الیاف پلی استر یکی از پرکاربردترین و محبوب‌ترین الیاف مصنوعی است که از پلیمریزاسیون ترکیب یک دی‌اسید و یک دی‌الکل به‌دست می‌آید. پلی استر، ابتدا به وسیله یک شرکت انگلیسی تولید شد، اما تحقیقات اولیه برای ساخت این الیاف توسط کاروترز در آمریکا آغاز گردید. با این حال، پلی استر اولیه دارای دو نقص عمده بود که موجب مشکلاتی در استفاده از آن شد:
- هیدرولیز شدن آسان: الیاف پلی استر تولیدی به آسانی در برابر آب و رطوبت هیدرولیز می‌شدند و پایداری کمی در برابر مواد شیمیایی داشتند.
- پایداری حرارتی پایین: نقطه ذوب پلی استر تولیدی پایین بود و در مقابل حرارت، مانند دمای اطو، مقاومتی نداشت.
پلی استر تحت نام‌های تجاری مختلف در کشورهای گوناگون تولید و عرضه می‌شود، از جمله:
- آمریکا: داکرون
- انگلستان: تریلن
- آلمان: ترویرا
- ژاپن: تترون
- فرانسه: ترگال
- ایتالیا: تریتال
در ایران نیز الیاف پلی استر تولید می‌شود و به‌طور گسترده در صنایع نساجی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
طرز تهیه الیاف پلی استر
پلیمر پلی استر که برای تولید الیاف نساجی استفاده می‌شود، از واکنش پلیمریزاسیون بین اسید ترفتالیک و اتیلن گلایکول در داخل یک راکتور تحت فشار و دمای مشخص با حضور کاتالیزور مناسب ساخته می‌شود. پس از این واکنش، پلیمر حاصل به صورت جامد در می‌آید و به قطعات کوچک به نام چیپس خرد می‌شود.
چیپس‌های پلی استر سپس شسته و خشک می‌شوند تا رطوبت آن‌ها گرفته شود و آماده تغذیه به دستگاه ذوب ریسی گردند. در این فرآیند، پلی استر مذاب از فیلتر مخصوص عبور کرده و وارد دستگاه رشته‌ساز می‌شود که رشته‌های فیلامنتی تولید می‌کند. پس از خروج از دستگاه رشته‌ساز، رشته‌ها بلافاصله سرد می‌شوند تا منجمد شوند. سپس فیلامنت‌ها بر روی بوبین‌ها پیچیده می‌شوند.
در نهایت، فیلامنت‌های تولیدی تحت کشش قرار می‌گیرند تا آرایش مولکولی الیاف بهینه شود و ویژگی‌های مورد نظر نظیر قطر و نمره الیاف حاصل گردد.
فیلامنت و الیاف کوتاه پلی استر
فیلامنت‌های پلی استر به صورت طول ممتد تولید می‌شوند که در صنعت نساجی برای تولید پارچه‌های نرم و یکدست کاربرد دارند. این الیاف می‌توانند به الیاف کوتاه (استیپل) تبدیل شوند که در طول‌های مختلف برش می‌خورند و کاربردهای مختلفی دارند.
در فرآیند تولید الیاف کوتاه یا استیپل پلی استر، همانند تولید فیلامنت، چیپس پلی استر در دستگاه ذوب ریسی ذوب می‌شود، اما تفاوت عمده در تعداد روزنه‌های رشته‌ساز است که برای تولید الیاف کوتاه، این تعداد بیشتر از 300 تا 800 است، در حالی که برای فیلامنت‌ها این تعداد کمتر و در حدود 1 تا 150 است. این تفاوت در تعداد روزنه‌ها باعث می‌شود که سطح مقطع الیاف تولیدی متفاوت شود. الیاف استیپل می‌توانند به صورت تاو (Tow) جمع شده و به دستگاه برش هدایت شوند تا به طول دلخواه بریده شوند.
مزایای روش ذوب ریسی
روش ذوب ریسی دارای مزایای زیادی است که از آن جمله می‌توان به:
- کوتاهی فرآیند تولید
- هزینه کم
- سرعت بالا (900 تا 1200 متر بر دقیقه)
- قابلیت افزایش سرعت به بیش از 3600 متر بر دقیقه
نکات کلیدی در تولید الیاف پلی استر
- فیلامنت‌ها: الیاف پلی استر با طول ممتد برای پارچه‌های نرم.
- الیاف کوتاه (استیپل): الیاف برش خورده که به راحتی با دیگر الیاف مخلوط می‌شوند.
- فیلامنت‌های پلی استر: برای پارچه‌های صنعتی و معمولی.
- کاربردهای صنعتی: برخی فیلامنت‌ها در صنایع غیر نساجی نیز به کار می‌روند.
در نهایت، فرآیند تولید الیاف پلی استر بسته به نوع کاربرد و استفاده نهایی، از نظر کشش، برش، و روزنه‌های رشته‌ساز، ممکن است تفاوت‌هایی در جزئیات داشته باشد، اما اساس فرآیند ثابت است.
نخ های فيلامنت پلی استر با توجه به ميزان کشش نخ و نحوه توليد الياف پلي استر به صورت زیر دسته بندی می شود:
