نوآوری های صنعت نساجی
سفر به الیاف پارچه
اولین الیاف نساجی آن هایی بودند که مستقیما از طبیعت تهیه می شدند و این دوره به مدت ۴۰۰۰ سال به طول انجامید. نسل دوم متشکل از الیاف ساخت انسان مانند نایلون و پلی استر است که نتیجه تلاش های شیمیدان ها در سال ۱۹۵۰ برای تکامل با موادی است که به الیاف طبیعی شباهت دارند. نسل سوم الیاف شامل منابع طبیعی کم مصرف برای رفع نیازهای جمعیت در حال رشد است. این الیاف تنها برای جایگزینی یا استفاده به همراه الیاف طبیعی موجود نیستند، بلکه دارای ویژگی هایی هستند که می توانند در حوزه های مختلف کاربرد داشته و کمک کنند. در نتیجه تغییرات در صنعت نساجی، بخش نساجی فنی در اقتصاد های توسعه یافته با کاربرد در زمینه های مختلف رو به رشد است.
در طول دوران صنعتی از ۱۷۷۵ تا ۱۸۵۰ استخراج و تولید الیاف طبیعی در اوج خود بود. دوره بین سالهای ۱۸۷۰ و ۱۹۸۰ اوج اکتشاف الیاف مصنوعی بود که واژه “منسوجات فنی” در آن دوره ابداع شد. پس از یک دهه، نوآوری های بیشتر، از جمله مواد انعطاف پذیر، سازه های بسیار سبک وزن، قالب سازی ۳ بعدی، در زمینه منسوجات هوشمند تکامل یافته اند. قرن بیستم نشانگر عصر اطلاعات بود که در آن لباس فضانوردی، ربات ها، منسوجات خود تمیز کننده، پانل الکترو لومین، منسوجات استتار (تقلید زیستی) و پوشاک الکترونیکی سازگار با بدن به صورت تجاری موفق بودند.
پلیمر های مصنوعی دارای پتانسیل زیاد و کارایی فراوان هستند که می توانند بهتر از الیاف طبیعی عمل کنند. به عنوان مثال، پلیمر های مشتق شده از ذرت به طور گسترده در ایجاد الیاف با تکنولوژی بالا با کاربرد عالی زیست تخریب پذیر و قابل شستشو در پوشک ها مورد استفاده قرار گرفته اند. چنین روش های پیشرفته، الیافی را ایجاد کرده اند که در آب حل می شوند و در نتیجه حجم زباله ها را در لوله های فاضلاب کاهش می دهند. پد های کمپوست طوری طراحی شده اند که مواد طبیعی در آن ها ۱۰۰ درصد تخریب پذیر باشند. این تحقیقات قطعا کیفیت زندگی را بهبود بخشیده اند.
تحقیقات نساجی
منسوجات سنتی، پارچه های بافته یا کشبافی هستند که کاربرد آن ها بر اساس نتایج تست است. در مقابل، منسوجات فنی بر اساس کاربرد های کاربر توسعه یافته است. کاربرد آن ها شامل لباس فضانوردان، کلیه و قلب مصنوعی، لباس های دافع سم برای کشاورزان، ساخت و ساز در جاده ها، کیسه هایی برای جلوگیری از خورده شدن میوه ها توسط پرندگان و مواد بسته بندی ضد آب می شود.
شاخه های مختلف منسوجات فنی عبارتند از پوشاک، بسته بندی، ورزش و راحتی برای تفریح، حمل و نقل، پزشکی و بهداشتی، صنعتی، نامریی، اکوتکس، خانه، ایمنی و حفاظت، ساخت و ساز، ژئوتکستایل و منسوجات کشاورزی.
در مقایسه با سایر نقاط جهان، هند دارای ۳۵ درصد منسوجات برای کاربرد های عملکردی در پوشاک و کفش (Cloth Tech)، میزان ۲۱ درصد در نساجی برای کاربرد های بسته بندی (packtech) و ۸ درصد در منسوجات ورزشی (sportech) است. مابقی کاربرد ها رقم ۳۶ درصد می باشد. اما در سطح جهانی منسوجات مورد استفاده در ساخت خودرو، راه آهن، کشتی ها، هواپیما ها و سفینه های فضایی (mobile tech) حدودا ۲۵ درصد از کل بازار منسوجات فنی را به خود اختصاص می دهد و به دنبال آن منسوجات صنعتی (indutch) چیزی نزدیک به ۱۵ درصد و حوزه های دیگر شامل ۴۴ درصد می باشد. محصولاتی که می توانند به این صنعت رونق ببخشند شامل توری برای کمربند ایمنی، پوشک یکبار مصرف، ژئوتکستایل، پارچه های مقاوم در برابر آتش، لباس های محافظ بالستیک، فیلترها، پارچه های منفذ دار، بیلبورد و علائم است.
بیشترین قدرت هند شبکه منابع عظیم آن و بازار داخلی قوی می باشد. صنعت نساجی هند به پتانسیل عظیم بخش های فنی و پارچه های سوزنی تبدیل شده است. حمایت قوی دولت از طریق سیاست ها، معرفی قوانین و توسعه تست های مناسب و استاندارد ها می تواند تاثیر مثبتی بر رشد این صنعت داشته باشد. نیاز اصلی این کار افزایش ساعت آموزش پرسنل می باشد. باید برنامه های بیشتری برای آموزش کارگران و راه اندازی مراکز آزمایشگاهی جهت انجام آزمایش های قابل تبدیل به واقعیت وجود داشته باشد.
سهم قابل توجه انجمن های تحقیقاتی در این کشور بسیار قابل ستایش است. انجمن ها شامل: انجمن تحقیقات صنعت نساجی احمد آباد (ATIRA) ، انجمن تحقیقات پارچه بمبئی (BTRA) ، انجمن تحقیقات نساجی هند جنوبی (SITRA) ، انجمن تحقیقات نساجی هند (NITRA) ، انجمن تحقیقات پشم (WRA) ، انجمن تحقیقات کارخانجات ابریشم هنری و مصنوعی (SASMIRA) و انجمن تحقیقات نساجی دست ساز (MANTRA). سی و سه پارک تحقیقاتی زنجیره ای نساجی، که شامل پنج مورد در تامیل نادو، چهار مورد در آندرا پرادش، پنج مورد در کارناتاکا، شش مورد در ماهاراشترا، شش مورد در گجرات، دو مرکز در راجستان و یکی از آنها در اوتار پرادش و بنگال غربی است، باید در انسجام این صنعت تلاش کنند تا کل زنجیره تامین را در زیر یک سقف گرد هم آورند.
ژئوتکستایل (Geotextile)
منسوجاتی که برای پوشش زمین یا کف مورد استفاده قرار می گیرند به عنوان ژئوتکستایل دسته بندی می شوند. امروزه از این منسوجات برای ساخت خانه ها، پل ها، سد ها و بناهای تاریخی استفاده می شود که عمر مفید آن ها را افزایش می دهد.
پارچه های خنک (Cool fabrics)
پارچه های فنی ساخته شده توسط آدیداس برای حفظ دمای طبیعی بدن در ۳۷ درجه سانتی گراد تولید شده اند. نمونه های آن عبارتند از: Clima ۳۶۵، Climaproof، Climalite که برای رسیدن به این هدف کمک می کنند. Elastix شامل یک ورقه متشکل از پنج لایه هدایت کننده و عایق سازی شده است که یک حسگر لمسی تمام پارچه ( یک سانتی متر یا یک میلی متر مربع) را در بر می گیرد. این مجوز توسط دفتر استانداردهای هند (BIS) تأیید شده و می تواند دوخته، شسته و تا شود. این پارچه ها دامنه وسیعی در زمینه منسوجات ورزشی دارند.
زیست سنجی یا بیومتریک (Biomimetics)
زیست سنجی طراحی مواد الیاف جدید، سیستم ها یا ماشین آلات از طریق مطالعه سیستم های زنده، یاد گیری از مکانیسم ها با سطح بالای عملکرد و کاربرد آن ها در طراحی مولکولی و مواد است. برای مثال تقلید از این که چگونه برگ نیلوفر آبی با قطرات آب واکنش انجام می دهد و اینکه سطح آن از نظر میکروسکوپی خشن است و با پوششی موم مانند با کشش سطح پایین پوشانده شده است. هنگامی که آب روی سطح برگ می افتد هوا حبس شده و شکل مرزی با آب تشکیل می دهد. زاویه تماس آب به خاطر حالت موم مانند برگ، بزرگ است. با این حال، عوامل دیگری مانند بافت سطحی نیز بر دفع تاثیر می گذارند. معیار دفع آب این است که زاویه چرخش باید کمتر از ۱۰ درجه باشد. این ایده در پارچه مورد استفاده قرار می گیرد. مواد بالقوه می توانند باعث کاهش مصرف انرژی در ورزش هایی مانند شنا شوند.
ویوومتریک (Vivometrics)
الکترونیک ادغام شده در پارچه می تواند شرایط بدن مانند ضربان قلب، فشار خون، کالری مصرفی، میزان فعالیت، گام های برداشته شده و سطح اکسیژن را بخوانند. این ایده در لباس های ویوومتریک می باشد که به آن لباس های ناظر بدن نیز گفته می شود (BMG). این تکنولوژی می تواند زندگی یک نوزاد تازه متولد شده را نجات دهد.
برند Life با جلیقه نجات مانیتورینگ بدن، بازار را فتح کرده است. این فناوری مانند یک آمبولانس نساجی، در تجزیه و تحلیل تغییرات بدن در جهت کمک، عمل می کند. گستره وسیعی از اطلاعات قلبی-ریوی بر اساس عملکرد قلبی، وضعیت بدنی، ثبت فعالیت همراه با فشار خون، سطح اکسیژن و دی اکسید کربن، دما و حرکت بدن جمع آوری می شود. این یک نوآوری بزرگ در زمینه ورزش و منسوجات پزشکی می باشد.
منسوجات استتار (Camouflage textiles)
سطح تغییر رنگ آفتاب پرست در ماده نساجی مشاهده و تولید می شود. منسوجات قابل استتار با توانایی پنهان کردن اشیا و افراد با تقلید از محیط در طول جنگ جهانی دوم معرفی شدند. این تکنیک از الیافی استفاده می کند که به ترکیب شدن با پس زمینه کمک می کند، به گونه ای که می تواند پس زمینه را مانند یک آینه منعکس کند و نیز مانند کربن قوی باشد. این الیاف به همراه پنبه و پلی استر برای ایجاد منسوجات استتار استفاده می شوند. در ابتدا تنها دو الگو نشان داده شد که رنگ ها و الگو ها به گونه ای طراحی شده اند که شبیه به یک جنگل انبوه با سایه های سبز و قهوه ای بودند. اما اکنون هفت متغیر با کارکرد بهتر و فریب کاری بیشتر طراحی شده اند. این نوع منسوجات شامل فاصله، حرکت، سطح، شکل، درخشش، شبح و سایه است. این پارامتر ها در شناسایی فرد از فاصله زیاد مهم هستند. ارزیابی منسوجات استتار سخت است چون با نور خورشید، رطوبت و فصل تغییر می کند. بنابراین افراد مبتلا به کور رنگی برای شناسایی استتار دیداری به کار گرفته می شوند. تحلیل ذهنی، تحلیل کمی و تجهیزات الکترونیکی مختلفی برای آزمایش این مواد بکار گرفته شده است.
نساجی برای انتقال دارو (Textiles for drug delivery)
پیشرفت در صنعت بهداشت اکنون منجر به ترکیب منسوجات و دارو شده است. مواد نساجی می تواند برای افزایش اثر بخشی مواد مخدر از طریق فراهم کردن مکانیزمی برای کنترل مواد مخدر در مدت زمان ثابت و با تحویل غلظت بالا داروها به بافت های هدفمند بدون اثرات جانبی جدی مورد استفاده قرار گیرد. برای مثال، پچ پیشگیری از بارداری ادرارآور را برای خانم ها طراحی کرده اند که ۲۰ سانتی متر طول دارد، متشکل از سه لایه بوده و توسط اداره غذا و داروی آمریکا تایید شده است.
استفاده از گاز یا پلاسما برای تکمیل منسوجات (Plasma for textile finishing)
این روند در سال ۱۹۶۰ و زمانی آغاز شد که پلاسما برای تغییر سطح پارچه مورد استفاده قرار گرفت. این یک فاز از ماده متمایز از جامدات، مایعات و گازها است و از لحاظ الکتریکی خنثی است. اینها گاز های یونیزه هستند که از الکترون ها، یون ها و ذرات خنثی تشکیل شده اند. پلاسما تا حدی گاز یونیزه است که به وسیله گونه های خنثی مثل اتم های انرژی زا، رادیکال های آزاد، ذرات پایدار متا و گونه های باردار (الکترون‌ها و یون‌ها) شکل می گیرد. دو نوع پلاسما وجود دارد: فشار مبتنی بر خلا و فشار اتمسفر. سطح پارچه در معرض بمباران الکترونی قرار دارد که در میدان الکتریکی پلاسما ایجاد می شود. الکترون ها با توزیع گسترده انرژی و سرعت به سطح برخورد می کنند و این منجر به یک تجمع زنجیره ای در لایه بالایی سطح منسوجات، ایجاد ارتباط عرضی و در نتیجه تقویت مواد می شود.
رفتار پلاسما منجر به حکاکی یا اثر تمیز کنندگی روی سطح پارچه می شود. حکاکی، مقدار مساحت سطحی را افزایش می دهد که چسبندگی بهتر پوشش ها را ایجاد می کند. پلاسما بر هدف تاثیر می گذارد و در طبیعت بسیار خاص است. می توان از آن در پارچه های ابریشمی استفاده کرد که هیچ تغییری در خواص فیزیکی هدف ایجاد نمی کند. آرامید ها مانند کولار که در هنگام مرطوب شدن قدرت خود را از دست می دهند، نسبت به روش های مرسوم با پلاسما به طور موفقیت آمیزی درمان می شوند. همچنین می توان یک ویژگی متفاوت را به هر طرف پارچه انتقال دهد. یک طرف ضد آب و طرف دیگر جاذب آب باشد. رفتار پلاسما برای الیاف مصنوعی و الیاف طبیعی با موفقیت خاصی در مقابله با نمد و مقاومت در برابر پشم کار می کند.
برخلاف پردازش مواد شیمیایی سنتی که نیازمند گام‌های چندی برای اعمال در موارد مختلف است، پلاسما به کاربرد چند منظوره در یک مرحله و در یک فرآیند پیوسته کمک می کند. Woolmark تکنولوژی ادراک حسی (SPT) را ثبت کرده است که به پارچه بو را اضافه می کند. شرکت آمریکایی Nano-Horizon که با استفاده از خاصیت نقره یک تکنولوژی پیشرو در تامین فناوری ضد بو و ضد میکروبی برای الیاف و پارچه های مصنوعی و طبیعی است. بیماران حمله قلبی در غرب در یک چادر بادکنکی در طول عمل خنک می شوند تا خطر سکته را با کاهش دمای بدن کاهش دهند. یک نوار جدید طبیعی با استفاده از فیبرینوژن پروتئین پلاسما ابداع شده است. از آنجایی که از لخته خون انسان ساخته شده، بانداژ لازم نیست جدا شود. زیرا این الیاف در طول فرآیند التیام، در پوست حل می شوند.
فناوری ادراک حسی (Sensory perception technology – SPT)
این تکنولوژی رایحه، اسانس ها و اثرات دیگر را در میکرو ارگانیسم هایی که بر روی پارچه نفوذ می کنند، ثبت می کند. این میکرو کپسول ها، ظروف کوچک با روکش پلیمر محافظ یا روکش ملامین هستند که محتوا را از تبخیر، اکسیداسیون و آلودگی محافظت می کند. وقتی این پارچه مورد استفاده قرار می گیرد، برخی از این کپسول ها باز می شوند و محتویات را آزاد می کنند.
میکروکپسول (Microencapsulation)
این یک فرآیند ساده متشکل از فشرده سازی مواد مایع یا مواد جامد در فضا های کوچک بسته شده (۰.۵ – ۲۰۰۰ میکرون) است. این میکروکپسول به تدریج عوامل فعال را با سایش مکانیکی ساده که پارگی غشا را تشکیل میدهد، آزاد می کنند. این مواد در دئودورانت ها، لوسیون ها، رنگ، پارچه، نرم کننده ها و مواد نگهدارنده شعله (شمع) مورد استفاده قرار می گیرند.
منسوجات الکترونیکی (Electronic textiles)
تکنولوژی های پوشیدنی، مانند ژاکت ICD دار از فیلیپس و لیوایز، با تلفن همراه و پخش کننده MP3، که با باتری کار می‌کنند، را می توان نام برد. لباس تعبیه شده با فناوری الکترونیکی جدید نیست اما پیشرفت مستمر در منسوجات هوشمند آن ها را عملی تر، مطلوب تر و کاربردی تر می سازد. سیم ها به پارچه دوخته شده اند تا دستگاه ها را به یک کنترل از راه دور متصل کنند و میکروفونی در یقه جاسازی شده است. بعدها بسیاری از تولید کنندگان سیم ها را در پارچه های هوشمند پنهان می کردند.
بلوزهای از راه دور یک نوآوری ساده و جالب دیگر بود. این پارچه های الکترونیکی به شیوه ای عمل می کند که وقتی کسی خود را در آغوش می گیرد، می درخشد. این اثر به عنوان یکی از اختراعات جالب سال ۲۰۰۶ شناخته شد و پوشنده لباس احساس می کند که در آغوش گرفته می شود.
هنگامی که یک آغوش به عنوان یک پیام یا از طریق بلوتوث فرستاده می شود سنسور ها با ایجاد گرما، ضربان قلب، فشار و زمان در آغوش گرفتن فرد مجازی، بطور حقیقی نسبت به آن واکنش نشان می دهند. این پیراهن قابل شستشو، بسیار کامل تر از آن است که نادیده گرفته شود. یک اختراع دیگر Elextex شامل یک ورقه متشکل از پنج لایه هدایت کننده و عایق پارچه ای است که یک سنسور لمسی پارچه را تشکیل می دهد (یک سانتی متر یا یک میلی متر مربع). این نوآوری می تواند دوخته، تا شده و شسته شود. تمام این ها به ما کمک می کنند تا روابط نزدیک الکترونیک و نساجی را درک کنیم تا کیفیت زندگی را بهبود بخشیم.
