نساجی
صنعت نساجی از کهنترین صنایع بشری محسوب میشود چرا که نیاز به لباس و پوشاک پس از نیاز به غذا و مسکن از نیازهای اولیه انسان بهشمار میآید. نشانههایی از بافندگی و نساجی مربوط به دوران پارینهسنگی به دست آمدهاست. نشانههای ضعیفی در موراوی پیدا شدهاست. نشانههای مشخصی از بافندگی در دوران نوسنگی در سوئیس پیدا شدهاست.
«در حدود پنج هزار سال پیش از میلاد مردم غارنشین فلات ایران بر اثر تغییراتی که از لحاظ آبوهوا و تشکیل مزارع و چمنزارها به وجود آمد به دشتها روی آوردند و زندگی تازهای را آغاز کردند و در تمدن آنها نسبت به دورانهای پیشین پیشرفت بیشتری دیده شد. کهنترین مردم دشتنشین، مردم محلسیلک نزدیک کاشان بودند که آثار زندگی ایشان را در آنجا به دست آوردهاند. چون در همین محل مقداری دوکهای سنگی و گِلین به دست آوردهاند تصور میرود که مردم آن زمان با صنعت نساجی آشنایی داشتهاند.»
صنعت نساجی در جریان انقلاب صنعتی رشد چشمگیری داشت.
الیاف مصنوعی Artificial Fibers
الیاف مصنوعی میتوانند به وسیله نخریسی از یک پلیمر، در محیطی مناسب استخراج شوند. نخریسی مرطوب (ریون) از محیطی برای سفتشدن استفاده میکند. در نخریسی خشک (استات و تریاستات) پلیمر در یک حلال حلشده که با حرارتدادن محفظه تبخیر شده و از محفظه خارج میشود. در نخریسی مذاب (نایلون و پلیاستر)، پلیمر استخراج شده در مجاورت هوا یا گاز قرارگرفته و سپس سفت میشود. تمامی الیاف فوق میتوانند طول بالایی داشته باشند.
در زیر به توضیح برخی الیاف مصنوعی میپردازیم:
الیاف مصنوعی، الیافی هستند که واحدهای اصلی شیمیایی آنها توسط پیوندهای شیمیایی با یکدیگر ترکیب شده و شکل می گیرند و یا اینکه پلیمرهای موجود در منابع طبیعی، انحلال یافته (منفک شده) و پس از عبور از صفحه ی نخ ریسی، مجدداً بازسازی شده و این الیاف را به وجود می آورند. این الیاف زمانی که محققین با تغلیظ و چگالش مولکول های دارای دو گروه واکنشگر آمینی با مولکول هایی با خاصیت دو گروه واکنشگر کربوکسیلی، به یک محصول جدید دست یافتند، به مرحله ی تولید موفقیت آمیز رسیدند.
زمانی که محققان از طریق چگالش مولکول های ارائه دهنده دو گروه آمینی واکنشگر (هگزا متیلن دی آمین) با مولکول های مشخص شده توسط دو گروه واکنشگر کربوکسیلی (آدیپیک اسید) توانستند به محصول جدیدی دست پیدا کنند، این الیاف به مرحله ی تولید موفقیت آمیز رسیدند. برای این که نسبت به سایر پلیمرهای متعلق به رده ی شیمیایی مشابه، تفاوت و تمایز وجود داشته باشد، این ترکیب پلیمری توسط نماد اختصاری ۶.۶ علامت گذاری شده است که این علامت اختصاری، نشان دهنده ی تعداد اتم های کربن (که ۶ است) در دو مولکولی هست که واحدهای تکرار شونده ی پلیمر را تشکیل می دهند.
الیاف پلی استری
الیاف پلی استری مهم ترین الیاف مصنوعی ساخت دست بشر هستند که با تولید حدود ۲۲ میلیون تُن در سال ۲۰۰۳ (۵۸% الیاف درهم تنیده ی پیوسته / ۴۲% الیاف کوتاه)، برای چندین سال بر تولید الیاف کتانی غلبه داشتند. تعداد کارخانه های دایرشده برای تولید این الیاف در جهان تاکنون، چیزی بیشتر از ۵۰۰ عدد تخمین زده شده است.
این واقعیت که ۷۵% تولید این الیاف در آسیا انجام می شود، جنبه ی قابل ملاحظه و مهمِ دیگری درباره ی الیاف پلی استری است که از نقطه نظرِ بُعد جغرافیایی- اقتصادی، حائز اهمیت است. زمانی که پلی استر به سهم ۶۵ درصدی در بازار الیاف مصنوعی دست یافت، رکورد بیشترین الیاف مصنوعی تولید شده از الیاف پلی آمید را تا سال ۱۹۷۲ بدست آورد. این موفقیتِ حاصل شده برای پلی استر، به خاطر داشتن ویژگی هایی نظیر تطابق داشتن و قابل استفاده بودن در بخش های کاربردی مختلف و متنوع، و نیز پایین بودنِ نسبی سطح مواد خام اولیه ی مورد نیاز و هزینه های تولید بوده است.
الیاف پلی آمید
این گروه از الیاف عملاً درِ بازارِ پارچه و منسوجات را به سوی الیافی گشود که هیچ گونه ارتباطی با جهانِ طبیعت نداشتند. تولید این الیاف توسط حدود ۳۰۰ کارخانه و با مقادیری در حدود ۹/۳ میلیون تُن (سال ۲۰۰۳) در سرتاسر جهان انجام گرفت، این تولیدات به حدود ۶۰ درصد پلی آمیدِ نوعِ ۶ و ۴۰ درصد پلی آمیدِ نوع ۶.۶ تقسیم می شود؛ این الیاف به طور عمده از ترکیب نخ های درهم تنیده ی پیوسته (۸۵%)، در ازای ۱۵% الیاف کوتاه تشکیل می شوند. کشورهای اصلیِ تولیدکننده ی این الیاف، همچنان اروپا و ایالات متحده آمریکا محسوب می شوند (۴۵% از بازار جهانی).
الیاف اکریلیک
تولید این دسته از الیاف در حدود ۶/۲ میلیون تُن (سال ۲۰۰۳) تخمین زده شده است و اروپای غربی منطقه ای است که تا امروز بالاترین سطح تولید این الیاف را داشته است (۳۰%).
استفاده ی عمده و اصلی این الیاف در بخش های مربوط به پارچه های پشمیِ سنتی است و در عمل، تنها در قالب الیاف ناپیوسته و گسسته یا الیاف اصلی در حال تولید می باشد.
الیاف اکریلیکی، افزایش تولیدِ بسیار اندک و ناچیزی را نشان می دهند و در نتیجه سهم این الیاف در بازار الیاف مصنوعی، از ۲۰% در سال ۱۹۷۰ به ۹% در سال ۲۰۰۲ افت پیدا کرده است.
الیاف پلی پروپیلن
این الیاف آخرین نسل الیاف مصنوعی هستند و با توجه به این که در بخش های دیگری نیز کاربرد دارند (به عنوان مثال در صنعت پلاستیک سازی)، اهمیت آن همیشه فقط در بخش نساجی دیده نشده است. در واقع حتی با نادیده انگاشتن چنین بخش هایی، تولیدِ انجام شده صرفاً برای مصارف نساجی (کفپوش سازی، پوشاک، مصارف فنی)، می تواند حدود ۳ میلیون تُن تخمین زده شود و این نشان دهنده ی نرخ رشد پایدار است. شاخص ترین تولیدکنندگان این الیاف، اروپا و ایالات متحده آمریکا هستند.
سایر الیاف مصنوعی
در میان گروه الیاف با سطح تکنولوژی بالای عملکرد، الیاف الاستان (اسپَندِکس) به سبب داشتن ویژگی های منحصر به فردی نظیر قابلیت ارتجاعی و خاصیت کشسانی، برجسته و شاخص می باشند: مصرف آن در سال ۲۰۰۱ در حدود ۱۶۰۰۰۰ تن تخمین زده شده است.
الیاف آرامید به خاطرِ داشتنِ ویژگی های مکانیکی و نسوز بودن (غیر قابل اشتعال بودن)، قابل تحسین هستند (مصرف تخمین زده شده در سال ۲۰۰۱: ۳۳۰۰۰ تن)؛ همچنین برای استفاده های فنی پیچیده، از الیاف کربنی در مواد ترکیبی نیز استفاده می شود (مصرفِ تخمین زده شده در سال ۲۰۰۱: ۱۳۰۰۰ تن).
الاستان به طور عمده در کشورهای کره و تایوان تولید می شود (سایر تولیدکنندگان: ایالات متحده آمریکا، ژاپن، آلمان)؛ الیاف آرامید و کربن نیز غالباً در آمریکا و ژاپن تولید می گردند.
طبقه بندی الیاف مصنوعی
خصوصیات و کاربردهای الیاف مصنوعی
نوع | ویژگی | مصارف عمده |
استات |
|
|
آکریلیک |
|
|
آرامید |
|
|
الیافدو جزئی (بای کامپوننت) |
|
|
لیوسل |
|
|
ملامین |
|
|
مدآکریلیک |
|
|
نایلون |
|
|
اولفین |
|
|
پلی استر |
|
|
PBI |
|
|
ریون |
|
|
اسپندکس |
|
|
الیاف طبیعی
الیاف طبیعی میتوانند از فراوردههای جانورانی مانند گوسفند، بز، خرگوش، کرمابریشم یا از گیاهانی مانند پنبه، کتان، کنف، سیزال و یا از موادمعدنی مانند آزبست بهدستآیند. الیاف گیاهی میتوانند از بذر بهدستآیند مانند پنبه؛ از ساقه بهدستآیند مانند کتان، کنف و جوت یا از برگ بهدستآیند مانند سیزال. بدون استثناء تمامی الیاف طبیعی ابتدا نیاز به یک پاککردن یا شستشوی اساسی دارند.
کاربرد بیوتکنولوژی (زیست فناوری) در صنعت نساجی
کاربرد بیوتکنولوژی در مهندسی نساجی، از حدود ۱۰۰ سال پیش، با بهکارگیری آنزیمهای آمیلاز استخراج شده از مالت برای زدودن آهارهای نشاستهای آغاز شد. امروزه با پیشرفت بیوتکنولوژی، راه حلهای کم هزینه و مؤثر فزایندهای در فرایندهای نساجی به وجود آمدهاست. با پیشرفتهای صنعت نساجی، کاهش هزینه در تولید انبوه ضروری به نظر میرسد. بیوتکنولوژی میتواند در هر مرحله از تولید و فرایندهای تکمیلی آن، از مواد اولیه الیاف تا مرحله تصفیه پساب، باعث صرفه جویی در هزینهها شود. این فناوری، علاوه بر کاهش هزینه، با کاهش مضرات زیستمحیطی ناشی از شویندهها و مواد شیمیایی، منجر به ایجاد صنعت دوست دار محیط زیست میگردد. از طریق بیوتکنولوژی و استفاده از مواد جایگزین با آثار جانبی کمتر به جای مواد شیمیایی رایج در صنعت نساجی، نه تنها مشکل آلودگی زیستمحیطی حل میشود، بلکه کیفیت و پایداری عملیات نیز بهتر میگردد. البته کاربردهای عملی امروزی بیشتر شامل بهکارگیری آنزیمها به ویژه آمیلازها در آهارگیری، سلولازها در زیستپرداخت کالاهای سلولزی و سنگشویی کالاهای جین، پروتئازها در فرآوری پشم و ابریشم و بالاخره آنزیمها در شویندهها میباشد. دورنمای استفاده از بیوتکنولوژی در سایر زمینهها نیز مورد توجه پژوهشگران بوده و در حال پیشرفت است.