È sorprendente quanti esempi di nonwovens esistono nella nostra vita quotidiana... e magari senza che ce ne rendiamo conto. Entriamo in questo meraviglioso mondo e ripercorriamone la storia fino ai giorni nostri.
Colin F. White, Consulente MCW Technologies
Uno dei primi problemi che si incontrano parlando del tessuto non tessuto è che quasi nessuno, esterno al settore, sa cosa sia.
Una visita al supermercato locale e un giro di interviste su cosa sia il tessuto non tessuto difficilmente produrrà buon esito, eppure tutti gli abituali frequentatori di supermercati probabilmente lo usano quotidianamente, e magari hanno prodotti in tessuto non tessuto nel carrello della spesa.
Perfino gli organi ufficiali hanno difficoltà a descrivere cos'è il nonwoven e talvolta, ugualmente importante, cosa non è.
La EDANA, Associazione Europea dei disposables e dei tessuti non tessuti, che ha sede a Bruxelles, fornisce una definizione piuttosto chiara ma allo stesso tempo approssimativa: i tessuti non tessuti sono materiali studiati od hoc per offrire soluzioni o costo vantaggioso per un'ampia gamma di applicazioni.
Questa definizione purtroppo non dice molto oltre al fatto che si tratti di prodotti di un qualche tipo, specifici, elaborati dall'uomo ed utili!
Esiste una definizione più ufficiale, propria dell'ambito legale, fiscale e doganale, contenuta nel EN 29092, definizione della Commissione Europea per la standardizzazione; ma questa, come molte altre definizioni legali, tende a confondere piuttosto che a chiarire.
Allora, da dove sono arrivati questi misteriosi materiali simili al tessuto?
CONTESTO ED ORIGINI. Con il senno di poi, possiamo trovare strutture che oggi definiremmo tessuti non tessuti, già in ere storiche molto remote. Sebbene oggi non classificheremmo tutti i materiali di feltro come non tessuti, sono parenti stretti e ci sono riferimenti ai feltri già nell'VIII secolo avanti Cristo. Anche le tribù mongole dell'Asia avevano materiali di feltro, e gli stessi sono ancora menzionati negli scritti degli antichi Greci e Romani.
In Giappone la produzione di un tipo di "carta" conosciuta come Choya Gunsai che utilizzava lunghe fibre (15-17 mm) era impiegata per creare indumenti tra il 983 prima di Cristo ed il 4 dopo Cristo ed è tutt'ora usata per il tradizionale Kamiko, o abiti di carta.
In Cina si è osservato che quando i bachi da seta sono pronti per filare il loro bozzolo e cadono dal graticolo di filatura su una superficie piana, producono filamenti in forma di "bozzolo piatto". Alcune cronache della dinastia dei Song descrivono prodotti ottenuti direttamente da questi filamenti. Alcuni dei più moderni tessuti non tessuti sono ottenuti tramite una procedura analoga direttamente da polimeri filati. Nella storia più recente arriviamo poi agli '30 del 1900, periodo in cui Johnson e Johnson negli Stati Uniti studiavano un modo migliore di fare garze chirurgiche. Nacque l'idea di prendere le fibre, stenderle dando loro la forma di un foglio, e anziché unirle in una trama come nel procedimento tessile, aggiungere un trattamento che unisse la rete di fibre per formare un tessuto "non tessuto".
Oggi, utilizzando la fase fondamentale della formazione del velo ma con getti di acqua ad alta pressione che legano le fibre tra loro, si ottiene una versione moderna della garza chirurgica.
In Europa, Freudenberg (tutt'oggi il maggior produttore mondiale di non tessuto) negli anni '30 cercando di creare un sostituto della pelle (che costituiva il suo business iniziale), produsse il primo non tessuto basato su fibre di pelle.
Altre società, come Kimberly-Clark e Kendall, provavano a produrre strutture di non tessuto da destinare ad uso sostitutivo dei materiali tessili, usando parti delle esistenti tecnologie tessili.
In altre tecnologie, come quella della carta, le compagnie vagliavano anche le possibilità offerte dall'uso di fibre lunghe, naturali e artificiali, per produrre "carte speciali".
CH Dexter negli Stati Uniti produsse nel 1934 le prime carte speciali commerciali a fibre lunghe usando una tecnica di produzione cartaria modificata.
