في عملية صباغة النسيج والتشطيب، يُعرَّض النسيج لمجموعة متنوعة من التأثيرات المركبة (بما في ذلك الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية). تؤدي هذه التأثيرات إلى تغيير شكل المنتج وحجمه الهيكلي، بل إن بعضها قد يفقد الشكل والمظهر والأناقة التي ينبغي أن يتمتع بها النسيج، مما يؤثر بشكل خطير على أداء الارتداء. ولذلك، فإن ضمان استقرار الشكل الخارجي وأبعاد النسيج يعد معيارًا مهمًا لقياس جودة المنتج.
Heat-setting
يشير الإعداد الحراري إلى عملية الحفاظ على النسيج بحجم معين تحت توتر مناسب، وتسخينه إلى درجة حرارة محددة لفترة زمنية معينة، ثم تبريده بسرعة. يمكن للإعداد الحراري إزالة التجاعيد الموجودة حاليًا على النسيج، وتحسين ثبات أبعاد النسيج، وجعل من الصعب حدوث تجاعيد يصعب إزالتها، بالإضافة إلى تحسين قابلية التقشير ونعومة سطح النسيج، كما يمكنه تعزيز القوة والمظهر والملمس العام للنسيج. كما أن أداء الصباغة له تأثير معين أيضًا.
يمكن تقسيم عملية ضبط الحرارة بالكامل إلى أربع مراحل:
① مرحلة التسخين: يدخل النسيج الجاف أو الرطب إلى ماكينة ضبط الحرارة، ويتم تسخين سطح النسيج حتى درجة حرارة الضبط.
② مرحلة الاتزان الحراري: تتغلغل طاقة الحرارة إلى الألياف، بحيث تصل درجة حرارة التثبيت نفسها على السطح وداخل الألياف.
③ مرحلة الانتقال والتعديل الجزيئي: الألياف تكون تحت الإجهاد
بعد ذلك، عندما يتم الوصول إلى درجة الحرارة المحددة، تُدمَّر الروابط العرضية الثانوية الأضعف في بنية الألياف، وتُعاد توجيه السلاسل الجزيئية للألياف وترتيبها.
④ مرحلة التبريد: يتم تبريد النسيج بسرعة قبل مغادرة ماكينة ضبط جهاز التمدد، مما يثبت شكل النسيج وفقًا للترتيب الجديد لجزيئات الألياف.
آلية ضبط الحرارة
تتمتع الألياف الاصطناعية باللدائن الحرارية، ولكن عندما تكون درجة حرارة التحول الزجاجي أقل من ذلك، تكون السلسلة الجزيئية الكبيرة للألياف في حالة تجمد، ولا يمكن أن يحدث سوى تشوه مرن عادي عند تعرضها لقوة. وعندما تكون درجة الحرارة أعلى من درجة حرارة التحول الزجاجي، تبدأ السلسلة الجزيئية بالحركة، فتصبح الألياف في حالة مرنة للغاية، ويحدث حينها تشوه مرن كبير عند تطبيق قوة. ولأن الألياف الاصطناعية تحتوي على مناطق بلورية وأخرى غير متبلورة، فإن السلسلة الجزيئية الكبيرة لا تدخل في حالة التدفق اللزج وإمكانية حدوث تشوه لدن إلا عندما تكون درجة الحرارة أعلى من نقطة الانصهار وأعلى من درجة حرارة التدفق اللزج؛ وإلا تبقى في حالة مرنة عالية. وعندما تكون الألياف الاصطناعية في حالة مرنة للغاية، يتم تطبيق شد على الألياف، مما يؤدي إلى إعادة ترتيب دوري للسلسلة الجزيئية باتجاه القوة الخارجية، وينشأ عن ذلك قوة جديدة بين الجزيئات في وضع جديد، ثم يُحافظ على الشد ويُترك ليبرد، مما يسمح بتثبيت الحالة الجديدة، وبالتالي تحقيق الغرض من التشوهات الثابتة.
عملية ضبط الحرارة
عندما يتم تثبيت النسيج بالحرارة، عادةً ما يتم ذلك عن طريق تطبيق شدّة معينة على النسيج وهو في حالة جافة، والحفاظ على حجم معيّن، ومعالجته في بيئة ذات درجة حرارة عالية لفترة زمنية محددة. ومن أجل تعزيز تأثير التثبيت وتحسينه، وتقليل درجة حرارة التثبيت، يمكن أيضًا استخدام الماء كمادة ملدنة، وإجراء المعالجة الحرارية في حالة وجود الماء داخل النسيج أو في الماء نفسه. وبالتالي، يمكن تقسيم عملية التثبيت الحراري إلى تثبيت حراري جاف وآخر رطب، اعتمادًا على ما إذا كان الماء يحتوي على مادة ملدنة أم لا. اثنتان من الحرف الأساسية للتشكيل.

1 عملية الإعداد بالحرارة الجافة
عملية الإعداد بالحرارة الجافة هي تسخين النسيج في حالة جافة بدون ماء. عادةً ما يتم استخدام التسخين بالهواء الساخن أو التسخين بإشعاع الأشعة تحت الحمراء.
ماكينة ضبط ستينتر بالهواء الساخن
بشكل عام، يتم استخدام جهاز الاستنتير من نوع الدبوس، ويمكن التحكم بحرية في درجة الحرارة الإعدادية وعرض النسيج، ويكون تأثير الإعداد مُرضيًا نسبيًا. وهو أكثر آلات الإعداد استخدامًا حاليًا في مصانع الطباعة والصباغة، بالإضافة إلى غرفة التجفيف بالتسخين وجهاز تفريغ القماش وغيرها. يمكن أن تكون مصدر الحرارة إما تسخينًا كهربائيًا أو تسخينًا بواسطة الزيت أو التسخين بالغاز.
ترتبط درجة الحرارة المحددة ارتباطًا وثيقًا بنوع وشكل الألياف في النسيج، ولها تأثير كبير على نوع مزج الألياف الاصطناعية وعلى استخدام النسيج.
تعتمد مدة التثبيت على الوقت اللازم للنسيج ليصل إلى درجة حرارة وسط نقل الحرارة. وهي تتراوح من 10 ثوانٍ للأقمشة الرقيقة إلى 30-40 ثانية للأقمشة الثقيلة؛ ومع ذلك، فإن قياس درجة الحرارة الفعلية على النسيج ليس سهلاً، لذا يتم حجزها عمومًا للمقارنة فقط. عامل أمان كبير. ولكن، إذا كانت مدة التثبيت طويلة جدًا، فلن تكون ذات فائدة فحسب، بل ستؤدي أيضًا إلى تحويل لون النسيج إلى الأصفر وإكسابه ملمسًا صلبًا.
التشكيل بالأشعة تحت الحمراء
الإشعاع طويل الموجة الذي تطلقه المواد المولّدة للحرارة له طول موجي يتراوح من النهاية الحمراء للطيف المرئي (0.73م) إلى حوالي 1مم، وهو يُعتبر تحت الأحمر. يُقسَّم الطيف تحت الأحمر عمومًا إلى ثلاثة مناطق، هي: منطقة تحت الأحمر القريب مع طول موجي من 0.72 إلى 1.5م، ومنطقة تحت الأحمر المتوسط مع طول موجي من 1.5 إلى 20م، ومنطقة تحت الأحمر البعيد مع طول موجي من 20 إلى 1000م. على البوليستر، وُجد أن الأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي 1 إلى 2م يمكنها العبور بحرية عبر الألياف، في حين يتم امتصاص الإشعاع بطول موجي 3 إلى 3.5م بالكامل من قِبل الألياف؛ لذلك، رغم أن الأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي الأقصر تخترق الألياف، إلا أنه لا يحدث أي امتصاص للطاقة. أما الإشعاعات ذات الأطوال الموجية الأطول فتتخلى عن كامل طاقتها عند دخولها الألياف. وفي هذه الحالة، يصل نصف الطاقة الكلية للإشعاع فقط إلى الجزء الداخلي الأعمق من الألياف.
في السنوات الأخيرة، تم اكتشاف مصدر إشعاعي، ويقع أكبر موجة إشعاعية منبعثة ضمن نفس نطاق منطقة الامتصاص المتوسطة للمادة المعالجة. يُطلق على مصدر الإشعاع هذا اسم "المصدر المختار خصيصًا". يجب أن تكون طول موجة مصدر الإشعاع متوافقة مع امتصاص المادة المعالجة. إذا تم اختيار الطول الموجي بشكل مناسب، فسيقوم الإشعاع بإطلاق معظم طاقته داخل مادة الألياف وتعزيز اهتزاز السلسلة الجزيئية في الألياف. وعندما يكون مستوى الاهتزاز كبيرًا جدًا، تصبح هناك العديد من السلاسل الجزيئية. عندها سيتم كسر الروابط العرضية، وتتماشى السلسلة الجزيئية تلقائيًا بطريقة تحقق أدنى طاقة محتملة. وبشكل عام، في معدات ضبط الحرارة التقليدية، يجب تشكيل الألياف الصناعية بشكل صحيح عند درجة حرارة تزيد عن 200°C، بينما يتم اختيار مشعات الأشعة تحت الحمراء وتكون درجة الحرارة بين 80 و120°C لتحقيق الهدف. وهذا هو السبب الذي يجعل ضبط الحرارة بالأشعة تحت الحمراء أفضل من ضبط الحرارة بالهواء الساخن.
2 عملية ضبط الحرارة الرطبة
تستخدم ألياف البولياميد والبوليأكريلونتريل وأقمشتها الممزوجة، وكذلك بعض أقمشة خيوط البوليستر ذات الملمس، تقنية التثبيت بالحرارة الرطبة في الغالب، وتكون درجة حرارة التثبيت بالحرارة الرطبة أقل من تلك الخاصة بالتثبيت بالحرارة الجافة.
طريقة ضبط حمام الماء
يتم معالجة النسيج في ماء مغلي عند درجة حرارة 110°C لمدة تتراوح بين 0.5 و2 ساعة. هذه الطريقة بسيطة وسهلة التنفيذ، لكن تأثير التثبيت ضعيف، ولا يزال النسيج يحتفظ بنسبة كبيرة من الانكماش الحراري بعد عملية التثبيت.
التبخير بضغط عالٍ
تُجرى عملية التثبيت في جهاز الأوتوكلاف، ويتم معالجة النسيج ببخار مُشبَع عالي الضغط عند درجة حرارة تتراوح بين 110 و135°C لمدة 20 إلى 30 دقيقة للحصول على تأثير تثبيت جيد. تتطلب هذه الطريقة معدات ضغط خاصة، ولا يمكن إجراء الإنتاج بشكل مستمر.
طريقة تشكيل البخار المحمّى جدًا
يتم معالجة النسيج بالبخار شديد السخونة تحت الضغط العادي، ويمكن أن تصل درجة الحرارة إلى حوالي 130°C. تسمح هذه الطريقة بتقليل وقت المعالجة الحرارية، وتتمتع بكفاءة إنتاجية عالية، كما يمكنها تحسين وضوح اللون ومنع اصفرار الألياف، بالإضافة إلى تحسين ملمس النسيج وأسلوبه ومرونته.
العوامل التي تؤثر على الإعداد الحراري
تتأثر درجة التسخين للألياف الاصطناعية بشكل رئيسي بعوامل مثل درجة الحرارة والوقت والتوتر. ويُعتبر التحكم المعقول في هذه العوامل ذا أهمية كبيرة للحصول على تأثير جيد لعملية التسخين.
1 temperature
ترتبط الانكماش الحراري والخصائص الميكانيكية وقابلية الصبغة والبياض وغيرها من خصائص النسيج بعد الضبط الحراري ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة الضبط.
تأثير درجة الحرارة البيئية على أداء صباغة النسيج
تتمتع الألياف الأكريليكية بميزة واضحة عند صباغتها بأصباغ موجبة الشحنة، وهي أن معدل امتصاص الصبغة يزداد بسرعة بعد تجاوز درجة حرارة محلول الصبغة لدرجة انتقال الزجاج. على سبيل المثال، يتجاوز معدل امتصاص الصبغة عند الصباغة بدرجة حرارة 95°C لمدة دقيقة واحدة ذلك الذي يتم أثناء الصباغة بدرجة حرارة 75°C لمدة 3 ساعات. بالإضافة إلى ذلك، تتجاوز درجة الحرارة خلال عملية الصباغة درجة انتقال الزجاج، كما تكون الألياف في مرحلة الإعداد بالرطوبة والحرارة أيضًا. ولذلك، في الواقع، مع ارتفاع درجة حرارة الإعداد بالرطوبة والحرارة لأقمشة الألياف الأكريليكية، يزداد معدل امتصاص الصبغة بشكل متناسب.
هناك أيضًا علاقة معينة بين معدل امتصاص الصبغة في البوليستر وقماشه المخلوط بالقطن وألياف الفيسكوز، ودرجة حرارة التثبيت قبل الصباغة. فعند صباغة القماش بدرجة حرارة وضغط عاليين، ترتبط درجة حرارة التثبيت ومعدل امتصاص الصبغة على الألياف بعلاقة منحنية محدبة. وعندما تكون درجة حرارة التثبيت أقل من 190℃، يتناقص مقدار امتصاص الصبغة بسبب زيادة بلورية الألياف، والتي تمثل أدنى نقطة عند 190℃. وعندما ترتفع درجة الحرارة فوق 190°C، تستمر بلورية الألياف في الازدياد، كما تزداد حجم حبيبات البلورة، لكن حجم المنطقة غير المتبلورة المحيطة بكل بلورة يزداد أيضًا بشكل متناسب، وتتوسع المسام بين حبيبات البلورة، مما يؤدي إلى زيادة كمية امتصاص جزيئات الصبغة داخل الألياف. خاصةً في حالة الصباغة باستخدام جهاز الضغط العالي والحرارة العالية، حيث يكون وقت الصباغة طويلًا، وبالتالي تتاح للصبغة الوقت الكافي للانتشار داخل الألياف. ولهذا السبب، يزداد امتصاص الصبغات فوق 190°C مع ارتفاع درجة حرارة التثبيت. ومع ذلك، هناك بعض أنواع الصبغات الخاصة التي لا تتأثر كثيرًا بالمعالجة الحرارية، وتتغير لديها عملية امتصاص الصبغة لتتخذ علاقة خطية معينة، أي أنه عندما تكون درجة حرارة التثبيت مرتفعة، يكون امتصاص الصبغة منخفضًا. وفي عملية الصباغة بالذوبان الحراري، تؤثر درجة حرارة التثبيت أيضًا بشكل محدد على معدل امتصاص الصبغة.

عملية صبغ الأصباغ المشتتة على البوليستر هي في جوهرها عملية تستمر فيها جزيئات الصبغة بالانتشار من محلول الصبغة إلى سطح الألياف، ثم إلى داخل الألياف. وعندما يصل مستوى الانتشار إلى حالة توازن معينة، تصل نسبة امتصاص الألياف للصبغة إلى حالة من التوازن الديناميكي. ومع تغير ظروف تسخين الألياف وتغير التركيب الجزيئي الداخلي، يفقد هذا التوازن الديناميكي حالته الأصلية ويتحول تدريجيًا إلى حالة توازن ديناميكي جديدة. ومع زيادة درجة حرارة المعالجة، تنخفض باستمرار نسبة امتصاص الأصباغ المشتتة على البوليستر. وهذا يختلف عن الوضع أثناء الصباغة بدرجة حرارة وضغط عاليين. يُعتقد عمومًا أن السبب في ذلك هو أن وقت التثبيت خلال عملية الصباغة بالانصهار الحراري لا يستغرق سوى بضع عشرات من الثواني، وبالتالي لا تتوفر لجزيئات الصبغة الوقت الكافي للانتشار. كما يُعتقد أيضًا أن السبب هو الزيادة المستمرة في درجة طي البلورات في جزيئات البوليستر عند درجات الحرارة العالية، مما يؤدي إلى بنية أكثر إحكامًا، مما يجعل من الصعب على جزيئات الصبغة الانتشار داخل الألياف. وفي الإنتاج الفعلي، تختلف نسبة امتصاص الأقمشة للصبغة حسب مواصفات القماش الرمادي وحجم نسبة المزج وخصائص الأصباغ المشتتة عند درجات حرارة مختلفة.
تأثير درجة الحرارة البيئية على استقرار الانكماش الحراري للأقمشة
تختلف انكماش الألياف الأكريليكية ونسيجها المخلوط عند التسخين عن تلك الخاصة بالبوليستر. يرجع ذلك إلى أن درجة حرارة الإعداد الحراري للألياف الأكريليكية محدودة بالبنية الجزيئية، وهي عادةً ما تكون بين 140-160°C في الحالة الجافة. وقد تم قياس ذلك بواسطة حيود الأشعة السينية، حيث تبين أن درجة البلورية لا تزيد إلا بنسبة 3% بعد الإعداد، لكنّ تماسك منطقة البلورة تحسّن بشكل ملحوظ. ولذلك، بعد تشكيل النسيج الأكريليكي عند درجة حرارة 140-160°C تحت شدّ، ينخفض معامل المرونة للألياف، ويزداد استطالتها، كما يقل انكماش النسيج في الماء المغلي. وبما أن الألياف الأكريليكية يجب إعدادها ضمن نطاق درجة حرارة صغير نسبيًا (فإذا ارتفعت عن 160℃، ستتحول الألياف من اللون الأصفر مما يؤدي إلى تقليل القوة)، فإن العلاقة بين درجة الحرارة ومعدل الانكماش تظهر بوضوح في التباين بين الحالة غير المعالجة والحالة المعالجة. والأهم من ذلك، هناك فجوة كبيرة بين الحالتين. إن حجم النسيج النهائي واستقراره يتحسنان بشكل كبير. وبعد معالجة النسيج المخلوط الذي يحتوي على البوليستر بالتسخين، تتحسن ثبات أبعاده نسبيًا. والسبب في تحسّن استقرار الانكماش الحراري للنسيج بعد المعالجة هو التغيير في البنية الجزيئية للبوليستر وزيادة كثافته.
تأثير درجة الحرارة على مرونة النسيج
تتمتع خصائص الألياف الاصطناعية والأقمشة الممزوجة بها، المتعلقة بمقاومة التجاعيد وعدم الحاجة إلى الكيّ، بعلاقة مهمة جدًا بدرجة الحرارة المستخدمة في التثبيت.
في حدود معينة من أقمشة البوليستر والأقمشة المخلوطة، يزداد زاوية استعادة التجاعيد مع ارتفاع درجة حرارة التثبيت، وتكون استعادة الأقمشة للتجاعيد أفضل مقارنة بالأقمشة غير المشكّلة. وعندما تتجاوز درجة حرارة التثبيت 200℃، ستقل زاوية استعادة التجاعيد مع زيادة درجة حرارة التثبيت، كما سيصبح ملمس الأقمشة أكثر صلابة. لذلك، وبالنظر إلى الأداء المقاوم للتجاعيد، ينبغي أن تكون درجة حرارة التثبيت أقل من 200℃.
مع زيادة درجة حرارة الإعداد ووقت الإعداد، تحسنت المرونة الرطبة لنسيج النايلون بشكل ملحوظ. بالإضافة إلى ذلك، عندما يكون وقت الإعداد ضمن 30 ثانية عند نفس درجة حرارة الإعداد، يرتفع المنحنى بحدة وتتغير السعة بشكل كبير. وعندما يتجاوز وقت الإعداد 30 ثانية لاحقًا، يميل المنحنى إلى الاتساق، ويقل تغير زاوية الارتداد.
تأثير درجة الحرارة على بياض النسيج
من العوامل التي تؤثر على بياض النسيج أثناء التثبيت، قيمة الأس الهيدروجيني لسطح القماش قبل التثبيت تعد عاملاً بارزًا. يحتوي سطح القماش على قلويات، وتكون قيمة الأس الهيدروجيني أعلى من 8. وبعد التثبيت الحراري، سيتحول اللون إلى الأصفر. وترتبط درجة هذا الاصفرار بمقدار القلويات الموجودة على سطح القماش؛ فكلما زاد مقدار القلويات على القماش، ازدادت شدة الاصفرار. وإذا كان القماش يحتوي على توزيع غير متساوٍ للقلويات، فإن الاصفرار سيكون أيضًا غير متجانس. لذلك، بالإضافة إلى تحقيق بياض موحد للنسيج قبل التثبيت، يجب أن يكون مقدار القلويات صغيرًا ومتناسقًا. والمعيار العام هو أن تكون قيمة الأس الهيدروجيني لسطح القماش أقل من 8.
بالإضافة إلى ذلك، ستؤثر درجة الحرارة أثناء التثبيت أيضًا على البياض. فبغض النظر عن نوع النسيج، سينخفض مقدار البياض بعد التثبيت مع ارتفاع درجة حرارة التثبيت. ومن بينها، يكون الانخفاض في نسيج الفيسكوز النقي أكبر من تلك الموجودة في نسيج الفيسكوز الممزوج بالبوليستر ونسيج البوليستر الخالص. والسبب هو أنه بعد تثبيت ألياف الفيسكوز حراريًا، ينخفض محتواها المائي تدريجيًا، ويُصاب جزء من الألياف بالجفاف والكاربونة ويتحول إلى اللون الأصفر. وينطبق الشيء نفسه على الأقمشة المخلوطة من البوليستر والقطن. بالإضافة إلى ذلك، حتى إذا تم التثبيت عند درجة حرارة منخفضة، فإن استمرار العملية لفترة طويلة سيؤدي أيضًا إلى حدوث جفاف جزئي لألياف السليلوز وتحولها إلى اللون الأصفر.
