تولید نخ های ابرظریف پنبه ای با استفاده از تک رشته پلی استر

 

با استفاده از سامانه ریسندگی رینگ می توان نخ ظریف تولید کرد. در این سامانه ریسندگی،برای دستیابی به ظرافت مدنظر از ناحیه کشش غلتکی 3 بر 3 استفاده می شود. در ناحیه کشش تعداد الیاف در سطح مقطع کاهش یافته و به شکل تعداد تقریباً ثابت از الیاف در طول بلندتر توزیع می شوند. تعداد الیاف در سطح مقطع نخ تعیین کننده مقاومت، یکنواختی، زیردست، ظرفیت عایق بودن، مقدار نخ پارگی و حد ریسندگی الیاف می باشد. بنابراین در حداقل تعداد الیاف در سطح مقطع نخ محدودیت وجود دارد که برای نخ های پنبه ای شانه شده 33 لیف و برای الیاف پنبه ای کارد شده 75 لیف است. از جمله رو ش های تولید نخ هایی با تعداد الیاف کمتر در سطح مقطع نخ را امکانپذیر می¬سازد، استفاده از تغذیه رشته مغزی در بین الیاف کوتاه موجود در نیمچه نخ و تولید نخ مغزی ظریف است.

نخهای مغزی در زیر مجموعه نخ های کامپوزیتی قرار گرفته و دارای دو جزء مجزای رویه  (پوسته) و مغزی هستند .جزء مغزی را اغلب تک رشته یا چندرشته ها تشکیل می دهند، الیاف بریده شده ای که نقش رویه را در نخ مغزی ایفا می کنند این جزء رامی پوشانند. نخ حاصل از این روش تولید به دلیل داشتن مغزی در راستای محور نخ دارای استحکام و ازدیاد طول بیشتر و تاب کمتر نسبت به نخ های مرسوم تک جزئی است، این در حالی است که الیاف موجود در این رویه امکان داشتن خواص فیزیکی مطلوب و ظاهری شبیه به نخ های ریسیده شده معمولی را فراهم می سازد. نخ های مغزی به عنوان نخ دوخت یا نخ پود در بافت پتو، جوراب و پارچه هایی با ظاهر ویژه به کار می روند.
رایج ترین فرایند به کار گرفته شده در پژوهشهای مختلف جهت تولید نخ های مغزی با استفاده از سامانه ماشین ریسندگی رینگ اصلاح شده، فرایند تغذیه بخش مغزی پیش از غلتک جلویی ماشین ریسندگی رینگ -که می تواند نخ رشته ای الاستومری، نخ رشته ای معمولی، نخ بافته شده (textured)، یا نخ از پیش ریسیده شده باشد- و پوشش آن با الیاف رویه حین عملیات ریسندگی میباشد. سامانه های ریسندگی دیگری نیز برای تولید نخ های مغزی وجود دارند که عبارتند از ریسندگی اصطکاکی درف، خودتاب، جت هوا و ریسندگی دورپیچی دوک خالی. در این راستا، می توان به پژوهش های لو و همکارانش اشاره کرد که با استفاده از مغزی  Spandex  و رویه پلی استر، نخ با حداکثر ظرافت 20 انگلیسی تولید کردند.
دانگ و همکارانش با مغزی Spandex و رویه پشم، تولید نخ مغزی با حداکثر ظرافت 8 انگلیسی را انجام دادند. کیم و همکارانش با استفاده از سه نوع مغزی بازالت، آرامید و پلی استر و رویه پنبه، نخ مغزی با حداکثر ظرافت 4، 9 و 2/8 انگلیسی تولید کردند . ماتسوموتو و همکارانش تولید نخ مغزی با بهره گیری از الیاف کوتاه ویسکوز برای هر دو بخش مغزی و رویه را با استفاده از سامانه ریسندگی رینگ گزارش کردند. ویگنسواران و همکارانش با بکارگیری ماشین ریسندگی درف 3 و با استفاده از نخ کنفی برای بخش مغزی و الیاف پنبه برای بخش رویه، نخ مغزی با حداکثر ظرافت 12/2 انگلیسی تولید کردند. گورتلک و همکارانش با استفاده از ماشین ریسندگی جت هوای موراتا و بکارگیری مغزی Spandex و رویه پنبه، نخ مغزی با حداکثر ظرافت 50 انگلیسی تولید کردند.
از بررسی پژوهش های انجام شده در گذشته می توان نتیجه گرفت، بیشتر پژوهشگران تاکنون درصدد تولید نخ های مغزی با ظرافت زیاد نبوده اند و فقط سامانه ریسندگی و خواص نخ های تولیدی را مورد توجه ویژه قرار داده اند. استفاده از الیاف پنبه ای مرغوب که از طول و رسیدگی بیشتری برخوردار باشند، همراه با اعمال کشش هر چه بیشتر به فتیله الیاف برای تهیه نیمچه نخ ظریف و نیز شانه کردن فتیله های پنبه ای از جمله موارد اجتناب ناپذیر در تولید نخ های ظریف هستند.
لذا در این پژوهش تلاش شده است تا با استفاده از نیمچه نخ پنبه ای معمولی با ظرافت نه چندان زیاد و شانه نشده، نخ های ابرظریف پنبه ای از طریق مغزی رشته تهیه شود. بدیهی است، در این حالت افزون بر تولید نخ مغزی دار بسیار ظریف و یکنواخت، بازده ریسندگی افزایش می یابد، به دلیل آنکه نخ پارگی در تولید نخ های ظریف چندان زیاد نیست، و همچنین نخ هایی با خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب به منظور کاربرد در پارچه های بسیار نازک و لطیف تولید می شوند.
در این پژوهش، کیفیت نخ های ابرظریف تولید شده در ماشین رینگ با استفاده از یک تک رشته به عنوان مغزی و نحوه اثر مغزی بر خواص نخ های تولیدی بررسی شده است. بدین منظور، تک رشته ظریف پلی استر به غلتک جلویی سامانه کشش یک ماشین رینگ آزمایشگاهی تغذیه شد تا رشته به شکل مغزی در بین الیاف کوتاه موجود در نیمچه نخ پنبه ای در حال تاب خوردن قرار گیرد. از نیمچه نخ پنبه ای با نمره 1(Ne) برای بخش رویه (پوسته) و از تک رشته پلی استر 20 دنیر برای تشکیل بخش مغزی نخ دوجزئی تولیدی استفاده شد. نخ فاقد مغزی در سه نسبت کشش و نخ دارای مغزی در هشت نسبت کشش تهیه شدند. نیمچه نخ تغذیه شده در ناحیه کشش غلتکی 3 بر 3 دستگاه رینگ برای سه نمونه فاقد مغزی به ترتیب تا 30 ، 40 و 50 برابر (حداکثر مقدار ممکن کشش برای تولید نخ بدون مغزی) و برای هشت نمونه نخ مغزی به ترتیب تا 30 ، 40 ، 50 ، 60 ، 70 ، 80 ، 90 و 100 برابر زیر کشش قرار گرفت.

برای بررســی اثر رشته مغزی بر ســاختار نخ تولیدی نیز با استفاده از میکروسکوپ Projectinaو با بزرگنمایی 250 برابر از نمونه ها عکس تهیه شد که در شکلهای 2و 3نشان داده شده است. نمونه تصاویر نشان داده شده به عنوان نماینده ای از ظاهر نخها ارائه شده و نمایانگر تقارن ساختاری و یکنواختی نخهای تولید شده با استفاده از تک رشته پلی استر به عنوان مغزی در مقایسه با نخ هم نمره آن است که بدون مغزی تهیه شده است.

پس از تولید، نمونه نخهای مدنظر در آزمونهای اندازه گیری مقدار نقاط نایکنواختی، پرزینگی، استحکام و ازدیادطول ونیز خواص ظاهری و ساختاری قرار گرفتند. نتایج نشان داد، با استفاده از تکرشته مغزی امکان تولید نخ پنبهای مغزیدار ابرظریف تا نمره 72 انگلیسی وجود دارد، حال اینکه حداکثر نمره قابل تولید از نخ پنبه ای در حالت بدون مغزی با ماشــین ریسندگی رینگ استفاده شده نمره 50  بوده است. همچنین، استفاده از تکرشته در ساختار نخ ابرظریف تولیــدی موجب بهبود خواص ازدیاد طول، کاهش نقاط نایکنواختی و پرزینگی نخ شده و کاهش استحکام را نیز نسبت به نخ ضخیم پنبهای بدون مغزی به دنبال نداشــته است. بررسیهای میکروسکوپی، ظاهر نخهای تهیه شــده با استفاده از تکرشــته را به شکل یکنواختتر و متقارنتر نســبت به نخهای فاقد مغزی نشــان داده است. در مجموع میتوان با استفاده از تکرشته و تغذیه آن به پشت غلتک تولید ماشین رینگ ریسندگی پنبه  به سادگی نخهای بسیار ظریف با بازده تولید زیاد  و یکنواختی و استحکام برای فرایندهای بافندگی و منسوجاتی ظریفتر با واحد سطحی کمتر تولید کرد. با به کار گیری تک رشته ظریف مغزی  و نیز با استفاده از الیاف پنبه ای معمولی و نیز بدون نیاز به فرایند شانه زدن در مراحل ریسندگی نیمچه نخ، با ماشین ریسندگی رینگ می توان محصولاتی با ظرافت بالا تولید کرد.

ساغر عزیزی، سید منصور بیدکی
یزد، دانشگاه یزد، مجتمع فنی و مهندسی، دانشکده مهندسی نساجی

فصلنامه علوم و فناوری نساجی: دانلود اصل مقاله