بخشی از مقاله
چکیده
تابندگی نخهای فیلامنتی با تاب بالا به دلیل ایجاد تنشن در طول مراحل تابندگی بسیار حائز اهمیت است. کشش نخ در حال تابیدن با شکل بالون و زاویه بالون ارتباط مستقیم دارد و برای ایجاد کمترین کشش در طول فرایند و رسیدن به بهترین زاویه و شکل بالون باید پارامترهای فرایند تحت کنترل باشد. از جمله پارامترهای اثرگذار بر زاویه بالون، کشش دهندههای ساچمهای میباشند که با توجه به اندازه و جایگاه قرارگیری آنها، تأثیر متفاوتی بر بالون و کشش نخ و پایداری تابندگی دارند. در این تحقیق، تلاش شد تا اثر کشش دهندههای ساچمهایبر نخ فیلامنتی کاملاً آرایش یافته - FDY - با تاب 800 مورد بررسی دقیقتر قرار گیرد. نتایج حاکی از آن است که با افزایش وزن و تغییر جایگاه کشش دهندههای ساچمهای، تنشن ایجاد شده در نخ تغییر میکند و مقدار تاب و نمره نخ تابیده شده بدون تغییر باقی میماند. از طرفی، زاویه و شکل بالون متأثیر از انتخاب نوع و تعداد کشش دهنده میباشد.
کلیدواژه- پلیاستر، تابندگی، کشش دهنده، ساچمه، نخ آرایش یافته
مقدمه
فرایند تاب دادن نخ موجب بهبود استحکام و چسبندگی نخ فیلامنتی میشود و نخ را در برابر فشارها و نیروهای تولید شده در فرایند بافندگی محافظت میکند. گونههای مختلفی از تابندگی نظیر تابنده رینگ، تابنده two-for-one و تابنده three-for-one وجود دارد. تابندگی two-for -one - TFO - یک فرایند پیوسته است که لیف به ازای هر چرخش اسپیندل دو بار تابیده میشود - شکل . - 1 لیف پیچیده شده روی بوبین ثابت از واحد کنترل کشش و راهنمای اسپیندل عبور میکند .[1] دستگاه تابنده TFO دارای انواع مختلفی نظیر نوع صفحه آلومینیومی برای تابیدن نخ پنبهای، ظرف محافظ فولاد ضد زنگ برای تابیدن نخ فیلامنت، نوع اسپیندل و نوع فنجانی است .[2]
شکل .1 نمایی از دستگاه تابنده TFO
سرعت چرخش بالای دستگاه TFO سبب ایجاد فرم بالونی در نخ میشود. ارتفاع بالون - h - به فاصله نخ از بالای صفحه تا راهنمای بالون اشاره دارد. پهنای بالون نیز به ضخامت نخ، سرعت اسپیندل - rpm - ، تاب در متر وابسته است و با افزایش این پارامترها افزایش مییابد .[2] اندازه بالون نخهای با دانسیته خطی و کشش نخ متفاوت طی فرایند تابندگی را میتوان با کشش دهنده ساچمهای در ابعاد و وزن مختلف کنترل کرد . کشش در بخش غیرتابیده نیز توسط حلقههای کشش دهنده - واشر - کنترل میشود. کشش دهنده حلقهای میتواند تداخل ایجاد شده در بالون ناشی از نخ باز شده را حذف کند و از ریزش تاب جلوگیری میکند و مانع از مشکلات ایجاد شده ناشی از جدایی فیلامنت میشود. شکل 2، تابنده TFO و کشش دهنده ساچمهای چندبخشی را نشان میدهد. نوع نخ و کشش بالون باید بایکدیگر سازگار باشند به طوری که با توجه به ویژگیهای نخ نظیر استحکام کششی و الاستیسته باید تنظیم شود.
زاویه پیچش نخ دور صفحه چرخان، زاویه تماس یا زاویه تاخیر نامیده میشود. با افزایش کشش، زاویه تاخیر کاهش مییابد. از آنجا که کشش در خروجی صفحه اسپیندل شامل مجموع کشش نخ پرن نتابیده و کشش اضافه شده کشش دهنده است هر گونه تغییر در کشش منجر به تغییر زاویه تاخیر میشود. زمانی که کشش با استفاده از کشش دهنده افزایش مییابدف زاویه تاخیر کاهش خواهد یافت و زمانیکه کشش به گونه ای تنظیم شود که کاهش یابد، زاویه تاخیر بزرگ خواهد شد. لازم به ذکر است که زاویه تاخیر نباید در تمام فرایند کمتر از 30 باشد.
شکل .2 الف - تابنده TFO و ب - جایگاه کشش دهنده ساچمهای
Shintaku و همکاران - 1992 - تئوری بالون و کشش نخ در دستگاه TFO را تجزیه و تحلیل کردند و اثر زاویه صفحه اسپیندل مخروطی روی برخی پارامترها را بررسی کردند. این محققان در سال 1998 نشان دادند که کشش تابندگی باتوجه به مجذور سرعت تاب اسپیندل افزایش مییابد و با افزایش دانسیته خطی و تعداد تاب نخ افزایش مییابد. Park و همکاران - 2006 - در تحقیق خود بروی شناسایی عیب تابندگی TFO دریافتند که هر عیبی سبب نوسان در فرکانسهای متفاوت می-شود.
