nasajan.org

انواع مدول و كاربرد آن در صنايع نساجي

مدول الاستیک (Elastic modulus)

مدول الاستیک یا مدول الاستیسیتهmodulus of elasticity ، یک تعریف ریاضی است از تمایل ذاتی اجسام برای تغییر شکل الاستیک ( غیر دائمی) زمانی که نیرویی به آن وارد می شود. مدول الاستیک به صورت فیزیکی برابر شیب منحنی تنش کرنش در ناحیه تغییر شکل الاستیک می باشد.

به طوری که λ مدول الاستیک می باشد و همچنین واحد آن همان واحد تنش می باشد.

بر اساس چگونگی اعمال تنش و کرنش انواع مدول الاستیک تعریف می شود. که در قسمت زیربه سه نمونه از مهم ترین آنهااشاره می کنیم:

مدول یانگ Young Modulus: که الاستیسیته کششی را شرح می دهد و تمایل جسم به تغییر شکل در راستایی که نیرو وارد می شود را توصیف می کند. اغلب به عنوان حالت ساده از مدول الاستیک به کار می رود.

مدول برشیShear Modulus: یا مدول سختی( rigidity) تمایل جسم به برش (تغییر شکل در حجم ثابت) در برابر نیروی وارد بر آن است ( تغییر شکل در حجم ثابت )، مدول برشی زیر شاخه ای از ویسکوزیته می باشد.

مدول حجمی(k) Bulk Modulus: که الاستیسیته حجمی را توصیف می نماید، یا تمایل جسم را به تغییر شکل در تمام جهات را زمانی که نیرویی ثابت در تمام جهات وارد می شود؛ این پارامتر تنش حجمی را بر کرنش حجمی تعریف می کند. و این عکس فشار پذیری است. مدول حجمی، حالت سه بعدی مدول یانگ را توصیف می نماید.

مدول یانگ Young Modulus

در مکانیک جامدات، مدول یانگ را به عنوان مدول کششی tensile elasticity می شناسند، که معیاری از سختی مواد الاستیک همسانگرد( ایزوتروپیک) isotropic می باشد. مدول یانگ به عنوان نسبت تنش تک محوری بر کرنش تک محوری در محدوده قانون هوک تعریف می شود.

این نسبت می تواند به صورت تجربی از شیب منحنی تنش-کرنش طی آزمایش کشش بر روی نمونه به دست آید.

به طور معمول و نه دقیق، مدول الاستیک یا مدول الاستیسیته نیز نامیده می شود، زیرا مدول یانگ معمول ترین مدول الاستیک می باشد، به هر حال دیگر مدول های الاستیک عبارت اند از: مدول حجمی و مدول برشی.

واحد: مدول یانگ نسبت تنش که بر حسب پاسکال می باشد، بر کرنش که بی بعد است می باشد؛ بنابراین مدول یانگ همان واحد تنش را داراست.

کاربرد:

مدول یانگ این اجازه را می دهد تا رفتار یک تیر ساخته شده از مواد الاستیک ایزوتروپ تحت نیروی کششی یا فشاری محاسبه شود. به عنوان مثال، می تواند برای پیش بینی مقدار ازدیاد طول میله تحت کشش و یا کمانش آن تحت فشار، استفاده شود. بیشتر محاسبات نیاز به اطلاع از دیگر خصوصیات ماده همچون، مدول برشی، دانسیته و نسبت پواسون دارد.

خطی و غیر خطی:

برای بیشتر مواد، مدول یانگ اساسا در یک بازه کرنش، ثابت است. این مواد خطی نامیده می شوند و از قانون هوک تبعیت می کنند. مثال هایی برای مواد خطی می توان به فولاد، الیاف کربن اشاره کرد و موادی همچون شیشه، لاستیک و خاک مواد غیر خطی نامیده می شوند.

مواد جهت دار:

مدول یانگ همواره در جهات مختلف یک ماده یکسان نیست. بیشتر فلزات و سرامیک ها، به همراه بسیاری دیگر از مواد، ایزوتروپ می باشند( همسانگرد)؛ خصوصیات مکانیکی این مواد در تمام جهات یکسان است. به هر حال، فلزات و سرامیک ها با یک خلوص مشخص تولید می شوند و فلزات اماده سازی مکانیک می شوند تا ساختار بلوری جهتی خویش را به دست آورند. این مواد غیرایزوتروپ می شوند

و مدول یامگ می تواند تغییر کند برحسب جهت نیروی وارده به آن. غیر ایزوتروپی را می توان به راحتی در کامپوزیت ها دید. به طور مثال، الیاف کربن مدول بسیار بالاتری نشان می دهند زمانی که نیرو موازی الیاف وارد میشود در مقابل نیروی وارد در جهت عمود.

سختیStiffness

تعریف:

سختی ،k، یک جسم معیاری است از مقاومتی که در یک جسم الاستیک در برابر تغییر شکل رخ می دهد( خمش، کشش و یا فشرده شدن).

طوری که P نیروی ثابت وارد شده بر جسم است و δ جابجایی ایجاد شده بر اثر نیروی وارد شده ( به عنوان مثال، تغییر شکل یک تیر، یا تغییر در طول یک فنر کشیده شده ) در سیستم ISI واحد سختی بر حسب نیوتن بر متر گزارش می شود.

هر دوی نیرو و جابجایی، بردار می باشند، در واقع ارتباط این دو توسط ماتریس سختی ایجاد می شود.

البته سختی پیچشی نیز همچون سختی می باشد با این تفاوت که به جای نیرو کوپل پیچشی و به جای جابجایی، تغییر زاویه استفاده می شود.

ارتباط با الاستیستی:

در واقع، مدول الاستیک همان سختی نیست. مدول الاستیک یک خصوصیت از مواد تشکیل دهنده می باشد؛ در حالی که سختی یک خصوصیت از مواد صلب می باشد. بنابراین، مدول جز خواص شدتی مواد است؛ سختی ، به عبارت دیگر خواص مقداری مواد صلب است که به ماده و شکل و شرایط مرزی آن وابسته است. ( خواص شدتی به خصوصیاتی گفته می شود که به مقدار و اندازه ماده وابسته نیست، در حالی که خواص مقداری مواد به مقدار و اندازه ماده وابسته است ). به طور مثال، برای یک المانی که تحت کشش و یا فشار است، سختی محوری آن عبارت است از:

می باشد که A سطح مقطع، E مدول الاستیک ( مدول یانگ ) و L طول المان است.

در حالت خاص کشش یا فشار بدون قید تک محوری، مدول یانگ می تواند به عنوان معیاری از سختی یک ماده فرض شود.

موارد استفاده در مهندسی:

سختی یک ساختار به عنوان مهم ترین اصل در بسیاری از موارد کاربرد مهندسی به شمار می آید، بنابراین مدول الاستیسیته اغلب به عنوان اصلی ترین خصوصیات ماده در زمان انتخاب مورد بحث قرار می گیرد. یک مدول الاستیسیته بالا مطلوب است زمانی که تغییر شکل ماده نامطلوب است، در حالی که یک مدول الاستیسیته پایین زمانی که انعطاف پذیری ماده مورد نیاز است، مطلوب می باشد.

موارد کاربرد در نخ

1- مدول یانگ Young Modulus

همانطور که می دانیم، نخ به علت دارا بودن ساختمانی پیچیده و هم چنین تقسیم بندی این ساختمان جز مواد گسسته و نیز به علت رفتار غیر الاستیک الیاف تشکیل دهنده آن، بررسی و مطالعه مکانیکی آن بسیار مشکل است.

همانطور که در بخش قبل صحبت شد، مدول یانگ به عنوان اصلی ترین خصوصیت ماده مورد بررسی قرار می گیرد. همانطور که اشاره شد مدول یانگ برای مواد الاستیک به شیب اولیه منحنی تنش- کرنش اطلاق می شود، این در حالی است که رفتار نخ در این بخش ابتدایی نیز غیر خطی است، که در بسیاری از مطالعات خطی فرض می شود.

در نخ مدول یانگ در ابتدا به مدول یانگ خود الیاف وابسته است و در نخ ایده ال به شبب تاب وارده هندسه ساختار نیز بر این ارتباط اثر گذار خواهد بود.

2- سختیStiffness

در بیشتر موارد می توان به جای سختی از rigidity نیز استفاده نمود که از ضرب ممان اینرسی( و خصوصیتی هندسی دیگر) در مدول یانگ یا مدول برشی به دست آید، در این جا نیز برای نخ قسمت هندسی مربوط به هندسه ساختار و نحوه قرار گیری الیاف در ساختمان نخ می باشد و بخش دوم نیز مربوط به جنس الیاف وابسته است.

www.nasajan.org

صنعت نساجی شامل تمام مراحل تولید الیاف ، تبدیل الیاف به نخ، تبدیل نخ به پارچه و همچنین شامل فرآیندهای تکمیلی انجام شده بر روی پارچه مانند رنگرزی و چاپ می‌شود. اگرچه صنعت نساجی در ابتدا تنها محدود به تولید نخ بود ولی به مرور زمان همه انواع پوشاک را شامل شد. این صنعت در کشورهای مختلف جهان رونق دارد و در ایران پس از صنعت نفت، بزرگ ترین صنعت محسوب می شود.

www.nasajan.org

تاریخچه

صنعت نساجی از قدیمی‌ترین صنایع بشری محسوب می‌شود چرا که نیاز به لباس و پوشاک بعد از نیاز به غذا و مسکن از نیازهای اولیه انسان به شمار می‌آید. نشانه‌هایی از بافندگی و نساجی مربوط به دوران پارینه‌سنگی به دست آمده است. نشانه‌های ضعیفی در موراوی پیدا شده است. نشانه‌های مشخصی از بافندگی در دوران نوسنگی در سوئیس پیدا شده است.

«در حدود پنج هزار سال پیش از میلاد مردم غارنشین فلات ایران بر اثر تغییراتی که از لحاظ آب و هوا و تشکیل مزارع و چمنزارها به وجود آمد به دشت‌ها روی آوردند و زندگی تازه‌ای را آغاز کردند و در تمدن آن‌ها نسبت به دوران‌های پیشین پیشرفت بیشتری دیده شد. قدیمی‌ترین مردم دشت‌نشین، مردم محل سیلک (Sialk) نزدیک کاشان بودند که آثار زندگی ایشان را در آن‌جا به دست آورده‌اند. ..... چون در همین محل مقداری دوک‌های سنگی و گِلین به دست آورده‌اند تصور می‌رود که مردم آن زمان با صنعت نساجی آشنایی داشته‌اند.»

صنعت نساجی در جریان انقلاب صنعتی رشد چشمگیری داشت.

www.nasajan.org

تاریخچه صنعت نساجی در ایران

برای اگاهی از تاریخ پیدایش صنعت ریسندگی و بافندگی بایستی به همراه باستانشناسان و محققین به درون غارها برویم و از روی اثار بازمانده از قرون و اعصار پیشین و بازیافته های باستانی به واقعیتها و اطلاعاتی دست یابیم . اما افسانه های ملی ایران نیز با همه ابهام و ایهامی که دارند حقایقی را نیز به ما منتقل می کنند. شواهد و قراین موجود حاکی از ان است که صنعت نساجی در حدود ۳۰۰۰سال قبل از میلاد مسیح در ایران شروع شده و نشانه های مربوط به ان ضمن کاوشهای باستان شناسی در شوش به دست امده است. تا زمان روی کار مغولان نساجی همیشه یکی از صنایع پر رونق ایران بوده وبه علت پر مصرف بودنش در همه ادوار تلاش شده است تا کشور ما در زمینه تولید ان حالتی خود کفا داشته باشد و افزون بر این اسناد ومدارکی که موجود است ثابت می کند که در مقطعهایی از تاریخ منسوجات ایرانی جنبه صادراتی قوی هم داشته و قدرتمندان از هر وسیله ای بهره میگرفتند تا صنعت نساجی را رونق بخشند .

پس از حمله مغولان به ایران؛ همپای تغییرات متعددی که در زندگی ایرانیان به وجود امد به دلیل انکه مغولان خراج گذار دولت چین شمالی بودند و اصرار به رواج کالا های چینی در متصرفات خود داشتند منسوجات چینی در ایران رایج شد.به دلیل تنوع رنگ و ارزان بودن قیمت پارچه های چینی مصرف کنندگان استقبال خوبی از انها به عمل اوردند.تولید کنندگان داخلی نیز به جای انکه به بهبود کیفیت تولیدات محصولات خود بپردازند شروع به پایین اوردن قیمت تولیدات خود کردند تا بتوانند از نظر قیمت با بازار انها به رقابت بپردازند و عده ای نیز خواسته یا نا خواسته از گردونه تولید ورقابت خارج شدند.پس از به قدرت رسیدن صفویان با وجودی که تلاش هی گسترده ای برای احیای صنعت نساجی شد.اما به دلیل تغییر روحیه مصرف تولیدات بیشتر به پارچه های گران قیمت نظیر زری،مخمل و پارچه های ابریشمی گران قیمت منحصر شد و کماکان باتوجه به تلاشی که دولت صفویه در جهت گسترش تجارت خارجی داشت پارچه های ارزا قیمت مورد نیاز طبقات عادی اجتماع توسط بازرگانان خارجی از کشورهای دیگر وارد می شد.
در سالهای بعد از سقوط دولت صفویه،کریم خان زند هنگام فرمانروایی خود به فکر احیای صنایع بومی وسنتی کشور ،ازجمله نساجی افتاد و در این رابطه کوشید تا بر خلاف پیشینیان خود که عادت به لباس های تجملی داشتند لباسهای بسیار ساده بپوشد .در دوران بعد از کریمخان زند که امیرکبیر پای بر عرصه مدیریت کشور نهاد ،برحسب معاهده تجارتی که با سایر کشورها بسته شده بود از امدن اجناس انها به ایران جلوگیری نکرد.ولی در عین حال جنس خارجی را مردود می دانست و متاع ولباس مملکت خود را برتن می کرد.قبل از امیرکبیر،لباس سربازها از ماهوت انگلیسی تهیه می شد ولی برای تعالی رشد و توسعه داخلی دستور داد که لباس نظامیان از چوفای پشمین مازندران تهیه شود. در زمان امیرکبیر شالهای دستی کرمانی به قدری عالی بافته می شد که با شالهای کشمیری رقابت میکرد.در ان زمان سردوشی های نظامیان را از اتریش می اوردند،که یک روز یک سردوش زیبا توسط یک خانم به نام بانو خورشید دوخته شد به قصر امیر رسد و ایشان ان را پسندیدند و ان را مورد نشویق قرار دادند واعلام کردند که امتیاز تهیه سردوش را به مدت۵سال به این خانم واگذار نمایند.وی دستور داد برای او کارگاه و ابزار کار ایجاد شود و شاگردان زیاد در خدمت او بگمارند تا سردوشی های مورد نیاز ارتش را تهیه کند.در زمینه نساجی کارهای بسیاربزرگی انجام داد که از ان جمله ایجاد صنایع نوین در ایران بوده است در زمینه نساجی یک کارخانه بزرگ نخریسی و یک کارخانه بزرگ چلواربافی در تهران و چند کارخانه حریر بافی در کاشان و یک کارخانه ریسندگی در ساری راه انداری نمود.
زمانی که سیدداوود جان برای استخدام تعدادی معلم به اتریش رفته بود،خطاب به وی نامه ای نوشت:ماهوت زیاد به مصرف لباس های ایرانی می رسد ولازم است که ماهوتسازی را از اهالی اینجا یاد بگیرند تا این صنعت در ایران نیز مستحکم شود و جایگاه خودش را پیدا کند.لذا۲نفرماهوت ساز بسیار ماهر که ماهوت بسیار خوب بسازند معرفی شوند و نمونه ای نیز از اسباب و الات کارخانه ماهوت سازی را با خود بیاورند که اینجا ساخته شده و مشغول ماهوت سازی می شوند .
امیر در این دوران دستور داد به جای شال کشمیری که سود حاصله به جیب دیگران عاید می شود شالی ببافند که منصوب به امیر نمایند واهل کرمان شالی بافتند که قیمت ان به طاقه ای یکصدوشصت تومان رسید و طاقه شال معمول ومتداول چیزی درحدود سی یا چهل تومان قیمت داشت.
زمامداری امیرکبیر بسیار اندک وکوتاه بود،که این مساله باعث شد نه تنها راه او ناتمام ماند بلکه انچه رشنه بود نیز پنبه شد .چرا که بعد از رحلت امیرکبیر دیگر به ان ترتیب کار نمی کردند وشال نمی بافتند. این مساله باعث شد که سیل واردات منسوجات به طرف بازارها سرازیر شود و برای انکه حداقل توانسته باشند حمایتی از صنعت نساجی داخلی داشته باشد.،در جلسه مجلس شورای ملی طرحی اریه شد که در ان کارمندان دولت موظف شدند هر چه برای لباس خود تهیه می نمایند از منسوجات و مصنوعات داخلی و وطنی باشد. در مساعی این طرح استفاده از منسوجات داخلی برای دوخت لباس نظامیان کارکنان شهرداری و دانش اموزان مدارس به مرحله اجرا گذاشته شد این طرح طی سالهای متمادی و تاسال۱۳۳۷نیز ضعف وقوت داشت اما پس از سال۱۳۴۲حمایت از صنایع داخلی بطور کل به دست فراموشی سپرده شد و اگرچه تلاشها و کوشش هایی در این رابطه به عمل امد تا شعار ایرانی جنس ایرانی بخر را بر سرزبانها بیاندازند اما حرکت حالتی فرمایشی و مقطعی داشت و انچنان که لازم بود از ان پیگیری به عمل نیامد لذا نتایج محسوسی از این طرح به دست نیامد.در کتاب معروف ایران از اغاز تا اسلام به تالیف پروفسور گیریشمن دانشمند وایران شناس معروف،ابراز شده است تاریخ هجاری نقوشی که به۳۰۰۰سال قبل از نیلاد مسیح می رسد وپادشاه لولوبی که یکی از حکام بخر ایران بوده است با لباس کوتاه بر تن و کلاهی مدور برسر نشان میدهد،به این معناست که در ان زمان از پیدایش فن ریسندگی و بافندگی زمانی دراز شاید چیزی حدود چند هزار سال گذشته بود. بی شک بافته های اولیه به صورت شالی بردوش افکنده می شد و با بند یا چیزی شبیه طناب در ناحیه کمر بسته می شد کما اینکه هم اکنون هم در بیت قبایل غیرمتمدن و بدوی افریقا تنپوشی به همین شکل رواج دارد که عموما یک اندازه و یک شکل است و دوخت در ان نقش عمده ای ندارد . همچنین وجود پرز و شرابه بر لباس مذکور نشان می دهد که تنوع در بافت پارچه و تفکیک پارچه به نوع پشمی وغیر پشمی وهمچنین به کارگرفتن تزیینات مخصوص (شرابعه) در ان زمین معمول بوده است به همین جهت کاملا می توان پذیرفت که صنعت نساجی و پوشاک در ان محدوده زمانی،عمد نسبتا جوانی را پشت سر گذاشته و به مرحل کمال رسیده بود.بلاخص کوتاهی و بلندی لباس ها را می توان به عنوان نوعی مد اختصتصی پذیرفت و همین مساله نیز به نوبه خود گویای واقعیت تکامل در امر بافندگی پوشاک است . با همه این تفاسیر می توان نتیجه گرفت که که اغاز کار ریسندگی و بافندگی در ایران به حدود هشت تا ده هزارسال قبل از میلاد مسیح بر می گردد.
همچنین میتوان به کشفیات سیلک بر روی ظروف گلی بدست امده که تصویر پروفسور گیریشمن قدمت انرا به پیش زا قرن هشتم قبل از میلاد مسیح تخمین می زند.در مورد تصویر انسان نقش شده بر روی ظروف گلی پیدا شده ودر سیلک در کتاب ایران از اغاز تا اسلام توضیحاتی داده شده است،که تصویر انسان بر روی ظروف گلی قدیمی تر از یونان است که نیم رخ انسانی را در قرن هشتم قبل از میلاد نشان می دهد.این دانشمند در تعریف نقوش حک شده بر روی ظروف گلی سیلک می نویسد :در ظروف سیلک تصاویری از مردان که پیاده می جنگند و دارای کلاه خود و نیم تنه کوتاه وچسبان هستند نقش شده و همچنین بر روی یک مهراستوانه ای نیز تصویر جنگاوری بر پشت اسب منقوش است کهبا غولی می جنگد.وکفشهای نوک بر گشته پوشیده است.
دانشمند دیگر ایران شناس بنام رنه گووسه نیز بیان می کند که لباس های مردم اولیه ایران بیشتراز مجسمهایی شناخته می شود که در حفاری های مختلف پیدا شده ونوع لباس را مشخص کرده است.قدیمیترین مجسمه ی انسانی در فلات ایران پیدا شده است،این مجسمه کوچک بوده و متعلق به ۴۲۰۰سال قبل از میلاد مسیح می باشد لباس این مجسمهدر کاشان به دست امده است.این لباس از پارچه ای است که به صورت لنگ و کمر بسته شده است.وجوداین پارچه خود دلیل ان است که ساکنین ان روزگار فلات ایران از پوست حیوانات به طور طبیعی استفاده نمی کردند بلکه از پشم پارچه هایی می بافتند .
در غار کمربندی در نزدیکی بهشهر (مازندران)وسایلی بدست امده است که قدمت ان به چیزی حدود ۶۰۰۰هزار سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد این وسایل نشان می دهد که ریسندگی نخ از پشم گوسفند و موی بز در ان زمان متداول بوده است .
اولین پارچه ی بافته شده در ایران به ۴۰۰۰هزار سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد که در حفاریات شوش بدست امده است از یک تیغه ی مسی که با سفال های عهد اول در شوش بدست امده است که معلوم می کند که در دوره ی تمدن شوش (۴۵۰۰سال قبل از میلاد مسیح)بافتن پارچه معمول بود و فن پارچه بافی یا توجه به ظرافت پارچه ها کمال را طی کرده بود و قسمت هایی از این قطعه پارچه هم اکنون در موزه های لووروبافلو موجود است .
از یک میله فلزی در تپه حصار دامغان با اثار دیگری متعلق به ۳۰۰۰سال قبل از میلاد به دست امده است که این میله مخصوص ریسندگی بوده و نخ های نازک با ان می تابیدند. این میله نشانه پیشرفت ریسندگی در ان زمان می باشد . اخیرا نیز ایران در کشفیات خود که فسمتی از ان روشنگر دوران ما قبل از اریایی است بقایای دوک هاو سنگ هایی به دست امده است که نشان میدهد رسندگی در دوره ی افسانه ای ایران معمول بوده است و اسباب و لوازم داشته است.درحدود۲۷۰۰سال پیش از میلاد مسیح بافندگی ظریفتر در فلات ایران معمول شد و ظرافت پارچه های این دوره به خوبی می تواند به ما ثابت کند که دوره نسبتا طولانی بافندگی به منظور پوشانیدن تن به پایان رسیده و ابتکار و ذوق بیش از احتیاج رواج پیدا کرده بود.
بدین ترتیب از روی اکتشافات قابل استناد تاریخی و باتوجه به انچه از نوشنه های محققین و تحقیقات و ایران شناسان نقل شده است می توان پذیرفت که در ان دوران انسانهایی بوده اند که به فن ریسندگی وبافندگی دست پیدا کردند و از این فن بهره برده اند که این مساله از حدود۱۰هزارسال پیش از میلاد مسیح بوده است .در ان زمان از پشم گوسفند و بز برای بافتن پارچه استفاده می کردند.
