نایکنواختی در مواد نساجی؛ بررسی مفهوم، علل و روشهای ارزیابی
یکنواختی در صنعت نساجی به چه معناست؟
یکنواختی، بیانگر میزان تغییرپذیری در خواص هر ماده ای است.یکنواختی در مواد نساجی یکی از مهمترین شاخصهای کیفی در صنعت ریسندگی است. نخ های ریسیده (الیاف کوتاه) از الیاف کوتاهی ساخته می شوند که تولید آن ها بدون هیچ گونه تغییرپذیری، ممکن نیست. نایکنواختی مستقیماً بر کیفیت نخ از نظر عملکرد، ظاهر و زیردست (حس لامسه) تأثیر می گذارد. یک نخ یکنواخت با استحکام میانگین نسبتاً کمتر، نسبت به یک نخ نایکنواخت با استحکام میانگین بالاتر، ترجیح داده می شود. بنابراین، اندازهگیری یکنواختی یکی از مهم ترین بخشهای تعیین مشخصات و ارزیابی کیفیت نخ است. تغییرپذیری ممکن است در دانسیته خطی (نمره نخ)، قطر، تاب، شکل، استحکام و موارد دیگر وجود داشته باشد.
در میان همه این موارد، دانسیته خطی مهمترین ویژگی است که بر سایر خواص نخ تأثیر می گذارد. بیشتر دستگاههای اندازه گیری یکنواختی ، یا بر اساس اندازهگیری قطر و یا بر اساس اندازه گیری دانسیته خطی کار می کنند .
نایکنواختی در دانسیته خطی
در میان همه انواع نایکنواختیها در مواد نساجی، دانسیته خطی مهمترین پارامتر است، زیرا بهطور مستقیم نشاندهنده تعداد الیاف موجود در مقطع عرضی نخ است. به آن «نایکنواختی پایه در نخ» گفته میشود، زیرا سایر نایکنواختیها به آن وابستهاند. در یک نخ نایکنواخت، با تغییر تعداد الیاف موجود در مقطع عرضی، میزان تاب نیز تغییر میکند. بیشترین تراکم تاب در جایی مشاهده میشود که تعداد الیاف در مقطع عرضی در کمترین مقدار باشد. دلیل این امر آن است که صلبیت پیچشی متناسب با تعداد الیاف موجود در مقطع نخ است. در نقطهای که تعداد الیاف بیشتر باشد، میزان تاب در آن نقطه کمتر خواهد بود. همچنین، قطر نخ در اثر اعمال تاب کاهش مییابد. بنابراین، بخشی از نخ که الیاف کمتری دارد، به دلیل جمعشدگی بیشتر ناشی از تاب بالاتر، کاهش قطر بیشتری پیدا میکند و در نتیجه، تغییرات قطر در نخ تابیدهشده تشدید میشود. استحکام نیز تحت تأثیر تعداد الیاف موجود در مقطع نخ قرار میگیرد. هرچه تعداد الیاف بیشتر باشد، سهم آنها در استحکام کلی نخ نیز بیشتر خواهد بود. بنابراین، تغییرات دانسیته خطی، خود را بهصورت تغییرپذیری در استحکام نخ نشان میدهد. تعداد الیاف موجود در نخ، در فرایند ریسندگی توسط کشش (Draft) تعیین میشود. کشش نامناسب باعث ایجاد تغییرات جرمی در رشته الیاف میشود. علت کشش نامناسب میتواند عواملی مانند خارج از مرکز بودن غلتک کشش، لغزش در ناحیه کشش، تنظیم نامناسب غلتکها و موارد مشابه باشد.
نایکنواختی در قطر نخ
قطر نخ بهطور مستقیم بر ظاهر نخ و پارچه تأثیر میگذارد. ممکن است نخ دارای تغییرات جرمی باشد، اما به دلیل تفاوت در دانسیته بستهبندی الیاف، قطر آن یکسان باقی بماند. در این حالت، نخ همچنان ظاهری یکنواخت به پارچه میدهد. برعکس، اگر نخ در سراسر طول خود دارای تعداد یکسانی الیاف در مقطع عرضی باشد اما در نقاط مختلف قطرهای متفاوتی داشته باشد، در آزمون نایکنواختی جرمی، بسیار یکنواخت به نظر میرسد، اما از نظر ظاهری کیفیت بصری ضعیفی خواهد داشت. همچنین ظاهر پارچه پس از رنگرزی نیز بسیار نامطلوب خواهد بود. بنابراین، در بسیاری از موارد، هر دو نوع تغییرپذیری یعنی جرم و قطر اندازهگیری میشوند.
نایکنواختی در تاب نخ
اندازهگیری تاب، فرایندی زمانبر است. از اینرو، نایکنواختی تاب را نمیتوان بهصورت پیوسته و با سرعت بالا اندازهگیری کرد. تغییرات تاب بهطور مستقیم بر قابلیت رنگپذیری نخ و پارچه تأثیر میگذارد. نخ یا رشتهای که میزان تاب بیشتری دارد، رنگ کمتری جذب میکند، در حالی که نخ با تاب کمتر، جذب رنگ بیشتری خواهد داشت. بنابراین، نخ دارای تغییرات زیاد در تاب، منجر به رنگرزی نایکنواخت میشود. تغییرات تاب همچنین بر سایر ویژگیهای نخ نیز اثر میگذارد؛ برای مثال میتواند موجب تغییر در پرزداری، درخشندگی و استحکام شود.
نایکنواختی در استحکام نخ
نخ همواره در ضعیفترین نقطه خود پاره میشود. هرچه میزان تغییرپذیری در نخ بیشتر باشد، احتمال وجود یک نقطه ضعیف در رشته نیز بیشتر خواهد شد. بنابراین، یک نخ نایکنواخت در فرایندهای مختلفی مانند پیچش، چلهپیچی، آهارزنی و بافندگی، نرخ پارگی بیشتری از خود نشان میدهد. با افزایش تغییرپذیری استحکام نخ، استحکام کلی آن کاهش مییابد. رابطه تجربی زیر، ارتباط بین استحکام نخ و کشش لازم برای ایجاد تعداد معینی پارگی در واحد طول در ماشین پیچش را نشان میدهد:
T=S-3.3σ
در این رابطه، هرچه تغییرپذیری استحکام نخ (σ) بیشتر شود، کشش لازم برای ایجاد یک سطح مشخص از پارگی کمتر میشود. این موضوع نشان میدهد که در مورد نخی با تغییرپذیری بیشتر، در یک کشش ثابت هنگام پیچش، تعداد پارگیهای بیشتری رخ خواهد داد. در نتیجه، عملکرد کلی نخ در فرایند پیچش کاهش مییابد. نایکنواختی در استحکام معمولاً در اثر تغییرات نمره نخ یا تاب نخ به وجود میآید که خود ناشی از شرایط نامناسب ریسندگی و ماشینآلات معیوب است.
نایکنواختی در پرز نخ
پرزداری بر ظاهر نخ و پارچه تأثیر میگذارد. یک سطح تمیزتر (بدون پرز)، براق و درخشان به نظر میرسد؛ در حالی که یک سطح پرزدار، به دلیل بازتاب کمترِ نور، کدر و مات دیده میشود. این مسئله باعث ایجاد عیب میلهای شدن (پود-راه) و ظاهر راهراه در جهت تار میشود.
ضریب تغییرات و درصد انحراف میانگین
در نخهای الیاف کوتاه، یکنواختی با دو شاخص بیان میشود: ضریب تغییرات (CV%) یا درصد انحراف میانگین و PMD یا U%)) این پارامترها را میتوان با استفاده از روابط زیر محاسبه کرد.
فرمول ضریب تغییرات و درصد انحراف میانگین
1) ضریب تغییرات
CV%=معیارمیانگین انحراف×100 CV\% = \frac{\text}معیار انحراف\}{}text}میانگین\ {}times 100
CV%=میانگین انحراف معیار×100
2) درصد انحراف میانگین
و اگر به صورت کاملتر نوشته شود:
نایکنواختی حدی
نایکنواختی حدی در نخهای الیاف کوتاه، فتیلهها و نیمچهنخها وجود دارد. این نوع نایکنواختی، کمترین حدی است که تا آن یک رشته الیافی را میتوان یکنواخت در نظر گرفت.
فرض کنید الیاف کوتاه بهصورت دستی در کنار هم قرار داده شوند تا رشتهای الیافی با بیشترین یکنواختی ممکن تشکیل شود. حتی در این حالت نیز مقداری نایکنواختی در رشته باقی خواهد ماند، زیرا ممکن است در ابعاد الیاف اختلاف وجود داشته باشد. این نایکنواختی را نایکنواختی حدی مینامند.
در این رابطه، Vr نایکنواختی حدی، N تعداد الیاف در مقطع عرضی، و Vm تغییرات جرمی الیاف است. این معادله از دو بخش تشکیل شده است:
- یک بخش، تغییرپذیری ناشی از ناپیوسته بودن الیاف را نشان میدهد؛
- و بخش دیگر، تغییرپذیری موجود در خود الیاف را بیان میکند.
الیاف کوتاه مصنوعی در طول خود دارای جرم یکنواخت هستند. بنابراین، مقدار Vm برای الیاف مصنوعی صفر است. در نتیجه، نایکنواختی حدی رشته حاصل از الیاف مصنوعی به صورت زیر خواهد بود.
پس از عضویت در پنل کاربری خود بخش ( فایلهای مخصوص کاربران ) میتوانید به جزوههای تخصصی دسترسی داشته باشید.
