مراحل تولید پارچه مرغوب از 0 تا 100
در تولید پارچه مرغوب فرآیند از ابتدا تا انتها شامل چندین مرحله کلیدی است که هر کدام نقش مهمی در کیفیت نهایی محصول دارند. در ادامه به‌طور کلی مراحل تولید پارچه (چه در بافت‌های گرد و تخت) را به تفصیل شرح می‌دهیم:
1.انتخاب و آماده‌سازی مواد اولیه
انتخاب الیاف:
بسته به نوع پارچه و کاربرد آن ( پارچه های طبیعی مانند پنبه، کتان، پشم یا مصنوعی مانند پلی‌استر، نایلون و ویسکوز) مواد اولیه انتخاب میشوند. کیفیت الیاف، تعیین‌کننده کیفیت نهایی پارچه است. بسته به کاربرد نهایی پارچه (مثلاً پوشش مبلمان، پرده یا سایر محصولات) انتخاب بین بافت تخت یا گرد میتواند متفاوت باشد. انتخاب الیاف باکیفیت از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، زیرا مبنای تمامی مراحل بعدی است.
الیاف طبیعی
در ادامه به عنوان مثال ملزومات و آماده سازی الیاف پنبه ای را برسی میکنیم:
پنبه می تواند تقریباً در تمام خاک هایی که زهکشی خوبی دارند رشد کند. با این حال، خاک‌های مناسب برای دستیابی به عملکرد بالا، خاک‌های لومی شنی با زهکشی عمیق، با خاک رس، مواد آلی کافی و غلظت متوسط نیتروژن و فسفر در نظر گرفته میشوند. بهترین بازده اغلب در خاک های لومی که سرشار از کربنات کلسیم هستند به دست می آید. شیب ملایم به طور کلی به تخلیه آب کمک می کند و گاهی اوقات مطلوب است.آماده سازی مزرعه را در فصل پاییز (پس از برداشت) با انجام یک شخم خوب تقریباً در عمق ۱۴ اینچ (۳۵ سانتی متر) آغاز می کنیم. به این ترتیب، ما گیاهان باقیمانده را در خاک قرار می دهیم، چیزی که بافت خاک را بهبود می بخشد. در اواخر زمستان (بسته به منطقه) علف های هرز را بررسی می کنیم و دوباره مزرعه را شخم می زنیم تا خاک خود را مناسب و آماده پذیرایی از بذر پنبه کنیم.دانه پنبه یکی از مهم ترین پارامترها برای عملکرد خوب است. فقط بذرهای گواهی شده باید ترجیح داده شوند، در حالی که بذرهای قدیمی تر از ۲ سال باید اجتناب شود.در مناطقی که بارندگی زمستانی کافی وجود ندارد، کشاورزان قبل از کاشت، مزارع را به خوبی آبیاری می کنند. در بیشتر موارد، کشاورزان اغلب در دوره بین کاشت و شکوفه دادن آبیاری نمی کنند. هنگامی که گیاهان شکوفا شدند، تولیدکنندگان پنبه بسته به پارامترهای دیگر، هر ۵-۷ روز یک بار آبیاری را شروع می کنند. حدود ۱۴۰ روز پس از کاشت یا ۴۵ روز پس از ظاهر شدن غوزه ها، غوزه پنبه به طور طبیعی در امتداد بخش های غوزه باز می شود و شروع به خشک شدن می کند. در آن دوره (حدود اواخر تابستان)، بسیاری از کشاورزان آبیاری را متوقف می کنند (یا فقط هر دو هفته یک بار آبیاری سبک انجام می دهند)، تا به خشک شدن پنبه کمک کنند. آبیاری قطره ای بیشتر در مزارع پنبه استفاده می شود، اما روش های دیگری نیز وجود دارد (غرقابی، سنتر پیوت و غیره).
مشکل این است که وقوع بارندگی تصادفی است. هیچ کس نمی داند که آیا مقدار مناسب در زمان مناسب در فصل رشد به دست می آید یا خیر. در نتیجه، دوره های خشکسالی می تواند در هر مرحله رشد محصول با مدت و شدت متفاوت رخ دهد. به همین دلیل، عملکرد غیر آبیاری می تواند به طور گسترده ای از سال به سال متفاوت باشد. خطرات مرتبط با بی ثباتی عملکرد را می توان تا حدی با آبیاری حذف کرد، که منجر به عملکرد قابل پیش بینی پایان فصل (و در نتیجه بازگشت) سال به سال می شود. این یک مزیت قابل توجه است که امکان برنامه ریزی مالی را از سوی تولیدکننده فراهم می کند.
گیاهان پنبه ای به علف های هرز بسیار حساس هستند که از نظر آب، نور خورشید و مواد مغذی با ارزش به شدت با گیاهان رقابت می کنند. برای همه کشاورزان لازم است که یک استراتژی کنترل علف های هرز صحیح داشته باشند، که ممکن است به طور قابل توجهی بین کشورها، مناطق آب و هوایی، چارچوب قانونی، ابزار تولید و غیره متفاوت باشد. به خصوص در طول ۶۰ روز اول پس از کاشت، حتی تعداد بسیار کمی علف های هرز دارای علف های هرز خواهند بود. تاثیر منفی بر رشد گیاهان و در نهایت تولید فیبر دارد. شخم زدن سطح بین ردیف های کاشت نه تنها علف های هرز تازه توسعه یافته را از بین می برد، بلکه هوادهی مزرعه را نیز افزایش می دهد. در مناطقی که از علف کش های وسیع الطیف معاصر استفاده نمی شود، کشاورزان اغلب یک یا دو بار در ماه در طول رشد فعال شخم زده و آخرین خاک ورزی را پس از گل دهی انجام می دهند (ژوئن-ژوئیه در اکثر مناطق ایالات متحده). بسیاری از کشاورزان با تجربه نیز بلافاصله پس از برداشت پنبه گندم یا جو را می کارند تا علف های هرز را به حداقل برسانند.
برداشت پنبه در پاییز انجام می‌شود. بلافاصله پس از برداشت، بوته ها را از بین می بریم تا در بهار سال آینده دوباره بذرها را در زمین خالی بکاریم. در اکثر مناطق ایالات متحده، کاشت در ماه مارس تا مه انجام می شود و برداشت بین اوت و اکتبر انجام می شود. در استرالیا، کاشت در ماه های سپتامبر تا نوامبر و برداشت از مارس تا مه انجام می شود. ۵.۵ تا ۶.۵ ماه پس از کاشت، پنبه به طور معمول آماده برداشت است. همانطور که در هر محصول دیگری اتفاق می افتد، دانستن اینکه دقیقا چه روزی باید برداشت شود، نیازمند سالها تجربه است. ما در طول پاییز (سپتامبر تا اکتبر در اکثر مناطق ایالات متحده) با دستگاه های برداشت پنبه برداشت می کنیم.
الیاف پلی استر
روش تولید الیاف پلی استر به این صورت است که مذاب پلیمر با فشار زیاد از داخل صفحات رشته ساز عبور داده می شود. سپس تحت تاثیر هوای سرد به شکل لیف تبدیل و در مجموع به صورت دسته ای از الیاف در می آید. در مراحل بعدی با کشش و چین زنی و عملیات حرارتی، ضمن آرایش یافتگی مولکولی و تثبیت حرارتی، به صورت الیاف کوتاه (استیپل) در اندازه های دلخواه برش داده شده و عدل بندی می شوند.یک خاصیت بسیار مهم پلی استر، قابلیت بازیافت چندین باره آن است.
مشخصات فنی الیاف پلی استر
الیاف پلی‌استر دسته ای از الیاف مصنوعی می باشند که از PET تولید می شوند. با توجه به ساختار مولکولی و نحوه قرار گیری و تعداد پلیمر های مورد استفاده در تولید می توان آنها را به دسته های مختلف تقسیم بندی کرد.الیاف پلی استر تک جزئی دسته ای از الیاف مصنوعی هستند که از یک نوع پلیمر تشکیل شده اند. در این پروژه الیاف پلی استر تکجزئی از پت تهیه می شوند.این الیاف به دلیل سختی و دوام بالا ، اغلب به عنوان تن‌پوش و لباس ، انواع منسوجات و کالاهای خواب مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلی‌استر ، لیفی مستحکم است که در برابر حرکت‌های سنگین و مستمر، مقاومت میکند . خاصیت آب‌گریز آن باعث می‌شود تا به عنوان ماده‌ای ایده‌آل در محیط‌های خیس یا نم‌دار مورداستفاده قرار گیرد. همچنین این محصول به دلیل باریک بودن لیف های آن ( دنیر پایین ) در سیستم های تولید نخ و نساجی با الیاف مصنوعی پنبه مخلوط می شود و به این دلیل سیستم پنبه ای نامگذاری شده اند. در مراحل تولید به دلیل عبور از روغن ها ی خاص آنتی باکتریال و طی مراحل مختلف دارای خاصیت آنتی باکتریال می شود که جهت تولید البسه قابلیت مهمی محسوب می شود .
تکنولوژی تک مرحله ای تولید الیاف پلی استر
این روش معمولا برای تولید الیاف ضخیم تر ، که از حساسیت کمتری برخوردار هستند بکار می روند . دراین روش حجم تجهیزات و نهایتا هزینه انرژی مصرفی نیز کمتر است .
چنانچه قبلا نیز اشاره شد در تولید انواع محصولات ضخیم ، امکان استفاده از پت بازیافتی با نسبت مناسب با چیپس پلی استر به منظور کاهش هزینه مواد وجود دارد و میزان مصرف پت بازیافتی تابع نوع محصول تولیدی بوده و هر چه محصول ضخیمتر باشد ، نسبت مصرف پت بازیافتی بیشتر می باشد.در فرآیند تولید الیاف با توجه به حساسیت پلی استر به رطوبت ، ابتدا فرآیند Crystalisation وسپس Drying انجام می پذیرد .
رطوبت چیپس خام معمولا بین ۵۰۰-۶۰۰ppm می باشد وجهت مصرف بایستی به کمتر از ۳۵ ppm رسانیده شود. در غیر اینصورت در جریان ذوب کردن در اکسترو در باعث ئیدرولیز شدن پلی استر و نهایتا باعث قطع فیلامنت می شود و این امر تاثیر شدید منفی بر راندمان ریسندگی دارد .پس از خشک کردن چیپس پلی استر به صورت وزنی به اکسترودر تغذیه می گردد . تا ضمن ذوب کردن ، فشار لازم جهت فیلتراسیون و انتقال در خط انتفال را تامین نماید .
در انتهای شاخه های خط انتقال پلیمر از طریق میترینگ پمپهای ریسندگی ( پمپهای حجمی ) به پکهای ریسندگی Spin pack پمپ می گردد. وظیفه پکهای ریسندگی یکنواخت کردن پلیمر ، فیلتر کردن آن ونهایتا ” در قسمت Spinneret تبدیل پلیمر مذاب به الیاف می باشد . الیاف خروجی از پک به صورت مذاب می باشند ، لذا به وسیله هوای کوئینچ ( Queneh Air ) الیاف درحین کشش سرد شده و به حالت جامد درمی آیند . نیروی لازم جهت کشش الیاف در قسمت ریسندگی توسط Take up section تامین می گردند . الیاف پس از سرد و جامد شدن توسط جتهای فینیش به محلول آب و روغن آغشته می شوند . این عمل جهت کاهش اصطکاک میان الیاف و سطوح فلزی وسرامیکی ، کاهش تاثیرات الکترسیته ساکن و به هم چسبیدن الیاف انجام می شود و سپس الیاف به صورت یک باند به ناحیه کشش ارسال می گردد .
با توجه به اینکه الیاف تولید شده در ناحیه ریسندگی عمدتا ” تحت تاثیر نیروی کشش در شرایط مذاب و خمیری قرار داشته اند فاقد Orientation لازم جهت خواص فیزیکی لازم می باشند ، به همین خاطر به قسمت کشش هدایت می شوند و در این ناحیه تحت تاثیر حرارت و نیروی مکانیکی اعمالی توسط غلطکهای کشش کشیده شده و Orientation لازم در الیاف ایجاد می گردد .پس ازآن الیاف ضمن گرم شدن از دستگاه چین زن عبور داده می شود تا الیاف از حالت صاف Flat به حالت چین دار درآیند . این عمل به منظور ایجاد امکان درگیری الیاف در یکدیگر در فرآیندهای پائین دستی انجام می پذیرد . پس از آن به منظورحذف نیروهای پسماند در الیاف و تثبیت خواص در الیاف و همچنین کنترل میزان رنگ پذیری الیاف ، نوار از Heat Setting Oven عبور داده می شود تا کلیه خواص از جمله قوام ، تطویل ، دیتکس ، رنگ پذیری و چین تثبیت گرددوسپس الیاف برش خورده و به صورت عدل بسته بندی می گردد.
تکنولوژی دو مرحله ای تولید الیاف پلی استر
در تولید الیاف ظریف و با خواص فیزیکی بسیار کنترل شده وکیفیت بالا امکان تولید در فرآیند یک مرحله ای وجود ندارد و همچنین استفاده از پت بازیافتی نیز نیست . لذا این نوع الیاف به روش دو مرحله ای تولید می گردند.فرآیند دو مرحله ای درقسمت ریسندگی مشابه با مورد قبلی می باشد با این تفاوت که الیاف پس از ریسیده شدن در کن های ریسندگی ذخیره می شوند . سپس تعدادی از کن هادرمحوطه ناحیه کشش قرارگرفته وکشیده می شوند .این روش به منظور کنترل پارامترهای ریسندگی انجام می گیرد تا در صورت بروز هر نوع اشکال امکان اصلاح آن در مرحله بعد برای نیل به محصول قابل اطمینان ودرجه یک میسر باشد .
در قسمت کشش در نوع یک مرحله ای کشش دریک مرحله انجام می پذیرد ولی درسیستم تولید دو مرحله ای کشش بطور کلی در سه مرحله وبه صورت مرحله ای انجام می پذیرد ولی در سیستم تولید دو مرحله ای کشش بطور کلی در سه مرحله و به صورت مرحله ای انجام می پذیرد تا الیاف ظریف دچار پارگی نشود و منجر به تولید الیاف با ضخامت و یا پارامترهای ناخواسته نشوند . معمولا کشش در سه مرحلبه و با نسبتهای حدود ۲٫۲,۱٫۳,۱٫۲ انجام می پذیرد آخرین مرحله کشش در غلتک‌های تثبیت خواص الیاف درHeat Setting Oven الیاف بریده و بسته بندی می گردند . الیاف ظریف معمولا با طول برش ۳۲ و ۳۸ میلیمتر تولید می گردند . در این نوع تولید الیاف معمولا امکان تولید الیاف Micro و با ظرافت ۱٫۰ – ۰٫۸ دیتکس نیز پیش بینی می گردد .
2.تمیزکاری و آماده‌سازی الیاف
الیاف از آلودگی‌ها، گردوغبار و چربی پاک‌سازی میشوند. این مرحله شامل شستشو، خشک‌کردن و صاف‌سازی (Carding) می‌باشد.
3.تبدیل الیاف به نخ
کارتینگ (Carding):
الیاف تمیز شده در دستگاههای کارتینگ قرار می‌گیرند تا به صورت یکنواخت چیده شوند. پس از حلاجی الیاف، از ماشین کاردینگ برای موازی سازی، قرارگیری در یک راستا و یکنواخت نمودن الیاف استفاده می شود. فرآیند کاردینگ در ریسندگی با هدف جداسازی ناخالصی های باقیمانده از مرحله قبلی انجام می شود. ماشین کاردینگ، کلیه الیاف را از یکدیگر جدا میکند. در این مرحله، الیاف به رشته های ضخیمی به نام فتیله تبدیل میشوند.
اسپینینگ (Spinning):
الیاف یکنواخته شده به نخ تبدیل میشوند. در این مرحله دقت در کشیدن و پیچیدن نخ، از دوام و یکنواختی پارچه نهایی بسیار تاثیرگذار است ریسندگی رینگ قدیمی ترین فرآیند ریسندگی در صنعت نساجی است. مواد الیاف به شکل نیمتاب یا فتیله سازی به دستگاه ریسندگی رینگی عرضه می شوند. حجم الیاف نیمتاب از طریق واحد نخ کشی (کشیدن الیاف) کاهش پیدا می کند. رشته های پیچ خورده به سمت عقب حرکت می کنند و به الیافی می رسند که از واحد نخ کشی خارج شده اند.الیاف در مسیرهای مارپیچی هم مرکز در کنار یکدیگر قرار می گیرند. این الیاف در معرض نیروهای معمولی قرار دارند و همین نیروها باعث می شوند تا نیروهای چسبندگی بین الیاف ها تقویت شده و از جدا شدن الیاف و یا لغزش الیاف در زیر فشار کششی جلوگیری کنند.
این مرحله بیشتر الیاف نیمتاب مورد نیاز در فرآیند نهایی تولید نخ را فراهم می کند. پیچ و تاب دادن به الیاف با استفاده از دوک دوار و پیچیدن نخ بر روی ماسوره صورت می گیرد. این سه مرحله به طور همزمان و مداوم انجام می شود.یک دوک نخ ریسی مکانیکی که به صورت محکم بر روی محفظه نخ قرار گرفته است، مسئول چرخش و پیچ و تاب است. یک حلقه ساکن که در اطراف دوک قرار دارد، غلتک گردان را نگه می دارد. نخ توسط غلتک گردان از واحد نخ کشی خارج شده و به سمت محفظه نخ هدایت می شود. به منظور پیچ دادن به نخ پیچ خورده بر روی ماسوره ای که توسط دوک حمل می شود، غلتک گردان موظف است با دوک نخ ریسی همکاری کند.
غلتک گردان بدون هیچ گونه محرک فشاری بر روی حلقه حرکت می کند اما با الیافی که نخ کشی شده اند همراه است. سرعت چرخش غلتک گردان از سرعت چرخش دوک نخ ریسی پایین تر است و این تفاوت در سرعت باعث می شود تا پیچیدن نخ بر روی قرقره خالی امکان پذیر شود. یک حرکت کنترل شده از بالا و پایین حلقه باعث شکل گیری بسته بندی نخ می شود که به آن ماسوره گفته می شود. فرآیند ریسندگی حلقه ای امکان تولید دامنه وسیعی از انواع نخ را فراهم می کند.
4.انتخاب روش بافت پارچه
در بافت تخت (Plain or tabby weaving) نخ‌های کرمی (warp) و پود (weft) به‌صورت افقی و عمودی در الگوی منظم به‌هم بافته میشوند. ویژگی دیگر پارچه های تخت بافت این است که دارای کشسانی ضعیف و یا نزدیک به صفر می باشند. این پارچه ها را تولید کنندگان پوشاک برای لباس هایی در نظر می گیرند که نیازی به خاصیت کشسانی در آن ها نباشد. این لباس ها را اصولا بصورت فری سایز تولید نمیکنند بلکه با سایزبندی آن ها تولید کننده این مشکل را حل میکند.
در بافت گرد ((Circular weaving یا tubular fabric)) نخ‌ها به صورت گرد و شبیه لوله‌ای بافته میشوند که معمولاً در ساخت پارچه‌های نخی و پنبه‌ای کاربرد دارد. این نوع پارچه در فرآیند تولید از ماشین‌های خاصی استفاده میکند که توانایی ایجاد بافت گرد را دارند. دلیل نام گذاری پارچه گردباف را می توان به علت شکل ظاهری دستگاه تولید کننده آن دانست.دستگاه گردباف به صورت سیلندر دایره ای شکل است که باعث بافته شدن نخ ها به شکل دورانی می شود.
5.فرآیند بافت، پیش‌پردازش و پایان‌کاری
تنظیم ماشین آلات:
دستگاههای بافت (چه ماشین‌های تخت بافت یا دستگاههای بافت گرد) بر اساس ضخامت نخ و نوع الیاف به کاربرده تنظیم میشوند.
بافت:
نخ‌های کرمی و پود با استفاده از دستگاههای خودکار یا نیمه‌خودکار به‌هم بافته میشوند.
پیش‌پردازش:
پارچه‌های بافته شده در مرحله اولیه از نظر کیفیت و یکنواختی بررسی میشوند. هرگونه نقص یا ناهماهنگی شناسایی و اصلاح می‌شود.
رنگرزی و تثبیت:
مرحله ی رنگرزی میتواند زمانی که الیاف به شکل نخ هستند و یا پس از بافته شدن به صورت پارچه‌ها انجام میشوند. بسته به نوع الیاف و پارچه و کاربرد، رنگ‌ها به روش‌های مختلف (مثلاً چاپ دیجیتال، چاپ سیلک یا چاپ سابلیمیشن) روی پارچه اعمال و سپس تثبیت میشوند تا رنگ‌ها در برابر شستشو و نور مقاوم باشند.
خشک‌کردن و نهایی‌سازی:
پارچه‌ها پس از رنگرزی و تثبیت در دستگاههای خشک‌کن یا تونل‌های حرارتی قرار می‌گیرند تا خشک و آماده شوند.
بازرسی کیفیت:
در نهایت، پارچه‌های نهایی از نظر کیفیت، دوام و یکنواختی بررسی شده و پس از تأیید، بسته‌بندی میشوند. البته کنترل کیفیت امری پیچیده و بسته به اهمیت محصول جنبه های جدید پیدا میکند. لذا ممکن است یک شرکت مبالغ زیادی درخصوص بالا بردن درجه اطمینان هزینه کند. ازجمله پارچه های خاص که بایستی نوع بافت داخلی – خارجی ویا لایه های داخلی بررسی و از نظر نوع نخ – الگوی پارچه و یا الیاف غریبه و دیگر مشکلات پارچه بررسی کرد. بررسی این همه فاکتور بصورت دستی غیر ممکن است و ناگزیر از دستگاههای اتومات با قدرت انالیز بالا استفاده می شود.
6.بسته‌بندی و ارسال
پارچه‌های مرغوب پس از بازرسی به صورت رول یا برش خورده بسته‌بندی و به بازار عرضه میشوند. انواع مختلفی از بسته بندی های پارچه در صنعت نساجی وجود دارند که در زیر به آنها اشاره می شود:
رول پارچه های باز
رول پارچه های تا شده
رول لوله ای پارچه تریکو
رول پارچه های آویزان
رول پارچه های شسته شده
1- رول پارچه های باز (Open fabrics roll)
این روش بسته بندی پارچه توسط پارچه های عریض باز که برای ساخت لباس های بافته شده مورد استفاده قرار می گیرند، ایجاد می گردد. در این روش، پارچه در بیشتر مواقع به دور لوله ای که قطر آن در حدود ۷ تا ۸ سانتیمتر است، پیچیده می شود. عرض رول های پارچه از ۷۵ سانتیمتر تا ۳ متر متغیر است؛ در حالیکه طول پارچه معمولا به ۱۰۰ متر یا بیشتر می رسد. رول پارچه های باز هم برای فرآیند پهن کردن دستی و هم برای فرآیند پهن کردن ماشینی مناسب هستند.
2- رول پارچه های تا شده (Folded fabrics roll)
معمولاً فروشنده های خرده فروش از رول یا بسته بندی پارچه های تا شده استفاده می کنند. در این روش، پارچه بر روی پهنای ضخیم ۱ تا ۲ سانتیمتری و تخت فشرده پیچیده می شود؛ در حالیکه عرض پارچه برابر با ۷۰ الی ۸۰ سانتیمتر است. این نوع از پارچه را نمی توان با دستگاه پهن کردن گسترانید.
3- رول لوله ای پارچه تریکو (Tubular knitted fabric roll)
در صنعت نساجی، بیشتر پارچه های تریکو به صورت لوله ای بسته بندی شده و به شکل رولی (توپی) عرضه می شوند. معمولا عرض رول های لوله ای، به اندازه عرض پیراهن هایی مانند پولو شرت یا تی شرت هاست. این رول ها یا بسته بندی های پارچه تریکو را می توان با دستگاه پهن کردن پارچه، پهن نمود.
