ویژگی‌ های لازم برای ایجاد الیاف

هر الیافی دارای خواص ویژه‌ ای است، که به ما کمک می‌ کند تا تصمیم بگیریم که کدام فیبر خاص باید برای یک نیاز خاص مورد استفاده قرار گیرد. خواص ویژه الیاف، ارزش و مطلوبیت آنها را در کاربرد نهایی افزایش می‌ دهند، اما ویژگی‌ های لازم برای تولید الیاف ضروری نیستند.

استفاده از الیاف به طور گسترده به ۲ کاربرد مختلف تقسیم می‌ شود، یکی لباس یا مصارف خانگی و دیگری استفاده صنعتی است. برای اینکه در هر کدام از این دسته‌ ها استفاده شود، الیاف باید برخی نیاز های خاص را برآورده کند. که آنها عبارتند از:

  • پوشاک آماده/ احتیاجات داخلی
  • سختی: ۳ – ۵ متر نخ بر حسب گرم
  • کشش در حالت خم شدن: ۱۰ تا ۳۵ %
  • بازگشت از حالت کشیدگی: ۱۰۰ % در فشار حداکثر ۵ %
  • ضریب الاستیسیته: ۳۰ – ۶۰ گرم متر نخ بر حسب گرم
  • رطوبت: ۲ تا ۵ %
  • دمای مقاومت صفر (حرارت بیش از حد و نقطه نرم و ذوب شدگی): بالاتر از ۲۱۵ درجه سانتیگراد
  • مقاومت در برابر سایش بالا (بر اساس ساختار بافت پارچه فرق می‌ کند)
  • قابلیت جذب رنگ
  • قابلیت اشتعال کم
  • نا محلول با تورم کم در آب، در اسید های نسبتا قوی و پایه‌ ها و حلال‌ های آلی در دمای اتاق تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد به صورت نرمال
  • سهولت مراقبت
  • سختی: ۷ – ۸ متر نخ بر حسب گرم
  • کشش در حالت خم شدن: ۸ تا ۱۵ درصد
  • ضریب الاستیسیته: ۸۰ متر نخ بر حسب گرم و یا بیشتر ، ۵۰ متر نخ بر حسب گرم/ رطوبت
  • دمای مقاومت صفر: ۲۵۰ ° C یا بالاتر

چندین ویژگی اولیه برای یک ماده پلیمری جهت ایجاد الیاف مناسب وجود دارد. خواص ویژه الیاف، ارزش و مطلوبیت آنها را در کاربرد نهایی مورد نظر افزایش می‌ دهند، اما ویژگی‌ های لازم برای تولید الیاف ضروری نیستند. این خواص ثانویه شامل خصوصیات جذب رطوبت، مقاومت انعطاف الیاف، مقاومت به ساییدگی، ضخامت و تراکم، براقی، مقاومت شیمیایی، ویژگی‌ های حرارتی و اشتعال پذیری است.

برخی ویژگی‌ های اولیه الیاف نساجی عبارتند از:

  • نسبت طول به عرض الیاف،
  • یکنواختی الیاف،
  • استحکام و انعطاف پذیری الیاف،
  • قابلیت گسستگی و کشسانی الیاف، و
  • انسجام الیاف.

گرما به الیاف و پارچه کمک می‌ کند تا کیفیت‌ ویژه‌ ای را در زمان‌ های خاص به دست آورند و در دیگر مواقع نیز می تواند برا آن ها مضر باشد. اما تحت کنترل ویژه، حرارت به الیاف کمک می‌ کند تا ویژگی‌ های زیر را بدست آورند.

  • درجه حرارت نرم، ذوب و یا تجزیه شدن
  • تمایل الیاف و پارچه به کوچک شدن هنگام گرمای ملایم و یا کشیدگی در گرمای بالا و تحت فشار
  • توانایی پارچه در تنظیم گرما
  • توانایی پارچه در عملکرد صحیح در دماهای بالا در یک زمان خاص و یا استفاده مکرر
  • توانایی پارچه در عملکرد صحیح در دمای اتاق (یا کمی دمای پایین‌ تر) بعد از قرار گرفتن در دمای بالا برای یک دوره زمانی مشخص
ادامه مطب

الیاف سیسال ( الیاف برگی )

مفهوم اقتصاد سبز با بهره‌وری انرژی

، ذخایر انرژی تجدید پذیر در محصولات پلیمر، تشویق فرآیندهای صنعتی که انتشار کربن و تولید مواد قابل بازیافت را کاهش می‌دهد، حمایت می‌شود. محبوبیت الیاف های طبیعی بر این حقیقت استوار است که الیاف طبیعی نه تنها برای پوست خوب است، بلکه برای محیط‌زیست نیز مفید می باشد. در حقیقت، رشد یک تن الیاف جوت به کمتر از ۱۰ درصد انرژی مورد استفاده برای تولید پلی پروپیلن، پلیمر پلاستیک نیاز دارد.
پیش از این، سیسال به طور گسترده ای در ریسمان، طناب برای کشتی و نخ قند مورد استفاده قرار می گرفت اما امروزه تنوع محصولات به تدریج افزایش یافته اند، زیرا شرکت ها از سیسال برای تولید کاغذ، پارچه های براق، صفحه دارت، صنایع دستی، ماکرم، فرش، ژئوتکستایل، سیم پیچ هسته و تشک استفاده می کنند. دیگر محصولات سیسال شامل: نخ کابل فولادی به منظور پیچیدن دور اجسام و به طور کلی برای استفاده در صنایع دستی و بافتنی است.
استفاده از سیسال در نساجی غیر بافته شده نیز از اهمیت بسزایی برخوردار است، زیرا سیسال یک عامل تقویت محیط زیست می باشد که جایگزین آزبست و پشم شیشه در مواد کامپوزیت می شود. این به افزایش کارایی الیاف سیسال در صنعت خودرو منجر شده است. استفاده از این الیاف به درجه آن بستگی دارد. سیسال به طور گسترده ای تحت سه درجه رتبه بندی می شود که دارای رتبه های پایین، متوسط و بالا هستند. تولید کنندگان در صنعت کاغذ از این الیاف با درجات پایین تر استفاده می کنند به علت بخش قابل توجهی از همی سلولز و سلولزی که در این نوع الیاف یافت می شود. الیاف با درجات متوسط نیز در صنایع تولید طناب مورد استفاده قرار میگیرد و اغلب برای تولید ریسمان چند لایه برای کشتی، طناب و فیتیله (جهت بسته بندی کاغذ، یونجه، پنبه و غیره) مصرف می شود. این محصولات عمدتا برای اهداف کشاورزی، دریایی و صنعتی استفاده می شوند. کیفیت درجه سوم، انواع مختلفی از سیسال، در صنایع فرش برای تولید نخ ها مورد استفاده قرار می گیرند. در مورد فرش، سیسال به تنهایی یا در ترکیبی با پشم و اکریلیک برای یک محصول لطیف تر استفاده می شود.
الیاف سیسال از فرایند جداسازی لایه ای به دست می آیند. تحت این روند، برگ گیاه سیسال فشرده شده و توسط یک چرخ گردان چرخانده می شود. این دستگاه شامل چاقوهای نازک است، به طوری که بعد از پایان کار تنها الیاف باقی می مانند. قسمت های باقی مانده از برگ با آب مخلوط می شوند. الیاف تزریقی نیز قبل از خشک شدن در گرمای طبیعی یا با جریان مصنوعی هوای گرم، با آب تمیز می شوند. درجه الیاف بر اساس رطوبت تعیین می شود؛ بنابراین خشک شدن مناسب ضروری است. خشک کردن مصنوعی به جای خشک شدن با نور طبیعی خورشید، برای درجات بهتر ترجیح داده می‌شود. پس از خشک شدن، الیاف ها از طریق ماشین به صورت دسته ای طبقه بندی می شوند و بیرون می آیند. فرایند دیگری که برای جدا کردن الیاف از برگ ها استفاده می شود، درمعرض رطوبت قرار دادن است و پس از آن گیاه تجزیه و تحلیل می شود. تحت فرآیند بازیابی، ترکیب عملکردهای باکتری و رطوبت بر پوسیدگی گیاهان اثر می گذارد. این فرایند از بافت های سلولی و مواد چسبنده در اطراف الیاف استفاده می کند تا الیاف ها را از برگ جدا سازد.
الیاف سیسال در مقطع عرضی شامل حدود صدها سلول الیاف است که صاف، نرم و زرد رنگ هستند. ویژگی اصلی این الیاف قدرت بالای آنها است که ظاهری خشن و سخت به آنها می‌دهد. ویژگی‌هایی مثل مقاومت، دوام، توانایی در برابر کشش و مقاومت در برابر زنگ زدگی در آب شور، برخی از دلایلی هستند که در ساخت طناب و چیزهای مشابه استفاده می‌شود.
بافت این نوع الیاف، این اطمینان را به وجود می‌آورد که رنگ‌ها را به راحتی جذب کرده و طیف گسترده ای از رنگ ها را در بین تمام الیاف طبیعی انتقال می دهند. در مقایسه با الیاف آناناس و موز، کامپوزیتهای تقویت‌شده با الیاف پلی استر، به دلیل سفتی بالا، در برابر شکستگی و ترک مقاومت بالایی دارند.
این الیاف بسیار سفت و سخت بوده و دارای حداقل فرسایش و پارگی در برابر پوشیدن طولانی می باشند. با این حال، الیاف سیسال هنوز توسط صنعت پوشاک مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و برای مناطق مرطوب نیز مناسب نیست. برگهای سیسال نیز به دلیل وجود بوراکس طبیعی دارای خاصیت مقاومت در برابر آتش می باشند. سیسال معمولا در صنعت دریایی برای بستن قایق کوچک و حمل کالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین به طور شگفت آوری به عنوان لایه مرکزی کابل ‌های سیمی فولادی موجود در آسانسور استفاده می شود.
در موارد نادر، الیاف سیسال در طول تابستان جایگزین ابریشم می شود. با این حال، روند فشرده سازی و نرم کردن این الیاف ناهموار، زمان بر و هزینه‌ بر است. جهت آماده سازی، این الیاف به درجه بالایی از ضربه و به حالت خمیری و نرم تبدیل کردن برای تولید پارچه نیاز دارد که به اندازه کافی روشن و سبک باشد تا بتوان در گرم ترین شرایط آب و هوایی پوشید. میزان کار و زمان برای تولید این پارچه ساده نشان می دهد که هزینه تولید پارچه به شدت بالا می باشد.
تولید جهانی سیسال ۲۲۳.۰۰۰ تن برآورد شده ‌است. برزیل، منطقه آفریقا شرقی، آسیا (به ویژه چین) بالاترین تولیدکنندگان الیاف سیسال هستند. تحقیق و توسعه پیوسته در استفاده از الیاف سیسال این اطمینان را می دهد که در سالهای آتی استفاده از این الیاف بسیار زیاد خواهد بود. الیاف سیسال یک منبع تجدید پذیر پایدار برای محصولات بافندگی، نایلونی و دارویی است. جایگزین مصنوعی الیاف سیسال، باعث ویرانی محیط‌ زیست شده و موجودیت کره زمین را تهدید می کند. بنابراین، تجدید نظر زیست محیطی سیسال باید مورد بررسی قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که تحولات مثبت در چشم انداز آینده این الیاف طبیعی وجود دارد.

ادامه مطب
الیاف بزرک

الیاف کتان یا بزرک

کتان که برای پوشاک و منسوجات داخلی استفاده می شود،  از الیاف ساقه ای بلند و محکمی به دست می آید که در بخش های خارجی ساقه بزرک شکل می گیرند. کتان یک محصول زراعی چند منظوره است که در سراسر جهان و در آب و هواهای مختلف رشد می کند. ترجمه نام علمی این گیاه، “مفیدترین کتان” است که به چند منظوره بودن آن اشاره دارد. الیاف بزرک در کاربردهای صنعتی مثل کامپوزیت ها، ژئوتکستایل ها، عایق کاری و کاغذهای ویژه مورد استفاده قرار می گیرند. دانه های بزرک سرشار از روغن تخم کتان هستند که کاربرد گسترده ای در رنگ ها، لاک ها، لوازم آرایشی و لینولئوم دارند

کتان که بخاطر راحتی و ظاهر متمایزش ارزشمند است، در صنعت نساجی مورد توجه قرار گرفته است. با افزایش تمایل جهت استفاده از الیاف طبیعی در مصارف مختلف صنعتی می توان امکان تأمین این کاربردها (مصارف) را از منابع سنتی و غیرسنتی کتان توسط الیاف بزرک فراهم کرد.

الیاف بزرک

تاریخچه بزرک و کتان

 

طبق گفته ها، سابقه استفاده از بزرک به ۸۰۰۰ تا ۹۰۰۰ سال پیش، یعنی به ساکنان مناطق ساحلی باستانی دانمارک و ترکیه بر می گردد. با این حال استفاده از بزرک به عنوان پارچه اصلی در مصر باستان به وضوح مستند شده است و بارها به آن اشاره گردیده است. در حالی که بزرک برای اولین بار در مصر پرورش داده شده است، اما گمانه زنی هایی وجود دارد که ممکن است منشا این گیاه به مناطق دیگر (مثلا بین دریای بالتیک و دریای خزر) مرتبط باشد و متعاقبا از طریق چین یا هند به مصر رسیده باشد. سابقه استفاده از کفن های مصری  جهت پیچیدن مومیایی ها به مدت ۷۰۰۰ سال گزارش شده  است. قابل  ذکر است که کتان مرغوب در مقبره توت  عنخ  آمون (Tutankhamun) حدود ۳۵۰۰ سال دوام آورده است. کتان به همراه پشم، الیاف اصلی اروپا در قرون  وسطی و دوره رنسانس بوده اند و به طور گسترده برای پوشاک و کاربردهای دیگر مورد استفاده قرار می گرفتند.

الیاف ساقه ای در قسمت های بیرونی ساقه بین لایه بیرونی پوست و درونی ترین لایه بافت چوبی تولید می شوند. الیاف جدا شده و دسته های الیاف از نظر طولی در زیر میکروسکوپ، سفت و شکننده به نظر می رسند. ساختار ساقه در پوساندن که فرآیند جداسازی بخش های الیافی و غیرالیافی است، از اهمیت خاصی برخوردار است. طول الیاف  با توجه به موقعیت روی ساقه تغییر می کند. دسته های بیضی شکل، کیفیت بالای الیاف را نشان می دهند، در حالیکه دسته هایی که شکل نامنظم دارند، بیانگر کیفیت ضعیف الیاف هستند. لایه کامبیون نازک باعث جداسازی الیاف و هسته بافت ها می شود. این بافت های هسته متشکل از سلول های چوبی هستند که بخش “خرده چوب” تولیدشده در طول فرآیند پاکسازی الیاف را تشکیل می دهند.

الیاف بزرک عمدتاً از سلولز تشکیل شده اند، اما ترکیبات حاوی پکتین ها، همی سلولز و فنولیک هم وجود دارند. در مقایسه با الیاف پنبه ای که حاوی ۹۵ % سلولز هستند، بزرک درصد پایینی از سلولز و درصد بیشتری از پکتین و همی سلولز دارد.

چشم انداز آینده

کتان در حدود ۲ الی ۳ درصد از بازار منسوجات مصرفی را به خود اختصاص داده است، در حالیکه سهم پنبه از این بازار در حدود ۶۵ درصد است. با این حال به خاطر راحتی، فرم پارچه و ظاهر منحصر به فردی که کتان دارد، سهم آن در بازار همچنان ادامه خواهد داشت. صنعت مد به احتمال زیاد به تعیین یک حالت تناوبی در استفاده و ارزش از الیاف کتان و بزرک برای منسوجات ادامه خواهد داد و بر این موضوع نیز تأکید می کند. ترکیبات بزرک و پنبه هر دو به عنوان ترکیبات درونی و بزرک استفاده شده به عنوان نخ های تار به محبوب شدن در ایالات متحده همچنان ادامه خواهند داد که یک مسئله مهم تلقی می گردد.
احتمال می رود که بیش ترین ارزش نهایی الیاف کتان در آینده به عنوان الیاف پنبه ای برای منسوجات متمایز و به  عنوان الیاف صنعتی برای مواد بدون بافت و کامپوزیتی ایجاد گردد. الیاف پنبه ای کتان با پنبه و الیاف دیگر در منسوجات ترکیب می شود و در تجهیزات پیشرفته و کارآمد ریسندگی استیپل کوتاه، به نخ  ریسیده می گردد.
ایجاد پنبه از طریق کتان به روش های متفاوتی از فرآوری کتان متداول بلند نیاز دارد و هرگونه فرآیند جدید پوساندن باید مزایای این موقعیت را در نظر گیرد. بزرک و دیگر الیاف طبیعی برای کامپوزیت های تقویت شده نیازمند خواهند بود و جایگزینی الیاف شیشه ای با بزرک، صرفه جویی های زیادی را در هزینه های انرژی امکان پذیر می سازد. همچنین این الیاف مزایایی را در محیط زیست از طریق قابلیت تجزیه زیستی فراهم می کنند و فرصت هایی را برای محصولات زراعی جدید در کشاورزی ارائه می دهند.
برای بهبود کیفیت و سازگاری الیاف بزرک جهت توسعه کاربرد الیاف کتان به روش های شیمیایی یا پوساندن آنزیم از نظر تجاری نیاز خواهد بود. اگر چنین روش هایی مقرون  به  صرفه باشند، می توانند تولید را فراتر از مناطقی که در حال حاضر آب و هوای آن باعث محدود کردن پوساندن با شبنم شده اند، گسترش دهند. موقعیتی که آنزیم ها به خواص مناسب برای کاربردهای ویژه اعمال می کنند نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. پوساندن بهبود یافته ممکن است مقادیر زیادی از مزایای دانه کتان را به عنوان محصولی از صنعت تخم بزرک موجود در اروپا و آمریکای شمالی در نظر بگیرد.

ادامه مطب