Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Zarrebini,Hossein Hasani
محمد ذره بینی اصفهانی (استاد مشاور) حسین حسنی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nooshin Bahari
نوشین بهاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
The use of thermally bonded nonwovens is very versatile. This type of nonwovens are used in different fields such as apperal lining, diapers, car interior, masks and composite materials used in shoe making. The use of synthetic fibers is associated with environmental pollution, thus the use of natural fibers in production of thermo-bonded nonwovens due to factors such as recycle-ability, biodegradablbility and low energy consumption, has attracted many interests. Absorption properties, comfort, physiological compatibility together with preferable mechanical properties of cotton fibers has resulted in wide spread of use of cotton fibers in nonwovens with medical application. In this study, Estabragh fibers as an indigenous natural with having unique properties were used for production of thermo-bonded nonwovens samples.Estabragh is cultivated in the southern regions of the central Iranian plateau. The plant grows wild and has seed containing lustrous silky acicular fiber. The low density of the fibers (0.9 g/cm 3 ) is due to hollow structure of Estabragh. Therfore composites made using Estabragh are light weight and voluminous. These natural fibers impart numerous desirable properties such as comfort and hairiness, to the composite materials reinforced with thermo-bonded nonwoven textiles. It should be noted that the number literatures directly delt with mechanical properties of thermo-bonded nonwovens made of Estabragh fibers is very limited. The aim of this study is to manufacture thermally bonded Estabragh based nonwoven textiles as primary fibers and polypropylene fibers as the binder. Eighteen samples using carded webs containg Estabragh/polypropylene fibers in ratios of 90/10, 75/25, 60/40, 45/55, 30/70, and 15/85 having areal density of 50, 100, and 150 g/cm 2 were prepared on laboratory-scale carding machine according to Taguchi experimental design criterion. The samples were needled using a laboratory-scale needling machine. The needled samples were thermally bonded on a cylindrical thermo-bonding machine. The needling and thermo-bonding processes are vitally important due to lack of crimp in Estabragh fibers and subsequent low cohesion of the fibrous layer. The variable parameters selected were needling density, cylinder temperature and speed. According to the Taguchi orthogonal arrays designed by MINITAB.14 software, three punching densities 20.3, 25.4 and 30.5 needles per cm 2 together with calender temperature 150, 175 and 185 °C were selected during course of this work. The calender rotational speed was set at 3.5, 4.0 and 4.5 rpm. Using a zwick tensile tester, mechanical properties of samples such as bending rigidity, breaking force, breaking length and work of rapture were determined. In this study, statistical analysis were employed to establish the effects of various variables such as blending ratio, layer weight, punching density, calender temperature and rotational speed on Estabragh/polypropylene thermo-bonded nonwovens. The results revealed that parameters blending ratio, layer weight and the calender temperature of thermo-bonding process, significantly affected the samples breaking force. It was concluded that punching density and calendar rotational speed can also affect the results. As far as parameters such as bending rigidity, breaking length and work of rapture were concerned it was found that Estabragh content of the blend and also layer weight are the most influential factors. Changes in punching density significantly affected bending rigidity and breaking length. It was revealed the increased rotational speed can only affect breaking length of samples. Keywords: Nonwovens, thermal bonding, Estabragh fiber, Polypropylen fiber, mechanical properties.
بی بافت های تولید شده به روش پیوند حرارتی در زندگی روزمره کاربردهای فراوانی نظیر آستر و پر کننده در لباس های زمستانی، لایه های پوشک بچه، تودوزی داخلی اتومبیل، ماسک صورت و کامپوزیت های کفش دارند و از این منظر حائز اهمیت می‌باشند. استفاده از الیاف طبیعی در منسوجات بی بافت دارای پیوند حرارتی، به علت مسئله ایجاد آلودگی الیاف مصنوعی و خواص ذاتی الیاف سلولزی از جمله قابلیت بازیافت، زیست تخریب پذیری و نیز عدم نیاز به صرف انرژی زیاد در تولید آنها، در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. خواص جذب، راحتی پوشش، راحتی تماس با پوست، خواص مویینگی الیاف پنبه باعث شده که در بسیاری از منسوجات بی بافت برای موارد حفاظت شخصی و مواد جراحی ترجیح داده شوند. در همین راستا، در این تحقیق از الیاف استبرق به عنوان یک لیف گیاهی بومی برای تولید بی بافت های دارای پیوند حرارتی استفاده شده است. الیاف استبرق، الیاف گیاهی هستند که به صورت وحشی در نواحی مختلفی از جنوب ایران رشد می کنند و براق و سوزنی شکل هستند. ویژگی منحصر به فرد توخالی بودن این الیاف و نیز چگالی کم آنها موجب مشارکت و حضور بیشتر این الیاف در کامپوزیت های سبک وزن می شود. با توجه به طبیعی و توخالی بودن این لیف، کاربرد این الیاف در منسوجات بی بافت ویژگی های مطلوبی نظیر راحتی پوشش، راحتی تماس با پوست و خواص مویینگی بهتر را به همراه دارد. لازم به ذکر است که تاکنون تحقیقات مدونی در مورد استفاده از این الیاف در زمینه بی بافت های با پیوند حرارتی گزارش نشده است. هدف از این تحقیق، تولید بی بافت های از الیاف استبرق به عنوان الیاف پایه است که لایه های آن با استفاده از الیاف پلی پروپیلن به عنوان پیوند دهنده به هم متصل شده اند. ابتدا 18 نمونه وب بی بافت از مخلوط الیاف استبرق و پلی پروپیلن طبق روش تاگوچی، با درصدهای الیافی 90-10 ، 75-25، 60-40، 45-55، 30-70 و 15-85 و نیز وزن مترمربع 100،50 و 150 بر روی ماشین کاردینگ آزمایشگاهی تهیه شد و سپس نمونه های مورد نظر از طریق فرآیند سوزن زنی با تراکم های 3/20، 4/25، 5/30و پیوند حرارتی با استفاده از غلتک با سرعت دورانی 5/3، 4 و 5/4 دور بر دقیقه و تحت دماهای 150،175 و 180 درجه سانتی گراد به دست آمدند. به دلیل درگیری سطحی ضعیف الیاف استبرق با یکدیگر، عملیات سوزن زنی به تولید لایه یکنواخت تر و محکم تر کمک می کند. عوامل متغیر در این حالت تراکم سوزن زنی و نیز سرعت و حرارت غلتک ها در حین فرایند پیوند حرارتی است. سه سطح مختلف از تراکم سوزن زنی اعمال گردید. فرایند پیوند حرارتی نیز با استفاده از یک جفت غلتک در سه سطح مختلف از دما و سرعت سطحی غلتک انجام شد. در نهایت اثر عوامل مختلف نظیر درصد الیاف استبرق، وزن لایه تغذیه شده به ماشین کاردینگ، اثر عملیات سوزن زنی و نیز سرعت و حرارت در حین عملیات پیوند حرارتی توسط نرم افزارهای آماری به روش تاگوچی کامل مورد تحلیل قرار گرفته و خواص مکانیکی بی بافت های تهیه شده بررسی گردید. خواص مورد بررسی سختی خمشی، نیروی پارگی، طول پارگی و کار پارگی بی بافت ها در جهت ماشین هستند. نتایج نشان می دهد که درصد مخلوط، وزن لایه و دمای فرایند پیوند حرارتی روی نیرو تا سرحد پارگی تاثیرگذار است. در مقابل متغیرهای تراکم سوزن زنی و سرعت غلتک کالندر تاثیر مهمی بر آن ندارد. از سوی دیگر تمامی خواص مورد بررسی با تغییر درصد الیاف استبرق و نیز وزن لایه تغییرات معنی داری در خواص لایه ها ایجاد کرده است. تغییر دمای پیوند بر روی سختی خمشی، نیروی کششی، طول و کار پارگی نیز تاثیر گذار است. این در حالی است که سایر متغیرهای تولید به جز در موارد خاص تاثیر معنی داری بر خواص نداشته اند. تغییرات در تراکم سوزن زنی تنها بر سختی خمشی و طول پارگی تاثیر گذار بوده و تغییرات سرعت غلتک کالندر در فرایند پیوند حرارتی نیز تنها بر طول پارگی تاثیری معنی دار می گذارد. در این میان طول پارگی تنها خاصیتی است که تحت تاثیر تمامی متغیر های مورد نظر قرار دارد. واژگان کلیدی: بی بافت، پیوند حرارتی، الیاف استبرق، الیاف پلی پروپیلن، خواص مکانیکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی