ساختار سطحی الیاف نساجی استفاده شده در امباسینگ غلتکی

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

دسته بندی	نساجی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	2130 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	98

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

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 دهندة 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 محدودة 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 وسیلة 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 مادة ترموپلاستیک در یک دمای مناسب بالای دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) منتقل می شود . این پروسه به امباسینگ داغ برروی سطح نازکی از صفحة‌پلیمری برای ساخت المنت های نوری شباهت دارد [‍2] یا برروی لایة‌نازک 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 ( صفحة فلزی نازک ) و الیاف :

در رول امباسینگ از سطح با مساحت های بزرگ ، مثلاًٌ‌ در امباسینگ داغ (‌هات امباسینگ)‌یک ساختة برجسته (‌منقوش ) برروی لایة پلیمر ترموپلاستیک فشار وارد می کند .

یک لایة‌نازک فلز قابل خم شدن برروی غلتک منقوش مورد استفاده قرار می گیرد که می تواند به عنوان یک پوشش برروی سیلندرنصب شود تا کنون لایة مصرفی یک لایة نازک پلیمری یا فویل یا پارچة 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 پروسة 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 استفادة 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 منطقة‌محدودی 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 اجازة شکل گیری مجدد بدهند چنانچه الیاف بتوانند در طی پروسة شکل گیری ، کمی در جهت موادی با طول بچرخند به عنوان مثال به وسیلة وارد کردن نیروی پیچشی در این مورد روشی ایجاد شده است که می تواند تمام الیاف را در مرحلة امباسینگ قادر به چرخش کند .

3-آزمایشات

برای رول امباسینگ برروی فویل و پلیمر ، بوش ( صفحة 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 مهرة ‌فلزی پهن ثابت استفاده شده این سیلندر از روبرو برروی یک سیلندر دوم بی شکل نصب می شود ( شکل 3)

توضیحات شکل 3:

رول امباسینگ سوار شده سیلندر زیری بدون بوش نصب شده است با راهنمای لیف ( چپ و راست ) و فشار به سمت یک سیلندر فلزی بی شکل کوچک ( بالا ) محل عبور الیاف به وسیلة‌یک خط تیره نشان داده شده است .

( 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 برجستة‌امباسینگ ( 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 نتیجة 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 برجستة مسطح وجود دارد ساختار برجستگی های دوره‌ای به وضوح قابل مشاهده می باشد

- شکل 4: گراف SEM از یک رول امباسینگ الیاف PES

a) مناطق طرح با قالب خمیده به وسیلة‌یک فلش در سمت راست نشان داده شده است

b) بزرگنمایی نشان داده شده و با برگرداندن سینوس لبه

c) 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 محدودة 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 محدودة 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 دستة الیاف در مسیر موازی امباسینگ شوند .

ساختار سطحی الیاف نساجیرول امباسینگقالب ترموپلاستیکالیاف نساجی