همچنین سیری اجمالی در شاهنامه حکیم ابوالقاسم فردوسی نشان می دهد که پیشدادیان نخستین ایرانیانی بوده اند که کار ریسندگی و بافندگی و خاصه دوخت به انان منسوب بوده است.با استناد به بحث باستانی ایرانی به این واقعیت تردیدی نیست که رشتن نخ از پشم حیوانات و بافتن پارچه و فراهم اوردن فرش از پشم ونخ از زمان پادشاهان پیشدادی در ایران معمول گردیده و به این ترتیب راه کمال را طی کرده است. نویسندگان کتابهای تاریخ طبری و نوروزنامه بر این مساله متفق القول هستند که پیشدادیان سراغاز بافندگی و پوشاک بوده اند.
اولین کارخانه در زمینه نساجی پشمی با حمایت دولت و همکاری بخش خصوصی در سال۱۳۰۴تاسیس گردید.متعاقب ان شهرهای یزد،کرمان وکاشان و استانهای خراسان،مازندران،گیلان . اذربایجان نیز دارای کارخانجات مختلف صنعتی نساجی شدند. قبل از جنگ جهانی دوم حدود۴کارخانه نساجی در رشته های مختلف پنبه،پشم،ابریشم وکنف در کشور مشغول به فعالیت بودند که تولید انها به حدود ۶۰میلیون متر در سال می رسید.از مجموعه کارخانجات این دوره ۴واحد با سرمایه دولت تاسیس گردیده بود.انگیزه اصلی این کار،صنعتی کردن کشور و گسترش صنایع نساجی و ترغیب و تشویق سرمایه داران بخش خصوصی به فعالیت جهت ایجاد واحدهای ریسندگی و بافندگی در این دوره بود .رشد صنایع نساجی در سال های ۱۳۲۰تا۱۳۳۲به اوج خودش رسید و به همین جهت پارچه های خارجی در بازار ایران جولانگاهی یافتند.و ارز فراوانی را از مرز خارج کردند .
صنعت نساجی در دوران جنگ جهانی دوم با شکلات عدیده ای روبرو بود. از قبیل فرسودگی ماشین الات ،کمبود قطعات یدکی،عدم امکان ورود لوازم یدکی و مواد اولیه مورد نیاز ،مسایل کارگران وغیره از عمده این مشکلات بود ‍؛با اینکه درامدهای سر شاری عاید صاحبان کارخانه ها می گردید ،اما سرمایه گذاری و اصلاح وتوسعه لازم در این صنعت به عمل نیامد. علی رغم مشکلاتی که از لحاظ کاهش منابع ارزی و سرمایه های عمومی در طول برنامه عمرانی اول متوجه صنایع نساجی شد و بخش خصوصی پابپای اقدامات درستبه ترمیم نقایص و اصلاح ماشین الات پرداخت،تا جاییکه وضع کارخانه های موجود با یک تغییر و تحول اساسی روبرو گردید و کارخانه های نساجی پنبه ای از۳۰واحدبه۴۱واحد ئ تعداد دوک های ریسندگی و ماشین های بافندگی به ترتیب تا ۳۳۵۸۴و۴۴۳۷واحد افزایش یافت.
قبل اجرای برنامه عمرانی اول در کشور کارخانه های دولتی پارچه بافی که در سطح کشور مشغول به فعالیت بودند عبارت بودند از:کارخانه نساجی بهشهر،کارخانه حریر چالوس،کارخانه گونی بافی قایمشهر وکارخانه نساجی قایمشهر .قبل از انقلاب به دنبال بررسی هایی که صورت گرفت کارخانه چیت سازی تهران نیز با سرمایه دولت و با ظرفیتی معادل ۱۰۰۰۰دوک ریسندگی و۳۰۴دستگاه ماشین بافندگی تاسیس شد و به این ترتیب تعدادکارخانه های دولتی به ۵ واحد رسید این مساله در طول اجدای برنامه اول بود.در برنامه عمرانی دوم قبل از انقلاب با دیگر توسعه صنایع نساجی مورد توجه قرار گرفت.در اغاز این برنامه که در سال۱۳۳۴بود اعتباری به مبلغ ۳میلیارد ریال به این منظور اختصاص داده شد.از محل این اعتبار نوسازی کارخانجات نساجی بهشهر و قایمشهر انجام گردید و تولید ۲واحد نامبرده به این ترتیب از ۵میلیون متر و۱۷میلیون متربه۲۴میلیون متر و۳۰میلیون متر در سال افزایش یافت و متعاقب ان این اقدام با سرمایه گذاری مجدد حجم منسوجات تولیدی کارخانه چیت تهران نیز از۵میلیون متر به۳۶میلیون متر رسید و کارخانه جدیدی با ظرفیت ۲۵میلیون متر تولید سالیانه در قایمشهر تاسیس شد.کارخانه گونی بافی دیگری نیز با ظزفیت تولید ۷میلیون متر در همدان تاسیس گردید.در پایان برنامه دوم مذکور جمعا ۷۵کارخانه بافندگی پنبه ،الیاف مصنوعی ،پشم ،ابریشم و کنف در نقاط مختلف کشور موجود بود. لیکن همه انها در طول برنامه کار فعالیت نداشتند به این معنی که گروهی تعطیل و گروهی نیز با ظرفیت جزیی مشغول به کار بوده اند .
در پایان برنامه دوم بحث تولید در مقایسه با ابتدای برنامه به میزا ن قابل توجه ای افزایش یافت.یعنی تولید پارچه های نخی از ۶۲میلیون متر تولید محصولات کنفی از ۲۰۰۰هزار تن به دو برابر رسید .از سال ۱۳۱۴به بعد تولید منسوجات پشمی ونخی سیر صعودی داشت تا انجا که در سال ۱۳۴۵ایران از ورود پارچه های نخی بینیاز شد و در همین سال دو سوم پارچه های پشمی و پتوی مورد نیاز مردم از طریق منابع داخلی و یک سوم بقیه از خارج تامین گردید.در سال۱۳۴۸جمعا ۱۱کارخانه با سرمایه ای معادل ۸/۱۴۴۵میلیون ریال ایجاد گردید که از این مبلق ۵/۹۳۳میلیون ریال صرف تهیه ماشین الات شدونیز تعداد ۸۲۶نفردر واحدهای مذکور اشتغال یافتند.طی این سال ها ۶۲کارخانه بزرگ نخی و۱۵کارخانه پشم بافی در نقاط مختلف کشور کار فعال انجام می دادند.تعداد خیلی زیادی نیز واحد های نساجی نخی وپشمی کوچک بودند که در کشور فعالیت داشتند که بیشتر انها در اصفهان و تهران و یزد استقرار داشتند.
از مهمترین نکات دیگر در این دوره اموزش کارگران شاغل و ایجاد مدارس حرفه ای و دانشکده های مخصوص این رشته که در مورد دوم دانشکده صنعتی امیر کبیر (پلی تکنیک تهران)ربایت در شمار مهمترین مرکز اموزش صنایع نساجی به خصوص رنگرزی به حساب آورد.

