صفحه اصلی دانشـــنامه گستره زمانی ساخت الیاف مصنوعی
1399/01/25

گستره زمانی ساخت الیاف مصنوعی

Timeline of Manmade Fibers

تا قبل از اواخر قرن نوزدهم، الیاف قابل استفاده و مناسبی تولید نشده بود، در این زمان محلول های نیترات سلولزی (کلودیون) از میان سوراخ های کوچکی (اسپینرها) توسط سوان (Swann) و چاردونت (Chardonnet) به صورت کاملا جدا از هم قالب بندی شدند. این الیاف دست ساز اولیه با الیاف ریونی که حاصل فرآیند ریسیدن محلول های زانتات سلولزی قلیایی (ویسکوز) بودند، جایگزین شدند. این الیاف نیز به نوبه خود توسط استات های سلولزی و سایر الیاف مصنوعی جایگزین گردیدند.

گستره زمانی ساخت الیاف مصنوعی - صنعت نساجی, تولید الیاف, تاریخ نساجی, الیاف مصنوعی

گستره زمانی ساخت الیاف مصنوعی

سال

توضیحات

1664رابرت هوک (Robert Hooke)، طبیعت شناس انگلیسی اولین کسی بود که امکان تولید الیاف از کرم ابریشم را پیشنهاد داد، وی گفت: اگر کاملا مثل ابریشم خوب نباشند، بهتر از ابریشم هم نیستند.
1855اولین حق ثبت اختراع «ابریشم مصنوعی» در سال 1855 در انگلیس به یک شیمیدان سوئیسی به نام اودی مارس (Audemars) اهدا شد. او پوسته داخلی یک درخت توت را به صورت محلول در آورد و از نظر شیمیایی آن را برای تولید سلولز تغییر داد. او رشته های نخ را با فرو بردن و بیرون کشیدن آنها از محلولی که تولید کرده بود، می ساخت – اما او هرگز با بیرون کشیدن مایع سلولزی از درون یک سوراخ کوچک، حرکات کرم ابریشم را تقلید نکرد.
اوایل دهه 1880سر ژوزف دبلیو سوان (Sir Joseph W. Swan)، شیمیدان و تکنیسین برق انگلیسی، از لامپ جدید رشته ای اختراع شده توسط توماس ادیسون (Thomas Edison) الهام گرفت. او در آزمایشی، محلول مایع مشابه با محلولی که اودی مارس تهیه کرده بود را با فشار از سوراخ های بسیار ریزی در میان یک حمام انعقاد عبور داد. الیاف ساخته شده توسط او کارآیی شبیه به رشته های کربن داشتند و در اختراعات ادیسون کاربرد اولیه پیدا کردند. در سال 1885 او در لندن پارچه های قلاب بافی را که توسط همسرش با استفاده از الیاف جدیدی که او ساخته بود، تولید شده بود را به نمایش گذاشت. اما او روی لامپ های الکتریکی متمرکز شد و کار روی منسوجات را رها کرد.
1889شیمیدان فرانسوی، کنت هیلاری دی چاردونت (Count Hilaire deChardonnet)، پارچه «ابریشم مصنوعی» را در نمایشگاهی در پاریس به نمایش گذاشت.
1890کنت هیلاری دی چاردونت اولین کارخانه تولید ریون را در بسانکون (Besancon) فرانسه تاسیس کرد و به عنوان پدر صنعت ریون مشهور شد.
1893آرتور دی لیدل (Arthur D. Little) از بوستون (Boston)، استات سلولزی را اختراع کرد و و با استفاده از آن فیلم های عکاسی را تولید نمود.
1910شرکت آمریکایی ویسکوز که توسط ساموئل کورتاولدز (Samuel Courtaulds) و شرکتی با مسئولیت محدود تاسیس شده بود، تولید ریون را آغاز کرد.
تا سال 1910کامیل (Camille) و هنری دریفوس (Henry Dreyfus) در بازل (Basel) سوئیس مشغول ساخت فیلم های تصاویر متحرک استات و لوازم توالت بودند. در طول جنگ جهانی اول، آنها در انگلستان کارخانه ای تاسیس کردند تا ماده سلولز استات مصرفی در تولید بال های هواپیما و سایر محصولات تجاری را تولید کنند. با ورود به جنگ، دولت آمریكا از برادران دریفوس دعوت كرد که یك كارخانه در مریلند بسازند تا مصنوعات هواپیماهای جنگی آمریكا را تولید نمایند.
1924اولین استفاده از استات به صورت الیاف در منسوجات تجاری توسط شرکت کیلانیس (Celanese) صورت گرفت.
اواسط دهه 1920تولید کنندگان محصولات نساجی می وانستند الیاف ریون و استات را با نصف قیمت ابریشم خام خریداری کنند، بنابراین شروع به تسخیر تدریجی بازار الیاف تولید شده در آمریکا کردند. این شروع نسبتا کم در دهه 1920 به حدود 70٪ از بازار ملی الیاف تا دهه آخر قرن افزایش یافت.
1931شیمیدان آمریکایی، والاس کاروترز (Wallace Carothers) از تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه های شرکت دوپونت (DuPont) در مورد مولکول های «بسیار بزرگی» به نام پلیمر خبر داد. او کار خود را بر روی الیافی که به سادگی به آنها «66» گفته می شد، متمرکز کرد، این نام گذاری از ساختار مولکولی آنها الهام گرفته شده بود. سپس نایلون یا «الیاف معجزه آسا» به وجود آمد. بنیاد یادمانی برای شیمی در حال حاضر نمایشگاهی از تاریخ نایلون را به نمایش گذاشته است.
1938پائول شال (Paul Schlack) از شرکت آی جی فاربن (I.G. Farben) آلمان، کاپرولاکتوم را به صورت پولیمریزه شده در آورد و شکل متفاوتی از پلیمرها را ایجاد نمود که نایلون «6» نامیده شدند. ظهور نایلون انقلابی در صنعت الیاف به پا کرد. ریون و استات از سلولزهای گیاهی مشتق می شدند، اما نایلون کاملاً از پتروشیمی ها سنتز می شد. این اصل پایه ای برای کشف دنیای کاملا جدیدی از الیاف تولیدی بود.
1939وینیون برای اولین بار در سال 1939 توسط شرکت آمریکایی ویسکوز که اکنون شرکت اف ام سی (FMC) نامیده می شود، تولید گردید.
1939شرکت دوپونت تولید تجاری نایلون را آغاز کرد. در اولین آزمایش تجربی از نایلون به عنوان نخ دوزندگی در پارچه چتر نجات و جوراب های کشباف زنانه استفاده شد. جوراب های نایلونی در فوریه سال 1939 در نمایشگاهی در سانفرانسیسکو به نمایش درآمدند که در واقع جالب ترین و مهیج ترین نوآوری مد حاضر قلمداد می شدند. هنگامی که ایالات متحده وارد جنگ جهانی دوم شد، زنان آمریکایی تنها نمونه های اندکی از جوراب های زیبا و بادوام نایلونی را در اختیار داشتند که با پارچه های جدید برش خورده بودند.
1941جنگ تمام تولید نایلون را برای مصارف نظامی اختصاص داد. در دوران جنگ به جای ابریشم آسیایی از نایلون برای تولید چتر نجات استفاده می شد. کم کم از آن در تولید لاستیک اتومبیل، چادر، طناب، کت های بارانی و سایر تجهیزات نظامی استفاده شد. همچنین برای تولید کاغذهای مرغوب مورد استفاده در تولید پول های رایج آمریکا نیز به کار رفته است. در آغاز جنگ، پنبه سرآمد الیاف بود و بیش از 80% کل الیاف مورد استفاده را تشکیل می داد. الیاف تولیدی و پشمی تنها 20% باقیمانده را به خود اختصاص می دادند.
اوت 1945در پایان جنگ، 75% بازار الیاف، به الیاف پنبه ای اختصاص داده شده بود، سهم الیاف تولیدی هم به 15% افزایش پیدا کرده بود. پس از پایان جنگ سربازها به خانه هایشان برگشتند، خانواده ها مجددا دور هم جمع شدند. آمریکای صنعتی، نیروهای دوران صلح خود را مجددا گرد هم آورد و رشد اقتصادی افزایش پیدا کرد. نایلون تولیدی به مصارف غیرنظامی اختصاص پیدا کرد. هنگامی که برای اولین بار پس از جنگ تعداد محدودی از جوراب های نایلونی تبلیغ شد، هزاران خانم دیوانه وار در فروشگاه های نیویورک برای خرید آن صف بستند. در اوایل دوران بعد از جنگ، بیشتر نایلون تولیدی به برآورده کردن سیل تقاضای سرکوب شده مردم برای جوراب های نایلونی اختصاص یافت.
اواخر دهه 1940همچنین از نایلون در تولید فرش و لوازم داخلی اتومبیل نیز استفاده می شد. در همین زمان سه نوع از الیاف جدید تولیدی به بازار عرضه شد. شرکت داو بدیچه (Dow Badische) (که امروزه شرکتBASF نامیده می شود)، الیاف فلزی را معرفی کرد، شرکت یونیون کاربید (Union Carbide)، الیاف مدآکریلیک را تولید نمود و شرکت هیرکولس (Hercules)، الیاف الفین را به چرخه تولید الیاف افزود.
تا دهه 1950این صنعت بیش از 20% نیاز کارخانه ها به الیاف را تامین می کرد. الیاف جدیدی با نام «اکریلیک» به لیست الیاف رایج اضافه شد، زیرا شرکت دوپونت تولید این محصول را که شباهت زیادی به پشم داشت، آغاز کرده بود. در همین حال تولید پلی استر برای اولین بار به عنوان بخشی از تحقیقات اولیه، توسط والاس کارودرز (Wallace Carothers) مورد بررسی قرار گرفت، این الیاف جدید توانست توجه انجمن چاپ کالکوی انگلستان را به خود جلب کند. در آنجا جی تی دیکسون (J. T. Dickson) و جی آر وینفلد (J. R. Whinfield) با روش پلیمریزاسیون چگالش، اتیلن گلیکول و اسید ترفتالیک الیاف پلی استر را تولید کردند. شرکت دوپانت متعاقبا حق ثبت اختراع را برای ایالات متحده و شرکت صنایع شیمیایی امپریال (Imperial) این حق را برای کل جهان به دست آوردند. به زودی تعداد زیادی از دیگر تولیدکنندگان نیز به این شرکت پیوستند.
تابستان 1952«لباسهای بشور و بپوش» (منظور لباس هایی است که به اتو کردن نیاز ندارند) به عنوان توصیفی جدید از ترکیب پنبه و اکریلیک ابداع شد. این اصطلاح در نهایت به طیف گسترده ای از الیاف ترکیبی تولیدی اطلاق شد. تولید تجاری الیاف پلی استر بشور و بپوش باعث ایجاد انقلابی در عرصه کارآیی منسوجات تولیدی شد.
1953تجاری سازی الیاف پلی استر با معرفی الیاف تری استات همراه شد. تا این زمان اكثر الیاف تولیدی پایه قرن بیستم كشف شده بودند و مهندسان این صنعت شروع به اصلاح ویژگی های فیزیکی و شیمیایی محصولات خود کردند تا بتوانند محصولاتشان را در سراسر بازار آمریکا گسترش دهند.
اوایل دهه 1960نزدیک به 30% از مصرف منسوجات در کارخانه ها به تولید الیاف اختصاص پیدا کرده بود.
تا سال 1965صنعت تولید الیاف، بیش از 40% از نیاز کشور به الیاف را تامین می کرد.
دهه 1960تولید الیاف تولیدی شتاب بیشتری گرفت که این روند به مدد وجود نوآوری های مداوم در تولید الیاف تسریع می شد. الیاف جدید انقلابی، بهسازی و اصلاح شدند تا راحتی بیشتری به بار آورند، در برابر حرارت مقاوم باشند، چسبندگی (درگیر شدن و گیر کردن نخ به نخ مجاور یا چیز دیگری) کمتری داشته باشند، کمتر خاک را به خود جذب کنند، رنگ سفید بیشتری به خود اختصاص دهند، درخشش ویژه ای داشته باشند، خاصیت رنگ پذیری و کیفیت ترکیبی بهتری داشته باشند. الیاف در شکل ها و ضخامت های مختلفی برای رفع نیازهای ویژه معرفی شدند. الیافی مثل اسپندکس با خاصیت کششی بالا، آرامید که یک پلی آمید مقاوم در برابر درجه حرارت بالا است و پارا آرامید با ویژگی منحصربه فرد استحکام بالا نسبت به وزن، به بازار معرفی شدند. مصرف کنندگان در روندی پرشتاب، لباس های تولید شده با الیاف پلی استر را خریداری کردند. طناب های رختشویی با ماشین های خشک کن برقی جایگزین شدند که لباس های بشور و بپوش را بدون چروک کردن خشک می کردند. سهم اتو کردن در لیست کارهای روزانه خانه به حداقل رسید. دوام پارچه ها بیشتر شد و رنگ پارچه ها ماندگاری بیشتری داشت. روش های جدید رنگرزی عرضه شد و پایه های نگهدارنده، لباس های بافتنی راحت و سبک جدیدی را ارائه دادند.
