عنوان اختراع، "فناوري بافت منسوجات شيشه اي جهت تقويت كنندگي مواد مركب (بافت هاي تافته، سرژه ساتين)" مي باشد. در اين طرح با استفاده از دستگاه بافندگي ايور كه داراي سيستم رپيري و مكانيزم پودگذاري دابي است، پارچه هاي تاري پودي از جنس الياف شيشه، در سه نوع طرح مختلف تافته و سرژه و ساتين، علي رغم شكنندگي و مقاومت خمشي پايين اين الياف، بافته شده است.اين منسوجات به علت سبكي و استحكام و مدول الاسيسيته بالايي كه دارند و همچنين قيمت پايينشان در صنايع مختلف به عنوان تقويت كننده مواد مركب بسيار كاربرد دارند.

1. خلاصه هدف از اين پروژه طراحي وساخت مكانيزمي با قابليت توليد بافت لنو است كه در حين ساد‏گي، براي انواع نخ‏ها امكان توليد را فراهم نمايد. اين مكانيزم از دو ورد با شيار و ميل‏ميلك خاص تشكيل مي‏شود، كه مي‏تواند به راحتي بر روي انواع ماشين‏هاي بافندگي تاري پودي نصب شده و از آن جهت توليد بافت لنو با انواع نخ‏ها استفاده كرد. امروزه ساختار محكم و با ثبات پارچه لنو سبب شده تا در بسياري از مصارف از جلمه به عنوان تقويت كننده در كامپوزيت‏ها مورد استفاده قرار گيرد. روش هاي سنتي براي توليد اين نوع پارچه بسيار پيچيده است و در نوع نخ مصرفي محدوديت دارند و ماشين آلات جديد كه اين نوع پارچه را توليد مي‏كنند بسيار گران و پيچيده مي‏. به همين دليل تاكنون اين ماشين‏ تا به امروز وارد بازار ايران نشده است. مكانيزم حاضر بسيار ساده بوده و با كمترين هزينه مي‏توان براحتي بر روي انواع ماشين‏هاي بافندگي تاري پودي موجود نصب گردد و پارچه لنو را با انواع نخ‏ها توليد كند. 2.\tزمينه فني اختراع مربوط: اين اختراع در زمينه نساجي و مرتبط با بافندگي پارچه‏هاي تاري-پودي مي‏باشد. 3.\tمشكل فني و بيان اهداف اختراع: \tامروزه استفاده از منسوجات صنعتي به‏طور چشمگيري روبه افزايش است. نيازهاي جديد سبب توليد محصولات جديد و متنوع مي‏شود. استفاده متنوع و بالا از ژئوگريدها و كامپوزيت‏ها در بخش‏هاي مختلف صنعت منجربه افزايش تقاضا جهت توليد پارچه‏هاي خاص و با قابليت بالا مي‏شود و اين اهميت ويژه‏اي به اين پارچه‏ها مي‏دهد. پارچه لنو به‏عنوان زيرمجموعه‏اي از پارچه‏هاي تاري پودي به دليل ثبات ابعادي بالا و در عين حال تراكم پايين، در ژئوگريدها و برخي از كامپوزيت‏ها مورد توجه قرار مي‏گيرد. امروزه پارچه لنو به دو روش سنتي كه براي بافت پارچه از ميل‏ميلك‏هاي خاصي استفاده مي‏شود و روش مدرن كه در آن از ماشين‏هاي بافندگي مدرن استفاده مي‏شود توليد مي‏گردد. توليد پارچه لنو با روش سنتي پيچيدگي‏هاي فراواني دارد و هنگام توليد تنش‏هاي مختلفي به نخ وارد مي‏شود. پيچيدگي و دشواري‏هاي فرآيند توليد، اصطحلاك بالا و محدوديت در نخ مصرفي از مشكلات عمده اين روش است. استفاده از پارچه شيشه‏اي يكي از پر مصرف‏ترين تقويت كننده‏ها در كامپوزيت‏ها محسوب مي‏شود. نخ شيشه را (بدليل شكنندگي) نمي‏توان در اين روش، به پارچه لنو تبديل كرد. ماشين هاي مدرني كه براي توليد پارچه لنو استفاده مي‏شود پيچيدگي‏هاي روش سنتي را ندارد و قابليت توليد پارچه با سرعت بالا را دارند، اما در عوض اين ماشين ها بسيار گران بوده و فقط براي بافت پارچه لنو استفاده مي‏شود و كاربرد ديگري ندارند، همچنين دانش فني ساخت اين محصول در دست تعداد محدودي از كشورهاي توليد كننده مي‏باشد. در اين اختراع سعي گرديده است تا مكانيزمي طراحي شود كه در حين سادگي بتوان آن را بر روي انواع ماشين هاي بافندگي موجود نصب كرد. استفاده از اين مكانيزم هزينه بسيار كمتري در مقايسه با روش‏هاي ديگر به همراه دارد. همچنين در كمترين زمان ممكن بر روي ماشين بافندگي نصب مي‏شود. 4.\tشرح وضعيت دانش پيشين و سابقه اختراع بافت لنو يا بافت گاز ازجمله پارچه¬هايي است كه برروي ماشين¬هاي بافندگي تاري-پودي بافته مي‌شود. اين طرح بافت از به هم تابيدن دو نخ تار در فواصل پودي به وجود مي¬آيد[1]. در بافت لنو نقاط درگيري بين نخ¬هاي تار و پود باعث مقاومت پارچه در برابر لغزش و جابجايي نخ¬هاي تار و پود مي¬گردد و ثبات ابعادي آن را افزايش مي‏دهد[1]. ساختار سبك و درعين حال ثبات ابعادي بالا اين نوع بافت اجازه مي‏دهد تا ميزان تراكم را به مقدار دلخواه و با توجه به مصرف نهايي كاهش داد كه اين موضوع (كاهش تراكم) در منسوجات تابستاني و فانتزي و مهم¬تر از آن¬ها در منسوجات صنعتي مورد نياز است. اين بافت قوي، متعادل و نرم كه توانايي عبور دادن نور و هوا از خود را دارد، به دليل ساختار خاص و ويژگي¬هاي ذكر شده، در گذشته مصارف متفاوتي از جمله پرده هاي توري (به منظور جلوگيري از تغيير مكان تار و پود)، پيراهن تابستاني، لايه زيري كفپوش¬ها، منسوجات فانتزي، منسوجات پزشكي (گاز پانسمان) و ... داشته است؛ اما امروزه علاوه بر موارد فوق، به عنوان تقويت كننده در كامپوزيت¬ها و ژئوگريدها به صورت روزافزون استفاده مي¬شود. همچنين يكي از مصارف ويژه طرح گاز، استفاده از آن براي بافت كناره پارچه‎هايي است كه بر روي ماشين بافندگي بي¬ماكو و با كناره \\"ريشه اي\\" بافته مي‏شوند ]1،2[. بافت لنو به دو دسته تقسيم مي‏شود، نوع اول full leno كه در ان هر دو نخ تار كه كنار هم قرار گرفته‏اند به دور هم تابيده مي‏شوند . در نوع دوم كه به آن half leno گفته مي‏شود فقط يكي از نخ‏ها به دور نخ زوج خود تابيده مي‏شود. اولين مكانيزم استفاده شده براي توليد بافت لنو به صورت صنعتي،مكانيزم بافت لنو با استفاده از ميل‏ميلك‏هاي استاندارد بود. در بافت لنو با استفاده از ميل‏ميلك استاندارد به دليل به-كارگيري وردهاي مخصوص همراه با ميل‏ميلك‎هاي خاص، تنظيم وردها، نخ‏كشي و برطرف كردن نخ‏پارگي بسيار وقت‏گير است. در اين سيستم، نخ‏هاي تار و همينطور ميل‏ميلك‏ها تحت كشش زيادي هستند كه نمي‏توان از حداكثر كارايي ماشين‏هاي بافندگي مدرن بهره برد و بالطبع قيمت پارچه‏هاي توليدي نيز افزايش مي‏يابد ]1[. بدليل مشكلات ذكر شده، در مكانيزم‏هاي جديد حذف وردهاي پيچيده و بهره‏گيري از حداكثر كارايي ماشين بافندگي مورد توجه قرار گرفت. براي مثال كمپاني سالتكس مكانيزم power leno و همچنين كمپاني دورنير مكانيزمي با نام easy leno معرفي كردند[3]. مكانيزم‏هاي جديد ارائه شده در انحصار چند شركت بوده و قيمت بالايي دارند به همين دليل مكانيزمي طراحي و ساخته شد كه بتوان به سهولت بر روي ماشين بافندگي نصب كرد و علاوه بر توليد بافت لنو در عرض¬هاي مختلف، بتوان قابليت اصلي دستگاه را نيز حفظ كرد[5و4]. مراجع [1]\tFrontczak I., Wnuk J., ‘Tkactwo’, ed. WSiP, Warszawa, 1993. [2]\tKossowski Z., Kopias K., ‘Drive for guide needle bars of a weaving loom (in Po-lish)’, Patent Application P-368432, 2004. [3]\tPowerLeno Catalogue, Sultex Company.. [4]\tف. اللهياري، م. صفري، \\" ---- \\"، پروژه كارشناسي، دانشكده مهندسي نساجي، دانشگاه صنعتي اميركبير، پاييز 91 [5]\tف. اللهياري، م. صفري، م. س. سراياني بافقي، ه. دبيريان، ع. ا. ا. جدي، \\"طراحي و ساخت مكانيزم بافت لنو قابل نصب بروي ماشين‏هاي بافندگي تاري و پودي\\"، نهمين كنفرانس ملي مهندسي نساجي ايران، ارديبهشت93. 5.\tمزاياي اختراع مزيت اصلي اين اختراع را مي¬توان به طور خلاصه در موارد زير خلاصه نمود: \tامكان نصب بر روي انواع ماشين هاي بافندگي تاري پودي \tانعطاف پذيري و امكان بافت انواع نخ ها \tهزينه پايين ان نسبت به روش هاي موجود \tنصب و راه اندازي ساده و سريع \tامكان بافت پارچه لنو و ديگر پارچه هاي تاري پودي

مواد مركب ساختارهايي هستند كه به طور كلي از مواد مجزايي ساخته شده اند كه هر كدام داراي خواص مكانيكي متفاوتي هستند كه طي يك فرآيند، به يك ساختار مركب تبديل مي شود. نمونه هاي فراواني از مواد مركب اعم از طبيعي و مصنوعي در محيط اطراف ما وجود دارد. از بدن انسان گرفته تا ساختمانها، هواپيماها وغيره... يك ماده مركب، تركيبي از دو يا چند ماده مختلف است، به طوري كه مواد متشكله هويتشان را در مواد مركب حفظ مي كنند، اما تركيب آنها خواص و ويژگي هايي به ساختار مي دهد كه نسبت به خواص و ويژگي هاي هر جزء متفاوت است. مواد مركب به طور كلي از دو جزء تشكيل شده است، جزء نگهدارنده يا ماتريس و جزء تقويت كننده، جزء نگهدارنده موادي هستند كه جزء تقويت كننده را احاطه كرده و آن را در بر مي گيرد و جزء تقويت كننده موادي هستند كه به صورت الياف يا پارچه مي باشند كه خواص مواد مركب را بهبود بخشيده و باعث استحكام و سختي آن مي شوند. پارچه هاي دو بعدي داراي ويژگي هاي زيادي از قبيل پوشش، انعطاف پذيري، عايق حرارتي و استحكام هستند ولي كاربرد آنها به عنوان جزء تقويت كننده مواد مركب جهت استفاده در برخي كاربرد هاي حساس و خطرناك مانند، بدنه هواپيما و خودرو به دليل كم بودن خواص مكانيكي آنها در امتداد ضخامت، در مقايسه با فلزات از قبيل آلومينيوم و فولاد محدود شده است. اين ساختارها به دليل نداشتن استحكام در جهت بعد سوم خواص خارج از صفحه اي كمتري دارند و استحكام آنها در مقابل لايه لايه شدن كم است. پارچه هاي سه بعدي ساختارهايي هستند كه از سه دسته نخ عمود بر هم تشكيل شده اند، به گونه اي كه نخ هاي تشكيل دهنده در سه جهت طول، عرض و ضخامت قرار گرفته اند. توليد پارچه هاي سه بعدي به وسيله روش هاي گوناگوني از قبيل تاري- پودي، حلقوي قيطان بافي و بي بافت، اتصال و دوخت امكان پذير مي باشد. اين دستگاه قادر است با استفاده از روش بافندگي تاري- پودي پارچه هاي سه بعدي متعامدي توليد كند كه داراي ساختاري فاقد از فر و موج هستند كه مناسبترين گزينه براي كاربرد در مواد مركب يا كامپوزيت ها مي باشند.

با توجه به پيشرفت‌هاي چشم‌گير در استفاده از كامپوزيت‌هايي با عضو تقويت‌كننده منسوج، مطالعات زيادي در خصوص رفتار مكانيكي منسوجات انجام گرفته است. يكي از ويژگي‌هاي اغلب منسوجات، خاصيت ارتوتروپيك بودن (ناهمسانگرد متعامد) آنهاست كه در هنگام لايه‌گذاري، آنها را در زواياي مختلف به كار مي‌گيرند تا به خواص مورد نياز دست پيدا كنند. دستيابي به پارچه‌اي با ويژگي‌هاي نزديك به مواد همسانگرد، همواره توجه پژوهشگران را به خود جلب نموده است. پارچه‌اي تحت عنوان پارچه‌هاي قطبي با خاصيت تقارن مركزي معرفي مي‌شود كه خواص اين پارچه‌ها نسبت به مركزشان يكسان مي‌باشد. توليد پارچه‌اي كه متشكل از دو دسته نخ، يكي به صورت محيطي حول يك مركز و ديگري به صورت شعاعي است، مي‌تواند تا حدودي اين خواسته را برآورده نمايد. در اين نوع پارچه، نخ‌هاي محيطي نيز با توجه به اصول بافندگي تاري‌پودي از زير و روي نخ‌هاي شعاعي عبور كرده و بافت‌رفتگي لازم را به وجود مي‌آورد. در اين صورت اين پارچه توليدي در تمام جهات حول مركز خود مي‌تواند خواص مكانيكي يكساني داشته باشد. ماشين‌هاي مرسوم بافندگي، پارچه‌هايي با ويژگي ارتوتروپيك توليد مي‌كنند. با توجه به اهميت و ارزش پارچه‌هاي قطبي جهت استفاده در كاربردهاي خاص، توليد آنها از اهميت ويژه‌اي برخوردار است و نياز به ارائه يك ماشين بافندگي خاص جهت توليد اين‌گونه پارچه‌ها مي‌باشد. بنا به تحقيقات انجام گرفته شده، مكانيزمي جهت توليد اين نوع پارچه‌ها وجود ندارد لذا در اين اختراع به طراحي و ساخت ماشين بافندگي منحصر به فردي جهت توليد پارچه‌هاي قطبي پرداخته شده است و با ارائه طرحي نوآورانه، اين ماشين ساخته شد. كلمات كليدي: ماشين بافندگي، پارچه قطبي، پارچه با خاصيت تقارن مركزي، نخ شعاعي، نخ محيطي.

خلاصه اختراع: يه هدف از اين اختراع پيشنهاد دادن منسوجات پوش داده شده با نانو ذرات فلزي اكسيد فلزي از طريق پلاسماي سرد (اسپاترينگ)و ارائه جايگزيني مناسب براي روشهاي شيميايي رايج در توليد پارچه هاي پيشرفته مي باشد كه دران بتوانيم علاوه بر توليد پارچه اي با خصوصيات مورد نظر نه تنها به ديگر پارامترهاي منسوج آسيبي وارد نكنيم آنها را تقويت هم نماييم در ضمن اين روش علاوه بر ايجاد نتايج بهتر نسبت به روشهاي مشابه شيميايي خود به علت عدم استفاده از مواد شيميايي آلوده كننده ي محيط زيست نيز نمي باشد همچنين مي توان با يك فرايند تكميل چند ويژگي خاص را در منسوج ايجاد كرد. در اين اختراع پارچه هايي از جنس پنبه پلي استر و پلي بورتان را با ساختارهاي بافت مختلف توسط دستگاه magnetron dc sputtering در محيط پلاسما با نانو ذرات فلز نقره در زمانهاي (ضخامت هاي )مختلف پوشش دهي كرديم كه پارچه هاي بدست آمده همزمان داراي خواص ضد باكتري و ضد آبي بسيار قوي رساناي و مقاوم در برابر حرارت مي باشند در حاليكه خواص ظاهري زيبايي پارچه مقاومت سايشي و استحكام آن تقويت شده و به خواص زيردست خمش و تنفس پذيري پارچه آسيبي محسوسي وارد نشده است. پارچه هاي توليدي به منظور بررسي استحكام چسبندگي نانو ذرات به منسوج تحت فرايند همزمان و مكرر شست وشو و سايش قرار گرفت كه نتايج بدست آمده از آناليز تصاويرsem وedx نمونه ها و همچنين تست هاي ضد باكتري حكايت از قدرت چسبندگي فوق العاده ي نانو ذرات به منسوج مي دهد. نتايج تست هاي ضد باكتري انجام شده بروي نمونهاي اوليه پوشش دهي شده و نمونه هايي كه سيكل هاي مكرر شست و شو وسايش در آن انجام شده حكايت از انتي باكتري بودن مطلق نمونه در تمام مراحل مي دهد.تست هاي ضد آبي و رسانايي انجام شده نتايج بسيار قابل قبولي از خود نشان مي دهد.بررسي ها ثابت مي كنند افزايش زمان پوشش دهي منجر به افزايش پايدار و كيفيت ويزگي هاي انجام شده مي شود.نانو لايه پوشش شده را با ابزا اناليز نانو ذرات همچون xrd.edx.sem مورد اناليز قرار داديم. از كاربرد هاي محصول بدست امده مي توان به مواردي همچون پوشاك لباس هاي (صنعتي پزشكي نظامي محافظتي و.....) لباس هاي شنا غواصي و امدادي چادر هاي نظامي و امدادي پوشش هاي محافظتي پوشش تجهيزات رسانا و نيمه رسانا( پر كاربرد در صنعت الكترونيك نيمه هادي و منسوجات هوشمند) وديگر آيتم ها اشاره كرد.

در اين پژوهش رفتار پارچه حلقوي پودي ساده تحت كشش هاي تك محوري مورد بررسي قرار گرفته است براي اين منظور به كمك روش انرژي و قضيه كاستيليانو catigliao's theorem مدلي جهت تخمين مدول پارچه حلقوي پودي ساده (در جهت رديف) ارائه شده است. مدل ارائه شده نشان مي دهد كه مدول پارچه وابستگي به خواص پارچه از جمله تراكم در جهت رديف و تراكم در جهت رج و طول حلقه و همچنين خواص نخ از جمله سختي خمشي مدول و قطر نخ دارد. سپس جهت تاييد مدل فوق نمونه هايي از پارچه ساده يكرو سيلندر تهيه شدند. مقايسه نتايج تجربي و تئوري نشان دهنده اختلاف قابل قبولي بين اين مقادير وجود دارد.

با توجه به كاربرد گسترده منسوجاتي كه از الياف ساخته مي شوند خواص الياف به تنهايي خصوصيات نخ و پارچه را نشان نمي دهد و براي درك چگونگي رفتار اين ساختارها تنها دانستن خواص الياف كافي نمي باشد. خواص مكانيكي منسوجات به طور عمده شامل ضريب انقباض جانبي (ضريب پواسون) و ضريب كشساني (مدول كشساني) و افت تنش و ... است كه آثار آنها خصوصيات كلي ساختمان بافت را تعيين مي كند.براي توجيه و بررسي خواص مكانيكي وجود يك مدل ساختماني لازم مي باشد در اين مدل با توجه به ساختمان سه بعدي حلقه رابطه اي جهت اندازه گيري طول حلقه ارائه شده است. سپس جهت تاييد رابطه فوق نمونه هائي از پارچه ساده يكرو سيلندر تهيه شدند. مقايسه نتايج تجربي و تئوري نشان دهنده اختلاف قابل قبولي بين اين مقادير وجود دارد.

در اين پژوهش رفتار پراچه حلقوي پودي ساده تحت كشش هاي تك محوري مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور به كمك روش انرژي و قضيه كاستيليانو Castigliano[s theorem مدلي تخمين مدول پارچه حلقوي پودي ساده (در جهت رج) ارائه شده است. مدل ارائه شده نشان مي دهد كه مدول پارچه وابستگي به خواص پارچه از جمله تراكم در جهت رديف و تراكم در جهت رج و طول حلقه و همچنين خواص نخ از جمله سختي خمشي مدول و قطر نخ دارد. سپس جهت تاييد مدل فوق نمونه هايي از پارچه ساده يكرو سيلندر تهيه شدند. مقايسه نتايج تجربي و تئوري نشان دهنده اختلاف قابل قبولي بين اين مقادير وجود دارد.