در دنیای تکسچرایزینگ

مهندس مهران زهتاب

کارشناس نساجی

لطفاً یک توضیح کلی راجع به فرایند تکسچرایزینگ و کاربردهای آن بفرمایید؟

تکسچرایزینگ از پروسه­های عملکرد بر روی نخ فیلامنتی است. بدین صورت که نخ فیلامنتی که به روش ذوب ریسی یا غیر ذوب‌ریسی تولید می‌شود، یک نخ صاف و بدون برجستگی است که برای تماس با بدن این حالت مطلوب نیست زیرا کاملاً به بدن ­چسبیده و باعث تعریق غیرعادی یا آزردگی پوست می‌شود . از این رو، بایستی تحت فرآیندی به نام تکسچرایزینگ، فیلامنت صاف را به یک فیلامنت موج‌دار (همانند الیاف طبیعی) تبدیل نمود. به طور کلی، معنای لغوی تکسچره در زبان انگلیسی به معنای بافت یا زمینه است. مثلاً در مقوا، مقوا با تکسچره‌های بالا برای نقاشی مداد شمعی و مقوا با تکسچره پایین برای آبرنگ مورد استفاده قرار می­گیرد همین امر در مورد بوم نقاشی هم صدق می‌کند و نخ هم از این قاعده مستثنی نیست.

چه روش­هایی برای تکسچرایزینگ وجود دارد؟

جهت تکسچرایزینگ، انواع و اقسام روش­ها وجود دارد؛ حتی تابی که در اثر سایش ناخن بر روی فیلامنت ایجاد می‌شود را  crimping  Edge می‌نامند که در روش صنعتی، صفحه تیز و داغی این روش را انجام می‌دهد و با عبور از روی نخ، باعث ایجاد تاب می‌گردد.

روش دیگر استافر باکس ( استاف stuf به معنی چپاندن ) است، بدین صورت که الیاف و فیلامنت با فشار داخل یک محفظه­ گرم قرار می‌گیرد و از سمت دیگر محفظه به صورت مچاله شده بیرون می­آید و با گذشت زمان ، شکل چروک شده به خود می­گیرد. از دیگر روش‌های تکسچرایزینگ، می‌توان به  knit de knit اشاره نمود که در اثر بافت و شکافتن بافت، نخ به شکل حلقه‌های بافت درمی‌آید و حالت بسیار زیبایی به پارچه می‌بخشد. البته این روش­ها بسیار زمان­بر بوده و از صرفه اقتصادی مطلوبی برخوردار نمی‌باشد.

یکی از روش‌های تکسچریزاینگ­ متداول و پرکاربرد روش BCF است که برای dpf های متوسط و ضخیم همچون نخ نایلون و پلی‌پروپیلن (PP) و پلی استر با دنیرهای متوسط مورداستفاده قرار می‌گیرد. در این روش الیاف بلافاصله بعد از ذوب ریسی، وارد محفظه داغ می­شود و از آن طرف، به صورت تاب‌دار از محفظه خارج می­شوند. همین امر، یعنی ذوب‌ریسی و تکسچرایزینگ همزمان از جمله مزایای این روش محسوب می‌گردد.  این روش برای نخ‌های مورداستفاده در فرش نیز کاربرد دارد ولی هنوز برای پوشاک و dpf های پایین یا فیلامنت ظریف متداول نشده؛ به این دلیل که ماشین و هزینه تولید نخ  گران درمی­آید. دنیرهای هر فیلامنت (dpf  ) بین ۷ تا ۱۵ ولی برای بحث پوشاک صحبت از dpf  ۳، ۵/۱ و غیره است.

آیا این نخ می­تواند جایگزین کامواهای پلی استری شود؟

نوع ضخیم آن به دلیل قطر بالای فیلامنت‌ها نمی‌تواند جایگزین کامواهای پلی‌استری گردد. در حال حاضر،  با این روش از الیاف  PP  برای فرش ماشینی استفاده می­شود و به منظور آنکه صرفا روی آن راه برویم خوب است ولی برای استفاده در پوشاک مناسب نیست. در واقع لطافت و زیر دست را  dpf تعیین می‌کند.

 

 

 

آیا امکان دارد که با نخ BCF عملیات بافت را انجام داد و سپس تقلیل داد تا ظریف شود؟

این روش­ها خیلی امتحان شده ولی رایج نیست . در واقع، موارد خاصی انجام شده ولی به عنوان یک روش کلی در نظر گرفته نشده و از آنجایی عملیات تقلیلی در تغییر زیردست نقش چندانی نداردو حتی موجب کاهش استحکام می‌گردد، از این رو، نخ‌های ظریف تولیدشده به روش BCF  در مقدار انبوه دارای صرفه اقتصادی نیست.

آیا نخ‌های Bicomponent  هم به روش BCF تولید می‌شوند؟

می­تواند تولید شود اما تاکنون تولید انبوه نداشته است. به هر حال،  این ماشین محدودیتی ندارد چون قسمت اکسترودر و اسپین پک می­توانند با تغییراتی فیلامنت بای کامپوننت تولید نمایند ،  ولی BCF با دنیر ضخیم بی­معنی است که روی کالا برود و حتماً باید به سمت دنیرهای ظریف برویم.

این روش قابلیت تولید نخ با چه کاربردهای خاص و ویژه‌ای را دارد؟

یک ماشین ساخت شرکت اتوماتیک آلمان در پلی­تکنیک وجود دارد که بسیاری از پروژه های تولید نخ­های بای کامپونت توسط این دستگاه انجام شده است که نخ خود تکسچره (self-textured  ) یکی از آنهاست و  دیگر لازم نیست عمل BCF روی آن انجام شود. البته  BCF می‌تواند روی آن جعد مضاعف ایجاد کند ولی کلاً تولید صنعتی این نوع نخ رایج و متداول نبوده و تنها در حد تحقیقات آزمایشگاهی تولید شده است.

دستکش­هایی که در سطح آن از الیاف خیلی زبر باید استفاده شود تا کالا سر نخورد و شاید با استفاده از دو جزء (اصظکاک ) زبری بیشتری حاصل شود ( هم اکنون برای آنها بیشتر از نایلون منوفیلامنت استفاده می­شود ) البته هزینه بالایی را به همراه دارد . استفاده از نخ­های بای کامپونت می­تواند در این زمینه بررسی شود. یا در ژاپن هم از دستکش­های منوفیلامنت نایلون در  dpf های بالا حدوداً ۱۵به عنوان کیسه حمام استفاده می­کنند که آن زبری را داشته باشد ولی در ایران بیشتر از  PP استفاده می­شود. درحال حاضر،  لیف به اصطلاح جادویی­ها از PP است چون جذب رطوبت آن صفر است، بنابراین باکتری­ها در آن رشد نمی­کنند.

در خطوط BCF همواره از PP و گاهی اوقات پلی­استر استفاده می­شود . در آمریکا بیشتر از نایلون استفاده می­شود و در نهایت نخ تولید شده دارای خاصیت الاستیک می‌باشد و کریمپ دارد. نخ آن مثل نخ ریسیده شده نیست و از حالت ارتجاعی و فنری برخوردار است.

در روش BCF با چه تکنیکی این جعد درست می­شود؟

همانگونه که ذکر شد استافر باکس­- یک لوله جت هوای داغ دارند که از آنجا نخ اورفید شده و در معرض هوای داغ جعد ایجاد می­شود. آنجا حلقه ای هست که نخ بعد از جت به داخل آن می­رود و با گذشت زمان آنجا در دمای نزدیک محیط سرد می­شود. این امر برای سرعت تولید ۳۰۰۰ متر در دقیقه مناسب است.

از دیگر روش‌های پرکاربرد تکسچرایزینگ می‌توان به چه موردی اشاره نمود؟

روش DTY یا تاب مجازی است ( Draw Texturing / False Twist Texturizing ) که از دهه پنجاه میلادی رواج یافت و اولین بار به صورت تجاری ماشین آن به منظور ایجاد نخ  نایلون در سوییس تولید شد. در قدیم نخ از سوزنی رد می­شد ( spindelette  ) و سوزن با سرعت چند صد هزار دور در دقیقه همزمان با عبور نخ، می چرخید و به آن روش تاب مجازی گفته می‌شد، چون در دو سمت سوزن تاب Z و S ایجاد می­شود این دو تاب می­خواهند یکدیگر را خنثی کنند ولی وقتی نخ را رها می­کنیم، تاب کاملاً باز نمی­شود. با گذشت زمان و توسعه این روش، سرعت تولید توانست به حدود ۲۰۰ متر در دقیقه برسد که از صرفه اقتصادی برخوردار نبود. برای افزایش سرعت، آلمانی­ها و انگلیسی­ها سراغ تاباندن نخ توسط اصطکاک در سطح بزرگتری از سوراخ سوزن رفتند که از یکسری دیسک­ها که می­چرخید و نخ از لابلای آن دیسک­ها عبور می­کرد و تاب می­خورد . در واقع در این روش سه ستون دیسک هست که می­چرخند و نخ از وسط این سه عبور می کند تا تاب مجازی ایجاد شود. جنس دیسک­ها عمدتاً  سرامیک یا پلی اورتان و دارای روکش پلی­اورتان یا الماس می‌باشد. در واقع جنس دیسک­ها با توجه به کاربرد نهایی از تنوع بالایی برخوردار است. این سه ستون دیسک هر کدام بستگی به نوع نخ تعداد دیسک­های متفاوتی دارند. اگر دیسک­ها کار خود را به خوبی انجام ندهند ، نخ با پدیده­ای به نام کچلی و یا کریمپ و موج بی ثبات مواجه می­شود.

نمایی از تاب مجازی

در این روش تغذیه دستگاه به واحد اصطکاکی یا اسپیندل، معمولاً از بالا به پایین است و برای اینکه ارتفاع ماشین کم شود، می­توان تغذیه دستگاه را از کنار انجام داد. این روش برای نخ­هایی در مقیاس­ میکرو ( حدود ۰.۵) تا dpf  ۵دنیر رایج است.

به طور خلاصه، نخ POY بین دو غلطک کشیده می­شود تا هم نخ کشیده شود و هم در هیتری که در ابتدای مسیر است، داغ شود . واحد فریکشن شامل همان سه ستون ذکر شده در این ناحیه و بعد از هیتر می‌باشد.  نخ در واحد فریکشن یا تاب اصطکاکی، تابانده شده و یک جهت تاب به عقب بر می‌گردد و جهت دیگر به بعد از واحد فریکشن و با توجه به اینکه نخ به سمت بعد از فریکشن حرکت می‌کند، به راحتی می‌تواند به تفاوت میزان تاب باقیمانده و همچنین اختلاف تنش نخ در قبل و بعد از واحد فریکشن پی برد ( T_۱ و T_۲). درواقع، تاب به عقب برگشته و به علت داغ بودن نخ، ساختمان ظاهری آن از حالت صاف به جعد تبدیل می‌شود و شکل ظاهری بعد از عبور مجدد از فریکشن و سرد شدن در ناحیه خنک کننده حالت فنری به خود می‌گیرد. تعداد دیسک­ها، جنس دیسک­ها، درجه حرارت قسمت خنک کننده و مدت زمان (طول المان‌ها و سرعت ) همگی باید کنترل شود تا جعد در سراسر نخ به طور یکسان و یکنواخت ایجاد شود و دارای ثبات نیز باشد.

کریمپ کنتراکشن (cc)، کرمپ مدول (cm) و کریمپ استابیلیتی (cs) به ترتیب پارامترهای برگشت پذیری، ثبات و مقاومت در برابر کشش است که باید بعد از تولید نخ اندازه­گیری و بررسی شوند که هر کدام استاندارد خود را دارند و اگر خارج از استانداردها باشد، باید به تنظیمات ماشین رجوع شود و پارامترهایی مانند حرارت و سرعت‌ها تغییر داده شوند.

در روش تاب مجازی، پدیده‌ای تحت عنوان سرجینگ وجود دارد که تنش  نخ را قبل از آنکه وارد فریکشن شود، اندازه می‌گیرد و میزان این تنش باید ثابت باشد. وقتی این تنش متغیر باشد اصطلاحاً می‌گویند سرجینگ اتفاق افتاده و نخ در این صورت ناپایدار است که این امر مطلوب نیست. اگر همه فرآیند درست و فاقد سرجینگ تنظیم شده باشد، برای دستیابی به سرعت حداکثری ممکن بعد از افزایش زیاد سرعت و مشاهده بی ثباتی، باید سرعت کاهش یابد تا میزان تنش ثابت بماند که این سرعت ایده­آل است و با آن حدود سرعت ادامه می­دهیم. (این قطعه غیر ضروری صرفاً برای بحث تکسچره هوا ذکر شد ).

از آنجا که در فرایند تاب مجازی یا DTY  با نخ های ترموپلاستیک سروکارداریم، نخ بعد از عملیات فریکشن، می­تواند یک هیتر دوم هم قرار گیرد که جعد و فنریت نخ را تثبیت و تنش‌های موجود در نخ را به حداقل برساند. در صورت قرار ندادن هیتر دوم، حالت الاستیک نخ بیشتر می‌شود که معمولاٌ برای نایلون هیتر دوم وجود ندارد ولی برای پلی­استر عمدتاً  هیتر دوم ضروریست، چون پارچه تاری­پودی باید حالت کشسانی کمتری داشته باشد.

به طور کلی، نخ  DTY که به آن تکسچره سنتی هم گفته می‌شود، نخی است که حالت فنری و تاب زنده دارد و نمی­تواند به لحاظ ظاهری و حتی به لحاظ جذب رطوبت و حبس هوا، با نخ­های اسپان یا ریسیده رقابت کند. درواقع، این نوع نخ هم کاربردهای خاص خود را دارد و در صنعت گردبافی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نمایی از ماشین‌آلات DTY

لطفاً توضیحاتی مختصر در خصوص روش تکسچره هوا بفرمایید.

تکسچره هوا ( air texturing ) با ایجاد تکسچر بر روی نخ به وسیله فشار هوا (۱۰ تا ۱۵ بار) انجام می­شود. این روش، که در دهه ۵۰ توسط چک­ها و بعد آلمانی­ها ابداع شد، جت­های خاصی است که نخ از آن‌ها عبور می‌کند و هوای فشرده با عبور از آنها، سرعتی حدوداً سه برابر صوت پیدا می‌کند. پس از آن، جت‌ها شکل اغتشاشی به خود می‌گیرند و با آشفته کردن فیلامنت­ها و از طریق overfeed (تغذیه اضافه) این فیلامنت­ها با کمک حرکت نخ و هوای دمیده در آنها در هم تنیده شده  و به صورت نخی با ظاهر نخ‌های ریسیده شده درمی­‌آید. این روش منجر به ایجاد ناهمواری‌های ریزی روی نخ می‌شود که دیگر مانند نخ های فیلامنتی صاف نمی‌باشد.

علتی که جدای از dpf ، زیر دست را تعیین می­کند بحث overfeed یا تغذیه اضافه است. در روش DTY میزان تغذیه اضافه بسیار محدود است ولی در تکسچره هوا می­توان به راحتی میزان تغذیه اضافه را در بازه بسیار گسترده کم و زیاد کرد و بالطبع، نخ­های متفاوتی را ایجاد نمود. در  DTY نخ یک لا یا دولا را می­توان وارد دستگاه کرد ولی در تکسچره هوا، تعداد بیشتری نخ با اورفیدهای مختلف وارد دستگاه می‌شود و همچنین، می­توان نخ­هایی با رنگ‌های مختلف را وارد نمود. بنابراین، تنوع نخ­های تولیدی در این روش خیلی بالاست. (البته یکسری نخ­های بوکله هم وجود دارد که نخ­های مختلف را با هم می­تابانند و ممکن است ندرتاً شبیه هم باشد و در این مورد نباید مرتکب اشتباه شد.) الزامی ندارد که همه اجزاء مواداولیه یکسان یا یک جنس باشند،  فقط اینکه همه نخ‌ها باید فیلامنت باشند نه استیپل.

نمایی از اجزای ماشین‌آلات تکسچره هوا

آیا امکان تغذیه ابریشم به عنوان فیلامنت یک لیف طبیعی وجود دارد؟

بله امکان پذیر که هست ولی کار بیهوده­ای است زیرا، ابریشم به صورت بوبین­های چند هزار متری وجود ندارد و برای ایجاد آن،  باید گره زده شود. وقتی که این فیلامنت­ها به گره می­رسد دچار مشکلات متعددی همچون پارگی می‌گردد و به دلیل استحکام کم، در مقابل هوای فشرده مقاومت بسیار پایینی دارد. به طور کلی، فرآیند تکسچرایزینگ به منظور بهبود زیردست کالا انجام می‌شود تا در تماس با بدن، حس خوشایندی بدهد. برای سایر کاربردهایی که با بدن در تماس نیستند، احتیاجی به تکسچره کردن نیست. اما، ایجاد جعد بر روی کالا بعد از تکسچرایزینگ قابلیت­هایی مانند حبس هوا و جذب رطوبت را ایجاد می‌کند. از طرفی پارچه­های ابریشم به دلیل اینکه تحت عملیات تکسچرایزینگ قرار نمی‌گیرند، حس خوبی در تماس با بدن ایجاد نمی­کند، لذا، اگر این­کار در فشارهای کمتر انجام شود، می‌تواند تجربه جدیدی در نساجی باشد.

در روش تکسچره هوا، می­توان با تغییرات در کشش و حرارت، میزان استحکام را با نخ های حاصل از الیاف طبیعی مثل پنبه و پشم، همسان‌سازی کرد که این قابلیت در روش­های دیگر تکسچره وجود ندارد؛ چراکه،  در این روش پدیده سرژینگ ایجاد نمی­شود و محدودیتی در سرعت وجود ندارد.  اگر هم محدودیتی باشد، به دلیل ضعف طراحی در جت های مورد استفاده می‌باشد.

در این گفتگو در زمینه تکسچرایزینگ، به نخ ATY ورود کردیم و در جلسات بعدی، بیشتر به جزییات فنی و کاربردهای این نخ می‌پردازیم.