בדים עמידים להבה: משפרים ביצועים ונוחות

כחומר גמיש הידוע בנוחות וברבגוניות שלו,בדים סרוגיםמצאו יישום רחב בהלבשה, בעיצוב הבית ובלבוש מגן פונקציונלי. עם זאת, סיבי טקסטיל מסורתיים נוטים להיות דליקים, חסרי רכות ומספקים בידוד מוגבל, מה שמגביל את האימוץ הרחב יותר שלהם. שיפור תכונות עמידות הלהבות והנוחות של טקסטיל הפך למוקד בתעשייה. עם הדגש ההולך וגובר על בדים רב פונקציונליים וטקסטיל מגוונים מבחינה אסתטית, הן האקדמיה והן התעשייה שואפות לפתח חומרים המשלבים נוחות, עמידות בפני להבות וחמימות.

נכון לעכשיו, רובבדים עמידים בפני אשמיוצרים באמצעות ציפוי מעכב בעירה או בשיטות מרוכבות. בדים מצופים הופכים לעתים קרובות נוקשים, מאבדים עמידות בפני להבות לאחר הכביסה, ועלולים להידרדר מבלאי. בינתיים, בדים מרוכבים, למרות שהם עמידים להבה, הם בדרך כלל עבים יותר ופחות נושמים, ומקריבים נוחות. בהשוואה לבדים ארוגים, הסריגים הם באופן טבעי רכים ונוחים יותר, מה שמאפשר להשתמש בהם כשכבת בסיס או כבגד חיצוני. בדים סרוגים עמידים בפני להבה, שנוצרו באמצעות סיבים עמידים בפני להבה מטבעם, מציעים הגנה מפני להבה עמידה ללא טיפול נוסף נוסף ושומרים על נוחותם. עם זאת, פיתוח סוג זה של בד הוא מורכב ויקר, שכן סיבים עמידי להבה בעלי ביצועים גבוהים כמו ארמיד הם יקרים ומאתגרים לעבוד איתם.

ההתפתחויות האחרונות הובילובדים ארוגים עמידים בפני אש, בעיקר באמצעות חוטים בעלי ביצועים גבוהים כגון ארמיד. בעוד שהבדים הללו מספקים עמידות בפני להבות מצוינת, לרוב אין להם גמישות ונוחות, במיוחד כאשר הם לובשים ליד העור. תהליך הסריגה של סיבים עמידים להבה יכול להיות גם מאתגר; הקשיחות הגבוהה וחוזק המתיחה של סיבים עמידים להבה מגבירים את הקושי ליצור בדים סרוגים רכים ונוחים. כתוצאה מכך, בדי סריג עמידים בעירה הם נדירים יחסית.

1. עיצוב תהליך סריגה ליבה

פרויקט זה מבקש לפתח אבַּדהמשלב עמידות בפני להבות, תכונות אנטי סטטיות וחמימות תוך מתן נוחות אופטימלית. כדי להשיג מטרות אלו, בחרנו במבנה צמר דו צדדי. חוט הבסיס הוא חוט פוליאסטר עמיד להבה 11.11 טקס, בעוד שחוט הלולאה הוא תערובת של 28.00 טקס מודקריליק, ויסקוזה וארמיד (ביחס של 50:35:15). לאחר ניסויים ראשוניים, הגדרנו את מפרטי הסריגה העיקריים, המפורטים בטבלה 1.

2. אופטימיזציה של תהליכים

2.1. השפעות של אורך לולאה וגובה השקיעה על מאפייני הבד

עמידות הלהבה של אבַּדתלוי הן בתכונות הבעירה של הסיבים והן בגורמים כמו מבנה הבד, עובי ותכולת האוויר. בבדים סרוגים ערב, התאמת אורך הלולאה וגובה הכיבל (גובה הלולאה) יכולה להשפיע על עמידות הלהבה והחום. ניסוי זה בוחן את ההשפעה של שינוי פרמטרים אלה כדי לייעל את עמידות הלהבה והבידוד.

בבדיקת שילובים שונים של אורכי לולאות וגבהים של לולאות, ראינו שכאשר אורך הלולאה של חוט הבסיס היה 648 ס"מ, וגובה השקע היה 2.4 מ"מ, מסת הבד הייתה 385 גרם/מ"ר, מה שחרג מהיעד למשקל הפרויקט. לחילופין, עם אורך לולאת חוט בסיס של 698 ס"מ וגובה שקע של 2.4 מ"מ, הבד הפגין מבנה רופף יותר וסטיית יציבות של -4.2%, שנפלה ממפרט היעד. שלב האופטימיזציה הזה הבטיח שאורך הלולאה שנבחר וגובה השקיעה שיפרו הן את עמידות הלהבות והן את החום.

2.2.השפעות של בדכיסוי על עמידות להבה

רמת הכיסוי של הבד יכולה להשפיע על עמידות הלהבה שלו, במיוחד כאשר חוטי הבסיס הם חוטי פוליאסטר, שעלולים ליצור טיפות מותכות במהלך השריפה. אם הכיסוי אינו מספיק, ייתכן שהבד לא יעמוד בתקני עמידות להבה. גורמים המשפיעים על הכיסוי כוללים גורם פיתול של חוט, חומר חוט, הגדרות מצלמת שקע, צורת וו המחט ומתח איסוף הבד.

מתח ההדבקה משפיע על כיסוי הבד, וכתוצאה מכך, עמידות הלהבה. מתח האיסוף מנוהל על ידי התאמת יחס ההילוכים במנגנון המשיכה, השולט על מיקום החוט בוו המחט. באמצעות התאמה זו, ביצענו אופטימיזציה של כיסוי חוט הלולאה על חוט הבסיס, תוך צמצום הפערים שעלולים לסכן את עמידות הלהבה.

3. שיפור מערכת הניקוי

מהירות גבוההמכונות סריגה עגולות, עם נקודות ההזנה הרבות שלהם, מייצרים מוך ואבק ניכרים. אם לא יוסרו באופן מיידי, המזהמים הללו עלולים לפגוע באיכות הבד ובביצועי המכונה. בהתחשב בכך שחוט הלולאה של הפרויקט הוא תערובת של סיבי מודקריליק, ויסקוזה וארמיד קצרים 28.00 טקס, החוט נוטה להשיל יותר מוך, ועלול לחסום את נתיבי ההזנה, לגרום לשברים בחוט וליצור פגמים בבד. שיפור מערכת הניקוי עלמכונות סריגה עגולותחיוני לשמירה על איכות ויעילות.

בעוד שמכשירי ניקוי קונבנציונליים, כגון מאווררים ומפוחי אוויר דחוס, יעילים בהסרת מוך, ייתכן שהם לא יספיקו לחוטים קצרי סיבים, שכן הצטברות מוך עלולה לגרום להפסקות תכופות בחוטים. כפי שמוצג באיור 2, שיפרנו את מערכת זרימת האוויר על ידי הגדלת מספר החרירים מארבע לשמונה. תצורה חדשה זו מסירה ביעילות אבק ומווך מאזורים קריטיים, וכתוצאה מכך פעולות נקיות יותר. השיפורים אפשרו לנו להגדיל אתמהירות סריגהמ-14 סל"ד ל-18 סל"ד לדקה, מה שמגביר משמעותית את כושר הייצור.

על ידי אופטימיזציה של אורך הלולאה וגובה השקיעה כדי לשפר את עמידות הלהבה והחום, ועל ידי שיפור הכיסוי כדי לעמוד בתקני עמידות להבה, השגנו תהליך סריגה יציב התומך בתכונות הרצויות. מערכת הניקוי המשודרגת גם הפחיתה באופן משמעותי את שבירות החוטים עקב הצטברות מוך, ושיפרה את היציבות התפעולית. מהירות הייצור המשופרת העלתה את הקיבולת המקורית ב-28%, הפחיתה את זמני ההובלה והגדילה את התפוקה.