تأثير التحكم في درجة حرارة التبريد على تأثير التشكيل
تؤثر ظروف التبريد بعد معالجة الإعداد الحراري بشكل أكبر على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للنسيج المشكّل. فكلما ارتفعت درجة حرارة التبريد، زاد معامل يونغ. وبشكل عام، يرتبط معامل يونغ مباشرة بأداء استعادة التجاعيد في النسيج، وستؤدي الألياف ذات المعامل العالي حتمًا إلى منح النسيج خصائص جيدة في استعادة التجاعيد. ويمكن الاستنتاج أن زيادة درجة حرارة التبريد تسهم أيضًا في تحسين استعادة التجاعيد للنسيج المشكّل. وفي درجة حرارة إعداد واحدة، تتوافق درجة حرارة التبريد الأعلى مع زاوية أكبر لاستعادة التجاعيد. وكلما كان التبريد أبطأ، كانت استعادة النسيج للتجاعيد أفضل.
العلاقة بين درجة حرارة غرفة التجفيف في آلة التثبيت ودرجة حرارة سطح النسيج
عادةً ما تشير درجة الحرارة المحددة في عملية الإعداد الحراري إلى درجة الحرارة التي يصل إليها ركيزة النسيج فعليًا، وهي العامل الأكثر أهمية لضمان جودة الإعداد. ومع ذلك، يتم إجراء الإعداد الحراري للألياف الاصطناعية في آلة الإعداد الحراري. وتعبر درجة الحرارة التي يشير إليها الجهاز الموجود على آلة الإعداد حراريًا في الواقع فقط عن قيمة درجة الحرارة التي تم الوصول إليها في غرفة التجفيف الخاصة بآلة الإعداد، ولكنها لا تستطيع توضيح درجة الحرارة الفعلية التي يصل إليها الجسم الرئيسي للنسيج. وبالتالي، هناك فرق بين درجة حرارة غرفة تجفيف الآلة والجسم الرئيسي للنسيج. وفي عملية الإعداد الحراري، يمكن عمومًا التحكم في درجة حرارة غرفة التجفيف وتثبيتها، بينما تتغير درجة حرارة الجسم الرئيسي للنسيج مع عوامل مختلفة مثل ألياف النسيج، والبنية التنظيمية، وسرعة التشغيل. ولأن قياس درجة الحرارة الفعلية لسطح النسيج وإظهارها أمر صعب في الإنتاج الفعلي، غالبًا ما يتم استبدال درجة حرارة عملية الإعداد بدرجة حرارة غرفة تجفيف الآلة. وهذا الاختلاف بين درجة حرارة غرفة التجفيف الثابتة ودرجة حرارة سطح النسيج المتغيرة سيؤدي إلى تأثير معيّن على جودة الإعداد الحراري. فعند درجة حرارة معينة لغرفة التجفيف، لا يزال الجسم الرئيسي للنسيج بحاجة إلى عملية تسخين، كما أن معدل التسخين يقتصر بدوره على عوامل مثل نوع النسيج، وبنية النسيج، وسرعة التشغيل. وغالبًا ما تكون درجة حرارة سطح الجسم الفعلي للنسيج أقل من درجة حرارة غرفة تجفيف الآلة. ومن الواضح أنه من المستحيل الحصول على تأثير إعداد جيد. ولحل هذه المشكلة بشكل معقول، يمكن عادةً اتخاذ التدابير التالية:
① قلل محتوى الرطوبة في النسيج. تُظهر الممارسات أنه من المناسب التحكم في محتوى الرطوبة للنسيج بحيث يقل عن 10% قبل التثبيت.
② التسخين المسبق بالأشعة تحت الحمراء قبل التشكيل.
③ قم بزيادة درجة حرارة غرفة التجفيف، وعمومًا يمكن التحكم في درجة حرارة غرفة التجفيف عند حوالي 200°C.
