IT201800009805A1 - Filati elasticizzati a base di cotone per tessuti elasticizzati ad elevata compatibilita’ ambientale e realizzati con tecnica core-spun - Google Patents

Filati elasticizzati a base di cotone per tessuti elasticizzati ad elevata compatibilita’ ambientale e realizzati con tecnica core-spun Download PDF

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    • D02G3/32—Elastic yarns or threads ; Production of plied or cored yarns, one of which is elastic
    • D02G3/324—Elastic yarns or threads ; Production of plied or cored yarns, one of which is elastic using a drawing frame
    • D—TEXTILES; PAPER
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Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo “FILATI ELASTICIZZATI A BASE DI COTONE PER TESSUTI ELASTICIZZATI AD ELEVATA COMPATIBILITA’ AMBIENTALE E REALIZZATI CON TECNICA CORE-SPUN”
DESCRIZIONE
Ambito dell’invenzione
[0001] La presente invenzione si riferisce a un metodo per produrre filati elasticizzati con tecnica core-spun a base di cotone e a tessuti elasticizzati prodotti con tali filati.
Brevi cenni alla tecnica nota – Problema tecnico
[0002] È ben noto l’uso di tessuti elasticizzati per un gran numero di applicazioni. In particolare, vengono prodotti capi di abbigliamento come indumenti che non ostacolano i movimenti degli arti di chi li indossa, o si adeguano a tali movimenti, generando una sensazione di comfort. Tale caratteristica è particolarmente apprezzata negli indumenti intimi o negli abiti indossati durante attività ginniche o sportive, ma anche in situazioni della vita quotidiana come la seduta in autoveicoli, la camminata e ogniqualvolta sono previsti piegamenti delle articolazioni.
[0003] Le proprietà dei tessuti elasticizzati dipendono dell’elevata elasticità dei filati elasticizzati usati per la loro fabbricazione. Per esempio, i documenti US2992150, US3380244, EP2145034 e EP2638192 descrivono filati elastici ottenuti mediante una tecnica di filatura come ring-spinning o simile, in cui un filamento elastico è circondato da una guaina fibrosa, comprendente una massa di fibre in fiocco filate sintetiche o naturali, in alcuni casi di cotone.
[0004] Da alcuni anni sono poi particolarmente apprezzati tessuti tipo denim, cui si riferiscono per esempio EP2145034 e EP2638192, che hanno permesso di estendere i vantaggi e i comfort sopra indicati a capi di vestiario in jeans.
[0005] Tuttavia, i filamenti elastici che vengono convenzionalmente usati per realizzare i suddetti filati elasticizzati sono di natura sintetica, in particolare nei documenti ora citati si fa riferimento a materiali a base di poliuretani o poliolefine. Per questo motivo, i manufatti ottenuti impiegando tessuti fabbricati da cotone insieme a tali filamenti elastici, non possono essere convenientemente smaltiti in modo naturale, per esempio, producendo compost. Inoltre, i filamenti sintetici possono comportarsi da allergeni presso alcuni soggetti che indossino siffatti capi di vestiario.
[0006] Per mitigare questi inconvenienti, una soluzione alternativa ai filamenti sintetici potrebbe essere costituita dalla gomma naturale. Tuttavia, la gomma naturale è attualmente disponibile secondo titoli, cioè secondo densità di massa lineare molto più elevate rispetto ai filamenti elastici sintetici, tali da non poter essere trattati con i processi di filatura, es ring-spinning o open-end spinning, attualmente preferiti per la produzione di filati elastici.
[0007] Filamenti elastici in gomma naturale con densità di massa lineare più basse hanno il difetto di rompersi durante la filatura con ring spinning, rendendo impossibile la produzione dei filati elasticizzati in gomma naturale con titoli idonei alla produzione di tessuti elasticizzati come il denim e similari. In ogni caso, anche rallentando le velocità di filatura per evitare rotture, vi sono elevate possibilità di rottura del filamento elastico in fase di tessitura.
Sintesi dell’invenzione
[0008] La presente invenzione intende quindi fornire un metodo per ottenere un filato elasticizzato a partire da un filamento elastico e un filato a base di cotone, che permetta di utilizzare, come filamento elastico, un filamento in gomma naturale, superando i problemi, sopra riassunti, dei metodi attualmente utilizzati per produrre filati elastici, nonché dei tessuti tipo denim elasticizzati.
[0009] È altro scopo particolare fornire un siffatto filato elasticizzato per realizzare tessuti tipo denim.
[0010] Questi ed altri scopi sono raggiunti da un metodo come definito dalla rivendicazione 1 allegata. Forme realizzative particolari dell’invenzione sono definite dalle rivendicazioni dipendenti. Tali scopi sono altresì raggiunti da un tessuto come definito dalla rivendicazione 10.
[0011] Un metodo per produrre un filato elasticizzato comprende le fasi di:
- predisposizione di una sorgente di uno stoppino al 100% in fibra naturale,
in cui detto stoppino ha una densità di massa lineare compresa tra 0,1 Nm e 50 Nm, preferibilmente tra 0,3 Nm e 25 Nm;
- predisposizione di una sorgente di una fibra elastica;
- alimentazione di detto stoppino fino a un’unità di stiro a una prima velocità v1;
- estrazione di detto stoppino come stoppino stirato da detta unità di stiro a una seconda velocità v3 > v1;
- svolgimento di detta fibra elastica;
- convogliamento di detta fibra elastica fino a un’unità di sovrapposizione a una terza velocità v2;
- trazione congiunta, a valle di detta unità di sovrapposizione, di detta fibra elastica e di detto stoppino stirato mediante un’unità di torcitura a ring, con formazione di un fuso di detto filato elasticizzato.
Secondo l’invenzione, la fibra elastica comprende:
- gomma naturale avente un contenuto di poliisoprene 1,4-cis superiore all’80%;
- i seguenti ulteriori componenti:
- un agente vulcanizzante, in cui detto agente vulcanizzante è zolfo presente con una concentrazione in peso in detta gomma naturale compresa tra lo 0,5% e il 3,0%;
- un agente accelerante e un attivatore di vulcanizzazione;
- un agente distaccante;
- un agente antiossidante;
- un agente stabilizzante;
inoltre, la fibra elastica è ottenuta da una fettuccia di detta gomma naturale tagliata longitudinalmente in modo tale da ottenere detta fibra elastica nella forma di un filo elastico avente una densità di massa lineare compresa tra 50 dtex e 1000 dtex, preferibilmente tra 100 dtex e 800 dtex, in particolare tra 150 dtex e 500 dtex.
[0012] In tal modo, grazie all’utilizzo della sopra menzionata composizione di gomma naturale, è possibile ottenere un filato elasticizzato a base di cotone che non sia soggetto a rotture né in fase di filatura, né in fase di tessitura, in particolare, per la produzione di tessuti denim.
[0013] Il poliisoprene 1,4-cis può essere ottenuto da una pianta scelta tra:
- Hevea Brasiliensis;
- Hevea Guianensis;
- Hevea Benthamiana.
[0014] Vantaggiosamente, l'agente vulcanizzante è zolfo presente con una concentrazione in peso in detta gomma naturale compresa tra l’1% e il 2,5% in peso.
[0015] Gli ulteriori componenti della gomma naturale comprende possono essere presenti secondo le percentuali in peso appresso riportate:
- 0,1-2% in peso su gomma secca di agente accelerante di tipo tiazolico;
- 1-10% in peso su gomma secca di agente attivatore comprendente un acido grasso, in particolare acido stearico;
- 1-5% in peso di un agente distaccante comprendente talco.
[0016] In particolare, l’agente vulcanizzante è presente in detta fibra elastica nella forma di ponti di atomi di zolfo, in cui almeno l’95% dei ponti di zolfo comprende 4 atomi di zolfo.
[0017] Rientra nell’ambito di protezione richiesto con al presente domanda di brevetto anche un filato elasticizzato come sopra realizzato.
[0018] Rientra nell’ambito di protezione richiesto con al presente domanda di brevetto anche un tessuto denim elasticizzato comprendente il filato elasticizzato sopra descritto in una disposizione scelta tra:
- una disposizione in trama;
- una disposizione in ordito;
- una combinazione di quanto sopra.
Breve descrizione dei disegni
[0019] L’invenzione verrà di seguito illustrata con la descrizione che segue di sue forme realizzative, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alla figura 1 allegata, che mostra schematicamente un apparato per produrre il filato elasticizzato secondo l’invenzione.
