کاهش موئینگی نخ‌های فاستونی از طریق تغییر مسیرنخ در ماشین ریسندگی رینگ

● چکیده
هندسه ریسندگی نقش حیاتی را در ماشین رینگ ایفا کرده و مثلث ریسندگی ناحیه اصلی و بحرانی در این روش به شمار می‌رود، با تغییر هندسه ریسندگی احتمال تغییر خواص نخ وجود دارد. در این تحقیق ایده ریسندگی با یک مسیر مورب نخ و تأثیر آن بر خواص نخ به‌ویژه موئینگی ارزیابی می‌شود. بر این اساس هر دو حالت انحناء به چپ و انحناء به راست بر روی ۲۴ چشمه ماشین ریسندگی Cognetex FLC رینگ مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آزمایش موینگی حاصل از دستگاه آزمایش‌کننده زوئیگل نشان داد که انحناء به راست مسیر نخ اثر بهتری در تمامی گروه‌های طولی موئینگی دارد. یکنواختی و استحکام نخ حساسیت زیادی نسبت به تغییر مسیر نخ از خود نشان داد. همچنین آزمایش سرعت متوسط اسپندل (MSS) در پارگی انجام و مشاهده شد که با تغییر مسیر نخ به طرف راست راندمان ریسندگی کاهش پیدا می‌کند. نتایج حاصل از این تحقیق را جهت تشریح ساختمان و تغییرات نخ‌های تولیدشده بر روی ماشین‌های رینگی که اجزاء ریسندگی در یک خط نیستند، می‌توان به‌کار برد.
● مقدمه
در تولید نخ‌های پشمی، تعداد قابل توجهی از الیافت به‌طور کامل به دور ساختمان نخ پیچیده نمی‌شوند و سرهای الیاف و هم‌چنین حلقه‌های بیرون آمده از بدنه نخ، سطح آن را موئینه می‌کنند. موئینگی نخ تأثیر بارزی بر استحکام نخ، راندمان ریسندگی، شرایط بافندگی نخ و هم‌چنین خصوصیات پارچه تولیدی از جمله نایکنواختی جذب رنگ و تمایل به پرزدهی دارد. با این‌وجود هنوز هم نخ‌های رینگ به‌عنوان نخ‌هائی که دارای خواص بهینه هستند، به‌وسیله متخصصین انتخاب می‌شود؛ ضمناً این سیستم تنها گزینه برای تولید نخ‌های ظریف است. علیرغم مزایای خاص این نخ‌ها، هنوز هم شرایط زیادی برای بهبود خواص این نخ‌ها وجود دارد. اگر نخ رینگ را به‌صورت میکروسکوپی بررسی کنیم، مشاهده می‌شود تعداد زیادی الیاف در ساختمان نخ قرار نگرفته‌اند؛ الیاف بیرون آمده از سطح نخ نقشی در استحکام و ازدیاد طول نخ ندارند. این الیاف هم‌چنین در مراحل بعدی تولید مشکل‌ساز می‌شوند که از جمله به‌وجود پرز در سالن ریسندگی و مراحل بعدی تولید می‌توان اشاره کرد. بنابراین کاملاً واضح است که نخ‌های رینگ متداول از نظر ساختمان و کیفیت در حد ایده‌آل نیستند، از این‌رو تحقیق در زمینه افزایش کیفیت نخ‌های رینگ به‌ویژه در مورد کاهش موئینگی ضروری است.
در سال‌های اخیر، شرکت‌های اصلی سازنده ماشین‌آلات در اروپا نظیر ریتر و زینسر، سرمایه‌گذاری زیادی را جهت بهبود و توسعه ریسندگی متراکم‌کننده جهت تولید نخ‌های با موئینگی پائین، کرده‌اند. در این روش‌ها با کاهش ابعاد مثلث ریسندگی و بهبود مشارکت الیاف در ساختمان نخ موئینگی کاهش می‌یابد. در مجموع نکات فوق اهمیت هندسه ریسندگی را نشان می‌دهد. عنوان هندسه ریسندگی شامل تمامی فواصل، زوایا و انحناهای جریان الیافت از نقطه ورود به ناحیه کشش تا نقطه پیچش بر روی بسته است. کلین ادعا کرد که مثلث ریسندگی و زاویه ریسندگی به‌طور بارزی بر پارگی الیاف تأثیر می‌گذارد، در حالی‌که مثلث ریسندگی بر ساختمان نخ نیز تأثیرگذار است.از نظر تئوری مثلث ریسندگی به‌صورت متقارن فرض می‌شود ولی در حقیقت متقارن نیست.برای یک نخ با تاب z، الیاف سمت راست مثلث ریسندگی تحت‌تأثیر یک پیچش اولیه قرار گرفته و در ساختمان نخ احاطه می‌شوند، در حالی‌که الیاف سمت چپ مثلث ریسندگی کمتر کنترل شده و کشش کمتری بر آنها اعمال می‌شود و اغلب این الیاف (الیاف سمت چپ مثلث ریسندگی) در ساختمان نخ به‌صورت پرز ظاهر می‌شوند. یک ایده جهت رفع این مشکل این است که با کاهش مسافتی که الیاف سمت چپ رشته الیاف قبل از رسیدن به نقطه هم‌گرائی طی می‌کنند، بتوان موئینگی را کاهش داد. دو روش برای این‌کار وجود دارد، روش اول افزایش تاب و در نتیجه تشکیل یک مثلث ریسندگی کوچکتر و روش دوم اصلاح مسیر نخ است. محققین زیادی نشان دادند که نخ‌ها با تاب بالاتر، موئینگی کمتری دارند. در این تحقیق نیز تأثیر انحراف مسیر نخ به سمت چپ و راست بر روی کیفیت نخ و نرخ نخ‌پارگی بررسی می‌شود.
● تجربیات
● روش کار
در حالت مورب بودن نخ به سمت چپ، رشته بیرون آمده از ناحیه کشش به‌وسیله واحد برداشت هم‌راستای آن جمع نمی‌شود بلکه به‌وسیله واحد برداشت سمت چپ آن جمع می‌شود و در حالت مورب بودن نخ به سمت راست ، نخ به‌وسیله واحد برداشت سمت راستی بر روی بسته پیچیده می‌شود.
● مواداولیه و تنظیمات
جهت فرآوری نخ‌های پشمی خالص، از ماشین ریسندگی رینگ Cognetex FLC با ۲۴ سرچشمه استفاده شد. کشش اعمال شده در ماشین رینگ ۲۷/۲۳ واحد، دور اسپیندل ۷۰۰۰ دور بر دقیقه، نمره شیطانک ۲۵ و جهت تاب اعمال شده z بود. قبل از شروع آزمایش تمامی شیطانک‌ها تعویض شد. به منظور بررسی تأثیر ریسندگی با مسیر مورب بر روی کیفیت و راندمان ریسندگی آن یک مجموعه از آزمایش‌ها برای موئینگی نخ (دستگاه اندازه‌گیری موئینگی زوئیگل G۶۵۶)، یکنواختی نخ (دستگاه اوستر ۴) و در نهایت استحکام (دستگاه اوستر تنسورپید) طراحی شد.●● نتایج و بحث
● آزمایش اول
آزمایش اول جهت مقایسه موئینگی نخ‌های متداول با نخ‌هائی بود که مسیر نخ به سمت چپ انحراف پیدا کرده است . از روش طراحی آزمایش‌های Latin square برای ریسیدن ۴ دسته از نخ‌ها به ترتیب معمولی، اریب به چپ، اریب به چپ و معمولی استفاده شد. هر دسته شامل ۲۰ بسته نخ بود.
قبل از آزمایش، تمامی نمونه‌ها به مدت ۴۸ ساعت در شرایط استاندارد (رطوبت نسبی ۲±۶۵% و دمای ۲±۲۰ درجه سلسیوس) قرار داده شدند. سرعت آزمایش دستگاه زوئیگل G۵۶۵، ۵۰ متر بردقیقه و کشش اولیه اعمال شده برابر ۵ گرم بود. طول آزمایش ۱۰۰ متر و هر بسته نیز ۱۰ بسته مورد آزمایش قرار گفت.
نتایج حاصل به‌وضوح نشان می‌دهد که موئینگی نخ‌های تولید شده مورب در تمامی گروه‌های طولی بیشتر از نخ‌های متداول است.
نتایج حاصل تا حدی قابل پیش‌بینی نبود. در حالت انحراف نخ به سمت چپ، در نخ‌های با تاب z الیاف سمت چپ مثلث ریسندگی بهتر کنترل می‌شوند (چون مسافت کمتری را طی می‌کنند) از سوی دیگر الیاف سمت راست مثلث نیز همچنان به‌وسیله تاب اولیه تحت کنترل قرار دارند. بنابراین انتظار داشتیم که در این حالت موئینگی کاهش یابد.
● آزمایش دوم
در این بخش، سه نوع نخ موردنظر در یک دسته یعنی دسته ۵ تولید شد. در این آزمایش ۴ چشمه برای تولید هر نمونه استفاده شد که نتایج حاصل از آزمایش موئینگی (اندیس S۳) در ذیل ارائه شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد ک مقدار S۳ نخ‌های مورب به سمت راست تفاوت محسوسی با نخ‌های متداول دارد. بر این اساس این احتمال وجود دارد که افزایش فاصله ریسندگی و اصطکاک نخ (در برابر دم خوکی) عوامل اصلی مؤثر بر موئینگی نخ نباشند.
دسته متوسط S۳
۵ـ۱ (جابه‌جا شده به سمت چپ) ۲۶۵۸
۵ـ۲ (جابه‌جا شده به سمت راست) ۲۰۸۵
۵ـ۳ (متداول) ۲۳۳۳
● آزمایش سوم
جهت ارزیابی تأثیر انحناء مسیر نخ به سمت راست، این آزمایش طراحی شد. بر این اساس دسته هشتم نخ‌ها با ۱۶ نمونه تولید و پس از قراردادن در شرایط استاندارد، هر نمونه ۵ بار آزمایش و میانگین گرفته شد، در این قسمت ۸ بسته مورد اندازه‌گیری قرار گرفت.