www.nasajan.org

انواع مدول و كاربرد آن در صنايع نساجي

مدول الاستیک (Elastic modulus)

مدول الاستیک یا مدول الاستیسیتهmodulus of elasticity ، یک تعریف ریاضی است از تمایل ذاتی اجسام برای تغییر شکل الاستیک ( غیر دائمی) زمانی که نیرویی به آن وارد می شود. مدول الاستیک به صورت فیزیکی برابر شیب منحنی تنش کرنش در ناحیه تغییر شکل الاستیک می باشد.

به طوری که λ مدول الاستیک می باشد و همچنین واحد آن همان واحد تنش می باشد.

بر اساس چگونگی اعمال تنش و کرنش انواع مدول الاستیک تعریف می شود. که در قسمت زیربه سه نمونه از مهم ترین آنهااشاره می کنیم:

مدول یانگ Young Modulus: که الاستیسیته کششی را شرح می دهد و تمایل جسم به تغییر شکل در راستایی که نیرو وارد می شود را توصیف می کند. اغلب به عنوان حالت ساده از مدول الاستیک به کار می رود.

مدول برشیShear Modulus: یا مدول سختی( rigidity) تمایل جسم به برش (تغییر شکل در حجم ثابت) در برابر نیروی وارد بر آن است ( تغییر شکل در حجم ثابت )، مدول برشی زیر شاخه ای از ویسکوزیته می باشد.

مدول حجمی(k) Bulk Modulus: که الاستیسیته حجمی را توصیف می نماید، یا تمایل جسم را به تغییر شکل در تمام جهات را زمانی که نیرویی ثابت در تمام جهات وارد می شود؛ این پارامتر تنش حجمی را بر کرنش حجمی تعریف می کند. و این عکس فشار پذیری است. مدول حجمی، حالت سه بعدی مدول یانگ را توصیف می نماید.

مدول یانگ Young Modulus

در مکانیک جامدات، مدول یانگ را به عنوان مدول کششی tensile elasticity می شناسند، که معیاری از سختی مواد الاستیک همسانگرد( ایزوتروپیک) isotropic می باشد. مدول یانگ به عنوان نسبت تنش تک محوری بر کرنش تک محوری در محدوده قانون هوک تعریف می شود.

این نسبت می تواند به صورت تجربی از شیب منحنی تنش-کرنش طی آزمایش کشش بر روی نمونه به دست آید.

به طور معمول و نه دقیق، مدول الاستیک یا مدول الاستیسیته نیز نامیده می شود، زیرا مدول یانگ معمول ترین مدول الاستیک می باشد، به هر حال دیگر مدول های الاستیک عبارت اند از: مدول حجمی و مدول برشی.

واحد: مدول یانگ نسبت تنش که بر حسب پاسکال می باشد، بر کرنش که بی بعد است می باشد؛ بنابراین مدول یانگ همان واحد تنش را داراست.

کاربرد:

مدول یانگ این اجازه را می دهد تا رفتار یک تیر ساخته شده از مواد الاستیک ایزوتروپ تحت نیروی کششی یا فشاری محاسبه شود. به عنوان مثال، می تواند برای پیش بینی مقدار ازدیاد طول میله تحت کشش و یا کمانش آن تحت فشار، استفاده شود. بیشتر محاسبات نیاز به اطلاع از دیگر خصوصیات ماده همچون، مدول برشی، دانسیته و نسبت پواسون دارد.

خطی و غیر خطی:

برای بیشتر مواد، مدول یانگ اساسا در یک بازه کرنش، ثابت است. این مواد خطی نامیده می شوند و از قانون هوک تبعیت می کنند. مثال هایی برای مواد خطی می توان به فولاد، الیاف کربن اشاره کرد و موادی همچون شیشه، لاستیک و خاک مواد غیر خطی نامیده می شوند.

مواد جهت دار:

مدول یانگ همواره در جهات مختلف یک ماده یکسان نیست. بیشتر فلزات و سرامیک ها، به همراه بسیاری دیگر از مواد، ایزوتروپ می باشند( همسانگرد)؛ خصوصیات مکانیکی این مواد در تمام جهات یکسان است. به هر حال، فلزات و سرامیک ها با یک خلوص مشخص تولید می شوند و فلزات اماده سازی مکانیک می شوند تا ساختار بلوری جهتی خویش را به دست آورند. این مواد غیرایزوتروپ می شوند

و مدول یامگ می تواند تغییر کند برحسب جهت نیروی وارده به آن. غیر ایزوتروپی را می توان به راحتی در کامپوزیت ها دید. به طور مثال، الیاف کربن مدول بسیار بالاتری نشان می دهند زمانی که نیرو موازی الیاف وارد میشود در مقابل نیروی وارد در جهت عمود.

سختیStiffness

تعریف:

سختی ،k، یک جسم معیاری است از مقاومتی که در یک جسم الاستیک در برابر تغییر شکل رخ می دهد( خمش، کشش و یا فشرده شدن).

طوری که P نیروی ثابت وارد شده بر جسم است و δ جابجایی ایجاد شده بر اثر نیروی وارد شده ( به عنوان مثال، تغییر شکل یک تیر، یا تغییر در طول یک فنر کشیده شده ) در سیستم ISI واحد سختی بر حسب نیوتن بر متر گزارش می شود.

هر دوی نیرو و جابجایی، بردار می باشند، در واقع ارتباط این دو توسط ماتریس سختی ایجاد می شود.

البته سختی پیچشی نیز همچون سختی می باشد با این تفاوت که به جای نیرو کوپل پیچشی و به جای جابجایی، تغییر زاویه استفاده می شود.

ارتباط با الاستیستی:

در واقع، مدول الاستیک همان سختی نیست. مدول الاستیک یک خصوصیت از مواد تشکیل دهنده می باشد؛ در حالی که سختی یک خصوصیت از مواد صلب می باشد. بنابراین، مدول جز خواص شدتی مواد است؛ سختی ، به عبارت دیگر خواص مقداری مواد صلب است که به ماده و شکل و شرایط مرزی آن وابسته است. ( خواص شدتی به خصوصیاتی گفته می شود که به مقدار و اندازه ماده وابسته نیست، در حالی که خواص مقداری مواد به مقدار و اندازه ماده وابسته است ). به طور مثال، برای یک المانی که تحت کشش و یا فشار است، سختی محوری آن عبارت است از:

می باشد که A سطح مقطع، E مدول الاستیک ( مدول یانگ ) و L طول المان است.

در حالت خاص کشش یا فشار بدون قید تک محوری، مدول یانگ می تواند به عنوان معیاری از سختی یک ماده فرض شود.

موارد استفاده در مهندسی:

سختی یک ساختار به عنوان مهم ترین اصل در بسیاری از موارد کاربرد مهندسی به شمار می آید، بنابراین مدول الاستیسیته اغلب به عنوان اصلی ترین خصوصیات ماده در زمان انتخاب مورد بحث قرار می گیرد. یک مدول الاستیسیته بالا مطلوب است زمانی که تغییر شکل ماده نامطلوب است، در حالی که یک مدول الاستیسیته پایین زمانی که انعطاف پذیری ماده مورد نیاز است، مطلوب می باشد.

موارد کاربرد در نخ

1- مدول یانگ Young Modulus

همانطور که می دانیم، نخ به علت دارا بودن ساختمانی پیچیده و هم چنین تقسیم بندی این ساختمان جز مواد گسسته و نیز به علت رفتار غیر الاستیک الیاف تشکیل دهنده آن، بررسی و مطالعه مکانیکی آن بسیار مشکل است.

همانطور که در بخش قبل صحبت شد، مدول یانگ به عنوان اصلی ترین خصوصیت ماده مورد بررسی قرار می گیرد. همانطور که اشاره شد مدول یانگ برای مواد الاستیک به شیب اولیه منحنی تنش- کرنش اطلاق می شود، این در حالی است که رفتار نخ در این بخش ابتدایی نیز غیر خطی است، که در بسیاری از مطالعات خطی فرض می شود.

در نخ مدول یانگ در ابتدا به مدول یانگ خود الیاف وابسته است و در نخ ایده ال به شبب تاب وارده هندسه ساختار نیز بر این ارتباط اثر گذار خواهد بود.

2- سختیStiffness

در بیشتر موارد می توان به جای سختی از rigidity نیز استفاده نمود که از ضرب ممان اینرسی( و خصوصیتی هندسی دیگر) در مدول یانگ یا مدول برشی به دست آید، در این جا نیز برای نخ قسمت هندسی مربوط به هندسه ساختار و نحوه قرار گیری الیاف در ساختمان نخ می باشد و بخش دوم نیز مربوط به جنس الیاف وابسته است.

www.nasajan.org

نگاهي اجمالي بر تكسچرايزينگ

مقدمه

بخش هاي مختلف صنعت نساجي مانند ريسندگي، بافندگي، رنگرزي و چاپ از قرن ها پيش متداول بوده است، ولي تکسچرايزينگ پس از توليد فيلامنت ها يا الياف ممتد مصنوعي جهت ايجاد خواص مطلوب به‌کار گرفته شده است. با توجه به‌اينکه توليد انبوه الياف مصنوعي‏ ازسال1940 ميلادي‌آغازگرديد مي‌توان دريافت‌که تکسچرايزينگ يکي از اعضاء جوان صنعت نساجي است که بخش زيادي از تحقيقات را به خود معطوف ساخته و در آينده نيز پيشرفت هاي زيادي خواهد کرد.‏

لغت تکسچرايزينگ از تکسچر يا منسوج مشتق شده است که بيان کننده مجموعه خواص منسوجات از نظر زيردست، ظاهر و نوع بافت است. به هر حال تکسچرايزينگ را مي‌توان مجموعه عمليات هايي در جهت مناسب ساختن فيلامنت هاي مصنوعي براي توليد منسوجات تعريف نمود.

 نخ هاي فيلامنتي صاف به علت نداشتن حجم براي توليد پوشاک مناسب نيستند و به‌طورکلي کاربردهاي محدودي دارند. تکسچرايزينگ در دهه 60 و 70 ميلادي با سرعت زيادي رشد نمود و باعث بکارگيري بيشتر الياف مصنوعي با کاربردهاي وسيع شد. اين محدوده شامل تريکو بافي، پتو و کفپوش ها و مبلمان و ... است.‏

آشنايي

الياف طبيعي معمولاً داراي مقداري تجعد يا فر و موج در طول خود است که در نتيجه آن الياف حجيم مي‌شوند. حجيم بودن الياف از نقطه نظر هايي بسيار مطلوب است زيرا باعث افزايش قدرت عايق بندي گرمايي منسوجات مي‌شود ولي الياف مصنوعي با توجه به نوع توليد آن غالباً داراي سطح صاف و سطح قاعده مدور هستند.

پارچه هايي که با فيلامنت هاي صاف بافته مي‌شوند لغزنده بوده و به بدن مي چسبند و قدرت عايق بندي حرارتي کمي دارند، همچنين قادر به انتقال رطوبت و عرق بدن نبوده و در کل پوشش مطبوعي ندارند. البته الياف مصنوعي نسبت به الياف طبيعي داراي مقاومت سايشي بيشتري هستند و راحت تر شستشو و خشک مي‌شوند. از اين رو جهت استفاده از الياف مصنوعي در مصارف نساجي لازم است که اين الياف داراي فر و موج شده يا حجيم شوند.

 تکسچرايزينگ اين عمليات را به روش هاي گوناگون انجام مي دهد. بدين وسيله الياف مصنوعي داراي خاصيت فنريت در نخ هاي استرچ، انتقال رطوبت بهتر، حجيم تر، عايق گرمايي مي‌شوند. و در کل روش هاي مختلف حجيم کردن الياف مصنوعي اغلب از خاصيتي از اين الياف به نام ترموپلاستي آن ها استفاده مي‌کنند. خواص ترموپلاستي به معناي آن است که الياف مصنوعي در اثر حرارت نرم شده و قابليت تغيير فرم پيدا مي‌کنند.البته اليافي که خاصيت ترموپلاستيک ندارند را نيز مي‌توان توسط هواي فشرده حجيم کرد.

تقسيم بندي روش هاي تکسچرايزينگ

نخ هاي استرچ

1- جعبه‌تراکمي : جهت الياف ظريف بوده وبا فشرده‌شدن الياف دريک جعبه وحرارت به‌صورت زيگزاگ ‌درمي‌آيد.

‏2- جت هواي داغ : توليد نخ ‏BCF‏ براي موکت - شکل موج ها محدب است و سرعت توليد بالا.

‏3- لبه : مارپيچي.

‏4- بافت و شکافت : توليد نخ هاي کرپ و با تجعد کماني.

‏5- چرخ دنده : نياز به چله پيچي دارد و زيگزاگ مي‌شود.

‏6- ضربه اي : پرتاب الياف روي سطح سوزني و سبب ازدياد حجم الياف مي‌شود.

‏‏7- تاب حقيقي : به صورت سه مرحله اي و توسط آپ توئيستر انجام مي‌شود. هزينه بالا و سرعت کم.

‏‏8- تاب مجازي : متداول ترين روش.