Descrizione di forme realizzative preferite
[0020] Con riferimento alla figura 1, un metodo per produrre un filato elasticizzato comprende fasi di predisposizione di sorgenti 10,20 rispettivamente di uno stoppino 1, e di una fibra elastica 2. Lo stoppino 1 è formato da una fibra naturale per il 100% della propria composizione. In una forma realizzativa particolare, lo stoppino 1 comprende cotone, in particolare, in una percentuale in peso di almeno il 50%, ed ha una densità di massa lineare compresa tra 0,1 Nm e 50 Nm, preferibilmente tra 0,3 Nm e 25 Nm.
[0021] Le sorgenti 10, 20 dello stoppino 1 e della fibra elastica 2 possono comprendere rocchetti o rocche o bobine 11,21, in cui il materiale tessile è avvolto attorno ad anime 12,22 cave. In particolare, l’anima 12 della sorgente 10 dello stoppino è disposta girevole attorno a un albero 13 che definisce un asse di rotazione 13’.
[0022] In particolare, in figura 1 è rappresentata un’unità di produzione 100 del filato elasticizzato 9 che fa parte, assieme a una pluralità di unità gemelle, di una macchina di produzione non rappresentata, comprendente una barra 14 su cui sono montate altrettante bobine o simili 11 dello stoppino 1. L’unità di produzione 100 comprende inoltre barre parallele 28,29 disposte girevoli attorno a rispettivi assi longitudinali, le quali formano una culla per altrettante bobine o simili della fibra elastica 2, di cui consentono lo svolgimento per rotazione. Tale assetto consente la produzione contemporanea di altrettante bobine 51 di filato elasticizzato 9. Il metodo comprende poi fasi di alimentazione della fibra elastica 2 e dello stoppino 1 a rispettive unità di stiro 25,30.
[0023] In particolare, l’unità di stiro 25 della fibra elastica 2 può comprendere una coppia di rulli motorizzati 26,27 disposti girevoli a contatto tra di loro e controrotanti l’uno rispetto all’altro, disposti per ricevere e tirare per attrito la fibra elastica 2 provocandone lo svolgimento dalla bobina o avvolgimento equivalente 21 e la contemporanea rotazione di questa attorno all’albero 23 e quindi all’asse 23’. La velocità di rotazione dei rulli 26,27 può essere regolata, in modo da rilasciare la fibra elastica 2, in uscita dall’unità di stiro 25, con una velocità di svolgimento v2.
[0024] L’unità di stiro 30 dello stoppino 1 è configurata per ricevere lo stoppino 1 a una prima velocità o velocità di svolgimento v1, e per rilasciare lo stoppino 3 a una seconda velocità, o velocità di rilascio v3 > v1, imponendo quindi un determinato rapporto di stiro allo stoppino.
[0025] Per esempio, l’unità di stiro 30 può comprendere una coppia di rulli di pre-stiro motorizzati 31,32 disposti girevoli a contatto tra di loro e controrotanti l’uno rispetto all’altro, configurati per ricevere e tirare per attrito lo stoppino 1 provocandone lo svolgimento dalla bobina o avvolgimento equivalente 11, e la contemporanea rotazione di questa attorno all’albero 13 e quindi all’asse 13’. La velocità di rotazione dei rulli 31,32 può essere regolata, in modo da rilasciare lo stoppino come stoppino pre-stirato 1’, con la velocità di prestiro v1.
[0026] Inoltre, l’unità di stiro 30 è configurata per aprire le fibre dello stoppino 1, cioè per disporle in una configurazione distesa, tendenzialmente planare 1’, già a partire dai cilindri di pre-stiro 31,32. L’unità di stiro 30 dello stoppino 1 può comprendere inoltre un gruppo di stiro 39 a sua volta comprendente due nastri chiusi o guaine 37,38, in questo caso azionati in scorrimento da rispettive coppie di cilindri girevoli motorizzati 33,34 e 35,36 paralleli tra di loro e disposti a una distanza predeterminata. I nastri chiusi 37,38 hanno rispettive porzioni affacciate l’una sull’altra, a una minima distanza tale da poter ricevere e appiattire lo stoppino 1, per cui le fibre dello stoppino stirato 3 in uscita dall’unità di stiro 30 sono disposte in modo sostanzialmente planare. La velocità dei cilindri delle coppie 33,34 e 35,36 sono scelte in modo da provocare un’ulteriore stiramento dello stoppino, ottenendo uno stoppino stirato 3.
[0027] Più in dettaglio, i cilindri della coppia 35,36 sono disposti per ruotare secondo un senso di rotazione opposto al senso di rotazione dei cilindri della coppia 33,34, per cui le rispettive porzioni affacciate dei nastri 35,38 possono avanzare parallele l’una all’altra nel medesimo verso.
[0028] Il metodo comprende quindi una fase di estrazione dello stoppino stirato 3 alla velocità di rilascio v3, e una fase di convogliamento della fibra elastica 2 e dello stoppino stirato 3 in un’unità di sovrapposizione 40, in cui la fibra elastica 2 si inserisce tra le fibre dello stoppino stirato 3. A tale scopo, preferibilmente, l’unità di sovrapposizione 40 comprende una coppia di rulli 41,42 disposti girevoli a contatto tra di loro, in modo tale ricevere per attrito la fibra elastica 2 e lo stoppino stirato 3 provocandone l’accoppiamento in una struttura più compatta.
[0029] Le suddette fasi di estrazione e convogliamento sono determinate da una fase di trazione congiunta del prodotto in formazione 8, a valle della unità di sovrapposizione 40, ad opera di un’unità di torcitura a ring 50 di tipo convenzionale, comprendente un supporto 58 su cui è montato un fuso 59 disposto per ricevere il filato elasticizzato 9. Più in dettaglio, il fuso 59 è disposto girevole e scorrevole attorno/lungo un asse longitudinale 55’, come indicano le frecce 56 e 57, in base all’azionamento fornito da un motore 55. L’unità di torcitura a ring 50 comprende inoltre un orifizio di convogliamento 52, disposto a una distanza predeterminata dal fuso 59 preferibilmente lungo l’asse 55’ di quest’ultimo, e configurato per ricevere il prodotto in formazione 8, comprendente la fibra elastica 2 e le fibre dello stoppino stirato 3 sostanzialmente parallele tra di loro. L’unità di torcitura a ring 50 comprende inoltre un anello o ring 53 girevole attorno all’asse 55’ con una velocità di rotazione predeterminata lungo una guida 54, anch’esso configurato per ricevere il prodotto in formazione 8, un capo del quale viene predisposto sul fuso 59. In tal modo, la rotazione dell’anello 53 comporta al tempo la trazione e la torcitura del prodotto in formazione 8, nonché il suo avvolgimento attorno al fuso 59, formando una rocca 51 di filato elasticizzato 9, in cui le fibre dello stoppino passano dalla disposizione sostanzialmente parallela del prodotto in formazione 8 alla configurazione ritorta finale del filato elasticizzato 9.
[0030] Unità di produzione analoghe possono essere altresì previste come noto ad un tecnico del ramo.
[0031] Secondo l’invenzione, la fibra elastica 2 comprende gomma naturale con un contenuto di poliisoprene 1,4-cis superiore all’80%. La fibra elastica 2 comprende poi ulteriori componenti, e precisamente un agente vulcanizzante; un agente accelerante e un attivatore di vulcanizzazione; un agente distaccante; un agente antiossidante; un agente stabilizzante. Inoltre, la fibra elastica 2 è ottenuta da una fettuccia di gomma naturale tagliata longitudinalmente in modo tale da ottenere un filo elastico con una densità di massa lineare compresa tra 50 dtex e 1000 dtex, preferibilmente tra 100 dtex e 800 dtex, in particolare tra 150 dtex e 500 dtex.
[0032] Preferibilmente il poliisoprene 1,4-cis della fibra elastica 2 è ottenuto da una pianta scelta tra: Hevea Brasiliensis; Hevea Guianensis; Hevea Benthamiana.
[0033] Vantaggiosamente, l’agente vulcanizzante è zolfo presente con una concentrazione in peso compresa tra l’1% e il 2,5%.
[0034] Preferibilmente, la gomma naturale comprende almeno uno degli ulteriori componenti secondo una percentuale in peso scelta tra:
- 0,1-2% in peso su gomma secca di agente accelerante di tipo tiazolico;
- 1-10% in peso su gomma secca di agente attivatore comprendente un acido grasso, in particolare acido stearico;
- 1-5% in peso di un agente distaccante comprendente talco.
[0035] Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui l’agente vulcanizzante è presente nella fibra elastica 2 nella forma di ponti di atomi di zolfo, in cui almeno l’85% dei ponti di zolfo comprende almeno 4 atomi di zolfo.
[0036] Il filato elasticizzato così ottenuto supera gli inconvenienti di tecnica nota, permettendo di essere realizzato in gomma naturale e cotone, di raggiungere densità di massa lineare adatti alla tessitura di tessuti elasticizzati leggeri e comodi, e senza presentare frequenti rotture dell’anima elastica sia in fase di filatura che di tessitura.
[0037] Rientra nell’ambito dell’invenzione anche un tessuto denim elasticizzato comprendente il filato elasticizzato sopra descritto in una disposizione scelta tra una disposizione in trama, una disposizione in ordito oppure sia in trama che in ordito.
[0038] La descrizione di cui sopra di forme realizzative dell’invenzione è in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tali forme realizzative specifiche senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti delle forme realizzative specifiche. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. S’intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e, per questo, non limitativo.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per produrre un filato elasticizzato (9), detto metodo comprendendo le fasi di: - predisposizione di una sorgente (10) di uno stoppino (1) al 100% in fibra naturale, in cui detto stoppino (1) ha una densità di massa lineare compresa tra 0,1 Nm e 50 Nm; - predisposizione di una sorgente (20) di una fibra elastica (2); - alimentazione di detto stoppino (1) fino a un’unità di stiro (30) a una prima velocità v1; - estrazione di detto stoppino come stoppino stirato (3) da detta unità di stiro (30) a una seconda velocità v3 > v1; - svolgimento di detta fibra elastica (2); - convogliamento di detta fibra elastica (2) fino a un’unità di sovrapposizione (40) a una terza velocità v2; - trazione congiunta, a valle di detta unità di sovrapposizione (40), di detta fibra elastica (2) e di detto stoppino stirato (3) mediante un’unità di torcitura a ring (50), con formazione di un fuso (59) di detto filato elasticizzato, caratterizzato dal fatto che detta fibra elastica (2) comprende: - gomma naturale avente un contenuto di poliisoprene 1,4-cis superiore all’80%; - i seguenti ulteriori componenti: - un agente vulcanizzante, in cui detto agente vulcanizzante è zolfo presente con una concentrazione in peso in detta gomma naturale compresa tra lo 0,5% e il 3,0%; - un agente accelerante e un attivatore di vulcanizzazione; - un agente distaccante; - un agente antiossidante; - un agente stabilizzante; e che detta fibra elastica (2) è ottenuta da una fettuccia di detta gomma naturale tagliata longitudinalmente in modo tale da ottenere detta fibra elastica (1) nella forma di un filo elastico avente una densità di massa lineare compresa tra 50 dtex e 1000 dtex.
  2. 2. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detta fibra naturale comprende cotone in una percentuale di almeno il 50%.
  3. 3. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto stoppino (1) ha una densità di massa lineare compresa tra 0,3 e 25 Nm.
  4. 4. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto filo elastico (2) ha una densità di massa lineare compresa tra 100 dtex e 800 dtex, in particolare tra 150 dtex e 500 dtex.
  5. 5. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto poliisoprene 1,4-cis è ottenuto da una pianta scelta tra: - Hevea Brasiliensis; - Hevea Guianensis; - Hevea Benthamiana.
  6. 6. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto agente vulcanizzante è zolfo presente con una concentrazione in peso in detta gomma naturale compresa tra l’1% e il 2,5%.
  7. 7. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detta gomma naturale comprende almeno uno di detti ulteriori componenti secondo una percentuale in peso scelta tra: - 0,1-2% in peso su gomma secca di agente accelerante di tipo tiazolico; - 1-10% in peso su gomma secca di agente attivatore comprendente un acido grasso, in particolare acido stearico; - 1-5% in peso di un agente distaccante comprendente talco.
  8. 8. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto zolfo è presente in detta fibra elastica nella forma di ponti di atomi di zolfo, in cui almeno l’95% dei ponti di atomi di zolfo comprende almeno 4 atomi di zolfo.
  9. 9. Un filato elasticizzato realizzato con il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8.
  10. 10. Un tessuto denim elasticizzato comprendente il filato elasticizzato realizzato con il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8 in una disposizione scelta tra: - una disposizione in trama; - una disposizione in ordito; - una combinazione di quanto sopra.
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