Come sono fatte le corde sintetiche


Le corde da tennis sintetiche per gli sport con racchetta sono disponibili in tutte le forme, dimensioni, configurazioni  e colori.

La costruzione delle corde da tennis sintetiche prevede tre passaggi fondamentali:

  1. Progettazione;
  2. Produzione;
  3. Imballaggio.

Tuttavia, la fase di produzione stessa può essere ulteriormente suddivisa in cinque passaggi chiave:

Creare i filamenti di cui sono fatte le corde;

Costruzione multifilamento;

Rivestimento e dimensionamento (nel caso di multifilamenti); e

Post-elaborazione, se presente.

Ecco uno sguardo più da vicino alla fase di produzione di base in cinque fasi.

Materiali grezzi per corde da tennis sintetiche

Esistono polietileni di peso molecolare ultraelevato.

Tutte le corde da tennis sintetiche sono realizzate con polimeri, che sono essenzialmente lunghe catene di monomeri.

I monomeri sono piccole molecole singole. Il legame di queste singole (mono-) molecole in molecole a catena lunga (poli-) è chiamata polimerizzazione.

Per le corde di nylon, i produttori utilizzano tipicamente polimeri costituiti da gruppi funzionali ammidici.

La famiglia di polimeri ammidici può anche essere miscelata, mescolando il nylon 6 con il nylon 66 per ottenere il copolimero nylon 6/66, ad esempio.

Budello sintetico” è un altro nome per le corde di nylon, sebbene possa essere fuorviante se usato come termine generico.

Nessuna corda sintetica è costruita utilizzando le stesse tecniche di produzione del budello naturale, per non parlare delle materie prime.

Per le corde “poli”, i produttori utilizzano tipicamente poliesteri costituiti da gruppi funzionali come polietilene tereftalato (poliestere AKA PET), co-PET ed elastomeri poliestere termoplastici (TPE).

Esistono anche corde “poli” costituite da poliolefine, che sono polimeri come polietileni e polipropileni.

Sono costituiti da gruppi funzionali alchenici e che hanno proprietà diverse (compreso il peso molecolare) rispetto ai poliesteri.

Come per gli ingredienti per le corde in “nylon”, anche questi possono essere miscelati.

Le parole “nylon” e “poly” sono tra virgolette perché non si tratta tanto di descrizioni di corde quanto di ampie classi di filamenti.

L’aramide utilizzata nei giubbotti antiproiettile e in alcune corde per impieghi estremi è anche nella famiglia della poliammide.

corde da tennis sintetiche

Ingredienti per corde da tennis sintetiche

I produttori di corde da tennis sintetiche hanno due opzioni quando si tratta di reperire ingredienti per i loro prodotti.

Possono acquistare filamenti già pronti da aziende, oppure possono creare i propri filamenti da materie prime.

In entrambi i casi, i produttori scelgono gli ingredienti per soddisfare gli obiettivi di progettazione.

I filamenti pronti arrivano in fabbrica su bobine da cinque libbre.

Come filamenti, hanno già attraversato la fase di estrusione e stiratura (descritta nella sezione successiva), e passano direttamente alla fase di costruzione se il prodotto finale è un multifilamento.

I filamenti pronti sono disponibili sia come filamenti singoli che come fasci di filamenti chiamati filati.

Quando si realizzano monofilamenti, il filamento pronto può essere confezionato più o meno così com’è, oppure può subire un’ulteriore trafilatura.

I produttori utilizzano fasi di disegno aggiuntive per mettere a punto internamente le caratteristiche della corda e ciò consente loro di creare diversi prodotti finali da una corda “base”.

Le materie prime arrivano alla fabbrica sotto forma di pellet o perline (AKA “chip”) in sacchi da 50 chili e assomigliano a chicchi di riso.

Questi pellet passano alla fase di estrusione e trafilatura, insieme agli additivi sotto forma di polveri e liquidi utilizzati per colorare la corda e conferirgli proprietà differenti.

Creazione di corde da tennis sintetiche: estrusione e disegno

La produzione di filamenti da materie prime è un processo complesso che utilizza macchinari costosi, ma offre al produttore un grande controllo sul prodotto finale.

La macchina che produce i filamenti è chiamata estrusore ed è composta da una tramoggia, un cilindro riscaldato, una vite di estrusione, uno stampo di estrusione e un bagno d’acqua.

I pellet e gli additivi vengono versati in una tramoggia.

A seconda del processo, anche i materiali possono essere modificati prima di essere aggiunti alla tramoggia, come fa Luxilon con la sua linea di corde Big Banger.

Gli ingredienti vengono miscelati insieme nella tramoggia e quindi alimentati a una velocità controllata nella sezione del barilotto che si trova tipicamente sotto la tramoggia.

La vite di estrusione muove le materie prime attraverso varie zone all’interno della canna.

All’estremità della tramoggia si trova la zona di alimentazione, dove la vite di estrusione ha canali profondi per aspirare la miscela.

