همه چیز در مورد پارچه های سه بعدی دو جداره

نگارنده: پریا علیپور – مدرس دانشگاه

چکیده

در دهه های اخیر از پارچه های سه بعدی به عنوان پارچه هایی که در برخی خصوصیات فیزیکی از جمله انتقال رطوبت و گرما از پوست به محیط توانایی فوق العادهای دارند یاد می شوند. این پارچه ها با ساختاری معمولا حلقوی هستند که از اتصال دو پارچه جدا از هم توسط نخ های متصل کننده ایجاد شده اند.

جنس نخ های اتصال، معمولا مونوفیلامنت پلی استر یا پلی آمید است و نوع نخ های پارچه های سطحی بسته به کاربرد میتواند: پلی استر، نایلون و یا پلی پروپیلن باشد. هر دو پارچه می تواند از لحاظ تراکم، طرح، بافت، جنس و …مشابه و یا متفاوت باشد. این پارچه ها به علت داشتن ساختمان سه بعدی و نیز فضای خالی بین دو سطح پارچه دارای خصوصیات متنوعی نظیر گردش هوای کافی داخل پارچه، قابلیت برگشت پذیری بی نظیر پس از اعمال نیرو، قابلیت جذب رطوبت به داخل ساختمان پارچه، نفوذ پذیری هوا، مقاومت فشاری مطلوب، سبکی و …می باشند.

پارچه های سه بعدی دو جداره، ترکیبی از دو لایه پارچه حلقوی بافت مجزا هستند که توسط لایه های از مونوفیلامنت ها به یکدیگر متصل شده اند. وجود لایه میانی در این پارچه ها باعث ایجاد خصوصیات منحصر به فردی در منسوجات شده است.

این پارچه ها دارای ساختاری معمولا حلقوی هستند که از اتصال دو پارچه جدا از هم توسط نخ های متصل کننده ایجاد شده اند. این پارچه ها به علت داشتن ساختمان سه بعدی و نیز فضای خالی بین دو سطح پارچه دارای خصوصیات متنوعی نظیر گردش هوای کافی داخل پارچه، قابلیت برگشت پذیری بی نظیر پس از اعمال نیرو، قابلیت جذب رطوبت به داخل ساختمان پارچه، نفوذپذیری هوا، مقاومت فشاری مطلوب، سبکی و …می باشند.

در پژوهش حاضر ما قصد داریم به بررسی این الیاف و کاربردهای آن همچنین انواع ماشین الات بافت پارچه های سه بعدی باروش کتابخانه ای بپردازیم.

کلید واژه گان: پارچه های اسپیسر، کاربرد پارچه های اسپیسر، ماشین آلات حلقوی تاری

۱- مقدمه

ﺑﺮاﺳﺎس ﻧﻈﺮﻳﻪ کاس که در ﺳﺎل ۲۰۰۰ مطرح گردید، ﭘﺎرﭼﻪ ﻫﺎی ﺳﻪ ﺑﻌﺪی ﻳﺎ ﭘﺎرﭼﻪ ﻫﺎی اﺳﭙﻴﺴﺮ از ﻣﻨﺴﻮج دارای ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺳﺎﻧﺪوﻳﭽﻲ ﻛﻪ از ﺗﺮﻛﻴﺐ دو ﻻﻳﻪ ﭘﺎرﭼﻪ ﻣﺠﺰا و ﻳﻚ ﻻﻳﻪ ﻣﻴﺎﻧﻲ دﻳﮕﺮ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه ﺑﺎﺷﺪ، تعریف می گردند.

اﻳﻦ ﻧﻮع ﭘﺎرﭼﻪ ﻫﺎ، ﻣﻌﻤﻮﻻ ﻣﺘﺸﻜﻞ از ﻧﺦﻫﺎی ﺧﺎب ﺑﺮﻳﺪه ﻧﺸﺪه ﻛﻪ ﻣﺎﺑﻴﻦ دو ﻻﻳﻪ ﭘﺎرﭼﻪ ﺟﺪاﮔﺎﻧﻪ ﻗﺮار گرفته، ﻣﻲ باشند .

در دهه های اخیر از پارچه های سه بعدی به عنوان پارچه هایی که در برخی خصوصیات فیزیکی از جمله انتقال رطوبت و گرما از پوست به محیط توانایی فوق العادهای دارند یاد می شوند. این پارچه ها با ساختاری معمولا حلقوی هستند که از اتصال دو پارچه جدا از هم توسط نخ های متصل کننده ایجاد شده اند.

جنس نخ های اتصال، معمولا مونوفیلامنت پلی استر یا پلی آمید است و نوع نخ های پارچه های سطحی بسته به کاربرد میتواند: پلی استر، نایلون و یا پلی پروپیلن باشد. هر دو پارچه می تواند از لحاظ تراکم، طرح، بافت، جنس و …مشابه و یا متفاوت باشد. این پارچه ها به علت داشتن ساختمان سه بعدی و نیز فضای خالی بین دو سطح پارچه دارای خصوصیات متنوعی نظیر گردش هوای کافی داخل پارچه، قابلیت برگشت پذیری بی نظیر پس از اعمال نیرو، قابلیت جذب رطوبت به داخل ساختمان پارچه، نفوذ پذیری هوا، مقاومت فشاری مطلوب، سبکی و …می باشند.

یکی از صنایع پاسخگو به درخواست های خاص بازار برای تولید پارچه های اسپیسر، کارخانجات بافندگی حلقوی و پارچه های حلقوی بافت می باشند. با ابداع یک سری روش های جدید با ایجاد اصلاحات و تغییراتی که بر روی ماشین های حلقوی تاری از نظر گیج و میله سوزن انجام میگیرد می توان پارچه های اسپیسر با اشکال متفاوت تولید کرد.

از سوی دیگر توجه به این نکته قابل اهمیت است که که تنوع پارچه های تولید شده در این سیستم زیاد بوده و این وضوع در تولید پارچه های اسپیسر حائز اهمیت است.
بافت های حلقوی در حقیقت تشکیل یک ساختار نساجی (منسوج) از طریق ایجاد حلقه از نخ ها می باشد که در این مورد دو ساختار تاری و پودی وجود دارد.

حال ما قصد داریم که در پژوهش حاضر با بررسی ساختار و کاربرد پارچه های اسپیسر و همچنین تکنولوژی تولید آن ها ، به این سوالات پاسخ دهیم که چگونه پارچه های اسپیسر امروزه، نیازهای ما را در امور مختلف اعم از پزشکی، نظامی و … برطرف می کنند. و اینکه تکنولوژی تولید این الیاف چگونه می باشد.

۲- ساختار پارچه های سه بعدی

پارچه های سه بعدی دو جداره، ترکیبی از دو لایه پارچه حلقوی بافت مجزا هستند که توسط لایه های از مونوفیلامنت ها به یکدیگر متصل شده اند. وجود لایه میانی در این پارچه ها باعث ایجاد خصوصیات منحصر به فردی در منسوجات شده است.

پارچه های سه بعدی را می توان بر اساس پروسه بافت و ساختار به پارچه سه بعدی ساده ، چند لایه و قائم طبقه بندی نمود.
یک پارچه اسپیسر تثبیت شده دارای اتصالاتی با زاویه بر روی برش است. برای حصول به مقاومت بهتر در برابر فشار و یا برش اتصالات متقاطع را می توان با نخ های اتصال مستقیم ترکیب نمود.

شکل۲) پارچه اسپیسربا اتصالات مستقیم و متقاطع

ساختارپارچه ای بافته شده اسپیسر، نقش مهمی در طراحی پارچه های تکنیکال ایفا می کنند، زیرا نسبت استحکام به وزن در مقایسه با سایر سازه ها فوق العاده زیاد است. بنابراین، برای یک مجموعه داده شده از بارهای مکانیکی و محیطی، پارچه اسپیسر اغلب باعث کاهش وزن ساختاری نسبت به اشکال دیگر می شود. پارچه اسپسر تغییر شکل جانبی کمتر و مقاومت بیشتر در برابر انبساط دارد. با توجه به استحکام خاص خود، سختی خاص و ویژگی های دیگر، در برنامه های کاربردی با تکنولوژی بالا کار کرد زیاد تری دارد.

استحکام کششی پارچه های اسپسربا اندازه گیری مقاومت پارچه در برابر نیروهای کششی ناشی از پیش استرس و بارهای خارجی سنجیده می شود و میزان نیروی کششی مستقیم مورد نیاز برای شکستن الیاف که ممکن است در جهت پیچ و تاب و پر شدن مواد باشد، بررسی می شود.

ازخواص مکانیکی قطعی پارچه های اسپسرمی توان به مقاومت کششی، مقاومت دربرابر پارگی و سختی آن اشاره نمود. سه جهت اصلی در مورد پارچه اسپیسردر یک سیستم مختصات x ،y و z تعیین می شود.
محور x نشان دهنده جهت عرضی پارچه، محور y جهت طولی پارچه ومحور z نشان دهنده جهت عمودی پارچه یا پارچه دیوار است.

شکل ۳) ساختارزیگزاگ و مستطیلی برای پارچه اسپیسر

اشکال سه بعدی برای پارچه اسپیسر شامل دو پارچه ی قسمت پایینی و بالایی است که به طور همزمان بافته شده و پارچه ی دیوار که اتصال بین آن ها را ایجاد نموده و ضخامت آن نیز بسته به کاربرد آن تعیین می شود. طراحی و ساخت پارچه های بافته شده، روش های تولید آن ها تعیین می کند که بر خواص محصول نهایی چه تأثیر بگذارد (شکل ۴ و ۵).

شکل ۴ و ۵

شکل ۶) ساختار هندسی پارچه اسپیسر در مقطع عرضی لایه بالایی به لایه پایینی باضخامت و فاصله تعیین شده وصل شده است
در پارچه های ۳ بعدی میتوان با استفاده از ارتفاع متغیر اتصالات ، پارچه هایی با ضخامت متفاوت ساخت (شکل ۷ و ۸). در ساختارهای پارچه سه بعدی ضخامت یا بعد Z نسبت قابل توجهی به ابعاد X و Y دارد.

شکل ۷ و ۸

۳- کاربردهای پارچه های اسپیسر

۱- در اتومبیل
پارچه های دو جداره سه بعدی در قسمتهای مختلف یک خودرو اعم از روکش صندلی، داشبورد، سقف و درب های خودرو و قسمت های مشابه دیگر استفاده می شود. در این میان صندلی خودرو نقش مهمی در احساس راحتی افراد به منظور جذب رطوبت بدن ایجاد می کند. از این رو این پارچه ها توانسته اند جایگزین بسیار مناسبی برای فوم های پلی اورتان به عنوان لایه گذاری در صندلی خودرو شوند.
در روکش صندلی های اتومبیل چند فاکتور بسیار مهم مد نظر است:

الف) از نظر رنگ و ساختار ظاهر، زیبا باشد و دارای پتانسیل ایجاد طرح های کوچک و چند رنگی باشد
ب) نرم و راحت بود.
ج) در یک نگاه شبیه پارچه های بافته شده باشد.

به دلیل تکنولوژی به کار رفته در تولید پارچه های اسپیسر و امکان استفاده بیشمار از میله راهنما برای ایجاد طح های جالب و قابلیت بافت یک رنج از انواع نخ ها، امکان دستیابی به تمامی این موارد وجود دارد. به علاوه سیر کوله شدن هوای موجود در بین لایه های موجود در این نوع پارچه ها موجب احساس راحتی در نشستن شده و با جذب فشار و ایجاد یک تهویه دائمی و ثابت از عوارض نشستن طولانی موت ب روی این صندلی ها کاسته می شود. به علاوه با ایجاد صندلیه ای اتومبیل با این ساختار جدید، بازیافت محصولات در انتهای عمر مفید آن ها آسان خواهد بود.

۲- در پزشکی
پارچه های اسپیسر به واسطه ی توزیع بسیار یکنواخت فشار و نرخ مطلوب انتقال مایعات، پایه اول در توسعه منسوجات پزشکی را تشکیل می دهند. پارچه های اسپیسر در بهبود زخم های مزمن که کاهش فشار به قسمت جراحت دیده حائز اهمیت به کار گرفته می شود . تحقیقات منتشر شده حاکی از کاهش فشار اعمال شده بر قسمت های مختلف بیمار به هنگام به پشت خوابیدن با استفاده از این منسوجات به میزان بیش از ۲۵ درصد می باشد؛ بنابر این احتمال ایجاد زخم های بستر در خلال بستری شدن طولانی مدت بیمار در بیمارستان کمتر می گردد.

پارچه های اسپیسر در ترمیم استخوان ها و در جراحی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. بانداژهای تولید شده با ساختار اسپیسر نیز در بهبود تورم مزمن سیاه رگ و غدد لنفاوی مؤثر می باشد. کاربرد دیگر این نوع پارچه ها در صنعت پزشکی استفاده از آن در سیستم درمانی جلدی یا پوستی است. مورد دیگر کاربرد این منسوجات در بخش ارتوپدی است.

۳- لباس های ورزشی
همواره تعداد ورزش های مختلف به صورت جهانی افزایش می یابد، بنابر این تقاضا برای کفش و لباس ورزشی مناسب نیز رو به فزونی است. در تمامی این لباس ها بایستی همواره کسب بالاترین میزان راحتی از نظر دما و رطوبت در نظر گرفته شود. پارچه های اسپیسر به دلیل وزن سبک، حجم بالا، فنری بودن و قابلیت شستشو به عنوان جانشینی برای فوم های چند لایه در کفش های ورزشی کاربرد زیادی دارند.

در پارچه های اسپیسر تولید شده، به دلیل داشتن لایه های متفاوت می تواند خواص متفاوتی را ارائه دهد، به طور مثال لایه نزدیک به پوست می تواند هیدروفوب باشد، لایه وسطی قابلیت نفوذ پذیری دارد و به عنوان منتشر کننده عمل می کند، لایه خارجی نیز می تواند هیدروفولیک (آب دوست) باشد بدین وسیله انرژی حرارتی جذب و بخار می شود.

این پارچه ها با توجه به دارا بودن قابلیت نفوذ و خروج هوا در هنگام ورزش، در تولید کفش های ورزشی بسیار مناسب می باشند. این کفش ها با توجه به قابلیت بازگشت پذیری آنها پس از اعمال نیرو، از انعطاف پذیری و نرمی خاصی برخوردار می باشند. ضمن اینکه از لحاظ وزن و راحتی نیز قابل مقایسه با انواع دیگر کفش ها نیستند.

۴- در صنایع نظامی
مدیریت رطوبت و انتقال گرما از بدن به درون لباس مهمترین موضوع در طراحی لباس به خصوص در پارچه های کاربردی مانند لباس های حفاظتی و یا پوشش هایی که در شرایط محیطی گرم استفاده می شوند به شمار می آید. اگر چه بیشتر پارچه های حفاظتی شامل حفاظت بالستیک (جلیقه ضد گلوله) برای ایمنی بیشتر تولید می شوند اما از آنجایی که این نوع لباس های حفاظتی توسط لایه های ضخیم بخش اعظمی از بدن را پوشش می دهند سبب ایجاد مشکلات جدی ناشی از انتقال رطوبت از بدن به محیط و در نتیجه اختلال در امر راحتی شده است.

۵- ژئوتکستایل، مهندسی راه وساختمان و حفاظت محیط زیست
ژئوتکستایل شامل مواد نساجی قابل نفوذی که در مهدسی راه و ساختمان مانند کنترل فرسایش تقویت خاک و … طراحی می شود. در این پارچه ها با ایجاد دو لایه خارجی با ساختارهای کاملا متفاوت از قبیل یک شکل مشبک قابلیت بالایی در جذب آلودگی ها در آن ها به وجود می آید. یک کاربرد ویژه حفاظتی پارچه های اسپیسر تهیه شده از پلی اورتان در سیستم فیلتراسیون عمودی است که برای کاربرد در موارد ساختمانی است که می تواند در مقابل یک ساختمان و آب قرار بگیرد و سپس آب موجود را تخلیه کند.

۶- در صنایع عمران و ساختمان سازی
استفاده از پارچه های اسپیسر با الیاف و هندسه مناسب در مقایسه با سیستم رایج و قدیمی استفاده از فولاد یا نخ های تقویت کننده سیمان کارایی کامپوزیت سیمان را تا حد زیادی بهبود می بخشند. و این به دلیل اتصال محکم تر قالب های پارچه- سیمان است.

۴- تکنولوژی و ماشین آلات تولید پارچه های سه بعدی

۱- تکنولوژی
اداﻣﻪ ﺣﻴﺎت ﺻﻨﺎﻳﻊ ﺗﻮﻟﻴﺪی در ﮔﺮو ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻧﻴﺎزﻫﺎی ﻣﺘﻨﻮع و ﺧﺎص ﻣﺼﺮف ﻛﻨﻨﺪﮔﺎن ﻛﺎﻻ ﻣﻲ باشد. ﺻﻨﺎﻳﻊ ﺣﻠﻘﻮی ﺑﺎﻓﻲ در زﻣﺮه ﻫﻤﺎﻫﻨﮓ ﺗﺮﻳﻦ ﺑﺨﺶ ﻫﺎی ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻧﺴﺎﺟﻲ در ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻧﻴﺎز ﺧﺎص ﻣﺼﺮف ﻛﻨﻨﺪﮔﺎن ﻣﻨﺴﻮﺟﺎت ﺧﺎص ﻛﻪ ﺑﺘﻮاﻧﺪ ﺑﺎ ﺳﺎﻳﺮ ﺗﻮﻟﻴﺪات ﺑﺮاﺳﺎس ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﻫﺎی ﻓﻨﻲ و اﻗﺘﺼﺎدی رﻗﺎﺑﺖ ﻧﻤﺎﻳﻨﺪ، ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. اﻳﻦ ﻣﻨﺴﻮﺟﺎت بسیار ﻣﺘﻨﻮع را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﺎ اﻳﺠﺎد ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺑﺮ روی ﻣﺎﺷﻴﻦ آﻻت ﺑﺎﻓﻨﺪﮔﻲ ﺣﻠﻘﻮی ﺗﺎری ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻧﻤﻮد.

منسوجات ﺣﻠﻘﻮی ﺑﺎ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻧﺦ ﺑﻪ ﺣﻠﻘﻪ ﺑﻪ دو روش، ﺗﺎری و ﭘﻮدی ﺑﺎﻓﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ. ﭘﺎرﭼﻪ ﻫﺎی ﺣﻠﻘﻮی ﺗﺎری ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ﺳﻪ ﻧﻘﻄﻪ ﻧﻈﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﻃﺒﻘﻪ ﺑﻨﺪی ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ. در روش اول، ﻃﺒﻘﻪ ﺑﻨﺪی بر ﺣﺴﺐ ﻧﻮع ﻣﺎﺷﻴﻦ آﻻت ﺑﻜﺎر برده شده ﺗﺤﺖ ﻋﻨﺎوﻳﻦ ﺗﺮﻳﻜﻮ و راﺷﻞ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲ ﮔﺮدد.

در ﻧﻮع ﺗﺮﻳﻜﻮ ﺗﻌﺪاد ﻛﻢ ﺳﻮزن ﻫﺎی ﺑﺎﻓﺖ ﺳﺒﺐ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺎرﭼﻪ ﺑﺎ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺳﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد؛ اﻳﻦ در ﺣﺎﻟﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻧﻮع راﺷﻞ ﭘﺎرﭼﻪ ﺑﺎ ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی ﺑﺴﻴﺎر ﭘﻴﭽﻴﺪه ﺗﺮی را ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲ ﻧﻤﺎﻳﺪ در ﻧﻮع راﺷﻞ ﻧﺮخ ﺗﻮﻟﻴﺪ به واﺳﻄﻪ زﻳﺎد ﺑﻮدن ﺗﻌﺪاد ﺳﻮزن ﻫﺎ و اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺦ ﻫﺎی ﻇﺮﻳﻒ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺗﺮﻳﻜﻮ، ﻛﻤﺘﺮ اﺳﺖ. ﻧﻮع راﺷﻞ ﻋﻤﻮﻣاً ﺟﻬﺖ ﺑﺎﻓﺖ ﭘﺎرﭼﻪ ﻫﺎی اﺳﭙﻴﺴﺮ دو رو ﭘﺮزدار ﺑﻜﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ میشود.

در روش دوم ﻃﺒﻘﻪ ﺑﻨﺪی ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﻌﺪاد ﻣﻴﻠﻪ ﻫﺎی راﻫﻨﻤﺎ و دﺳﺘﻪ ﻧﺦ ﻫﺎی ﺑﻜﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪه تعریف ﻣﻲ ﮔﺮدد. اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﻌﺪاد ﻣﻴﻠﻪ ﻫﺎی راﻫﻨﻤﺎ ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﻳﺶ ﺛﺒﺎت اﺑﻌﺎدی ﻣﻨﺴﻮج ﺑﻪ واﺳﻄﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﺮاﻛﻢ ﺣﻠﻘﻪ ﻣﻲشود.

پارچه های اسپیسر حلقوی پودی:
ماشین آﻻت ﺣﻠﻘﻮی ﭘﻮدی دو روی ﺳﻴﻠﻨﺪر ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺣﻠﻘﻪ ﻧﻴﻢ ﺑﺎﻓﺖ و ﻳﺎ ﺗﻤﺎم ﺑﺎﻓﺖ ﺟﻬﺖ ﻣﺘﺼﻞ ﻧﻤﻮدن دو ﻻﻳﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر اﺳﭙﻴﺴﺮ ﺑﻜﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ. ﺗﻐﻴﻴﺮات در اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺣﻠﻘﻪ ﻫﺎی ﻣﺘﺼﻞ ﻛﻨﻨﺪه دو ﻻﻳﻪ و اﺳﺘﻔﺎده از ﺣﺪاﻗﻞ ﺳﻪ ﮔﺮوه ﻧﺦ در ﻫﺮ رج ﺑﻪ ﺷﺮح زﻳﺮ ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ:

۱) ﻧﺦ ﺳﻮزن ﻫﺎی ﺳﻴﻠﻨﺪر
۲) ﻧﺦ ﺳﻮزن ﻫﺎی ﺻﻔﺤﻪ
۳) ﻧﺦ اﺳﭙﻴﺴﺮﻣﻮﻧﻮ ﻓﻴﻼﻣﻨﺘﻲ

دو روش ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺎرﭼﻪ ﻫﺎی اﺳﭙﻴﺴﺮ ﺣﻠﻘﻮی ﺑﺎﻓﺖ ﭘﻮدی ﻛﻪ توسط آﻧﻮﻧﺪ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎد ﺷﺪه وﺟﻮد دارد. در اﻳﻦ روش ﻫﺎ از ﺳﻮزن ﻫﺎی ﭘﺎﻳﻪ ﻛﻮﺗﺎه و ﺑﻠﻨﺪ ﺑﺎ زﻣﺎن ﺑﻨﺪی اﻳﻨﺘﺮﻻک اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد.

در روش اول ﺣﻠﻘﻪ ﻧﻴﻢ ﺑﺎﻓﺖ، ﺳﻮزن ﻫﺎی ﭘﺎﻳﻪ ﻛﻮﺗﺎه و ﺑﻠﻨﺪ ﺻﻔﺤﻪ و ﺳﻴﻠﻨﺪر متناوبا جهت اتصال دو ﻻﻳﻪ ﺑﻜﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ میشود.
روش دوم ﺑﺮ اﺳﺎس ﺑﺎﻓﺖ دو رو ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺳﻮزن ﻫﺎی ﺻﻔﺤﻪ و ﺳﻴﻠﻨﺪر ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. در اﻳﻦ روش ﺗﻐﺬﻳﻪ ﻛﻨﻨﺪه ﺑﺎ ﻃﺮاﺣﻲ ﺧﺎص ﻛﻪ دارای دو ﺳﻮراخ ﺟﻬﺖ ﺗﻐﺬﻳﻪ دو ﻧﺦ ﻣﺠﺰا ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﺑﻜﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد.
لازم ﺑﻪ ﻳﺎدآوری اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺎﺷﻴﻦ ﻫﺎی ﮔﺮدﺑﺎف را ﻧﻴﺰ ﻣﻲ ﺗﻮان ﺟﺰء ﮔﺮوه ﻣﺎﺷﻴﻦ ﻫﺎی دارای ﺻﻔﺤﻪ وﺳﻴﻠﻨﺪر و ﻣﺎﺷﻴﻦ ﻫﺎی ﭘﺮل دو ﺳﻴﻠﻨﺪر ﻗﺮار داد.

ماشین های حلقوی ﺗﺨﺖ ﺑﺎف ﻗﺎدر ﺑﻪ ﺗﻮﻟﻴﺪ دو ﻧﻮع ﭘﺎرﭼﻪ اﺳﭙﻴﺴﺮ ﻣﻲ باشند:

۱) دو ﻻﻳﻪ ﻣﺠﺰا ﺑﺎ ﻧﺦ ﻫﺎی ﻋﺮﺿﻲ ﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه ﺑﺎﺷﻨﺪ
۲) دو ﻻﻳﻪ ﻣﺠﺰا ﺑﺎ ﭘﺎرﭼﻪ ﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه باشد

ﻧﻮع اول ﻣﺘﺪاول ﺗﺮ ﺑﻮده و ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺦ ﻫﺎی ﺧﺎب ﺑﺮ روی ﺳﻮزن ﻫﺎی ﺟﻠﻮ و ﻋﻘﺐ اﺗﺼﺎل دو ﻻﻳﻪ ﻣﺠﺰا اﻳﺠﺎد می ﺷﻮد. ﻓﺎﺻﻠﻪ ی ﻣﺎ ﺑﻴﻦ دو ﺳﻮزن ﻛﻪ ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻛﻨﻨﺪه ی ﺿﺨﺎﻣﺖ ﭘﺎرﭼﻪ می ﺑﺎﺷﺪ، ﺛﺎﺑﺖ اﺳﺖ و ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻣﺘﻐﻴﺮ ﻧﻤﻮدن ﻓﻀﺎی ﻣﺎﺑﻴﻦ دو ﻻﻳﻪ اﻣﻜﺎن ﭘﺬﻳﺮ ﻧﺨﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.

پارﭼﻪ ﻫﺎی اﺳﭙﻴﺴﺮ ﺣﻠﻘﻮی تاری:
ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺎرﭼﻪ ﻫﺎی اﺳﭙﻴﺴﺮ ﺑﺮ روی ﻣﺎﺷﻴﻦ آﻻت راﺷﻞ ﻛﻪ ﺷﺒﺎﻫﺖ ﺑﺴﻴﺎر ﺑﻪ ﻣﺎﺷﻴﻦ آﻻت ﺗﺨﺖ ﺑﺎف ﺣﻠﻘﻮی ﭘﻮدی دارﻧﺪ ﺑﺎ ﺣﺪاﻗﻞ دو ﻣﻴﻠﻪ ﺳﻮزن اﻣﻜﺎن ﭘﺬﻳﺮ اﺳﺖ. دو ﻻﻳﻪ ی ﻣﺠﺰا ﻛﻪ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﻏﻴر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﻧﻴﺰ ﺑﺎﺷﻨﺪ ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ ﻧﺦ ﻫﺎی ﺧﺎب ﻛﻪ ﺗﺤﺖ ﻧﻈﻢ ﺧﺎص از ﻳﻚ ﻣﻴﻠﻪ ﺳﻮزن ﺑﻪ ﻣﻴﻠﻪ ﺳﻮزن ﻫﺪاﻳﺖ ﺷﺪه اﻧﺪ ﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻣﺘﺼﻞ ﻣﻲشوند.

شکل ۹

پارچه های تولید شده با این دستگاه از نخ های مستقیم در جهت پیچشی (طولی) ساخته شده است که به دوختن و در کنار راست کردن نخ ها در جهت پود (متقاطع) مونتاژ می شوند. در هر دو جهت از پارچه x و y، نخ ها مستقیم هستند، در اینجا برای نخهای بافندگی تاری مستقیم ۰ درجه و ۹۰ درجه برای نخ های پودی اشاره می شود.

ﻣﻴﻠﻪ ﻫﺎی راﻫﻨﻤﺎی ۱و۲ ﭘﺎﻳﺎﻧﻪ ﺟﻠﻮپارﭼﻪ روﻳﻲ و ﻣﻴﻠﻪ ﻫﺎی راﻫﻨﻤﺎی ۵و۶ ﭘﺎﻳﺎﻧﻪ ﻋﻘﺐ ﭘﺎرﭼﻪ ﭘﺸﺘﻲ را ﺑﺎﻓﺖ ﻣﻲ دﻫﻨﺪ. میله راهنما ۳و۴ نخ متصل کننده یا اسپیسر در هر دو پایانه بافت می دهند. اﻳﻦ ﭘﻨﺞ ﮔﺮوه ﻧﺦ از ﻃﺮﻳﻖ ﻣﻴﻠﻪ راﻫﻨﻤﺎﻫﺎی ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ ﺑﻪ ﭘﺎﻳﺎﻧﻪ ﺳﻮزن ﻫﺎ ﻣﻌﺮﻓﻲ میﺷﻮﻧﺪ و ﺑﺎ دﻳﮕﺮ ﮔﺮوه ﻫﺎی ﻛﻪ ﺑﺼﻮرت ﻣﺘﻨﺎوب ﺗﻐﺬﻳﻪ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ در یکدیگر بافت می روند و ﺳﺒﺐ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻦ دو ﻻﻳﻪ ﻣﺠﺰا خارجی در یک ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻲ ﻣﻌﻴﻦ از ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻣﻲ شوند. ﻫﺮ ﻳﻚ از دو ﺳﺎﺧﺘﺎر زﻣﻴﻨﻪ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﻣﺘﺸﻜﻞ از ﻧﺦ ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ از ﻗﺒﻴﻞ ﭘﻠﻲ اﺳﺘﺮ ﺗﻜﺴﭽﺮه و ﻧﺦ ﻫﺎی ﻛﺸﺴﺎن ﻛﻪ ﺑﺼﻮرت ﺑﺎﺷﻨﺪ ﺣﻠﻘﻮی ﺗﺎری ﺑﺎ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﺑﺎﻓﺖ رﻓﺘﻪ باشند.

ﻧﺦ ﻫﺎی ﺧﺎب در اﻳﻦ ﻧﻮع ﻣﻨﺴﻮﺟﺎت ﻣﻌﻤﻮﻻ ﻧﺦ ﻛﺸﺴﺎن ﺑﻮده ﻛﻪ در زﻳﺮ ًﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی زﻣﻴﻨﻪ و در ﺟﻬﺎت ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ و ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﻫﺎی ﻓﺸﺮده ﺷﺪن و ﺑﺮﮔﺸﺖ ﭘﺬﻳﺮی را در اﻳﻦ ﻧﻮع ﻣﻨﺴﻮﺟﺎت ﺳﺒﺐ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. وجود نخ های کشسان در بافت پارچه باعث کشسانی شدن آن می شود. پارچه ها حلقوی تاری اﻧﻌﻄﺎف ﭘﺬﻳﺮی ﺑﻴﺸﺘﺮی ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻫﻢ ﻧﻮع ﺣﻠﻘوی پودی خودﺪارند.

ماشین آلات بافت پارچه های سه بعدی

امروزه سه تکنولوژی اساسی وجود دارد که قادر به ساخت پارچه های D3 هستند: knitting, stitching and weaving.

۳D-Knitted : پارچه های فشرده بافتنی سه بعدی حاوی پارچه های لایه های بالا و پایین و یک نخ انعطاف پذیر بین آنها در جهت z است که نشان دهنده ارتفاع پارچه اسپیسر می باشد.
۳D-stitching ساختارهای دوخت سه بعدی، یک فرایند مشابه برای بافندگی است با این تفاوت که نتایج در خواص تقویت پارچه در جهت z در عملیات تکمیل انجام می شود.

این عملیات شامل دوختن خشک یا لمینیت های الیاف رزین یا پلاستیک با استفاده از سوزن و نخ است. پارچه اسپیسر متشکل از دو لایه پارچه جداست که توسط یک سیستم نخ به یکدیگر دوخته می شوند.

سیستم Thread-linking اتصال بسیار قوی بین دو لایه پارچه ایجاد می کند و پس از پر شدن ساختار توخالی، تثبیت می شودو یک سطح با ابعاد ثابت را تضمین می کند.

برای اجتناب ازتفاوت چگالی نخهای دیواره و بافت زمینه، بافت ساده برای آن انتخاب شده است که کمترین فاکتور پوششی را نسبت به سایر بافت ها دارد و همینطورحداکثر ممکن آمیختگی نخهای اتصال با نخهای تار و پود بافت زمینه را بوجود می آورد و در یک بافت ساده می تواند، محکمترین وسخت ترین ساختارهای بافت را داشته باشد .
شمای عرضی و کلی ماشین در شکل ( ۸ ) نمایش داده شده است

شکل ۱۰) تصویر کلی از بافت پاچه اسپیسر با بافت حوله ای

پارچه سه بعدی نشان داده شده در شکل ۱۱ از الیاف شیشه مقاوم در برابر اسید و باز با نخهای در جهت صفر و ۹۰ درجه با ۲۴۰۰ تکس که با نخ های استپل پلی پروپیلن پوشیده شده، بافته شده است. نخ های تار از جنس پلی استر ۱۶.۹ تکس است .
نخهای اتصال جهت z از پلی استر منو فیلامنت با ۰.۳ میلیمتر ساخته شده تعداد سوزنهای تنظیم شده برای این پارچه ۶ عد در هر اینچ است .

شکل ۱۱

ماشین بافت نوار

عملیات بافندگی روی ماشین بافت نوار با بافت چهره به چهره(روبرو)با استفاده از دو سیستم نگهدارنده پود انجام شده است. (شکل ۱۲)
میله شفت توسط یک موتور الکتریکی به جلو رانده میشود و حرکت چرخشی را به دهنه اختصاص داده شده وعناصر پود گذاری و برداشت منتقل میکند .دستگاههای تغذیه پود و کنترل پودها در قسمت بالای ماشین قرار دارند ، غلتک تارشامل مکانیسم توقف برای خروج پود می باشد .
در شکل ترتیب عملیات و عبور نخها نشان داده شده است

(۲) نخ تار از غلتک تار عبور داده میشوند و بعد از یک چرخش (۵) از بین لامل رد می شوند (۶) که در صورت پارگی تار باعث قطع عملیات می شود. تمام این ها به طور مجزا برای همه تارها در شکل دهی دهنه مدیریت می شوند (۷) سپس از شانه میگذرد ( ۸) بطوری که فرم و فاصله بین نخ ها را در دهنه حفظ میکند وعملیات دفتین صورت میپذیرد و پود با ضربه آن در جای خود قرار میگیرد (۱۰).

۱- چارچوب غلتک های تار ۲- غلتک های تار ۳- نخ تار ۴- وزنه ۵- غلتک عقب برنده ۶- لامل ۷- صفحه نورد ۸- منطقه بافت ۹- شانه ۱۰ بالا برنده ۱۱- تغذیه نخ کمکی ۱۲- تغذیه نخ پود ۱۳- شفت ۱۴- دهنه ۱۵- قاب ماشین

(شکل ۱۲) نمای کناری از یک دستگاه بافندگی نوار است

در این نوع از ماشین آلات بافندگی باریک، نخ پود در سراسر عرض کامل صفحه پود بوسیله سوزن مخصوص گذاشته شده است.

نخ پود با سایز مشخص بوسیله ضامن سوزن در سمت راست لبه پارچه و از طرف دیگر گرد بافت واقعی با پود گذاری بعدی حاصل می گردد .

دو رشته نخ پود تشکیل دهنه می دهند. مراحل فرمدهی ماشین گردبافت با یک ضامن سوزن روی ماشین بافت نوار صورت می گیرد .
با مراجعه به شکل( ۱۳ ) دهنه با درجه ۳۲۵ ازچرخش میل بادامک اصلی برای آماده سازی پود گذاری بعدی بازشده است. این عمل با حرکت ضامن سوزن همزمان سازی شده است. در جهت مقابل شانه در ۳۲۵ درجه، در همین زمان حلقه رشته پود قبلی زیر قاشقک ضامن سوزن سر می خورد.

سوزن بافندگی به ۱۴۵ درجه یعنی بیشترین حالت پیشروی رسیده وسپس شروع به عقبگرد می کند همانطورکه در شکل ۱۲ مشاهده می گردد . سوزن نگهدارنده نخ پود، حلقه جدید ی که روی لایه پایینی دهنه در قلاب سوزن ۱۵۵ درجه دوخته میشود میسازد.

شکل ۱۳) حرکت سوزنهای بافت برای شکل دهی به لبه پارچه

شکل ۱۴ ) شمای هندسی نخهای تار در طول بافت پارچه ۳ بعدی

اجزای آن شامل:
۱- شانه ۲- دهانه بالایی اسپیسر ۳- دهنه پایینی پارچه اسپیسر ۴- قاب نورد سطح پارچه پایینی ۵- نخ تار شناوردرلایه پاینی پارچه ۶- نخ تار مربوط به اتصال دولایه بالایی و پایینی پارچه اسپیسر

شکل ۱۵) عناصر بافت ترتیب داده شده در جهت مختصات x , y ,z در یک ماشین متفاوت بافت نوار:

۱-مخزن برق پود ۲-هدایتگر پود ۳-جهت مختصات نوردz 4-جهت مختصات شانه x 5-جهت مختصات نگهدارنده پودxوy 6-جهت مختصات سوزن گردبافتx 7-پارچه های سه بعدی

شکل ۱۶) یک پیش شرط اولیه برای دستگاه بافندگی عریض (Van De Wiele) پس ازتغییر برای بافت پارچه اسپیسر

۱- غلتک نخ تار دیواره ۲- غلتک نخ تار پایینی ۳- بالا برنده نخ ۴- میله نگهدارنده ۵- غلتک های جدا ۶- حمل کننده نخ ۷- دستگاه تنظیم شیب ۸- میله چکشک ۹- نورد پارچه لایه پایینی ۱۰- نورد پارچه دیواره ۱۱- متوقف کننده حرکت تار۱۲- متوقف کننده حرکت نخ های بالایی ۱۳- متوقف کننده حرکت نخ های پایینی ۱۴- شانه ۱۵- ریپیر ۱۶- پارچه بافته شده اسپیسر ۱۷- ریل بالایی پارچه ۱۸- ریل پایینی پارچه ۱۹- بالا برنده اضافه چله ۲۰- غلتک بالا برنده چله ۲۱- راه کمکی کننده.

شکل ۱۷) -a نمای شماتیک از بافت حلقوی پودی ۳ بعدی b -ماشین بافت ۳ بعدی c – حرکت نخهای پود که در ماشین بافت

نتیجه گیری

همان طور که توضیح داده شد پارچه های اسپیسر همان پارچه های سه بعدی دو جداره، ترکیبی از دو لایه پارچه حلقوی بافت مجزا هستند که توسط لایه های از مونوفیلامنت ها به یکدیگر متصل شده اند. وجود لایه میانی در این پارچه ها باعث ایجاد خصوصیات منحصر به فردی در منسوجات شده است.

این پارچه ها به علت داشتن ساختمان سه بعدی و نیز فضای خالی بین دو سطح پارچه دارای خصوصیات متنوعی نظیر گردش هوای کافی داخل پارچه، قابلیت برگشت پذیری بی نظیر پس از اعمال نیرو، قابلیت جذب رطوبت به داخل ساختمان پارچه، نفوذپذیری هوا، مقاومت فشاری مطلوب، سبکی و …می باشند همین امر باعث کاربرد آن در صنعت و صنایع نظامی و پزشکی وژِئوتکستایل ، عمران ،لباس ورزشی و…شده است

منابع

۱. اسلامیان، زهرا(۱۳۸۶). بررسی و مدلسازی رفتار فشاری عرضی پارچه های اسپیسر. دانشگاه صنعتی اصفهان: پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی نساجی، اساتید راهنما: دکتر محمد قانع و دکتر محمد شیخ زاده
۲. عرب زاده،فروغ السادات(۱۳۸۸).بررسی و مدلسازی رفتار پارچه های اسپیسر در برابر ضربه.دانشگاه صنعتی اصفهان،پایان نامه کارشناسی ارشد،استاد راهنما:محمد شیخ زاده،
۳. غلامی، لیلا(۱۳۹۴). بررسی راحتی ترموفیزیولوژیکی در پارچه های سه بعدی. موسسه آموزش عالی کار قزوین، پایان نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما: دکتر فرشید شریف نژاد
۴. قربانی، احسان(۱۳۹۰). بررسی و مدل سازی خصوصیات مکانیکی و راحتی پارچه های اسپیسر حلقوی با استفاده از شبکه عصبی. دانشگاه صنعتی اصفهان، پایان نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما: محمد ذره بینی اصفهانی
۵. Bruer, SH.M., Powel, N., Smith ,G., “Three- dimensionally Knit Spacer Fabrics: A Review of Production Techniques and Applications “, J . of textile and apparel, technology and management ., Vol.4, 2005,
۶. www.nassajiemrouz.com