دستگاه آزمایش Dynafil ME ساخته شده توسط شرکت تکس تکنو یک وسیله اندازه گیری حساس و انعطاف پذیر جهت تحلیل خصوصیات نخ، مخصوصاً نخ های BCF می باشد. مهمترین مسئله کیفی نخ های BCF اختلاف در خصوصیات جمع شدگی و تجعد و در نتیجه عدم یکنواختی کف پوش تولیدی از نظر خصوصیات حجمی نخ و نیز رنگ پذیری آن (برای نخ هیا پلی آمیدی) است. در روش تکسچرایزینگ تاب مجازی نیز کیفیت نخ های تکسچره شده و پارچه های تولیدی از آن بسیار حائز اهمیت می باشد.

دستگاه Dynafil ME در آزمایش نخ های تکسچره شده بسیار مؤثر عمل می کد به طوری که قادر است مقادیر واقعی خصوصیات تجعد و جمع شدگی نخ را در طی یک سری آزمایشات مداوم ارائه دهد و در نتیجه جایگزین روش قدیمی بافندگی و رنگرزی که هنوز شیوه بسیار رایج آزمایش جهت تشخیص بسته های نخ معیوب می باشد. گردد. کارائی و انعطاف پذیری این دستگاه را می توان با اضافه کردن تجهیزاتی جهت اندازه گیری میزان اصطکاک، تعداد درگیری ها، تعداد فیلامنت های پاره شده، دانسیته خطی و یکنواختی جرمی نخ افزایش داد.

تعیین عیوب نخ های تکسچره

دستگاه Dynafil ME به منظور انجام پروژه علمی و تحقیقاتی توسط شرکت های آلمانی TWD واقع در دگندورف و بارمگ واقع در رمشاید مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور نخ های تکسچره با استفاده از ۱۳ گونه تنظیمات روی ماشین تکسچرایزینگ AFK ۷ HTI دارای هیتر از نوع دمای بالا (HT) تولید گردیدند. این تنظیمات شامل تغییر روی درجه حرارت هیتر اول (HT) و هیتر دوم (SET) بوده که از یک تنظیم اولیه شروع می شد. بر این اساس بسته های نخ با تعدادی از انواع عیوب فرآیند تکسچرایزینگ نظیر دیسک های اصطکاکی آسیب دیده و نخ پیچیده شده به دور تاب دهنده یا ایجاد ناپایداری سرجینگ تولید گردیدند. جهت ارزیابی تغییرات حین تنظیمات ویژه ماشین، سه بسته نخ در هر تنظیم تولید شد و تمامی پارامترهای دیگر نظیر کیفیت نخ، POY، سرعت تکسچرایزینگ، نسبت کشش و d/y ثابت نگه داشته شدند.

روش متداول جهت اندازه گیری میزان تفاوت بین نخ ها، اندازه گیری نیرو (تنش نخ) در یک نرخ ثابت ازدیاد طول یا تعزیه اضافه در حین افزایش مرحله ای سرعت و ثابت نگهداشتن دمای هیتر Dynafil می باشد. از آنجائی که دمای نخ نسبت عکس با سرعت نخ خواهد داشت، این اندازه گیری ها اطلاعاتی را راجع به وابستگی متغیرهای اندازه گیری شده به درجه حرارت خواهد داد. به علاوه امکان انجام آزمایشاتی در درجه حرارت های خاص نخ با انتخاب سرعت مناسب بدون تغییر در درجه حرارت هیتر نیز وجود دارد.

در شکل ۱ منحنی های نیرو ـ سرعت تمامی ۳۹ بسته ارزیابی شده با تغذیه اضافی ۵% نشان داده شده است. در سرعت صفر متر در دقیقه دمای نخ با دمای هیتر برابر است (۳۴۰ درجه سانتیگراد) اما با افزایش سرعت نخ تا محدوده ۲۵۰ m/min دمای نخ تا حد ۸۰ درجه سانتیگراد افت می کند. لازم به ذکر است که این آزمایش بر روی نخ پلی استر با نمره ۱۶۷ دسی تکس در هیتر با دمای ۲۴۰ درجه سانتیگراد انجام پذیرفت.

تمامی منحنی ها روند خاص و یکسانی را نشان می دهند. با افزایش سرعت یا به عبارت دیگر کاهش دمای نخ، نیرو به طور قابل ملاحظه ای تا حدود سرعت ۱۲۰ m/min کاهش می یابد. در فراتر از این نقطه نیروها در محدوده کم و بیش ثابتی باقی می مانند. با این حال روش تشخیص بین دو بخش از منحنی نیرو ـ سرعت که یکی نشان دهنده نیروهای جمع شدگی ناشی از دماهای بالاتر یعنی سرعت کمتر نخ و دیگری نیروی تجعد ناشی از دماهای کمتر یعنی سرعت بالاتر نخ است میسر می گردد .

تحقیقات اخیر نشان می دهد که با انتخاب سرعت مناسب برای هر بخش، می توان به طور قابل ملاحظه ای منحنی ها را از یکدیگر متمایز کرد. جهت مشخص نمودن خصوصیات تجعد و جمع شدگی نخ دو راه وجود دارد یکی اندازه گیری نیروهای کششی در نخ که از قابلیت جمع شدگی و تجعد ناشی می گردند در سرعت و میزان تغذیه اضافه ثابت، و دیگری اندازه گیری و تجزیه و تحلیل مقادیر جمع شدگی و انقباض موج برحسب درصد در یک نیروی ثابت و معین. به منظور انجام این پروژه هر دو روش به کار گرفته شد و سرعت مناسب جهت آزمایش انتخاب گردید.

تأثیر تنظیمات ماشین تکسچرایزنیگ روی جمع شدگی و تجعد

تأثیر تنظیمات ماشین تکسچرایزنیگ روی جمع شدگی و تجعد

شکل ۲ نتایج آزمایشات تعیین نیروی جمع شوندگی و خودمیزان جمع شدگی را به عنوان تابعی از درجات حرارت هیتر اولیه با دمای بالا و هیتر ثانویه نشان می دهد که برحسب درصد تفاوت نسبت به بوبین مرجع بیان شده اند، کاملاً آشکار است که نیروی جمع شدگی و همچنین میزان جمع شدگی با افزایش درجه حرارت هیتر کاهش می یابد. این نتایج با توجه به نتایج اندازه گیری های نیرو تأیید می گردد.نیروی تجعد و میزان انقباض موج با افزایش دمای هیتر دوم کاهش می یابد اما ملاحظه می شود که این دو پارامتر با افزایش درجه حرارت هیتر اول افزایش می یابند.

باتوجه به تغییرات دمای هیتر دوم، اندازه گیری نیرو به طور قابل ملاحظه ای نتایج بارزتری را نشان می دهد و با توجه به تغییرات دمای هیتر اول به نظر می رسد نتایج اندازه گیری درصد میزان تجعد و نیروی جمع شدگی بیشتر قابل وضوح باشد، در نتیجه می توان اشاره کرد که تغییرات دمای هیتر دوم سبب ایجاد تغییرات مشابه در خصوصیات تجعد و جمع شدگی خواهد شد در صورتی که تغییرات دمای هیتر اول تغییرات معکوسی را در این پارامترها ایجاد خواهند کرد.

تغییرات این یافته ها قابل کاربرد عملی بوده و براساس نمونه های تولید شده در شرایط کارخانه ای مشخص گردیده اند. این عیوب می توانند توسط آزمایشات اندازه گیری نیروی جمع شدگی و تجعد مشخص گردند. از آنجائی که هر دو منحنی روند یکسانی را نشان می دهند می توان استنتاج کرد که مشکلی در هیتر دوم سبب ایجاد عیوبی در نخ گردد باید روند معکوسی در نمودار نیروی تجعد و نیروی جمع شدگی مشاهده شود.

آشکار است که ناپایداری سرجینگ منجر به ایجاد تفاوت های بسیار واضحی نسبت به نخ مرجع خواهد شد. کاهش بیش از ده درصدی در نیروهای جمع شدگی و تجعد و همچنین میزان جمع شدگی در این شکل ملاحظه می شود. از لحاظ میزان انقباض موج نیز اختلافی متجاوز از ۴۰% قابل مشاهده است. دیسک های اصطکاکی معیوب و نخ پیچی در واحد تاب دهنده تنها سبب انحرافات کوچکی از نمونه مرجع خواهد شد. البته در این موارد مقادیر انقباض موج و نیروی تجعد لحاظ شده است، زیرا آنها تا ۱۰% مقادیر بالاتری در مقایسه با نخ مرجع داشته اند.

آشکار است که ناپایداری سرجینگ منجر به ایجاد تفاوت های بسیار واضحی نسبت به نخ مرجع خواهد شد. کاهش بیش از ده درصدی در نیروهای جمع شدگی و تجعد و همچنین میزان جمع شدگی در این شکل ملاحظه می شود. از لحاظ میزان انقباض موج نیز اختلافی متجاوز از ۴۰% قابل مشاهده است. دیسک های اصطکاکی معیوب و نخ پیچی در واحد تاب دهنده تنها سبب انحرافات کوچکی از نمونه مرجع خواهد شد. البته در این موارد مقادیر انقباض موج و نیروی تجعد لحاظ شده است، زیرا آنها تا ۱۰% مقادیر بالاتری در مقایسه با نخ مرجع داشته اند.

آشکار است که ناپایداری سرجینگ منجر به ایجاد تفاوت های بسیار واضحی نسبت به نخ مرجع خواهد شد. کاهش بیش از ده درصدی در نیروهای جمع شدگی و تجعد و همچنین میزان جمع شدگی در این شکل ملاحظه می شود. از لحاظ میزان انقباض موج نیز اختلافی متجاوز از ۴۰% قابل مشاهده است. دیسک های اصطکاکی معیوب و نخ پیچی در واحد تاب دهنده تنها سبب انحرافات کوچکی از نمونه مرجع خواهد شد. البته در این موارد مقادیر انقباض موج و نیروی تجعد لحاظ شده است، زیرا آنها تا ۱۰% مقادیر بالاتری در مقایسه با نخ مرجع داشته اند.

انجام عمل تصحیح با اندازه گیری میزان جمع شدگی و انقباض موج در حالت استاتیک

برای کاربردی که از دستگاه Dynafil ME استفاده می کند، مهمترین مسئله میزان انطباق نتایج این روش با نتایج روش بسیار متداول اندازه گیری میزان جمع شدگی و تجعد در حالت استاتیک (مطابق استاندارد DIN ۵۳۸۶۶ , DIN ۵۳۸۴۰) می باشد. بدین منظور تمامی بسته های نخ با دستگاه Texturmat ME مورد آزمایش اندازه گیری میزان جمع شدگی و انقباض موج قرار گرفتند و نتایج آن با نتایج دستگاه Dynafil ME مقایسه شد. در شکل ۶، ضریب تصحیح بین مقادیر نیروی جمع شدگی حاصل از دستگاه Dynafil و مقادیر درصد جمع شدگی حاصل از دستگاه Texturmat می تواند برای مقادیر نیروی جمع شدگی و نیروی تجعد در تمامی سرعت های مورد آزمون دستگاه Dynafil نیز محاسبه گردد. به سادگی می توان متوجه شد که هر دو ناحیه جمع شدگی و تجعد به طرز بسیار مطلوبی با یک مقدار حداکثر کاملاً مشخص تصحیح شده اند. مطابقت سرعت های آزمون، انتخاب سرعت های مورد آزمون مطابق با منحنی های سرعت ـ نیرو را تأیید می نماید. انجام عمل تصحیح با آزمون قدیمی بافت و رنگرزی پارچه های بافته شده هنوز به عنوان یک روش متداول جهت آزمون تعیین بسته های نخ معیوب تلقی می شود. این روش طاقت فرسا، وقت گیر، پرهزینه و به طور قابل ملاحظه ای وابسته به تجربیات شخصی فرد کنترل کننده است. معیار ارزیابی بصری عبارتست از میزان جذب رنگزا که با خصوصیات جمع شدگی ارتباط دارد. به علاوه حجم نخ نیز با خصوصیات تجعد می تواند ارتباط داشته باشد. نتایج جذب رنگزا و حجم نخ با بیان میزان اختلاف آن با بسته های نخ مرجع در محدوده ۵ الی ۵+ مشخص می گردند.بیش از هر چیز دیگر یک ارتباط جالب بین خصوصیات جمع شدگی و رنگ با تغییرات دمای هیتر اول و هیتر دوم جلب توجه می کند. بررسی خصوصیات تجعد و یافتن ارتباط آنها با حجم نخ منجر به یافتن یک رابطه نسبتاً خوب با تغییرات دمای هیتر دوم می گردد. زمانی که دمای هیتر تغییر می کند اندازه گیری نیروی تجعد و انقباض موج به طور آشکاری از ارزیابی بصری حجم حساس تر می گردد. همانطور که از شکل نیز مشخص است اختلاف بین تنظیمات مختلف بسیار آشکارتر از تفاوت بین نمونه های مختلف است. بسته هائی که توسط آزمون های رنگرزی و بافندگی مطابق با معیارهای استاندارد (TWD) با توجه به جذب رنگ با حجم مرتب گردیده اند توسط ستون های با رنگ تیره نشان داده شده اند. مطابق با نتایج آزمایش نیروی جمع شدگی به جزء ۲ نمونه در مابقی نمونه های اختلاف با بسته نخ مرجع بسیار زیاد است، بنابراین امکان دارد ارائه یک معیار با در نظر گرفتن مقادیر بحرانی (۲۵%+ و ۱۷% انحراف از بسته نخ مرجع) برای نیروی جمع شدگی منجر به ترتیب دهی یکسان، همانند ارزیابی بصری گردد. شکل ۱۰ همان دیاگرام را با توجه به انقباض موج نشان می دهد. مجدداً بسته های معیوب مطابق با ارزیابی بصری را نیز می توان توسط انحراف از مقادیر بحرانی (%۱۸+ و %۱۱ انحراف از بسته نخ مرجع) مربوط به انقباض موج نیز مشخص نمود. از میان بسته های تولید شده با عیوب فرآیندی نظیر دیسک های آسیب دیده و غیره تنها آن بسته هائی که با ناپایداری سرجینگ در نخ تولید شده اند همانند آزمون بافندگی و رنگرزی مرتب شده بودند. از این نتایج می توان این گونه استنباط کرد که آزمایش با دستگاه Dynafil با انحرافاتی در محدوده %۱۰+ نسبت به این گونه از عیوب از حساسیت بیشتری برخوردار است.همچنین این گونه استنتاج می گردد که آزمایش خصوصیات تجعد و جمع شدگی که توسط دستگاه Dynafil ME انجام می گردد دارای قابلیت جایگزینی به جای آزمایشات رنگرزی و بافندگی می باشد.

جمع بندی

با دستگاه Dynafil ME اندازه گیری بسیار انعطاف پذیر خواهد بود و تحلیل خصوصیات نخ های تکسچره شده با صرف زمان کوتاه و دقت خوبی صورت می گیرد. با هدف انجام کارهای تحقیقاتی ویژه، ارتباط اولیه بین پارامترهای عملیات تکسچرایزینگ و خصوصیات ترمومکانیکی ایجاد شده در نخ می تواند به خوبی حاصل گردد. با انجام آزمون بافندگی و رنگرزی مقایسه ای جزئیات ارزیابی بصری رنگ و حجم می تواند بهبود یابد. با نصب تجهیزاتی نظیر حس گرهای تشخیص یکنواختی سیستم Textechno جدید با قابلیت تحلیل و مقایسه نمونه ها از لحاظ لعاب تکسچرایزینگ همچنین سیستم شمارش گره جهت نخ های اینترمینگل با قابلیت آزمایش استحکم گره و تعویض اتوماتیک بسته های نخ تا ۲۰ عدد دستگاه Dynafil ME قادر است آزمایش کاملی از مهمترین خصوصیات نخ را به طور همزمان انجام دهد.

ترجمه: مهندس رضا چراغی

(کارشناس ارشد کنترل فرآیند شرکت الیاف)