اواخر دهه 1960با استقرار برنامه های فضایی ایالات متحده، مجموعه ای از کاربردهای جدید برای الیاف تولیدی شکل گرفت. این صنعت، الیاف ویژه ای را برای استفاده در برنامه های فضایی، از لباس فضانوردان گرفته تا کلاهک سفینه های فضایی تولید کرد. هنگامی که نیل آرمسترانگ (Neil Armstrong) در تاریخ 20 ژوئیه 1969 بر روی کره ماه «یک قدم کوچک برای انسان، یک جهش بزرگ برای انسانیت» برداشت، لباسی بر تن داشت که پارچه آن ترکیبی چند لایه از الیاف نایلون و آرامید بود. پرچمی که او در کره ماه برافراشته کرد از نایلون ساخته شده بود. امروزه نازل های خروجی دو راکت بالابرنده که شاتل فضایی را تا مدار خود بالا می برند، حاوی 30000 پوند رایون کربنیزه دارند. کامپوزیت های الیاف کربن به عنوان اجزای سازه در جدیدترین هواپیماهای تجاری مورد استفاده قرار می گیرند و باعث افزایش قدرت و کاهش وزن و هزینه سوخت می شوند.
اوایل دهه 1970موجی از تقاضاهای مربوط به حمایت از حقوق مصرف کنندگان شکل گرفت که یکی از مهترین آنها اجبار به رعایت استانداردهای قابلیت اشتعال فدرال برای لباس خواب کودکان بود. صنعت الیاف تولیدی در سال های 1972 و 1973، 20 میلیون دلار برای تحقیق و توسعه درباره موضوع اشتعال پذیری الیاف هزینه کرد و نتیجه این صرف هزینه، تولید انبوه پارچه ها با استانداردهای لازم در این حوزه بود. استانداردهای قابلیت اشتعال پذیری برای فرش و سایر محصولات نیز تدوین شد. اکنون در بازار فرش ایالات متحده،  99% از الیاف مصرف شده برای رویه فرش ها، الیاف تولیدی هستند که دارای این استاندارد می باشند.
اواخر سال 1973هنگامی که ایالات متحده در معرض یک بحران شدید انرژی قرار گرفت، صنعت تولید الیاف، انرژی لازم برای تولید یک پوند الیاف را به میزان 26٪ کاهش داد. در آن زمان این صنعت، 1٪ از ذخایر نفتی کشور را جهت فراهم کردن دو سوم کل الیاف مورد استفاده در کارخانه های نساجی آمریکا ا تأمین می کرد. در این دوره نوآوری، مشخصه صنعت تولید الیاف شد. الیاف بی شمار و متنوعی که در طبیعت وجود داشت، همگی به طور معمول در آزمایشگاه های صنعتی ساخته می شدند.
دهه 1990در این دوره انواع نایلون، پلی استر و الفین برای تولید فرش هایی استفاده می شد که حتی 24 ساعت پس از لکه دارشدن به راحتی می شد آنها را تمیز کرد. اسپندکس های کشسان و پلی استرهای شبه ابریشمی قابل شستشو، جایگاه ویژه ای را در بازار پوشاک ایالات متحده به خود اختصاص دادند و بهترین الیاف ظریف مورد استفاده در دنیای مد بازسازی شدند.
اواخر دهه 1990در این دوره افزایش آگاهی های زیست محیطی، بیشتر تولیدکنندگان را به تولید سبز، کاهش مصرف انرژی، پاکسازی یا حذف آلودگی آب و هوا، بازیافت منابع تولیدی و یافتن کاربردهای بی خطر از نظر محیط زیست برای ضایعات پارچه ای ترغیب کرد.
2001کارگل دوو (Cargill Dow) اولین الیاف کاملا تجدیدپذیر ساخته شده از دکستروز گیاهی ذرت را با نام پلی لاکتید (PLA) معرفی کرد و آن را تحت عنوان (InGeo) به بازار عرضه نمود. این الیاف در میزان دوام با الیاف پتروشیمی ها رقابت می کنند و می توان با خیال راحت آنها را به عنوان محصولات کاربردی کاملا تخریب پذیر دور انداخت. PLA در ساخت مصالحی که برای طراحی داخلی و مفروش سازی ساختمان ها  استفاده می شود، نیز کاربرد دارد، همچنین در تولید پوشاک، صنعت بسته بندی و سایر صنایع نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
امروزهتحقیقات درباره اصلاح و بهسازی الیاف همچنان ادامه دارد. مثل همیشه صنعت تولید الیاف به رویکرد همیشگی خود که همانا معنا بخشیدن به مفهوم «ساخت زندگی بهتر» است، ادامه می دهد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *