بررسی انواع نخ در فرش ماشینی

 فرش از چه ساخته شده؟

فرشهای ماشینی با استفاده از پود، تار و ریشه ساخته میشوند که در ادامه این مقاله از فرش پامچال به بررسی دقیق آن میپردازد، با ما همراه باشید.

نخ پود

نخ پود به نخی گفنه میشود که با استفاده از آن پرز ها یا ریشه های فرش را محکم در سر جای خود ثابت میکنند نخ پود به صورت افقی وارد قالی میشود و با استفاده از شانه به فرش کوبیده میشود نخ پود میتواند از پنبه و همینطور از جوت باشد.

نخ تار

نخ تار بیشتر از ترکیب پنبه با پلی استر ساخته میشود کیفیت این نخ عامل مهمی است که میتواند در دوام فرش ، موثر باشد از این جنس نخ تار بیشتر در فرش های آکریلیک استفاده میشود.

ریشه فرش

ریشه فرش ، همان نخ های رنگی هستند که با کنار هم قرار گرفتن ان ها فرش تشکیل میشوند و ریشه های آن هستند که فرش را میشازند و میتوان به آنها طره و نقشه داد.

خواص انواع نخ فرش ماشینی

به طور كلي از انواع نخ فرش مانند پلي استر ریسیده و فیلامنت (یکسره)، اكريليك و پلي پروپیلن به طور وسيع جهت توليد فرش ماشيني استفاده مي شود در ادامه اقدام به ارائه اطلاعات جزئي تر در زمينه خواص و ويژگي هاي انواع نخ مصرفي در فرش ماشيني گرديده است.

انواع نخ فرش

پلي استر

الياف پلي استر براي اولين بار توسط آقاي كاروترز در سال ۱۹۲۸ توليد گرديد. از جمله خواص بارز پلي استر در آن زمان مي توان به مقاومت بالا در برابر حرارت و رطوبت اشاره نمود از سال ۱۹۲۸ به بعد تحقيقات و مطالعات وسيعي در زمينه بهبود خواص الياف پلي استر صورت گرفته كه داراي تاثير بسزا در بهبود خواص الياف پلي استر بود.

الیاف پلی‌استر به‌خاطر زیردست بسیار نرمی که در بافت‌های دارای ساختار کات پایل (خاب برش‌خورده) ضخیم دارند، مورد توجه هستند. این الیاف به‌سادگی تمیز شده و در برابر لکه‌های محلول در آب مقاومت خوبی دارند.

خاب کف‌پوش پلی‌استر نیز همانند سایر الیاف مصنوعی در محل‌های پر رفت و آمد برگشت‌پذیری خوبی ندارد. پلی استر پلیمری زیبا، مقاوم در برابر سایش و با شستشوی آسان است. کف‌پوش‌های پلی استر نسبت به پشم و نایلون ارزان‌تر است.

ساختار پلي استر و نحوه سنتز پلي استر

پلي استر به عنوان نوعي ماده پليمري متشكل از واحد هاي مونومري تحت عنوان اتيلن ترفتالات بوده كه جهت توليد آن از پروسه پليمريزاسيون تراكمي “condensation polymerization” اسيد ترفتاليك و اتيلن گلايكول استفاده مي شود. ماده پليمري حاصله به صورت چيپس و يا گرانول جهت توليد فيلامنت پلي استر مورد استفاده قرار مي گيرد.

n+1) R(OH)2 + n R´(COOH)2 → HO[ROOCR´COO]nROH + 2n H2O)

تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی از پلی استر فیلامنت

شکل ۱ : تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی از پلی استر فیلامنت

نحوه تهيه فيلامنت پلي استر از چيپس PET

بطور كلي از روش هاي ذوب ريسي جهت تبديل چيپس و يا گرانول پلي اتيلن ترفتالات به فيلامنت پلي استر استفاده مي شود . در ابتداي پروسه چيپس PET تحت حرارت به صورت مذاب در آمده ، در ادامه مذاب پليمري از اسپينرت (spinneret) يا ريسنده عبور نموده و تحت جريانات هواي سرد مذاب پليمري به صورت جامد در مي آيد . در ادامه پروسه كششي بر روي فيلامنت اعمال شده ، فيلامنت هاي حاصله به دور بوبين پيچيده مي شوند .