تجربیات/ تئوری
در این تحقیق از دستگاه تابندگی TFO شرکت DAEWOON کشور کرهجنوبی با صفحه اسپیندل مخروطی با زاویه عمودی 30 درجه برای نخ فیلامنتی و کشش دهنده ساچمهای با چهار جایگاه استفاده شد. نخ مولتی فیلامنت پلیاستر کاملاً کشیده شده FDY با نمره نخ 75 دنیر و متشکل از 36 فیلامنت محصول شرکت البرز نخ ایران به کار برده شد. در این تحقیق از نسبت h/b=12 استفاده شد که در آن h فاصله بالای صفحه تا راهنمای بالون و b شعاع صفحه ذخیره است. سرعت صفحه اسپیندل در 10000 دور بر دقیقه تنظیم شد و مقدار تاب اعمالی به نخ 800 تاب در نظر گرفته شد. سه کشش دهنده ساچمهای برای بررسی اثر تعداد و وزن کشش دهنده روی خواص نخ تابیدهشده در نظر گرفته شد - جدول . - 1
جدول .1 خصوصیات کشش دهنده ساچمهای در دستگاه تابندگی TFO
کشش سنج نخ مدل Yokogawa Denshikiki محصول کشور ژاپن برای تعیین کشش تابندگی استفاده شد. برای تعیین زاویه پیچش حول صفحه ذخیره و شکل بالون از استروبوسکوپ یا چرخش نما مدل Nova-Strobe BBL محصول شرکت Monarch ایالت متحده استفاده شد. این دستگاه اجسام دارای حرکت تکراری را به نظر ساکن یا دارای حرکت آهسته نشان میدهد. به منظور تعیین مقدار تاب نخ از تابسنج Nanotech محصول کشور کرهجنوبی استفاده شد. اندازهگیری در طول نخ 500 میلیمتر و در نیروی اولیه 0/1 گرم بر دنیر انجام شد. برای هر نمونه، متوسط 10 عدد سنجش تاب در نظر گرفته شد. نمره نخ نیز با استفاده از دستگاه کلاف پیچ شرکت Nanotech مدل NA-TO-229 و ترازوی الکترونیکی مدل AND EK-600H محصول کشور ژاپن با دقت 0/01 گرم سنجیده شد. متوسط 10 آزمایش برای هر نمونه ثبت گردید.
بحث و نتایج
تأثیر کشش دهنده ساچمهای بر کشش تاب، زاویه پیچش، نمره تاب و نمره نخ تابیدهشده در جدول 2 نشان داده شده است. نتایج نشان میدهد که نمره نخ بعد از عملیات تاب به دلیل جمعشدگی نخ تابیدهشده افزایش مییابد. دادههای آماری حاکی از آن است که تفاوت معناداری میان نمره نخ تابدار با استفاده از کشش دهندههای ساچمهای متفاوت وجود ندارد.
جدول .2 تأثیر یک عدد کشش دهنده ساچمهای بر کشش، زاویه پیچش و مقدار تاب نخ FDY
زاویه پیچش با بزرگ شدن و سنگین شدن کشش دهنده ساچمهای کاهش مییابد. زاویه پیچش 300 درجه در زمان استفاده از ساچمه کوچک به زاویه 180 درجه در زمان استفاده از ساچمه بزرگ کاهش مییابد. لازم به ذکر است که زاویه پیچش نباید کمتر از 30 درجه باشد. با افزایش وزن کشش دهنده ساچمهای، مشاهده میشود که به جای اینکه نخ از سطح مخروطی خارج شود از صفحه استوانهای خارج میشود - شکل . - 3 با کاهش زاویه پیچش، حالت خروج نخ و شکل بالون تغییر میکند. شکل بالون را میتوان در شکل 4 مشاهده کرد. زمانی که زاویه پیچش کاهش مییابد، شکل بالون کوچک میشود و کشش بالون افزایش مییابد و منجر به پارگی نخ میشود.
دادههای آماری نشان میدهد که کشش تابندگی نخ در زوایای پیچش نشان داده شده در جدول 2 اختلاف معناداری ندارند. این دادهها با نتایج Shintaku و همکاران مطابقت دارد. این محققان نشان داده بودند که کشش تابندگی در زمانی که زاویه پیچش بالاتر از 55-45 درجه باشد ثابت باقی میماند.
کشش تابندگی و زاویه پیچش نخ با افزایش ابعاد کشش دهنده ساچمهای تغییر میکند - جدول 3 و . - 4 برای مثال، افزودن دو کشش دهنده ساچمهای کوچک 4 - گرم - منجر به کاهش زاویه پیچش از 300 درجه به زیر 50 درجه میشود به