④ التحكم بشكل معقول في تدرج درجة الحرارة في غرفة التجفيف الخاصة بآلة التثبيت. ولضمان التوزيع المعقول لدرجة حرارة منطقة التسخين قبل وبعد آلة التثبيت، يتم تشكيل تدرج في درجة الحرارة. هناك عمومًا ثلاث طرق للتحكم في درجة الحرارة: منخفضة الأمام وعالية الخلف، أو عالية الأمام ومنخفضة الخلف، أو متساوية قبل وبعد. ومن منظور زيادة درجة حرارة سطح قماش الجسم وتقليل وقت تسخين القماش، فإن الطريقة ذات درجة الحرارة المنخفضة في المقدمة والعالية في الخلف ستؤدي إلى إطالة زمن تسخين القماش، بينما ستؤدي الطريقة ذات درجة الحرارة العالية في المقدمة والمنخفضة في الخلف إلى تقليل وقت التثبيت عند درجات الحرارة العالية للقماش. لذلك، من الأكثر منطقية اعتماد أسلوب توزيع درجة الحرارة بشكل متناسق.
⑤ التحكم بشكل معقول في سرعة المركبة.
2 Time
خلال عملية ضبط الحرارة للنسيج، يمكن تقسيم مدة المعالجة بالكامل إلى الأجزاء التالية:
(1) وقت التسخين: بعد دخول النسيج إلى ماكينة التثبيت، الوقت اللازم لتسخين سطح النسيج حتى درجة حرارة التثبيت.
(2) زمن اختراق الحرارة: الوقت اللازم لاختراق الحرارة من سطح النسيج إلى داخل ألياف النسيج، بحيث تصل جميع أجزاء ألياف النسيج إلى نفس درجة حرارة التثبيت.
(3) وقت إعادة ترتيب وضبط جزيئات الألياف الكبيرة: بعد أن يصل الجسم الرئيسي للنسيج إلى درجة الحرارة المحددة، الوقت اللازم لضبط هيكل جزيئات الألياف الكبيرة وفقًا لظروف الضبط.
(4) زمن التبريد: الوقت اللازم لتبريد النسيج بعد مغادرته غرفة التجفيف في آلة التثبيت لإصلاح البنية. بشكل عام، لا يشمل وقت التثبيت المشار إليه في العملية زمن التبريد، ويعتبر وقت التسخين بمثابة وقت إعداد التثبيت. ولذلك، تميل السيطرة العامة على وقت التثبيت إلى التركيز على زمن اختراق الحرارة ووقت ضبط إعادة ترتيب الجزيئات الكبيرة.
تتعلق مدة تغلغل الحرارة في النسيج (بما في ذلك وقت التسخين) ارتباطًا وثيقًا بعوامل مثل طريقة تسخين آلة الإعداد، ونوع مصدر الحرارة، والتوصيل الحراري للألياف، ومحتوى الرطوبة في بنية النسيج. وبالمقارنة مع آلة إعداد الهواء الساخن من نوع التسخين غير المباشر، فإن آلة الإعداد التي تستخدم طريقة الاحتراق المباشر للغاز تتمتع بكفاءة أعلى في نقل الحرارة، وبسرعة تسخين أسرع، ووقت إعداد أقصر. كما أن نفس النسيج الأليافي، على المعدات المحددة، كلما كان أكثر سمكًا وكثافة وأثقل ويحتوي على رطوبة أكبر، زادت نسبة الحاجة إلى وقت إعداد أطول. وبالنظر إلى جميع جوانب التأثير، تُظهر الممارسات أن وقت التسخين والاختراق يستغرق حوالي 2 إلى 15 ثانية.
الوقت اللازم لضبط إعادة الترتيب الجزيئي هو عملية سريعة جدًا، يمكن إكمالها في غضون 1 إلى 2 ثانية. لذلك، من الضروري فقط التأكد من تسخين النسيج بشكل موحد إلى درجة الحرارة المطلوبة للإعداد، حيث تكون عملية إعادة الترتيب والضبط الجزيئي اللاحقة فائقة السرعة، ويمكن تجاهل الوقت اللازم لها.
تُظهر الممارسات أن وقت التثبيت الطويل جدًا لا يؤثر بشكل واضح فقط على تحسين الثبات الأبعادي للنسيج، بل يؤدي أيضًا إلى انخفاض درجة بياض النسيج، وتصبح ملمسه صلبًا، كما يفقد قوته. وفي درجة حرارة التثبيت نفسها، ومع إطالة زمن التثبيت، تنخفض نسبة الانكماش الحراري الجاف للنسيج، ويصبح الاتجاه نحو الأسفل في اتجاه السدى واضحًا جدًا، ولكن بعد فترة معينة في اتجاه اللحمة، لا تكون نسبة الانكماش واضحة أو حتى تبقى ثابتة. وبشكل عام، يتم التحكم في وقت تثبيت النسيج ضمن 20 إلى 30 ثانية، مما يسمح بتحقيق هدف استقرار الأبعاد وتقليل نسبة الانكماش الحراري.
بعد المعالجة الحرارية للنسيج، يجب أن تكون سرعة التبريد والتصلب معتدلة. إذا كان وقت التبريد قصيرًا جدًا أو كان التبريد غير كافٍ، فمن السهل أن يؤدي ذلك إلى مزيد من تشوه النسيج. وإذا كانت سرعة التبريد عالية جدًا، فستتولد إجهادات داخلية تجعل النسيج عرضة للتجعد وتفتقر إلى القوام المطلوب؛ أما إذا كانت سرعة التبريد بطيئة جدًا، فستنخفض كفاءة الإنتاج.
3 tension
للتوتر درجة معينة من التأثير على جودة إعداد الحرارة ومؤشرات أداء المنتج (مثل الانكماش الحراري، والقوة، والاستطالة عند الكسر). بالنسبة للألياف الحرارية مثل الألياف الاصطناعية، عندما يتم معالجة النسيج حراريًا في حالة استرخاء، يمكن أن تصل نسبة انكماش السدى واللحمة إلى أكثر من 5%؛ وعندما يُعالج النسيج حراريًا تحت توتر معين، تتمدد السلسلة الجزيئية الكبيرة في اتجاه القوة الخارجية. ويؤدي الحركة وإعادة الترتيب إلى جعل الألياف أكثر كثافة وذات درجة أعلى من الاتجاهية. وبمجرد تبريد هذه الحالة وتثبيتها، يمكن تقليل انكماش النسيج بشكل كبير، أو حتى تقليصه إلى الصفر، مما يؤدي إلى تحسين الاستقرار الأبعاد بشكل أساسي. ولذلك، يتم تطبيق توتر معين على النسيج أثناء عملية الإعداد، مما يساعد على تحسين تأثير الإعداد.
عند إجراء التثبيت الحراري تحت الشد، يجب تطبيق قوى شد مختلفة في اتجاهات السدى واللحمة للنسيج. يعتمد حجم الشد على متطلبات جودة المنتج. عادةً، في عملية التثبيت الحراري، يتم التعبير عن شد السدى بواسطة معدل التغذية الزائدة، ويتم التعبير عن شد اللحمة بواسطة معدل التغذية الزائدة أيضًا. كما يتم التعبير عن مقدار تمديد النسيج أثناء التثبيت. على معدات التشطيب، يتم التحكم في شد السدى بواسطة أجهزة التمدد الميكانيكي والتغذية الزائدة، بينما يتم التحكم في شد اللحمة بواسطة لوح الإبر أو جهاز تمديد مشبك القماش. عند التثبيت، مع زيادة معدل التغذية الزائدة للسدى، تنخفض نسبة الانكماش الحراري الجاف للنسيج وتزداد ثبات الأبعاد، في حين تزداد نسبة الانكماش الحراري الجاف للحمة مع زيادة عرض الباب، وتنخفض ثبات الأبعاد مع زيادة شد اللحمة. بعد التثبيت، يختلف استطالة كسر السدى واللحمة للنسيج: فاستطالة كسر اللحمة تنخفض مع زيادة نطاق التمدد، بينما تزداد قوة كسر السدى مع زيادة معدل التغذية الزائدة. لذلك، من أجل تحسين قابلية الارتداء وثبات الأبعاد للنسيج بشكل أفضل، ينبغي التحكم بشكل معقول في معدل التغذية الزائدة للسدى ونطاق تمدد اللحمة أثناء عملية التثبيت الحراري، أي يجب أن تكون القوى المطبقة على السدى واللحمة للنسيج منسقة بمستوى مناسب ضمن النطاق المحدد.
التطبيق
يمكن استخدام آلات الحياكة الدائرية لصنع عدد من أنواع الملابس والأشياء الأخرى.
القبعة الموضحة أعلاه هي نمط يسهل إنشاؤه لأنه عبارة عن أنبوب واحد فقط. وتشمل الملابس الأخرى التي يمكن إنتاجها باستخدام إحدى هذه الآلات قمصان البولو والقمصان العادية والتنانير والفساتين والسترات والجوارب وغيرها الكثير.
يمكنك حتى صنع بيجامات وسراويل ضيقة باستخدام آلة الحياكة الدائرية. وبعيدًا عن الملابس، يمكنك صنع الستائر والمناشف والبطانيات والأغطية الداخلية وغيرها.