ساختار سطحی الياف نساجی استفاده شده در امباسينگ غلتكی

ساختار سطحی الياف نساجی استفاده شده در امباسينگ غلتكی

چكيده :
طرح استفاده از الياف نساجي ترموپلاستيك شكل گرفته است ، كاربرد جديدي از نانو ساختارهاي سطحي يك نمونه از رول امباسينگ شكل گرفته در جايي كه يك فلز انعطاف پذير برجسته كه طرح در سطح آن برروي يك سيلندر فلزي سوار شده است با تنظيم دقيق پارامترهاي فرآيند‌، شبكه هاي دوره‌اي با جزئيات واحد زير بوده انتقال پيدا ميكند ،برروي الياف پلي استر با قطر 180 ميكرومتر .
كلمات كليدي : رول امباسينگ ، قالب ترموپلاستيك ، الياف نساجي .

1- مقدمه :
بسياري از پيشرفت هاي تكنولوژي توليد الياف مصنوعي مبني بر توسعه ( تغيير ) در سطح الياف مي باشد [1] در بيشتر موارد الياف پروفيلي ( سطح مقطع غير دايره‌اي ) به وسيله نازل اسپينرت ، به ايجاد يك سطح پروفيلي در طي ريسندگي ليف مي انجامد به هر حال اين تكنولوژي 2 اشكال دارد :
1- پروفيلي شدن فقط در جهت طولي اتفاق مي افتد ( پروفيلي شدن طولي )
2- شكل پروفيلي محدود به شكل نازل اسپينرت ، ويسكوزيته مواد شكل دهندة الياف و تورم در طي الكستروژن كردن الياف مي باشد بنابراين سطح الياف نسبتاً زبر مي باشد

ساختار سطحی الياف نساجی استفاده شده در امباسينگ غلتكی
در نتيجه بسياري از اثرات مبني بر سطوح نانو ساختاري نمي تواند كاربردي موثر داشته باشد با توليد برجستگي هايي در موقعيت مكانيي دلخواه ( پروفيل افقي ) مشخصات مهم سطح الياف ، ممكن است در محدودة وسيعي بهبود پيدا كند (‌گسترش پيدا كند )
نمونه هاي امكان پذير عبارتند از :
– منسوج با افزايش مساحت سطح كه قادر است ، مقدار زيادي از رطوبت را برداشت كند و توانايي خشك شدن سريع بااجاره دادن آب در چسبيدن به سطح بدون نفوذ به داخل ليف .
– نخ با استحكام كششي بالا به وسيلة افزايش اصطكاك بين تك ليف ها
– دستمال كاغذي ساخته شده براي كاربرد پزشكي باكنترل رشد سلول
– اين مقاله روشي ارائه مي دهد كه چگونه الياف مي توانند داراي ساختار سطحي شوند .
با استفاده از رول امباسينگ(‌همچنين وب امباسينگ ناميده مي شود ) ( به شكل 1 توجه كنيد )

برجستگي هاي طرح از يك غلتك منقوش بر روي سطحي از ليف كه با شكل گيري از يك مادة ترموپلاستيك در يك دماي مناسب بالاي دماي انتقال شيشه‌اي (Tg) منتقل مي شود . اين پروسه به امباسينگ داغ برروي سطح نازكي از صفحة‌پليمري براي ساخت المنت هاي نوري شباهت دارد [‍2] يا برروي لاية‌نازك مقاوم ترموپلاستيك در فرآيند چاپ نانو استفاده مي شود [5-3] و چاره‌اي براي روش هاي قطع عضو ليزري مي باشد
2- رول امباسينگ برروي فويل ( صفحة فلزي نازك ) و الياف :
در رول امباسينگ از سطح با مساحت هاي بزرگ ، مثلاًٌ‌ در امباسينگ داغ (‌هات امباسينگ)‌يك ساختة برجسته (‌منقوش ) برروي لاية پليمر ترموپلاستيك فشار وارد مي كند .

ساختار سطحی الياف نساجی استفاده شده در امباسينگ غلتكی
يك لاية‌نازك فلز قابل خم شدن برروي غلتك منقوش مورد استفاده قرار مي گيرد كه مي تواند به عنوان يك پوشش برروي سيلندرنصب شود تا كنون لاية مصرفي يك لاية نازك پليمري يا فويل يا پارچة بافته شده بوده است ‍]6] چنانچه سيلندر دوران كند طرح از غلتك منقوش خميده به صورت مداوم برروي فويل كه به سمت شكاف دو سيلندر تغذيه مي شود ، فشار وارد مي كند . سپس تا زماني كه به سمت بيرون شيار حركت مي كند قالب مي خورد فويل وقالب ( شكل )‌در حرارت پايدار نيستند زيرا فقط وقتي كه سيلندر سخت ، داغ هست در تماس با سطح فويل مي تواند دماي پليمر در آن محل را در حدود دماي Tg بالا بياورد .
پروسه حالتي براي شكل دهي دارد كه اجازه مي دهد سطح با دوام خوب تغيير شكل دهد بدون اينكه تأثيري بروي شكل فويل داشته باشد رول امباسينگ يك پروسة مناسب براي توليد در مقياس صنعتي مي باشد در سرعت 0.25m/sel ؟؟ فويل با ضخامت 60cm توان عملياتي 0.1m2/s قابل دستيابي مي باشد
آن مي تواند سطوح بزرگ را فلس دار كند و براي توليد واشرهاي زير فرايند تركيب مجدد ( به عنوان مثال براي استفادة مرحله‌اي و تكرار امباسينگ ) و مناطق بزرگ آبكاري داراي پيشرفت مي باشد [7.8]
بنابراين براي فويل ساخت الياف يك تكنولوژي مداوم ضروري مي باشد .
به هر حال يك غلتك منقوش برروي ليف استفاده مي شود كه باعث مي شود ليف كوبيده و نرم شود وتغيير شكل دهد و ساختار فقط در يك منطقة‌محدودي مي تواند انتقال پيدا كند آن منطقه‌اي كه مستقيماً در معرض غلتك برجسته قرار گرفته است (‌شكل 2)

اگر قادر باشيم اين تغيير شكل را نگه داريم مي توان با استفاده از امباسينگ توسط غلتك هايي از طرفهاي مختلف تمام محيط اطراف ليف را پوشش داد همپوشاني امباسينگ در بيشتر موارد مي تواند پذيرفته شود ، چنانچه مواد ترموپلاستيك اجازة شكل گيري مجدد بدهند چنانچه الياف بتوانند در طي پروسة شكل گيري ، كمي در جهت موادي با طول بچرخند به عنوان مثال به وسيلة وارد كردن نيروي پيچشي در اين مورد روشي ايجاد شده است كه مي تواند تمام الياف را در مرحلة امباسينگ قادر به چرخش كند .
3-آزمايشات
براي رول امباسينگ برروي فويل و پليمر ، بوش ( صفحة الكتريكي ) بزرگ و صاف از جنس نيكل با ضخامت تقريبي استفاده مي شودبوش با همين ضخامت همچنين براي رول امباسينگ الياف مناسب مي باشد آنها داراي سختي كافي مي مباشند و مي توانند به دور يك سيلندر با قطر چند سانتيمتر ، خميده شوند در اين آزمايش ، بوش برروي يك سيلندر فلزي قطر ( 50mm) نصب مي شود و يك مهرة ‌فلزي پهن ثابت استفاده شده اين سيلندر از روبرو برروي يك سيلندر دوم بي شكل نصب مي شود ( شكل 3)

توضيحات شكل 3:
رول امباسينگ سوار شده سيلندر زيري بدون بوش نصب شده است با راهنماي ليف ( چپ و راست ) و فشار به سمت يك سيلندر فلزي بي شكل كوچك ( بالا ) محل عبور الياف به وسيلة‌يك خط تيره نشان داده شده است .

ساختار سطحی الياف نساجی استفاده شده در امباسينگ غلتكی
( سيلندر بي شكل ) داغ شده و يك فن هواي داغ در صورتي كه محيط در دماي محيط نگهداشته شود استفاده مي شود و ليف از ميان يك شكاف ( شيار ) بين سيلندرها هدايت مي شود چنانچه سيلندر در حال چرخش باشد طرح از سيلندر بزرگ به صورت مداوم برروي سطح ليف انتقال پيدا مي كند زماني كه در غلتك برجستة‌امباسينگ ( شكل 2) دماي تقريبي به دست آيد ، براي الياف مصنوعي بسيار مناسب مي باشد براي مثال پلي استر (PET –PES Tg80-100) و پلي آميد (PA66Tg90-95, PA6Tg80-85) به هر حال كيفيت براي دماي فرآيند و فشار فقط ارزيابي‌ها را براي نصب جاري به هم مي زند .
3-نتايج :
شكل 4 يك رول امباسينگ الياف PES ( قطر 180) رانشان مي دهد كه در طرح نصب شده در شكل 3 استفاده مي شود در نتيجه يك تيرك (‌master) ، يك بوش نيلكي با لبه سينوسي و 200nm عمق استفاده مي شود .
در نتيجة اصلي گزارش شده است كه :
– رول امباسينگ اجازه مي دهد سطح الياف PES به صورت مداوم شكل بگيرد با سرعتي به مقدار دهم mm/s و دماي C°210 شبيه به آن چيزي كه در امباسينگ داغ با يك سطح برجستة مسطح وجود دارد ساختار برجستگي هاي دوره‌اي به وضوح قابل مشاهده مي باشد

– شكل 4: گراف SEM از يك رول امباسينگ الياف PES
a) مناطق طرح با قالب خميده به وسيلة‌يك فلش در سمت راست نشان داده شده است
b) بزرگنمايي نشان داده شده و با برگرداندن سينوس لبه
c) الگوي نشان داده شده از الياف تحت فشار
5- نتيجه
نتايج نشان داد كه رول امباسينگ مي تواند براي ساختار جانبي سطح الياف پليمري به كار مي رود يك دماي فشاري محدودة سرعت ،؛ براي الياف ؟؟؟جنس قالب ريزي مي شود ، كه اجازه مي دهد طرح برروي الياف زمنيه شكل بگيرد ، در حالي كه مغزي الياف فقط به صورت جزئي تغيير شكل پيدا مي كند اين مهم به دليل اينكه الياف نياز دارند شكل ماكروسكوپي و خواص مكانيكي به مراحل مختلف فرآيند الياف مربوط هست نگه دارند و براي كاربردهاي خاص در آينده خواص فيزيكي الياف تكي اندازه گيري خواهد شد و وضعيت فرآيند براي الياف قطرها و مواد مختلف تعيين مي شود تحقيقات زيادي لازم است براي اينكه چگونه نانوساختارها مي توانند به خوبي در اين فرآيند مداوم شكل بگيرند و چه اليافي بعد از امباسينگ بر مي گردند (ريلكس )
اگرچه نتايج حاصل هنوز در يك رژيم زير ، است نمي تواند محدودة اصلي فرآيند را نشان دهد بنابراين چنانچه قبلاً‌اشاره شد براي ديگر فرآيندهاي تكرار پذير مي توان روي الياف مورد استفاده و

ساختار سطحی الياف نساجی استفاده شده در امباسينگ غلتكی

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر