venerdì 5 giugno 2020

STEP #21 - Parte I - Il brevetto di James Smith

Il brevetto, in diritto, è un titolo giuridico in forza del quale al titolare viene conferito un diritto esclusivo di sfruttamento dell'invenzione, in un territorio e per un periodo ben determinato, e che consente di impedire ad altri di produrre, vendere o utilizzare l'invenzione senza autorizzazione.

Riportiamo di seguito l'immagine del brevetto depositato da James Smith della contea di Perth (Scozia) il 27 Giugno 1838 riguardante ad alcuni miglioramenti apportati alla spinning mule per la filatura del cotone e di altre fibre.

Per consultare il documento completo clicca qui

Brevetto N° US808A

mercoledì 3 giugno 2020

STEP #20 - La seta

La seta si ottiene dal filamento di bava del baco della specie Bombyx Mori che è composto per l’80% da una sostanza proteica chiamata fibroina e per il 20% da una sostanza gommosa detta sericina. I bachi, muovendo la testa attorno al loro corpo, lavorano la bava per fare un involucro, detto bozzolo, che lo ripara durante la metamorfosi in farfalla; si tratta di un unico filo continuo, lungo da poche centinaia di metri fino a tre chilometri, avvolto in 20-30 strati. 

Baco da seta
L’allevamento del baco da seta (bachicoltura) avviene in due fasi in appositi stabilimenti; dopo l’incubazione delle uova, i bacolini vengono posti sopra graticci sostenuti da impalcature e vengono nutriti con foglie di gelso. Al termine della vita larvale il baco sale su appositi supporti di fascine dove forma il bozzolo che viene raccolto dopo circa una settimana. 

Il bozzolo viene lavorato quando il bruco si è trasformato in crisalide e non più tardi, altrimenti nell’ultima mutazione, cioè in farfalla, il filamento verrebbe mangiato, da quest’ultima.  dopodiché il bozzolo subisce una serie di lavorazioni, atte a separare la parte gommosa che funziona da collante dalla parte che poi verrà utilizzata per ottenere la fibra di seta. Una parte dei bozzoli invece potrà portare a termine la metamorfosi a fini riproduttivi.

Fasi di lavorazione: dal bozzolo al rocchetto

Bollitura
: si fanno bollire i bozzoli per uccidere il baco;
Cernita e Crivellatura: separazione dei bozzoli in categorie omogenee in funzione di qualità grana e colore;
Fase di lavorazione
Trattura: La trattura è la fase in cui si dipana il filo dal bozzolo che viene immerso in acqua calda per ammorbidirlo. Si cercano poi i capifila, se ne fa un mazzetto e si inizia quindi a tirare (da qui il termine trattura). Il filo così ottenuto, reso compatto dal reindurimento della sericina, viene avvolto su di un aspo per formare le matasse di seta greggia e messe ad asciugare. Una volta che i fili delle matasse  sono ben asciutti saranno avvolti in rocchetti destinati al torcitoio;
Sgommatura: fase iniziale della trattura nella quale viene rimossa, in parte o del tutto, la sericina che copre le bave;
Stribbiatura: processo di lavorazione dei filati, che ne elimina i difetti più evidenti, spec. le pelosità;
Torcitura: operazione, eseguita con macchina torcitrice, intesa a dare al filo di seta greggia una prima torsione seguita, per il filato destinato all’ordito, da una seconda torsione;
Aspatura: operazione eseguita al termine della filatura per trasportare il filato dalle spole alle matasse. L'aspatura è necessaria per la tintura del filato;
                   
Tipi di fibra di seta
Elencando i tipi di fibra di seta ottenuti ad ogni grado di lavorazione e di eliminazione della parte gommosa, si ottiene in ordine crescente di pregio e qualità:
- la fibra di seta denominata tratta o greggia
- la fibra di seta cruda 
- la fibra di seta mezza cotta o raddolcita
- la fibra di seta senza parte gommosa

Le fibre di seta durante la lavorazione hanno notevoli scarti, che andranno a formare, insieme ai bozzoli scartati per le loro scarse qualità, il cascame, utilizzato per la produzione di altri filati.

Il filato
Tipi di filato
Dalla fibra della seta si possono ottenere tre filati: 
– Il ritorto per trama, eseguito con più filamenti ma con una torsione più leggera quindi meno tenace e resistente.
– Il “crèpe”, realizzato con due fili di seta, non ritorti su se stessi, ma fortemente ritorti tra loro utilizzando anche del vapore acqueo. Produce un tessuto di tipo ondulato con una caratteristica crespatura;
–  L’organzino, ottenuto con due filamenti di seta, prima ritorti su se stessi in un senso, per aumentarne la resistenza, poi assieme nel senso opposto. Questo tipo di filato, essendo molto resistente, viene utilizzato per l’ordito.

Con i cascami della seta si ottengono questi filati:
– schappe, termine francese che sta ad indicare un filato pettinato;
– shantung, proveniente dalla Cina con una superficie ruvida, con nodi, molto irregolare dovuta dalle diverse caratteristiche delle bave utilizzate;
– bourette, termine francese che sta ad indicare un filato cardato con superficie irregolare, rustica.

Caratteristiche della seta
La seta è una fibra leggera, morbida, elegante, sottile, elastica e resistente allo strappo. Tra tutte, la lucentezza è la qualità più apprezzata di questa nobile e preziosa fibra naturale; la luminosità è tanto maggiore quanto più è pulita la superficie del filo e quanto più è rotonda la sua sezione. È fresca in estate e calda in inverno e può assorbire l’umidità fino a quasi un terzo del suo peso. 
La seta, viene usata per la produzione di abbigliamento, come cravatte, camicie, foulard e biancheria; è usata anche nell'arredamento, dove si fanno tende e tappezzerie; 

Bibliografia e fonti:

venerdì 29 maggio 2020

STEP #19 - Il momento torcente

Nella fisica meccanica il momento torcente o momento della forza (in inglese twisting moment) è una grandezza vettoriale inerente alla Dinamica rotazionale. Il momento torcente, rispetto ad un polo fissato, è definito dal prodotto vettoriale tra il braccio e la forza. 
Schema grandezze in gioco
Formula vettoriale

Facendo riferimento alla figura, chiamiamo polo (o fulcro) il punto O, mentre definiamo P il punto di applicazione della forza. Indichiamo con r il segmento OP. Per definizione il braccio è la distanza tra il polo e la retta di applicazione della forza. Il braccio coincide con r quando la forza applicata è ortogonalmente come in figura. Per determinare l'orientamento del vettore momento angolare nello spazio, si usa la regola della mano destra; nel caso rappresentato in figura risulta che il vettore è orientato verso l'alto lungo l'asse di rotazione, perciò causa una rotazione in senso antiorario. nel caso in cui la forza fosse diretta come in figura ma con verso opposto il vettore del momento angolare sarebbe orientato verso il basso e la rotazione avverrebbe in senso orario. 
In concreto immaginiamo che il momento torcente sia una grandezza fisica che misura l'effetto di una forza applicata su un corpo che ruota sul suo asse di rotazione (diretto lungo T in figura); l'unità di misura utilizzata è [Nm].

Animazione tridimensionale:


Bibliografia e fonti:
Fisica meccanica e termodinamica - C. Mencuccini, V. Silvestrini - Casa editrice Ambrosiana
immagine: wikipedia.org/wiki/Momento_torcente

STEP #18 - Il recupero di un torcitoio

Abbadia Lariana (LC) finanziato il recupero del torcitoio del Museo setificio.
LeccoNotizie.com - 18/07/2016

"Buone notizie per il Civico museo setificio Monti di Abbadia Lariana. Il progetto di manutenzione e recupero “Il torcitoio circolare gioiello dell’artigianato lombardo”, presentato al bando unico “Cultura 2016” della Regione Lombardia, ha ottenuto un finanziamento di 11.000 euro. Il torcitoio necessita in effetti di una manutenzione eseguita da mani esperte, affinché non vada perso un prezioso esempio di archeologia industriale che risale ai primi anni del 1800."

Civico Museo Setificio Monti

sabato 23 maggio 2020

STEP #17 - Abecedario del "Torcere"

A ⇒ arcolaio                                 
B ⇒ bobina
C ⇒ conocchia
E ⇒ elica 
F ⇒ filo
G ⇒ girare
H ⇒ Hargraeves
I ⇒  incannatura
J ⇒ jenny
K ⇒ Kay
L ⇒ Lachesi
M⇒ matassa  
N ⇒ navetta
O ⇒ ordito
P ⇒ pettinatura
Q ⇒ qualità
R ⇒ rocchetto   
S ⇒ spola
T ⇒ torcitoio
U ⇒ uragano
V ⇒ volgere
W⇒ Watt
Z ⇒ Zephir

STEP #16 - James Hargreaves

Ricordiamo James Hargreaves, l’inventore della Spinning Jenny, uno dei dispositivi più importanti che ha portato il progresso nella produzione di tessuti durante la rivoluzione industriale.
James Hargreaves

Questo grande uomo nacque vicino a Blackburn nel 1720. Falegname e tessitore di professione, non ricevette mai alcuna istruzione formale ed era il tipo di inventore che non sapeva leggere o scrivere. Ma questa debolezza non ha mai oscurato il suo interesse per l'ingegneria.
Visse presso Blackburn, all'epoca una città con una popolazione di circa 5000 abitanti, conosciuta per la produzione dei cosiddetti "Blackburn greys", vestiti in lino e cotone, che venivano colorati a Londra.
In quel periodo la domanda di filati di cotone aveva superato l'offerta ed il tradizionale arcolaio non riusciva a tenere il passo.

Un giorno del 1760, sua figlia Jenny, che lavorava come filatrice (spinner in inglese) inavvertitamente urtò il filatoio. Il fuso ruotò incessantemente e questo gli diede l'idea che una linea di fusi potesse essere lavorata da una sola ruota.
Da questa osservazione accidentale, nell’arco di 4 anni ha costruito la Spinning Jenny (giannetta), il primo filatoio meccanico a 8 fusi a lavoro intermittente.

Pare che il nome Jenny sia stato coniato proprio dal nome di sua figlia che era stata in parte responsabile per l'idea di filatura meccanizzata. Altre versioni ritengono che in realtà, il nome “jenny” derivi dal termine usato nel nord dell'Inghilterra per “engine” (macchina).

Mantenne il segreto sulla nuova macchina, perché inizialmente era solo ad uso familiare; successivamente fu costretto per bisogno a venderne qualche modello.
Essendo aumentata notevolmente la produzione dei filati, destò allarme fra i vecchi artigiani che nel 1768 gli invasero la casa.

Deluso da questo atto compiuto dai filatori, James Hargreaves si trasferì poi a Nottingham dove fondò una piccola filatura insieme a Thomas James, il suo partner. Mentre era impegnato a lavorare lì, molti altri hanno apportato molti miglioramenti alla jenny. I fusi arrivarono a ottanta da soli otto. 

D'altra parte, la Spinning Jenny, creata da Hargreaves ricevette anche alcune critiche poichè il filo che produceva era ritenuto debole e poco resistente.

Hargreaves non era istruito, pertanto non fece subito domanda per un brevetto e ciò ha fatto sì che molte persone copiarono la sua idea senza che Hargreaves potesse trarne guadagno.
Chiese il brevetto della jenny solo nel 1770, ma il tribunale respinse la sua domanda poiché ne aveva già costruiti e venduti molti esemplari prima di presentare la richiesta di registrazione.
Nel 1769, Richard Arkwright brevettò il suo filatoio ad acqua. Nel 1777, il filatoio idraulico aveva completamente sostituito la jenny e divenne la filatura più popolare della Gran Bretagna.

Nonostante la sua importante invenzione, Hargreaves morì povero nel 1778.


Bibliografia e fonti:

STEP #15 - La torcitura nel XX secolo

Durante il XX secolo il progresso tecnico comportò principalmente l'aumento della velocità delle macchine e la contemporanea riduzione dei difetti di lavorazione. Nella filatura, rimasta pressoché inalterata nella prima metà del XX secolo, si susseguirono il perfezionamento della filatura ad anello (o filatura ring), l'introduzione del più rapido sistema open-end, che riduceva le fasi che precedevano la filatura vera e propria e il filatoio ad autotorcitura. L'avvento dell'organizzazione industriale del settore tessile portava intanto i problemi concernenti le condizioni e i turni di lavoro, oltre che la questione del lavoro minorile.

Filatoio ad anello
Il filatoio ad anello, detto anche ring, è il filatoio continuo più diffuso in quanto compie contemporaneamente le azioni di stiro, torsione e incannatura del filato ad alta velocità.
Nel filatoio ad anello i fusi, su cui sono infilati tubetti di cartone o di legno, ruotano con grande rapidità. Ciascun fuso è circondato da una ghiera (anello) nella quale è inserito un anellino che può scorrere su di essa. Gli anelli sono portati da una traversa animata di moto di andata e ritorno verticale. Lo stoppino proveniente dal rocchetto, uscendo dal dispositivo di stiro già affinato, passa nel guidafili, nell’anello contenitore e nell’anellino, dopodiché viene attaccato al tubetto; la rotazione del fuso tende il filo che fa scorrere l’anellino, ma questo, per la resistenza dell’aria e d’attrito, si muove con ritardo rispetto al fuso stesso, provocando l’avvolgimento del filo e la necessaria torsione.

Nella lavorazione del cotone ad esempio, il filato viene contorto e assottigliato continuamente fino a quando i filamenti sono fibre di cotone molto sottili. Questo processo di torsione permette di ottenere un filato molto più forte. I principali vantaggi dell'utilizzo di questo tipo di cotone sono la forza e la morbidezza. Questo tipo di tessuto di cotone è in genere utilizzato per fare t-shirt. 

Sistema open end
Questo filatoio è da due a tre volte più veloce dei filatoi ad anello ed è un moderno sistema di filatura dell’industria tessile: le fibre, prelevate dal nastro d’alimentazione da un cilindro pettinatore, sono inviate mediante una corrente d’aria in un rotore a gola orizzontale, dove si forma il filato primitivo; questo viene estratto dal centro di rotazione del rotore da un gruppo di cilindri, ricevendo lo stiro e la torsione necessari per ottenere il filato definitivo. 
Nel filatoio open-end, impiegato per cotone e fibre corte, viene interrotta la continuità dello stoppino prima di convertirlo in filato, separando le fibre tra loro in modo da poter impartire torsione reale alle fibre che avanzano dopo la separazione, senza influenza da parte di quelle precedenti, con un rotore di piccole dimensioni rotante quindi ad altissima velocità. 

Filatoio ad autotorsione
Nel filatoio ad autotorsione, utilizzato per la lana e le fibre a taglio laniero, il filato prodotto è a due capi, ciascuno alternativamente con torsione S e Z, i quali accostati si storcono avvolgendosi l’un l’altro, formando così un filato autoritorto a due capi notevolmente compatto. Tale sistema aumenta la velocità di formazione del filo e nel contempo elimina la successiva operazione di accoppiamento che precede la tessitura.