IL COTONE
Origini | Pianta | Frutto | Coltivazione | Morfologia | Proprietà
Cotone “Egiziano“ | Cotone degli Stati Uniti | Cotone delle Indie Occidentali o Sea Island | Cotone cinese
Principali processi di lavorazione | Titolazione dei filati | Ritorsione | Principali nobilitazioni
Certamente la più importante e diffusa fibra tessile vegetale, il cotone deriva il suo nome dall’arabo al-qutu. Conosciuto da oltre cinquemila anni (come attestano reperti rinvenuti a Mohenjo-Daro, nell‘attuale Pakistan e a Tehaucan, in Messico), riportato in antichi geroglifici egiziani (3.000 a.c.-30 a.C.), citato da Erodoto nel V secolo a.C. e ampiamente noto agli Aztechi in America nel periodo precolombiano, giunge in Europa nel corso del Medioevo ma si afferma solo nel 1600. Il commercio dei tessuti di cotone fabbricati in India, di eccezionale finezza e ottima qualità, coinvolgeva i paesi mediterranei già al tempo di Alessandro Magno (356-323 a.C.), che aveva stabilito le rotte commerciali verso l’Oriente. Alessandria diventò quindi il principale centro di distribuzione di queste merci. Diversi secoli dopo, la stessa potenza della città stato di Venezia era fondata, in grande misura, sul commercio dei tessuti di cotone provenienti dall’India. Il mondo islamico inizia l’Occidente all’uso del tessile di cotone, a partire da un know how delle tecniche di tessitura. Infatti già nel VIII secolo gli arabi avevano introdotto in Spagna la coltivazione del cotone e la fabbricazione di stoffe, che prosperarono fino alla “cacciata dei mori“ avviata con l’editto del 1609. Successivamente, l’apertura delle rotte marittime verso l‘India vide l‘affermazione del Portogallo come principale paese fornitore di tessuti in cotone. Nel corso del XVII secolo l’esperienza nella produzione di tessuti e la potenza marittima iniziarono a concentrarsi in Inghilterra, che divenne così il principale centro di produzione dei tessili. Il cotone diviene infatti uno dei principali volani della rivoluzione industriale inglese (1760-1830) presa ad esempio dalla Francia, dove malgrado l’ostracismo decretato dalla corona ai tessuti dipinti (1686-1759), il cotone si afferma come fenomeno di moda già a partire dal 1650 anche attraverso le “cotonine“ (mussole bianche e tele tinte e dipinte importate dall’India) denominate indiennes e successivamente stampate anche in Francia. Frattanto la coltivazione del cotone si era estesa al Nord America e ai Caraibi. Queste tendenze si consolidarono grazie all’avvento delle prime sgranatrici industriali inventate nel 1794 dall’americano Eli Withney (1765-1825) che si dedicò al perfezionamento dei macchinari per la filatura e la tessitura. Queste macchine permettevano infatti di separare rapidamente le fibre dai semi, accelerando il ciclo produttivo.
Appartenente alla famiglia delle Malvacee (Gossypium irsutum, barbadense, herbaceum, arboreum) la pianta del cotone può avere una vita annuale, detta “erbacea“ con un’altezza compresa tra i 25/50 e i 150/200 cm, o pluriannuale detta “legnosa“ che può svilupparsi tra i 200 e i 500 cm. La prima specie è la più diffusa, la seconda principalmente coltivata in Sud America e nei Caraibi. Ogni pianta produce dai 200 ai 500 frutti pari a circa 2/5 kg di fibra grezza.
Tre mesi dopo la semina in filari, la pianta inizia a fiorire. Dopo la fecondazione i fiori si tramutano in capsule composte da 3/5 logge, che contengono dai 6 agli 8 semi, e crescendo si induriscono. Al suo interno si forma, intorno ai semi, una peluria che si avvolge a spirale rimanendo ben compressa all’interno della capsula stessa. Il ciclo biologico ha termine con l’apertura delle capsule e la fuoriuscita della massa fibrosa (peluria) di cotone (fiocco o bambagia) composta di cellulosa sostanzialmente pura. La peluria è di due tipi il linter più corto ed aderente ai semi che viene principalmente utilizzato per produrre fibre artificiali, ed il lint, che è la fibra più lunga e viene utilizzata per produrre il filato di vero e proprio cotone.
Originaria dei paesi tropicali e subtropicali la pianta del cotone è oggi diffusa in oltre ottanta paesi. I maggiori produttori sono la Cina (con circa 5 milioni di t/anno), gli Stati Uniti (con 4 milioni di t/anno), l‘India (2.5 milioni t/annue) e a seguire, con quote inferiori, l‘Egitto, il Pakistan, l‘Uzbekistan, la Turchia, l‘Australia, l‘Argentina, il Brasile, la Grecia, l‘ Africa Sud-Sahariana e l‘America Meridionale. La coltivazione “basica“ detta upland e/o cotone americano diffusa ora in tutti i contintenti, prende il nome dagli altopiani degli Stati Uniti dove, grazie allo sfuttamento della manodopera degli schiavi, vide una fortissima espansione; questa qualità rappresenta oggi la quota più grande della produzione mondiale. I long ed extra long staple (Gossypium Hyrsutum, Gossypium Barbadense) che occupano una quota percentuale nettamente minore, sono coltivati prevalentemente in Egitto, Stati Uniti (California e New Mexico), Cina e India. Quantità minori e maggiormente pregiate sono presenti in Perù (Pima), Israele (Pima Israeliano), Sudan (Barakat), India (Suvin) e Indie Occidentali (Sea Island Cotton).
La fibra del cotone appare nastriforme con avvolgimenti a spirale che sono frequenti e regolari nelle fibre di buona qualità. Osservato in sezione trasversale il filamento risulta diviso in quattro parti: la “cuticola“ (membrana esterna sottilissima di natura non cellulosica); la “parete primaria“ formata da fini fibrille (minuscole fibre) di cellulosa che si intersecano fra loro; la “parete secondaria“ composta di cellulosa e da fibrille avvolte a spirale e il lumen che è un canale vuoto posto nella parte centrale della fibra (di natura non cellulosica) e di forma stretta. La sua composizione è costituita per l‘85% da cellulosa, per il 10% da umidità e per il restante 5% da altre sostanze (proteine, sostanze inorganiche, sali minerali).
Proprietà fondamentale del cotone è rappresentata dalla marcata tenacità (resistenza alla rottura quando viene applicata una forza nel senso della lunghezza della fibra) grazie alla sua cristallinità, specialmente in ambiente umido, dove la forza delle fibre di cotone cresce fino al 15%. La sua elasticità è invece scarsa, anche se superiore a quella di tutte le altre fibre vegetali. L‘ottima igroscopicità (cioè la capacità di assorbire prontamente le molecole d’acqua presenti nell’ambiente circostante) si unisce a una media coibenza (conducibilità termica). Morbido e piacevole al tatto, ha una lucentezza opaca, una buona resistenza all’usura e all’abrasione, ed è ottimamente tollerato dalla pelle grazie allo skin loving touch. Il cotone è preferito alle fibre sintetiche dal 64% dei consumatori mondiali (Global Lifestyle Monitor secondo i dati di una ricerca svolta da Cotton Council International e da Cotton Incorporated) che si dichiara disposto a “pagare di più“ per gli abiti realizzati in fibre naturali quali il cotone.
L’Egitto, grazie alle sue particolari condizioni climatiche, alla fertilità delle terre situate a ridosso del Nilo e nella zona del suo delta, consente la produzione del miglior cotone. Le abbondanti pioggie che si sviluppano tra ottobre e aprile, l’umidità relativa tra il 60-70% e i venti provenienti da nord garantiscono scarse escursioni delle temperature creando un microclima ideale. Queste condizioni rendono l’Egitto il principale produttore storico e l’attuale leader mondiale nella produzione di long e extra long staple. Il cotone LS long staple include le qualità Giza 86/89/90 (la città di Giza é situata a circa 20 km dal Cairo ed é denominata “La città degli Dei“ in quanto custodisce attraverso i suoi monumenti quelli che sono, per antonomasia, i misteri della civiltà egizia). I cotoni della qualità LS long staple raggiungono una lunghezza delle fibre intorno ai 33 mm e un micronaire di 4.3/4.9 (sistema di misurazione ottenuto mediante l’analisi della resistenza di un “tappo di fibra“ a flusso d’aria in determinate condizioni per definirne pulizia, efficienza, forza e uniformità; attraverso la misurazione della permeabilità dell’aria si ottiene un valore che è indice di finezza in quanto, più sono sottili le fibre tanto piu piccoli e numerosi sono gli interstizi tra le stesse e conseguentemente più alto il grado di resistenza al passaggio dell’aria. A fibra più fine corrisponde un valore micronaire più basso) si utilizzano per produrre filati con titoli NE 50/1, 70/1. Il cotone ELS o extra long staple comprende qualità di cotone ancora più elevate come il Giza 45/87/88 in grado di generare titoli di filati finissimi e resistenti allo stesso tempo, con un valore micronaire medio di 2.95.
L’assenza di inquinamento nelle fibre, un vasto sistema irriguo e il clima mite contraddistinguono la produzione del cotone americano che viene coltivato in una vasta zona del paese chiamata appunto Cotton Belt. Quest‘area comprende ben 17 stati, dal North Carolina fino alla California, dalla East Coast alla West Coast. La produzione si distingue in due qualità principali, la Upland (che rappresenta circa il 97% della produzione) e il Pima cotton che appartiene alla categoria degli ELS, extra long staple ed é coltivato principalmente negli stati dell’Arizona, del New Mexico, del Texas e della California, e rappresenta il rimanente 3%. Le caratteristiche del Pima cotton (o Supima) sono controllate e garantite dall’omonima Supima Association che verifica tutti i livelli del processo produttivo. L’ampio utilizzo di tecnologie automatizzate e la raccolta industriale su ampia scala, consentita dalle grandi piantagioni, evita la contaminazione da fibre estranee e rende questo tipo di filato ideale per la produzione di tessuti per camicie bianche, con titoli fino a NE 100/2, 120/2. Esso inoltre offre una particolare resistenza e non risulta soggetto al fenomeno del pilling (processo fisico che può avvenire sulla superficie del tessuto che porta alla formazione di piccole irregolari sfere di fibre chiamate appunto pills).
Il cotone delle Indie Occidentali o Sea Island
Il cotone prodotto nelle West Indies, in particolar modo a Barbados, è estremamente pregiato: le fibre raggiungono i 39 mm di lunghezza - le più lunghe al mondo - e si distinguono per purezza e resistenza. Questa produzione detiene una quota pari allo 0.0004% della produzione mondiale con un valore micronaire che si situa tra il 2.9 e il 3.2. Il processo di raccolta avviene completamente a mano e il prodotto viene lavorato con grande perizia per evitare il danneggiamento delle fibre, questa procedura è giustificata dall’alto pregio del cotone Sea Island e monitorata dallaWisica (West Indian Sea Island Cotton Association).
Lo Xinjiang Cotton è un ELS extra long staple coltivato nell’omonima regione. Le fibre raggiungono una lunghezza che varia tra i 36/37mm e un valore micronaire che oscilla tra 3.5 e 4.0. È un prodotto con una buona pulizia destinato quasi esclusivamente al mercato interno. Infatti la Cina, pur essendo uno tra i maggiori produttori di cotone (circa 5 milioni t/annue) ne è pure il più rilevante importatore (oltre 4 milioni t/annue) avendo un consumo interno che raggiunge circa il doppio della loro produzione attuale (dati riportati dal Ministero dell‘Agricoltura statunitense nel 2005).
I principali processi di lavorazione del cotone
Dopo la raccolta, generalmente effettuata a macchina, escluse alcune qualità pregiate (vedi Sea Island Cotton), si effettua l’essicazione, che ha per scopo l’asciugatura del cotone, che al momento del suo raccolto presenta molta umidità; questo processo avviene con l’utilizzo di aria calda. Segue la sgranatura con l‘apposita macchina sgranatrice in cui i semi vengono separati dalle fibre. In questa fase i linters (le fibre più corte, tra 1-4 mm) rimangono attaccati ai semi e costituiscono la materia prima per la produzione di fibre cellulosiche, artificiali e di carta, mentre i semi, senza linters, vengono utilizzati per la nuova semina e/o per la produzione di olio di cotone. Da 100 kg di cotone in seme si ricavano circa 35 kg di fibra, 62 kg di semi e 3 kg di scarto. Il cotone essicato e sgranato viene poi pressato in balle. Nella prima fase della filatura le balle vengono aperte e le firbre allentate. Nella fase detta “mischia“ si miscelano diverse qualità di cotone per passare poi alla pulitura attraverso la battitura. Il processo di cardatura dei fiocchi (borra) ha lo scopo di sgrovigliare le fibre e di porle parallelamente le une alle altre sulla carda (cilindro munito di punte metalliche). Dal velo ottenuto nel processo di cardatura si ottiene il nastro di carda, che viene successivamente destinato alla cardatura per filati grossolani (lunghezza massima 3 cm) o alla pettinatura per filati fini (lunghezza minima 3 cm). La cardatura si effettua in tre passaggi: l’accoppiamento e la stiratura, la prefilatura, che consiste in una seconda stiratura dei nastri per conferire agli stessi una leggera torsione e trasformarli in stoppini o lucignoli, e la filatura, che si svolge su filatoi ad anello o eventualmente su macchine open-end (macchina che fabbrica un filato direttamente da un nastro di fibre, il nastro viene disciolto in singole fibre nel cilindro di sfioccatura; le fibre vengono introdotte nella quantità voluta in una campana di filatura con rotore e filate direttamente, eliminando così la preparazione dello stoppino. Il filato viene tirato e avvolto). Nel processo di pettinatura si effettua un passaggio in più, oltre quelli descritti per la cardatura. Infatti i nastri di carda dopo essere stati accoppiati e stirati vengono trattati con la pettinatura che consiste nell’eliminazione delle fibre troppo corte e delle impurità e avviene prima della prefilatura.
La titolazione dei filati di cotone
La titolazione determina il titolo di un filo o di un filato. Non essendo possibile misurare direttamente la sezione di una fibra perché facilmente deformabile e il più delle volte non circolare, si ricorre al titolo, cioè al rapporto tra peso e lunghezza, per caratterizzarne la finezza. Il valore della lunghezza (L) e il valore del peso (P) sono messi in relazione tra loro e producono i valori del titolo (T), nella titolazione diretta, o del numero (N), nella titolazione indiretta. Distinguiamo quindi la titolazione in due metodi: titolazione diretta (T=P/L) (indicata per tutti i filati fabbricati con fibre continue quali seta, raion, nailon, ecc…) e la titolazione indiretta (N=L/P) (indicata per tutti i filati fabbricati con fibre discontinue quali, lana, cotone, fiocco di raion, ecc…).
Le denominazioni della titolazione diretta:
- Tex, indica il peso in gr. di 1.000 m di filato
- Decitex (Dtex), indica il peso in gr. di 10.000 m di filato o bava
- Denari (Den), indica il peso in gr. di 9.000 m di filato o bava
Le denominazioni della titolazione indiretta:
- Il numero metrico (Nm), indica quanti metri di filato ci sono in 1 gr. Esempio: Nm 80 significa che un filato di 80 m pesa 1 gr
- Il numero chilogrammetico (Nkgm) indica quanti metri di filato ci sono su 1.000 gr. (questa titolazione viene usata principalente per filati grossi, nel pratese e nel biellese)
- Il numero inglese del cotone (Ne – Nec – Ne cotone) indica quante matasse di 840 yards (768,096 m) ci sono in 1 libbra inglese o pound americano di peso (453,5924 gr.) Esempio: Ne 1 significa che una matassa di filato di 768,096 m pesa 453,5924 gr
- Il numero pratese (Np) indica quante matasse di 583 m (pari a 1.000 braccia toscane) Ci sono su 339,50 gr. (pari a una libbra toscana). La conversione del titolo Nm in titolo Ne si ottiene nel modo seguente: Nec x 1.693 = Nm
Attraverso la ritorsione del filato si aumenta la resistenza alla rottura e allo sfregamento, si riduce il fenomeno del pilling, oltre a ottenere una maggior regolarità e uniformità della superficie. Il senso di torsione delle fibre si indica con le lettere (S) e (Z) che corrispondono alla direzione del tratto obliquo della lettera, che formano le spirali, tenendo il filato in posizione verticale. I ritorti semplici sono composti da due o più filati semplici, riuniti con una sola operazione di torsione; i ritorti composti sono formati da due o più filati ritorti semplici uniti con una o diverse operazioni di torsione.
Le principali nobilitazioni del cotone
La mercerizzazione consiste nel trattamento del cotone con una soluzione di soda caustica (idrossido di sodio NaOH) al fine di rendere la sezione del filo più circolare, conferendogli in tal modo maggior resistenza e brillantezza. Il finissaggio antipiega, migliora l’elasticità del cotone con resine sintetiche compromettendo però la resistenza e la capacità di assorbimento pur riducendone i tempi di asciugatura. Il finissaggio anti-restringimento, è un’ulteriore metodologia che consente di impedire il restringimento del tessuto. Con il finissaggio idrorepellente, i tessuti vengono impregnati con appositi prodotti chimici (siliconi) in modo da renderli meno permeabili all’umidità.