بخشی از مقاله
چکیده
زانوبند، کالایی پزشکی است که به منظور درمان یا محافظت از زانو استفاده می شود و از زانو در برابر ضربه و فشار مستقیم محافظت می کند. هدف از این تحقیق، مقایسه رفتار محافظتی پارچه های دوجداره حلقوی پودی با زانوبند های فومی موجود در بازار می باشد. به این منظور، پارچه های دوجداره حلقوی پودی با پنج ساختمان بافت متفاوت تولید شده و رفتار فشارپذیری آن ها با فوم های مورد استفاده در تولید زانوبندها مورد مقایسه قرار گرفت.
نتایج حاصل نشان می دهد که افزایش طول نخ اتصال در پارچه دوجداره و همچنین استفاده از حلقه های نیم بافت در لایه های زمینه پارچه دوجداره موجب کاهش ظرفیت جذب انرژی پارچه می شود. همچنین فوم ها از ظرفیت جذب انرژی بسیار بالاتری در مقایسه با پارچه های دوجداره برخوردار می باشند. علاوه بر این، افزایش طول نخ اتصال و استفاده از حلقه نیم بافت در لایه زمینه موجب کاهش قابلیت ارتجاعی پارچه و کاهش میزان بازگشت پذیری ضخامت پارچه می شود. با توجه به نتایج حاصل می توان گفت که کاهش طول نخ اتصال و استفاده از حلقه های بافت در لایه های زمینه پارچه دوجداره موجب افزایش نقش محافظتی پارچه دوجداره می شود.
-1 مقدمه
زانو یکی از مفاصل بدن است که بیشترین استفاده را دارد و گاهی دچار آسیب دیدگی می شود. زانوبندها نوعی وسیله درمانی اند که با فراهم کردن فشار و گرمای مناسب به بهبود آسیب دیدگی کمک می کنند. گاهی نیز به عنوان محافظ در ورزش استفاده می شوند.[1] اهداف بسیاری برای استفاده از زانو بند وجود دارد و این اهداف بسته به مدل و طرح زانوبند بسیار متفاوت است.
بهطورکلی زانوبندها برای راحتی، پشتیبانی، محافظت و پیشگیری از آسیبدیدگی زانو استفاده میشوند. طراحی زانوبند به عملکرد آن بستگی دارد. انواع مواد و ساختارهای مورد استفاده در زانوبندها عبارتند از نئوپرن، پارچه های حلقوی، فوم ها و پارچه های دوجداره . - Spacer fabrics - پارچه های دوجداره حلقوی ساختار سه بعدی دارند به گونه ای که لایه بالا و پایین آن به صورت جداگانه بافته شده و بصورت همزمان با نخ مونوفیلامنت به هم متصل می شوند.
این پارچه ها را می توان با ماشین حلقوی تاری، ماشین حلقوی پودی، تخت باف یا گرد باف تولید نمود. خواص این پارچه ها را می توان با توجه به مصرف نهایی، با تغییر در نخ و ساختار پارچه در سه لایه رو، زیر و اسپیسر تغییر داد. این پارچه ها عموما در برابر بارگذاری مقاومند. مهمترین مزیتشان این است که سه بخش پارچه بصورت هم زمان و یکپارچه تولید می شود.
بنابراین هزینه ترکیب کردن آنها حذف می شود.[1] پارچه های دوجداره در مقایسه با فوم ها سبک تر بوده و به دلیل نفوذپذیری هوا، بخار آب و انتقال حرارت، شرایط راحت تری برای فرد استفاده کننده از زانوبند فراهم می کنند، لذا این پارچه ها جایگزین خوبی برای فوم ها جهت استفاده در زانوبند ها می باشند.
مطالعات انجام شده توسط لیو و همکارانش 2] و [3 بر روی رفتار فشردگی پارچه های دوجداره حلقوی تاری نشان می دهد که پارامترهای ساختاری پارچه ازجمله زاویه اتصال نخ اسپیسر به زمینه، ظرافت نخ اسپیسر، ضخامت پارچه و طرح بافت لایه زمینه بر روی رفتار فشردگی و کارایی محافظت پارچه دو جداره تاثیر گذار است. پارچه با زاویه تماس کمتر نخ اسپیسر، ضخامت پارچه بیشتر، نخ اسپیسر ظریف تر و سوراخ های بزرگ تر در لایه زمینه سبب جذب انرژی کمتر بیشتر می شود و برعکس.
هدف از این تحقیق، مقایسه رفتار محافظتی پارچه های دوجداره حلقوی پودی با زانوبند های فومی موجود در بازار می باشد. به این منظور، پارچههای دوجداره حلقوی پودی با ساختارهای مختلف تولید شده و رفتار فشارپذیری آنها در مقایسه با فوم ها مورد بررسی قرار گرفته است.
-2 تجربیات
در این تحقیق، پارچه های دوجداره حلقوی پودی با 5 طرح بافت مختلف با ماشین بافندگی تخت باف الکترونیکی اشتول با گیج 7 تولید شدند. نخ زمینه از جنس پنبه 3لا با نمره - tex - 176 و نخ اسپیسر از مونوفیلامنت نایلون 2لا با نمره - tex - 22 انتخاب شد. طبق جدول 1 ، در 4 ساختمان بافت اول، طرح بافت جدارهها یکسان و تنها تفاوت، در فاصله اتصال نخ اتصال به لایههای زمینه یا به عبارت دیگر زاویه قرار گرفتن نخهای اتصال میباشد.
ساختمان بافت پنجم نیز مشابه بافت اول بوده با این تفاوت که در جدارههای بافت پنجم، ترکیب حلقههای بافت و نیمبافت وجود دارد. پس از اتمام بافت، پارچهها به مدت 24 ساعت در حالت استراحت خشک قرار داده شدند. برای مقایسه خاصیت فشارپذیری نمونه های تولید شده با نمونه زانوبند های فومی متداول موجود در بازار، دو نمونه فوم از جنس EVA که نوعی پلی اتیلن همراه با ترکیبات دیگر است، تهیه شد و مورد بررسی قرار گرفت.
پس از تعیین مشخصات ساختمانی نمونهها - جدول - 2، فشارپذیری پارچههای دوجداره و فوم ها طبق استاندارد ASTM P575 با استفاده از دستگاه اینسترون تا فشردگی 50% ضخامت اولیه انجام شد و نمودار فشارپذیری و برگشت از فشار برای نمونه ها رسم گردید - شکل - 2 و شاخص های فشارپذیری شامل WC انرژی فشارپذیری - سطح زیر نمودار فشارپذیری - ، ́ انرژی بازگشت از فشار - سطح زیر نمودار برگشت پذیری از فشار - ، Em انرژی تلف شده - مساحت حلقه بازماند - ، RC جهندگی پارچه - RC = ′ × 100 - و TR بازگشت پذیری ضخامت - TR = T0cT0r × 100 - برای نمونه ها محاسبه گردید.
جدول:1 ساختمان بافت پارچههای دوجداره
با توجه به شکل 2، نمودار فشارپذیری پارچه دو جداره را می توان به 3 ناحیه تقسیم نمود. ناحیه I، ناحیه الاستیک است. در این ناحیه، لایه های بیرونی پارچه به دلیل ساختار شل پارچه فشرده می شوند. با افزایش فشار اعمالی به پارچه، در ناحیه II نخ های اتصال خم می شوند و در نتیجه شیب ناحیه II به صورت غیر خطی افزایش می یابد. با افزایش فشار اعمالی به پارچه، در ناحیه III به دلیل فروپاشی نخ های اتصال در ساختار پارچه و متراکم شدن پارچه، پارچه در برابر فشرده شدن مقاومت می کند و در نتیجه شیب نمودار فشارپذیری در این ناحیه افزایش می یابد.
شکل:2 نمودار فشارپذیری و بازگشت از فشار پارچه 1S
جدول-2 مشخصات پارچههای دوجداره و فوم ها
-3 بحث و نتایج
1؛-3 تحلیل انرژی بازماند - Em -
انرژی بازماند برابر است با اختلاف سطح زیر منحنی های فشارپذیری و بازگشت از فشار. تاثیر طرح بافت پارچه بر انرژی بازماند و مقایسه آن با فوم در شکل3 نشان داده شده است. در پارچه های دوجداره S1 تا S4 که دارای بافت زمینه یکسان هستند و تفاوت آن ها در طول نخ اتصال می باشد، با افزایش طول نخ اتصال، انرژی بازماند کاهش می یابد. با افزایش طول نخ اتصال، مقادیر WC و ́WC کاهش یافته است، اما از آنجایی که کاهش WC بیشتر از ́WC بوده است لذا Em کاهش یافته است.
دلیل این امر این است که با افزایش طول نخ اتصال، زاویه نخ اتصال نسبت به راستای اعمال نیروی فشاری افزایش می یابد در نتیجه نخ اتصال در برابر فشرده شدن مقاومت کمتری از خود نشان داده و پارچه با نیروی کمتری فشرده می شود. در نتیجه انرژی فشرده سازی و بازگشت از فشار و در نتیجه انرژی بازماند کاهش می یابد. مقایسه پارچه S1 و S5 که دارای طول نخ اتصال یکسان می باشند و تفاوت آن ها در طرح بافت لایه زمینه است، نشان می دهد که پارچه S5 دارای انرژی بازماند کمتری در مقایسه با پارچه S1 است.
دلیل این امر این است که در پارچه S5 به دلیل استفاده از حلقه نیم بافت در لایه زمینه، ساختار پارچه زمینه از تراکم کمتری برخوردار است در نتیجه مقاومت پارچه در برابر فشرده شدن کمتر از پارچه S1 می باشد. همچنین فوم ها در مقایسه با پارچه های دوجداره مورد بررسی، از انرژی بازماند بسیار بالاتری برخوردار می باشند. به عبارت دیگر فوم ها در برابر فشرده شدن مقاومت بسیار زیادی در مقایسه با پارچه های دوجداره از خود نشان می دهند