انواع فيلامنت پلي استر

بسته به ميزان سرعت ريسندگي يا ذوب ريسي و ميزان كشش اعمالي مي توان انواع مختلف فيلامنت پلي استر را تهيه نموده كه به ترتيب زير مي باشند

POY يا نخ هاي داراي آرايش يافتگي جزئي: سرعت ذوب ريسي در حدود ۵۰۰۰min/m و يا كمتر از آن مي باشد.

FOY و يا نخ هاي داراي آرايش يافتگي كامل: سرعت ذوب ريسي بيشتر از ۷۰۰۰min/m است.

FDY یا نخ دارای آرایش یافتگی کامل کشیده شده: در این موارد سزعت ریسندگی بالاتر از ۷۰۰۰min/m بوده و در حین ذوب ریس نخ نخ تحت کشش می باشد. این نوع نخ عموما دارای براقیت بیشتری در قیاس با نخ های فیلامنت POY،LOY و FOY می باشد.

LOY و يا نخ داراي آريش يافتگي پائين: سرعت ذوب ريسي كمتراز m/min 3000است.

خواص و ويژگي هاي انواع نخ فرش پلي استر

از جمله خواص و ويژگي هاي بارز پلي استر مي توان به موارد زير اشاره نمود:

• عدم پرزدهي
• عدم حساسيت زايي
• براقیت يا Luster
• ثبات شستشويي بالا
• ثبات نوري بالا
• ثبات سايشي بالا
• نرمي و لطافت (زير دست مطلوب)
• عدم رشد قارچ و باكتري
• ثبات بالاي گرمايي و حرارتي
• مقاومت بالا در برابر مواد شيميايي
• پايداري بالاتحت شرايط اسيدي
• فاقد ضرر بر سلامت

میزان تولید پلی استر در دنیا و ایران

بر اساس آمار ارائه شده از سوي Fiber Year در سال ۲۰۱۳  ؛ ميزان توليد الياف مصنوعي با رشدي ۵/۶ درصدي به ۵۰/۸ ميليون تن در سال ۲۰۱۲  رسيد. در آمار ارائه شده ؛ توليد الياف مصنوعي استيپل و فيلامنت ( يكسره) به ترتيب داراي رشد سالانه ۱/۹ و ۷/۶ درصدي نسبت به سال ۲۰۱۱ بوده است.

الياف پلي استر ( استيپل – فيلامنت) بيشترين سهم را در توليد الياف مصنوعي با سهمي معادل ۴۱ ميليون تن به خود اختصاص داده و الياف نايلون و پروپيلن در رده هاي بعدي قرار دارند.

بر اساس آمار ارائه شده ؛ در سال ۲۰۱۲ توليد فيلامنت پلي استر با افزايش ۹/۱ درصدي به ۲۷/۳ ميليون تن در سال رسيده كه اين نيز خود حاكي از رشد مداوم متوسط ۸/۶ درصدي در توليد اين نوع فيلامنت در هفت سال اخير مي باشد.  چين به عنوان عمده توليد كننده فيلامنت پلي استر در دنيا به شمار مي رود. از جمله عمده مصارف فيلامنت پلي استر مي توان به صنايع فرش ماشيني ومنسوجات نساجي اشاره نمود.

در نمودار زير روند رشد مداوم توليد فيلامنت پلي استر در دنيا  در سال هاي ۱۹۸۵ تا ۲۰۱۲ نشان داده شده است.

میزان تولید جهانی فیلامنت پلی استر در سال های ۱۹۸۵ تا ۲۰۱۲

شکل ۲ :  میزان تولید جهانی  فیلامنت پلی استر در سال های ۱۹۸۵ تا ۲۰۱۲

با توجه به حجم بالای تولید فیلامنت پلی استر و روند روبه صعود آن در ۲۷ سال اخیر ( ۱۹۸۵ تا ۲۰۱۲ ) می توان به اهمیت بالای آن در دنیا و گستردگی مصارف آن در صنایع نساجی مانند صنایع فرش ماشینی ، پوشاک ، منسوجات نساجی و …. پی برد .  با توجه به روند روبه صعود تولید فیلامنت پلی استر در دنیا ، در چند سال اخیر شاهد روند روبه بهبودی در تولید این نوع الیاف در ایران نیز بوده ایم که این نیز خود همراه با افزایش میزان اشتغال در این زمینه کاری گردیده است . از جمله مزیت های مهم فیلامنت پلی استر می توان به داخلی بودن مواد اولیه مصرفی جهت تولید پلی استر و عدم نیاز به واردات مواد اولیه در این حوزه اشاره نمود.

مصارف مختلف پلی استر

امروزه از نخ پلی استر اسپان و فیلامنت در مصارف مختلف مانند پوشاک کودک و بزرگسال ، منسوجات خانگی مانند پرده ، روتختی و… ) ، فرش ماشینی و کفپوش ها و منسوجات بی بافت  استفاده می شود.

در زیر اقدام به ارائه جزئیاتی در زمینه مصارف مختلف فیلامنت پلی استر در نمره نخ های مختلف گردیده است.

مصارف مختلف فیلامنت پلی استر تکسچره و ایر تکسچره

جدول ۱ :  مصارف مختلف فیلامنت پلی استر تکسچره و ایر تکسچره

اكريليك از رایج‌ترین انواع نخ فرش

الياف اكريليك براي اولين بار در سال ۱۹۴۰ به طور آزمايشگاهي  سنتز و در سال ۱۹۴۸ براي اولين بار با نام تجاري اورلون به بازار مصرف ارائه گرديد. از آن سال به بعد تحقيقات و مطالعات گسترده اي در زمينه اصلاح خصوصيات اكريليك گرديد كه منجربه توليد الياف مد اكريليك و اكريليك گرديد.

اکریلیک ویژگی‌هایی شبیه به پشم دارد و در برابر رطوبت و کپک مقاوم است. معمولاً در بافت‌های مخملی و حلقوی به‌کار می‌رود و در تولید کف‌پوش حمام و قالیچه‌های کوچک کاربرد دارد.

الیاف آکریلیک را پشم مصنوعی یا پشم هنری هم می‌نامند چون پلیمری بشرساخته است. اکریلیک خصوصیاتی شبیه به پشم دارد و در عین حال قیمت آن نسبت به پشم بسیار ارزان‌تر است. کف‌پوش آکریلیک در برابر الکتریسیته ساکن، رطوبت، کپک، رنگ‌پریدگی، کوبیدگی، لکه و آفتاب مقاوم است. با این وجود، اکریلیک برای فضاهایی که رفت‌وآمد زیادی داشته باشند مناسب نیست چون در مقایسه با سایر الیاف قابلیت برگشت‌پذیری کمتری دارد.

اکریلیک از آکریلونیتریل که یک فرآورده پتروشیمی است تولید می‌شود. اکریلونیتریل معمولاً با مقادیر کمی از مواد شیمیایی دیگر ترکیب می‌شود تا امکان جذب رنگدانه در لیف افزایش یابد. الیاف اکریلیک را هم به‌صورت ترریسی و هم به‌صورت خشک‌ریسی می‌توان تولید کرد. الیاف اکریلیک به‌شکل نخ ریسیده‌شده یا به‌شکل نوار (تاو) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

الیاف اکریلیک را می‌توان با توجه به مصارف نهایی به‌گونه‌ای اصلاح کرد که برخی ویژگی‌ها را داشته باشد. یکی از ویژگی‌هایی که اکریلیک را نسبت به سایر الیاف متمایز می‌کند سطح نایکنواخت آن است که حتی درصورت استفاده از رشته‌سازهای کاملا دایره‌ای شکل نیز باقی می‌ماند.

ساختار مولكولي و روش سنتز پلي اكريلونيتريل

الياف اكريليك از لحاظ ساختاري متشكل از واحدهاي تكرار شونده بر پايه اكريلو ينتريلCH2=CH2CN مي باشند مونومر سازنده (اكريلو نيتريل) از واكنش كربيد كلسيم و آب ، استيلن و HCN ، استالرهيد و HCN ( سيانوميدرين) تشكيل مي شود

۲CH3-CH=CH2 + ۲NH3 + ۳O2 → ۲CH2=CH-C≡N + 6H2O

تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی از الیاف اکریلیک

شکل ۳ : تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی از الیاف اکریلیک

پروسه توليد الياف اكريليك

از پروسه هاي مختلف مانند ترريسي (wet spinning) و خشك ريسي ( Dry spinning) جهت توليد الياف اكريليك استفاده مي شود الياف اكريليك حاصله از پروسه ترريسي و خشك از لحاظ خواص باهم متفاوت بوده ، از جمله مي توان  به آبدوستي بيشتر الياف اكريليك حاصله از پروسه ترريسي در مقايسه با الياف حاصله از پروسه خشك ريسي ، سطح مقطع عرضي متفاوت آن ها اشاره نمود . سطح مقطع عرضي الياف اكريليك حاصله از پروسه خشك ريسي و تر ريسي به ترتيب  به صورت دمبلي و دايرو ي مي باشد.

خواص و ويژگي هاي اكريليك

از جمله خصيصه ها و ويژگي هاي بارز الياف اكريليك مي توان به موارد زير اشاره  نمود:

• مقاومت فشاري بالا
• حفظ گرما
• برگشت پذيري مطلوب
•  پوشانندگي بالا
• زير دست نسبتا زبر و خشن
• دارای خصوصیات شبیه پشم و امکان تولید منسوجات شبه‌پنبه، شبه‌پشم و یا استفاده ترکیبی با آنها
• شستشوی آسان و ثبات ابعادی
• مقاوم در برابر روغن‌ها و مواد شیمیایی
• مقاوم در برابر نور خورشید

وليكن برخي خواص ديگر اكريليك مانند پرزدهي نسبتا بالا ، مشكلات زيست محيطي حاصله از پلي اكريلونيتريل و وابستگی کامل به منابع خارجی  منجربه محدوديت در كاربرد اين نوع الياف در فرش هاي ماشيني در كشور هاي توسعه يافته گرديده است. بر اساس آمار ارائه شده از سوی گمرک ایران سالانه حجم قابل ملاحظه ای از الیاف اکریلیک به صورت تاپس از کشورهای تایوان ، آلمان ، بلاروس و….  به ایران وارد می شود که این نیز خود به عنوان عاملی موثر در خروج ارز از ایران می باشد .

پلي پروپيلن

الياف  پلي پروپيلن به عنوان نوعي  الياف مصنوعي متشكل از واحدهاي مونومري تكرار شونده بر پايه پروپيلن مي باشد. از اين نوع الياف به صورت فيلامنت و يا بي سي اف (BCF) در مصارف مختلف مانند فرش ماشيني استفاده مي شود. الياف پروپيلن عموما فاقد ثبات كافي در برابر اشعه ماورا بتفش بوده و تحت تاثير نور خورشيد تخريب مي شوند. از روش هاي ذوب ريس جهت تهيه نخ پروپيلن از  ماده پليمري پلي پروپيلن استفاده مي گردد.

مقایسه خواص و ویژگی های نخ مصرفی در تولید فرش ماشینی

جدول ۲ :  مقایسه خواص و ویژگی های نخ مصرفی در تولید فرش ماشینی

پلی‌پروپیلن استحکام بالایی دارد، در برابر سایش و لکه‌های دایمی مقاوم بوده و به‌راحتی شسته می‌شود. رنگرزی این الیاف با استفاده از رنگدانه‌های پلیمری در مرحله ذوب‌ریسی انجام می‌شود. در برابر الکتریسیته ساکن مقاوم است و به‌دلیل مقاومت در برابر رطوبت و کپک، برای استفاده در سطوح داخلی و خارجی مناسب است. از الیاف PP برای تولید چمن مصنوعی برای سطوح ورزشی و در خانه برای اتاق پاسیو و بازی استفاده می‌شود.

کف‌پوش‌های پلی‌پروپیلنی بعد از نایلون در رتبه دوم از لحاظ حجم فروش تجاری قرار می‌گیرند. ثبات رنگی آنها زیاد بوده و در مجاورت سفید‌کننده و کلر ثبات رنگی خود را حفظ می‌کند. در برابر رطوبت و کپک مقاوم است. با این وجود، بسته به نوع خاب، برگشت‌پذیری خود را می‌تواند به‌راحتی از دست بدهد. چمن مصنوعی با استفاده از تکنولوژی بافت تافتینگ، یکی از کاربردهای متداول این الیاف است. (در تکنولوژی تافتینگ، خاب کف‌پوش به‌صورت حلقه‌ای است و خاب برش نمی‌خورد)

ویژگی‌های PP

• ماده تشکیل دهنده آنها مونومر پلی‌پروپلین، اتیلن یا سایر واحدهای اولفینی است.
• به شکل BCF یا نخ استیپل قابل عرضه است
• به‌صورت خودرنگ فروخته می‌شوند
• مناسب برای کف‌پوش‌های مورد استفاده در فضای باز

مزایا و معایب الیاف پلی‌پروپیلن

• تولید خودرنگ
• حجم و پوشش مناسب
• مقاومت در برابر سایش
• مقاوم در برابر لکه و قابل شستشو با سفیدکننده
• الکتریسیته ساکن اندک
• قیمت مناسب
• مقاوم در برابر رنگ‌پریدگی
• انعطاف‌پذیری کم
• درجه مقاومت در برابر اشتعال معمولاً پایین‌تر از نایلون است.

کف‌پوش از جنس نایلون

کف‌پوش‌های نایلونی بسیار مورد استقبال مصرف‌کنندگان قرار دارد (که حدود ۹۰٪ کف‌پوش‌های خانگی و ۶۵٪ از کل مصرف کف‌پوش را به خود اختصاص می‌دهد). این نوع کف‌پوش‌ها برای مکان‌هایی که عبور و مرور زیادی دارند گزینه خوبی است چون بسیار بادوام و برگشت‌پذیر است، ارتفاع خاب آن حفظ می‌شود و در برابر گردوخاک، لکه‌ و کپک مقاوم است. ثبات شستشویی الیاف نایلون که پس از ریسندگی رنگ می‌شوند بالاست. بعضی از کف‌پوش‌های نایلونی با نور خورشید دچار رنگ‌پریدگی و فرسایش می‌شوند. الیاف نایلون می‌تواند به‌صورت الیاف بلند (فیلامنت) یا الیاف کوتاه ریسیده‌شده (اسپان) تولید شوند. احتمال پرزدهی و بازشدن نخ‌های فیلامنتی کمتر است.

ویژگی‌های نایلون

نایلون، نوعی پلیمر بشرساخته و متشکل از مولکول‌های پلی‌آمید با زنجیره مولکولی بلند است.

الیاف نایلون در دو صورت فیلامنتی حجیم (BCF) و یا ریسیده‌شده قابل مصرف در صنایع بافندگی است.

پس از تولید با طی فرآیند رنگرزی، رنگ می‌شود.

نایلون بیش از ۶۵٪ کل الیاف مصرفی تولید کف‌پوش را به خود اختصاص می‌دهد.

مزایا و معایب انواع نخ فرش نایلونی

• حجم و پوشانندگی مناسب
• مقاومت در برابر خرد کردن خوب
• دوام زیاد
• شفافیت
• عمق رنگ
• درخشندگی زیاد
• کارکرد مناسب علیرغم وزن کم
• مقاوم در برابر گردوخاک
• قابلیت شستشو
• گران‌قیمت بودن
• به‌راحتی با لکه‌های ناشی از مواد غذایی آلوده می‌شود (محافظت پارچه به مبارزه با این مشکل کمک می کند)
• در مجاورت مواد سفید‌کننده و کلر، رنگ خودش را از دست می‌دهد.

بیشتر بخوانید:

         مزایای نخ هیت ست شده چیست؟

         نخ های خاب و الیاف مصرفی در نخ خاب

         استفاده از نخ پلی استر در فرش ماشینی

         الیاف ویسکوز مورد مصرف در نخ خاب فرش ماشینی