بررسی متغیرهای موثر بر خصوصیات مکانیکی پانلهای سبک تهیه شده از پیوند حرارتی بیبافتهای پلی پروپیلن-استبرق

بی بافتهای 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 می باشند. 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 نیزچگالی 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 هادر 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 بافتهای 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 معنیداری بر خواص نداشته اند. تغییرات در تراکم سوزن زنی تنها بر سختی خمشی و طول پارگی تاثیرگذار 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.