حساب کاربری

لطفا از حروف a-z,A-Z,0-9 استفاده نمایید - حداقل 5 کاراکتر

حداقل 8 کاراکتر

فروشنده شوید
021-28422975

روش تولید نخ های خاب هایبالک (High Bulk) 

در سال های اخیر، نواوری ها و خلاقیت های ارزشمندی در صنعت فرش ماشینی ایران رخ داده است. یکی از این نوآوری ها، بافتن فرش گل برجسته یا به اختصار فرش برجسته می باشد. بافتن این گونه از فرش ها، در اواسط دهه ۸۰ هـ.ش. آغاز شد. برای برجسته کردن فرش، از نخ های خاب بسیار ضخیم معروف به «هایباک»[۱] از جنس اکریلیک استفاده می شد.نخ هایبالک نخی است که در حرارت مشخص،«جمع شدگی»[۲] زیادی پیدا می کند. یعنی چنان چه نخ هایبالک پس از تولید شدن، به مدت زمان مشخص در دمای معینی باقی بماند، از نظر طول کوتاه و از نظر ضخامت یا قطر، حجیم و پفکی می شود. طبیعی است که در چنین حالتی نمره نخ تغییر محسوسی خواهد نمود (نمره متریک نخ کوچک تر می شود). از این ویژگی نخ های هایبالک در تهیه فرش های برجسته به بهترین شکل استفاده شد.

بر این اساس، در قسمت هایی از فرش که در نظر است تا فروفتگی های سطحی ایجاد شود، از نخ های خاب اکریلیک هایبالک استفاده می شود و تمام قسمت های دیگر فرش از نخ خاب اکریلیک معمولی بافته می شود. در حین بافت فرش و سپس برش فرش رو و زیر به وسیله تیغ برش ماشین بافندگی فرش، هیچ تفاوتی بین قسمت های بافته شده با نخ خابمعمولی و هایبالک مشاهده نمی شود و فرش بافته شده از نظر ارتفاع خاب در قسمت های مختلف آن، کاملاً مسطح، یک دست و هموار می باشد. فرش بافته شده وقتی در قسمت تکمیل وارد دستگاه آهار می شود. در معرض حرارت قرار می گیرد.در چنین شرایطی،نخ های خاب هایبالک در اثر حرارت در خودشان جمع می شوند. در نتیجه فرش در قسمت هایی که با نخ هایبالک بافته شده است، گود می شود و سایر قسمت ها برجسته دیده می شوند.

استفاده از همین تکنیک ساده و تولید فرش های برجسته سبب شد تا بدون افزایش بسیار زیاد هزنیه های تولید، ارزش افزوده بسیار خوبی برای فرش بافته شده ایجاد گردد.بعدها استفاده از نه هایبالک در قسمت های کف ساده یا زمینه طرح فرش (قسمت ساده باف و بدون طرح در نقشه فرش) نیز مروم شد. در این حالت تمام سمت های زمینه طرح فرش ارتفاع خاب کمتری داشت و سایر قسمت های طرح مانند گل ها، بوته ها ، شاخ ها و برگ ها در نقشه فرش به صورت برجسته (با ارتفاع خاب بیشتر) خودنمایی می کردند.

نخ خاب اکریلیک هایبالک کاملاً شبیه نخ اکریلیک معمولی است و تشخیص این دو از روی ظاهر ممکن نیست. در عین حال، این که چا نخ هایبالک دارای ویژگی جمع شوندگی در حرارت می باشد، سؤال مهمی است که پاسخ آن در نحوه تهیه نهفته است. نخ خاب اکریلیک هایبالک مانند نخ اکریلیک معمولی در سیستم ریسندگی نیمه فاستونی تولید می شود. تفاوت این دو در ترکیب الیاف اکریلیک تشکیل دهنده آنها ست. در نخ هایبالک از مخلوط دو نوع الیاف «اکریلیک معمولی»[۳] و الیاف اکریلیک «جمع شونده»[۴] استفاده می شود. الیاف اکریلیک جمع شونده، الیافی هستند که در اثر حرارت یعنی در دمای بالا (حدود ۱۳۰ درجه سانتی گراد) بین ۱۵ تا ۲۵% جمع شدگی پیدا می کنند(طولشان کوتاه می شود).

در ریسندگی ، از این دو نوع لیف (معمولی و جمع شونده) به طور جداگانه فتیله تهیه می شود. در میانه خط ریسندگی نیمه فاستونی یعنی قسمت پاساژ، تعدادی از فتیله های الیاف اکریلیک معمولی با تعدادی از فتیله های الیاف اکریلیک جمع شونده مخلوط می شوند. نسبت مخلوط کاملاً مشخص و از پیش تعیین شده است. فتیله مخلوط به دست آمده،بقیه مراحل ریسندگی را مانند نخ های اکریلیک معمولی طی کرده، تبدیل به نخ می شود . وقتی که نخ مخلوط (یا همان نخ هایبالک) در معرض حرارت قرار می گیرد، الیاف اکریلیک جمع شونده موجود در ساختمان نخ طولشان کوتاه می شود. در این حالت چون طول سایر الیاف کوتاه نمی شود، الیاف جمع شونده به ناچار به قسمت مرکزی (مغز) نخ مهاجرت کرده و الیاف معمولی در اثر کاهش طول الیاف جمع شونده، چروک و موج دار می شوند. این موج دار شدن سبب حجیم و پفکی شدن نخ حاصل می شود. روند تهیه نخ هایبالک و حجیم شدن آن در اثر حرارت به طور شماتیک در شکل (۳-۲۰) آمده است.

[۱] High Bulk Yarn

[۲] Shrinkage

[۳]Regular,Non-shrinkable

[۴] Shrink Fibers,Shrinkable

 

مراحل تولید نخ هایبالک و نحوه حجیم شدن نخ در اثر حرارت

میزان حجیم شدن نخ هایبالک به دو عامل مهم بستگی دارد: درصد الیاف جمع شونده در ترکیب نخ و میزان تاب نخ. در متداول ترین حالت، نسبت الیاف جمع شونده به کل الیاف بین ۴۰ تا ۵۰% می باشد. هرچه مقدار الیاف جمع شونده در نخ بیشتر باش، نخ حجیم تر می شود. در مقابل هرچه میزان تاب نخ بیشتر شود، میزان حجیم شدن نخ کاهش می یابد. این به دلیل فشارهای جانبی ناشی از تاب می باشد که به بدنه نخ وارد می شود و مانع از حجیم و پفکی شدن نخ می شود.

 عملیات حرارتی روی نخ

یکی از روش های بهبود خواص مواد اولیه در صنعت نساجی، انجام عملیات تکمیلی بر روی آنها مانند حرارت دان، رنگرزی کردن، بخار دادن و … می باشد. نخ خاب نیز به عنوان یکی از مواد اولیه تولید فرش می تواند تحت عملیات تکمیلی قرار گیرد. در صنعت فرش ماشینی دو نوع عملیات حرارتی بر روی نخ خاب انجام می شود که عبارتند از : «تثبیت حرارتی»یا «هیت ست کردن»[۱] و «فریز کردن»[۲]. در ادامه نحه انجام هر یک از عملیات تکمیلی ذکر شده به طور مختصر بیان می شود.

تثبیت حرارتی

عملیات تثبیت حرارتی یکی از مهم ترین و تاثیرگذار ترین عملیات حرارتی نخ در صنعت فرش ماشینی است.در واقع، طی این عملیات،ساختار نخ با حرارت دادن به طور غیرقابل بازگشتی تثبیت می شود. نخ تثبیت حرارتی شده باید بلافاصله سرد گردد. به عبارتی،عملیات تثبیت حرارتی هر دو مرحله  حرارت دادن و سرد کردن را شامل می شود.

تثبیت حرارتی نخ نه تنها بر خواص فیزیکی- مکانیکی نخ و فرش بافته شده تاثیر می گذارد، بلکه جلوه بصری فرش را نیز تغییر می دهد. زمانی که درجه حرارت الایف افزایش می یابد و به بالاتر از یک دمای معین (دمای انتقال شیشه ای یا Tg)می رسد، ساختار ریز پلیمر تشکیل دهنده لیف تغییر می کند. از یک طرف در نقاط بی نظم ساختار داخلی لیف، مولکول ها حرکت کرده، جابه جا می شوند و از طرفی بلوری یا کریستالی شدن زنجیرهای پلیمری رخ داده و بلورهای جدیدی به وجود می آیند. بدین ترتیب می توان گفت لیف دارای ساختار جدیدی می شود که در آن نحوه قرار گرفتن زنجیرهای پایمری و میزان بلورینگی تغییر کرده است. حال چنان چه لیف بلافاصله سرد شود، لیف قادر به بازگشت به ساختمان قبلی نخاوهد بود و نظم جدید پلیمر و در نتیجه ساختمان داخلی جدید لیف، به طور دائم بدون تغییر باقی خواهد ماند. از آن جایی که تغییرات ساختاری پلیمری لیف دراثر حرارت فرآیندی زمان بر می باشد، بنابراین می توان گفت مدت زمانی که در آن الیاف تحت عملیات تثبیت حرارتی نگه داشته می شوند، عامل بسیار تاثیر گذار بر ساختار نخ می باشد.

به طور کلی خواص فیزیکی-مکانیکی نخ خاب تثبیت حرارتی (یا تثبیت تاب) شده به عوامل مهمی چون درجه حرارت، کشیدگی نخ، مدت زمان حرارت دادن ، مدت زمان سرد کردن نخ، فشار بخار و همچنین ساختمان شیمیایی نخ بستگی دارد..شاید بتوان گفت مهم ترنی و موثرترین آنها،درجه حرارت و مدت زمان حرارت دادن نخ است.

مهم ترنی دلایل انجام عملیات تثبیت حرارتی برروی نخ های خاب می تواند شامل موارد زیر باشد:

  • «تثبیت تاب»[۳] نخ جهت جلوگیری از باز شدن تاب
  • جلوگیری از کاهش فر و موج نخ و حفظ حالت حجیم و پفکی نخ
  • ثبات ابعادی نخ
  • مقاومت در مقابل فرسایش نخ خاب به هنگام استفاده از فرش
  • بهبود خواص بازگشت پذیری خاب فرش حین بارگذاری (پاخوردن)
  • دانه اناری شدن سطح خاب فرش و در نتیجه وضوح بیشتر نقشه فرش به هنگام مشاهده
  • کاهش میزان پرزدهی فرش های بافته شده از نخ خاب ریسیده شده

نکته ای که در این جا باید به آن توجه داشت آن است که تثبیت حرارتی نخ خاب در فرش های «خاب بریده[۴]»، اهمیت بیشتری از سایر فرش ها دارد.

برای حرارت دادن نخ در عملیات تثبیت حرارتی،از حرارت خشک یا حرارت بخار آب استفاده می شود. تثبیت حرارتی به وسیله هوای داغ یا حرارت خشک  برای نخ های فیلامنتی تهیه شده از الیاف مصنوعی مانند پلی پروپیلن،نایلون و پلی استر استفاده می شود. البته، در برخی موارد برای آن که تثبیت حرارتی نخ های فیلامنت مصنوعی (به ویژه پلی استر و نایلون) در درجه حرارت پایین تری صورت گیرد، از بخار آب نیز استفاده می شود. بخار آب داغ عموماً برای تثبیت حرارتی نه های ریسیده شده به ویژه نخ های پشمی به کار می رود .

از نظر عملیاتی دو روش کلی برای تثبیت نخ وجود دارد:

  • روش «محموله ای(بَچ)»[۵] یا «اتوکلاو»[۶]
  • روش «مداوم»[۷]

در روش  اتوکلاو که یک روش غیرمداوم محسوب می شود، محموله ای از نخ به صورت کلاف و یا بوبین هاس شل پیچی شده به داخل ماشین اتوکلاو منتقل می شود. به دلیل ضخیم بودن نخ های خاب فرش، ابتدا آنها را از روی بوبین باز کرده به وسیله دستگاه کلاف پیچ به صورت کلاف در می آورند و سپس کلاف ها به داخل دستگاه اتوکلاو حمل می شوند. ماشین اتوکلاو شبیه به یک استوانه یا کپسول بزگ افقی (و در مل های جدید شبیه به یک اتاقک مکعبی شکل) است که انتهای آن بسته و ابتدای آن درب بزرگی دارد که پس از حمل نخ به داخل آن بسته می شود (شکل ۳-۲۱). سپس «بخار آب اشباع»[۸] ۱۴۰ درجه سانتی گراد طی مدت زمان معین به داخل اتوکلاو تزریق می شود. پس از پایان عملیات، نخ از داخل ماشین به بیرون منتقل می شود تا کاملاً خنک گردد. با توجه به وجود بخار اشباع، دمای داخل ماشین اتوکلاو به کمک فشار داخل ماشین تنظیم می شود. نخی که به روش اتوکلاو تثبیت تاب یا تثبیت حرارتی می شود،معمولاً حجیم تر و پفکی تر از نخ تثبیت حرارتی شده به روش مداوم است. روش اتوکلاو متداول ترین روش از بین بردن عیب پاملخی یا تاب زنده بودن نخ های ریسیده شده نیز می باشد.

[۱] Heat setting

[۲] Friezing

[۳]Twist setting

[۴] Cut-Pile

[۵] Batch

[۶] Autoclave

[۷] Continouos

[۸] Saturated Steam

 

تصاویری از ماشین اتوکلاو برای تثبیت حرارتی (Heat Setting) یا تثبیت تاب (Twist Setting) انواع نخ

 

در روش مداوم که کمپانی هایی چون Superba  ، Sussen و Power Heat Set مهم ترین سازنده ماشین آلات از این نوع می باشند، فرآیند تثبیت حرارتی نخ یک فرآیند پیوسته می باشد. به عبارت دیگر، نخ ها از یک طرف ماشین تغذیه شده با طی کردن مراحلی در داخل ماشین، از آن طرف ماشین به عنوان نه تثبیت حرارتی شده خارج می شوند. این ماشین ها معمولاً می توانند تا روزانه ۱۰ تن نخ را تثبیت حرارتی (هیت ست) نمایند.

در این ماشین، ابتدا نخ ها از روی بوبین های قفسه تغذیه ماشین (با ظرفیت ۲۴ تا ۷۲ بوبین) باز شده به صورت آزاد و به شکل حلقه های کوچک بر روی نوار نقاله استیل مشبکی،ریخته می شوند . با حرکت نوار نقاله مشبک، ابتدا نخ از یک محفظه کوچک بخار دهی عبور داده می شود. در این محفظه، که به منظور آماده سازی نخ جهت تثبیت حرارتی تعبیه شده و به قسمت «پیش بخار»[۱] معروف است، بخار ۱۰۰ درجه سانتی گراد تحت فشار اتمسفر به نخ زده می شود. سپس با حرکت نوار نقاله به سمت جلو، نخ وارد تونلی به نام «تونل تثبیت حرارتی»[۲] یا «کانال تثبیت»[۳] به طول تقریبی ۹ متر می شود. در این تونل بسته به نوع جنس نخ، بخار اشباع خالص با دمای بین ۱۲۰ تا ۱۵۰ درجه سانتی گراد و تحت فشار بالاتر از اتمسفر به نخ زده می شود. مدت زمان عبور نخ از ابتدا تا انتهای تونل، بستگی به سرعت حرکت نوار نقاله و مدت زمان مورد نیاز بخاردهی هر نوع از نخ ها دارد. این مدت زمان در مورد نخ های پلی پروپیلن بی سی اف، حدود  یک دقیقه است. پس از خروچ نخ ها از تونل و خنک شدن آنها،نخ ها از یکدیگر جدا می شوند. هر نخ در مسیری جداگانه به قسمت پیچش هدایت شده، بر روی یک بوبین مجزا پیچیده می شود.

در برخی مدل های ماشین تثبیت حرارتی، به جای ریخته شدن نخ روی نوار نقاله ، نخ ها پس از باز شدن از روی بوبین های تغذیه ، به صورت کلاف بر روی دو طناب موازی  متحرک چیده می شوند. این دو طناب با حرکت خود به سمت کانال تثبیت، نخ قرار گرفته بر روی خود را به داخل کانال حمل می کنند. کانال تثبیت برخلاف تونل تثبیت حرارتی، طول کوتاه تری (حدود ۲ متر)دارد. در ابتدای ورود نخ به کانال، یک پیش گرمایش با دمای پایین به نخ اعمال شده و سپس در اواسط کانال، نخ تحت بخار اشبتعريال تثبیت حرارتی می شود. هر یک از نخ ها پس از خروج از کانال، بر روی یک بوبین جداگانه پیچیده می شوند.

مدت زمان تثبیت حرارتی نخ در روش های مداوم، در حدود چند دقیقه (پنجاه ثانیه تا دو دقیقه)می باشد که در مقایسه با مدت زمان قرار گرفتننخ در داخل اتوکلاو که گاه به ۳۰ دقیقه نیز می رسد، به مراتب کوتاه تر است. دلیل این امر، چرخشی و در حال  حرکت بودن بخار آب از یک طرف و فشرده نبودن نخ (به صورت بوبین) از طرف دیگر می باشد که سبب می شوند تا بخار آب با سرعت بیشتری به داخل نخ نفوذ کرده،تثبیت حرارتی سریع تر انجام شود.

به طور کلی ماشین های تثبیت حرارتی ماشین های طویلی هستند. طول این ماشین ها،بسته به نوع و کمپانی سازنده ماشین و با احتساب طول قفسه تغذیه و قسمت بوبین پیچی انتهای خط، بین ۲۰ تا ۵۰ متر و عرض آنها حدود ۵ متر می باشد. ماشین های تثبیت حرارتی به دلیل نیاز به بخار آب اشباع، به تجهیزات جانبی مانند بویلر و لوله های انتقال بخار نیاز دارند.

در این جا ذکر این نکته ضروری است که اگر چه روش کلی تثبیت حرارتی نخ در روش مداوم شرح داده شد، لیکن بین مراحل و شرایط تثبیت حرارتی نخ در ماشین های ساخت کمپانی های مختلف تفاوت هایی نیز وجود دارد. شکل (۳-۲۲) تصویر نمونه ای از ماشین های تثبیت حرارتی مداوم با تونل تثبیت حرارتی طویل را نشان می دهد.

[۱] Pre-Steamer

[۲]  Heat-Setting Tunel

[۳] Set Chamber

 

نمونه ای از ماشین تثبیت حرارتی مداوم نخ (Heat Setting)

 

در صنعت فرش ماشینی ایران، عموماً دو نوع نخ خاب فیلامنت پلی پروپیلن  بی سی اف (BCF)  و ریسیده شده اکریلیک تثبیت حرارتی می شود. دلیل تثبیت حرارتی هر یک از این نخ ها با دیگری متفاوت است.

فرش بافته دشه از نخ های خاب پلی پروپیلن خواص بازگشت پذیری ضعیفی دارد. به عبارت دیگر، این نوع از فرش های ماشینی، پس از پاخوردن سفت و سخت می شوند و نخ های خاب آنها پس از فشرده شدن (پاخوردن یا قرار دادن اجسام سنگین روی فرش) به حالت اول برنمی گردند. از این رو نخ پلی پروپیلن بی سی اف را تحت عملیات تثبیت حرارتی قرار می دهند. این عمل سبب می شود تا خواص بازگشت پذیری فرش بافته شده، بهبود یابد و کوبیده شدن (سفت شدن) خاب فرش، دیرتر رخ دهد. در مقابل ، مهم ترین دلایل تثبیت حرارتی نخ های خاب اکریلیک ریسیده شده را می توان تثبیت تاب نخ، کاهش پرزدهی فرش حاصل  و دانه اناری شدن سطح فرش بیان نمود . دانه اناری شدن خاب فرش سبب می شود نقشه فرش واضح تر و زیباتر به نظر برسد. در نتیجه این اقدام، جلوه بصری فرش بهبود یافته و فرش مورد نظر،مشتری پسندتر می شود.

 

منبع :

کتاب فرش ماشینی

تاریخچه،ساختار،مواد اولیه،روش تولید

نویسنده : دکتر منصور دیاری بیدگلی

دانشگاه آزاد اسلامی واحد کاشان

پاییز ۱۳۹۵

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *