دانلود تحقیق ساختار سطحی الیاف نساجی استفاده شده در امباسینگ غلتکی

چکیده : طرح استفاده از الیاف نساجی ترموپلاستیک شکل گرفته است ، کاربرد جدیدی از نانو ساختارهای سطحی یک نمونه از رول امباسینگ شکل گرفته در جایی که یک فلز انعطاف پذیر برجسته که طرح در سطح آن برروی یک سیلندر فلزی سوار شده است با تنظیم دقیق پارامترهای فرآیند‌، شبکه های دوره‌ای با جزئیات واحد زیر بوده انتقال پیدا میکند ،برروی الیاف پلی استر با قطر 180 میکرومتر .

کلمات کلیدی : رول امباسینگ ، قالب ترموپلاستیک ، الیاف نساجی .

1- مقدمه : بسیاری از پیشرفت های تکنولوژی تولید الیاف مصنوعی مبنی بر توسعه ( تغییر ) در سطح الیاف می باشد [1] در بیشتر موارد الیاف پروفیلی ( سطح مقطع غیر دایره‌ای ) به وسیله نازل اسپینرت ، به ایجاد یک سطح پروفیلی در طی ریسندگی لیف می انجامد به هر حال این تکنولوژی 2 اشکال دارد : 1- پروفیلی شدن فقط در جهت طولی اتفاق می افتد ( پروفیلی شدن طولی ) 2- شکل پروفیلی محدود به شکل نازل اسپینرت ، ویسکوزیته مواد شکل دهنده الیاف و تورم در طی الکستروژن کردن الیاف می باشد بنابراین سطح الیاف نسبتاً زبر می باشد در نتیجه بسیاری از اثرات مبنی بر سطوح نانو ساختاری نمی تواند کاربردی موثر داشته باشد با تولید برجستگی هایی در موقعیت مکانیی دلخواه ( پروفیل افقی ) مشخصات مهم سطح الیاف ، ممکن است در محدوده وسیعی بهبود پیدا کند (‌گسترش پیدا کند ) نمونه های امکان پذیر عبارتند از : - منسوج با افزایش مساحت سطح که قادر است ، مقدار زیادی از رطوبت را برداشت کند و توانایی خشک شدن سریع بااجاره دادن آب در چسبیدن به سطح بدون نفوذ به داخل لیف .

- نخ با استحکام کششی بالا به وسیله افزایش اصطکاک بین تک لیف ها - دستمال کاغذی ساخته شده برای کاربرد پزشکی باکنترل رشد سلول - این مقاله روشی ارائه می دهد که چگونه الیاف می توانند دارای ساختار سطحی شوند .

با استفاده از رول امباسینگ(‌همچنین وب امباسینگ نامیده می شود ) ( به شکل 1 توجه کنید ) برجستگی های طرح از یک غلتک منقوش بر روی سطحی از لیف که با شکل گیری از یک ماده ترموپلاستیک در یک دمای مناسب بالای دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) منتقل می شود .

این پروسه به امباسینگ داغ برروی سطح نازکی از صفحه ‌پلیمری برای ساخت المنت های نوری شباهت دارد [‍2] یا برروی لایه ‌نازک مقاوم ترموپلاستیک در فرآیند چاپ نانو استفاده می شود [5-3] و چاره‌ای برای روش های قطع عضو لیزری می باشد 2- رول امباسینگ برروی فویل ( صفحه فلزی نازک ) و الیاف : در رول امباسینگ از سطح با مساحت های بزرگ ، مثلاًٌ‌ در امباسینگ داغ (‌هات امباسینگ)‌یک ساخته برجسته (‌منقوش ) برروی لایه پلیمر ترموپلاستیک فشار وارد می کند .

یک لایه ‌نازک فلز قابل خم شدن برروی غلتک منقوش مورد استفاده قرار می گیرد که می تواند به عنوان یک پوشش برروی سیلندرنصب شود تا کنون لایه مصرفی یک لایه نازک پلیمری یا فویل یا پارچه بافته شده بوده است ‍]6] چنانچه سیلندر دوران کند طرح از غلتک منقوش خمیده به صورت مداوم برروی فویل که به سمت شکاف دو سیلندر تغذیه می شود ، فشار وارد می کند .

سپس تا زمانی که به سمت بیرون شیار حرکت می کند قالب می خورد فویل وقالب ( شکل )‌در حرارت پایدار نیستند زیرا فقط وقتی که سیلندر سخت ، داغ هست در تماس با سطح فویل می تواند دمای پلیمر در آن محل را در حدود دمای Tg بالا بیاورد .

پروسه حالتی برای شکل دهی دارد که اجازه می دهد سطح با دوام خوب تغییر شکل دهد بدون اینکه تأثیری بروی شکل فویل داشته باشد رول امباسینگ یک پروسه مناسب برای تولید در مقیاس صنعتی می باشد در سرعت 0.25m/sel ؟؟

فویل با ضخامت 60cm توان عملیاتی 0.1m2/s قابل دستیابی می باشد آن می تواند سطوح بزرگ را فلس دار کند و برای تولید واشرهای زیر فرایند ترکیب مجدد ( به عنوان مثال برای استفاده مرحله‌ای و تکرار امباسینگ ) و مناطق بزرگ آبکاری دارای پیشرفت می باشد [7.8] بنابراین برای فویل ساخت الیاف یک تکنولوژی مداوم ضروری می باشد .

به هر حال یک غلتک منقوش برروی لیف استفاده می شود که باعث می شود لیف کوبیده و نرم شود وتغییر شکل دهد و ساختار فقط در یک منطقه ‌محدودی می تواند انتقال پیدا کند آن منطقه‌ای که مستقیماً در معرض غلتک برجسته قرار گرفته است (‌شکل 2) اگر قادر باشیم این تغییر شکل را نگه داریم می توان با استفاده از امباسینگ توسط غلتک هایی از طرفهای مختلف تمام محیط اطراف لیف را پوشش داد همپوشانی امباسینگ در بیشتر موارد می تواند پذیرفته شود ، چنانچه مواد ترموپلاستیک اجازه شکل گیری مجدد بدهند چنانچه الیاف بتوانند در طی پروسه شکل گیری ، کمی در جهت موادی با طول بچرخند به عنوان مثال به وسیله وارد کردن نیروی پیچشی در این مورد روشی ایجاد شده است که می تواند تمام الیاف را در مرحله امباسینگ قادر به چرخش کند .

3-آزمایشات برای رول امباسینگ برروی فویل و پلیمر ، بوش ( صفحه الکتریکی ) بزرگ و صاف از جنس نیکل با ضخامت تقریبی استفاده می شودبوش با همین ضخامت همچنین برای رول امباسینگ الیاف مناسب می باشد آنها دارای سختی کافی می مباشند و می توانند به دور یک سیلندر با قطر چند سانتیمتر ، خمیده شوند در این آزمایش ، بوش برروی یک سیلندر فلزی قطر ( 50mm) نصب می شود و یک مهره ‌فلزی پهن ثابت استفاده شده این سیلندر از روبرو برروی یک سیلندر دوم بی شکل نصب می شود ( شکل 3)

( سیلندر بی شکل ) داغ شده و یک فن هوای داغ در صورتی که محیط در دمای محیط نگهداشته شود استفاده می شود و لیف از میان یک شکاف ( شیار ) بین سیلندرها هدایت می شود چنانچه سیلندر در حال چرخش باشد طرح از سیلندر بزرگ به صورت مداوم برروی سطح لیف انتقال پیدا می کند زمانی که در غلتک برجسته‌امباسینگ ( شکل 2) دمای تقریبی به دست آید ، برای الیاف مصنوعی بسیار مناسب می باشد برای مثال پلی استر (PET –PES Tg80-100) و پلی آمید (PA66Tg90-95, PA6Tg80-85) به هر حال کیفیت برای دمای فرآیند و فشار فقط ارزیابی‌ها را برای نصب جاری به هم می زند .

3-نتایج : شکل 4 یک رول امباسینگ الیاف PES ( قطر 180) رانشان می دهد که در طرح نصب شده در شکل 3 استفاده می شود در نتیجه یک تیرک (‌master) ، یک بوش نیلکی با لبه سینوسی و 200nm عمق استفاده می شود .

در نتیجه اصلی گزارش شده است که : رول امباسینگ اجازه می دهد سطح الیاف PES به صورت مداوم شکل بگیرد با سرعتی به مقدار دهم mm/s و دمای C°210 شبیه به آن چیزی که در امباسینگ داغ با یک سطح برجسته مسطح وجود دارد ساختار برجستگی های دوره‌ای به وضوح قابل مشاهده می باشد شکل 4: گراف SEM از یک رول امباسینگ الیاف PES مناطق طرح با قالب خمیده به وسیله‌یک فلش در سمت راست نشان داده شده است بزرگنمایی نشان داده شده و با برگرداندن سینوس لبه الگوی نشان داده شده از الیاف تحت فشار 5- نتیجه نتایج نشان داد که رول امباسینگ می تواند برای ساختار جانبی سطح الیاف پلیمری به کار می رود یک دمای فشاری محدوده سرعت ،؛ برای الیاف ؟؟؟جنس قالب ریزی می شود ، که اجازه می دهد طرح برروی الیاف زمنیه شکل بگیرد ، در حالی که مغزی الیاف فقط به صورت جزئی تغییر شکل پیدا می کند این مهم به دلیل اینکه الیاف نیاز دارند شکل ماکروسکوپی و خواص مکانیکی به مراحل مختلف فرآیند الیاف مربوط هست نگه دارند و برای کاربردهای خاص در آینده خواص فیزیکی الیاف تکی اندازه گیری خواهد شد و وضعیت فرآیند برای الیاف قطرها و مواد مختلف تعیین می شود تحقیقات زیادی لازم است برای اینکه چگونه نانوساختارها می توانند به خوبی در این فرآیند مداوم شکل بگیرند و چه الیافی بعد از امباسینگ بر می گردند (ریلکس ) اگرچه نتایج حاصل هنوز در یک رژیم زیر ، است نمی تواند محدوده اصلی فرآیند را نشان دهد بنابراین چنانچه قبلاً‌اشاره شد برای دیگر فرآیندهای تکرار پذیر می توان روی الیاف مورد استفاده و رول امباسینگ تکرار شوند فرایند هنوز برای سرعت و توان عملیاتی بهینه نشده است ، هنوز در مقایسه با فرآیند رول امباسینگ روی فویل می تواند رد سرعت های بسیار بالا انجام شود و می توان انتظار داشت که بتوان شبیه این سرعت را برای الیاف به دست آورد برای بهبود توان عملیاتی لیف می توان انجام داد امباس در ایجاد امباسینگ مداوم و دسته الیاف در مسیر موازی امباسینگ شوند .

برای تولید انبوه سرعت امباسینگ در چندین دهم از متر بر ثانیه مورد نیاز است.

غلتک های امباسینگ : قدیمی ترین نوع امباسینگ برای چاپ کردن اثر برروی پارچه ، چرم مصنوعی و غیره بوده است انها عموماً از 2 یا 3 غلتک ساخته شده اند در ماشین دوغلتکی ، گرما ،و غلتک فلزی برجسته به صورت تلفیقی ( کنار هم ) با یک غلتک پنبه یا کاغذی که قطر آن برابرغلتک فلزی است استفاده می شود در ماشین سه غلتکی غلتک فلزی برجسته عموماً روی محور استیل نصب می شود که بین دو غلتک پنبه یا کاغذی که قطر آن حدود سه برابر غلتک فلزی است نصب می شود اخیراً یک امباسینگ غلتکی برای کمک به تکمیل پارچه کرپ درست شده است کالای نمونه از نقش و نگار دادن به کرپ ابریشمی واقعی بوده عکس برداشته یم شود و سپس روی غلتک فلزی حکاکی می شود این طرح ممکن است به وسیله‌امباسینگ روی پارچه کرپ خام ریون انتقال پیدا کند بنابراین طرح روی پارچه‌ای که در عملیات بعدی کرپ ثابت نگه داشته می شود اجرا می شود غلتک بالایی معمولاً با طرحی که روی صفحه کاغذ پایینی فشار می آورد حکاکی می شود .

رطوبت دما ، و فشار طرح کرپ را روی پارچه‌ای که از بین غلتک ها عبور می کند ، منتقل می کند .

تاثیز امباسینگ روی کرپ: منابع یک طرح موفق برای غلبه بر کرپ شدن بی قاعده ‌(‌نا منظم ) توسط امباسینگ یا غالب زدن پارچه می باشد در این روش یک طرح روی نخ های جمع شده شکل می گیرد تا مستقیم شود آن هست بیلیود که غلتک امباسینگ که سعی میند در ایجاد طرح کرپ ابریشمی با یک کیفیت بالا روی سیلندر امباسینگ که طرح به وسیله گرما و فشار ، قبل از هر نوع عملیات‌تر روی پارچه کرپ ، انتقال پیدا می کند .

فرآیند امباسینگ گاهی اوقات پیش کرپ گفته می شود (Pre-Creping) اما نباید پنداشت که عملیات کرپ تأثیر می پذیرد و به وسیله امباسینگ که فقط طرح شکل با شیارهایی برروی پارچه بر جای می گذارد هنگامی که طرح شکل گرفت و یکنواخت شد نتیجه نهایی بهبود می یابد فرآیند امباسینگ با ثبات زیاد به دلیل ماهیت ترموپلاستیک استات ریون می باشد .

معمولاً طرز کار در بخار و سپس امباس در دمای 120-130° انجام می شود قبل از اینکه تکه پارچه از میان غلتک های امباسینگ عبور کند بهتر است از چروک بودن و تمایل به برگشتن لبه مطمئن شد مقدار کشش به کار رفته برروی وپارچه باید فقط به اندازه برای صاف کردن پارچه باشد .

مراقبت مهم و ضروری برای عملیات موفقیت آمیز فرآیند امباسینگ عبور کند بهتر است از چروک بودن و تمایل به برگشتن لبه مطمئن شد .

مقدار کشش به کار رفته رروی پارچه باید فقط به اندازه برای صاف کردن پارچه باشد مراقبت مهم و ضروری برای عملیات موفقیت آمیز فرآیند امباسینگ لازم می باشد از طرف دیگر فیلامنت های ظریف سائیده و معیوب می شوند و تا زمانی که استنترهایی نشود ظاهر نمی شود .

برطبق تحقیقات به عمل آمده عمق برش و شکاف در تاب زیاد پود با دما و فشار به کار برده شده بین غلتک های کالندر متناسب می باشد این نشان داده شده است به وسیله‌نتایج به دست آمده درجدول پیوست ) که ارجاع می دهد به مقایسه‌تست استحکام 3 اینچ پارچه سرتاسری پودی دارای 220 پود نیروی وارده وقتی که پارچه شروع به پارگی می کند را مطالعه کنید «‌کشش 7 پوند ممکن است نرمال