نتایح حاصل نشان می‌ٔهد که تغییر مسیر نخ به طرف راست باعث کاهش الیاف موئی تقریباً در تمام گروه‌های طولیو کاهش ۳/۸ درصدی مقدار این نخ‌ها در مقایسه با نخ‌های متداول تولید شده در آزمایش‌های قبلی می‌شود. کاهش موئینگی نخ را به افزایش تأثیر عامل پیچش اولیه در سمت راست مثلث ریسندگی می‌توان نسبت داد. همانطور که در شکل ۴ دیده می‌شود تاب اولیه ابتدا در طرف راست مثلث ریسندگی (مثلث تاب) نفوذ می‌کنند، بنابراین با جابه‌جائی مسیر نخ به‌طرف راست تمرکز الیاف در سمت راست مثلث ریسندگی نامتقارن و کج شده، بیشتر و در نتیجه الیاف بیشتری تحت‌تأثیر پیچش اولیه قرار می‌گیرند. این پیچش اولیه (تابیدن اولیه) باعث بهبود کنترل الیاف و مشارکت آنها در ساختمان نخ و در نهایت کاهش موئینگی می‌شود.
هم‌چنین خواص کششی نمونه‌ها با استفاده از دستگاه تنسورپید با سرعت ۲۵۰ میلیمتر در دقیقه و کشیدگی اولیه ۵/۰ سانتی نیوتن بر تکس آزمایش شد. از هر نمونه ۵ بسته به تعداد ۵۰ بار مورد آزمایش قرار گرفت. همان‌طور که در ذیل آمده نمره نخ‌های تولید شده به مقدار کمی با یکدیگر اختلاف دارد.
براساس نتایج حاصل مشاهده می‌شود که از یک طرف خواص کششی نخ‌های تولیدشده بهبودیافته ولی از سوی دیگر یکنواختی کاهش می‌یابد. علت کاهش نمره نمونه‌های تولید‌شده را به از دست دادن تعدادی از الیاف سمت چپ مثلث ریسندگی به‌علت افزایش زاویه انحناء می‌توان نسبت داد. این احتمال وجود دارد که الیاف مذکور باعث کاهش موئینگی نیز شوند.
● آزمایش چهارم
جهت ارزیابی راندمان ریسندگی در حالت جابه‌جائی نخ به سمت راست، از روش SAWTRI براساس آزمایش متوسط سرعت اسپیندل (MMS) در زمان پارگی استفاده شد. در این بخش از ۱۴ چشمه برای آزمایش استفاده گردید.
اگرچه محاسبه واقعی متوسط سرعت اسپیندل در پارگی براساس نتایج آزمایشات امکان‌پذیر نیست؛ با این‌حال با افزایش سرعت اسپیندل احتمال نخ پارگی نیز در حالت انحناء نخ به سمت راست افزایش می‌یابد. روند فوق را به عدم نفوذ تاب از دم خوکی به طرف مثلث ریسندگی می‌توان نسبت داد. شایان ذکر است که راندمان ریسندگی دو روش در سرعت‌های پائین‌تر از ۹۰۰۰ دور بر دقیقه تفاوت زیادی با یکدیگر نداشت.
● نتیجه‌گیری
در این تحقیق براساس یک ایده ساده، تأثیر تغییر مسیر نخ از زمان خروج از ناحیه کشش تا نقطه پیچش، بر روی کیفیت نخ و هم‌چنین شرایط ریسندگی مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس هر دو حالت جابه‌جائی نخ به سمت راست و به سمت چپ بررسی و نتایج حاصل از آزمایش موئینگی نخ نشان داد که جابه‌جائی نخ به طرف راست باعث کاهش موئینگی و از سوی دیگر عدم تأثیرگذاری بر خواص کششی و یکنواختی می‌شود. علت کاهش موئینگی را به افزایش پیچش اولیه (تاب اولیه) به الیاف موجود در سمت راست مثلث ریسندگی می‌توان نسبت داد. نیروی پیچش اولیه به‌طور محسوسی باعث بهبود مشارکت الیاف در ساختمان نخ و در نتیجه کاهش موئینگی می‌شود. البته یکی از معایب تغییر مسیر نخ به طرف راست، افزایش نرخ پارگی با افزایش دور بر دقیقه اسپیندل است. هر چند که روش‌های بهتری مثل ریسندگی متراکم کننده بر کاهش موئینگی وجود دارد ولی در این تحقیق یک روش بسیار ساده برای دستیابی به کاهش موئینگی ارائه شده است.

ترجمه و تلخیص: مهندس محسن شنبه
(عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان)

منبع : ماهنامه نساجی امروز