چکیده
شناسایی نخ پلی استر با کیفیت در هنگام خرید نخ از نکات کلیدی و مهم زنجیره تامین نخ در صنایع بالا‌دستی نساجی است. تشخیص کیفیت نخ نیازمند داشتن دانش فنی و بررسی دقیق کیفیت نخ با روش‌های آزمایشگاهی و بصری است. داشتن اطلاعات کافی و شناخت خواص نخ و استاندارهای انجام آزمایش شامل روش انجام کار و حد کمینه و بیشنه پارامترهایی نظیر نمره نخ، تاب نخ، شفافیت نخ، رنگ نخ، استحکام نخ و یکنواختی می‌تواند ما را در انتخاب نخ مناسب یاری کند. بعلاوه آشنایی با روش‌های تشخیص جنس نخ و خواص بصری نیز می‌تواند در انتخاب صحیح نخ برای فرآیندهای بعدی به ما کمک نماید. مقاله حاضر به بررسی پارامترهای مناسبی که می‌تواند در انتخاب نخ پلی استر با کیفیت به مشتری کمک کند می‌پردازد.
مقدمه
پلی استر یکی از پرکاربردترین الیاف مصنوعی است که به دلیل ویژگی‌های خاص خود در صنعت نساجی به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. کیفیت نخ پلی استر به عوامل متعددی بستگی دارد که هر یک از این عوامل می‌تواند بر عملکرد و کارایی نهایی محصول تأثیر بگذارد. در این مقاله به بررسی شاخص‌های مختلف کیفیت نخ پلی استر از جمله تاب، شفافیت، رنگ ثابت، استحکام، ضخامت و همچنین آزمایش‌های مختلف برای ارزیابی کیفیت نخ پرداخته می‌شود.
تأثیر تاب نخ
به تعداد چرخش‌های الیاف به دور محور نخ در واحد طول نخ تاب گفته می‌شود. تاب نخ تأثیر بسزایی بر ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی نخ نظیر استحکام و ازدیاد طول تا حد پارگی آن دارد. در الیاف استیپل افزایش تاب نخ موجب افزایش استحکام نخ می‌شود اگر چه این تاب حالت بهینه دارد به طوری که افزایش بیش از حد آن اگر چه می‌تواند تا حدی موجب افزایش استحکام شود ولی سفتی و عدم انعطاف‌پذیری نخ را در پی دارد. کاهش آن نیز می‌تواند منجر بهبود زیردست و افزایش نرمی و انعطاف‌پذیری آن شود، اما موجب کاهش استحکام آن می‌شود.
آزمایش اندازه گیری تعداد تاب نخ: این آزمایش به منظور تعیین تعداد تاب نخ تابیده استفاده می‌شود. دستگاه‌های تاب سنج قادر هستند تعداد چرخش‌های الیاف در محور نخ را در واحد طول نخ اندازه‌گیری کنند. به کمک این آزمایش می‌توان میزان تاب بهینه نخ را برای کاربردهای مختلف تعیین کرد.
شفافیت نخ
شفافیت نخ متأثر از ماهیت ساختار پلیمر مورد استفاده و ترکیبات و رنگ‌های بکار رفته در نخ است. هر چه کیفیت پلیمر بالاتر باشد نخ ما شفافیت بالاتری داشته و ظاهری براق‌تر و زیباتر دارند به عنوان مثال استفاده از چیپس دست اول در مقایسه با چیپس بازیافتی در تولید نخ، موجب تولید نخ شفاف‌تری می‌شود. میزان شفافیت نخ به کاربرد نهایی آن بستگی دارد و در برخی موارد مصرف‌کننده به نخ با شفافیت پایین‌تری نیاز دارد. نخ پلی استر بر اساس کاربرد نهایی محصول می‌تواند به صورت کاملا شفاف، نیمه مات و مات تولید شود.
اندازه گیری شفافیت نخ: برای اندازه‌گیری شفافیت نخ، از دستگاه‌های طیف‌سنجی نوری انعکاسی استفاده می‌شود. بدین منظور یک نور به سطح نخ تابانیده می‌شود و میزان انعکاس آن براساس پارامترهای L*, a*,b* استفاده می‌شود که میزان منعکس شده را اندازه‌گیری می‌کند.
رنگ ثابت
ثبات رنگی منسوج پلی استری به مقاومت رنگ استفاده شده در برابر عوامل محیطی در طی کاربرد اطلاق می‌شود. این ثبات شامل مقاومت رنگ در برابر شستشو، نور خورشید، سایش (خشک و مرطوب)، تعریق و مواد شیمیایی و… می‌شود. این ثبات‌ها متأثر از مقاومت پیوند‌های درون ملکولی ساختار شیمیایی رنگدانه مورد استفاده در برابر عواملی نظیر نور خورشید، مواد شیمیایی و سایش است. ولی در ثبات شستشویی این موضوع متأثر از پیوند بین رنگدانه و لیف است. رنگرزی پلی استر با توجه به جذب رطوبت پایین دارای شرایط پیچیده‌ای است ولی رنگ جذب شده روی پلی استر با توجه به گیر افتادن در ساختار پلی استر ثبات شستشویی خوبی دارد. شرکت سیرنگ به عنوان شرکت پیشرو در تولید الیاف پلی استر کشور، تولید نخ‌های خود رنگ با ثبات شستشویی بالا و رنگدانه‌های با ساختار شیمیایی مقاوم در برابر عوامل محیطی را در برنامه دارد. این موضوع موجب طول عمر بیشتر منسوج در حین مصرف می‌شود.
آزمایش ثبات رنگ: آزمایشات ثبات رنگ مطابق استاندارد‌های بین المللی و بر مبنای مواردی هم چون شستشو با حلال‌ها و مواد شوینده در شرایط مکانیکی خاص، قرار دادن منسوج به مدت معین در معرض نور UV، کشیدن پارچه سفید با فشار متفاوت روی پارچه خشک و مرطوب و بررسی لکه گذاری آن، در معرض قرار دادن منسوج با غلظت خاص مواد شیمیایی به مدت معین روش‌هایی ارزیابی ثبات رنگ می‌باشد.
استحکام نخ
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های نخ پلی استر استحکام آن است که تأثیر مستقیمی بر عملکرد نهایی محصول دارد. استحکام در نخ پلی استر از طرفی متأثر از ساختار شیمیایی پلیمر نظیر وزن ملکولی و توزیع آن، ویسکوزیته ذاتی و تبلور و تشکیل کریستال است و از طرف دیگر می‌تواند با تاباندن نخ افزایش یابد. استحکام بالا در نخ باعث می‌شود محصولات تولیدی مقاومت بیشتری در برابر پارگی و سایش داشته باشند. انتخاب نوع نخ پلی استر و تعیین میزان استحکام مورد نیاز به کاربرد نهایی آن بستگی دارد. به عنوان مثال نخ‌های پلی استر با مقاومت بالا(های تناسیتی) جهت نخ تایر، طناب کوهنوردی، نخ تور ماهی‌گیری، کمربند ایمنی و کیسه هوا توصیه می‌شود. ولی برای کاربرد منسوجات خانگی و پوشاک از نخ با استحکام متوسط با کاربرد نساجی توصیه می‌شود.
آزمایش استحکام نخ: به منظور امکان مقایسه نتایج حاصل از آزمایش استحکام کششی، این آزمایش بایستی مطابق استاندارد انجام شود. بسته به استاندارد انتخاب شده، طول مشخصی از نخ با سرعت و نیروی مشخص در راستای محور نخ تحت نیروی کششی قرار می‌گیرد و نتایج اعمال نیرو روی آن طی منحنی نیرو-ازدیاد گزارش می‌شود. این نمودار اطلاعات مفیدی نظیر ازدیاد تا حد پارگی، نیروی پارگی، مدول یانگ و… را به ما نشان می‌دهد. این آزمایش توسط دستگاه‌های استحکام سنج و با روش‌های مختلف قابل انجام می‌باشد. آزمایشگاه شرکت سیرنگ با دارا بودن استاندارد ایزو 17025 یکی از آزمایشگاه‌های همکار اداره استاندارد و گمرک می‌باشد که توانایی انجام این آزمایشات طبق استاندارد را دارد.
نمره نخ و سیستم‌های اندازه گیری آن
نمره نخ که در مواردی از آن با عنوان ظرافت، ضخامت و یا نمره نخ خطی نخ نیز یاد می‌شود، یکی از پارامترهای کلیدی نخ است که بر اساس کاربرد نهایی محصول نمره مناسب انتخاب می‌شود. معمولا وزن محصول نهایی بر اساس نمره نخ تعیین می‌شود و نوع ماشین بافندگی بر اساس نمره و محدودیت‌های موجود انتخاب می‌شود.
نمره نخ معمولا به دو صورت مستقیم و غیر مستقیم و بر اساس دو معیار وزن واحد طول و یا طول واحد وزن بیان می‌شود. در سیستم نمره گذاری مستقیم که شامل نمره‌هایی نظیر تکس tex (وزن 1000 متر نخ)، دی تکس dtex (وزن 10000 متر نخ) و دنیر den(9000 متر نخ) می‌باشد، وزن طول مشخصی از نخ را به عنوان نمره گزارش می‌نمایند. این سیستم نمره گذاری بیشتر جهت گزارش نمره نخ‌های فیلامنتی استفاده می‌شود. به عنوان مثال هنگامی که از نخی به عنوان نخ نمره 300 دنیر یاد می‌شود به این معنی است که 9000 متر نخ 300 گرم وزن دارد. در سیستم نمره گذاری غیر مستقیم نمره نخ به صورت طول واحد وزن بیان می‌شود. این سیستم نمره گذاری بیشتر در مورد نخ‌های تولید شده در سیستم ریسندگی الیاف کوتاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. نمره انگلیسی و نمره متریک مهم‌ترین نمره‌های کاربردی سیستم غیر مستقیم می‌باشد. در نمره انگلیسی Ne تعداد یاردهای موجود در یک پوند نخ به عنوان نمره نخ گزارش می‌شود و در نمره نخ متریک Nm تعداد مترهای موجود در یک گرم از نخ به عنوان نمره گزارش می‌شود.
در نخ‌های فیلامنتی نمره نخ، حاصل نمره مجموع تعدادی فیلامنت است که در سطح مقطع نخ وجود دارد هر چه تعداد این فیلامنت‌ها با ظرافت یکسان در سطح مقطع نخ بیشتر باشد ضخامت نخ افزایش می‌یابد. عمدتا نخ‌های ظریف‌تر زیر دست نرم‌تری دارند ولی نخ‌های ضخیم‌تر زیر دست زبر داشته ولی استحکام بالاتری دارند.
یکنواختی نخ
در حین فرآیند تولید نخ، ممکن است بصورت مداوم یا لحظه‌ای تولید نخ دچار مشکلاتی شود که تغییر قطر یا جرم نخ را در پی داشته باشد. بنابراین منظور از یکنواختی نخ ثابت بودن ضخامت قطر نخ (جرم) در طول آن می‌باشد. نایکنواختی می‌تواند در ادامه فرآیند و تولید محصول نهایی مشکل آفرین باشد بدین صورت که هرچه یکنواختی نخ بیشتر باشد کیفیت و راندمان تولید در محصول نهایی بالاتر می‌رود. آزمایش یکنواختی نخ یکی از آزمایشاتی است که بصورت مداوم روی نخ‌ها انجام می شود.
تست یکنواختی نخ: آزمون یکنواختی نخ عمدتاً به منظور بررسی میزان تغییرات جرم (ضخامت) نخ در واحد طول انجام می‌شود. در دستگاه‌های تست یکنواختی، متراژی از نخ از بین خازن‌های الکتریکی عبور داده می‌شود و و به صورت مستمر ظرفیت خازن اندازه‌گیری می‌شود و بر اساس این تغییرات، تغییرات جرمی نخ به صورت جدول و هیستوگرام در دسترس قرار می‌گیرد. ظرفیت این خازن‌ها به دو عامل نمره نخ و جنس نخ بستگی دارد. گزارشات خروجی نرم افزار می‌تواند اطلاعات مفیدی در خصوص علت و محدوده ایجاد عیب بدهد. عیوب نخ در نخ‌های فیلامنتی می‌تواند ناشی از پارگی فیلامنت و در مجموع غیر ثابت بودن تعداد الیاف در سطح مقطع نخ باشد و یا مربوط به کیفیت مواد اولیه و پروسه ذوب ریسی و کشش باشد. این تست تضمین می‌کند که نخ برای فرآیندهای بافندگی و ریسندگی و تولید محصول نهایی مناسب باشد.
آزمون‌های رایج جهت بررسی سریع
آزمایش سوزاندن نخ: سوزاندن نخ یکی از آزمایش‌های کیفی ساده ولی مؤثر برای شناسایی جنس الیاف است. نخ پلی استر، به عنوان یک نخ مصنوعی، هنگام سوختن رفتار خاصی دارد. این نخ معمولاً هنگام نزدیک شدن شعله آتش گرفته و به آرامی شعله‌ور و ذوب شده و قطره قطره می‌چکد، بویی ملایم و شبیه پلاستیک دارد. در اصطلاح عامیانه نخ پلی استر مناسب بوی تند پلاستیک ندارد و هرچه تورم کلوخه بیشتر باشد نخ مطلوب‌تر است.
شناسایی نخ پلی استر با کمک حلال‌های آلی: سوزاندن نخ بصورت غیر دقیق می‌تواند ما را به شناخت جنس الیاف نزدیک کند ولی این روش کافی و دقیق نمی‌باشد. به منظور شناسایی دقیق‌تر جنس الیاف می‌توان از روش انحلال الیاف در حلال‌های آلی بهره برد. الیاف مختلف می‌تواند در حلال‌های آلی مخصوص به خود حل شود. در این روش در انتخاب حلال بایستی دقت شود که حلال آلی انتخاب شده فقط روی یک جنس الیاف تأثیر گذار باشد. الیاف پلی استر به طور کلی در متاکروزول جوش قابل حل می‌باشد.
آزمایش مشاهده بصری: در این روش نخ با فاصله یکسان روی یک تخته سیاه پیچیده می‌شود تا تأثیر توهمات نوری کاهش داده شود . زمانی که نخ به دور تخته پیچیده می‌شود عیوب مداوم و غیر مداوم آن قابل مشاهده است. از نکات با اهمیت در این آزمون بررسی تخته سیاه تابلو پیچ شده در زیر نور یکنواخت و استاندارد است که می‌تواند خطای تصمیم گیری را تا حد زیادی کاهش دهد.
لمس زیر دست پارچه: یکی از روش‌های عامیانه در بازار بررسی زیر دست پارچه با استفاده از لمس کردن پارچه است. استفاده از نخ پلی استر فیلامنتی سطح زیر دست پارچه را صاف و نرم و شبه ابریشم می‌کند و احساس راحتی بیشتری به مصرف کننده القا می‌کند. همچنین نخ ریسیده شده پلی استر زیر دستی شبه پنبه داشته و ظاهری شبیه به پارچه پنبه‌ای دارد و جذب رطوبت آن بیشتر از نخ پلی استر فیلامنتی است.
نتیجه‌گیری
در نهایت، کیفیت نخ پلی‌استر به عوامل متعددی از جمله تاب، شفافیت، ثبات رنگ، استحکام، ضخامت و یکنواختی آن بستگی دارد. برای تضمین کیفیت نخ‌های پلی‌استر، آزمایش‌های متنوعی مانند تست پیچ و تاب، استحکام، کشش، چگالی خطی، یکنواختی و سوختگی انجام می‌شود. با استفاده از این آزمایش‌ها می‌توان نخ‌هایی با کیفیت بالا برای تولید محصولات نساجی با کاربرد نهایی مد نظر به دست آورد.