PT2099963E - Aparelho e método para a produção de um fio - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

APARELHO E MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM FIO CAMPO DA INVENÇÃO A invenção refere-se a um aparelho e um método para a produção de um fio com autotorção. Em particular, a invenção refere-se a um aparelho e um método, cada um direcionado para controlar e alterar os diferentes perfis de torção de fios que podem ser produzidos.

ANTECEDENTES

Os fios com autotorção são fios que compreendem duas ou mais linhas que têm zonas de torção conhecidas como a direção z e zonas de torção conhecidas como a direção s (ou seja, as linhas têm zonas alternadas de torção em direções opostas) . Cada uma das zonas entrançadas nas linhas é separada por zonas não entrançadas. 0 esforço de torção fica retido nas linhas entrançadas e é, de outro modo, conhecido como torção residual. Quando duas ou mais linhas entrançadas são unidas, o esforço de torção, ou torção residual, faz com que as linhas se entrelacem à volta umas das outras naturalmente, sem interferência, para formar um fio entrançado com autotorção.

Os diferentes tecidos e finalidades para os quais são utilizados fios entrançados com autotorção podem necessitar de diferentes fios com uma estrutura de fio especifica adequada a essa finalidade. Por exemplo, os tecidos para vestuário interior utilizados em camisolas interiores necessitam geralmente de fios leves e macios, os tecidos para serem utilizados em meias necessitam de fios que sejam capazes de eliminar humidade, e os tecidos que são utilizados em camadas exteriores de vestuário, tais como calças, necessitam de fios com uma resistência suficiente para que o tecido seja duradouro. É possível encontrar mais informações relativamente aos fios entrançados com autotorção no livro "Structural Further b regarding Mechanics of Fibres, Yarns and Fabrics", de J.W.S. Hearle, P. Grosberg, e S. Backer, John Wiley and Sons Inc, E.U.A., 1969, página 139; e igualmente no livro "The Mechanics of Wool Structures", de R. Postle, G.A. Carnaby, e S. de Jong, Ellis Horwood Ltd, Inglaterra, 1988, página 131.

Na produção de um fio formado por fibras descontinuas ou predominantemente por fibras descontinuas, tais como lã, algodão, fibras descontinuas sintéticas ou uma mistura dessas fibras, é possível, habitualmente após a tecelagem, passar uma quantidade de tiras por um estádio de torção, que compreende roletes de rotação de vaivém (roletes de torção) , que se movem de um lado ao outro enquanto as tiras passam entre os roletes, transmitindo assim uma torção às linhas. Depois de saírem dos roletes de torção, as linhas são unidas para se entrelaçarem naturalmente umas nas outras de modo a formar um fio de múltiplos cordões. Os aparelhos ou as máquinas para uma produção assim de um fio são divulgados nas descrições de patentes australianas AU288 6 64, 9432/66, 26099/67 e AU455170. A patente da Nova Zelândia 336048 divulga um método para a produção de um fio compreendendo três ou mais tiras, ou pontas, no qual as três tiras passam entre roletes de torção de vaivém e, em seguida, uma ou mais das tiras passam por um trajeto de comprimento diferente antes de as tiras serem unidas. Em vez de todas as tiras ou pontas passarem por um estádio de torção juntas e depois se entrelaçarem naturalmente em conjunto, a torção numa ou em mais tiras ou pontas é alternada ou desfasada em relação à torção nas outras tiras. O documento WO 2004/044290 divulga um aparelho para a produção de um fio compreendendo uma diversidade de linhas entrançadas, o que permite que aspetos do perfil de torção transmitidos ao fio sejam alterados de modo controlável utilizando um sistema de controlo para controlar a velocidade de rotação dos roletes de torção e/ou a extensão do movimento transversal dos roletes de torção, e como tal influencia as propriedades do fio, do tecido ou dos produtos tecidos ou de malha formados a partir do fio. 0 documento DE-U-20 2004 002638 divulga um aparelho e um método para a produção de fio entrançado com autotorção utilizando um estádio de torção de vaivém. O objetivo é a manutenção da tensão do fio que sai do estádio de torção num nível constante para permitir o aumento do diâmetro do suporte de esticamento à medida que se enrola mais fio no mesmo. Deste modo, o aparelho e o método deste documento concentram-se na alteração da velocidade do suporte de esticamento para manter o fio numa tensão elevada constante.

Este aparelho e estes métodos do estado da técnica permitem a produção de algumas formas de fios com estruturas de fio diferentes. Contudo, um grande problema com o fio produzido por este aparelho e estes métodos do estado da técnica é o facto de a estrutura do fio ser inconsistente tanto ao longo do comprimento de um fio produzido como entre séries diferentes de fio produzido. As estruturas de fio inconsistentes são indesejáveis e resultam na produção de tecidos de qualidade inconsistente e inferior ao utilizar esses fios. Os inventores desta invenção descobriram que esta estrutura de fio inconsistente pode dever-se a oscilações na tensão transmitida às linhas do fio durante a autotorção do fio. O aparelho e os métodos do estado da técnica têm a desvantagem de não conseguirem controlar a tensão transmitida às linhas entrançadas do fio depois de as linhas saírem do estádio de torção.