I canali nella vite di estrusione diventano gradualmente più piccoli lungo la sua lunghezza, in modo che siano meno profondi dove trasportano la miscela attraverso la zona di riscaldamento o di “fusione”.

La fusione dei pellet altera le caratteristiche del polimero quindi scorre più facilmente, anche se la temperatura deve essere controllata per evitare la degradazione irreversibile della struttura polimerica di base.

Nella sezione finale, la zona di dosaggio, i canali diventano ancora meno profondi, il che pressurizza la miscela, consentendo un’alimentazione controllata del materiale attraverso lo stampo di estrusione.

Lo stampo di estrusione è una piastra situata all’estremità della canna che ha almeno un foro attraverso il quale la vite di estrusione forza i materiali fusi.

Naturalmente, possono esserci diversi fori per consentire la produzione di più trefoli contemporaneamente.

I fori stessi possono essere cilindrici come nel caso delle corde standard, oppure possono avere una sezione poligonale, ovale o di altro tipo per influenzare la forma finale del filamento estruso.

Le corde sagomate, come l’ottagonale Babolat Pro Hurricane Tour e RPM Blast, vengono estrusi come fogli piatti e quindi tagliati in larghezza.

I fori nello stampo sono più grandi della dimensione finale dei filamenti che vengono realizzati. I filamenti ultrafini sono chiamati microfilamenti.

I filamenti possono anche essere coestrusi, dove la macchina di estrusione ha due o più cilindri e viti di estrusione.

Questi trasportano diverse materie prime fuse a diverse porte all’interno della stessa posizione del filamento nello stampo di estrusione.

Estrudendo diversi materiali insieme all’interno dello stesso filamento, è possibile ottenere caratteristiche prestazionali uniche.

Nel caso della corda in nylon Gamma TNT2 Tour, il filamento centrale centrale è una coestrusione che circonda un nylon ad alta elasticità in sei sezioni centrali del filamento con un materiale di nylon ad alto modulo.

Questo per fornire una combinazione di elasticità e resilienza che non può essere ottenuto mescolando i due materiali insieme o con un altro metodo di costruzione.

Nel caso della corda in poliestere Gamma Zo Tour, un poliestere più morbido ed elastico viene coestruso all’interno di un poliestere più rigido e più duro.

Questo serve a creare una corda in monofilamento di poliestere che sia elastica e abbia comunque una buona resistenza all’abrasione e mantenimento della tensione.

Quando i filamenti estrusi escono dallo stampo, entrano immediatamente in un bagno d’acqua per il raffreddamento, che li solidifica abbastanza da renderli facili da maneggiare.

Sarebbe bello se le lunghe catene polimeriche fossero tutte allungate e allineate in un flusso laminare ordinato lungo la corda.

Ma ciò che è più probabile è che siano attorcigliate, arrotolate e piegate in ogni modo.

A questo punto, i filamenti hanno la maggior parte della loro forma ma solo una dimensione approssimativa. Per completare il processo, i filamenti si spostano nella trafila.

La trafila può essere in linea con l’estrusore come mostrato nell’illustrazione, oppure i filamenti grezzi possono essere raccolti su bobine per il successivo disegno o per il trasporto a una trafila in un’altra posizione.

La trafila è una serie di serie di rulli. Può esserci un numero qualsiasi di serie di rulli, ma in genere ci sono da tre a cinque serie. I rulli controllano il movimento e la temperatura dei filamenti.

Tra le serie di rulli c’è la zona di disegno, quindi se ci sono quattro serie di rulli, ci sono tre zone di disegno.

Ogni serie successiva di rulli nella macchina di trafilatura ruota leggermente più velocemente della precedente. Il differenziale di velocità tra le serie di rulli allunga e assottiglia progressivamente i filamenti.

Maggiore è la differenza tra due serie di rulli, maggiore è il “rapporto di stiro” e più i filamenti verranno allungati e assottigliati.

I ripetuti cicli di riscaldamento, allungamento e raffreddamento in fase di trafilatura allineano e compattano le catene polimeriche.

Questo serve a rendere la corda più dura (più resistente all’abrasione) e più rigida, ma anche aumentarne la forza e la capacità di trattenere la tensione.

Anche così, la corda è ancora flessibile in questa fase, il che consente al produttore di applicare una torsione duratura, o di far scorrere la corda tra la formazione di “ingranaggi” per conferirgli una consistenza latitudinale (come si vede in Luxilon Alu Power Rough, per esempio).

Si può torcere le corde per dare loro una forma finale diversa o per introdurre ulteriore elasticità al filamento.

Per quanto sia importante la selezione iniziale delle materie prime, la fase di stiro è altrettanto importante, poiché il rapporto di stiro, il riscaldamento e il raffreddamento dei filamenti hanno ciascuno un’influenza enorme sul prodotto finale, così come il tempo durante il quale i filamenti si trovano nella fase di disegno.

Alla fine della trafila, i filamenti avranno la loro forma, dimensione e torsione. I filamenti finiti si staccano dall’ultima serie di rulli su grandi bobine.

Le corde in monofilamento sono pronte per la stampa, il taglio, l’imballaggio e la spedizione, a meno che il produttore non scelga di applicare un rivestimento esterno o una lubrificazione alla corda.

I filamenti creati vengono trasferiti dalle bobine a bobine più piccole per essere montate nelle macchine per combinare i filamenti.

La tensione sui filamenti è strettamente calibrata in quanto le differenze di tensione durante l’avvolgimento delle bobine possono produrre risultati diversi nella corda finita.

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Costruzione multifilamento

Le corde multifilamento utilizzano due o più filamenti. Durante il processo di costruzione, questi filamenti vengono avvolti, attorcigliati, intrecciati, tessuti o avvolti insieme e legati l’uno all’altro.

L’incollaggio si ottiene utilizzando un solvente per dissolvere le superfici esterne dei filamenti in modo che si attacchino l’una all’altra, oppure bagnando i filamenti in una resina in due parti che mantiene i filamenti in posizione dopo la polimerizzazione.

I microfilamenti sono così sottili che il solvente ne causerebbe il deterioramento, quindi sono legati con poliuretano (come reso popolare da Tecnifibre), sebbene a volte vengano utilizzati altri materiali (come Wilson Sensation).

Poiché la torsione dei filamenti aumenta l’elasticità, i produttori possono modificare la flessibilità e l’elasticità della corda variando l’angolo con cui avvolgono i filamenti insieme.

Angoli alti producono torsioni più strette, che creano corde più elastiche, mentre angoli bassi producono torsioni più sciolte e corde rigide.

Ci sono pochi limiti su come i filamenti possono essere combinati, in modo che i filamenti di materiali diversi possano essere configurati nella stessa corda.

Il produttore può anche combinare varie dimensioni di filamenti e microfilamenti, sia nell’anima che negli involucri.

I filamenti più spessi nelle fasce possono persino conferire alla corda finita una consistenza superficiale più forte.

Un limite è la velocità con cui viene prodotta la corda: alcune macchine producono solo tre serie di corde da 120 metri all’ora.

Ciò significa che i produttori devono avere multipli di una determinata macchina per stare al passo con la domanda.

Rivestimento e dimensionamento

Le corde multifilamento possono essere rivestite in un estrusore simile all’estrusore che produce i filamenti in primo luogo.

La corda grezza scorre attraverso il centro di uno stampo di estrusione, che applica il materiale di rivestimento fuso attorno ad esso.

La corda rivestita passa quindi attraverso un dispositivo a imbuto per garantire l’uniformità del rivestimento e per impostare la dimensione finale (o spessore) della corda.

Il produttore può scegliere il materiale di rivestimento in base alle caratteristiche desiderate, se più duro o più morbido.

Post-produzione

Per molte corde da tennis sintetiche, la post-produzione comporta poco più che la stampa di informazioni identificative sulla corda con una speciale stampante.

Forse la post-produzione più coinvolta si verifica con le corde Gamma.

Queste vengono bombardate da radiazioni gamma per dividere le molecole di polimero a catena lunga in modo che si connettano tra loro a livello molecolare attraverso legami covalenti.

Secondo Gamma, le catene molecolari più corte sono in grado di muoversi più liberamente, rendendo il materiale più elastico.

I legami aggiuntivi tra le molecole aiutano invece a riportare le molecole nelle loro posizioni originali dopo che il materiale è stato allungato e rilasciato.

Poiché l’allineamento e la compattazione delle catene molecolari non sono influenzati da questo processo, la resistenza e la durezza del materiale rimangono le stesse.

C’è un passaggio aggiuntivo che potrebbe essere considerato post-produzione: il test. I produttori testano continuamente filamenti e corde durante la produzione.

Vari esami visivi, test di trazione, test dinamici e test per il mantenimento della tensione vengono eseguiti con campioni prelevati dalla produzione in corso.

Quando sono coinvolte più macchine, i campioni devono essere testati da ciascuna macchina. Sulle corde finite, i test dinamici iniziano in laboratorio con il martello, il cannone e test di impatto ripetitivi.

Alcuni produttori utilizzano telecamere ad alta velocità per controllare lo spin e la deformazione del piatto corde durante l’impatto.

I test statici utilizzano un dinamometro per controllare la resistenza lineare, ad anello e al nodo. A questo punto, la corda di arrivo è pronta per il test di gioco.

Dopo la post-produzione, le corde da tennis sintetiche finite sono pronte per il taglio, l’imballaggio e la spedizione.

Quando si considerano tutti gli ingredienti, si può vedere quanto può essere diverso un modello di corda rispetto a un altro.

Se ami la tua corda attuale, potresti avere un apprezzamento per tutti i fattori che dovevano essere giusti affinché quella corda fosse perfetta per te.

Se stai cercando di cambiare le corde, molto probabilmente c’è una corda là fuori per te.