Nel 1940 Dexter aveva prodotto una gamma di ciò che oggi chiamiamo strutture di tessuto non tessuto wetlaid da una gamma di fibre naturali ed artificiali compresi il vetro ed altre fibre organiche ed inorganiche.
Le fibre, sebbene "lunghe" in termini di produzione cartaria, erano in genere più corte dette fibre che potevano essere usate nei processi tessili.
Un simile passaggio logico si ebbe nell'osservazione della produzione di tessuti direttamente dai polimeri, usati per produrre fibre artificiali, eliminando la fase di produzione della fibra. La conoscenza acquisita dal produrre fibre artificiali condusse allo sviluppo di processi per creare tessuti direttamente dai polimeri e nacquero le tecnologie oggi note come spunlaid, melt blown, e tessuti non tessuti basati su pellicola.
A seguito di quest'attività di sviluppo, possiamo ora identificare una serie di tecnologie pre-esistenti dalle quali sono state prese in prestito tecniche che hanno formato le basi dell'industria del non tessuto come la conosciamo oggi, segnatamente il trattamento della pelle, il papermaking, l'industria tessile e l'industria petrolchimica.
L'ENTUSIASMANTE FASE IMPRENDITORIALE. Lo sviluppo del non woven durante gli anni '80 e '90 confluì nei concetti generali di cercare metodi di produrre tessuti migliori ricorrendo in modo sempre più cospicuo ed efficace all'ibridazione della tecnologia.
Le prime semplici strutture hanno svolto l'utile compito di introdurre il concetto di non tessuto in molte diverse aree di applicazione, ma oggi le richieste del mercato diventano sempre più sofisticate.
Usando i metodi sviluppati dalle tecnologie di base "prese in prestito", i produttori iniziarono a comprendere il potenziale di strutture di tessuto completamente nuovo che si poteva ottenere combinando le tecnologie basilari. Molte delle tecnologie di formazione del velo richiedevano procedimenti ulteriori di legame e finitura per conferire al velo stesso una forma appropriata per l'impiego finale prescelto.
Questi veli di fibre e/o filamenti potevano essere legate in modo chimico, termico o meccanico ed i veli così amalgamati potevano essere trattati ulteriormente per divenire idrorepellenti, ignifughi, con maggior resistenza o morbidezza. In questa fase di produzione e sviluppo, molto entusiasmante, ebbero luogo molti sviluppi basati spesso solo sull'estro dei proprietari dello stabilimento o sugli entusiasmi del team di sviluppo, e in ogni modo fu dimostrato il potenziale del business dei non tessuti.
Comunque la globalizzazione e l'introduzione del marketing quale disciplina gestionale fondamentale ha cambiato lo scenario preparando il terreno per la successiva fase dello sviluppo.
LO SCENARIO ATTUALE. La rapida e prolungata crescita del business del non tessuto (dalle 40.000 tonnellate dell'Europa occidentale del 1981, alle oltre 1.000.000 di tonnellate del 2000), ha stimolato sviluppo e innovazione continui. Il riconoscimento del nuovo posizionamento sul mercato ha cambiato le caratteristiche originali di prodotto "sostitutivo" in specifiche di utilizzo finale piuttosto sofisticate, dettate dalla richiesta del consumatore di caratteristiche e performance più alte.
Di conseguenza, le tecnologie produttive di base hanno dovuto essere sviluppate ed estese per essere rese capaci di produrre veli adatti alle nuove e più elevate caratteristiche.
Nelle tecnologie basate sul tessile, utilizzate per produrre tessuti non tessuti cardati di vario tipo, abbiamo ora la capacità di gestire un'intera gamma di fibre, da diametri inferiori a i decitex fino ad oltre 20 decitex, e da 25 a 80 mm nella lunghezza delle fibre, per produrre strutture sia direzionali che irregolari.
Queste tecniche di formazione del velo, combinate con diversi metodi di coesione, hanno contribuito a mantenere la posizione ottenuta dai tessuti non tessuti a base di fibre ed oltre il 50% della produzione mondiale di non woven è prodotta con questo sistema di formazione del velo basata sulla tecnologia tessile. I tessuti non tessuti wetlaid, basati sulle tecnologie della carta, si sono assicurati uno speciale mercato proprio, quasi di nicchia. Nonostante che principalmente questa tecnologia si sia limitata ad usare fibre corte (la lunghezza più comune è 6 mm), il metodo wetlay ha reso possibile un'intera gamma di tessuti non tessuti notevolmente uniformi basati su quasi tutte le fibre naturali ed artificiali attualmente disponibili.
Recenti sviluppi nella formazione di veli a tre strati può portare ad una considerevole espansione di questo settore e la ricerca volta a combinare veli wetlaid con filamenti spunlaid per produrre materiali compositi determinerà la crescita del settore.
Una tecnologia simile, quella dei prodotti airlaid a fibre corte, è stata recentemente sviluppata con lo scopo di produrre tipi di carta, compreso il soft tissue, senza uso d'acqua. La KimberLy-Clark produsse una prima macchina per testare questo, ma dedusse che mentre era tecnicamente possibile realizzare un buon prodotto, con basse velocità di produzione non era commercialmente auspicabile.
In ogni caso la tecnologia usata ha dato vita ad un'intera famiglia di strutture di cellulosa assorbente che hanno trovato ampio consenso nel settore dei prodotti igienici.
Oggi le principali aree applicative sono i prodotti di igiene femminile, i prodotti per l'incontinenza e probabilmente, nell'immediato futuro, i pannolini per bambini.
Questi tessuti non tessuti trovano anche applicazione nei prodotti per decorare la tavola, nell'imballaggio di prodotti alimentari, filtraggio ecc.
Il potenziale di questa tecnologia è molto ampio poiché fibre diverse dalla cellulosa possono essere combinate in strutture multistrato con caratteristiche veramente uniche.
Nelle tecnologie "polymer to web", ai pionieri degli anni '60 come Du Pont, Monsanto, Freudenberg, si sono uniti molti altri, attratti in quest'area dalla disponibilità di macchinari chiavi in mano, forniti da società come Reifenhauser GmbH in Germania che ne aveva venduti in tutto il mondo.
Molto del materiale basato sul propilene va a rispondere alla crescente richiesta di materie prime del settore dei prodotti assorbenti, in particolare pannolini per bambini.
In Europa questo settore consuma 341.000 tonnellate di non tessuto l'anno, di cui 143.000 (42%) sono prodotte con le tecnologie spunlaid e meltbrown.
In questa tecnologia particolare interesse è stato recentemente suscitato dalla capacità di alcuni nuovi sistemi di produrre filamenti decitex molto sottili, reti a doppio componente, polimeri differenti cioè polipropilene e poliestere e compositi basati sulle varie combinazioni di spunlaid e meltbrown che sono adesso realizzabili.
Di fianco ai veli di propilene a bassa grammatura, esiste una gamma di materiali pesanti che trovano impiego come geotessili nella costruzione di strade e fognature.
Ci sono inoltre una discreta quantità di materiali basati su poliesteri con alto peso specifico che sono utilizzati nel rivestimento dei tetti ed in geotessili di vario tipo.
I nuovi fornitori di macchinari, modernizzati alla luce dell'esperienza passata, dispongono oggi delle competenze necessarie a produrre i materiali più sofisticati che rispondano alle specifiche di alta performance richieste dal consumatore finale.
LO SCENARIO FUTURO. La combinazione della crescita dell'industria del tessuto non tessuto e della sua resistenza ai cambiamenti ciclici ha spinto i fornitori di materie prime (fibre, polimeri e additivi) a produrre materiali specifici per il settore del nonwoven.
Questo ha comportato notevoli progressi nella qualità e nella riproducibilità del prodotto ed ha inoltre ampliato le possibilità di applicazione dei non tessuti in molti nuovi mercati.
A tutto questo si sono aggiunti i progressi dei sistemi di formazione del velo e lo sviluppo di nuove tecnologie di legame, e l'effetto di tutto ciò sul mercato è stata l'affermazione dei tessuti non tessuti come materiali veri e propri in numerose nuove applicazioni.
Dal punto di vista geografico, la produzione e l'uso dei non tessuti è un vero e proprio business internazionale; tutti elementi che lasciano presagire un futuro fiorente ed entusiasmante per questa industria relativamente giovane.
PRODOTTI CHE UTILIZZANO NON TESSUTI. Come ho osservato all'inizio, la maggior parte delle persone non saprebbero dire cosa sia un tessuto non tessuto o come sia utilizzato. La lista che proponiamo mostra solo una parte dei numerosi prodotti e delle applicazioni in continua espansione a cui i tessuti non tessuti sono destinati.
Si può dunque concludere che il meraviglioso mondo del non tessuto è veramente presente in ogni momento della nostra vita quotidiana.