Os inventores identificaram uma forma de suavizar as inconsistências na estrutura do fio controlando a tensão transmitida às linhas entrançadas enquanto as linhas se entrelaçam com autotorção em conjunto para formar um fio. Ao controlar a tensão transmitida às linhas entrançadas, não só é possível criar fios com uma estrutura de fio substancialmente consistente, como também é possível produzir uma maior variedade de fios com determinadas estruturas de fio/perfis de torção de acordo com a utilização destinada para os fios. Por conseguinte, um objetivo da invenção é fornecer um aparelho e um método para um melhor controlo das estruturas de fio dos fios produzidos, de modo a que os fios com uma finalidade específica que têm uma estrutura de fio consistente possam ser fabricados, ou para proporcionar, pelo menos, uma escolha útil.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A invenção fornece um aparelho melhor ou, pelo menos, alternativo e um método para a produção de um fio compreendendo uma diversidade de linhas entrançadas. A presente invenção fornece um aparelho para a produção de um fio, o aparelho compreendendo: um estádio de torção de vaivém compreendendo um par de roletes de torção, cada rolete de torção sendo adaptado para rodar em torno de um eixo de rotação e para se mover reciprocamente ao longo do eixo de rotação, o estádio de torção de vaivém sendo adaptado para entrelaçar simultaneamente duas ou mais tiras, quando passam entre os roletes de torção durante a utilização, para produzir duas ou mais linhas entrançadas para se entrelaçarem em conjunto de modo a formar um fio; um ou mais suportes de esticamento nos quais o fio pode ser enrolado; e um sistema de controlo para controlar a velocidade de rotação de um ou mais suportes de esticamento; caracterizado por o aparelho poder ser operado para introduzir filamentos contínuos com as tiras através de uma diversidade de guias, pelo que cada linha inclui um filamento continuo circundado por fibras de tira e o sistema de controlo é adaptado para controlar um ou mais suportes de esticamento, de modo a que a velocidade linear na qual o fio é enrolado num ou em mais suportes de esticamento seja inferior à velocidade linear na qual as linhas saem dos roletes de torção, de modo a que o fio seja submetido a baixa tensão depois de sair do estádio de torção de vaivém para controlar a estrutura do fio, de modo a que o fio seja submetido a baixa tensão depois de sair do estádio de torção de vaivém para controlar a estrutura do fio.

Preferencialmente, o sistema de controlo é disposto para controlar um ou mais suportes de esticamento, de modo a que a velocidade linear do esticamento do fio num ou em mais suportes de esticamento seja entre cerca de 0,1 e 5%, mais preferencialmente entre cerca de 0,25 e 3%, e ainda mais preferencialmente entre cerca de 0,5 e 2%, inferior à velocidade linear na qual as linhas saem do estádio de torção de vaivém.

No aparelho da invenção, o fio é enrolado num ou em mais suportes de esticamento a uma velocidade linear ligeiramente inferior em relação à velocidade na qual as linhas saem de um ou mais roletes de torção. Beneficamente, isto pode provocar o alargamento ou o aumento do comprimento das zonas de torção nas tiras para o que, de outro modo, seriam zonas adjacentes de não torção nas tiras. Quando o fio tem alguma elasticidade, por exemplo apenas alguma percentagem de elasticidade, as linhas saem de um ou mais roletes de torção estendidas, e foi descoberto que uma falta de tensão entre um ou mais roletes de torção de vaivém e um ou mais suportes de esticamento finais resulta vantajosamente na contração das linhas para um estado não estendido. A invenção fornece igualmente um método para a produção de um fio, o método compreendendo as etapas de: passagem de duas ou mais tiras por um estádio de torção de vaivém compreendendo um par de roletes de torção adaptados para a rotação em torno de um eixo de rotação e para o movimento de vaivém ao longo do eixo de rotação, as duas ou mais tiras sendo passadas pelos roletes de rotação e de vaivém para produzir duas ou mais linhas entrançadas, cada linha compreendendo zonas de torção separadas por áreas de não torção; e a união das linhas para a formação do fio através de autotorção umas nas outras; caracterizado por os filamentos contínuos serem introduzidos com as tiras, através de uma diversidade de guias, pelo que cada linha inclui um filamento contínuo circundado por fibras de tira e o método compreende ainda a etapa de esticamento do fio num suporte de esticamento a uma velocidade linear de esticamento que seja inferior à velocidade linear na qual as linhas saem do estádio de torção de vaivém, de modo a que o fio seja submetido a baixa tensão depois de sair do estádio de torção de vaivém para controlar a estrutura do fio.

Preferencialmente, as tiras e os filamentos em conjunto correspondem a cerca de, ou a menos de cerca de, 30 TEX para produzir duas ou mais linhas entrançadas, cada linha compreendendo zonas de torção separadas por zonas de não torção e um filamento. As linhas são subsequentemente unidas para formar o fio e são esticadas num suporte de esticamento numa velocidade linear inferior em relação à velocidade linear na qual as linhas saem do estádio de torção. O significado convencional de TEX refere-se ao número de peso em gramas por 1000 metros do fio.

Preferencialmente, as linhas são entrançadas com uma torção de menos de 600 voltas por metro.

Preferencialmente, o sistema de controlo é disposto para controlar as velocidades de rotação de um ou mais suportes de esticamento e dos roletes de torção uns em relação aos outros durante o funcionamento do aparelho.

Preferencialmente, o sistema de controlo permite igualmente a alteração controlada da velocidade de rotação dos suportes de esticamento e dos roletes de torção uns em relação aos outros durante o funcionamento do aparelho.

Preferencialmente, o sistema de controlo controla a alteração de uma ou mais das velocidades do movimento reciproco, a extensão do movimento reciproco e a velocidade de rotação dos roletes de torção.

Verificou-se através de experimentação que ao alterar a relação de esticamento entre os roletes de torção ou roletes de distribuição e os suportes de esticamento finais, em que os suportes de esticamento funcionam em velocidades inferiores em relação aos roletes de distribuição, é possível modificar os perfis de torção resultantes de ambas as linhas componentes do fio juntamente com o da torção combinada das referidas linhas componentes à medida que as mesmas se entrelaçam em conjunto a partir do esforço de torção no interior das linhas entrançadas.

Por exemplo, ao utilizar os suportes de esticamento a uma velocidade inferior em relação aos roletes de distribuição, o setor entrançado das linhas migra parcialmente para dentro do setor não entrançado. Por sua vez, isto reduz o esforço de torção das linhas e, consequentemente, a torção residual em cada uma das linhas.

Muitas alterações destas são possíveis e necessárias para construir estruturas de fibra com uma finalidade específica que possam ser concebidas para criar tecidos com requisitos de desempenho específicos, por exemplo: maior resistência ao enrolamento; melhor resistência à abrasão; mais volume; etc.

Ao alterar a relação de velocidade entre os roletes de torção e os suportes de esticamento, a quantidade de tensão de fiação transmitida ao fio é afetada. Até agora, não é conhecido o efeito da tensão de fiação na distribuição da torção nas linhas entrançadas nem na extensão até à qual as linhas entrançadas se entrelaçam com autotorção em conjunto umas nas outras (a quantidade de torção residual). 0 aparelho e o método da invenção baseiam-se na descoberta inesperada de que, no caso dos fios com autotorção, a tensão de fiação afeta o perfil de torção, que em última análise fica retido nas duas ou em mais linhas entrançadas que estão a entrelaçar-se umas nas outras para formar o fio. A tensão de fiação também afeta a extensão até à qual uma linha entrançada se entrelaça com autotorção com outra linha entrançada para formar um fio.

Embora não seja pretendida qualquer limitação a uma teoria, parte-se do princípio de que o nível de tensão no fio influencia a extensão até à qual as duas linhas podem deslizar pela linha de contacto uma com a outra. Se as linhas não deslizarem, ou não deslizarem significativamente, maior será a retenção de autotorção ou esforço de torção nas linhas, de modo a que a extensão até à qual as linhas se entrelaçam com autotorção umas nas outras seja maior.

Verificou-se que níveis de tensão de fiação baixos resultam numa maior retenção de autotorção nas linhas (ou seja, existe uma maior torção residual nas linhas) e, por conseguinte, as linhas não deslizam significativamente pela linha de contacto umas com as outras quando o fio acabado é esticado. Em alternativa, as linhas enrolam-se mais estreitamente em torno umas das outras, e formam assim um fio com uma maior torção, em comparação com as linhas que são submetidas a uma maior tensão depois de saírem dos roletes de torção. Como tal, as linhas que são submetidas a uma elevada tensão depois de saírem dos roletes de torção têm um perfil de torção diferente em relação às linhas que não são submetidas a essa tensão.

Se as duas linhas deslizarem uma pela outra entrelaçando-se predominantemente em separado quando esticadas, em vez de se enrolarem predominantemente em torno uma da outra, é retida menos autotorção no fio acabado. Verificou-se que níveis de tensão de fiação elevados resultam num aumento na extensão de migração de torção para as zonas de não torção na linha, resultando numa menor retenção de autotorção nas linhas e, por conseguinte, as linhas têm menor probabilidade de se entrelaçarem ou enrolarem em torno umas das outras e maior probabilidade de deslizarem pela linha de contacto quando o fio acabado é esticado. 0 mesmo fenómeno não acontece com um fio entrançado normal. Este fenómeno só é possível com fios com autotorção e não foi anteriormente identificado.

Uma vez que o esforço de torção em cada linha aumenta rapidamente a partir das zonas de não torção, e uma vez que o mesmo é fortemente afetado pela tensão da linha de fios, é possível prever se irá ocorrer ou não mais ou menos deslizamento localizado das linhas na linha de contacto, dependendo da quantidade de tensão entre os roletes de torção e os suportes de esticamento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS 0 aparelho e o método da invenção são ainda descritos relativamente às figuras em anexo como exemplo e sem qualquer intenção limitativa, em que: a Figura IA é uma vista de um comprimento de um exemplo de fio que pode ser produzido pelo aparelho da invenção, e a Figura 1B ilustra esquematicamente as posições relativas das zonas entrançadas em cada linha que constitui o fio; a Figura 2 é uma vista superior esquemática de uma forma do aparelho; a Figura 3 é uma vista lateral das partes principais do aparelho, ilustrando a unidade de tecelagem e os roletes de torção da mesma; a Figura 4 ilustra a união através das guias das linhas que saem dos roletes de torção; e a Figura 5 é uma vista lateral das partes principais de um aparelho da invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA Definições

Os termos "fio entrançado com autotorção" e "fio com autotorção" conforme utilizado nesta descrição e nas reivindicações significam um fio que compreende duas ou mais linhas que têm zonas de torção na direção z alternando entre zonas de torção na direção s, e com zonas de não torção entre cada zona de torção, e em que pelo menos uma linha entrançada é colocada em contacto com pelo menos uma outra linha entrançada, em que as linhas entrançadas se entrelaçam com autotorção em conjunto (enrolam-se em torno umas das outras) para formar um fio. 0 termo "linha" conforme utilizado nesta descrição e nas reivindicações é utilizado no respetivo sentido genérico para incluir, entre outras coisas, linhas únicas, fios com cordões, fios fiados e fios com cabos. A linha pode ser um conjunto contínuo de filamentos, uma forma contínua de filamentos descontínuos, uma tira cardada tecida, que não é tratada ou é previamente tratada para aumentar a respetiva resistência à tração, filamentos contínuos produzidos por um processo de tratamento por arrasto ou uma combinação de fibras descontinuas, tais como fio fiado por exemplo, e um ou mais filamentos contínuos. Formas de Realização Preferidas da Invenção

Relativamente à Figura 2, um aparelho compreende uma unidade de tecelagem 5 compreendendo roletes ou correias, preferencialmente com um revestimento de borracha, com um movimento oposto, entre os quais as fibras passam (como tiras). No exemplo ilustrado, três tiras S (não fiadas) de, por exemplo, lã extraída dos cilindros ou outro fornecimento a granel (não ilustrado) são introduzidas entre os roletes 4 e através da unidade de tecelagem 5 e são retiradas.

Habitualmente, a espessura de uma unidade de fibras de lã é reduzida para um valor entre uma metade e um quarto da espessura inicial depois de passar pela unidade de tecelagem 5. A quantidade da redução de espessura pode ser ajustada alterando a velocidade de rotação da unidade de tecelagem. A direção de deslocamento das tiras (ao longo da linha de fios) pelo aparelho é indicada pela seta A na Figura 2.

Um estádio de torção de vaivém 6 compreende um par de roletes de rotação 6a e 6b (consulte as Figuras 3 e 4), em que um ou ambos também têm um movimento de vaivém para a frente e para trás, conforme indicado pela seta B nas Figuras 3 e 4, transversalmente à direção de movimento das tiras durante o funcionamento da máquina. Estes roletes de rotação e de vaivém 6a e 6b são aqui referidos como roletes de torção.

Os roletes de torção 6 transmitem torção às tiras que passam entre os roletes numa direção enquanto os roletes de torção se movem numa direção, seguindo-se a torção na direção oposta enquanto os roletes de torção se movem na outra direção em funcionamento. As tiras entrançadas são geralmente aqui referidas como linhas. As zonas de não torção são formadas nas linhas no ponto em que os roletes mudam de direção.

Numa forma alternativa da invenção, um único rolete de vaivém pode mover-se em relação a uma superfície plana sobre a qual a tira passa, para entrelaçar as tiras entre o rolete e a superfície.

Relativamente à Figura 4, a seguir ao estádio de torção de vaivém, para produzir uma forma de fio, uma ou mais das linhas entrançadas são conduzidas diretamente através da guia primária ou do ilhó lb, enquanto as outras linhas são conduzidas através de guias secundárias ou ilhós antes de passarem igualmente através da guia primária lb, de modo a que algumas linhas tenham um comprimento de trajeto diferente antes de entrarem na guia primária lb. Na forma de realização ilustrada na Figura 4, uma linha passa pela guia 2b enquanto outra linha passa pela guia 3b antes de ambas as linhas passarem pela guia primária lb. À medida que as linhas 3 saem do ilhó lb têm tendência para se entrelaçarem com autotorção em conjunto para formar um fio. Em alternativa, um outro mecanismo de torção pode ser opcionalmente fornecido para ajudar a entrelaçar as linhas em conjunto para formar o fio acabado.

Cada uma das linhas pode passar por um trajeto de comprimento diferente em relação às outras linhas, de modo a que as áreas de torção em cada uma das linhas sejam alternadas ou desfasadas umas em relação às outras. Nesta forma de fio, os comprimentos de trajeto diferentes são de modo a que as zonas de não torção em cada linha sejam sobrepostas por zonas de torção noutras linhas no fio acabado.

As zonas de não torção nas linhas são mais fracas do que as zonas de torção. Por conseguinte, em muitos casos é importante reduzir as zonas de não torção nos fios. Ao alternar as linhas, os pontos fracos no fio podem ser evitados e a resistência do fio ao longo do respetivo comprimento é mais consistente.

Em seguida, o fio passa para um suporte de esticamento 8, tal como uma bobina, no qual o fio é enrolado, conforme indicado esquematicamente nas Figuras 3 e 5. Um sistema de acionamento eletromecânico para o suporte de esticamento 8 é controlado por um sistema de controlo, de modo a que a velocidade linear na qual o fio é enrolado no suporte de esticamento 8 seja ligeiramente inferior à velocidade linear na qual as linhas saem dos roletes de torção 6. Um sistema de controlo comum controla a velocidade de rotação dos roletes de torção 6a e 6b e do suporte de esticamento 8 . A circunferência do suporte de esticamento e do fio enrolado aumenta gradualmente à medida que é enrolado mais fio no suporte de esticamento 8. Deste modo, se a velocidade de rotação do suporte de esticamento for mantida constante, as linhas entrançadas que saem dos roletes de torção ou roletes de distribuição estarão sob tensão crescente à medida que for enrolado mais fio no suporte de esticamento. Verificou-se que a tensão gradualmente crescente nas linhas, enquanto é produzido um comprimento de fio, resulta numa alteração no perfil de torção ao longo do comprimento do fio.

Igualmente, verificou-se que os fatores ambientais, tais como a humidade, podem afetar os componentes mecânicos das máquinas de fiação do estado da técnica que são utilizadas para transmitir tensão aos fios de autotorção, de modo a que a tensão positiva transmitida aos fios por essas máquinas seja aplicada inconsistentemente quando os fatores ambientais mudam.

Por conseguinte, o aparelho da invenção fornece um sistema de controlo que garante que, à medida que o fio é enrolado no suporte de esticamento 8, a velocidade na qual o suporte de esticamento se movimenta reduz, de modo a que a velocidade linear na qual o fio é enrolado no suporte de esticamento seja mantida constante numa velocidade ligeiramente inferior em relação à velocidade linear na qual as linhas saem dos roletes de torção.

Foi descoberto que a alteração da tensão transmitida aos fios de autotorção depois de as linhas entrançadas saírem dos roletes de torção altera o perfil de torção, a estrutura do fio e as propriedades do fio. Em particular, foi descoberto que os fios que são submetidos a baixa tensão (fios de baixa tensão), depois de saírem do estádio de torção e antes de se enrolarem no suporte de esticamento, terão uma estrutura de fio diferente em relação aos fios que sofrem uma tensão positiva depois de saírem do estádio de torção (fios de tensão elevada). 0 mesmo fenómeno não acontece com um fio entrançado normal e só é possível com fios de autotorção. Este fenómeno não foi anteriormente identificado.

Ao fornecer a capacidade para criar uma gama de diferentes fios com diferentes perfis, estruturas e propriedades, é possível produzir fios específicos para satisfazer uma finalidade específica. Por exemplo, podem ser produzidos fios de resistência elevada e TEX baixa para a utilização em tecidos leves e duradouros.

Embora não seja pretendida qualquer limitação a uma teoria, parte-se do princípio de que, uma vez que as linhas do fio são entrelaçadas no estádio de torção, a torção é temporariamente retida nas linhas na forma de esforço de torção que atua nas linhas. A tensão transmitida às linhas influencia a extensão até à qual as duas linhas podem deslizar pela linha de contacto uma com outra como resultado do esforço de tensão retido nas linhas. Quanto maior for a retenção de autotorção ou esforço de torção nas linhas, mais as linhas irão enrolar-se em torno umas das outras num movimento de autotorção, e menos as linhas irão deslizar umas contra as outras pela linha de contacto.

Quando a retenção de autotorção nas linhas for menor, as linhas irão deslizar umas com as outras pela linha de contacto desentrelaçando-se predominantemente em separado, em vez de se enrolarem em torno umas das outras. Verificou-se que os fios de tensão elevada têm uma menor retenção de autotorção nas linhas (isto é, menos torção residual nas linhas) e as linhas não se entrelaçam em torno umas das outras até à extensão dos fios de baixa tensão. Além disso, os fios de tensão elevada têm mais probabilidade de deslizarem pela linha de contacto quando o fio acabado é esticado .

Um exemplo de um fio resultante é ilustrado esquematicamente nas Figuras IA e B. Relativamente às Figuras IA e 1B, o exemplo de fio ilustrado compreende três linhas entrançadas, que são entrelaçadas folgadamente em conjunto para formar o fio acabado. As linhas 1, 2 e 3 são, cada uma delas, "alternadas" ou desfasadas umas em relação às outras, de modo a que as zonas de não torção la, 2a e 3a em cada uma das linhas do fio sejam sobrepostas por zonas de torção nas outras linhas, conforme ilustrado. Por motivos de clareza, esta situação está exagerada na Figura IA. No fio acabado, as zonas de não torção numa linha são sobrepostas por zonas de torção nas outras linhas. A Figura 1B pretende ilustrar isto esquematicamente - na Figura 1B, as três linhas são ilustradas em paralelo (antes de qualquer torção em conjunto) e, em cada linha, as zonas de torção (em direções alternadas) formadas pelos roletes de torção 6 são indicadas num traçado continuo, enquanto as zonas de não torção entre as zonas de torção são indicadas num traçado descontinuo, conforme indicado em la, 2a e 3a, por exemplo. Qualquer zona de não torção em qualquer linha, tal como a zona de não torção la, é sobreposta, pelo menos numa parte do respetivo comprimento, por zonas de torção nas outras linhas, conforme ilustrado. Além disso, à medida que o fio é enrolado no suporte de esticamento 8, as zonas de torção em cada linha têm tendência para aumentar de modo a reduzir o comprimento das zonas de não torção la, 2a e 3a em cada uma das linhas. Uma linha que tenha um perfil com grandes zonas de torção será mais forte do que um fio com pequenas zonas de torção. Além disso, um fio que tenha um perfil com grandes zonas de torção e somente pequenas zonas de não torção terá uma forma mais uniforme ao longo do respetivo comprimento.

Relativamente à Figura 5, uma forma preferida de aparelho compreende novamente um par inicial de roletes opcionais 4 e uma unidade de tecelagem 5 compreendendo roletes opostos, ou correias, entre os quais as fibras passam (como tiras). Um estádio de torção de vaivém 6 compreende um par de roletes 6a e 6b, em que um ou ambos rodam e têm um movimento de vaivém para a frente e para trás na direção de movimento das tiras durante o funcionamento do aparelho.

Antes dos roletes de torção de vaivém 6a e 6b, são fornecidos roletes de não torção 7 com guias de anel associadas 8a a c. Cada linha ou tira passa por uma das guias e entre os roletes 7.

Os filamentos contínuos 9 são introduzidos nas, e passam pelas, guias igualmente com as tiras e entre os roletes 7. Preferencialmente, os filamentos contínuos são um monofilamento sintético, tal como um monofilamento de nylon, mas cada um deles pode ser em alternativa um multifilamento sintético ou um filamento fiado não sintético, por exemplo.

Uma vez que cada tira de lã, por exemplo, e filamento passam por uma guia 8a a c e entre os roletes 7, o filamento contínuo é pressionado contra a linha ou tira entre os roletes 7, antes de a linha e o filamento passarem e serem entrelaçados pelo rolete de torção de vaivém 6. Como uma alternativa ao fornecimento de dois roletes 7 para esta finalidade, as linhas e os filamentos podem passar entre um único rolete que funciona numa superfície plana pela qual as linhas passam, para pressionar os filamentos contra as linhas entre o rolete e a superfície. Os filamentos são pressionados para o meio das fibras compostas pelo menos predominantemente por fibras descontínuas, de modo a que o filamento sintético fique circundado pelas fibras da linha. 0 filamento sintético contínuo adiciona resistência à linha, que, como consequência, pode ser menos entrelaçada para alcançar um maior volume, fornecendo assim um fio com maior volume para um determinado peso de lã, sem perda de resistência à tração.

Preferencialmente, as linhas são entrelaçadas com uma torção inferior a 600 ou de cerca de 500 voltas por metro, e mais preferencialmente uma torção entre cerca de 250 a 300 e 400 a 500 voltas por metro.

Os filamentos do núcleo têm uma pequena percentagem de elasticidade e saem dos roletes de torção estendidos. As linhas entrançadas compreendendo os filamentos de núcleo são unidas e entrelaçam-se naturalmente com autotorção em conjunto para formar um fio acabado. Em seguida, o fio passa para um suporte de esticamento em torno do qual o fio é enrolado. O sistema de controlo central controla a velocidade de rotação de um ou mais roletes de torção e controla igualmente a velocidade de rotação de um ou mais suportes de esticamento. Ao controlar a velocidade de rotação dos suportes de esticamento com a velocidade de rotação dos roletes de torção, a tensão transmitida ao fio que sai do estádio de torção pode ser controlada e alterada. O sistema de controlo pode, adicionalmente, controlar a velocidade de movimento transversal dos roletes de torção de vaivém. A tensão do fio entre os roletes de torção e os suportes de esticamento afeta a quantidade de esforço de torção retida no fio, que por sua vez afeta o perfil de torção do fio e afeta particularmente a extensão até à qual as linhas entrançadas no fio se entrelaçam com autotorção umas nas outras. Por conseguinte, uma vantagem da invenção é que, ao alterar e controlar a tensão do fio, é possível criar diferentes fios com diferentes perfis de torção e, como tal, diferentes estruturas de fio, de modo a poderem ser fabricados fios com uma finalidade específica. Por exemplo, os fios com autotorção que foram submetidos a uma baixa tensão entre um ou mais roletes de torção e um ou mais suportes de esticamento irão apresentar um perfil de torção diferente em relação aos fios que foram submetidos a uma tensão elevada entre um ou mais roletes de torção e um ou mais suportes de esticamento.

Uma vez que a quantidade de tensão transmitida ao fio afeta o perfil de torção e as propriedades de resistência e suavidade do fio, um utilizador pode programar o sistema de controlo para definir e alterar a velocidade de rotação dos suportes de esticamento em relação à velocidade de rotação dos roletes de torção (alterando assim a tensão transmitida ao fio), de modo a ser possível produzir fios específicos para uma finalidade específica.

Outra vantagem da invenção é que, ao alterar e controlar a tensão do fio, a tensão transmitida às linhas pode ser mantida constante para que a estrutura do fio possa ser mantida consistente. A falta de tensão entre os roletes de torção de vaivém e os suportes de esticamento finais tem os seguintes efeitos: os filamentos de núcleo esticados e as fibras em torno dos mesmos contraem até um estado não estendido; a torção tem tendência para migrar da zona altamente entrançada para o setor não entrançado; isto resulta no aumento do atrito entre fibras, resultando assim numa maior resistência; e o fio parece mais uniforme.

Os fios podem ser tricotados ou entrelaçados em tecidos leves. Por exemplo, é possível produzir fios de TEX baixa para a produção de peças de vestuário interior, em que o tecido fica em contacto com a pele do utilizador, por exemplo. 0 tecido leve pode ser utilizado para a formação de uma peça de vestuário, tal como uma camisola interior, que é a peça de vestuário mais interior usada. Em alternativa, a peça de vestuário pode ser uma peça de vestuário de segunda camada, ou uma peça de vestuário leve destinada a ser a única peça de vestuário usada, em vez de ficar por baixo de outras peças de vestuário. Por exemplo, a peça de vestuário pode ser de lã, tal como uma camisola interior de lã Merino.

Essas peças de vestuário, quando tecidas em fio de lã, são geralmente tecidas num fio de lã que tem uma TEX mais elevada. Um fio fiado em anel de cerca de 20 TEX, por exemplo, seria considerado como tendo resistência insuficiente para permitir que um tecido de robustez aceitável fosse produzido a partir do fio, e/ou o próprio fio pode ter resistência à tração insuficiente para permitir que o mesmo seja tecido ou tricotado à máquina sem se partir. O aumento da torção por unidade de comprimento no fio iria aumentar a resistência do fio, mas isto iria igualmente diminuir as caracteristicas de toque do tecido resultante, pelo que seria inapropriado, ou muito menos apropriado, para vestuário interior, por exemplo. Os fios de TEX baixa compreendem também convencionalmente uma única linha entrançada para aumentar a respetiva resistência.

Uma forma de fio produzido de acordo com um aparelho e/ou método da invenção é habitualmente um fio de lã, ou um fio predominantemente de lã, composto tipicamente por duas, mas possivelmente mais, linhas de TEX muito baixa, de geralmente 15 TEX ou menos. Cada linha compreende um filamento de núcleo muito leve. O fio total tem uma TEX de cerca de 30 ou menos. O fio também tem um nivel inferior de torção, em relação a um fio fiado em anel de linha única de TEX baixa. O tecido de lã, ou predominantemente de lã, pode ser tecido ou tricotado a partir do fio para ser mais leve do que anteriormente, mas o tecido continuará a ter um volume semelhante e boas caracteristicas de toque. Os tecidos tricotados ou entrelaçados a partir do fio são adequados para vestuário interior, uma vez que o fio tem uma torção baixa e, como tal, tem um toque mais suave e potência uma boa "sensação" para o utilizador. Deste modo, pode ser produzido um fio de propriedades semelhantes com uma TEX inferior (utilizando menos lã ou outras fibras descontinuas) sem perda de volume e com caracteristicas de toque aceitáveis, ou em alternativa, pode ser produzido um tecido mais leve com um volume e caracterist icas de toque semelhantes a um tecido de outro modo equivalente tricotado ou entrelaçado a partir de fio fiado em anel (formado com fio de TEX mais elevada). 0 fio tem igualmente uma exposição relativamente elevada da superfície da fibra, o que é vantajoso para eliminar a humidade da pele em vestuário interior.

Os tecidos produzidos podem ser melhorados visualmente e a maior resistência é significativa para novas peças de vestuário de roupa interior com determinado modelo e malha de urdidura. A resistência à abrasão em tecido leve é substancialmente aumentada quando o fio é utilizado apenas na trama.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL 0 aparelho e o método da invenção permitem a produção de fios com perfis de torção/estruturas de fio consistentes, de modo a que os fios, e os tecidos e outros produtos feitos desses fios, tenham uma qualidade substancialmente consistente. 0 aparelho e o método da invenção também permitem a produção de uma vasta gama de fios com diferentes estruturas de fio/perfis de torção que podem ser especificamente criados/concebidos para satisfazer a finalidade específica para a qual o fio será utilizado. Por exemplo, os fios suaves de uma TEX muito baixa, mas com resistência suficiente, podem ser criados e produzidos para a utilização em tecidos para vestuário interior, tais como tecidos utilizados em camisolas interiores.

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • AU 288664 [0005] • AU 943266 [0005] • AU 2609967 [0005] • AU 455170 [0005] • NZ 336048 [0006] • WO 2004044290 A [0007] • DE 202004002638 U [0008]

Documentos de não patente citados na descrição • J.W.S. HEARLE ; P. GROSBERG ; S. BACKER. Structural Further b regarding Mechanics of Fibres, Yarns and Fabrics. John Wiley and Sons Inc, 1969, 139 [0004] • R. POSTLE ; G.A. CARNABY ; S. DE JONG. The Mechanics of Wool Structures. Ellis Horwood Ltd, 1988, 131 [0004]

Lisboa, 16 de Novembro de 2015

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Um aparelho para a produção de um fio, o aparelho compreendendo: um estádio de torção de vaivém (6) compreendendo um par de roletes de torção (6a, 6b), cada rolete de torção sendo adaptado para rodar em torno de um eixo de rotação e para se mover reciprocamente ao longo do eixo de rotação, o estádio de torção de vaivém sendo adaptado para entrelaçar simultaneamente duas ou mais tiras (S) , quando passam entre os roletes de torção durante a utilização, para produzir duas ou mais linhas entrançadas (3) para se entrelaçarem em conjunto de modo a formar um fio; um ou mais suportes de esticamento (8) nos quais o fio pode ser enrolado; e um sistema de controlo para controlar a velocidade de rotação de um ou mais suportes de esticamento (8); caracterizado por o aparelho poder ser operado para introduzir filamentos contínuos (9) com as tiras através de uma diversidade de guias (8a a c), pelo que cada linha inclui um filamento contínuo circundado por fibras de tira e o sistema de controlo é adaptado para controlar um ou mais suportes de esticamento (8), de modo a que a velocidade linear na qual o fio é enrolado num ou em mais suportes de esticamento (8) seja inferior à velocidade linear na qual as linhas saem dos roletes de torção (6a, 6b), de modo a que o fio seja submetido a baixa tensão depois de sair do estádio de torção de vaivém para controlar a estrutura do fio.
2. 2. 0 aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o sistema de controlo é disposto para controlar um ou mais suportes de esticamento (8), de modo a que a velocidade linear de esticamento do fio num ou em mais suportes de esticamento (8) corresponda a um valor entre cerca de 0,1 e 5% inferior à velocidade linear na qual as linhas saem do estádio de torção de vaivém (6a, 6b).
3. 3. 0 aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o sistema de controlo é disposto para controlar um ou mais suportes de esticamento (8), de modo a que a velocidade linear de esticamento do fio num ou em mais suportes de esticamento (8) corresponda a um valor entre cerca de 0,25 e 3% inferior à velocidade linear na qual as linhas saem do estádio de torção de vaivém (6a, 6b).
4. 4. O aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o sistema de controlo é disposto para controlar um ou mais suportes de esticamento (8), de modo a que a velocidade linear de esticamento do fio num ou em mais suportes de esticamento (8) corresponda a um valor entre cerca de 0,5 e 2% inferior à velocidade linear na qual as linhas saem do estádio de torção de vaivém (6a, 6b).
5. 5. O aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o sistema de controlo é disposto para controlar as velocidades de rotação de um ou mais suportes de esticamento (8) e dos roletes de torção (6a, 6b) uns em relação aos outros durante o funcionamento do aparelho.
6. 6. O aparelho de acordo com a reivindicação 5, em que o sistema de controlo permite igualmente a alteração controlada da velocidade de rotação dos suportes de esticamento (8) e dos roletes de torção (6a, 6b) uns em relação aos outros durante o funcionamento do aparelho.
7. 7. O aparelho de acordo com a reivindicação 5 ou a reivindicação 6, em que o sistema de controlo controla a alteração de uma ou mais das velocidades do movimento reciproco, a extensão do movimento reciproco e a velocidade de rotação dos roletes de torção (6a, 6b).
8. 8. Um método para a produção de um fio, o método compreendendo as etapas de: passagem de duas ou mais tiras (S) por um estádio de torção de vaivém (6) compreendendo um par de roletes de torção (6a, 6b) adaptados para a rotação em torno de um eixo de rotação e para o movimento de vaivém ao longo do eixo de rotação, as duas ou mais tiras sendo passadas pelos roletes de rotação e de vaivém para produzir duas ou mais linhas entrançadas (3) , cada linha compreendendo zonas de torção separadas por áreas de não torção; e a união das linhas (3) para a formação do fio através de autotorção umas com as outras; caracterizado por os filamentos contínuos (9) serem introduzidos com as tiras através de uma diversidade de guias (8a a c) , pelo que cada linha inclui um filamento contínuo (9) circundado por fibras de tira e o método compreende ainda a etapa de esticamento do fio num suporte de esticamento (8) a uma velocidade linear de esticamento que seja inferior à velocidade linear na qual as linhas (3) saem do estádio de torção de vaivém (6), de modo a que o fio seja submetido a baixa tensão depois de sair do estádio de torção de vaivém para controlar a estrutura do fio.
9. 9. 0 método de acordo com a reivindicação 8, em que as tiras e os filamentos (9) em conjunto correspondem a cerca de, ou a menos de cerca de, 30 TEX para produzir duas ou mais linhas entrançadas (3), cada linha compreendendo zonas de torção separadas por zonas de não torção e um filamento (9) .
10. 10. O método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, em que as linhas são entrelaçadas com uma torção inferior a 600 voltas por metro. Lisboa, 16 de Novembro de 2015