مقايسه خصوصيات الياف پلي پروپيلن و پلي استر در منسوج بي بافت سوزن زني شده
امروزه براي توليد منسوجات بي بافت از الياف مختلفي استفاده مي شود كه انتخاب الياف بستگي به ويژگي هاي آن ها و همچنين خواص و كاربرد محصول نهايي دارد. در بين الياف مصنوعي موجود، الياف پلي پروپيلن و پلي استر مصرف بيشتري دارند. به عبارتت ديگر خواص موجود در اين نوع الياف، راحتي پروسه توليد و همچنين ويژگي هاي مطلوب در محصول نهايي توليد شده از اين نوع الياف كه تامين كننده نيازهاي مصرف كننده از جهات مختلف مي باشد، باعث شده تا توليد كنندگان منسوجات بي بافت سوزن زني شده رويكرد بيشتري به اين دو نوع ليف داشته باشند.
اصولاً منسوجات بي بافت سوزن زني شده كه توسط اين الياف توليد مي شوند كاربردهاي مشترك در حوزه هاي مختلف دارند اما به دليل تفاوت هايي كه در خصوصيات هر دو ليف وجود دارد منسوج توليدي نيز متاثر از همين ويژگي ها، خواص منحصر بفردي از خود نشان مي دهد.
در اين مجال و به طور خيلي خلاصه به بررسي و مقايسه اجمالي هر دو گروه الياف مورد استفاده پرداخته، مزايا و معايب آن را در توليد منسوج سوزن زني شده بر مي شماريم.
الف) ويژگي ها و خصوصيات الياف پلي پروپيلن:
از مزاياي الياف پلي پروپيلن، حجم مخصوص زياد آن مي باشد كه باعث مي شود تا منسوج سوزن زني شده از آن حجيم تر بوده و خصوصيات عايقي مناسب پيدا كند. مقاومت زيادي كه اين نوع ليف در مقابل مواد شيميايي، شرايط آب و هوايي و باكتري ها از خود نشان مي دهد نيز باعث شده تا دامنه كاربرد محصولات توليدي از اين نوع الياف گسترش يابد.
مقاومت مناسب در برابر خاك مثال خوبي است كه گستردگي استفاده از اين الياف را در محصولات ژئوتكستايل توليدي نشان مي دهد. از جمله خواص مهم ديگر الياف پلي پروپيلن مي توان به استحكام و مقاومت سايشي بالاي آن اشاره كرد كه آن را براي استفاده به عنوان كفپوش مستعد مي سازد. همچنين خصوصيات كشساني و انعطاف پذيري اين ليف به گونه اي است كه منسوج بي بافت توليدي به راحتي فرم قالب مورد نظر را پيدا مي كند و به همين دليل در قسمت هاي مختلف خودرو كاربرد دارد. بازگشت پذيري زياد و سريع اين ليف باعث مي شود در كفپوش هاي سوزن زني شده كه معمولاً بر اثر پاخوردگي، طرح ها (عموماً طرح هايي كه به صورت الياف لوپ شده در آمده اند) تغيير شكل مي يابند، سريعاً به حالت اوليه خود برگشته و شكل خود را بازيابند.
ب) ويژگي ها و خصوصيات الياف پلي استر:
خصوصيات الياف پلي استر نيز باعث شده است تا اين نوع ليف در منسوجات بي بافت سوزن زني شده مورد استفاده زيادي قرار بگيرد. استحكام بالا، مقاومت سايشي خيلي زياد و مقاومت مناسب آن در برابر مواد شيميايي و نور خورشيد از جمله مزاياي اين نوع ليف محسوب مي شود. استحكام و مقاومت سايشي از جمله عواملي است كه باعث شده تا منسوج سوزن زني شده از الياف پلي استر به عنوان يك نمد صنعتي در كف خودرو كه همواره در معرض سائيدگي قرار دارد مورد استفاده قرار بگيرد. البته در اثر پاخوردگي بازگشت الياف به حالت اوليه انجام نگرفته و يا به كندي انجام مي گيرد كه اين مساله يكي از نارسايي هاي آن محسوب مي شود. برخي از دلايلي كه مي توان براي اين امر برشمرد عبارتند از:
1- تثبيت سريع
2- تغير شكل پلاستيك در اثر اعمال نيرو
3- مقاومت خزشي زياد يا حفظ خواص كششي بعد از مدت طولاني پس از اعمال نيرو
از سوي ديگر كاستي هايي كه الياف پلي پروپيلن در مواجهه با حرارت از خود نشان مي دهد در مورد الياف پلي استر مشاهده نمي شود. اين ليف در مقابل تغييرات دمايي در حين فرآيند توليد منسوج انعطاف پذيري زيادي از خود نشان مي دهد. در اين حالت چنانچه اين ليف به مدت زياد در معرض حرارت بالا قرار بگيرد، مثلاً مواجهه طولاني مدت با پوشش هاي خاردار دستگاه كاردينگ و در حين پروسه توليد تار عنكبوتي، نه تنها باعث ذوب شدن توده الياف بر سطح نوارهاي فلزي كاردينگ نمي گردد كه در سرعت هاي متفاوت ماشين نيز بر خلاف الياف پلي پروپيلن وضعيت توليد بهينه اي از نظر كيفي خواهد داشت.
ج) بررسي و مقايسه رفتار الياف در پروسه توليد:
اما رفتاري كه اين دو نوع ليف در حين پروسه سوزن زني از خود بروز مي دهند نيز داراي تفاوت هايي است. در جريان عمليات سوزن زني، باز وارده از طرف الياف پلي استر به سوزن ها به دليل مقاومت بالاتر اين الياف بيشتر از الياف پلي پروپيلن بوده كه موجب افزايش احتمال سوزن شكستگي مي شود. همچنين به نظر مي رسد اثر سايندگي الياف پلي استر بر روي خارهاي سوزن نمد زني بيشتر از الياف پلي پروپيلن باشد كه اين مسئله مي تواند برروي عمر مفيد سوزن هاي مورد استفاده در ماشين سوزن زني تاثير بگذارد. نكته ديگر آنكه با توجه به ارتجاعيت و ازدياد طول تا حد پارگي الياف پلي استر در اثر تنش هاي ناشي از سوزن در منطقه سوزن زني نسبت به الياف پلي پروپيلن بيشتر است. اما در خصوص ثبات ابعادي در طول و عرض نمد كه حاصل كشش در قسمت هاي مختلف پروسه توليد است در نمدهاي پلي استر كمتر از نمدهاي پلي پروپيلن مي باشد.
د) بررسي پارامترهاي ماشين هاي توليد كننده و خواص فيزيكي منسوجات توليدي:
با توجه به رفتاري كه الياف در گذر از قسمت هاي مختلف خط توليد از خود نشان مي دهند تنظيمات مربوط به ماشين آلات توليدي نيز تغيير مي كنند كه در اين بين و در ماشين هاي سوزن زني، تراكم پانچ و عمق نفوذ سوزن از درجه اهميت بيشتري برخوردارند.
جدا از خصوصيات الياف و رفتاري كه در پروسه توليد از خود نشان مي دهند، خواص فيزيكي نمد توليد شده نيز از درجه اهميت زيادي برخوردار است. در واقع خواص و ويژگي هاي مورد نظر در محصول نهايي از ديد مصرف كننده نيز بسيار مهم است. بررسي نمدهاي توليد شده توسط ماشين سوزن زني كه با استفاده از الياف پلي پروپيلن و پلي استر به صورت جداگانه توليد شده اند و مقايسه برخي خواص فيزيكي آنها با يكديگر در تحقيقات علمي جداگانه در شركت بازرگاني و توليدي پارس مورد بررسي قرار گرفته است
در اين تحقيقات دو نوع الياف پلي پروپيلن و پلي استر با طول 90 ميليمتر و ظرافت 15 دنير هر كدام به طور جداگانه از مراحل حلاجي، كاردينگ و كراس لپر و ماشين هاي سوزن زني دو طرفه (سوزن زني از رو و زير) با تنظيمات ثابت و يكسان عبور داده شده و نمدهاي توليدي با يكديگر مقايسه شده اند. مقايسه نمونه ها نشان داد كه چنانچه وزن نمد توليدي از الياف پلي پروپيلن بيشتر از ضخامت نمد توليدي از الياف پلي استر بوده كه به دليل حجم مخصوص بيشتر الياف پلي پروپيلن نسبت به الياف پلي استر مي باشد. همچنين نفوذ پذيري نمد پلي استر بيشتر از نمد پلي پروپيلن بوده كه دليل آن وجود فضاهاي خالي بيشتر در نمد پلي استر نسبت به نمد پلي پروپيلن است.
در مورد استحكام كششي و ازدياد طول تا حد پارگي نمدها نيز تفاوت قابل ملاحظه اي وجود نداشت اما استحكام نمد در هر دو نمونه در جهت عمود بر ماشين (CD) نسبت به راستاي (MD) بيشتر بود كه به دليل آرايش يافتگي بيشتر الياف در جهت عمود بر ماشين به دليل عملكرد ماشين كراس لپر مي باشد.
همچنين به دليل كشش وارده بر نمد در نوع ريزش لايه الياف در ماشين كراس لپر و نيز ماشين سوزن زني حجم الياف در كناره هاي نمد توليدي در هر دو نمونه نسبت به حجم الياف در وسط نمونه بيشتر بوده و در نتيجه استحكام نمد در كناره ها نسبت به وسط بيشتر بود كه البته با ارائه راهكارهاي جديد از سوي سازندگان ماشين كراس لپر، اين مشكل به حداقل رسيده است.
5) نتيجه گيري
انتخاب محصول توليدي مناسب با ويژگي هاي مورد نظر بستگي به حوزه كاربرد آن دارد، لذا جهت يك كاربرد خاص، اطلاعات لازم از مواد اوليه، نحوه پروسه توليد و خواص محصول نهايي از اهميت بسزايي برخوردارند. به عنوان مثال نمدهاي پلي پروپيلن و پلي استر به دليل خصوصيات استحكام و مقاومت سايشي زياد و همچنين مقاومت آنها در برابر مواد شيميايي و جذب رطوبت ناچيز آنها، به عنوان ***** گازها و مايعات كاربرد زيادي دارند. از رايج ترين كاربردهاي ديگر نمدهاي مورد نياز قسمت هاي مختلف خودرو است.
