حلول تقنية مبتكرة لتطوير الأقمشة المنسوجة المُعزّزة للتطبيقات المعقدة خفيفة الوزن

نوع المستند : Original Article

المؤلف

أستاذ تكنولوجيا النسيج المساعد بقسم المنسوجات بكلية الفنون التطبيقية جامعة حلوان القاهرة (مصر)

المستخلص

تتميز الصناعات النسجية المُختلفة بالرغم من تطورها التقنى اللامحدود بالمرونة، مقارنتاً بالعديد من الصناعات الأخرى، حيث يتم تصنيع مواد ليفية بخصائص فيزيائية متنوعة وعلى نطاق واسع يؤهلها للمشاركة بقوة في التطبيقات التقنية المتعددة، وهذا ما ساهمت فيه الأجيال المتتابعة من الألياف  التركيبية، فالجيل الأول (الذى يمثل الألياف الصناعية التقليدية) والجيل الثانى (يُمثل الألياف   ذات معاملات الصلابة والمتانة العالية الأداءِ، والمقاومة الحرارية والكيميائية العالية) قد أحلا محل خامات أخرى في أكثر من أثنى عشر فرعاً من التطبيقات المتنوعة من ضمنها مجالات مثل التغليف، النقل، الصناعة، الإنشاءات، الطب، الزراعة، التربة، الحماية، البيئة، ... الخ.  ببداية العقد الأول من القرن الحادى والعشرين ظهر الجيل الثالث من الألياف الصناعية، والذى أُطلق عليه الألياف   ذات الوظائف العالية أو الألياف   الذكية وذلك لما لها من بعض الخصائص الخاصة بها، كقدرتها على منع إنتقال المواد المختلفة والبكتريا، الإحتفاظ بالدفئ والتبادل الأيونى، إضافة إلى قابلية الألياف للتحلل الحيوى.
من كل ما سبق تبلورت فكرة البحث التي تتلخص في الإستفادة القصوى من خصائص خيوط السداء واللحمات الفيزيائية، وذلك من خلال عدم تعاشقهم معاً، استبدال ذلك بالتماس بينهم فقط في نقاط التعاشق التقليدية، مما لا يدع اى مجال للاحتكاك الداخلى بينهم. بذلك تهدف الورقة البحثية الى بناء منتج نسجى يتميز بالمتانة العالية المتساوية القيمة في الاتجاهين النسجيين، ثبات الأبعاد التماسك، إضافة إلى معدل جيد من المسامية يسمح بالمعالجة بالراتنجات سواء كانت طبيعية أو صناعية وتغلغلها داخل التركيب البنائى النسجى. وتم تحديد مشكلة البحث في التخلص من التقاطعات النسجية (التعاشقات) بين خيوط السداء واللحمات بما يسمح بالتغلغل الكامل للراتنجات بين الشعيرات، بالإضافة لتحقيق اعلى معدلات قوى الشد في الانسجة قبل المعالجة. 
وتلخص الإسلوب التنفيذي في استخدام خيوط رئيسية للسداء واللحمات مستمرة ومتضخمة، سميكة نسبياً في حدود نمرة دنير 2000، مع استخدام خيوط سداء ولحمات مساعدة عالية المتانة، رفيعة نسبياً في حدود نمرة دنير 300، وظيفتها الرئيسية التعاشق فيما بينها بإستخدام التركيب البنائى النسجى السادة 1/1، بهدف المحافظة على استقامة خيوط السداء واللحمات الرئيسية، إضافة الى تحقيق التماسك المطلوب للتركيب البنائى الكلى بما يضمن جودة المعالجة لاحقاً. علاوة على ذلك تم تحقيق المسامية للأقمشة المنسوجة بإستخدام إجرائيين في التشغيل غاية في الأهمية، وهما تحقيق الثقيب في الاتجاه الطولى وذلك من خلال مرحلة اللقى وذلك بلقى خيوط السداء الرئيسية في أبواب المشط الفردية (على سبيل المثال)، بينما يتم لقى الخيوط المساعدة في أبواب المشط الزوجية، وهكذا.  تحقيق الثقيب في الاتجاه العرضى بين اللحمات وذلك من خلال نسج ما يشبه تأثير القلم النسجى على أبعاد منتظمة بإستخدام التركيب النسجى الشبيكة الحقيقية من الخيوط المساعدة، فيساعد التفاف خيطى الشبيكة المنزلقين حول بعضهما البعض، أو حول خيوط سداء ثابتة وبمشاركة اللحمة المساعدة في تكوين مسافة فارغة بين اللحمات الاساسية المتتالية، بما يساعد في تكوين مسام عرضية، إضافة الى الطولية (خاصية المسامية).
من خلال دراسة عينات البحث، تم استنتاج أن خواص الشد للأنسجة بدون التعاشق بين خيوط السداء واللحمات حققت معدلات أعلى ومتساوية في قوة الشد في إتجاهى السداء واللحمة من العينات المناظرة لها بإستخدام التركيبات النسجية القياسية بالتركيبات النسجية الأساسية، بينما حققت معدلات أقل ولكن متساوية أيضا في الإستطالة في اتجاهى السداء واللحمات.

1-     Magdi El Messiry. (2017). Natural Fiber Textile Composite Engineering. Apple Academic Press, Inc., Florida, USA.
2-     Prashansa Sharma. (2022).  Fundamentals of Nano-Textile Science.  Apple Academic Press, Inc., Florida, USA.
3-     Mihai Ciocoiu. (2018).  Materials Behavior: Research Methodology and Mathematical Models .  Apple Academic Press, Inc., Florida, USA.
4-     Raheel Mastura. (1996). Modern Textile Characterization Methods (International Fiber Science and Technology).   CRC Pub.,  Boca Raton, FL, USA .                            
5-     Subhash C. Anand, J F Kennedy, et al. (2005).  Medical Textiles and Biomaterials for Healthcare.  Woodhead Publishing Limited,  Cambridge, UK.
Said Badawi. (2023). Geometrical and Mathematical Analysis of the Elongation of Woven Fabric Structures. International Design Journal, May 2023, Volume 13, Issue 3, Pages 411-422.