کاربردهای فنـاوری نانـو در منسوجات خانگی

چقدر در مورد کاربردهای فنـاوری نانـو در منسوجات خانگی می دانید؟ آیا تا به حال هنگام خرید کالاهای نساجی با واژه هایی مثل ضد آتش آنتی باکتری با ضد بو مواجه شده اید؟ در این مقاله اطلاعات کاملی را در رابطه با کاربردهای فنـاوری نانـو در منسوجات خانگی برای شما گرد آوری کرده ایم …

نویسنده: پریا علیپور

فناوری نانو در منسوجات خانگی:

فناوری نانــو توانایی کنترل ماده در ابعاد مولکولی و بهره بــرداری از خواص و پدیده های این بعد در مواد، ابزارها و سامانه های نوین است. فناوری نانو حوزه های از دانش کاربردی و فناوری است که زمینه های گستردهای را پوشش ً حدود ۱ تا ۱۰۰ می دهد.

موضوع اصلی این فناوری، مهار ماده یا سامانه ها در ابعاد کمتر از یک میکرومتر یا نانومتر است. فناوری نانو در تمامی گرایشهای علمی راه یافته و از فناوری های نوینی است که با سرعت هرچه تمام تر در حال توسعه است.

با ظهور فناوری نانو، دریچه های جدید به روی صنعت نســاجی و ســایر صنایع گشوده شد. ایجاد محیط پاک تر و ایمن تر، مهمترین دستاورد مهندسی نانو نساجی در بخش منسوجات خانگی است.

منسوجات خانگی شامل انواع پتو، فرش ماشینی، لحاف، پارچه های رومبلی و پردهای، روتختی، ملحفه و روبالشی، تشک ، حوله، رومیزی، پرده، فرش دستباف، موکت و نظیر اینها است. در مطالعه ای که توسط اتحادیه صنعت نساجی و پوشاک Bavarian در مورد روند و چشم انداز این صنعت صورت گرفت، نقش قابل توجهی برای کاربردهای آتی منسوجات خانگی با استفاده از روشهای جدید تکمیل پارچه و فناوری پوشش دهی، با استفاده از فناوری نانو در نظر گرفته شده است.

شکل ۱ ،برخی از خواص منسوجات خانگی تکمیل شده با نانو ساختارها را نشان میدهد.

کاربردهای فنـاوری نانـو در منسوجات خانگی امروزه دستاوردهای شگفت انگیز و البیه بسیار کاربردی را در بر داشته است. بخش منســوجات خانگی و صنعت مبلمان یکی از بزرگترین بازارهای منســوجات فنی به شمار می روند. تمایل مصرف کنندگان منســوجات خانگی به راحتی و استفاده از منســوجات با قابلیت کاربرد آسان، فرصتی برای بازار محصوالت نانو با عملکردهای بیشتر است.

فنـاوری نانـو در منسوجات خانگی

کاربرد فناوری نانو در تکمیل منسوجات خانگی:

هرچند استفاده از الیاف نانوکامپوزیتی (حاوی نانوذرات) با کارایی ویژه، بی بافت های نانو لیفی و فناوری نانو تکمیل، از جمله زمینه های بالقوه برای اســتفاده از فناوری نانو در منسوجات خانگی به شمار می آیند، با این وجود، تاکنون فرصتهای عمده ایجاد ارزش از طریق فناوری نانو در منســوجات خانگی، به تکمیل منســوجات خانگی با مواد نانو ساختار به منظور محافظت در برابر پرتو فرابنفش، عایق بندی گرمایی، ایجاد خاصیت ضد باکتری، ضد بو، دافع آب و لکه، کندسوزی و آبدوستی معطوف بوده است.

انواع پوشش های نانو مقیاس که در منسوجات خانگی به کار می روند، سبب ارزش افزوده در صنعت منسوجات خانگی می شوند. این پوششها شامل پوشش های محافظ در برابر پرتوهای فرابنفش، عایق حرارتی، ضدمیکروب ، ضدآب، ضد لک و ضد آتش هستند. در این بخش، به برخی از نانو تکمیل های انجام شده بر منسوجات خانگی و مواد به کار رفته در این تکمیل ها اشاره کرد.

تکمیل کندسوز یا ضد آتش:

با توجه به اینکه الیاف از جمله مواد قابل اشــتعال است و هر ساله، خسارات مالی و جانی زیادی براثر آتش گرفتن منســوجات به وجود می آید، الزم است اصلاحاتی در منسوجات به منظور تأخیر در شعله وری ایجاد شود. از جمله راهکارهای رســیدن به این هدف عبارتند از: افزایش نقطه اشتعال الیاف به منظور نیاز به دمای بیشتر برای آغاز سوختن، کاهش طول شعله حاصل از سوختن، توقف سوختن الیاف با حذف منبع آتش و کاهش سرعت پیشروی آتش روی کالا.

درصورتیکه اهداف بالا محقق گردد، کالا دیرتر آتش گرفته و سرعت انتقال آتش کاهش می یابد؛ بنابراین، فرصت بیشتری برای مهار آتش فراهم می شود. شکل ۳، نمونه ای از پارچه عملآوری شده با نانو مواد کند سوز را نشان می دهد. کاربردهای فنـاوری نانـو در منسوجات خانگی در بخش ضد آتش کردن بسیار توسعه یافته است و حتی در برخی از بخش ها مانند صادرات فرش ماشینی به اروپا رعایت استانداردهای دودزایی و میزان آتش زایی بسیار مورد توجه است.

استفاده از نانو ذرات، زمانی که به خوبی در ساختار پلیمر پراکنده شده باشند، می تواند سبب بهبود خواص حرارتی، مکانیکی و مقاومت در برابر آتش شود. مقدار نانو مواد مصرف شده در فرایندهای تکمیلی، به مراتب کمتر از موادی با ابعاد میکرو است و این ویژگی ناشی از بیشتر بودن سطح مخصوص مواد نانو ساختار و سطح تماس بیشتر آنها با پلیمر است.

در حقیقت، عملکرد هرکدام از این نانو ذرات بر اساس شکل و ساختار شیمیایی در ایجاد خاصیت کندسوز متفاوت است. غالبا مواد نانو ساختار به کاررفته در این تکمیل در سه دسته کلی نانو رس، نانو لوله کربنی و نانو ذرات سیلیکونی و اکسید فلزی قرار می گیرند.

تکمیل ضد میکروب:

استفاده از منسوجاتی با خواص ضدمیکروبی در فرش و اثاثیه منزل و محیط خانه، مزایای فراوانی را به همراه دارد. در پارچه های تهیه شده از الیاف با ترکیبات مصنوعی مانند نایلون و پلی پروپیلن میتوان از نانو ذراتی مانند اکسید روی، اکسید مس، دی اکسید تیتانیوم و نانو ذرات نقره و طال برای ایجاد خواص ضدمیکروبی استفاده کرد.

اخیرا تمایل به بکارگیری نانو ذرات اکسیدروی که خاصیت محافظت در برابر پرتوهای فرابنفش را دارند، نیز رو به افزایش است. مزیت دیگر استفاده از اکسید روی، افزایش ضریب ایمنی آن در کاربردهای متنوعی چون لباس زیر، لباس کودک و غیره است.

ضمن اینکه استفاده از اکسید روی تغییر چندانی در رنگ و شفافیت سطح پارچه ایجاد نمی کند. از جمله موارد مصرف این فناوری در منســوجات خانگی عبارتند از: ملحفه، روتختی، روبالشی، پتو، رومیزی، مبلمان و الیاف پلی استر برای پر کردن بالش و لحاف های آماده.

منسوجات ضدمیکروب را می توان به سه گروه اصلی تقسیم بندی نمود:

منسوجات با خاصیت فعال شوندگی در برابر نور:
منســوجات تکمیل شده با دی اکســید تیتانیوم که در اثر جذب نور، الکترونهای مدار ظرفیت به مدار انرژی بالاتر منتقل شده و سبب اکسیداسیون غشاء سلولی میکرو ارگانیزمها می شود.

منسوجات با مواد ضدمیکروب غیرقابل انتشار:
مواد ضدمیکروب در ماتریس منسوج یا پوشش روی منسوج تعبیه می شوند. خاصیت ضد میکروبی در این منسوجات ناشی از برهم کنش میان بار مثبت ماده ضدمیکروب و بار منفی غشاء سلولی میکرو ارگانیزم است که سبب انهدام و جلوگیری از رشد و تکثیر میکروب می شود.

منسوجات با مواد ضدمیکروب غیرقابل انتشار مواد ضدمیکروب در ماتریس منسوج یا پوشش روی منسوج تعبیه می شوند. خاصیت ضد میکروبی در این منسوجات ناشی از برهم کنش میان بار مثبت ماده ضدمیکروب و بار منفی غشاء سلولی میکرو ارگانیزم است که سبب انهدام و جلوگیری از رشد و تکثیر میکروب می شود.

منسوجات باقابلیت رهایش مواد ضدمیکروب:
در این حالت ماده ضدمیکروب نظیر تریکلوســان، نقره و مس از ســطح محصول منتشر شــده و بدینوسیله سبب جلوگیری از رشد میکروب میشوند.

تکمیل مواد معطر:

در سالهای اخیر، تولید پارچه های معطر در بسیاری از کشورها مورد توجه قرارگرفته است. صنعت پوشاک ایالت متحده حدود ۱۷۳ بیلیون دلار ارزش دارد به طوری که حدود ۲ درصد این بازار امروزه به پوشاک معطر اختصاص دارد.

فرآیند معطر سازی پارچه، بخشی از فرآیند تولید پارچه است که در مراحل پایانی به عنوان یک بخش تکمیلی در نظر گرفته میشــود. یکی از مهمترین کاربردهای این صنعت، تولید پارچه هایی است که به عنوان ملحفه، پرده یا رومبلی از آن اســتفاده میشود. به منظور ایجاد حس خواب و کاهش خستگی، تکمیل منسوجاتی نظیر ملحفه، پرده، فرش و روتختی با اســتفاده از رایحه هایی نظیر اسطوخودوس، مرکبات، دارچین و غیره بسیار مناسب است.

اسطوخودوس، پرکاربردترین و متنوع ترین روغنی است که در صنعت نساجی استفاده میشود. این روغن به ویژه برای سردردهای ناشی از مشکالت عصبی مفید است. تأثیر روغنهای لیمو، بابونه، گلرز، هل، میخک، یاس و غیره نیز توسط بسیاری از محققین مورد تأیید است. معطرسازی پارچه با توجه به نوع مواد استفاده شده در فرآیند به سه روش انجام می شود.

کنترل بوی نامطبوع:

یکی دیگر از کاربردهای فنـاوری نانـو در منسوجات خانگی کنترل بوی نامطبوع است. این فرایندها برای پاکیزه نگهداشتن و کنترل بوی نامطبوع مبلمان منزل بسیار مورد توجه قرارگرفته است. همچنین در منســوجات مورد استفاده در پوشاک، با کنترل معایب ناشی از تعرق و بوی نامطبوع بدن نقش مهمی در سلامت و ایجاد احساس راحتی در انسان ایفا می کند.

به طور کلی، دو رویکرد مختلف به منظور کنترل بوی نامطبوع منسوجات ناشی از تعریـــق وجود دارد:

۱- روش جذب که روشی ساده بهمنظور به دام انـــداختن مولکولهای ایجادکننده بو است ، در این روش تغییر در فرایند تجزیه ترکیبات ناشی از تعریق انجام نمی شود.

۲- روش جلوگیری که در این روش از رشد و تکثیر باکتریهایی که مسبب تجزیه ترکیبات و ایجاد بوی نامطبوع هستند، جلوگیری به عمل می آ ید. انجام تکمیل های ضدباکتری روی منسوجات برای رسیدن به این هدف پیشنهاد می شود. نانو مواد جاذب بوی نامطبوع در منسوجات را میتوان در گروه های سیکلودکسترینها، نانو ذرات کربن فعال، نانو ذرات خاکستر بامبو و پلیمرهای قاصدکی تقسیم بندی کرد.