تحقیق در مورد خصوصیات الیاف نساجی

بخشی از مقاله

خصوصیات الیاف نساجی

هر ماده لیفی شکل را نمی توان بعنوان لیف نساجی استفاده کرد،لیف نساجی دارای خصوصیاتی است که در زیر آنها را بررسی می کنیم:
1- نسبت طول به قطر:این نسبت باید بیشتر از 100 از نظر تئوری و از نظر عملی باید بیشتر از 1000باشد.
بعنوان مثال : پنبه بالای 1400 و پشم 3000 و کتان ظریف 1250وچتایی 170
2- شکل سطح مقطع الیاف:به طور کلی سطح مقطع پهن سبب افزایش شفافیت و قدرت پوشاندگی الیاف می شود.
سطح مقطع گرد یا دایره ای شکلClrcular Section :

زیر دست الیاف با سطح مقطع گرد یا دایره ای نرم و مطلوب بوده ولی قدرت پوشانندگی در حجم ثابت کمتر از سطخ مقطع پهن می باشد.
3- آرایش یافتگی مولکولهای پلیمر الیاف
4- درجه آرایش یافتگی:
در حقیقت نشان دهنده متوسط زاویه زنجیرها نسبت به محور لیف است متوسط آرایش یافتگی بین 45 تا صفر می باشد .آرایش یافتگی بوسیله فرآیند کشش کنترل می شود.

زنجیر های موجودر در یک سیلندر لیفی باید دو خصوسیت را دارا باشد که عبارتند از :
1- آرایش یافتگی
2- تبلورCrystalinity

این دو خاصیت باعث استحکام،انعطاف پذیری و سختی لیف می شود.
آرایش یافتگی:

در الیاف طبیعی این آرایش یافتگی در طبیعت به وجود می آید و بشر دخالتی در آن ندارد اما در الیاف مصنوعی آرایش یافتگی زنجیرها توسط بشر به وجود می آید به طور کلی آرایش یافتگی عبارت است از متوسط زاویه تمایل زنجیرها به محور لیف است.

تبلور:
نظم فضایی(سه بعد)زنجیرها را تبلور گویند.به قسمتی از زنجیرها که در داخل منطقه منظم بلور نیستند نواحی آمورف گویند هر قدر نواحی آمورف بیشتر باشد انغطاف پذیری لیف بیشتر است.

در الیاف مصنوعی آرایش یافتگی را با کشش ایجاد می کنیم اما تبلوررا در حین فرآیند به وجود میآوریم.
علوم الياف-قسمت اول

الياف نساجي به دو دسته تقسيم بندي مي شودند:
1- الياف كوتاه ۲staple fibers - الياف فيلامنتيfilament fibers
نمره و ظرافت يك ليف را با دنير اندازه گيري مي كنيم.
دنيرden: وزن 900 متر از ليف بر حسب گرم
تكس tex: وزن 1000 متر از ليف بر حسب گرم

دي تكس dtex:/ وزن 10000 متر از ليف بر حسب گرم
طبقه بندي الياف نساجي
الف - الياف طبيعي Natara fibers
1- الياف كوتاه

2- اليلف گياهي : الف- سلولزي ب - غير سلولزي
3- الياف حيواني:عمدتا پروتين است: پشم - كرك بز - موي خرگوش - الف - الياف كوتله ب - اليف ممتد:ابريشم
ب - الياف بشر ساخت : الياف باز يافتي regendated fibers---- الياف مصنوعيsynthetic fibers
الياف بازيافتي:

1- گياهي :الف- سلولزي:ويسكوز-استات-تري استات ب- غير سلولزي:الجينات: پلي ساكاريدي-- پروتئيني
2- حيواني:الف-پروتئيني: كازئين (از شير) ب- غير پروتئيني:پلي ساكاريدي مثل citozan
الياف مصنوعي:

الف-پليمرهاي تركمي :1- پلي آميدها(نايلون)2- پلي استرها(تريلن)
ب-- پليمرهاي زنجيره اي يا اضافي

1- پلي اتيلن (پارچه هاي ضد گلوله)
2- پلي پروپيلن(كف پوش)
3- پلي ونيل كلرايد(pvc)
4-پلي ونيل الكل (در آب محلول است و در بافندگي حلقوي و تريكو بافي و ايجاد طرخ در پارچه كاربرد دارد)
5- پل اكريليك(پارچه ضد حريق)

البسه و الياف آنتي باكتريال :

صنعت نساجي يكي از صنايع مرتبط با بهداشت افراد در هر گروه سني و اجتماعي به حساب مي آيد . نانونقره نيز يكي از پركاربردترين محصولات نانوتكنولوژي است كه به داشتن خصوصيات آنتي ميكروبيالي مشهور بوده و به عنوان يك كاتاليست قادر است بيش از 650 گونه باكتري ، ويروس و قارچ را از بين ببرد . نانونقره در عين داراي بودن چنين خصوصياتي در صورت تماس با پوست انسان ايجاد حساسيت نمي كند . با استفاده از نانونقره مي توان خصوصيات منحصر به فردي را به منسوجات بخشيد كه در نهايت علاوه بر بهبود كارايي ، كاهش هزينه ي تمام شده را نسبت به روشهاي متداول آنتي ميكروبيال نمودن منسوجات خواهيم داشت. نانونقره در قياس با ديگر روشهاي آنتي ميكروبيال ( همچون استفاده از مواد شيميايي در تكميل كالا) از دوام و كارايي بالاتري برخوردار بوده و

استفاده از آن در اغلب فرايند هاي متداول در صنعت نساجي ، بدون نياز به ماشين آلات و فرايندهاي جانبي خاص ، به سهولت امكان پذير است . از نانو نقره مي توان در بسياري از كاربردهاي خاص همچون پوشاك مورد استفاده در صنايع بهداشتي و پزشكي ، ورزشي ، نظامي و ... استفاده نمود . علاوه بر اين به دليل قابليت از بين بردن ميكروارگانيسمها افزودن نانونقره به محصولات روزمره در حال تبديل شدن به يك برتري براي محصولات مختلف است .

يكي از ويژگيهاي توليدات نانوسيد كاربرد آنها در منسوجات است، که بر این اساس منسوجاتی با خصوصیات ذیل را خواهیم داشت:

آنتي باكتريال ، ضد قارچ و ضد ويروس

کاهش بوهای نامطبوع

آنتي استاتيك

حفظ توازن بیولوژیکی پوست و طراوت بهداشتی محصول در جریان فعالیتهای ورزشی.

پايداري خواص فوق حتي پس از 10 بار شستشو

با توجه به موارد فوق امکان بهره گیری از خصوصیات آنتی باکتریال در تنوع گسترده ای از محصولات حوزۀ نساجی، از قبیل محصولات ذیل را خواهیم داشت:

الياف ( الياف طبيعي و مصنوعي ، الياف ظريف ، الياف دو يا چند جزئي ، nanofiber و... )

پارچه

منسوجات بي بافت (nonwoven) (امكان بكارگيري نانونقره در فرايندهاي Spunbonded ، Meltblown و ....)

البسه و پوشاك ( پوشاك روزمره ، پوشاك مصرفي در صنايع پزشكي ، بهداشتي و نظامي و ...)

انواع باند و پانسمان

فرش و موكت

پتو

روكشها و فيلمهاي پليمري

فيلترها
مصارف عمده ي چنين محصولاتي را مي توان چنين برشمرد :

البسه و پوشاك عمومي ( زير پوش ، پيراهن ، تي شرت ، لباس كار ، جوراب ، دستكش ، البسه ي زير ، حوله ، پوشاك بچه و... )

منسوجات پزشكي (منسوجات بهداشتي ، باند و گاز ، روكش و پانسمان زخم - wound dressings - ، روپوشها و روكشهاي آزمايشگاهي ، بيمارستاني و اتاق عمل و ...)

منسوجات نظامي (البسه و متعلقات سرباز ، چادرهاي صحرايي و ...)

البسه ي ورزشي ( لباس اسكي ، لباس شنا ، لباس و ....)

منسوجات خانگي و تزئيني ( فرش ، موكت ، مبل ، پرده ، روميزي و ... )

انواع فيلتر( فيلترهاي تهويه مطبوع ، فيلتر دياليز ، فيلتر كولر ، ماسك ، فيلترها و غشاهاي تصفيه ي آب و پساب و ...)

منسوجات مصرفي در صنعت بسته بندي (بسته بندي مواد غذايي و ...)

البسه مورد نياز كارگران مرغداريها و دامداريها
درصد مصرفي از نانونقره :
درصد اختلاط با توجه به نوع و مصرف نهايي كالا براي هر نوع كالا تعيين مي شود .
نحوه ي استفاده از نانونقره :
به منظور آنتي باكتريال نمودن كالا ، با توجه به" نوع كالا و فرايند توليد كالاي مورد نظر " مي توان از نانونقره در مرحله اي مناسب ، بدون نياز به تجهيزات اضافي ، استفاده كرد . الياف طبيعي را مي توان قبل از تبديل شدن به پارچه و يا بعد از تبديل شدن به پارچه آنتي ميكروبيال نمود . به منظور آنتي ميكروبيال نمودن

الياف مصنوعي مي توان نانونقره را در اكسترودر به مذاب پليمري افزود و يا از masterbatche حاوي نانونقره استفاده نمود . افزودن نانونقره (بر پايه ي نانوتيتانا) به الياف علاوه بر آنتي ميكروبيال نمودن ليف باعث افزايش وزن مخصوص (specific gravity) و در نتيجه بهبود قابليت آويزش پارچه مي شود . به منظور آنتي

ميكروبيال نمودن پارچه هاي مختلف اعم طبيعي و مصنوعي مي توان با توجه به فرايند توليد از Padding ، Dip Coating و يا Spraying استفاده كرد . پارچه هاي مخلوط ، البسه ، باند و بطور كلي انواع مختلف منسوجات را مي توان از اين طريق تكميل نمود . در روش Padding پارچه در ماشين آلات متداول صنعت نساجي از حمام حاوي محلول كلوئيدي نانونقره عبور داده مي شود . با عبور پارچه از محلول كلوئيدي نانونقره ، نانونقره در اثر تماس با پارچه ، بر روي سطح الياف قرار گرفته و درصدي از اين مواد نيز برحسب شرايط در الياف نفوذ مي كند . در روش Dip Coating با قرار دادن پارچه در محلول كلوئيدي نانونقره ، در دماي بالاتر از oC 50 و در مدت زمان مشخص ، ذرات نانونقره در الياف نفوذ مي كند . انجام عمليات تحت فشار باعث افزايش نفوذ نانوذرات به الياف شده و دوام خصوصيت آنتي ميكروبيال افزايش مي يابد .

مزيت چندگانه ي نانونقره :

خصوصيات ضدمیکروبی ، ضد ويروسي و ضد قارچي و ضد كپك قوي

غيرسمي بودن

اعطاي كارايي مناسب با مصرف مقادير كم

پايداري مناسب خصوصيت آنتي ميكروبيالي پس از چندين مرتبه شستشو

عدم ايجا حساسيت و آلر‍ژي

ايجاد خصوصيات آنتي استاتيك

كاهش بوهاي نامطبوع

حفظ توازن بيولوژيكي پوست و طراوت بهداشتي محصول در جريان فعاليتهاي ورزشي
توجه:
با توجه به گوناگونی و تنوع فرایندهای تولید و تولید انواع محصولات با کارایی های متفاوت لازم برای هر کارخانه به صورت مجزا و خاص طریقه اثرگذاری این مواد تعیین شود و بطورکلی نمی توان برای تمامی کارخانجات یک شیوه را در نظرگرفت. در مذاکره با مهندسین خط تولید بهترین ناحیه اثرگذاری تعیین می شود.
نحوه آنتي باكتريال نمودن كالا :
به منظور آنتي باكتريال نمودن كالا ، با توجه به" نوع كالا و فرايند توليد كالاي مورد نظر " مي توان از نانونقره در مرحله اي مناسب استفاده كرد .
به طور كلي از سه روش مي توان به منسوجات خصوصيت آنتي باكتريال بخشيد :
1- Padding
در اين روش الياف و منسوجات در حمامي از كلوئيد نانو نقره با غلظت مناسب در فشار و دمايoC60 Padd مي شوند . پس از اين مرحله منسوجات آبگيري شده و در دماي 70 -80 درجه سانتي گراد خشك مي شوند. روش مذكور بسيار ساده بوده و براي اغلب فرآيندهاي توليد از كارايي لازم برخوردار است . اين عمل به صورت شماتيك بصورت زير مي باشد.

2- Dipping
در مواردي كه هدف آنتي باكتريال نمودن البسه و پوشاك آماده براي عرضه به بازار ( مانند جوراب و لباس زير ) است ، كالاي مورد نظر را مي توان با استفاده از حمامي از كلوئيد نانو نقره با غلظت مناسب در فشار و دماي oC60 Dip Coating كرد . پس از تكميل كالا با نانونقره ، كالا را مي بايستي در دماي 70 -80 درجه سانتي گراد خشك كرد .
3- Spraying
براي كاربردهاي يك بار مصرف ( همانند دستمال كاغذي ) مي توان به راحتي در خط توليد با استفاده از يك دستگاه اسپري ، محلول كلوئيدي نانونقره را بصورت يكنواخت بر روي كالا اعمال نمود .
4- استفاده از Masterbatche و پودر نانونقره
در توليد الياف مصنوعي ، منسوجات بي بافت و فيلمهاي پليمري بر مبناي امكانات فرآيند توليد مي توان از اختلاط پودر نانونقره و يا Masterbatch اي از پليمر كه حاوي نانونقره است ، بهره گرفت . مزيت اين شيوه پايداري دائمي نانونقره در ليف پليمري و دوام شستشويي بالاي كالاي توليدي است .