‏‏ نخ هاي حجيم (غير استرچ)

1- هوايي : به هم ريختن نظم موازي الياف توسط دمش هوا و ثبت حرارتي اين حالت (نخ هاي کاموا)

2- هاي بالک : از خاصيت جمع شدگي الياف خصوصاً اکريليک استفاده مي‌شود. دو جزء جمع شونده و غير جمع شونده مخلوط شده و پس از استراحت دادن يک جزء که خواص جمع شوندگي داردکوتاهتر شده و جزء ديگر را جمع کرده و به صورت حلقه و فر و موج در مي آورد. در اين حالت جزء جمع شونده به مغزي نخ رفته و جزء غير جمع شونده سطح نخ را تشکيل مي دهد.

‏ نخ هاي مرکب (دو جزئي)

1- نخ هاي مغزي دار : نخ هاي لايکرا که يک جزء نخ معمولي با يک رشته کش بسيار ظريف تابيده يا ريسيده شده است.

‏2- نخ هاي پوشيده شده‏

‏3- نخ هاي مخملي : نخ مغزي توسط چسب پوشيده شده و الياف ديگر توسط بار الکتريکي به آن مي چسبد.

‏4- مرکب هوايي

يکي ديگر از روش هاي استفاده از الياف مصنوعي در سيستم هاي متداول ريسندگي و کاربردهاي خاصي که نياز به استفاده از الياف حجيم با فر و موج براي حفظ خواص گرمايي مثل کاربرد تريکوهاي کاموايي يا پتو است. برش اين الياف در حد الياف طبيعي مثلاً طول پشم مي‌باشد.

روش هاي تکسچرايزينگ برش الياف فيلامنتي به الياف بريده يا ‏staple‏ (روش کشش برشي/ روش برش) است. فيلامنت ها در کارخانه توليد الياف مصنوعي به صورت دسته الياف يکسره يا تاو (‏tow‏) توليد مي‌شوند.

‏ تبديل برشي : دسته الياف ‏tow‏ به صورت يک صفحه صاف به بخش برش ماشين مبدل وارد شده و توسط غلطک تيغه داري به طول دلخواه برش مي‌کند. در اين روش الياف تحت نيروي زيادي قرار نگرفته و استحکام و جمع شدگي آن تغييري پيدا نمي کند. علاوه بر آن طول برش و الياف کوتاه تشکيل شده قابل کنترل است.سپس طي چند مرحله گيل باکس الياف مخلوط و تاپس يا فتيله تشکيل مي‌شود.

‏ تبديل کششي : در اين روش گرچه مشابه روش قبلي الياف فيلامنتي به صورت الياف بريده در مي آيد ولي به علت مکانيزم خاص برش به تحت کشش است در الياف گسيختگي ايجاد شده و طول هاي مختلفي بدست مي‌آيد. البته با تغيير فاصله غلطک ها مي‌توان طول الياف مختلفي بدست آورد. از مزاياي اين روش مي‌توان به عدم محدوديت نمره ‏tow‏ و عدم نياز به تغيير تيغه برش مثل روش قبلي براي هر طول برش اشاره کرد.

در تبديل کششي هميشه مقداري الياف کوتاه توليد مي‌شود که چندان مطلوب نبوده و باعث کاهش کيفيت نهايي محصول مي‌شود. به علت نيروي زيادي که در مرحله کشش به الياف وارد مي‌شود خصوصيات ليف از جمله استحکام و جمع شدگي الياف تغيير خواهد کرد. سطح مقطع ليف نيز تا حدودي تغيير شکل مي دهد.

البته افزايش جمع شدگي به علت کاربرد خاصي که الياف مي‌تواند داشته باشد مطلوب است. به عنوان مثال در کاربرد نخ توليدي با اين الياف در سيستم راشل (پتو) جمع شدگي مطلوب بوده و از موارد دلخواه در توليد نخ است. نخ هاي هاي بالک ‏HB) high bulk‏) يا هاي شرينکيج ‏HS (high shrinkage‏) توسط اين روش توليد مي‌شوند. همان طورکه قبلاً گفته شد ضريب پوشانندگي و قدرت عايق بندي گرمايي منسوجات تا حدود زيادي تابع حجم ليف است.

 مهمترين عامل تعيين کننده حجم يک نخ، فرم و طرز قرار گرفتن الياف در ساختار نخ است. در توليد نخ هاي (هاي بالک) از خاصيت جمع شدگي متفاوت اجزاء مختلف نخ استفاده مي‌شود. معمول ترين و مهمترين الياف براي توليد نخ هاي بالک اکريليک است. دو جزء جمع شونده و غير جمع شونده توسط گيل باکس به هر نسبت دلخواه مخلوط مي‌شوند و پس از ريسندگي بنابر محصول نهايي که پتو يا نخ کاموا مي‌تواند باشد در اثر حرارت خشک يا بخار استراحت داده مي‌شود.

در صورتي که از اين نخ پتو توليد شود در اثر بخاري که پس از مرحله چاپ براي تثبيت رنگ به آن زده مي‌شود جزء جمع شونده کوتاه تر شده و پتو توپر به نظر مي رسد. در صورتي که توليد نخ کاموا باشد نخ کلاف پيچي شده و در اثر رنگرزي جمع شده و حجيم تر مي‌شود. به علت تفاوت درصد انقباض در جزء نخ حالت حجيم شدن رخ مي دهد. بعد از اين مرحله استراحت وزن نخ افزايش مي يابد.

ميزان ازدياد حجم بعد از استراحت به درصد الياف مخلوط شده، ميزان تاب، زمان استراحت و ساير تکنيک هاي ريسندگي بستگي دارد. ازدياد تاب باعث کاهش حجم و جلوگيري از حرکت الياف در اثر جمع شدگي مي‌شود.

به علت ميل زياد الياف ظريف و کوتاه به توليد پيل و پرز سطحي بهتر است از الياف بلند و با ظرافت کمتر استفاده شود. البته ازدياد کشش در مرحله مبدل کششي و تثبيت آن توسط اتو يا سطوح حرارتي تا مرحله اي باعث افزايش جمع شدگي مي‌شود و پس از آن باعث کاهش درصد جمع شدگي خواهد شد.

جزء غير جمع شونده که با الياف جمع شونده مخلوط مي‌شود مي‌تواند از اليافي برش خورده بدون استفاده از اتو يا صفحات حرارتي يا بخار خورده باشد يا اينکه از الياف طبيعي استفاده شود.

www.nasajan.org