, a detta degli atleti, alla qualità, per dover dedicare meno tempo alla manutenzione del manto stesso, e per poter poterlo sfruttare più a lungo e più frequentemente di quanto accadrebbe con un campo di erba naturale.
Le fibre artificiali vengono utilizzate anche per i capelli artificiali, per cui rimando al blog del collega Francesco Carfagna.

La tecnologia (e le scienze) della cosa artificiale

Le scienze che si occupano di fibre artificiali sono principalmente la chimica, che studia i legami, le proprietà fisiche e le proprietà meccaniche, e l'ingegneria, che studia come sfruttare la varie fibre create.
Esistono varie tecnologie di filatura delle fibre:

• wet spinning
• dry spinning
• melt spinning
• gel spinning
• elettrospinning

I rischi della cosa artificiale

Quando si pensa ai rischi legati alle fibre artificiali viene subito in mente l'amianto (asbesto), materiale molto comune in natura, ma che diventa pericoloso dopo essere stato trattato, in quanto nel tempo le fibre si sfaldano e, diventando molto piccole, possono essere inalate dall'uomo, causando gravi patologie. Il sito friulanambientale.it spiega come mai sia nocivo:

"L’amianto è stato altamente utilizzato soprattutto nel settore edile, ma anche automobilistico, perché considerato ottimo per le sue caratteristiche di isolamento e resistenza al calore.
Da questi presupposti si è assistito all’uso dell’eternit, una miscela di cemento e amianto che però è da subito risultata altamente nociva.
Trattandosi di un materiale fibroso, con il tempo l’amianto si sfalda in fibre molto piccole e volatili che provocano infezioni alle vie respiratorie e tumori alla laringe e ai polmoni.
Le polveri contenenti fibre d’amianto, respirate, possono causare gravi patologie, l’asbestosi per importanti esposizioni nonché tumori della pleura, noti come  mesotelioma pleurico.
Gli amianti più cancerogeni sono gli anfiboli, e fra essi il più temibile è la crocidolite.
Il potenziale di pericolosità dei materiali contenenti amianto non è identico per tutte le tipologie di manufatti. La pericolosità dell’amianto è legata, come noto, alla maggiore o minore possibilità di rilascio di fibre, parametro influenzato dalla stato di conservazione del manufatto stesso.
E’ raro trovare oggi, a 20 anni di distanza dalla normativa di cessazione dell’uso dell’amianto, dei manufatti in ottimo stato di conservazione. Ne consegue quindi lapossibilità di rilascio di fibre proporzionalmente all’età del materiale.
Eseguire lavorazioni o frantumare manufatti contenenti amianto porta all’inevitabile rilascio di consistenti quantità di fibre."

Le specifiche della cosa artificiale

Ci sono molte norme in materia di fibre artificiali, che per gli studenti del Politecnico si possono trovare nelle banche dati, accedendo, previa registrazione ed autorizzazione da parte della segreteria dell'ateneo, alla sezione "ASTM Compass" che raccoglie gli standard e le pubblicazioni dell'American Society for Testing Materials.
Per gli interessati che non fanno parte del Politecnico di Torino è possibile accedere a questo materiale semplicemente andando sul sito dell'ASTM, ma se vuole consultare o scaricare il PDF della norma a cui è interessato deve pagare, e i costi superano generalmente i 50 euro, mentre per gli studenti del Poli che accedono alle banche dati è tutto gratuito.

Le statistiche e i grafici della cosa artificiale

Secondo Assofibre Cirfs, che rappresenta le imprese produttrici di fibre artificiali e sintetiche, il fatturato totale del settore, nel 2016, è stato di circa 1.200 milioni di euro, e in un file del 2011 mostra statistiche e grafici dell'industria delle fibre man-made.
Si stima che le fibre artificiali e sintetiche rappresentino il 60% delle fibre tessili utilizzate a livello mondiale.
Altri grafici, che riguardano la classificazione delle fibre, sono stati reperiti dal materiale fornito durante il credito libero "Fibre: preparazione, proprietà e tecnologie di trasformazione"

I numeri della cosa artificiale (dimensioni ed altre grandezze fisiche)

La grandezza fisica di una fibra artificiale è per antonomasia la lunghezza: infatti le varie definizioni di fibra insistono tutte sul concetto che una delle grandezze è infinitamente più grande dell'altra, in particolare L>>D. Come detto in altri post, la lunghezza delle fibre artificiali è pressochè infinita, ma esistono varie classificazioni basate sulla finezza, ovvero sulla misura del diametro. Le unità di misura più importanti delle fibre artificiali hanno a che fare con la densità, come il Tex o i Denari (quelli usati per identificare lo "spessore" dei collant).

 

La cosa artificiale nei fumetti

Come nei film, anche nei fumetti sono ovviamente presenti i costumi dei supereroi, e quindi le fibre altamente tecnologiche che servono per confezionarli. Un'altra funzione che le fibre ricoprono nei fumetti è quella delle ragnatele: Spider-Man, alter ego di Peter Parker, le sfrutta per muoversi attraverso i grattacieli di New York, per catturare i comuni criminali che si aggirano per le strade, o per consegnare alle forze dell'ordine i cattivi contro cui si deve scontrare di volta in volta. Le ragnatele, invenzione del brillante Peter, sono lanciate da due bracciali meccanici previa pressione di un pulsante posto sul polso. Le munizioni per ricaricare i braccialetti sono delle cartucce caricate con del fluido che, a contatto con l'aria, si solidifica replicando le caratteristiche delle tele dei ragni.

La cosa artificiale nei film

Le fibre artificiali sono ovviamente presenti in tutti i film: i vestiti indossati dai protagonisti sono con tutta probabilità fabbricati con materiali sintetici.
Le fibre artificiali diventano però protagoniste nei film di supereroi, in cui i protagonisti hanno spesso bisogno di costumi che possano resistere alle condizioni più assurde e strane: la super elasticità di Mister Fantastic, oppure le alte temperature che deve sopportare il costume di Jonathan "Johnny" Lowell Spencer Storm, alias la Torcia Umana quando per l'appunto si trasforma in una fiamma vivente.
Nel film "Gli incredibili - Una "normale" famiglia di supereroi" la stilista dei supereroi Edna, mostra ad Elastigirl i costumi che ha confezionato su misura per la famiglia, ognuno con delle caratteristiche diverse: guarda il video.

La cosa artificale nella letteratura narrativa

Trovare riferimenti a fibre artificiali nella letteratura narrativa è alquanto complicato perchè ovviamente cercare "fibre artificiali nella narratura" su Google non porta ai risultati sperati.
La "soluzione" potrebbe essere quella di scegliere un materiale, per esempio l'acrilico, e cercare "acrilico nella narratura", ma anche così la ricerca porta a pochi risultati, tra i quali Settanta acrilico trenta lana, libro di Viola di Grado, che però ha a che fare con le fibre artificiali solamente a livello superficiale: oltre ad essere presente nel titolo, le fibre artificiali sono presenti, ovviamente, nel racconto, in cui la protagonista, Camelia, si innamora di Wen, un ragazzo cinese porprietario di un negozio di vestiti, vestiti che in parte saranno composti da fibre artificiali.

Le narrazioni della cosa artificiale

Anche se non propriamente una narrazione, le fibre artificiali vengono "narrate" da Filippo Tommaso Marinetti, ne "Il poema del vestito di latte", pubblicato per pubblicizzare il Lanital:

"E voi forze liquide comprendo la vostra ansia non immalinconitevi otterrete certo il prodigio ecco allineati i filtri di bambagia di cotone e tu latte magro coàgulati e per questo caccia via a destra e a sinistra questi eserciti di calorie pensa bevi la grande idea essenziale dare al nastro di caseina una consistenza tale che si possa tagliareumido / [...] Tutti a ridere di gioia partecipando all'ebrezza di un filo di caseina barcolla per la sganasciante ilarità nel mutarsi in nastro poi strilla sono un latte che ritorna beatamente alla sua pura mammella bobina bobina mia mia mia / T'impongo o sacro latte di stringere le maglie d'una viscosità re-si-sten-te".

"Servilità belante e odorosa dei grani che maturati sognano le grazie tue o Latte / Arrenditi non rimandare lo spasimo t'invochiamo sei il bellissimo nastro dei nastri resistente veloce panorama tattile dei più celestiali pascoli alpini ti chiamerò Cielo-manuale Muscolodelvento Strizzamipure Tessutomaterno ma tu sciorina in giro vestiti d'inventata carnalità inguainami di serena bontà".