بخشی از مقاله
چکیده
امروزه، نیازها و انتظارات از پوشاک بیش از حفاظت در برابر آبوهوا و آلودگیهای طبیعی است؛ زیرا با توجه به صنعتی شدن جوامع و تعامل دائمی انسان و ماشینآلات، حفاظت در برابر این تجهیزات نیز باید در پوشاک صنعتی لحاظ گردد.
در این تحقیق تلاش شده است که مقاومت برشی پارچههای تاری پودی سبک ارزیابی گردد. در این راستا از نخهای پلیاستر و پنبه و پلیاستر/ ویسکوز، پارچههای تاری پودی با طرح بافتهای تافته، سرژه، ساتین در سه سطح از تراکم بافته شد و تحت آزمون برش قرار گرفت. برای این منظور فک آزمون مقاومت در برابر برش تیغه بر اساس استاندارد F1790/F1790M 14 ساخته شد و آزمون توسط دستگاه مقاومت سنج انجام گردید. در این تحقیق از روش طراحی آزمایشات تاگوچی بهره گرفته شد و نتایج حاصل از انجام آزمون بر روی نمونهها ازلحاظ تجربی و آماری مورد تجزیهوتحلیل قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که تمامی فاکتورهای موردبررسی اعم از طرح بافت، جنس نخ، تراکم و راستای برش در مقاومت برشی پارچه مؤثرند.
کلید واژه- لباس محافظ، پارچه تاری-پودی، طرح بافت، تراکم، مقاومت در برابر برش.
مقدمه
یکی از کاربردهای مهم و خاص لباس، حفاظت و مقاومت در مواجهه با ابزار و مواد سخت و برنده مانند فلزات و شیشه است. نیاز به این ویژگی تقریباً از زمانی که انسان شروع به ساخت سلاحهای چوبی و فلزی مانند شمشیر و نیزه و تیر کرد؛ بیشتر احساس شد و از همان آغاز تاکنون و طی سیر پیشرفت پوشاک بهتدریج نواقص آن برطرف گردید و خاصیت ضد برش پوشاک تکامل یافت. ابتداییترین لباسهای زرهی جنگی متشکل از زنجیرها و حلقههای فلزی متصل بود که از نفوذ ابزار جنگی و پارگی لباس جلوگیری میکرد؛ اما امروزه با پیشرفت علم و فناوری، متخصصین صنعت نساجی با ارتقای خواص الیاف و نخهای تولیدی و همچنین با بررسی عوامل مؤثر در ساختار منسوج تولیدی، توانستهاند ضمن رفع نواقص قبلی، خاصیت مقاومت در برابر برش را بهبود و ارتقا بخشند. در قسمت برش تولیدیهای پوشاک، در صنایع فلزی و حتی آشپزخانهی هتلها، دستان کارکنان در معرض خطر جدی در برابر تیغههای برش قرار دارد و استفاده از دستکشهای ضد برش همواره مورد توجه است. علاوه بر دستکش در سایر البسه نیز نیاز به ارتقاء خاصیت ضد برش بسیار ضروری به نظر می رسد و از آنجا که اغلب پوشاک مصرفی ساختار تاری پودی دارند، نیاز به بررسی خواص ضد برش این ساختار محسوس است. ربویلات و همکارانش در سال 2010 تحقیقاتی در مورد انواع تست های موجود برای سنجش مقاومت در برابر برش انجام دادند و پس از بررسی به این نتیجه رسیدند که استاندارد ASTM F1790 به دلیل شباهت ها ی عملی که با شرایط طبیعی آسیب تیغه ها داراست، آزمون مناسب تری است سپس آزمایش هایی در مورد خواص ضد برش الیاف پارا آرامید، الیاف شیشه و الیاف استیل انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که ترکیب الیاف استیل و پارا آرامید دارای بیشترین مقاومت در برابر برش هستند .[1] تین و همکاران در سال 2010 به بررسی تأثیر الیاف با مغزی آرامید و غلاف پنبه بر مقاومت چاقویی پارچههای بافته شده پرداختند. دراین آزمونها از برج رهایش براساس استاندارد NIJ استفاده شد؛ نتایج نشان داد که تراکم پارچه به طور قابل توجهی بر مقاومت در برابر چاقو موثر است.[2] شوهانگ و همکاران در سال 2013، ساختار مقاومت در برابر اجسام با استفاده از نخهای ساخته شده از الیاف پلی اتیلن با مقاومت فوق العاده زیاد و نخ پلی استر با مقاومت بالا در بافتهای حلقوی تاری را بررسی کردند .[3] وانگ و همکاران در روش تجربی، رفتار شبه استاتیک پارچه بافته شده پوشش دار و بدون پوشش را تحت نفوذ تیغه چاقو آزمودند تا منحنی تنش-کرنش حاصل شود، نتایج تجربی نشان داد که سیستمهای دارای بافتهای سه بعدی به واسطه تراکم و در هم رفتگی بالای الیاف در سطح، مقاومت در برابر نفوذ بالایی دارند .[4]
تجربیات
بهمنظور بررسی خواص مقاومت در برابر برش، نمونههایی از پارچههای تاری و پودی مطابق با مشخصات مندرج در جدول 1 در تراکمهای پودی 18،21 و24 نخ در سانتیمتر با طرح های تافته ، سرژه و ساتین با استفاده از ماشین بافندگی راپیری و تحت شرایط یکسان تولید گردیدند. نمره تمام نخهای مورد استفاده 30/2 انگلیسی بود و در تمام پارچه ها جنس نخ تار پلیاستر/ویسکوز و تراکم تاری 21 نخ در سانتیمتر بود. در این تحقیق از روش تاگوچی برای طراحی آزمایشها استفاده شد.
جدول -1 مشخصات نمونههای مورد آزمایش
جهت انجام آزمون روی نمونههای مذکور ، سه راستای برش طولی و عرضی و اریب و سه وزنه، جهت اعمال نیرو، به وزنهای 600 و 800 و 1000 گرم در نظر گرفته شد. بهمنظور بررسی و انجام آزمون ضد برش بر اساس استاندارد ASTM F1790 فک آزمون مقاومت در برابر برش طراحی و ساخته شد و با نصب آن بر روی دستگاه مقاومت سنج کاردوتک، رفتار نمونههای موردنظر در برابر برش ارزیابی شد. در شکل1 نمایی از دستگاه قابلمشاهده است.
شکل- 1 دستگاه مقاومت سنج به همراه فک برش
نحوه عملکرد این دستگاه بدین ترتیب است که ابتدا یک تیغهی برنده بهعنوان عامل ایجاد برش، روی فک متحرک بالایی نصب میگردد؛ موقعیت صفر دستگاه بهگونهای تنظیم میشود که در نقطهی شروع، وزنهی قرارگرفته روی تیغهی تعادل بتواند نیروی موردنیاز را به پشت تیغهی برش اعمال کند. همچنین در هنگام تنظیم دستگاه باید دقت شود که تیغهی برش بهگونهای بر فک بالایی سوار شود که با موقعیت قرارگیری نمونه پارچه مماس باشد تا ضریب خطای آزمون کاهش یابد. لازم به ذکر است که برای تشخیص لحظهی ایجاد برش یک مدار ساده به دستگاه اضافه شد که با استفاده از خاصیت اتصال فلزات و برقراری جریان الکتریکی و روشن شدن چراغ هشدار، لحظهی برش اعلام میگردید و پس از متوقف کردن فک برش، میزان طول برش از روی نمودار قابلاستخراج بود.
نتایج و بحث
در راستای تحلیل دادههای آزمون با استفاده از نرمافزار MINITAB، نمودارهای لازم، استخراج گردید و بر مبنای فاکتور"دادهی بزرگتر مطلوبتر" تأثیر هر یک از عوامل بررسی شد. نتایج تحقیق به صورت نمودارهای ارائه شده در شکل 2 قابل مشاهده میباشد. نماد L در شکل بیانگر جهت حرکت تیغه در جهت بریدن تارها و نماد T بیانگر برش پودها و D جهت اریب است. همانگونه که دیده می شود با افزایش تراکم، طول برش و مقاومت در برابر برش، کاهش مییابد. بدین ترتیب پارچه با تراکم 18 دارای بیشترین مقاومت در برابر برش است و تراکمهای 21 و 24 به ترتیب بعدازآن قرار میگیرند. تأثیر روند تراکم را میتوان اینگونه تحلیل کرد که چون نخها در پارچه با تراکم کمتر امکان جابجایی بیشتری دارند، هنگام عبور تیغهی برش، نخها سر میخورند و جابجا میشوند؛ بنابراین در فاصله بیشتری بریده میشوند و بدیهی است که مقاومت در برابر برش افزایش مییابد. این مسئله در هنگام انجام آزمون نیز بهوضوح مشهود بود.
همچنین در راستای اریب بیشترین طول برش حاصل گردیده و مقاومت برش در راستای بریدن تارها و سپس پودها به ترتیب در رتبههای بعدی قرار میگیرند. هنگامیکه تیغه در حال بریدن تارهاست، چون تراکم تار بیشتر از پود است، نخها کمتر جابجا میشوند درنتیجه سریعتر برش خورده و متقابلاً مقاومت برشی کمتری دارند. با توجه به کمتر بودن تراکم پودی و طبق توضیحات قبلی، بیشتر بودن مقاومت برشی مشهود است. در راستای اریب، با توجه به اینکه جابجایی نخها بیشینه است، طول برش بیشترین مقدار را دارا است.
