وبلاگ

صدا وسیله ارتباط است، ارتباط انسان­ها با یکدیگر، ارتباط با طبیعت و حتی ارتباط با اشیاء ساخته شده توسط خود انسان. صدا اولین وسیله ارتباطی است، علم تولید، انتشار و دریافت صدا آکوستیک[1] نام دارد. امروزه همراه با رشد شهرنشینی، به علت توسعه بی­شمار در صنایع و همچنین افزایش استفاده از ماشین­آلات جدید، عظیم و نیرومند در تمامی زمینه­ها صداها­ی ناخواسته­ای به وجود می­آیند و آلودگی صوتی یکی از اجزای غیرقابل اجتناب زندگی ماشینی بشرگشته است. طبق آمار سازمان جهانی بهداشت تعداد افرادی كه در سراسر دنیا دچار كاهش شنوایی می­باشند از 120 میلیون نفر در سال 1995 به 250 میلیون نفر در سال 2004 افزایش یافته است. چنانكه در منابع علمی مختلف و تحقیقات بسیاری كه در خصوص بررسی و ارزیابی اثرات سوء صدا و ارزیابی علائم وعوارض آن بر شاغلین صنایع پر صدا به عمل آمده، حاكی از آن است عوارض بسیاری از قبیل تغییرات موقت و دائم آستانه شنوایی، ایجاد كم شنوایی حسی عصبی، مشكلات روحی و روانی، افزایش فشار خون، ایجاد معلولیت شنوایی، تأثیر منفی بر پارامترهای فیزیو لوژیك از قبیل درجه حرارت بدن، سردرد، اثرات منفی و بازدارنده بر كارایی و عملكرد كاركنان، افزایش ضربان قلب، اثر برسیستم گوارشی و دستگاه گردش خون، ایجاد استرس، ایجاد اختلال در زندگی روزمره و حالت اذیت و احساس ناراحتی، افزایش ترشح غدد درون ریز(غده فوق كلیوی و تیروئید)، اختلال در ایجاد یادگیری، تأثیر بر كیفیت خواب و بسیاری از عوارض دیگر را می­توان ناشی از تماس طولانی مدت با عامل زیان آور صدا نام برد. كلیه موارد یاد شده از عوارض مشترك صداهای با فركانس­های بالا، میانی و پا یین می باشند، بعضی از اثرات خاص مواجهه با صداهای فركانس پا یین است. برای غلبه بر این مشکل انواع مختلف مواد برای کاهش صدا توسعه یافته است اما تعداد محدودی از آنها توانسته­اند تا حدی برای جامعه پرسرو صدا امروزی مفید واقع شوند [1،2].
به این منظور تولید پنل­ها­ی سوراخ شده، فلزات متخلخل و الیاف فلزی تاحد زیادی در سال­ها­ی اخیر بهبود یافته­اند که جذب صوت عالی در یک محدوده فرکانسی گسترده را فراهم می­کند با این حال، خواص مکانیکی آنها با توجه به ضخامت و فاکتورهای میکرو متخلخل آنها کم گزارش شده است. اگرچه فلزات متخلخل یک سری ویژگی­ها­ی خوب مانند استحکام مخصوص بالا، هدایت حرارتی، جذب انرژی مؤثر دارند اما دارای معایبی هم هستند. آنها اغلب جاذب صدا­ها­ی ضعیف حتی در محدوده فرکانس­ها­ی پایین می­باشند، هزینه تولید بالا و مشکل درکنترل فرایند تولید دارند. تحقیقات اخیر روی توسعه کامپوزیت­ها­ی سبک وزن چند منظوره که دارای جذب خوب، نفوذ پذیری هوا و ویژگی مکانیکی خوب می­باشند متمرکز شده است [4،3].
2-1- اصول و مبانی صوت
1-2-1- ماهیت صوت

فیزیک و ماهیت صدا، شاخه­ا­ی از علم فیزیک است که با انعکاس و کیفیت صدا رسانی سر و کار دارد. یک جسم در حال ارتعاش، حالت ناپایدار موجی شکلی در محیط پیرامون خود که فراگیره نامیده می­شود پدید می­آورد. این امواج هرچه از منبع ارتعاش دورتر می­گردند،

 انرژی آنها توسط فراگیره جذب و به تدریج از بین می­روند. بنابراین پدیده­ا­ی احساسی که توسط ارتعاش، گوش انسان را تحریک می­ نماید، صدا یا صوت نامیده شده و فضایی که در آن این پدیده رخ می­دهد، میدان آکوستیکی نامیده می­شود. فشار در همه جای یک محیط همگن(فراگیره) که در حالت تعادل است یکسان می­باشد. اگر در یکی از نقاط فراگیره فشار تغییر کند، حالت نامتعادل به­وجود می­آید که این عدم تعادل به تمام نقاط محیط متعادل منتقل می­گردد. در این حالت اگر ذره­ا­ی از حالت تعادل خارج شده و شروع به ارتعاش نماید، با توجه به ساختمان مولکولی جسم فراگیره، ذره­ی مرتعش شده فشاری را در مولکول بعدی در پیرامون خود پدید می­آورد که می­توان گفت نقطه­ی مفروض با افزایش فشار مواجه شده و به عکس در ذره­ی متقارن آن کاهش فشار به­وجود می­آید. از انتشار فشار ذرات به یکدیگر موج پدید می­آید. اگر این جابجایی­ها بیش از 16 بار در ثانیه باشد، صدا ایجاد می­شود و اگر همین افزایش و کاهش فشار در یک مسافت خاص به تصویر کشیده شود، آنچه به دست می­آید امواج صوتی خواهد بود. هنگامی این امواج به وجود می­آیند که محیط متعادل دارای خاصیت الاستیسیته باشد و این قابلیت را داشته باشد که نیروی وارده را به ذرات مجاور انتقال دهد [6،5].

2-2-1- کمیت های صوتی
دامنه[1] : عبارت است از فاصله­ی بین دو نقطه بیشینه و کمینه­ی فشار در امواج صوتی. در بسیاری از منابع آکوستیکی، از صفر تا نقطه بیشینه مقدار مثبت و از صفر تا نقطه­ی کمینه مقدار منفی خوانده می­شود.
فرکانس[2] (بسامد): عبارت­ است از تعداد نوسانات کامل امواج در یک ثانیه که از یک نقطه­ی معینی  عبور کنند. واحد تعداد نوسانات در ثانیه، هرتز(Hz) نامیده می­شود.
سرعت صوت[3] : عبارت است از مقدار مسافت طی شده توسط امواج در مدت یک ثانیه. این مسئله بستگی به جنس و دمای محیطی دارد که امواج صوتی در آن حرکت می­کنند. همچنین سرعت صدا با رطوبت نیز رابطه مستقیم دارد. هرقدر رطوبت هوا بیشتر باشد سرعت صدا نیز بیشتر است. جدول (1-1)  سرعت حرکت امواج صوتی را در مواد مختلف نشان می­دهد [8،7].
طول موج[1] : عبارت است از فاصله بین دو نقطه متوالی و همانند، مانند فاصله بین دو بیشینه و کمینه. طول موج به سرعت و نیز فرکانس صدا بستگی دارد.
توان[2] : عبارت است از مقدار انرژی خروجی از یک منبع در واحد زمان که با واحد وات (w) اندازه­گیری می­شود.
فشار[3] : عبارت است از میزان تغییر فشار اتمسفریک ایجاد شده توسط صدا در محیط فراگیره. فشار هوا مقداری بی­نهایت کوچک است که با واحد پاسکال(Pa) سنجیده می­شود.
شدت[4] :  عبارت است از میزان انرژی صوتی که در واحد زمان بر واحد سطح عمود بر جهت انتشار موج می­رسد و با واحد ( ) اندازه­گیری می­شود.
امواج ساکن[5] : در تداخل امواج چنانچه دو موج با فرکانس­ها­ی یکسان مثلاً امواج منتشر شده و بازتاب با یکدیگر ترکیب شوند، ممکن است به علت اختلاف فاز یک صد و هشتاد درجه در بعضی نقاط یکدیگر را تضعیف کرده و نیز تساوی فازها یکدیگر را تقویت کنند. محل این نقاط ثابت است و الگوی به ­وجود آمده به امواج ساکن معروف است [9-7].
1 Wavelength
2 Power
3 Pressure
4 Intensity
5 Standing Wave
1 Amplitude
2 Frequency
3 Velocity
1 Acoustic

بی شك یكی از اصلی ترین الیاف مورد مصرف نساجی پلی استر می باشد. گواه این موضوع، میزان تولید و مصرف بالای سالیانه این لیف در جهان می باشد. ازطرفی، بیشترین حجم نخ خاب مورد مصرف فرش ماشینی در ایران، از الیاف اكریلیك تهیه می شود که لیفی نسبتا گران ودارای مشکلات زیست محیطی زیادی می باشد. در این تحقیق تلاش می شود تا خصوصیات نخ پلی استر فیلامنتی را با تغییردر شكل سطح مقطع ونیز تغییر نمره الیاف(dpf)[1] اصلاح نمود. نتیجه این تحقیق می تواند به جایگزین شدن الیاف پلی استر بجای اکریلیک در صنعت فرش ماشینی ایران کمک کند. از آنجا كه منسوجات فرش از طرف پای انسان(راه رفتن)، پایه صندلی و مبل و… همواره تحت بارگذاری دینامیكی واستاتیكی قرار دارد، در نتیجه فشارپذیری یکی از مهمترین خواص فیزیكی- مكانیكی آنها محسوب می شود. بنابراین یک فرش علاوه بر داشتن كاركرد و دوام فنی بالا، باید به عنوان یك كالای تزئینی و لوكس نیز دارای ظاهری زیبا باشد. از جمله عوامل مهم در این زیبایی نظم وترتیب نخ های خاب، درخشندگی و… می باشد. بنابراین دراین تحقیق ابتدا نمونه های تولید شده نخ های پلی استر فیلامنتی شاهد(نخ پلی استر متداول مصرفی صنعت) و اصلاحی در فرش ماشینی خاب بریده بافته شده و سپس نمونه های فرش از لحاظ آزمون های فشار پذیری (استاتیکی، دینامیکی) و بصری بایکدیگرمقایسه می شوند.
2-1- لیف پلی استر
1-2-1- تاریخچه
تا قبل از 1945دانشمندان مختلفی پلی استرهای لیفی زیادی را تهیه نموند ولی تقریبا تمامی آنها از واكنش گرمای آلیفاتیك تهیه می‌شدند و دارای نقطه ذوب پایینی برای مصارف نساجی بودند،  بعلاوه آنكه در حلالهای خشك شویی به آسانی حل می‌شدند.
دراولین روزهای جنگ جهانی دوم، و ینفیلد و دیكسون (Whinfild & Dickson) توانستند با مطالعه مطالب كارتروز پلی اتیلتن ترفتالات با وزن مولكولی بالا را از واكنش اسیدترفتالیك و استر دی متیل خالص آن  با اتیلن گلایكول تهیه نمایند،  پلیمر جدید از طریق ذوب ریسی به الیاف تبدیل می‌شد و دارای خواص نساجی مطلوبی بود. ولی بدلیل جنگ جهانی انتظار جهت تولید تا سال 1945 بطول انجامید. در جولای 1945 شركت (ICI) طبق توافقنامه بلند مدت میان آنها و شركت دوپونت ،حق امتیاز تولید این لیف را به 5 كشور اعطا نمود. تولید پلی استر در دهه 60 و70 بطور گسترده ای افزایش یافت و در سال 1972 پلی استر از نایلون پیشی گرفت و عنوان مهمترین لیف مصنوعی را به خود اختصاص داد[3] .
2-2-1- ساختمان شیمیایی
پلی استر به پلیمرهایی اتلاق می‌گردد كه دارای گروه استر (–co-o–) در زنجیره  اصلی خود باشند. این گروه استری، ‌حاصل واكنش بین الكلهای دو ظرفیتی و كربوكیسلیك اسیدهای دو ظرفیتی می‌باشد[1].
در این تحقیق منظوراز لیف پلی استر، بیشتر پلی اتیلن ترفلات [1](PET) است که درواقع یکی از ‌مهمترین الیاف مصنوعی در صنعت نساجی می‌باشد.
فرمول شیمیایی این لیف در شکل (1-1)آمده است.

از جمله نامهای تجاری كه امروزه درسطح جهان برای الیاف پلی استر بكار می‌ برند می‌توان به ترویرا (Trevira) ، تولیدی شركت هوفست آلمان،  ترگال (Tergal) شركت رود یاستا فرانسه،  تریتا ل ((Trital شركت رود یانس ایتالیا، تترون (tetron) ژاپن و ویكلرون (Viklerun) شركت ببیانت میلزآمریكا اشاره كرد.  [2]
3-2-1- مصارف وكاربردهای الیاف پلی استر
پلی استر به مقدار زیاد با پنبه،  ویسكوز، پشم و سایر الیاف طبیعی مخلوط می‌شود و به این ترتیب كمبودهای الیاف طبیعی تا حدودی مرتفع می‌گردد. پلی استر را می توان از لحاظ كاربرد در 4 گروه الیاف كوتاه، الیاف بلند، نخهای یكسره و بی بافت هاتقسیم بندی نمود. نمره الیاف پلی استر كه در ریسندگی الیاف كوتاه تولید می‌شود،  در حدود 3-7/1 دسی تكس می‌باشد.  طول این الیاف 38 تا 76 میلیمتر و فرو موج آن 4 تا 6 در سانتیمتر است. كاربرد الیاف كوتاه پلی استر بسیار گسترده است. در صنایع بافندگی تاری پودی انواع مختلف پارچه‌های پیراهنی، ‌روپوشی، ‌شلواری، ‌رو مبلی، ‌پرده ای، ‌ملافه ای، مقدمات بافندگی و. .. ازاین لیف تهیه می‌شود.
پلی استر به منظور مخلوط شدن با پشم دارای نمره 3 تا 6 دسی تكس می‌باشد و طول برش آن 75 تا100 میلی متر می‌باشد. الیاف بلند پلی استر دارای طیف گسترده ای از كاربردها می‌باشد از جمله  در صنایع بافندگی فاستونی، ‌نیمه فاستونی و پشمی به صورت عموماً كت و شلوار مردانه، ‌منسوجات فنی، ‌پتو، ‌ملافه ، ‌نخ فرش ماشینی و. .. اشاره نمود.
نخ فیلامنتی پلی استر معمولی به صورت تك رشته ای وچند رشته ای مستقیماً در تریكو بافی،  بافندگی و تكسچرایزینگ  استفاده می‌شود، ‌نخ فیلامنتی پلی استر با استحكام بالا به مصارف صنعتی مثل نخ تایر خودرو، ‌كمر بند ایمنی،  تسمه، نخ خیاطی، ‌طناب،تورماهیگیری ،شیلنگ های صنعتی،چادر مسافرتی،بادبان كشتی و… مورد استفاده قرار میگیرد. بعلاوه در بافندگی حلقوی این لیف درقالب انواع زیر پوش، ‌تی شرت،  لباس ورزشی،  جوراب و. .. به بازار عرضه می‌شود. 
همانطور كه اشاره شد بخش قابل ملاحظه ای از مصرف پلی استر به صورت الیاف ریسیده می‌باشد كه در شاخه‌های مختلف نساجی كاربرد دارد.اما در سالهای اخیر پیشرفت قابل ملاحظه در منسوجات بی بافت صورت
گرفته است و موارد كاربرد زیادی را دارا می باشد از جمله منسوجات فنی،كشاورزی،ژئوتكستایلها،منسوجات محافظ،منسوجات بهداشتی و… .
به علت خواص ویژه پلی استر نظیر براقیّت و نرمی آن به صورت 100% نیز درمواردی چون روسری، ‌شال زنانه استفاده می‌گردد در صنایع كفپوش و نخ خاب وچلّه فرش ماشینی نیز كاربرد گسترده ای دارد[1].
4-2-1- خواص فیزیكی، مکانیکی وشیمیایی الیاف پلی استر (PET)
1-4-2-1- مقاومت در مقابل کشش اولیه
مقاومت در مقابل كشش اولیه در این گونه الیاف فوق العاده زیاد بوده و از خصوصیات خوب این الیاف است و نشان دهندة این است كه در مقابل فشار كم عملیات نخ پیچی، كششی به این الیاف داده نمی شود.آزمایشات نشان داده كه وزنه  9/0 گرم بر دنیر فقط یك درصد می تواند فیلامنت داكرون را كشش دهد، و وزنه 75/1 گرم بر دنیر باعث 2 درصد كشش در داكرون می شود. تریلین نیز مشابه داكرون می باشد و مقاومت در مقابل كشش اولیه خوبی دارد بنابراین نیروی كه در هنگام پوشیدن لباس وارد می شود ، تغییر شكل اساسی را در لباس بوجود نمی آورد[4] .
2-4-2-1- جذب رطوبت
در شرایط معمولی جذب رطوبت الیاف داكرون و تریلین 4/0 درصد است .در نتیجه استحكام كششی و ازدیاد طول تا حد پارگی در حالت خیس و خشك یكسان است .کفپوش پلی استر در حین مصرف ایجاد بار الكتریكی می كنند و در نتیجه خاك و آلودگیهای هوا را به سهولت جذب می كنند[4] .

1. Polyethylene Terephthalate

1. Denier per Filament