تحقیق مقاله تکسچرایزینگ

فصل اول

مقایسه ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع ( استیپل ) با ریسندگی شیمیایی الیاف یکسره ( فیلامنت )

      

 1-1 ریسندگی مکانیکی از الیاف استیپل

یکی از اولین روش‌های تهیه منسوج بشر بر اساس ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع (استیپل) می‌باشد. این روش قدیمی‌ترین و تا اواسط قرن بیستم میلادی تنها روش تولید نخ به حساب می‌آمده است. سالهای سال تلاش بشر برای بالا بردن کیفیت منسوجات و کم کردن هزینه تولید آنها، صرف طراحی ماشین آلات با راندمان بیشتر جهت استفاده در این سیستم می گشت.

این سیستم به دلایل متعددی که در ذیل خواهد آمد، توانایی تأمین تمامی خواسته‌های بشر قرن بیست و یکم را ندارد، چرا که با تغییر الگوهای مصرف، بشر رو به مواد ارزان قیمت در تمامی صنایع آورده است و صنعت نساجی نیز از این نظر مستثنی نمی باشد. دلایل عدم قابلیت پیشرفت ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع ( استیپل ) را می‌توان از چند دیدگاه مختلف بررسی نمود که عبارتند از:

1-1-1 بحث اقتصادی

همواره مهمترین دیدگاه بررسی کارآمد بودن و یا عدم کارآمدی یک سیستم بررسی از دیدگاه اقتصادی آن سیستم می‌باشد.

مجموعه مشکلات اقتصادی ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع ( استیپل ) را می‌توان به چهار مجموعه به شرح ذیل تقسیم نمود:

1-1-1-1 ماشین آلات خط تولید

ماشین‌آلات مورد نیاز در ریسندگی مکانیکی الیاف منقطع تشکیل طولانی‌ترین خط تولید در تمام قسمت‌های صنعت نساجی را می‌دهند. برای مثال ما به بررسی خط تولید نخ پنبه‌ای به ظرفیت سه ‌تُن در روز توسط ماشین رینگ ساخت کارخانه ریتر می‌پردازیم:

1-1-1-1-1 حلاجی

این قسمت اولین مرحله در کارخانجات پنبه‌ریسی می‌باشدکه در تمام روش‌های سیستم ریسندگی مکانیکی الیاف کوتاه وجود داشته و حتی در شیوه های مدرن این سیستم، نظیر پلای فیل، پارافیل و جت‌ هوا نیز غیرقابل حذف به نظر میرسد. این قسمت نیاز به هزینه زیادی دارد. یک سیستم حلاجی پنبه با توانایی پشتیبانی از خط تولید سه تن در روز، ساخت کمپانی ریتر قیمتی برابر دو و نیم میلیون دلار دارد. که این خود به تنهایی نشان‌دهنده هزینه بالای استفاده از این ماشین در سیستم ریسندگی مکانیکی الیاف کوتاه می‌باشد که اجتناب‌ناپذیر است.

ماشین حلاجی برای تمیز کردن و حذف ضایعات، ناگزیر است از زننده‌های مختلف استفاده کند که این زننده‌ها سبب اُفت کیفیت شدید در مواد خام می‌شوند و قسمت زیادی از الیاف را شکسته و طول آنها را کاهش می‌دهند که این امر، خود تولید ماشین رینگ را کاهش داده و از استحکام نخ تولید شده می‌کاهد.

1-1-1-1-2 کارد

ماشین دیگری که در تمام خطوط تولید نخ از الیاف کوتاه یافت می‌شود، ماشین کارد است که تمیزکننده نهائی برای سیستم ریسندگی رینگ به شمار می‌آید و برای یکنواختی و تمیزی الیاف، در اینجا هم از کشش زننده‌ای استفاده می‌گردد که مشکلات بیان‌شده را به همراه دارد .

اگرچه هزینه کارد در مقایسه با ماشین‌آلات دیگر (در سیستم پنبه‌ای) چشمگیر نیست، ولی برای مثال خط ریسندگی فوق‌الذکر به سه دستگاه کارد نیاز دارد که با احتساب قیمت هر کارد، صد و بیست و پنج هزار دلار هزینه خرید ماشین کارد، سیصد و هفتاد و پنج هزار دلار تخمین زده می‌شود.

1-1-1-1-3 چندلاکنی

گرچه در بعضی از سیستم‌های ریسندگی الیاف کوتاه مدرن، مانند درف‌ها و مستراسپینینگ، دیگر نیازی به این ماشین احساس نمی‌گردد ولی در سیستم‌های رینگ و روتور، کماکان این ماشین آلات غیرقابل حذف می‌باشند و برای بدست آوردن نخ با کیفیت بالا، حضور آنها الزامی می‌باشد و به دلیل نوع کشش در ماشین چندلاکنی که کشش غلتکی است، مجدداً نایکنواختی الیاف را افزایش می‌دهد. (در واقع این ماشین نایکنواختی با طول موج بلند را تبدیل به نایکنواختی‌های با طول موج کوتاه می‌کند.)

خط تولید فوق الذکر نیاز به دو ماشین هشت لاکنی دارد که خرید آنها هزینه یکصد هزار دلاری به سیستم تحمیل می‌کند.

1-1-1-1-4 فلایر

امروزه به غیر از سیستم ریسندگی رینگ، دیگر از این ماشین استفاده‌ای نمی‌گردد و به طور کامل از سیستم‌های ریسندگی الیاف کوتاه غیررینگی حذف شده است. در واقع می‌توان گفت سیستم‌های مدرن ریسندگی الیاف کوتاه بر پایه حذف این ماشین استوار گشته‌اند.

برای تولید سه تن نخ پنبه‌ای توسط ماشین رینگ به دو دستگاه فلایر نیازمندیم و با توجه به قیمت هر دستگاه هشتاد هزار دلار، هزینه اولیه خریداری فلایر یکصد و شصت هزار دلار می‌باشد.

1-1-1-1-5 رینگ

ماشین رینگ یکی از قدیمی‌ترین ماشین‌آلات تبدیل الیاف به نخ بحساب می‌آید که به دلیل تولید با استحکام بالا و توانایی تولید از هر طول لیف و دامنه نمره نخ گسترده (از نمره 1 تا 200 متریک) امروزه نیز بسیار پر کاربرد می باشد.

تولید کم این ماشین سبب می‌گردد که خط ریسندگی سابق الذکر نیازمند 9 دستگاه، هرکدام به ارزش دویست هزار دلار باشد که در مجموع یک میلیون و هشتصد هزار دلار هزینه خرید ماشین رینگ می باشد.

1-1-1-1-6  بوبین پیچی

پیچش نخ بر روی ماسوره در ماشین رینگ، استفاده از ماشین دیگری را الزامی می کند که بوبین‌پیچ نام دارد.

ماسوره های پیچیده شده در رینگ دارای مقدار کمی نخ می باشند و این امر در مراحل بعدی ریسندگی و حتی در انبارداری محصول، ایجاد اشکال می‌نماید برای رفع این مشکل، چاره‌ای جز استفاده از ماشین بوبین پیچ نیست.

در خط تولید با ظرفیت سه تن در روز نخ پنبه‌ای به شش دستگاه بوبین‌پیچ احتیاج است تا ماسوره های با وزن پنجاه تا صدوچهل گرمی را تبدیل به بوبین‌های یک‌ونیم کیلوگرمی گرداند. اگر هزینه خرید هر دستگاه ماشین‌ بوبین‌پیچ ساخت کارخانه اشلافهورست را سیصد هزار دلار در نظر بگیریم، قیمت کل برابر با یک میلیون و هشتصد هزار دلار می‌گردد.

 

با توجه به موارد فوق، مشاهده می‌گردد که سیستم ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع به ماشین آلات زیادی نیاز دارد که با یک حساب تقریبی می‌توان دریافت که این سیستم به سرمایه اولیه فراوانی احتیاج دارد.

برای مثال خط تولید مطرح شده در بالا نیازمند سرمایه گذاری برابر با شش‌ میلیون‌ و هفتصد و سی و پنج هزار دلار، تنها در زمینه ماشین آلات خط تولید می‌باشد.

این امر سبب می‌گردد که قیمت تمام شده نخ تولیدی در این سیستم بسیار بالا باشد و تمایل به سرمایه‌گذاری در این سیستم نیز بسیار کم باشد.

 

1-1-1-2 فضای اشغالی ماشین آلات

یکی دیگر از ضعفهای ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع، فضای اشغال شده توسط ماشین‌آلات این سیستم می‌باشد. اصولاً سیستم هایی که در آنها وظیفه ماشین‌آلات، خطی و مستقیم نمودن آرایش یافتگی الیاف می‌باشد، به فضای زیادی نیاز دارند که درستی این مسأله را می توان در ماشین های حلاجی و چندلاکنی به وضوح مشاهده نمود.

علاوه بر عامل فوق، عامل دیگری که فضای مورد نیاز برای این سیستم را افزایش می دهد، تعداد زیاد ماشین آلات می‌باشد. برای مثال خط تولید در نظر گرفته شده (ریسندگی پنبه با ظرفیت سه تن در روز) محتاج به بیست و سه دستگاه ماشین آلات مختلف می‌باشد.

عامل سوم افزایش دهنده فضای مورد نیاز، وجود محصولات واسطه و نحوه انتقال آنها از یک ماشین به ماشین دیگر می باشد که به غیر از سیستم های حلاجی جدید و فلایر که در آنها به ترتیب از شوت فید و بوبین نیمچه نخ استفاده می‌شود، دیگر ماشین ها برای انتقال محصول خود نیازمند بانکه می‌باشند و فضای اشغالی توسط بانکه ها در قسمت‌های تغذیه ماشین، محصول و رزرو بانکه چشم‌گیر می‌باشد. مجموع عوامل فوق و عوامل دیگری که در این مجمل فرصت پرداختن به آنها نمی‌باشد باعث می‌گردد تا سالن های ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع، بزرگترین سالن‌های صنعت نساجی به شمار آیند. به عنوان مثال خط تولید سابق‌الذکر، نیازمند سالنی با ابعاد 8×50×100 متر می‌باشد.

1-1-1-3 نیروی انسانی مورد نیاز

در سیستم ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع، تلاش بسیار زیادی شده است تا وابستگی تولید به نیروی انسانی را کاهش دهد و این تلاش در بعضی قسمتها، موفقیت‌آمیز نیز، بوده‌است. در حدی که ماشین های حلاجی امروزی دیگر نیازی به کارگر ندارند. ولی در سایر قسمت ها اثر چندانی نداشته است. مثلاً در قسمت رینگ همواره وجود کارگر پیوندزن و تعویض کننده ماسوره (جز در بعضی از ماشین های خاص و نادر ) الزامی می‌باشد و این تعداد کارگر، چهل درصد از هزینه تولید ماشین رینگ را به خود اختصاص می‌دهد.

در سایر قسمت ها نیز وضعیت این چنین است. در کنار ماشین های کارد جدید مجهز به سیستم تعویض خودکار بانکه، وجود یک کارگر الزامی به نظر می‌رسد هر، دو ماشین چندلاکنی به یک و بعضاً به دو کارگر نیازمند است. همچنین ماشین فلایر، توانایی کار بدون حضور نیروی انسانی ماهر در کنار خود را ندارد.

واضح است که نیازمند بودن یک سیستم به نیروی انسانی، نشان دهنده ضعف آن سیستم است چرا که نیروی انسانی در مقایسه با ماشین هزینه بسیار بیشتری را به سیستم تحمیل می‌کند و به علاوه دقت بسیار کمتری دارد و موجب نایکنواختی تولید می‌گردد.

 

1-1-1-4 انرژی مصرفی

یکی از مهمترین مشکلاتی که بشر قرن بیست و یکم با آن دست و پنجه نرم می‌کند، مشکل تأمین انرژی می‌باشد که حتی سبب ساز جنگ ها، شورش ها وانقلابهای بسیاری گشته است، چرا که همگان قصد در اختیار گرفتن منابع تأمین انرژی را دارند.

ازآنجا که منابع تامین انرژی غالباً محدود و رو به اتمام می‌باشند (مانند ذخایر نفت و گاز به عنوان یکی از مهمترین منابع تأمین انرژی) متخصصان صنایع مختلف به دنبال روشهایی برای کاهش مصرف انرژی می‌باشند و صنعت نساجی نیز از این قاعدۀ کلی بی‌بهره نمانده است و تلاش‌های زیادی در رابطه با ایجاد راهکارهایی جهت کاهش مصرف انرژی در این صنعت شده‌است. بیشتر این روش‌ها در مورد سیستم ریسندگی مکانیکی از الیاف کوتاه ره به جایی نبرده‌است چرا که وجود ماشین‌آلات زیاد باعث مصرف زیاد انرژی نیز می‌شود علاوه بر این، تکنولوژی ساخت این ماشین‌ها به گونه‌ای است که با روش‌های کاهش مصرف انرژی در تضاد و تناقض می‌باشند. برای مثال در ماشین رینگ چیزی نزدیک به 35% انرژی مصرفی ماشین صرف چرخاندن میل‌دوک می‌گردد و از طرفی سبکتر نمودن میل‌دوک به دلیل دشوار شدن بالانس آنها، غیر ممکن می‌باشد. همچنین در دو ماشین فلایر و رینگ انرژی زیادی صرف بالا و پایین بردن میز می‌گردد و این حرکت به دلیل نحوۀ پیچش دوک در این دو ماشین اجتناب ناپذیر و غیرقابل حذف می‌باشد.

با توجه به مطالب ذکر شده، ناکارآمدی سیستم ریسندگی مکانیکی از الیاف

کوتاه در زمینۀ صرفه‌جوئی در انرژی به خوبی مشخص می‌شود و نیاز به روش‌های جدیدتر ریسندگی احساس می‌گردد.

1-1-1-5 سرویس و نگهداری

ماشین‌آلات مورد استفاده در سیستم ریسندگی از الیاف منقطع نیاز به سرویس‌های دائمی (هفتگی، ماهیانه و سالیانه) دارند و این سرویس‌ها علاوه بر افزایش هزینه تولید به طور مستقیم به دلیل هزینۀ تعمیر، با تعطیل نمودن کار در ساعات سرویس، تولید را کاهش و در نتیجه قیمت تمام شده کالا را افزایش می‌دهند.

در این سیستم به دلیل متّصل بودن خط تولید، در صورت خاموش شدن یک ماشین برای سرویس، خواه و ناخواه ماشین‌های بعدی نیز از کار بازمی‌مانند.

ماشین آلات استفاده شده در این خط به سرویس‌های منظم زیادی نیاز دارند که می‌توان به چند مورد زیر اشاره نمود:

الف- سرویس‌های کارد: ماشین کارد به دلیل استفاده از سوزن‌های ظریف، (با ضخامت نوک دندانه 05/0 میلی متر) نیاز دائمی به سرویس دارد و عملیات تعمیر و سرویس این ماشین عمدتاً به تیزکردن این سوزن‌ها محدود می‌شود. عملیات تیزکردن این دندانه‌ها نیز بسیار کار دقیق و دشواری می‌باشد زیرا بی‌دقتی در سنگ زنی دندانه‌ها سبب کاهش شدید کیفیت عمل کاردینگ می‌شود.

ب- سرویس‌های رینگ: شاید بتوان گفت که ماشین رینگ در بین تمامی ماشین‌های مورد استفاده در صنعت نساجی، بیشترین نیاز به سرویس را دارا می‌باشد. در قسمت کشش این ماشین روکش غلتک‌های فوقانی (cots) بعد از مدتی آسیب دیده و نی

از به سنگ‌زنی و پرداخت‌شدن دارند تا سطح یکنواخت را ارائه بدهند. همچنین آپرون‌های مورد استفاده در منطقه کشش دوم این ماشین بعد از مدتی پوشیده از گرد و غبار و کثیفی می‌شوند و گاهی نیز پاره شده و نیاز به تعویض دارند. همچنین در قسمت تولید ماشین، راهنمای معروف به دم‌خوکی بعد از مدتی دچار سوختگی و باعث سوختن نخ می‌گردد. شیطانک ها نیز دارای طول عمر چندان زیادی نمی باشند و باید تعویض گردند.

 

موارد فوق تنها نمونه ای از موارد بسیار سرویس و نگهداری ماشین آلات خط تولید ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع می‌باشند و پرداختن به تمامی آنها از حوصله این مختصر خارج است.

1-1-2 محدودیت تولید

یکی از موانع مهم بر سر راه پیشرفت ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع محدودیت تولید این سیستم می‌باشد که از چند منظر مختلف می‌توان به آن پرداخت که عبارتند از:

1-1-2-1 کیفیت

از لحاظ کیفیت، افزایش تولید در تمامی روش های ریسندگی مکانیکی منجر به کاهش کیفیت می‌گردد. برای مثال در ماشین کاردینگ افزایش تولید به منزلۀ کاهش شدت تمیزکنندگی و بازکنندگی تودۀ الیاف می‌باشد و یا در ماشین رینگ به دلیل نحوۀ خاص تولید آن که وابستگی پیچش و تاب به عنصر شیطانک را به دنبال دارد، همواره افزایش تولید سبب کاهش تاب نخ و در نتیجه کاهش استحکام و کیفیت آن می‌باشد.

حتی با تغیییر کلی در سیستم، همانند جایگزینی روتور به جای رینگ با وجود چند برابر شدن تولید با نخ را با اُفت شدید کیفیت مواجه می‌سازد و در این سیستم هنوز هیچ ماشینی نتوانسته است با سرعتی بیشتر از رینگ، نخی با خصوصیات نخ رینگ را تولید کند.

1-1-2-2 یکنواختی

یکی از خصوصیات مهم و قابل تأمل نخ، خصوصیت یکنواختی و یا نایکنواختی آن می‌باشد. چنانچه یکنواختی به صورت میزان آرایش یافتگی در جهت طولی الیاف و قطر یکسان در نقاط مختلف نخ تعریف شود، آنگاه مشخص می‌شود که ریسندگی مکانیکی از الیاف کوتاه چه کار دشواری را در تولید نخ یکنواخت بر عهده دارد و در بسیاری از موارد نیز موفق به تولید چنین نخی نمی‌گردد، مانند روش های درف و مستر اسپینینگ.

در واقع می‌توان گفت که اساس کار ریسندگی مکانیکی تبدیل نایکنواختی با طول موج بلند به نایکنواختی های با طول موج کوتاه است و نه حذف کامل آنها.

اصولاً هنگامیکه سیستم با یک تودۀ الیاف مواجه است توانایی قرار دادن تک تک آنها در فضاهای مناسب نخ را ندارد و الیاف به صورت راندم و تصادفی در نقاط مختلف نخ قرار می‌گیرند.

