Figure 1: Bamboo Fiber

اخبار و مطالب روز نساجی : نخ و الیاف

الیاف سازگار با محیط زیست در صنعت نساجی، خواص و کاربرد آنها

List of Eco-friendly Fibers in Textile Industry: Properties and Application

تخریب محیط زیست و گرمایش جهانی ناشی از آن ، دو مورد از مهم ترین تهدیدها برای گونه های زنده در این سیاره محسوب می شوند . در هر مقوله ای، صنعتی شدن منجر به بروز مسائل زیست محیطی می گردد . از این رو استفاده از الیاف سازگار با محیط زیست در صنعت نساجی نیز امری ضروری و لازم الاجرا است. در این مقاله به برخی از الیاف سازگار با محیط زیست به همراه خواص و کاربرد ویژه آنها می پردازیم.

لیست الیاف سازگار با محیط زیست:

• الیاف بامبو

• الیاف موز

• الیاف کنف

• الیاف لیوسل

• الیاف رامی

• الیاف پوست ذرت

• الیاف کتان/کتانی

• الیاف جوت یا کنف هندی

• پنبه ارگانیک

• پنبه رنگی

• پشم ارگانیک

• الیاف آلژینات

• پلی لاکتیک اسید

1. الیاف بامبو

بامبو یک لیف لینگو سلولزی است که ترکیب شیمیایی و خواص آن مشابه سایر الیاف سخت مانند جوت و کتان می باشد . این لیف شامل (70-74)٪ سلولز ، (12-14)٪ همی سلولز ، (10-12)٪ لیگنین ، (2-3)٪  مواد استخراجی مانند پروتئین، پکتین و موم می باشد . بامبو یک ماده نساجی زیست تخریب پذیر بازیابی شده از سلولز طبیعی است که سازگار با محیط زیست نیز می باشد. این ماده نه تنها یک لیف پایدار است، بلکه دارای خواص ضد باکتریایی و محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش نیز می باشد ، که آن را به یک ماده اولیه منحصر به فرد سازگار با محیط زیست در قرن بیست و یکم تبدیل کرده است. این ماده به دلیل استحکام کششی، دوام و پایداری ، نه تنها در منسوجات معمولی استفاده می شود، بلکه در مصارف با کارایی بالا مثل کامپوزیت ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد .

1.1. فرآیند تولید الیاف بامبو

دو روش برای تولید الیاف بامبو وجود دارد:

فرآیند شیمیایی

فرآیند مکانیکی

1.1.1. فرآیند تولید به روش ریسندگی تر

Figure 2: Manufacturing process of bamboo fiber by wet spinning

1.1.2. فرآیند تولید در یک چرخه بسته بازیافتی به روش ریسندگی محلول

  Figure 3: Manufacturing process of bamboo fiber by closed loop solvent spinning

1.1.3. فرآیند مکانیکی

پارچه بامبو با استفاده از روش های استخراج غیر سلولزی با بالاترین کیفیت تولید می شود. در مقابل، الیاف چوب خرد شده بامبو با یک آنزیم طبیعی قبل از شستشو و ریسیده شدن به نخ ، پردازش می شوند . پارچه تولید شده با این روش معمولاً به عنوان کتان بامبو شناخته می شود زیرا نخ آن دارای زیردست صاف و یکنواختی است. این عمل پردازش طبیعی لیف طبیعی بامبو نام دارد .

1.2. خواص فیزیکی الیاف بامبو

  خواص      مقادیر
استحکام کششی خشک    (cN/tex) 20-29
استحکام کششی مرطوب    (cN/tex) 15-22
افزایش طول شکستگی خشک    (%) 14-18
چگالی خطی    (gm/cc) 1.32
حفظ رطوبت    (%) 12-13
سطح مقطع    دندانه دار و دارای شکاف ها و سوراخ های میکرو

1.3. کاربرد الیاف بامبو

از این الیاف در تولید جوراب، زیرپوش، تی شرت، لباس شنا، لباس های ساحلی، حوله، لباس خواب، ماسک صورت، نوار بهداشتی، ملحفه، بالش، پوشک بچه، جلیقه ضد گلوله ، رومیزی و پرده و تشک استفاده می شود. همچنین به دلیل خاصیت مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، در پوشاک زنان باردار و کودکان نیز بکار می رود.

2. الیاف موز

گیاه موز نه تنها میوه خوشمزه ای می دهد، بلکه الیاف آن برای کاربردهای نساجی نیز استفاده می شوند . این الیاف پس از برداشت میوه جمع آوری می شوند . تکه های کوچک تنه گیاه موز برای استخراج مکانیکی الیاف و سپس سفید کردن و خشک شدن، تحت فرآیند نرم شدن قرار می گیرند. الیاف به دست آمده ظاهری شبیه ابریشم دارد که به عنوان نخ ابریشم موز شناخته می شوند . در گذشته نزدیک، الیاف موز کاربرد بسیار محدودی برای ساخت اقلامی مانند طناب، حصیر و برخی مواد کامپوزیتی داشت. با افزایش آگاهی زیست محیطی و اهمیت پارچه های سازگار با محیط زیست، این الیاف در زمینه های دیگری مانند پوشاک و اثاثیه منزل نیز کاربرد پیدا کرد .

Figure 4: Banana Fiber

 
2.1. ویژگی ها

الیاف موز ظاهری مشابه الیاف بامبو و الیاف رامی دارد، اما ظرافت و قابلیت ریسیدن آن نسبت به هر دو برتری دارد. سلولز، همی سلولز و لیگنین اجزای شیمیایی لیف موز را تشکیل می دهند.

• استحکام بسیار زیاد
  

•    ازدیاد طول کم
  

•     بسته به روش استخراج و ریسندگی، ظاهری درخشان دارد.
  

•     سبک وزن
  

•     ظرفیت بالایی در جذب رطوبت دارد. رطوبت را با سرعت بیشتری جذب و آزاد می کند.
  

•    زیست تخریب پذیر است و هیچ تاثیر منفی بر زیست محیطی ندارد و به عنوان پارچه ای سازگار محیط زیست شناخته می شود .
  

•    ظرافت آن به طور متوسط 2400 نیوتن متر است.
  

•     می توان آن را به روش های مختلفی ریسید، از جمله ریسندگی رینگ، ریسندگی اپن اند، ریسندگی الیاف طبیعی با دست و ریسندگی نیمه فاستونی و غیره.

2.2. خواص

خواص  مقادیر

استحکام    29.98 گرم در دنیر
ظرافت     17.15
بازیابی رطوبت    13.00٪
ازدیاد طول    6.54
مقاومت کششی    (Mpa) 529-914
چگالی    (Kg/m) 750-950
مدول یانگ    (Gpa) 27-32
مدول یانگ ویژه    (Gpa) 20-24

  2.3. کاربرد ها

الیاف موز در گذشته کاربرد بسیار محدودی داشتند ولی عمدتاً در ساخت طناب، فرش و برخی مواد کامپوزیتی دیگر استفاده می شد. الیاف موز به دلیل ویژگی های مفید ، به عنوان ماده سازگار با محیط زیست شناخته می شود . از آنجا که اهمیت مواد سازگار با محیط زیست افزایش یافته است ،اکنون استفاده از این مواد در صنایع مختلف مانند پوشاک و اثاثیه منزل در حال گسترش می باشد . از قرن 18، در ژاپن برای ساختن لباس های سنتی مانند کیمونو و کامیشیمو (1600-1868) از این الیاف استفاده می شد. مردم ژاپن هنوز از این لباس ها به عنوان لباس تابستانی استفاده می کنند زیرا سبک وزن و پوشیدن آن راحت است. روکش بالش ظریف، کراوات، کیف پول، رومیزی و پرده همگی از الیاف موز ساخته می شوند . فرش های ابریشم ساخته شده از نخ ابریشم موز بسیار مورد توجه و محبوب هستند.

3. الیاف کنف

لیف کنف یکی قوی ترین الیاف طبیعی است که از گیاه شاهدانه به دست می‌آید. این گیاهان به دلیل بیشترین پتانسیل سازگاری با محیط زیست، به سرعت و با تراکم زیاد رشد می کنند بگونه ای که به علف های هرز اجازه رشد نمی دهند . در کشت این گیاهان به سمپاشی یا دفع آفات نیاز نیست. کنف به خاک آسیبی نمی رساند و با نگهداری زمین در شرایط عالی برای محصولات بعدی، پایداری خاک در مدت زمان طولانی را امکان پذیر می کند. الیاف کنف نسبت به الیاف پنبه بلند تر، قوی تر، جاذب رطوبت، عایق و در برابر قارچ ها مقاوم هستند . این یک گونه گیاه بلند با الیاف چوبی طبیعی است.  سی نوع لیف کنف وجود دارد. همه گونه های آن از نظر ظاهر و خواص کلی شبیه یکدیگر هستند، اما فقط آنهایی که دارای استحکام کششی ، ظرافت و درخشندگی بالا هستند از نظر تجاری ارزشمند هستند .


3.1. خواص

خواص    مقادیر

طول لیف (mm)    15-25
قطر لیف (um)    22-25
ظرافت لیف (tex)    0.25-0.52
وزن مخصوص (gm/cm3)    1.47
استحکام کششی (N tex-1)    0.53-0.62
ازدیاد طول شکستگی    3-4

3.2. کاربرد ها

الیاف و نخ های ضخیم کنف به شکل ریسمان، طناب، گونی و برزنت های سنگین بافته می شوند. در ایتالیا از الیاف ظریف کنف برای طراحی داخلی و پارچه های پوشاک استفاده می شود. کنف در ملیله کاری، کلاه، شال، فرش، پوستر و حوله نیز بکار می رود . نخ های رنگی کنف مجارستانی برای قالی‌بافی، زیرانداز، قلاب‌بافی و سایر اقلام صنایع دستی مناسب است. در بافندگی یا قلاب بافی از الیاف 3 لا، 6 لا و 12 لا استفاده می شود. کنف از الیاف کتان و جوت قوی‌تر است، از این رو برای ساخت ریسمان، طناب، کابل، فرش، بوم، طناب کشتی، پارچه بادبانی و غیره ایده‌آل است. کنف آمریکای مرکزی عمدتاً برای طناب استفاده می‌شود. مانیل یک نوع "کنف" از برگ های گیاه آباکا است که بسیار قوی، ریز، سفید و براق است و اگرچه شکننده است، اما برای بافندگی پارچه های ضخیم مناسب است.

4. الیاف لیوسل

این لیف از خمیر چوب زیست تخریب پذیر طی  فرآیندهایی بدون مواد شیمیایی ساخته می شود . حلال‌های غیر سمی در تولید آن پس از استفاده بازیافت می‌شوند و فرآیند تولید با کمترین محصول جانبی انجام می گیرد. با این حال، به نظر می رسد که فرآیند تولید انرژی زیادی مصرف می کند، بنابراین کاملاً پایدار نیست. از این رو می توان آن را با الیاف دیگر ترکیب کرد و پارچه هایی مانند SeaCell  ، Lyocell و  Seaweed ، نشان داده شده در بالا و Hempce ( لیوسل و کنف) ایجاد کرد.

Figure 5: Lyocell fiber

4.1. خواص

خواص    مقادیر

چگالی خطی    1.5
استحکام کششی خشک    5-4.8
استحکام کششی تر    4.2-4.6
ازدیاد طول    10-15
ازدیاد طول مرطوب    10-18
استحکام تر/خشک    55-56
DP    550-600
نگهداری آب    65-70

4.2. کاربرد ها

لیوسل یک لیف پایدار است که از پنبه و کتان بهتر است. تولید لیوسل نسبت به پنبه یا ابریشم مصنوعی گران‌تر است، اما در بسیاری از اقلام روزمره گنجانده شده است. از الیاف کوتاه (استیپل) در اقلام پوشاک مانند جین، چینو، لباس زیر، سایر لباس‌های غیررسمی و حوله‌ها استفاده می‌شود. الیاف فیلامنتی را در مواردی که ظاهر ابریشمی دارند مانند لباس های زنانه و پیراهن های مردانه می توان استفاده کرد . لیوسل را می توان با انواع الیاف دیگر مانند ابریشم، پنبه، ابریشم مصنوعی، پلی استر، کتان، نایلون و پشم ترکیب کرد. لیوسل در پوشاک، مبلمان منزل، منسوجات فنی و منسوجات بی بافت استفاده می شود.

5. الیاف رامی

رامی یک لیف مهم سازگار با محیط زیست و  تجدیدپذیر  می باشد . این لیف بسیار محکم و بادوام است و در حالت مرطوب استحکام آن 8 برابر یا حتی بیشتر نسبت به پنبه افزایش می یابد . رامی یک گیاه گلدار است که می توان آن را تا شش بار در سال، پس از شروع شکوفه دادن گل ها برداشت کرد، یعنی زمانی که الیاف گیاه برای ریسندگی گرفته می شود. رامی در برابر باکتری، کپک و قارچ و همچنین نور، پوسیدگی و حمله حشرات مقاوم است و نیازی به سموم شیمیایی و دفع آفات برای کشت آن نیست.

Figure 6: Ramie fiber (typical ramie plant (a), bunch of ramie fibers (b) and separated ramie fibers (c).

5.1. خواص

•   لیف رامی در برابر میکروب ها و رشد کپک مقاوم است . بسیار جاذب رطوبت بوده و پوشیدن آن به  خصوص در هوای گرم حس راحتی می دهد .

•     دارای خاصیت ضد لک است.
  

•     اسیدهای ضعیف روی آن تاثیری ندارند.
  

•     میل ترکیبی بالایی به رنگرزی دارد.
  

•     استحکام رامی در حالت مرطوب افزایش می‌یابد و برای شستشو به دمای بالا نیاز دارد.

5.2. کاربرد ها

الیاف رامی در  پوشاک، لباس مردانه و زنانه، صنایع کاغذ سازی، لوازم بسته بندی، فرش، نخ خیاطی ، تورهای ماهیگیری، صنعت فیلتراسیون ، اثاثیه منزل، لوله شلنگ آتش نشانی و پارچه چتر نجات استفاده می شود.

6. الیاف ذرت

ساخت پلیمر الیاف ذرت شامل فرآیند تخمیر، تقطیر و پلیمریزاسیون قند ساده گیاهی (دکستروز ذرت) در مقیاس صنعتی است. ابتدا قندها تخمیر می شوند. پس از تخمیر، به پلیمری پر کاربردی به نام پلی لاکتید تبدیل می‌شوند که می‌توانند ریسیده شوند یا به لیف ذرت تبدیل شوند. تولید و استفاده از الیاف ذرت باعث آلودگی کمتر و کاهش گازهای گلخانه ای می شود.

6.1. خواص

•     از الیاف ذرت بهترین ترکیبات الیاف طبیعی یا مصنوعی با روش جدید میتوان تهیه کرد .

•     راحتی، نرمی و استحکام و انعطاف پذیری از ویژگی های این الیاف به شمار می روند.

•     و دارای خاصیت کنترل رطوبت عالی است.

•     در برابر لکه مقاومت بالایی دارد.

•     لیف ذرت نیز به طور طبیعی بدون هیچ گونه افزودنی شیمیایی یا عملیات سطحی در برابر شعله مقاوم است.

•     مقاومت در برابر لکه موجب استفاده این الیاف در تولید فرش های مرغوب برای خانه و لوازم منزل شده است

•     دارای نقطه ذوب 170 درجه سانتی گراد است.

•     تثبیت حرارتی این الیاف در 125-130 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه انجام می شود.

•     پلیمر آن در اثر هیدرولیز تجزیه می شود، به ویژه در حضور محیط های آبی با دمای بالا و قلیایی.

•     کاملا زیست تخریب پذیر، تجزیه پذیر، قابل سوختن (بدون تولید دود خطرناک) و قابل بازیافت است.

6.2. کاربرد ها

الیاف ذرت را می توان هم با پارچه های بافته شده و هم با پارچه های بی بافت استفاده کرد.

نمونه های کاربردی

پوشاک ورزشی: تی شرت های غیررسمی، لباس های پشمی ، شلوار جین، پیراهن، شلوار، لحاف، ژاکت، پیراهن کشی، جوراب بافی و غیره.

منسوجات خانگی: پتو، فرش، بالش، لحاف، تشک، پارچه فروشی و غیره.

منسوجات بی بافت : لوازم بهداشتی و پوشک

کاربردهای صنعتی : ژئو تکستایل ، آگرو تکستایل و غیره

سایر : جوراب های ساخته شده با الیاف ذرت

7. لنپور

این پارچه زیست تخریب پذیر ، حس نرمی ابریشم، زیر دست پشمی و سبکی کتان را می دهد  و از تکه های درخت کاج سفید تهیه می شود . لنپور به دلیل نرمی، ظرفیت جذب و توانایی دفع رطوبت و حفظ حرارت بالا، در میان دیگر الیاف سلولزی متمایز است و شما را در تابستان خنک‌تر و در زمستان گرم‌تر نگه می‌دارد. به خاطر همین دلایل ، به الیاف لنپور لقب «سازگار با محیط زیست» را داده اند .این ماده از چوب ها و ضایعات کشاورزی تهیه شده و از فرایند جنگل زدایی ناشی نمی شود. علاوه بر این، تنها بخش های خاصی از درخت انتخاب می شود. برداشت همزمان با برش معمولی انجام می شود. این امر ، این لیف را به عنوان ماده ارزشمند و منحصر به فرد تبدیل کرده است .

7.1 خواص

این ماده خود مرسریزه است، به این معنی که بدون هیچ گونه آماده سازی یا عملیات قبلی، رنگ را به خوبی جذب می کند  (بازده رنگ 10 تا 20 درصد بیشتر از الیاف مصنوعی است).

لنپور به کاهش رگه های رنگ و یکنواختی در رنگرزی کمک می کند و پس از رنگرزی نرم می شود.
لنپور یک لیف سلولزی فوق العاده خالص (۹۹.۸ درصد خلوص) و زیست تخریب پذیر است.

7.2. کاربرد ها

لنپور در پوشاک ، لباس زیر، جوراب و لوازم خانگی استفاده می شود و گفته می شود که دارای خواص تنظیم کننده حرارت، از بین برنده بو و جاذب رطوبت می باشد .این الیاف در لباس های بافتنی سبک و متوسط، لباس زیر، منسوجات متعامد، جوراب، منسوجات فنی، پارچه های مبلمان، لباس های بدون درز و... استفاده می شود.

8. الیاف Seacell

این لیف از خمیر چوب و جلبک دریایی (جلبک) تهیه می شود . این ماده با انتشار خواص محافظتی و ضد التهابی خود در پوست فعال می شود و در عین حال متابولیسم را نیز افزایش می دهد. بگونه ای که گویا این لباس ها موجودات زنده هستند ! این لیف حاوی ذرات جلبک دریایی میکروسکوپی است که به احیاء سلولی کمک می کند.

8.1. خواص

سریعتر از پنبه عرق را جذب می کند.

خاصیت ضد میکروبی، ضد باکتریایی و کاهش بو

8.2. کاربرد ها

منسوجات خانگی مانند ملحفه، بالش و پتو

لباس خواب و لباس زیر

لباس ورزشی

لباس راحتی

لباس کودک و نوزاد

9. جوت یا کنف هندی

جوت یک لیف پایه بلند، نرم و براق است که می توان از آن نخ های ضخیم و محکم ساخت . الیاف جوت عمدتاً از مواد گیاهی سلولز و لیگنین تشکیل شده اند و به الیاف طلایی / لیف طلایی نیز معروف هستند .الیاف جوت به دلیل ویژگی زیست تخریب پذیر شان در سراسر جهان محبوبیت زیادی به دست آورده اند .

9.1. خواص لیف جوت

•     100% قابل بازیافت و زیست تخریب پذیر و در نتیجه سازگار با محیط زیست است

•    این لیف طبیعی دارای درخشندگی و حالت ابریشمی است

•     این گیاه پس از پنبه، دومین لیف گیاهی مهم و پر کشت است

•     دارای استحکام کششی بالا با قابلیت کشش کم است که به ساخت نخ و پارچه صنعتی با بهترین کیفیت برای بسته بندی کمک می کند.

•     این الیاف طبیعی کاربرد چند منظوره دارند و به عنوان مواد اولیه برای بسته بندی، منسوجات، بخش های غیر نساجی و کشاورزی استفاده می شوند .

•     ساقه جوت دارای حجم بسیار بالایی از سلولز است که می تواند ظرف 4-6 ماه به عمل آید و از این رو می توان در منابع طبیعی جنگل صرفه جویی نمود و نیاز های چوبی پایداری را برآورده کرد .

•     الیاف جوت دارای برخی خواص فیزیکی منحصر به فرد مانند استحکام بالا، حجیم بودن، خاصیت عایق صدا و حرارت، هدایت حرارتی کم، خاصیت آنتی استاتیک و غیره است.

9.2. کاربرد ها

از الیاف جوت در ساخت فرش، پوشاک، کامپوزیت، اثاثیه داخلی، تابلوهای رنگی تزئینی استفاده می شود. منسوجات بی بافت جوت در مدی‌تک، آگروتک، پروتک، ژئوتکستایل و بسیاری از موارد دیگر کاربرد دارند.

10. الیاف گزنه

لیف گزنه از ساقه گیاه گزنه بدست می آید. برای این کار ابتدا گیاه را خشک می کنند و پس از کندن پوست خارجی ، الیاف آن استخراج می شود. سپس در آب می جوشانند و به طور مداوم می کوبند.پارچه گزنه برای پوشیدن کاملاً بی خطر است و در واقع یک پارچه بسیار لوکس و پایدار است.

10.1. خواص الیاف گزنه

•     ظریف تر از کنف

•     سازگارتر با محیط زیست نسبت به پنبه

•     استحکام کششی بسیار زیاد

•     مرغوب

•     نرم و ابریشمی برای پوشیدن

•     ضد قارچ

•     ضد میکروبی

•     به طور طبیعی ضد حریق

•     پایدار

  10.2. موارد کاربرد

•     نخ های سفید محکم ساخته شده از گزنه برای قلاب ماهیگیری و تور مناسب است

•     طناب

•     کاغذ پارچه ای ( نوعی کاغذ ضخیم که برای تکمیل پارچه های پشمی استفاده می شود)

•     در بسیاری از شرکت های مد ایتالیایی استفاده می شود

•    در طول جنگ جهانی اول برای یونیفرم های آلمانی زمانی که پنبه نایاب شده بود استفاده می شد. این الیاف باید آستر شوند وگرنه باعث تحریک پوست می شوند.

•    شلوار جین، کت، پیراهن و لباس 

نتیجه

الیاف سازگار با محیط زیست روز به روز با استقبال بیشتری روبرو می شوند زیرا سازگارتر با محیط زیست و پایدار هستند. آنها به دلیل خواص ذاتی و عالی خود کاربرد های متنوعی را ارائه می دهند

♦ کلمات کلیدی : محیط زیست | انواع نخ  | زیست تخریب پذیر | پروسه تولید الیاف | ماشین آلات نساجی | الیاف گیاهی | الیاف سازگار با محیط زیست | الیاف پروتئین |الیاف پایدار| انواع الیاف | صنعت نساجی

 ♦ منابع مرتبط :

►https://textilelearner.net

.

.

ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید.