تعیین مقاومت کششی نخ

خاصیت کششی نخ را می توان به عنوان حداکثر نیرویی که برای گسیختگی یا از هم باز شدن مواد لازم است تعریف کرد. این پارامتر در تولید نخ از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است، زیرا مستقیماً بر استحکام پارچه ساخته شده با نخ تاثیر می گذارد. برای اندازه گیری مقاومت نخ از دو روش استفاده می شود. در روش اول استحکام نخ یک لا تعیین می گردد. برای تعیین استحکام نخ معمولاً واحدهای نیوتن (N) و cN به کار برده می شود. مقدار نیروی مورد نیاز برای اینکه جسمی با جرم یک کیلوگرم با شتاب یک متر بر مجذور ثانیه شروع به حرکت کند یک نیوتن نیرو نامیده می شود. مقاومت نخ یک لا اطلاعاتی را در مورد دستگاه تاباندن نخ و کارآیی دستگاه بافندگی در اختیار ما قرار می دهد. به منظور محاسبه اثر مقاومت ترکیبی نخ، نمره لی استحکام محصول (CLSP) نخ محاسبه می شود. یک لی ۱۲۰ یاردی با استفاده از ماسوره بسته بندی نخ تولید می گردد. وزن لی به منظور محاسبه نمره نخ با این فرمول تعیین می شود: تعداد کلاف های نخ تقسیم بر وزن آنها برحسب پوند. استحکام لی با استفاده از دستگاه استحکام لی که دارای دو فک (که یکی از فک ها ثابت است و دیگری به بار متصل می شود) تعیین می گردد. با استفاده از اصل نرخ ثابت بارگذاری، می توان میزان استحکام کشش لی را تعیین نمود.

انواع ماشین آلات آزمایش مقاومت کششی

ماشین آلات آزمایش مقاومت کششی را براساس اصل کار آنها می توان به سه دسته اصلی تقسیم کرد:

نرخ ثابت کشش (CRE)

این گونه ماشین آلات دارای یک سرعت ثابت کشیدگی نمونه آزمایشگاهی هستند؛ به گونه ای که با افزایش بار، مکانیسم اندازه گیری حرکت بسیار ناچیزی خواهد داشت. این دستگاه بر اساس اصل Tensorapid-4 کار می کند، این اصل برای اندازه گیری مقاومت کششی نخ یک لا که دارای یک نرخ ثابت کشیدگی است، مورد استفاده قرار می گیرد.

نرخ ثابت بارگذاری (CRL)

در این حالت دستگاه بار را بر روی نمونه وارد می کند که با گذشت زمان میزان بار به صورت مداوم بیشتر می شود. نمونه آزمایشی را می توان به صورت آزادانه کشید که میزان کشش نخ بستگی به خصوصیات بار اعمال شده بر روی آن دارد. دستگاه استحکام لی بر اساس این اصل کار می کند.

نرخ ثابت تراورس (CRT)

در این نوع از دستگاه ها از دو گیره کششی برای ارزیابی مقاومت کششی نمونه استفاده می شود. یک گیره با سرعت ثابت حرکت می کند و بار توسط گیره دوم اعمال می شود؛ این گیره وظیفه فعال سازی مکانیسم اندازه گیری بار را برعهده دارد. به طور معمول دستگاه های قدیمی مانند دستگاه تست مقاومت کششی پارچه، از این مکانیسم استفاده می کنند.

تعیین مقاومت کششی نخ

مقاومت کششی نخ با روش کلافی

در این روش نخ توسط یک ماسوره بر روی کلافی که به لی مشهور است، پیچیده می شود؛ این روش برای اندازه گیری تراکم خطی نخ مورد استفاده قرار می گیرد، ضمناً در این روش دو انتهای آزاد نخ به هم گره می خورند. لی بر روی دو فک آزمونگر مقاومت کششی سوار می شود. پس از آن لی تحت نیروی کششی افزایشی قرار می گیرد و نیروی اعمال شده بر آن ثبت می شود. از آنجاییکه بالاخره یک قسمت از لی در نقطه ای در ضعیف ترین منطقه نخ گسیخته می شود، حداکثر نیروی وارد شده به پوند یا کیلوگرم اشاره دارد. باید حداقل استحکام ۱۰ لی از همان نمره و با استفاده از روش فوق اندازه گیری شود و بعداً میانگین اندازه گیری ها محاسبه گردد. استاندارد انگلیسی به ۱۰ لی یا کلافی اشاره دارد که در یک فاصله ۱ متری ۱۰۰ دور پیچیده شده است. این آزمایش با سرعت مشخص انجام می شود، به عبارت دیگر نقطه گسیختگی بین ۲۰ ± ۳ s قرار دارد. از سویی دیگر ممکن است از سرعت ثابت ۳۰۰ میلی متر در دقیقه نیز استفاده شود. به احتمال زیاد نخی که باید بر روی چهارچوب پشمی یا پنبه ای ۱۰ کلافی ریسیده شود را باید حداقل با ۲۰ کلاف پشمی آزمایش کرد. این روش برای نخ های متشکل از الیاف های مقاوم کاربردی ندارد.

نمره استحکام محصول یا CLSP

بررسی کیفیت محصول (CLSP) اصطلاحی است که برای بررسی کیفیت نخ های پنبه ای استیپل و کلاف لی مورد استفاده قرار می گیرد. این عامل به کیفیت لی تشکیل شده بر روی ماسوره چرخشی با پیرامون ۱.۵ یارد بستگی دارد؛ ۸۰ دور چرخش لی، طولی برابر با ۱۲۰ یارد دارد. در این حالت کیفیت معمولاً با واحد پوند- نیرو (lbf) بیان می شود. همچنین استحکام نخ بر مبنای پوند اندازه گیری می گردد، سپس در نمره پنبه انگلیسی نخ ضرب شده تا در نهایت نمره استحکام محصول یا CLSP به دست بیاید.

CLSP (نمره لی استحکام محصول) = نمره (Nec) × استحکام لی (برحسب پوند)

مقاومت کششی با روش نخ یک لا

آزمایش کشش نخ معمولاً بر اساس استانداردهای ISO 2062 و ASTM D2256 انجام می گیرد. این آزمایشات برای تعیین نیروی لازم برای گسیختگی نخ، کشیدگی و تعیین ویژگی های سفتی نخ (نیروی لازم برای پارگی نخ) انجام می شوند. استحکام گسیختگی نخ در واقع نسبت نیروی لازم برای گسیختن نخ به تراکم خطی آن می باشد، و یک ویژگی مشترک برای ارزیابی مقاومت مواد تشکیل دهنده نخ و وسیله ای برای بررسی و اعتبارسنجی آزمایش نیز محسوب می شود. بستن نخ نمونه آزمایش لازم است، زیرا محور بارگذاری باید با محور نمونه هم تراز شود. این هم ترازی با استفاده از گیره های سوزنی تسمه ای به راحتی قابل دستیابی و تکرار است. عواملی مانند لبه های تیز یا ایجاد تغییر در مسیر آزمایش ممکن است باعث خرابی نمونه در خارج از بخش اندازه گیری شوند، در این صورت مقاومت به دست آمده بسیار کمتر از مقاومت واقعی نخ خواهد بود. ضمناً گیره های تسمه ای نیز به جلوگیری از این امر کمک می کنند، چون در صورت استفاده از آنها نخ هرگز با تغییرات شدید هندسی مواجه نخواهد شد. از آنجاییکه خواص کشیدگی در زمینه کاربرد محصولات نخی اهمیت بسیار زیادی دارند، پس باید از سر خوردن نخ در حین آزمایش جلوگیری شود؛ از این رو به جای استفاده از مجموعه ای از فک های گیره ای، بار به صورت یکنواخت بر روی تسمه ها توزیع می گردد.