آشنایی با ساختارهای پارچه ، تاری پودی

ساختار پارچه

پارچه (منسوج) ساختاری است که از در هم رفتن الیاف یا نخ بدست می آید و به روش های مختلفی تولید می شود . در برخی از این روش ها ، نخ های حاصل از ریسندگی تبدیل به پارچه می شود و برخی دیگر الیاف مستقیما به منسوج تبدیل می شوند . همچنین ساختار پارچه می تواند شامل یک لایه یا چند لایه باشد که هر لایه از یک یا چند نوع لیف یا نخ تولید شود. محصولات هریک از روش های تولید پارچه دارای ویژگی های خاصی بوده و کاربرد های متفاوتی دارند . امروزه اغلب پارچه های با روش های بافندگی تاری – پودی، حلقوی پودی، حلقوی تاری و بی بافت تهیه می شوند که در هریک از آنها ، یک سری فرآیندهای جداگانه وجود دارد . برای تهیه منسوجات صنعتی با توجه به گستردگی کاربردشان و نیاز به ویژگی های مختلف ، از هرسه روش تهیه پارچه استفاده می شود همچنین اصول کلی ماشین آلات مورد استفاده برای تولید منسوجات صنعتی و پارچه های معمولی صنعت نساجی مشابه می باشد .در ادامه انواع ساختمان پارچه معرفی می شود.

پارچه های تاری پودی

ساختارهای تاری پودی Woven fabrics بیشترین کاربرد را در تاریخ تولید منسوجات داشته اند . پارچه های تاری پودی متداول ، به وسیله در هم قرار گرفتن دو مجموعه نخ عمود بر هم ساخته می شوند. نخ هایی که در طول پارچه قرار گرفته اند تار Warp or End و نخ هایی که در عرض پارچه قرار گرفته اند پود Weft or Picks نامیده می شوند.به تعداد نخ های تار و پود در واحد طول به ترتیب تراکم تار Warp densityو تراکم پودWeft density اطلاق می شود.در هم قرار گرفتن نخ های تار و پود در پارچه های تاری پودی به روش های مختلفی انجام شده که به آن طرح بافت Weave Structure  گفته می شود.تجعد Crimp نسبت طول نخ مصرفی به طول پارچه ای بوده که نخ می پیماید.این پارامتر بروی کسر حجمی الیاف ، ضخامت پارچه و خصوصیات مکانیکی پارچه تاثیر می گذارد.ضریب پوشش Cover factor ، کسری از مساحت پارچه بوده که توسط نخ پوشیده شده است . دانسیته سطحی پارچه Fabric area density و ضریب پوشش بروی استحکام کششی ، ضخامت ، مقاومت خمشی ، پایداری ابعادی ، تخلخل و مقامت سایشی تاثیرگذار می باشد. ساده ترین ساختار تاری پودی ، بافته تافته Plain weave بوده که نخ های تار و پود به طور متناوب در یکدیگر درگیر می شوند .

Plain weave

کوچکترین تکرار بافت تافته در جهت تار و پود 2 می باشد. بافت سرژه Twill weave و ساتین Satin weaveنیز از جمله ساختارهای متداول دیگری بوده که برای تولید پارچه های تاری پودی استفاده می شوند.

بافت سرژه ساختاری بوده که خطوط مورب بروی سطح پارچه ایجاد میکند . جهت خطوط مورب که در راستای نخ های تار دیده شده ، می تواند از قسمت بالا به سمت چپ یا راست امتداد یافته و کج راه های S یا Z ایجاد نماید.

Twill-weave

بافت سرژه به نسبت بافت تافته با در نظر گرفته ویژگی های ساختاری مشابه دارای نخ های شناور بلندتر ، بافت رفتگی کمتر و ساختار بازتری می باشند.

کوچکترین تکرار بافت سرژه در جهت تار و پود 3 می باشد.ساختار های سرژه متنوع بوده ولی کاربرد فنی آنها محدود به بافت های سرژه ساده Simple Twills می شود.

بافت ساتین ساختاری است که بافت رفتگی آن به گونه ایی است که سطح پارچه را به سطحی صاف و عاری از خطوط کج راه تبدیل می کند . توزیع بافت رفتگی تا حد امکان  تصادفی بوده تا مانع از ایجاد خطوط کج راه شود.کوچکترین تکرار بافت ساتین 5 می باشددرحالیکه متداول ترین بافت های ساتین دارای تکرارهای 5و8 هستند.

Satin-weave

بافت ساتین دارای 5 نخ تار ، علی رغم داشتن ضریب پوشش متوسط ،پارچه مستحکمی Firm fabric ایجاد نموده که معمولا برای کاربرد های فنی مورد استفاده قرار می گیرد.

خواص مکانیکی پارچه های تاری پودی به پارامترهای مختلفی از جمله نوع لیف ، نوع و نمره نخ های تار و پود ، تراکم نخ ها و نوع بافت پارچه بستگی دارد. پارچه های تاری پودی در جهت تار و پود از بالاترین استحکام کششی برخوردار بوده در حالیکه در حالت مورب دارای خواص مکانیکی ضعیف تر، الاستیسیته بالاتر و مقاومت برشی پایین تری هستند. به منظور بهبود خواص مکانیکی از پارچه های تاری پودی سه محوری Triaxial woven structure استفاده شده که برای تولید آنها از سه دسته نخ استفاده می شود که شامل یک دسته نخ های پود و دو دسته نخ های تار می باشند. این پارچه های از طریق در هم قرار گرفتن نخ های تار با زاویه 60 درجه ساخته شده بطوریکه ساختار نسبتا باز با مرکزی لوزی شکل در آنها ایجاد می شود با اصلاح پارچه سه محوری اولیه بافت سبد Basket بدست آمده که دارای ساختاری متراکم تر با خصوصیات متفاوت می باشد.

پارچه های سه محوری دارای تراکم 3 تا 8 نخ در سانتی متر بوده و به دلیل آرایش خاصشان نمی توانند به تراکم های بالاتر دست یابند . افزایش نیاز کاربردهای فنی به پارچه های جدید که دارای خواص مکانیکی بالایی بوده منجر به توسعه پارچه های چهار محوری شد که از درهم قرار گرفتن چهار دسته نخ با زاویه 45 درجه ساخته می شوند.

پارچه های سه محوری دارای خواص مکانیکی استثنایی در جهت های مختلف میباشند. از آنجاییکه که بافت رفتگی در ساختار پارچه ثابت شده اند بنابراین مقاومت برشی بالایی نیز از خود نشان میدهند . پارچه های تاری پودی مرسوم و سه محوری در زیر مجموعه پارچه های دو بعدی 2D Fabrics قرار گرفته که در صنعت مواد کامپوزیتی به کار برده می شوند.

به منظور حصول خواص مکانیکی بالا در جهت های x,y,z در تولید منسوجات فنی می توان از پارچه های سه بعدی بهره برد که دارای ساختارهای نسبتا انعطاف پذیری میباشند . برای تولید مواد کامپوزیتی سه بعدی که دارای استحکام بالا بوده لازم است که تا حد امکان از برش ، دوخت و وصله زدن خودداری شود که می توان با استفاده از پارچه های سه بعدی به این هدف نایل شد.

منابع و اطلاعات بیشتر؛

2D and 3D imaging of fatigue failure mechanisms of 3D woven composites

Technical Textile/Part 1 ;Fundamantals/ seyed hajir Bahrami

Technical Textile/ DR M.Varsei

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *