Comment sont fabriqués les fils ? Polyester, rayonne et nylon expliqués

Les fils sont fabriqués en filant ou en extrudant des fibres – naturelles ou synthétiques – en brins continus, puis en les tordant, en les finissant et en les enroulant sur des bobines pour les utiliser. Le processus de fabrication exact diffère considérablement selon le type de fibre : fil à broder en polyester est filé à l'état fondu à partir de copeaux de polymère, fil à broder en rayonne est filé par voie humide à partir de cellulose dissoute, fil à coudre en nylon est tiré de polymères de polyamide, et en général fil à coudre combine le filage avec des traitements de finition en plusieurs étapes. Comprendre comment chaque fil est fabriqué vous aide à choisir le bon type pour la broderie, la couture ou la construction de vêtements et explique pourquoi ils se comportent si différemment sous la tension, la chaleur et la teinture.

Le processus universel de fabrication de fils : de la fibre à la bobine

Quel que soit le matériau, toute fabrication de filetage suit une séquence commune d'étapes principales. Connaître ce cadre permet de comprendre plus facilement où chaque type de thread diverge.

1. Production de fibres – La matière première (copeaux de polymère, pâte de bois ou fibres naturelles) est transformée en filaments individuels ou en fibres discontinues par filage ou extrusion.
2. Dessiner et s'étirer – Les filaments sont étirés mécaniquement pour aligner les chaînes moléculaires, augmentant ainsi la résistance à la traction jusqu'à 300 %
3. Plissage et torsion – Plusieurs brins simples sont torsadés ensemble dans une direction contrôlée (torsion en S ou torsion en Z) pour former un fil stable et équilibré
4. Teinture – Le fil est teint soit sous forme de fibre (teint dans la masse), soit après filage à l'aide de colorants acides, réactifs ou dispersés en fonction de la chimie des fibres.
5. Traitements de finition – Des lubrifiants, des adoucissants ou des agents d’enrobage sont appliqués pour réduire la friction et améliorer les performances de l’aiguille
6. Enroulement – Le fil fini est enroulé sur des cônes, des bobines ou des canettes à une tension contrôlée avec précision pour un déroulement constant

Le poids, l'angle de torsion, le nombre de plis et la chimie de finition sont ce qui différencie un fil à broder d'un fil à coudre structurel, même lorsqu'ils sont fabriqués à partir du même polymère de base.

Comment est fabriqué le fil à broder en polyester

Le fil à broder en polyester est fabriqué selon un processus appelé faire fondre la filature , qui commence par des copeaux de polymère de polyéthylène téréphtalate (PET) – le même matériau de base utilisé dans les bouteilles en plastique, raffiné jusqu'à la qualité textile.

Étape par étape : production de fils de polyester

1. Fusion des polymères – Les copeaux de PET sont séchés pour éliminer l'humidité, puis fondus à environ 280-290°C dans une extrudeuse
2. Extrusion à travers des filières – Le polymère fondu est forcé à travers une plaque de filière contenant des centaines de petits trous, chacun produisant un seul filament continu
3. Trempe – Les filaments sont rapidement refroidis avec de l’air ou de l’eau pour solidifier leur structure avant de pouvoir fusionner
4. Dessin – Les filaments refroidis sont étirés jusqu'à 3 à 5 fois leur longueur d'origine , alignant les chaînes de polymères et augmentant considérablement la résistance et réduisant l'allongement
5. Texturation (pour les qualités de broderie) – Les filaments peuvent être texturés par jet d'air ou par fausse torsion pour ajouter du volume et améliorer la couverture sur le tissu.
6. Teinture with disperse dyes – Le polyester nécessite des colorants dispersés appliqués sous haute pression et température (130°C) car sa structure hydrophobe résiste aux colorants à base d’eau
7. Torsion et pliage – Les filaments sont tordus en structures à 2 ou 3 épaisseurs avec des rapports de torsion par pouce (TPI) contrôlés pour des performances équilibrées

Le résultat est un fil avec excellente solidité des couleurs (indices de lavage de 4 à 5 sur une échelle de 5 points) , une résistance élevée à la traction et à la dégradation par les UV - c'est pourquoi le fil à broder en polyester domine les applications de broderie industrielles et commerciales, représentant une estimation 60 à 70 % de la consommation mondiale de fil à broder .

Comment est fabriqué le fil à broder en rayonne

Le fil à broder en rayonne — également appelé rayonne viscose — est un fibre semi-synthétique dérivé de la cellulose, généralement issue de la pâte de bois (généralement du hêtre, de l'eucalyptus ou du bambou). Son procédé de fabrication, connu sous le nom de procédé viscose , est plus complexe chimiquement que la production de polyester.

Le procédé viscose pour le fil de rayonne

1. Extraction de cellulose – Les feuilles de pâte de bois sont traitées avec de l’hydroxyde de sodium (NaOH) pour produire de la cellulose alcaline, gonflant les fibres et les rendant réactives
2. Xanthation – La cellulose alcaline réagit avec le disulfure de carbone (CS₂) pour former du xanthate de cellulose, un solide orange friable.
3. Se dissoudre dans la viscose – Le xanthate de cellulose est dissous dans du NaOH dilué pour produire un liquide visqueux semblable à du miel appelé viscose (d'où son nom)
4. Affinage et filtrage – La solution de viscose est vieillie pendant 24 à 48 heures pour atteindre une viscosité optimale, puis filtrée pour éliminer les particules non dissoutes
5. Filature humide – La viscose est extrudée à travers des filières dans un bain de coagulation d’acide sulfurique et de sulfate de sodium, qui régénère la cellulose sous forme de filaments continus
6. Lavage et désulfuration – Les filaments sont lavés, traités pour éliminer les composés soufrés résiduels et blanchis pour obtenir une base blanche brillante
7. Teinture with reactive dyes – La structure cellulosique de la rayonne se lie bien aux colorants réactifs, produisant ainsi le couleurs exceptionnellement vives et brillantes la rayonne est connue pour

La structure cellulosique naturelle de la rayonne lui confère éclat soyeux et toucher doux que le polyester ne peut pas reproduire entièrement — c'est pourquoi il reste le choix préféré pour la broderie décorative où la richesse visuelle compte plus que la durabilité. Cependant, le fil de rayonne est environ 30 à 40 % plus faible lorsqu'il est mouillé que lorsqu'il est sec, ce qui le rend impropre aux applications structurelles à fortes contraintes.

Comment est fabriqué le fil à coudre en nylon

Le fil à coudre en nylon est produit à partir de polymères de polyamide – le plus souvent Nylon 6 ou Nylon 6,6 — grâce à un processus de filage par fusion similaire à celui du polyester mais avec une chimie distincte qui confère au nylon ses propriétés élastiques et résistantes à l'abrasion uniques.

Étapes de fabrication du fil de nylon

1. Polymérisation – Pour le nylon 6, le monomère de caprolactame est ouvert et polymérisé à environ 250°C ; pour le nylon 6,6, l'hexaméthylènediamine et l'acide adipique sont condensés en polyamide à longue chaîne
2. Formation de copeaux – Le polymère fondu est extrudé en rubans, refroidi et découpé en copeaux uniformes pour un comportement de fusion constant
3. Filature de fonte – Les copeaux sont refondus et extrudés à travers des filières à 260-290°C en filaments
4. Étirage à froid – Les filaments sont étirés à température ambiante pour 4 à 5 fois leur longueur filée , orientant les chaînes polymères pour maximiser simultanément la résistance à la traction et l'élasticité
5. Réglage de la chaleur – Les filaments étirés sont thermofixés pour stabiliser leur structure et minimiser le retrait des produits finis
6. Teinture – Le nylon est teint avec des colorants acides, qui se lient aux groupes amide de la chaîne polymère, produisant une coloration claire et homogène.
7. Torsion pour les qualités de couture – Le fil à coudre en nylon utilise un taux de torsion par pouce plus élevé que le fil à broder pour maximiser la résistance pour les applications de maroquinerie, de chaussures et de tissus d'ameublement.

Le principal avantage du nylon en matière de fabrication réside dans son allongement à la rupture de 15 à 30 % , ce qui donne de la flexibilité aux coutures finies sans rupture de fil. C'est pourquoi le fil à coudre en nylon est le choix dominant dans chaussures (représentant plus de 40 % des applications de couture de chaussures dans le monde) , maroquinerie et équipement de plein air.

Comment est fabriqué le fil à coudre général

Le fil à coudre est une vaste catégorie qui englobe à la fois les constructions filées et filamenteuses sur plusieurs types de fibres. Le fil à coudre le plus couramment vendu pour un usage domestique et industriel est polyester filé , bien que les fils de coton, de coton-polyester et de soie occupent également des segments de marché importants.

Fil à coudre en polyester filé

Contrairement au fil à broder en filament de polyester, le fil à coudre filé utilise fibres de polyester à fibres courtes traité de la même manière que le filage du coton :

1. L'étoupe de polyester (faisceaux de filaments continus) est coupée en longueurs de fibres de 38-51 mm
2. Les fibres discontinues sont cardées pour les aligner et éliminer les fibres courtes
3. Le peignage affine davantage le faisceau de fibres en un ruban lisse
4. Le ruban est étiré (atténué) et filé à l'anneau en un seul fil avec torsion pour la cohésion.
5. Deux ou trois fils simples sont retors ensemble, puis le fil est gazé (passé à travers une flamme) pour brûler les peluches de la surface.
6. Une finition lubrifiante en silicone ou en cire est appliquée pour réduire la chaleur de l'aiguille et la friction de la machine à coudre.

Fil à coudre à noyau

Les fils à coudre haut de gamme utilisent souvent un construction à noyau filé : une âme continue de filament de polyester est enveloppée de fibres discontinues de coton ou de polyester lors du filage. Ceci combine le la résistance du filament de polyester (âme) avec la douceur et la surface facile à aiguilleter de la fibre filée (gaine) . Le fil à âme représente la majorité du fil à coudre industriel utilisé dans la fabrication de vêtements.

Comparaison des types de filetage : processus de fabrication et propriétés clés

Le tableau ci-dessous résume la fabrication de chaque type de filetage et les propriétés résultant de son processus de fabrication :

Comment la direction de torsion du fil et le nombre de plis affectent les performances

Deux variables de fabrication qui ne modifient pas la matière première mais affectent profondément le comportement du filetage sont sens de torsion et nombre de plis .

Direction de torsion : S-Twist contre Z-Twist

La torsion du fil est décrite comme une torsion en S (spirales de gauche à droite comme le centre de la lettre S) ou une torsion en Z (de droite à gauche). La plupart des fils de machine à coudre sont torsadés en Z parce que les machines à coudre standard font tourner les aiguilles dans le sens des aiguilles d'une montre, ce qui renforce la torsion en Z plutôt que de la démêler. L'utilisation de fil à torsion en S dans une machine à torsion en Z entraîne un affaiblissement progressif du fil pendant la couture. Les fils à broder, qui passent différemment dans le chas de l’aiguille, peuvent utiliser l’une ou l’autre torsion en fonction du type de machine.

Nombre de plis et résistance du fil

La plupart des fils à broder et à coudre sont 2 plis ou 3 plis constructions. Un nombre de plis plus élevé produit généralement un fil plus rond, plus solide et plus équilibré :

• fil 2 brins – standard pour la plupart des broderies ; couverture plus fine et plus plate
• fil 3 brins – section plus ronde, mieux adaptée à la couture et aux points structurels
• Fil à broder 6 brins – six brins légèrement torsadés et séparables ; couramment utilisé dans la broderie à la main

Pourquoi les différences de fabrication sont importantes lors du choix du fil

La façon dont un fil est fabriqué détermine directement son comportement dans le monde réel, non seulement sur le papier, mais aussi dans la pratique. Voici ce que chaque différence de fabrication signifie pour votre application :

• Fil à broder en polyester filé par fusion résiste à l'eau de Javel et aux températures de lavage jusqu'à 60 °C, ce qui le rend adapté aux vêtements de travail et de sport qui nécessitent un lavage fréquent.
• Fil à broder en rayonne procédé viscose a une gamme d'entretien plus étroite — il s'affaiblit lorsqu'il est mouillé et peut décolorer s'il est lavé à plus de 30 °C — mais produit une qualité visuelle que les fils synthétiques ne peuvent égaler pour les projets décoratifs
• Fil à coudre en nylon étiré à froid peut s'étirer et récupérer sans se casser, ce qui le rend idéal pour les coutures soumises à des contraintes dynamiques, telles que les semelles de chaussures ou les sangles de sac sous charge
• Fil à coudre filé à l'anneau produit une surface plus poilue que le fil de filament, ce qui augmente la friction entre le fil et le tissu – ce qui est réellement souhaitable dans les vêtements où la sécurité des coutures compte plus que la douceur
• Fil à coudre à âme filée est le meilleur choix lorsque la résistance et les performances de la machine à coudre sont essentielles, car le noyau du filament gère les contraintes tandis que la gaine filée protège le chas de l'aiguille de l'accumulation de chaleur.

Faire correspondre le type de fabrication de fil aux exigences de l’application – plutôt que de simplement choisir par couleur ou par prix – est ce qui différencie les résultats durables et de qualité professionnelle d’une défaillance prématurée des coutures ou de finitions de broderie ternes.

Systèmes de poids de filetage : comment les fabricants spécifient l'épaisseur

L'épaisseur du fil n'est pas universellement standardisée et différents fabricants utilisent des systèmes de poids différents, ce qui constitue une source de confusion importante lors du remplacement des types de filetage. Les trois systèmes les plus courants sont :

• Tex (Tt) – le poids en grammes de 1 000 mètres de fil ; Tex plus élevé = fil plus épais . Tex 40 est un poids de broderie standard ; Tex 70-135 est courant pour le fil à coudre en nylon dans le cuir
• Poids (poids) – utilisé principalement pour le coton ; représente le nombre de longueurs de 840 verges par livre. Chiffre inférieur = fil plus épais . Un fil de 40wt est plus lourd que 60wt
• Denier (D) – le poids en grammes de 9 000 mètres ; couramment utilisé pour les fils de filaments synthétiques. Denier plus élevé = plus épais . Le fil à broder en polyester 150D est une norme largement utilisée

Lorsque vous passez du fil à broder en polyester, du fil à broder en rayonne et du fil à coudre en nylon, vérifiez toujours la valeur Tex ou denier plutôt que de vous fier uniquement à l'étiquette de poids de la marque, car les conventions de dénomination varient considérablement d'un fabricant à l'autre.