الأقمشة المقاومة للهب: تعزيز الأداء والراحة

باعتبارها مادة مرنة معروفة براحتها وتنوعها،الأقمشة المحبوكةوجدت الألياف النسيجية تطبيقًا واسعًا في الملابس، والديكورات المنزلية، والملابس الواقية الوظيفية. ومع ذلك، تميل ألياف النسيج التقليدية إلى الاشتعال، وتفتقر إلى النعومة، وتوفر عزلًا محدودًا، مما يحد من استخدامها على نطاق واسع. وقد أصبح تحسين خصائص مقاومة اللهب والراحة في المنسوجات محورًا رئيسيًا في هذه الصناعة. ومع تزايد التركيز على الأقمشة متعددة الوظائف والمنسوجات المتنوعة جماليًا، يسعى كل من الأوساط الأكاديمية والصناعية جاهدين لتطوير مواد تجمع بين الراحة ومقاومة اللهب والدفء.

حاليا، معظمالأقمشة المقاومة للهبتُصنع الأقمشة المُغطاة إما باستخدام طلاءات مقاومة للهب أو طرق مُركبة. غالبًا ما تصبح الأقمشة المُغطاة صلبة، وتفقد مقاومتها للهب بعد الغسيل، وقد تتدهور مع التآكل. في الوقت نفسه، على الرغم من مقاومة الأقمشة المُركبة للهب، إلا أنها عادةً ما تكون أكثر سمكًا وأقل تهوية، مما يُؤثر سلبًا على الراحة. بالمقارنة مع الأقمشة المنسوجة، فإن الأقمشة المُحاكة أكثر نعومةً وراحةً بطبيعتها، مما يسمح باستخدامها إما كطبقة أساسية أو كملابس خارجية. تُوفر الأقمشة المُحاكة المقاومة للهب، والمُصنوعة من ألياف مقاومة للهب بطبيعتها، حمايةً مُستدامةً من اللهب دون الحاجة إلى معالجة إضافية لاحقة، مع الحفاظ على راحتها. ومع ذلك، فإن تطوير هذا النوع من الأقمشة مُعقد ومُكلف، حيث أن الألياف عالية الأداء المقاومة للهب مثل الأراميد مُكلفة ويصعب التعامل معها.

وقد أدت التطورات الأخيرة إلىالأقمشة المنسوجة المقاومة للهبتعتمد هذه الأقمشة بشكل أساسي على خيوط عالية الأداء مثل الأراميد. على الرغم من أن هذه الأقمشة تتميز بمقاومة ممتازة للهب، إلا أنها غالبًا ما تفتقر إلى المرونة والراحة، خاصةً عند ارتدائها بالقرب من الجلد. كما أن عملية حياكة الألياف المقاومة للهب قد تكون صعبة؛ إذ تزيد صلابة هذه الألياف وقوة شدها العالية من صعوبة إنتاج أقمشة محبوكة ناعمة ومريحة. ونتيجة لذلك، تُعد الأقمشة المحبوكة المقاومة للهب نادرة نسبيًا.

1. تصميم عملية الحياكة الأساسية

يسعى هذا المشروع إلى تطويرقماشيجمع هذا المنتج بين مقاومة اللهب، وخصائص مضادة للكهرباء الساكنة، والدفء، مع توفير راحة مثالية. ولتحقيق هذه الأهداف، اخترنا هيكلًا من الصوف مزدوج الجوانب. يتكون الخيط الأساسي من خيط بوليستر مقاوم للهب بسمك 11.11 تكس، بينما يتكون خيط الحلقة من مزيج من موداكريليك 28.00 تكس، وفيسكوز، وأراميد (بنسبة 50:35:15). بعد التجارب الأولية، حددنا مواصفات الحياكة الأساسية، والموضحة بالتفصيل في الجدول 1.

2. تحسين العمليات

٢.١. تأثير طول الحلقة وارتفاع المثقاب على خصائص القماش

مقاومة اللهب لـقماشيعتمد ذلك على خصائص احتراق الألياف وعوامل أخرى مثل بنية القماش وسمكه ومحتواه من الهواء. في أقمشة الحياكة باللحمة، يمكن لتعديل طول الحلقة وارتفاع الغاطس (ارتفاع الحلقة) أن يؤثر على مقاومة اللهب والدفء. تدرس هذه التجربة تأثير تغيير هذه المعلمات لتحسين مقاومة اللهب والعزل.

باختبار توليفات مختلفة من أطوال الحلقات وارتفاعات الغاطس، لاحظنا أنه عندما كان طول حلقة الخيط الأساسي 648 سم وارتفاع الغاطس 2.4 مم، كانت كتلة القماش 385 غ/م²، وهو ما يتجاوز الوزن المستهدف للمشروع. في المقابل، عندما كان طول حلقة الخيط الأساسي 698 سم وارتفاع الغاطس 2.4 مم، أظهر القماش بنية أكثر مرونة وانحرافًا في الثبات بنسبة -4.2%، وهو ما يقل عن المواصفات المستهدفة. ضمنت خطوة التحسين هذه أن طول الحلقة وارتفاع الغاطس المختارين عززا مقاومة اللهب والدفء.

2.2.تأثيرات القماشتغطية حول مقاومة اللهب

يمكن أن يؤثر مستوى تغطية القماش على مقاومته للهب، خاصةً عندما تكون الخيوط الأساسية من خيوط البوليستر، والتي قد تُشكل قطرات منصهرة أثناء الاحتراق. إذا كانت التغطية غير كافية، فقد لا يفي القماش بمعايير مقاومة اللهب. تشمل العوامل المؤثرة على التغطية عامل التواء الخيط، ومادة الخيط، وإعدادات كامة الغاطس، وشكل خطاف الإبرة، وشد سحب القماش.

يؤثر شد السحب على تغطية القماش، وبالتالي على مقاومة اللهب. يُدار شد السحب بتعديل نسبة التروس في آلية السحب، التي تتحكم في موضع الخيط في خطاف الإبرة. من خلال هذا التعديل، حسّنا تغطية خيط الحلقة فوق الخيط الأساسي، مما قلل الفجوات التي قد تؤثر على مقاومة اللهب.

3. تحسين نظام التنظيف

عالية السرعةآلات الحياكة الدائريةتنتج الأقمشة، بنقاط التغذية العديدة، كمية كبيرة من الوبر والغبار. إذا لم تُزال هذه الملوثات على الفور، فقد تؤثر سلبًا على جودة القماش وأداء الماكينة. ونظرًا لأن خيوط المشروع الحلقية مصنوعة من مزيج من ألياف موداكريليك وفسكوز وأراميد قصيرة بسمك 28.00 تكس، فإن الخيط يميل إلى طرح المزيد من الوبر، مما قد يعيق مسارات التغذية، ويتسبب في تكسر الخيط، ويؤدي إلى عيوب في القماش. تحسين نظام التنظيف علىآلات الحياكة الدائريةيعتبر ضروريًا للحفاظ على الجودة والكفاءة.

في حين أن أجهزة التنظيف التقليدية، مثل المراوح ومنافخ الهواء المضغوط، فعالة في إزالة الوبر، إلا أنها قد لا تكون كافية للخيوط قصيرة الألياف، إذ قد يتسبب تراكم الوبر في تكسر الخيوط بشكل متكرر. كما هو موضح في الشكل 2، قمنا بتحسين نظام تدفق الهواء بزيادة عدد الفوهات من أربع إلى ثماني. يزيل هذا التكوين الجديد الغبار والوبر بفعالية من المناطق الحساسة، مما يؤدي إلى عمليات أنظف. وقد مكّنتنا هذه التحسينات من زيادةسرعة الحياكةمن 14 دورة في الدقيقة إلى 18 دورة في الدقيقة، مما أدى إلى زيادة القدرة الإنتاجية بشكل كبير.

من خلال تحسين طول الحلقة وارتفاع الغاطس لتعزيز مقاومة اللهب والدفء، وتحسين التغطية لتلبية معايير مقاومة اللهب، حققنا عملية حياكة مستقرة تدعم الخصائص المطلوبة. كما قلل نظام التنظيف المُحسّن بشكل كبير من تكسر الخيوط الناتج عن تراكم الوبر، مما حسّن استقرار التشغيل. كما زادت سرعة الإنتاج المُحسّنة من الطاقة الإنتاجية الأصلية بنسبة 28%، مما قلل من فترات التسليم وزاد الإنتاج.