استفاده از الیاف زیستی با خواص بهبود یافته در پوشاک

ترجمه: آزاده موحد

به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، به منظور افزایش پایایی مواد اولیه مورد استفاده در پوشاک، پلی استر در حال جایگزین شدن با پلی لاکتیک اسید است. پلی لاکتیک اسید زیست تجزیه پذیر و قابل تبدیل به کامپوست بوده و از منابع تجدیدپذیر به دست می آید. این ماده همچنین برای تولید الیاف به روش ذوب ریسی مناسب است. 

با توجه به ساختار شیمیایی این ماده می توان دریافت که تنفس پذیری، آب دوستی و مقاومت در برابر اشعه فرابنفش در آن از پلی استر بهتر بوده ضمن این که میزان اشتعال پذیری و تولید دود و همچنین دانسیته آن از پلی استر کمتر است. 

محدودیت های فعلی برای استفاده از گریدهای تجاری پلی لاکتیک اسید در منسوجات به رفتار مکانیکی، حرارتی و هیدرولیتیک آن مربوط می شود. هدف پروژه FIBFAB بهبود رفتار پلی لاکتیک اسید برای استفاده از آن در پوشاک است. این کار از طریق یک ترکیب زیستی جدید که خواص ایده آل را در پلی لاکتیک اسید ایجاد می کند و آن را برای استفاده در تولید صنعتی الیاف مناسب می سازد، ممکن می شود.

فیبفاب یک پروژه 33 ماهه است که بودجه آن توسط برنامه آزمایشی Horizon 2020 Fast Track to Innovation اتحادیه اروپا تامین و هماهنگی های آن هم توسط موسسه فناوری های مربوط به پلاستیک(AIMPLAS) واقع در استان والنسیای اسپانیا انجام می شود.

در حال حاضر با همراهی سایر اعضای این ائتلاف یعنی کمپانی های سینتکس بل، یونسا و سینتکس کل زنجیره ارزش نساجی از تولید الیاف گرفته تا تولید محصول پوشش داده شده و در نتیجه ظرفیت تولید صنعتی الیاف پلی لاکتیک اسید برای تولید پوشاک تضمین می شود.

هدف پروژه فیبفاب صنعتی سازی تولید پارچه های زیست تجزیه پذیر و پایا بر پایه پلی لاکتیک اسید(ترکیبات پشم/پلی لاکتیک اسید و پنبه/پلی لاکتیک اسید) برای استفاده در لباس های اسپرت و غیررسمی، لباس های کار و لباس های محافظ و غلبه بر محدودیت های فعلی الیاف پلی لاکتیک اسید به عنوان جایگزینی برای پارچه های موجود است.

مزایای پروژه فوق عبارتند از:

*تولید محصول نهایی که صد در صد زیست تجزیه پذیر و بر پایه مواد اولیه زیستی بوده و در عین حال دارای خصوصیات مکانیکی مورد نیاز در پوشاک باشد؛

* معرفی نخ ها و پارچه های تولید شده از الیاف پلی لاکتیک اسید، پنبه و پشم در بازار؛

* افزایش مقاومت پایین الیاف پلی لاکتیک اسید در برابر حرارت به طوری که با استانداردهای شستشوی لباس در دمای c°90 مطابقت داشته باشد؛

* تولید مواد اولیه ای که برای به دست آوردن الیاف ظریف و همچنین ایجاد خواص مکانیکی مورد نیاز در فرایند ریسندگی(کنترل اصطکاک در ریسندگی رینگ) الیاف ترکیبی پلی لاکتیک اسید در سرعت های بالا مناسب باشد؛

* کاهش وابستگی به کشورهای آسیایی به ویژه تامین کنندگان پلی استر و افزایش رقابت پذیری صنایع نساجی با ایجاد مفهوم جدیدی از پوشاک که پاسخگوی نیازهای مشتریان دوستدار محیط زیست باشد؛

* استفاده از مواد اولیه بازیافتی، قابل بازیافت و پایا در منسوجات.

پروژه فیبفاب در سپتامبر سال 2019 به پایان رسیده است. در ماه های آخر تمرکز پروژه بر روی بهبود خواص ترکیبات جدید برای استفاده از آن ها در پوشاک بوده است.

مهم ترین چالش این پروژه مناسب بودن ماده اولیه برای انجام فرایندهای ذوب ریسی بر روی آن و افزایش مقیاس فرایندهای تجاری به منظور به دست آوردن ظرافت مورد نظر در الیاف و تضمین انجام فرایندهای بعدی برای ریسندگی نخ و تولید پارچه می باشد.

نتایج به دست آمده از این پروژه نشان می دهد که می توان الیاف استیپل پلی لاکتیک اسید با خواص بهبود یافته را بر روی خط صنعتی تولید الیاف استیپل، تولید کرد. به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، این الیاف از نظر خواص مکانیکی، جمع شدگی، تیتر و تجعد دارای شرایط مناسب هستند. در حال حاضر بررسی ها بر روی این الیاف برای امکان ریسندگی آن ها در صورت ترکیب با پشم و پنبه در حال انجام است.

موسسه فناوری های مربوط به پلاستیک در اسپانیا اصلی ترین سازمان مسوول تولید ترکیبات جدید که شامل ترکیبی از الیاف پلی لاکتیک تجاری مختلف و مواد افزودنی نظیر مواد کمکی برای انجام فرایند و تثبیت کننده های هیدرولیتیک می باشد، است.

برای به دست آوردن گلوله های بر پایه پلی لاکتیک اسید با خواص بهبود یافته از یک اکسترودر دو مارپیچ استفاده می شود(شکل 1).

شکل یک . اکسترودر دو مارپیچی مورد استفاده (چپ) و ترکیب به دست آمده در پروژه فیبفاب

ترکیبات به دست آمده بر اساس نتایج تعریف می شوند. اهداف تعیین شده نیز با توجه به ویسکوزیته، مقاومت حرارتی، بلورینگی، رفتار هیدرولیتیک، خواص مکانیکی و جمع شدگی(در c°100( و همچنین امکان انجام فرایند و تولید الیافی با نمره کمتر از 3 دسی تکس حاصل می شود.

در رابطه با تثبیت هیدرولیتیک، خواص مکانیکی ماده اولیه تولید شده پس از انجام چندین بار شستشو و خشک کردن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نیز در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل2-تثبیت هیدرولیتیک

بر اساس این نتایج یک فرمولاسیون مناسب به دست آمده و خواص ماده اولیه ای که از آن در لباس استفاده شده بود، پس از چندین روز شستشو و خشک کردن ثابت باقی مانده است. این ترکیب به عنوان ترکیب منتخب برای تولید الیاف و پارچه انتخاب شده است. 

در جدول 1 بعضی از انواع پلی لاکتیک اسیدهای تجاری و ترکیبات منتخب پروژه فیبفاب از نظر خصوصیات اصلی مورد مطالعه قرار گرفته است. 

1. چرخه های شستشو و خشک شدن

از آن جایی که تمامی نتایج مربوط به ویژگی های ترکیب منتخب فیبفاب مثبت بود، الیاف، نخ و محصولات نهایی نظیر تی شرت از ماده اولیه جدید تهیه شد.

شکل3-نمونه های به دست آمده در مراحل مختلف پروژه فیبفاب

در پروژه فیبفاب همچنین به قوانین و مقررات اروپایی در رابطه با استفاده از مواد اولیه پایا در منسوجات توجه شده است. در کشورهایی نظیر فرانسه مطالعاتی بر روی بازار محصولات زیستی انجام شده که منجر به درک بهتر از شرایط و تسهیل انتخاب این محصولات می شود.

پروژه فیبفاب در هنگام تولید محصولات جدید شاخص خرید عمومی سبز(GPP) اتحادیه اروپا را به کار گرفته است. این شاخص برای ایجاد توازن بین عملکرد زیست محیطی، ملاحظات مربوط به هزینه، دسترسی در بازار و سهولت تایید ایجاد شده و برطرف کننده نیازهای موجود برای داشتن خریدی سبز در میان مصرف کنندگان است.

اقدامات نهایی

در ماه های آخر تمرکز این پروژه بیشتر بر روی افزایش مقیاس صنعتی تولید پارچه های جدید بوده است. برای مشاهده نظرات بازدیدکنندگان غرفه ها، تی شرت های تهیه شده از ماده اولیه جدید در نمایشگاه بین آن ها توزیع شد.