الیاف طبیعی چیست؟

اليافي كه از منابع طبيعي مانند معادن، حيوانات و گياهان بدست مي‌آيند، در گروه الياف طبيعي قرار مي‌گيرند. مصريان باستان از كامپوزيت هاي الياف طبيعي، آجر، ظروف سفالي و قايق هاي كوچك مي‌ساختند. يك قرن پيش توليد تقريباً تمام وسايل و بسياري از محصولات فني از الياف طبيعي ساخته مي‌شد. پارچه، طناب، كرباس و كاغذ از الياف طبيعي مانند پنبه (كتان)، شاهدانه، سيسال و كنف ساخته مي‌شد. گیاه Sisal که تنها در جنوب آفریقا و کشورهای شرق آسیا رشد می کند با یک روش کاملن طبیعی و بدون هیچ گونه رنگ و یا مواد افزودنی چوشانده شده و با استفاده از تابش اشعه آفتاب خشک می شود. ماساژ دادن با الیاف Sisal دارای خواص درمانی برای جوش های پوستی واریس، سوریاس، و... می باشد. البته استفاده از آن برای پوست های سالم هم باعث شادابی وتمیز شدن پوست خواهد شد. مي‌توان الياف طبيعي را به سه دسته معدني، حيواني و گياهي تقسيم نمود.

الياف معدني:

الياف اين گروه از سنگ هاي معدني بدست مي‌آيند. به عنوان نمونه مي‌توان به آزبست اشاره نمود. آزبست مي‌تواند استحكام و سفتي كامپوزيت را بهبود ببخشد ولي استحكام ضربه را كاهش مي‌دهد. علاوه بر اين فرآيند آن مشكل است. امروزه استفاده از اين الياف بدليل ايجاد سرطان ريه در طولاني مدت، محدود و ممنوع شده است.

الياف حيواني:

الياف بدست‌آمده از ارگانيسم‌هاي زنده، الياف حيواني ناميده مي‌شوند. به عنوان مثال، پشم از گوسفند اهلي بدست آيد. الياف ابريشم را كرم ابريشم مي‌سازد. ابريشم برخلاف تمام الياف طبيعي ديگر از قبيل پنبه و پشم، يك ساختار سلولي ندارد و روش ساخت آن، شبيه الياف مصنوعي مي‌باشد. از الياف حيواني در ساخت كامپوزيت ها استفاده نمي‌شود.

الياف گياهي:

در بين الياف طبيعي، الياف گياهي بيشترين كاربرد را در كامپوزيت ها دارند. بر اساس اين كه از كدام قسمت گياه گرفته شده‌اند، به سه دسته تقسيم مي‌شوند: الياف ميوه ـ الياف پوست يا ساقه ـ الياف برگ. الياف طبيعي از قديم در صنايع مختلف استفاده مي‌شده‌اند و پتانسيل كاربرد در صنايع رو به رشد كامپوزيت هاي مهندسي را دارا مي‌باشند. اگر چه جايگزيني مستقيم الياف شيشه (مصنوعی) با الياف طبيعي به راحتي امكان پذير نيست، اما خواصي كه اين الياف در مقايسه با شيشه از خود نشان مي‌دهند در بسياري جهات موجب برتري آنها مي‌شود مانند:

1ـ ‌داراي منابع تجديد شونده

2ـ ‌امكان استحصال نامحدود

3ـ فوايد محيطي ناشي از ايجاد تعادل در توليد و مصرف گاز CO2

4ـ سبكي

5ـ بازيافت بهتر

6ـ كاهش فرسايش ابزار

7ـ بهبود بازگشت انرژي (recovery Energy Enhanced)

8ـ كاهش ناراحتي‌هاي پوستي و تنفسي

9ـ زيست تخريب بودن

الیاف نساجی طبیعی:

الیافی هستند که از طبیعت و بدون نیاز به تغییری کلی در ماهیت و یا شکل آن بدست می آیند. شامل الیاف: پنبه ـ پشم ـ ابریشم ـ کنف ـ چتایی ـ شاه‌دانه و...

کاربرد الیاف طبیعی:

1ـ تولید نخ

2ـ تولید منسوجات / پارچه های بی بافت

انواع الیاف طبیعی:

ـ پنبه

تاریخچة پنبه در ایران احتمالن به دوران هخامنشیان بازمی گردد، اما درباره کاشت پنبه پیش از دوره اسلامی ایران اطلاعات معتبر اندکی در دست است. سابقه کشت پنبه (Cotton) در مکزیک و آمریکای جنوبی به حدود 3500 سال پیش از میلاد مسیح می‌رسد. پنبه از محصولات مهمی است که برای رشد مطلوب نه تنها به عناصر ماکرو احتیاج دارد بلکه استفاده از عناصر میکرو باعث بهبود کیفیت آن می گردد.

ـ ابریشم

ابریشم یکی از بهترین الیافی است که سابقه کاربرد آن به چندین هزار سال پیش می‌رسد. اصل ابریشم به چین باستان بازمی‌گردد. از برخی افسانه‌ها برمی‌آید که شاهزاده خانمی چینی به ‌هنگام صرف چای در باغش به ناگاه پیله کرم ابریشمی به میان فنجانش افتاد و گرمای چای سبب شد که از پیله الیاف ابریشمی به‌دست آید. طبق افسانه ای دیگر در 2600 پ.م. پرورش کرم ابریشم و استفاده از الیاف ابریشم مورد توجه قرار گرفت و چینی ها قرن ها، پرورش و تهیه الیاف ابریشم را از دید و دسترس خارجیان دور نگه داشتند.

برای ساختن یک یارد پارچه حدود ۳000 پیله لازم است. قرن‌ها ابریشم دور از دسترس و استفاده عامه مردم بود و تنها ثروتمندان، اشراف و فرمانروایان و اطرافیانشان می‌توانستند پوشاک ابریشمین داشته باشند. زیرا هر کسی قدرت خرید آن را نداشت. امروزه نایلون و پلی‌استر را در معنی ابریشم مصنوعی دانسته‌اند و از جهات مختلف از آنها در پارچه‌بافی استفاده می‌کنند. با این حال تاکنون از ارزش و اهمیت ابریشم طبیعی کاسته نشده است.

ـ کنف

کنف گیاهی یکساله است که دارای ریشه های عمیق و متراکم و سفید رنگ است. این گیاه در مناطق خاصی از جهان نظیر بنگلادش، هندوستان، چین، پاکستان و تایلند از طریق کاشت بذر تولید می شود و از خانواده پنیرکان و از جنس ختمی می باشد و به علت ظرافت و استحکام زیاد در صنایع نساجی در تولید فرش های ماشینی و موکت وگلیم و پارچه ها و بارپیچ های مخصوص و چتایی و طناب و نخ جوت و کیف و مبلمان و اثاثیه منزل و تورهای ماهیگیری و صنعت بسته بندی و حتی در صنعت کشاورزی برای نگهداری مواد غذایی استفاده می شود.

همچنین جوت به دلیل داشتن رسانایی حرارتی کم می تواند در صنعت عایقکاری بخصوص عایقکاری صوتی مورد استفاده قرار می گیرد بدون آن که هیچ گونه حساسیت پوستی برای افراد ایجاد کند. دامنه جغرافیایی کشت کنف بسیار زیاد است و از روسیه و منچوری تا در جنوب آفریقا کشت می شود. طول و قطر آن بستگی به محیط کشت دارد به طوری که طول آن از 1متر تا 4 متر و قطر آن از 8 میلی متر تا 25 میلی متر تغییر می کند. رنگ ساقه آن بستگی به نوع کنف، سبز یا قرمز و یا ارغوانی است. در پوست ساقه کنف، الیافی به صورت یک لایه نرم وجود دارد و چوب میانی آن نیز استوانه نسبتا قطوری از الیاف چوبی کوتاه می باشد که در وسط آن مغز چوب پنبه مانندی وجود دارد. ساقه خشک آن در صنعت کاغذسازی مورد استفاده قرار می گیرد و حتی برگ های آن به عنوان سبزی مصرف خوراکی دارد.

میوه کنف کپسول لوکولیسید تخم مرغی شکل، نوک تیز، کرکدار و اندازه آن تقریبا برابر نصف کاسبرگ است و هر کپسول دارای 5 برچه است که در داخل هر برچه حداقل یک دانه وجود دارد و بذر آن دارای 20 درصد روغن خوراکی می باشد.

جوت می تواند با دیگر الیاف طبیعی و مصنوعی مخلوط شده و حتی رنگ های سلولزی را به خود جذب کند. با وجود این که جوت توسط الیاف ارزان مصنوعی مشابه در بعضی از صنایع جایگزین شده است ولی خاصیت زیست محیطی آن که برای ذخیره مواد غذایی به مدت طولانی کاربرد دارد نمی تواند توسط هیچ یک از الیاف مصنوعی انجام شود.

الیاف نساجی مصنوعی:

به گروهی از الیاف نساجی گفته می شود که توسط روش های خاص تولیدی و به صورت مصنوعی تولید می شوند و به طور معمول در طبیعت وجود ندارند ولی ممکن است ریشه طبیعی داشته باشند.

الیاف زیر از الیاف نساجی مصنوعی شناخته می شوند:

1ـ الیاف سلولز

2ـ الیاف استات سلولز

3ـ الیاف ویسکوز

4ـ الیاف اکریلیک

5ـ الیاف پلی پروپیلن

ابریشم مصنوعی

ابریشم مصنوعی یا نایلون در کمپانی دورپونت به ‌وسیله والاس هامه کاروترز و گروه تحقیقاتش کار روی نایلون گسترش یافت. دورپونت در اندیشه و اقدام ساخت ماده‌ای برای ابریشم مصنوعی بود. آنان می‌دانستند که بازار برای تهیه جوراب ابریشمی با درخواست خرید فراوان و عرضه نسبتن کم ابریشم، جوراب تهیه شده ابریشمین گران تمام می‌شود. از این رو به فکر ابداع و اختراع ماده‌ای افتادند که خواص ابریشم را داشته اما بهای آن مناسب باشد. سرانجام پس از چندین سال تحقیق کاروترز و تیم او تقریبن ماده مورد نظر و دلخواه را کشف کردند. در 1930 کاروترز و جولیان هیل، دستیارش پلی‌استر را کشف کردند.

رفته رفته با تلاش‌های همه‌جانبه کار ساخت ابریشم مصنوعی که همان نایلون باشد، عملی و اقتصادی شد. چه در سال 1934 دونالد کافمن، دستیار دیگر کاروترز نخستین لیف نایلون را به دست آورد و سرانجام در 1935 نایلون عرضه و نخستین جوراب نایلونی ساخته شد. در 1938 بافته نایلونی وارد بازار ایالات متحده آمریکا شد و در 1941 شصت میلیون جفت جوراب نایلونی فروخته شد. در جریان جنگ جهانی دوم، چتر نجات، چادرهایی برای حفظ سربازان از پشه مالاریا، ریسمان و دیگر لوازم و وسایل را از نایلون ساختند.

امروزه نایلون را از سوراخ‌های ریز دستگاه‌های مخصوص تولید الیاف نایلونی می‌گذارنند و با این روش نخ‌های نایلونی ظریف و نازک را از نوردها بیرون می‌کشند که نخ‌های بسیار سختی می‌باشد. چه پاره‌ای از نخ‌های تولیدی نایلون را که با روندها و شیوه‌های خاص به‌دست می‌آوردند تقریبن به استحکام هم وزن خود با فولاد می‌باشد. از نایلون مسواک، آلات موسیقی، بادبان، تور ماهیگیری، فرش ماشینی و دیگر وسایلی که با استحکام و با وزن سبک باید باشد می‌سازند.