1-1-2-3 ظرافت

ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع در بسیاری از روش‌های خود، ناتوان از ارائه دادن نخ ظریف می‌باشد چرا که با افزایش ظرافت نخ، تعداد الیاف در سطح مقطع کاهش می‌یابد و در نتیجه میزان اصطکاک بین الیاف کم شده و نیاز به عاملی برای استحکام بخشیدن به نخ وجود دارد که این عامل در سیستم رینگ به عنوان تنها سیستم فعال در ریسندگی مکانیکی که قابلیت تولید نخ‌های ظریف را دارد، تاب می‌باشد و افزایش تاب همانطورکه اشاره شد به معنای کاهش تولید می‌باشد.

با مشاهدۀ موارد فوق مشخص می‌شود که ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع محدودیت‌های تولیدی وسیعی را دارد که بسیاری از آنها غیر قابل حل به نظر می‌رسند.

1-1-3 تولید یکنواخت

ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع در زمینۀ یکنواختی تولید و نمره‌های مختلف نخ نیز دارای کمبودها و نارسائی های زیادی می‌باشد. تا جایی که حتی در یک کارخانۀ مشخص نیز نمی‌توان برای مدت طولانی نخ با نمرۀ یکسان و خصوصیات کاملاً یکسان تولید نمود که قسمتی از این امر به دلیل مواد اولیه می‌باشد که در جای خود بدان پرداخته می‌شود و قسمت دیگر وابسته به تکنولوژی تولید در این سیستم است.

برای مثال نخ تولید شده در اول پیچش ماسوره با نخ تولیدی در انتهای آن از لحاظ تعداد دقیق تاب در واحد طول متفاوت است. همچنین نخ تولیدی با شیطانک‌های تازه تعویض شده و نخ تولیدی با شیطانک‌های کارکرده نیز خصوصیات متفاوتی را دارا می‌باشد.

مشکل دیگر در زمان تعویض نمرۀ نخ تولیدی خود را نشان می‌دهد. این عمل مستلزم تغییرات بسیار زیادی به‌طور همه جانبه می‌باشد، از تعویض شیطانک‌ها گرفته تا تغییر سرعت سیلندر کاردینگ و به قدری این تغییرات، زیاد و انجام آنها هزینه بردار است که بسیاری از کارخانجات ترجیح می‌دهند تنها یک نمره، نخ تولید کنند و سفارش‌های مربوط به نمرات دیگر نخ را رد کنند.

1-1-4 مواد اولیه

مشکل مهم دیگر در سیستم ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع تهیه مواد اولیه و گوناگونی آنها در خواص مختلف است. برای مثال خواص پنبه مصری و یا پنبه ایرانی کاملاً متفاوت می‌باشد و خریداری هر کدام از این پنبه ها ایجاد تغییرات و تنظیمات جدید ماشین‌آلات را می‌طلبد بدین شکل که افزایش و یا کاهش طول، تغییر فاصله بین غلتک‌ها، افزایش و یا کاهش ظرافت، تغییر قدرت زنندگی و زننده‌ها را ایجاب می‌کند. حتی در نمونه‌های پنبه خریداری شده از یک کشور نیز تفاوت ها چشمگیر است و گاهی پنبه‌های دو مزرعه مجاور نیز متفاوت‌اند.

مشکل دیگر چگونگی تأمین مواد اولیه مصرفی می‌باشد. برای مثال پنبه فصول مختلف سال دارای قیمت‌های گوناگون می‌باشد و اگر کارخانجات قصد خرید پنبه ارزان قیمت را داشته باشند باید توانایی انبارداری پنبه مصرفی یک ساله خود را نیز داشته باشند.

مشکل دیگری که در زمینه مواد اولیه پیش روی کارخانجات فعال در سیستم سیستم ریسندگی مکانیکی از الیاف منقطع می‌باشد، عدم همگنی و یکپارچگی خصوصیات ماده اولیه در عدل‌های جداگانه و حتی بعظاً در یک عدل مشخص است که این امر سبب نایکنواختی در تولید می‌گردد که پیشتر به آن اشاره شد.

 

1-2 ریسندگی شیمیایی از الیاف یکسره

1-2-1 پیشینه

تولید الیاف مصنوعی از سال 1938 با تولید نایلون توسط کمپانی دوپونت در کشور آمریکا آغاز گشت و با تولید الیاف پلی استر توسط C.P.A بریتانیا به نقطه عطفی در مسیر پیشرفت خود رسید.

هدف اولیه از تولید این الیاف استفاده از آنها به صورت منقطع در سیستم ریسندگی مکانیکی الیاف منقطع بود و بعدها به دلیل عدم رفع مشکلات در سیستم ریسندگی مکانیکی ترجیح داده شد تا این الیاف  به صورت نخ های یکسره استفاده شوند. استفاده از این الیاف به صورت نخ های یکسره نیازمند انجام یک سری کارهای تکمیلی بر روی نخ بود و اوج پیشرفت این صنعت در دهه 60  و70 میلادی بود.

جدول زیر نشاندهنده میزان تولیدات الیاف پلی استر منقطع در سال‌های 1990 تا 1999 میلادی می‌باشد.

جدول1-1تولید الیاف پلی‌استر در دهه پایانی قرن بیست میلادی(واحد: میلیون تن)

(جدول در فایل اصلی موجود است)

پیش‌بینی می‌شود که تولید الیاف پلی‌استر اعم از استیپل و فیلامنت تا سال 2050 میلادی به 140 میلیون تن برسد.

در مورد دیگر الیاف مصنوعی نیز همین وضعیت حاکم می‌باشد. جدول 1-2 شاهد این مدعا می‌باشد.

جدول1-2 تولید الیاف مصنوعی در سال 2005 میلادی

 

الیاف پلی آمید

الیاف آکریلیک

میزان تولید

هزار تن

درصد افزایش نسبت به 2004

هزار تن

درصد افزایش نسبت به 2004

3874

3%

2640

6%

 

موارد فوق همگی نشان‌دهندۀ افزایش تولید و مصرف الیاف مصنوعی می‌باشد و در ادامۀ این فصل سعی شده است تا برخی از دلایل این افزایش تولید ذکر شود.

 

1-2-2 مزایای ریسندگی شیمیائی از الیاف یکسره

در این مبحث قصد این بوده است که در مقابل هر کدام از ایرادات وارد بر سیستم ریسندگی مکانیکی الیاف کوتاه، نحوۀ بر طرف نمودن آن ایراد به وسیله ریسندگی شیمیائی توضیح داده شود.

1-2-2-1 بحث اقتصادی

نقطه نظر اقتصادی ریسندگی شیمیائی یکی از مهمترین و واضح ترین مزایای این سیستم و عامل اصلی رجحان و برتری آن نسبت به ریسندگی مکانیکی می‌باشد.

در ریسندگی شیمیائی از الیاف یکسره تعداد ماشین‌آلات خط تولید به یک ماشین محدود گشته‌است و سرعت تولید خطی تا هزار متر بر دقیقه افزایش یافته‌است و موجب کاهش هزینۀ تولید و قیمت تمام‌شده گردیده است.

بدلیل وجود تنها یک ماشین، سرمایه گذاری اولیه به شدت کاهش یافته‌است و همینطور فضای مورد نیاز ماشین به  میزان ریسندگی مکانیکی تنزل یافته‌است. برای مثال یک دستگاه ماشین ذوب ریسی استراگر آلمان، توانائی تولید روزانه 2 تا 5 تن لیف یکسره پلی پروپیلن را داشته و قیمت آن هفتصد هزار دلار می‌باشد. به دلیل اتوماسیون کامل ماشین‌ها در این سیستم نیاز به کارگر ماهر تقریباً به صفر رسیده است و تنها به کارگر ساده جهت حمل مواد، نیاز است. این امر نیز به نوبۀ خود عامل مؤثری در بیشتر شدن پذیرش این سیستم در صنعت نساجی گردیده است. حذف کارگر ماهر و جایگزینی روش های اتوماسیون سبب کاهش چشم گیر هزینه‌ها و بی‌دقتی‌ها در ریسندگی شیمیائی الیاف یکسره گردیده است. علاوه بر آن حذف کارگر سبب ساز امکان ساخت کارخانجات فعال، در تمام مناطق، بدون توجه به وجود نیروی کار ماهر شده است.

در این ماشین تمام عوامل پرمصرف انرژی حذف گردیده است و با عایق‌سازی مناسب در تمامی قسمت‌ها و طراحی قطعات متحرک سبک، مصرف انرژی نیز کاهش یافته است. علاوه بر آن، حذف ماشین‌آلات فراوان و تبدیل آنها به یک ماشین نیز سهم بسزائی در کاهش مصرف انرژی داشته‌است.

هزینۀ سرویس و نگهداری نیز بدلیل عدم نیز به تعمیرات مداوم کاهش یافته‌است و با حذف قطعات با طول عمر کم و جایگزینی قطعات  ساخته شده از فلزات مقاوم مانند پلاتین، با وجود افزایش قیمت ماشین، نیاز آن به قطعات یدکی و تعویض قطعات را بسیار کاهش داده است.

1-2-2-2 محدودیت تولید

می‌توان ادعا نمود که ریسندگی شیمیائی از الیاف یکسره محدودیت تولیدی ندارد. از نظر کیفیت نخ، افزایش تولید به هیچ عنوان سبب کاهش کیفیت نخ نخواهد شد همچنین از نظر یکنواختی نخ تولیدی در سطح بالایی قرار دارد و یکنواختی و  نایکنواختی آن به نحوه سرد شدن و در واقع به نحوه آرایش‌یافتگی مولکولی آن بستگی پیدا می کند و افزایش تولید، این آرایش یافتگی را تغییر نمی‌دهد.

همچنین این روش قابلیت تولید نخ های بسیار ظریف را نیز دارا می باشد چرا که استحکام مورد نیاز از ساختار پلیمری تک لیف حاصل می‌گردد نه از اصطکاک بین الیاف.

1-2-2-3 تهیه مواد اولیه

مواد اولیۀ ریسندگی شیمیائی، پلیمرهای مصنوعی می‌باشند که همواره و بدون توجه به فصول سال و یا مناطق جغرافیایی، قابل تهیه می‌باشند و چون تولید آنها کاملاً تحت کنترل است، خصوصیات مواد اولیه قابل انتخاب می‌باشد و تهیه مواد اولیه با خصوصیات کاملاً یکسان همواره امکان پذیر است و نیازمند انبار جهت ذخیره طولانی مدت نمی‌باشد.

1-2-2-4 تولید یکنواخت

به دلیل تحت کنترل بودن مواد اولیه، تولید همواره یکنواخت باقی می‌ماند و همینطور عدم وجود قطعات زود فرسوده شونده و عدم تغییر کشش از ابتدای پیچش تا انتهای آن، مزید بر علت گشته و تولید را یکنواخت و ثابت نگه می‌دارد.

نمره نخ تولیدی بطور کامل تحت کنترل می‌باشد و تغییر آن نیز براحتی امکان پذیر است و تنها با تغییر میزان کشش و تغذیه، بدون تغییر دادن خواص قطعات مکانیکی میتوان نمره نخ را از 70 تا 300 دنیر به راحتی تغییر داد.

موارد فوق تنها نمونه‌ای از برتری‌های ریسندگی شیمیائی بر ریسندگی مکانیکی می‌باشند البته ناگفته نماند که این سیستم نیز معایبی دارد که در ادامه تشریح می‌گردند.

در ریسندگی شیمیائی همانطور که در قسمت پیشینه ذکر گردید ابتدا هدف ساخت الیاف استیپل از پلیمرهای مصنوعی بود ولی امروزه ارجحیت با تولید الیاف یکسره می‌باشد چرا که الیاف استیپل مصنوعی علیرغم داشتن خصوصیات خوبی مانند یکنواختی در ظرافت و طول و تمیز بودن، به دلیل جذب رطوبت پائین و خاصیت برشی زیاد، ایجاد مشکلات فراوانی را در ریسندگی مکانیکی مخلوط الیاف استیپل طبیعی و مصنوعی می نمود مانند پیچیده شدن به دور غلتک های کشش و از بین بردی روکش غلتک های فوقانی در کوتاه مدت.

تولید ریسندگی شیمیائی از الیاف یکسره نیز معایبی دارد که می‌توان آنها را تحت عامل کلی مصنوعی بودن نخ تولیدی مطرح نمود که مشکلاتی مانند: جذب رطوبت پائین که سبب عدم راحتی در پوشش می گردد (پلی استر و پلی پروپیلن) دمای ذوب پائین (پلی پروپیلن) که سبب عدم اطوپذیری میگردد. و حساسیت زا بودن و غیر قابل تجزیه شدن در طبیعت (اکریلیک)؛را در بر می‌گیرد

با وجود تمامی اشکالاتی که بر این سیستم وارد است، آمار و ارقام نشان می‌دهد که این شیوه ریسندگی بخوبی جای خود را در تمام دنیا باز کرده است و کارخانه‌های بسیاری در این زمینه فعال می‌باشند و می‌توان به آینده آن کاملاً امیدوار بود.

1-2-3 روش های ریسندگی شیمیائی از الیاف یکسره

در ادامه به توضیح و بررسی سه شیوه ریسندگی شیمیائی از الیاف یکسره پرداخته می‌شود:

 

1-2-3-1 ذوب ریسی    (Melt Spinning)

ذوب ریسی یکی از پرکاربردترین روش های ریسندگی شیمیائی از الیاف یکسره به حساب می‌آید و در مورد تمام الیافی که دارای خصوصیت ترموپلاستیکی باشند (در مورد خاصیت ترموپلاستیکی الیاف در فصل‌های بعد توضیح داده می‌شود) قابل استفاده می‌باشد از جمله پلی‌استر و پلی‌پروپیلن.

شیوۀ ذوب‌ریسی بر اساس سه عملیات ذوب کردن، شکل دادن و سرد کردن پلیمر استوار گشته‌است. در این روش پلیمر به صورت گرانول از طریق تغذیه‌کننده وارد مارپیچی ذوب‌کننده شده و بر اثر گرمایش ذوب می‌گردد.

پلیمر با عبور از مارپیچی علاوه بر ذوب شدن به خوبی مخلوط شده و سیالیّت یکسانی نیز پیدا می‌کندو همچنین هوای محبوس درون پلیمر ذوب شده نیز به دلیل هم‌خوردن خارج می‌شود و بعد به کمک پمپ چرخ‌دنده‌ای با فشار در حدود psi 2000-1500 از روزنه‌های رشته‌ساز(Spinneret) بیرون رانده می‌شود.

رشته ساز قلب ماشین‌های ریسندگی اولیه بحساب می‌آید. چون الیاف ممتد (فیلامنت) و همچنین شکل سطح قاعده آنها در خروج پلیمر به صورت مذاب و یا محلول از روزنه رشته‌ساز شکل می‌گیرد. رشته‌سازهایی که در ذوب‌ریسی مورد استفاده قرار می‌گیرند عموماً از جنس فلز پلاتین می‌باشند و در حین تولید مراحل حرارتی زیادی را طی می‌کنند. فرآیند ریسندگی، روش تمیز کردن رشته‌ساز در حین کار و فشارپلیمر در حین عبور از رشته‌ساز از عوامل مؤثر در انتخاب جنس و تکمیل رشته‌سازها می‌باشند. رشته‌سازها معمولاً بصورت یک مجموعه که روی صفحه‌ای قرار داده می‌شوند روی ماشین‌های ریسندگی قرار می‌گیرند. صفحه نگهدارنده رشته‌ساز به اسپین‌پک(Spin pack) معروف است که ابعاد و تعداد منافذ آن با توجه به نوع تولید متغیر می‌باشد. هر روزنه رشته‌ساز از سه قسمت کنتربور، ترانزیسیون و کاپیلار تشکیل می‌گردد. کاپیلار یا فضای مؤئینه‌ای مهم‌تین قسمت یک رشته‌ساز است و تعیین کننده شکل سطح مقطع الیاف می‌باشد و در تولید الیاف معمولی، دایره‌ای و برای الیاف پروفیلی دارای شکلهای خاص است.

ساخت رشته‌ساز چه از نظر ابعاد و چه از نظر خصوصیات سطح، به دقت بسیار زیادی احتیاج دارد. همچنین برای یکنواختی تولید، خصوصیات منافذ یک رشته‌ساز باید بسیار نزدیک به هم باشد برای مثال حد مجاز تغییرات برای قطر و ارتفاع کاپیلار 0.002 میلی‌متر است.

 سپس رشته‌ها سریعاً سرد شده و پس از انجماد فیلامنت‌ها (معمولاً برای الیاف پلی‌استر) از حمام روغن‌های تکمیلی عبور می‌کنند و نهایتاً با سرعتی که خصوصیات فیزیکی الیاف را مشخص می‌کند بر روی بسته پیچیده می‌شوند.

1-2-3-1-1 ساختار شیمیایی محصول ذوب‌ریسی

لیف تولید شده در روش فوق دارای ساختاری شکننده می‌باشد. در این لیف مناطق کریستالی بسیار کم و بدون نظم می‌باشند و سطح بسیار براقی دارد(Super Bright) و این براقیّت در حدی است که لیف نور را منعکس نمی‌سازد و لیف نامرئی می‌باشد.این لیف قابلیت انبار داری نیز ندارد زیرا به هر شکلی که پیچیده شود، همان شکل را حفظ می‌کند.به همین دلیل باید بلافاصله بعد از تولید درجه تبلور آن را افزایش داد.

تغییر درجه کریستالی الیاف بدین شکل صورت می‌پذیرد که بعد از تولید لیف را تحت کشش قرار می‌دهند تا آرایش یافتگی آن بیشتر بشود. با توجه به میزان کشش عموماً پنج نوع آرایش‌یافتگی برای نخ‌های یکسره تعریف می‌گردد که عبارتند از:

الف) نخ باآرایش یافتگی کم:Low Oriented Yarns: LOY

ب) نخ با آرایش‌یافتگی متوسط: Middle Oriented Yarns: MOY

ج) نخ با آرایش یافتگی بخشی:Partially Oriented Yarns: POY د) نخ با آرایش یافتگی زیاد:Fully Oriented Yarns: FOY

ه) نخ با آرایش یافتگی کامل:Full Draw Yarns: FDY

همانطور که اشاره شد LOY  محصول مستقیم دستگاه ذوبریسی می‌باشد و باید سریعاً تحت تأثیر کشش گرم (انواع کشش در فصول آتی توضیح داده شده است) قرار بگیرد تا ساختاری نیمه بلورین پیدا کند. لیف MOY حاصل از کشش LOY گرچه نظم بیشتری نسبت به گونه پیشین از خود نشان می‌دهد، ولی بازهم باید کشیده شود تا این بار POY تولید گردد و لیف اخیر محصول نهائی کارخانجات تولید الیاف مصنوعی فیلامنتی می‌باشد و بعنوان ماده اولیه کارخانجات تغییر فرم الیاف بکار می‌رود. در صورتی که کشش POY ادامه داده شود، آنگاه لیف FOY و نهایتاً FDY تولید می‌شود. مصرف عمده الیاف FDY در منسوجات بی‌بافت می‌باشد.

1-2-3-2 خشک ریسی (Dry Spinning)

خشک ریسی یا ریسندگی خشک معمولاً در مورد الیافی کاربرد دارد که دارای خاصیت ترموست باشند و نتوان به صورت ذوب ریسی آنها را تولید نمود مانند اکریلیک و استات.

اساس ریسندگی خشک بر پایۀ سه عمل حل کردن، شکل دادن و خارج کردن حلال توسط حرارت دادن و تبخیر نمودن حلال بنا شده است. در این روش پلیمر با حلال مناسب خود که برای اکریلیک،دی متیل فرم آمید DMF و استات، استون می باشد، وارد تغذیه کننده می شوند و پس از عبور از صافی و جذب پلیمرهای حل شده وارد مخلوط کن می شوند.

وظایف مخلوط کن خشک ریسی مشابه وظایف مخلوط کن در ذوب ریسی می باشد. محلول پس از عبور از مخلوط کن از پمپ چرخ دنده ای عبور می کند تا با فشار یکسانی به سوراخهای رشته ساز تغذیه بشوند. رشته‌سازها مورد استفاده در این سیستم و در تر‌ریسی با رشته‌سازهای ذوب ریسی متفاوت می‌باشند و منافذ آنها از دوقسمت کنتربور و کاپیلار تشکیل شده‌اند و قسمت ترانزیسیون در آنها حذف گشته‌است.

 رشته‌های خارج شده از رشته ساز از درون ستونی از هوای داغ عبور می‌کنند در قسمت بالای این ستون، قسمتی برای جمع‌آوری بخارات حاصل از تبخیر حلّال و بازیافت آنها تعبیه شده است تا از هزینه تولید بکاهد.

رشته‌های فیلامنتی منجمد شده از غلتک‌های کشش عبور می‌کنند و بر روی بسته مورد نظر پیچیده می‌شوند. حلّال مورد استفاده در روش خشک ریسی لازم است دارای پنج خصوصیت زیر باشد:

الف) قابلیت حلالیت پلیمر را داشته باشد.

ب) ارزان و دردسترس باشد.

ج) براحتی و سریع بخارشود.

د) فعل و انفعال شیمیایی با لیف انجام ندهد.

ه) قابلیت بازیابی داشته باشد.

1-2-3-3 ترریسی(Wet Spinning)

ترریسی سومین روش ریسندگی شیمیایی می‌باشد و در اصول و مراحل تولید بسیار مشابه خشک‌ریسی می‌باشد با این تفاوت که در ترریسی خروج حلّال بوسیله حرارت و تبخیر انجام نمی‌پذیرد بلکه بوسیله انعقاد حلّال توسط یک ماده منعقد کننده انجام می‌پذیرد. در ترریسی رشته‌های خروجی از رشته‌ساز وارد حمام انعقاد می‌شوند؛ مواد درون حمام بداخل پلیمر و حلّال نفوذ کرده و با حلّال واکنش می‌دهند و همین‌طور قسمتی از حلّال وارد حمام شده و با مواد درون حمام واکنش داده و منعقد می‌گردد. بنابراین قسمتی از انعقاد درون پلیمر و قسمت دیگر داخل حمام صورت می‌پذیرد. الیاف مورد استفاده در ترریسی ویسکوزریون و آکریلیک می‌باشد. ویسکوزریون که از حل کردن سلولز خالص در محلول قلیایی آمونیاک و یون مس بوجود می‌آید را بصورت پلیمر محلول وارد سیستم می‌کنند. آکریلیک نیز که قابلیت استفاده در هر دو روش را دارد بدلیل وجود مزایایی در روش ترریسی، امروزه بیشتر به این روش تولید می‌شود درحدی که آمارها نشان میدهد امروزه 80 درصد آکریلیک دنیا به روش ترریسی تولید می‌گردد. حلّال آکریلیک در روش ترریسی عموماً دی متیل استامید DMA می‌باشد. مزایای ترریسی نسبت به خشک‌ریسی عبارتست از:    

الف) عدم تغییر رنگ الیاف

 ب) بازیافت آسان و ارزان قیمت حلال     

 ج) امکان استفاده از تعداد بسیار زیادی روزنه های نزدیک به هم در یک رشته‌ساز که باعث تولید زیاد میگردد (بین ده تا شصت هزار روزنه)

 د)امکان رنگرزی الیاف بعد از تولید و قبل از کشش

در مقابل این روش دارای معایبی نیز می‌باشد که عبارتند از:

الف) احتیاج به ثابت نگه‌داشتن دما و محتویات حمام انعقاد

ب) سرعت ریسندگی اولیه کم که البته مشکل اخیر با وجود زیاد بودن روزنه‌های رشته‌ساز، تأثیری در میزان  و سرعت تولید نمی‌گذارد.

 

 

 

 

 

فصل دوم

بررسی خواص مکانیکی و حرارتی الیاف یکسره در رابطه با ساختمان داخلی و تغییر فرم الیاف

 

2-1 خواص مکانیکی

2-1-1 تعریف خواص مکانیکی الیاف

خواص مکانیکی الیاف به معنای عکس‌العمل آنها در مقابل نیروهای اِعمال شده و چگونگی تغییر شکل آنها می باشد. این خواص را می توان از مهمترین خواص الیاف نساجی از نظر تکنیکی و فنی دانست. خواص مکانیکی الیاف از دو نظر بسیار مهم و حائز اهمیت می گردند؛ اول آنکه عکس‌العمل لیف در مراحل مختلف عملیات نساجی را توجیه می کند و دوم آنکه پارامتر مهمی در تعیین خواص کالای بدست آمده از الیاف محسوب می گردد.

خواص ساختمانی یک کالای نساجی وابستگی بسیار زیادی به ساختمان و خواص مکانیکی الیاف دارد ولی با این وجود شناسایی و اطلاع از خواص فیزیکی لیف برای شناسایی خصوصیات کالای تولیدی، به‌تنهائی کافی نمی باشد. این عبارت بدین معناست که خواص ذاتی یک لیف تا حد معینی در نخ یا پارچه موثر است برای مثال مقاومت یک نخ هیچگاه از مجموع مقاومت الیاف تشکیل دهنده نخ بیشتر نیست ولی مساوی با آن نیز نیست و بستگی به نوع قرارگیری الیاف در کنار یکدیگر دارد.

از بین خواص مکانیکی مختلف الیاف، خاصیت کششی آن از بقیه خواص بیشتر مورد مطالعه  و آزمایش قرار گرفته است زیرا مطالعه چگونگی تغییر طول بر اثر کشش ساده تر می باشد. برای قابل مقایسه بودن نتایج آزمایشات باید به عوامل موثر بر نتایج آزمایش توجه نمود که عبارتند از:

ساختار لیف : منظور از ساختار، نحوه قرار گرفتن اجزای تشکیل دهنده لیف  می‌باشد. در مقابل، ساختمان یک لیف به معنای نوع اجزای تشکیل دهنده لیف می باشد.

شرایط لیف از جمله میزان رطوبت، دما و ...؛

ابعاد لیف؛

طرز قرارگرفتن الیاف در یک مجموعه؛

چگونگی وارد آمدن نیرو: در این مورد لازم به یاد آوری است که منظور از چگونگی اِعمال نیرو به لیف، استفاده از کدام نوع از سه ابزار اندازه گیری مقاومت کششی می باشد این سه دستگاه عبارتند از:

الف) دستگاه اندازه گیری مقاومت کششی با نرخ ثابت ازدیاد طول(CRE)

ب) دستگاه اندازه گیری مقاومت کششی با نرخ ثابت ازدیاد نیرو(CRL)

ج) دستگاه اندازه گیری مقاومت کششی با نرخ ثابت ازدیاد تراورس(CRT)

2-1-2 تعریف اصطلاحات مورد استفاده در بحث خواص مکانیکی

برای شناختن خواص مکانیکی الیاف، دانستن تعاریف زیر ضروری به نظر می‌رسد:

2-1-2-1 نیروی پارگی(Breaking Force)

 عبارتست از مقدار نیروئی که با اِعمال آن در امتداد طولی لیف، لیف از هم گسیخته و پاره می شود. واحد اندازه گیری این نیرو گرم وزن می باشد که معمولاً از وزن صرف نظر گردیده و تنها به ذکر گرم بسنده می‌شود.

نیروی پارگی را بصورت اختصاری FB نشان می دهند.

2-1-2-2 تنش(Stress)

در تمامی آزمایشات مهندسی که با اعمال نیرو سروکار دارند، برای اینکه بتوان نیرو‌های وارد شده به سطح مقطع‌های مختلف را که ایجاد فشارهای گوناگون می‌کند، را با یکدیگر مقایسه کرد، از تعریف تنش استفاده می‌شود که عبارتست از نسبت نیروی بکار رفته به سطح مقطع نمونه.  واحد تنش، کیلوگرم بر متر مربع می‌باشد و آنرا معمولاً با حرف لاتینS نمایش می‌دهند.

2-1-2-3 تنش مخصوص(Specific Stress)

چون مقاطع بیشتر الیاف و همچنین شکل هندسی هر لیف نامنظم بوده و اندازه‌گیری سطح مقطع آن مشکل است، لذا برای سادگی اندازه‌ای که در ارتباط با مقطع الیاف است بکار می‌رود که عبارتست از وزن مخصوص خطی (نمره مستقیم) و تنش مخصوص عبارتست از نسبت نیروی بکار رفته بر وزن مخصوص خطی، به همین دلیل واحد اندازه‌گیری تنش مخصوص گرم بر تکس می‌باشد.

در ضمن چون در مورد الیاف تنها از تنش مخصوص استفاده می‌‌گردد بنابراین همواره مراد از تنش، تنش مخصوص می‌باشد و آنرا با حرف یونانی σ نشان می‌دهند.

2-1-2-4 قدرت‌مخصوص یا قوام‌نخ(Specific Strength OR Yarn tenacity)

حداکثر نیروی ثابتی که برای پاره کردن لیفی لازم است، قدرت آن لیف یا نخ نامیده می‌شود و قدرت مخصوص یک ماده عبارتست از تنش مخصوص در لحظه پاره کردن که معمولاً برای مقایسه عددی الیاف مختلف بکار می‌رود و واحد آن مشابه تنش مخصوص، گرم‌بر‌تکس می‌باشد.

2-1-2-5 کرنش(Strain)

وقتیکه یک نمونه را تحت تاثیر نیروئی قرار دهیم نمونه بمقدار معین کشیده می‌شود و مقدار این کشیدگی با توجه بطول اولیه نمونه متغیر است.کرنش که از آن به تغییر بٌعد نیز تعبیر می‌شود بیان کننده این افزایش طول(Elongation) نسبت به طول اولیه است و معمولاً بصورت درصد بیان میشود و هرگاه بصورت مطلق استفاده شود، آنرا  معادل افزایش طول(Elongation) در نظر می‌گیرند.

2-1-2-6 منحنی تنش- کرنش(The Stress-strain Curve)

این منحنی یکی از مهمترین منحنیهائی می‌باشد که در آنها سعی گشته است تا عکس‌العمل لیف در مقابل نیروی وارد به آن توضیح داده شود.

برای فهم بهتر این منحنی، نمودار زیر را در نظر گرفته و به تشریح قسمتهای مختلف آن پرداخته می‌شود.

نمودار2-1 منحنی تنش-کرنش برای یک لیف فرضی

1

2

 

Break

Stress

Strain

Y.P

 

α

همانطور که در نمودار فوق مشخص گشته‌است، این منحنی از دو قسمت با رفتار نامتشابه تشکیل شده است که در زیر به توضیح هرکدام از آنها بطور جداگانه پرداخته می‌شود:

2-1-2-6-1 ناحیه اول

ناحیه اول شامل شروع کشش لیف و افزایش کرنش در آن تا نقطه تسلیم لیف می‌باشد و ناحیه الاستیک نامیده می‌شود. در این ناحیه با افزایش نیرو، زاویه بین پیوندها تغییر می‌کند و سبب افزایش طول می‌گردد. به همین دلیل با حذف نیرو لیف بطول اولیه خود باز می‌گردد و دلیل نامگذاری این ناحیه به ناحیه الاستیک یا برگشت‌پذیر نیز همین می‌باشد.

2-1-2-6-2 مدول اولیه

اولین کمیتی که در اثر اِعمال نیرو به لیف  بوجود می‌آید، ضریب الاستیسیته یا مدول اولیه و یا مدول یانگ می‌باشد و برابر است با ضریب زاویه(شیب) خط مماس بر منحنی در ناحیه اول. مقدار مدول اولیه معمولاً مساویست با مقدار تنشی که لازمست طول اولیه نمونه را به دوبرابر برساند. این کمیت نشان‌دهنده مقاومت در برابر کشیدگی برای یک ازدیاد طول کم و محدود می‌باشد و الیافی که براحتی کشیده می‌شوند دارای مدول اولیه کمی می‌باشند به عبارت دیگر الیاف در این قسمت مانند یک فنر بوده و تابع قانون هوک می‌باشند و صفت مشخصه در این قسمت اینست که وقتی لیف را دوباره از تاثیر نیرو آزاد نماییم، بحالت اولیه خود برگشت می‌نماید و تانژانت زاویه این قسمت منحنی که عبارتست از نسبت تنش به کرنش مقدار آنرا تعیین می‌نماید.

2-1-2-6-3  نقطه تسلیم(Yield Point)

شیب منحنی تنش-کرنش بعد از یک نقطه و یا منطقه معین تغییر کرده و کم می‌شود و بعد از این قسمت نمونه مورد آزمایش از حالت فنر یا الاستیک خارج شده و مقدار نسبتاً زیادی کشیدگی با مقدار نسبتاً کمی نیرو ایجاد می‌گردد که این افزایش طول غیر بازگشت می‌باشد و در واقع نقطه تسلیم، نقطه انتهای ناحیه اول و نقطه ابتدای ناحیه دوم می‌باشد.

چون نقطه تسلیم، آخرین نقطه‌ایست که لیف در آن خاصیت الاستیکی دارد ازین رو تعیین آن بسیار مهم می‌باشد و در اینجا بطور اختصار بدو روش تعیین نقطه تسلیم که توسط دو محقق بنامهای مردیت و کوپلان ارائه شده است می‌پردازیم:

در روش مردیت نقطه تسلیم عبارتست از نقطه‌ای که در آن نقطه تانژانت خط مماس با منحنی مساویست با تانژانت خطی که دو نقطه ابتدا و انتهای منحنی را بهم وصل می‌نماید.

در روش کوپلان نقطه تسلیم عبارتست از نقطه‌ای که در آن، تنش مساویست با تنش محل تقاطع دو خطی که قسمتهای کم‌شیب و پر‌شیب منحنی را به یکدیگر وصل می کنند.

2-1-2-6-4 ناحیه دوم

ناحیه دوم از نقطه تسلیم آغاز و به نقطه پارگی ختم می‌گردد. این ناحیه به ناحیه ویسکو الاستیک نیز مشهور است و همانطور که پیشتر گفته شد،تغییر طول لیف در این ناحیه دائمی می‌باشد.

دلیل این امر اینست که بعد از نقطه تسلیم افزایش نیرو دیگر مانند گذشته سبب تغییر زاویه پیوندها نمی‌گردد بلکه باعث شکستن پیوندها میشود. افزایش نیرو در ابتدای ناحیه دوم سبب شکستن پیوندهای جانبی ضعیف می‌گردد و باعث می‌شود تا مولکولها بتوانند بر روی یکدیگر سُر بخورند و طول را اینچنین افزایش دهند. در نقاط پایانی این ناحیه، افزایش نیرو منجر به شکسته شدن تمامی پیوندها و در نتیجه پارگی لیف می‌گردد. تا قبل از نقطه پارگی با شکسته شدن هر پیوند پیوند جدیدی بوجود می‌آید و سبب می‌شود تا ساختمان لیف تغییر نکند.

2-1-2-7 خزش(Creep)

خزش در واقع اثر زمان را بر واکنش الیاف در مقابل نیرو نشان می‌دهد. به این ترتیب که ازدیاد طول در اثر وارد آمدن نیرو بر عوامل دیگر، به زمان و به عبارت دیگر به مدت زمانی که نیرو روی آن عمل می‌‌کند، بستگی دارد.

خزش بصورت ازدیاد طول تحت نیروی ثابت که تابعی از زمان است تعریف می‌گردد. درحالت کلی وقتی که نیرویی به یک لیف وارد می‌شود ابتدا یک ازدیاد طول آنی به وجود آمده و سپس ازدیاد طول به صورت تابعی از زمان ادامه می‌یابد که خزش نامیده می‌شود .به عبارت دیگر با گذشت زمان، لیف به ازدیاد طول خود ادامه می‌دهد.

2-1-2-8 افت تنش(Stress Downfall)

چنانچه نمونه‌ای تحت کشش ثابتی قرار بگیرد، تنش بوجود آمده در آن با گذشت زمان کاهش می یابد و این افت تنش متناسب با تنش بوجود آمده در نمونه می‌باشد،بدین صورت که تنش آنی بوجود آمده در نمونه دفعتاً کاهش می‌یابد و تنشی که بتدریج به جسم وارد شده است، به آرامی کم می‌شود. مثال واضح و ملموس در این مورد اتفاقی است که برای سازهای زهی می‌افتد، بدین ترتیب که یک ساز زهی کوک شده(تحت تنش خاصی قرار گرفتن سیمهای ساز را کوک شدن آن ساز می‌گویند) پس از مدتی حتی اگر از آن استفاده نشده باشد، نیاز به کوک کردن مجدد پیدا می‌کند. در مورد الیاف نیز همین اتفاق می‌افتد و آنرا می‌توان در طنابهایی که برای خشک کردن لباس استفاده می‌شود، مشاهده نمود.

 

2-1-3 خواص مکانیکی الیاف یکسره

در این مبحث سعی بر این بوده است تا به تشریح و مقایسه خواص مکانیکی الیاف یکسره پرداخته گردد. همانطور که در مبحث قبلی توضیح داده شد مهمترین خصوصیت مکانیکی مورد بحث در الیاف خاصیت ازدیاد طول بر اثر اِعمال نیرو می‌باشد و بهترین راه برای تشریح و توضیح این خصوصیت بیان نمودن نتایج آزمایش ‍CRE از طریق رسم منحنی تنش-کرنش الیاف تست شده، در یک نمودار می‌باشد.

بنا به دلیل فوق‌الذکر، در این قسمت منحنی تنش کرنش چند نوع لیف یکسره ارائه می‌گردد و سپس به تفسیر نمودار پرداخته می‌شود.

نمودار2-2 منحنی تنش-کرنش الیاف یکسره

در نمودار بالا منحنی تنش-کرنش شش لیف یکسره ارائه گشته است که شامل: استات، ویسکوز، نایلون6، آکریلیک، نایلون66 و پلی‌استر می‌باشد.

از مقایسه کلی می‌توان فهمید که استات بیشترین خاصیت کششی در مقابل کمترین نیرو را از خود نشان می‌دهد و در مقابل پلی استر دارای استحکام بسیار بالایی است و کمترین ازدیاد طول در مقابل بیشترین نیروی اِعمال شده را از خود نشان می‌دهد.

همچنین استات دارای بیشترین طول ناحیه اول می‌باشد و این بدین معناست که این لیف دارای ازدیاد طول الاستیسیته و برگشت پذیر زیادی می‌باشد. این خصوصیت هنگامی اهمیت خود را نشان می‌دهد که پارچه استات در قسمتهایی استفاده شود که بسیار سریع ازدیاد طول داشته باشد و در عین حال ازدیاد طول آن نیز دائمی نباشد.

استات با وجود استحکام کمتر نسبت به نایلون6، دارای مدول اولیه بیشتری می‌باشد و همانطور که در مبحث قبلی ذکر شد، مدول اولیه بالاتر، سبب می‌گردد که لیف دیرتر در مقابل نیروی کم، عکس‌العمل نشان بدهد.

استات با وجود داشتن خاصیت کشسانی زیاد دارای نقطه پارگی پایینی بوده و با اِعمال نیروی بسیار کم پاره می‌گردد(تنها با نیروی 1.3 گرم بر دنیر)برای فهم بهتر این مساله، یک نخ استات با نمره 150 دنیر، در نظر گرفته می‌شود، نمودار نشان دهنده اینست که اِعمال نیروی 195 گرمی باعث گیسختگی و پارگی نخ می‌گردد.

استحکام پایین این لیف باعث شده است تا علیرغم خواص بسیار مطلوب پوششی مانند درصد جذب رطوبت بالا و عدم تغییر شکل در قسمتهایی ازلباس مانند سرآرنج و زانو بدلیل خصوصیت کشسانی برگشت پذیر بالا، این لیف از استفاده در منسوجات کنار گذاشته شود و امروزه بیشتر برای لباسهای خاص و بسیار نرم و یا بصورت فیبریله شده(فیبریله شدن الیاف در فصول آتی شرح داده می‌شود) در فیلتر سیگار استفاده شود.

منحنی بعدی متعلق به ویسکوز است که دارای خواص مکانیکی شبیه به استات می‌باشد و این دور از انتظار نیز نیست، چرا که هردوی این الیاف از سلولز خالص ساخته شده اند. برتری ویسکوز نسبت به استات در تحمل نیروی بالاتر آن و دیرتر پاره شدن آن می‌باشد، در مقابل دارای خاصیت کشسانی برگشت پذیر کمتری نسبت به استات است. مدول یانگ این لیف تفاوت بسیار ناچیزی با مدول یانگ استات دارد. برای مقایسه بهتر اگر نخ با نمره150 دنیر ویسکوز در نظر گرفته شود، نیرویی برابر 294 گرم لازم است تا نخ ویسکوز پاره شود.

منحنی نایلون6 فاصله بسیار زیادی با منحنی های قبلی خود دارد و نشان می‌دهد که ماده اولیه این لیف تفاوت چشمگیری با استات و ویسکوز دارد و عملاً نیز اینگونه است زیرا نایلون بر اثر پلیمریزاسیون کاپرولاکتام که یک ترکیب آلی می‌باشد و از تقطیر ذغال سنگ و یا نفت بدست می‌آید، تولید می‌گردد.

نایلون بدلیل داشتن نقطه تسلیم بالا، می‌تواند تا نیروهای زیاد را تحمل کند بدون اینکه از ناحیه الاستیک خارج شود. همچنین مدول اولیه پایین نایلون 6 سبب می‌گردد تا این لیف زودتر تغییر طول دهد. نقطه پارگی 4.72 گرم بر دنیر بدین معناست که نخ 150 دنیری نایلون توان تحمل نیرویی تا 708 گرم را دارد و این یک جهش واقعی نسبت به الیاف یکسره سلولزی محسوب می‌گردد.

آکریلیک با داشتن مدول یانگ بالا، نسبت به نایلونها، دارای ثبات ابعادی نسبتاً خوبی می‌باشد و نیروهای کم قادر به تغییر طول این لیف نمی‌باشند. همچنین این لیف می‌تواند تنشی تا میزان 5 گرم بر دنیر را بخوبی تحمل کند و خاصیت الاستیکی خود را تا این میزان تنش، حفظ می‌کند. در واقع می‌توان گفت که آکریلیک بالاترین نقطه تسلیم در نمودار را دارد.همچنین  آکریلیک نیروی پارگی بالاتری نسبت به نایلون 6 را تحمل می‌کند بطوری که برای پاره کردن یک نخ 150 دنیری آکریلیکی نیاز به نیروی 795 گرمی  می‌باشد.

منحنی بعدی متعلق به یکی دیگر از اعضای خانواده نایلون ها می‌باشد که به نایلون 66 معروف است و بالاترین مدول یانگ در بین الیاف تست شده را دارد و بسیار دیر به نیروها عکس‌العمل نشان می‌دهد همچنین این لیف بسیار مستحکم تر از نایلون 6 بوده و هم اکنون به نایلون متداول بازارهای جهانی تبدیل گشته است، در حدی که هرگاه کلمه نایلون بدون پسوندی ذکر شود مقصود نایلون66 می‌باشد. نخ 150 دنیری نایلون توانایی مقاومت در مقابل پارگی تا نیروی 915 گرم را دارد.

آخرین منحنی متعلق به پلی‌استر می‌باشد که مستحکم ترین لیف مصنوعی به حساب می‌آید و عیبش در کشسانی الاستیک کم آن می‌باشد یعنی نقطه تسلیم نسبتاً پایینی دارد ولی در مقابل بالاترین نقطه پارگی را دارد و به نیرویی برابر 1050 گرم نیاز است تا بتوان یک نخ 150 دنیری پلی استر را پاره کرد. و این امر سبب افزایش تقاضا  ودر نتیجه افزایش تولید این لیف می باشد و گراف زیر شاهد این مدعاست :

 

 

 

 

 

 

 

نمودار 2-3 تولید جهانی الیاف بشر ساخته در سال 2005

2-1-3-1 تأثیر کشش بر خواص مکانیکی الیاف یکسره

در بحث الیاف طبیعی هرگاه از کلمه کشش استفاده گردد، منظور کاهش چگالی خطی الیاف و یا بعبارت دیگر لاغر نمودن الیاف برای رسیدن به نخ ظریفتر می‌باشد. در الیاف مصنوعی یکسره تعریف کشش تا حدود زیادی تغییر می‌کند، گرچه درینجا هم کشش سبب کاهش قطر و چگالی خطی لیف می‌گردد ولی هدف از انجام کشش در الیاف مصنوعی یکسره، این موضوع نمی‌باشد و حتی گاهی با آن مبارزه نیز می‌شود.

هدف از تحت کشش قرار دادن الیاف طبیعی افزایش آرایش یافتگی و بالاتر رفتن درجه تبلور لیف می‌باشد که این امر سبب بهبود خواص مکانیکی لیف می‌گردد.

کشش بدونوع تقسیم می‌گردد که در ذیل می‌آید:

2-1-3-1-1 کشش سرد

در این نوع کشش قطر لیف تحت تأثیر نیروهای وارد به آن در راستای خطی، کاهش می‌یابد و بیشتر در مورد الیاف ترموست مورد استفاده قرار می‌گیرد. لیف حاصل از این نوع کشش دارای کاهش قطری یکنواختی نبوده و در واقع این کشش توانایی به ثمر رساندن اهداف مورد انتظار از کشش الیاف مصنوعی را ندارد.

2-1-3-1-2 کشش گرم

این نوع کشش که بسیار پرکاربرد می‌باشد، در الیاف ترموپلاستیک استفاده می‌گردد و سبب بوجود آوردن تغییرات در آرایش یافتگی لیف می‌گردد و همانطور که در قبل گفته شد لیف LOY را تبدیل به POY و یا FDY با توجه به نوع مصرف می‌کند.

محدوده دمایی که در آن دما، این کشش به لیف اِعمال می‌گردد نزدیک به نقطه شیشه‌ای شدن الیاف می‌باشد.(خواص ترموست و ترموپلاستیک و همچنین نقطه شیشه‌ای شدن در بخش بعدی توضیح داده می‌شود.)

روش کار بدین شکل است که رشته نخ‌های فیلامنت را چندین دور بدور غلتکهای خاصی موسوم به گودت(Godet) می‌پیچند تا به کمک اصطکاک، نیروی لازم جهت کشش به آنها اِعمال شود و در ضمن رشته نخ مدت زمان بیشتری در معرض تماس با سطح گرم گودت قرار بگیرد تا دمای آنها به حد مناسبی برسد.

کیفیت فرآیندهای کشش و رها سازی از تنش به پارامترهایی نظیر نحوه قرارگیری گودتها، طول و قطر آنها، کیفیت سطحی و یکنواختی گودتها بستگی دارد. تمام نخ‌های تولیدی باید تا دمای یکسانی گرم شوند و علاوه بر پیچش یکنواخت و مناسب، فاصله بین نخ‌ها در روی گودتها نیز باید در سطح کاملاً مشخص حفظ گردد تا از هرگونه پرش رشته‌های نخ بر روی یکدیگر جلوگیری شود. گودتها معمولاً دو جداره می‌باشند و درون آنها روغن داغ جریان دارد تا بتواند سطح گودت را به گرمای موردنظر برساند. شرکت بارمگ(Barmag) که یکی از کارخانجات مهم در زمینه ریسندگی الیاف مصنوعی می‌باشد، ماشین‌آلات ذوب‌ریسی خود را از سال 2003 میلادی به بعد مجهز به گودتهایی نموده است که در مرکز آنها از هیترهای القائی استفاده شده است.این هیترها در گودتهای معمولی با فرکانس 50-60 هرتز کار می‌کنند و  گودتهای صنعتی دارای هیترهایی با فرکانس 2 کیلو هرتز می‌باشند.

کشش گرم همواره دارای حداقل دو منطقه می‌باشد(سه جفت گودت) که ناحیه اول را منطقه کشش و ناحیه دوم را منطقه افت تنش می‌نامند. بدین منظور سرعت گودتهای دوم از گودتهای اول و سوم بیشتر است. این وضعیت سرعت غلتکها هرگاه در ریسندگی الیاف کوتاه بوجود بیاید یک مشکل جدی تلقی می‌شود که سبب ایجاد الیاف شناور(Float)  در منطقه دوم می‌گردد ولی در ریسندگی الیاف مصنوعی فیلامنتی اینگونه نمی‌شود زیرا همانگونه که در مبحث بعدی توضیح داده می‌شود، گرما سبب جمع شدن الیاف مصنوعی می‌گردد و این جمع شدن از شناور شدن الیاف درناحیه دوم جلوگیری می‌کند. به عمل اتفاق افتاده در ناحیه دوم تغذیه اضافی(Over feed) گفته می‌شود. لزوم وجود این منطقه را می‌توان اینگونه توجیح نمود که چون کشش ناحیه اول بر روی ساختمان لیف تاثیر می‌گذارد، سبب می‌شود تا نیروهایی درون لیف بوجود بیایند و برای خنثی نمودن این نیروها و نهایتاً تثبیت ساختمان لیف، به ناحیه افت تنش نیاز می‌باشد.

لازم بذکر است که میزان تغذیه اضافی که بر حسب درصد بیان می‌شود و آن را اختصاراً%of  می‌گویند باید با میزان تقلیل طول بر اثر حرارت مساوی باشد.

برای محاسبه مزان کشش و %of از روابط زیر استفاده می‌گردد.

Velocity of Godet one: V1

Velocity of Godet two: V2

Velocity of Godet three: V3

Draw in area one: R1

Draw in area two: R2

Equal draw: Req

 

2-2 خواص حرارتی الیاف یکسره

2-2-1 مقدمه

تا پیش از تولید الیاف مصنوعی، مبحث خواص حرارتی الیاف چندان مورد توجه نبود زیرا از یک طرف خواص گرمایی پارچه بستگی زیادی به نوع بافت و هوای محبوس در آن داشت و چندان وابسته به خصوصیات گرمایی الیاف نبود و از طرفی رفتار الیاف طبیعی درمقابل حرارت دارای پیچیدگی‌های زیادی است و در این مواد برخلاف تمامی مواد جامد، افزایش حرارت سبب کاهش حجم(انقباض) بصورت جمع شدن می‌گردد و این الیاف دارای نقطه ذوب نبوده بلکه عموماً ذوب نمی‌گردند و ذغال می‌شوند و مولکولهای آنها کاملاً متلاشی می‌گردد. ولی با تولید الیاف بشر ساخت، مبحث خواص گرمایی الیاف دارای اهمیت زیادی گردید. زیرا الیاف مصنوعی عموماً رفتار مشخص و قابل پیش بینی در مقابل حرارت و گرما داشته و همچنین در پروسه تولید آنها گرما نقش اساسی بر عهده دارد چنانکه وجود ستون هوای داغ در ریسندگی خشک و ستون هوای سرد در ذوب‌ریسی مؤید این گفته می‌باشد. همچنین در تثبیت گرمایی(تثبیت در فصول آتی توضیح داده خواهد شد) دانستن خواص حرارتی الیاف الزامی به نظر می‌رسد.

در مبحث خواص حرارتی الیاف دو اصطلاح بیشتر مورد نظر می‌باشند که یکی نقطه ذوب و دیگری نقطه شیشه‌ای شدن می‌باشند که در ذیل به توضیح آن دو پرداخته می‌گردد:

2-2-1-1 نقطه ذوب

نقطه ذوب آخرین دمایی است که در آن دما جسم در فاز جامد قرار دارد و مولکولهای آن در جای مشخصی قرار دارند و تنها قادر به ارتعاش در محل خود می‌باشند. با نزدیک شدن دمای جسم به این نقطه، ارتعاش مولکولهای جسم در محل خود افزایش می‌یابد و با عبور دما از این نقطه، مولکولها می توانند درون جسم حرکت کنند و جسم وارد فاز مایع می‌گردد. نقطه ذوب را با TM نشان می‌دهند.

2-2-1-2 نقطه شیشه‌ای شدن

اگر نقطه ذوب معادل نقطه پارگی در منحنی تنش-کرنش در نظر گرفته شود، آنگاه نقطه شیشه‌ای شدن دقیقاً مطابق نقطه تسلیم می‌باشد و تغییرات بوجود آمده در نمونه، بعد از عبور از این نقطه غیر الاستیک و برگشت ناپذیر می‌باشند. در این نقطه، انرژی حرارتی پیوندهای ضعیف جانبی را می‌شکند و لیف نرم و قابل انعطاف می‌گردد. عموماً اعمال انجام‌یافته روی لیف در محدوده دمایی این نقطه بوقوع می‌پیوندند. این نقطه را اختصاراً Tg می‌نامند.

با توجه به رفتار الیاف در مقابل گرما و حرارت می‌توان آنها را بدو گروه کلی زیر تقسیم نمود:

2-2-2 الیاف گرماسخت (Thermoset fibers)

هنگامی که مواد ترموست در مقابل حرارت قرار می‌گیرند ابتدا جمع شده و منقبض می‌گردند و با افزایش حرارت ساختمان داخلی آنها متلاشی می‌شود و تبدیل به ذغال می‌گردند. واضح است که این مواد فاقد نقطه ذوب  و نقطه شیشه ای شدن می‌باشند. البته به استثنای آکریلیک که با وجود قرار گرفتن در این گروه و عدم ذوب شدن، دارای Tg می‌باشد. الیاف ترموست شامل تمامی الیاف طبیعی و الیاف بازیافتی شده بر پایه سلولز می‌باشند و آکریلیک تنها لیف بشرساخت متعلق به این گروه است.

 2-2-3 الیاف گرمانرم (Thermoplastics fibers)

قرار گرفتن الیاف ترموپلاستیک در مقابل گرما سبب نرم شدن آنها و سپس ذوب شدن آنها می‌گردد. در این نوع مواد، زنجیرهای مولکولی که در حرارت پائین بصورت درهم، در لیف تشکیل شده و فرم یافته‌اند و بصورت جامد در آمده‌اند در حرارت بالا حرکت بیشتری از خود نشان داده و مولکولها روی یکدیگر سُر خواهند خورد. هرچه درجه کریستالی لیف بیشتر باشد دمای شیشه‌ای شدن آن بیشتر می‌گردد. گراف زیر نشاندهنده رابطه بین دمای شیشه‌ای شدن پلی استر با درجه آرایش یافتگی این لیف است.

 

 

نمودار2-4 دمای شیشه‌ای شدن سه نوع پلی‌استر

 

2-2-4 اثر گرما بر استحکام

قرار گرفتن الیاف بمدت طولانی در مقابل گرما باعث ایجاد نوعی اثر تخریبی بر مولکولهای الیاف می‌گردد و استحکام آنها را کاهش می‌دهد. این پدیده را می‌توان اینگونه توضیح داد که گرما باعث افزایش ارتعاش مولکولهای الیاف گردیده و آنها را به حرکت در جای خود وا‌دار می‌کند و این حرکت بسیار کم در زمان طولانی باعث شکسته شدن پیوندهای ضعیف مناطق آمرف الیاف می‌گردد. و نتیجتاً استحکام آنها کاهش می‌یابد. بنابراین انتظار می‌رود که گرما اثر کمتری بر روی الیاف متبلور و کریستالی داشته ‌باشد و نمودارهای زیر نیز مؤید این ادعا می‌باشند.

 

 

 

 

نمودار2-5 اثر گرما بر کاهش استحکام

2-2-5 قابلیت اشتعال الیاف

اشتعال پذیری الیاف یکی از خواص نامطلوب الیاف می‌باشد که می‌تواند باعث خسارات جدی جانی و مالی در تمامی پروسه‌های تولید یا مصرف بشود. هزینه بسیار زیادی صرف مبارزه با آتش گیری الیاف بخصوص در خط تولید نخ از الیاف طبیعی می‌گردد. گرچه در الیاف مصنوعی این امر کنترل شده‌تر می‌باشد ولی باز هم یک خطر جدی و بالقوه محسوب می‌گردد.

در مورد اشتعال پذیری الیاف باید به سه عامل

الف)آتش گیری آسان

ب)سرعت پیشروی آتش

ج)گرمای ایجاد شده بر اثر سوختن لیف توجه نمود. همچنین آشنایی با اصطلاحات زیر نیز ضروری می‌نماید:

دمای اشتعال: عبارتست از کمترین درجه حرارت لازم که در آن دما، نمونه آتش می‌گیرد.

دمای خود اشتعال: عبارتست از کمترین درجه هوای داغ که با عبور آن از نمونه، نمونه مشتعل می‌شود.دو پارامتر فوق میزان خطرپذیری الیاف در مقابل آتش را نشان می‌دهند و هر چه این دو پارامتر، مقدار بیشتری داشته باشند، خطر آتش‌سوزی الیاف بیشتر است.

دمای شعله: عبارتست از دمای هوایی که در تماس مستقیم با شعله قرار دارد. پارامتر اخیر، میزان سوزانندگی نمونه را نیز نشان می‌دهد و مشخص می‌کند که اشتعال لیف تا چه حد خطرساز است. بنابراین کمتر بودن مقدار آن یک مزیت برای لیف محسوب می‌شود.