III STEP : LA DISCIPLINA SCIENTIFICA

E' difficile e sarebbe senz'altro riduttivo inquadrare le peculiarità della " Spinning Frame " in un'unica disciplina scientifica e l'abbondanza di differenti principi scientifici che caratterizza tale invenzione è legata anche al periodo storico nella quale si insinua.

Ci troviamo a metà del XVIII secolo nel pieno della rivoluzione industriale, in un Inghilterra che pullula di menti ingegnose pronte ad esordire con plurime invenzioni che da li a poco segneranno tale epoca, dando il via ad un progresso tecnologico e scientifico che sembra non finire mai.

Tra questi è impossibile non nominare Sir Richard Arkwright , inventore dell'oggetto in questione ma soprattutto specializzato in più campi : meccanico e di analisi di materiali da produzione, nello specifico "fibre".

Come ogni processo produttivo di massa sono varie le considerazioni da fare al fine di ottenere la massima efficienza con il minimo dispendio di tempo, energia, materie prime e soprattutto denaro.

Siamo nell'ambito della Scienza e Tecnologia dei materiali che studia le caratteristiche dei materiali e dei suoi composti attenzionando tutte le caratteristiche che ne fanno parte : resistenza, duttilità, deformabilità, rigidezza, durezza e tante altre.

I materiali si dividono in 4 macro-classi : Metalli, Ceramici, Polimeri e Compositi ; per tale produzione poniamo la nostra attenzione sui materiali caratteristici del filato ovvero i compositi. I compositi sono caratterizzati dall'unione di più materiali al fine di ottenere migliori caratteristiche ad esempio sono dotati di elevata resistenza a trazione e ottima flessibilità.

Fanno parte dei compositi le Fibre tessili protagoniste della produzione del filato.

Le fibre tessili possono avere origine naturale o artificiale dalle quali è possibile ricavare, con il processo della filatura, un prodotto sottile, flessibile, omogeneo e resistente. La filatura ci permette di avere un "filo" o un "filato".

Il "filo" è costituito dai filamenti continui di lunghezza illimitata (fibre artificiali, seta, nylon).

Il "filato"  è costituito da fibre discontinue, corte unite tra loro con una torsione  (lana, cotone).

Le fibre si possono classificare in NATURALI (di origine vegetale e animale come cotone, lino, lana) e TECNOFIBRE (artificiali e sintetiche come nylon). 

Il compito dell’industria tessile è quello di  trasformare le fibre in fili, filati e tessuti. I tessuti si ottengono intrecciando fra loro i filati con il TELAIO. Le operazioni di tessitura si basano sulla formazione dell’ORDITO (messa in tensione dei fili di base, distanziati  e paralleli fra loro) sul quale si produce l'ARMATURA(che si ottiene facendo scorrere un filo continuo detto TRAMA alternativamente sopra e sotto l’ordito).

La particolarità delle fibre tessili sono le diverse proprietà delle quali godono :

-PROPRIETÀ FISICHE

Permeabilità all’aria o al vapore d’acqua: facilità con cui l’aria o il vapore attraversa il materiale.

Coibenza termica: capacità di fungere da isolante termico.

Igroscopicità: capacità di assorbire l’umidità e incorporarla.

Inoltre le fibre tessili sono solide a temperatura ambiente, hanno una bassa densità, cioè sono leggere.

-PROPRIETÀ MECCANICHE

Resistenza alla trazione

Tenacità: resistenza alla rottura.

Elasticità: se deformate, tendono nuovamente ad assumere la forma e le dimensioni iniziali.

-PROPRIETÀ TECNOLOGICHE

Duttilità: possono essere facilmente ridotte in fili sottili.

Facili da lavorare: possono essere trasformati in capi di vestiario.

Alla base della macchina vi sono senz'altro principi fisici legati direttamente alla Meccanica dei corpi, nel caso specifico rotazione e trazione. In maniera generale parliamo di meccanica di un corpo quando si tendono ad analizzare le forze (interne ed esterne) agenti su tale corpo e i relativi momenti che esse generano.

Un corpo viene messo in rotazione se subisce una sollecitazione esterna che può ad esempio essere una forza F come quella del "filo" che avanzando passa in mezzo ai rulli venendo assottigliato e allungato. Tali rulli possono essere legati tramite un albero ad una fonte esterna (ad esempio un mulino ad acqua o azionati tramite la forza motrice di origine animale) generando così un momento indicato nella foto con la lettera greca tau.

Conseguenza dell'azione di forze e momenti è l'energia che in campo meccanico può essere di tipo cinetico o potenziale. L'energia cinetica si basa sulla velocità del corpo mentre quella potenziale è direttamente legata alla sua accelerazione e quota relativa.

Bibliografia e Sitografia: 

(Mazzoldi 2020): Mazzoldi, Nigro, Voci, "Principi di fisica I", EdiSES, 2020.

(Atkins 2018): Atkins, Jones, Laverman, "Principi di Chimica", Zanichelli, 2018.

Fibre Tessili-TECNOLOGIA

http://appuntitecnica.altervista.org/index.php?option=com_content&view=article&id=76&Itemid=70