نخ‌های تار و پود در فرش ماشینی | از تئوری مهندسی تا کاربرد عملی و آینده‌نگاری صنعت فرش

فرش ماشینی از جمله محصولات پرطرفدار در صنعت نساجی است که کیفیت نهایی آن به‌شدت تحت تأثیر انتخاب و مهندسی نخ‌های تار (Warp) و پود (Weft) قرار دارد. این دو عنصر، اسکلت و ساختار اصلی فرش را شکل می‌دهند و به‌طور مستقیم بر استحکام مکانیکی، ثبات ابعادی، دوام، زیبایی ظاهری و حتی حس لمسی (Hand-feel) فرش اثر می‌گذارند.
در این مقاله، با نگاهی فراتر از تعاریف کلاسیک، به بررسی **ریزساختار، الزامات مهندسی، فرآیندهای تولید، کنترل کیفی و روندهای آینده** نخ‌های تار و پود در صنعت جهانی فرش ماشینی می‌پردازیم.

نخ تار (Warp Yarn) – ستون فقرات فرش ماشینی

•    نقش و الزامات بنیادین نخ تار

نخ تار در جهت طولی فرش قرار گرفته و بیشترین تنش‌های مکانیکی را در فرآیند بافت تحمل می‌کند. در ماشین‌های بافت مدرن، نخ‌های تار تحت تنش‌هایی در بازه **۵۰ تا ۱۵۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر** کار می‌کنند و هرگونه ناپایداری در مشخصات آن‌ها می‌تواند منجر به شکستگی تار، توقف دستگاه و افت کیفیت نهایی شود.
الزامات مهندسی نخ تار شامل:
* استحکام کششی بالا (High Tensile Strength)
* مقاومت سایشی مناسب در تماس با قطعات فلزی
* مدول الاستیسیته کنترل‌شده و ازدیاد طول محدود
* پایداری حرارتی در سرعت‌های بالای بافت
* یکنواختی ابعادی (CV% کمتر از ۲٪)
* چسبندگی مناسب به سیستم‌های آهارزنی (Size Adhesion)

•    ماتریس مواد مورد استفاده در نخ تار

پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)

پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) به‌عنوان ماده غالب در نخ تار فرش ماشینی شناخته می‌شود. ساختار مولکولی آروماتیک PET باعث ایجاد استحکام کششی بالا، مدول مناسب و ثبات ابعادی مطلوب در فرآیندهای حرارتی می‌شود.
مزایای مهندسی PET:
* استحکام کششی بالا (۷–۸ گرم بر دنیر)
* مقاومت خستگی بسیار خوب
* نقطه ذوب بالا (~۲۶۰°C)
* جذب رطوبت کم (~۰.۴٪)
* پایداری ابعادی در فرآیند Heat-setting

گریدهای تخصصی:

* HTLS (High Tenacity Low Shrinkage)
* PET قابل رنگرزی کاتیونی برای کاربردهای خاص

پلی‌پروپیلن (PP)

پلی‌پروپیلن به دلیل دانسیته پایین و قیمت اقتصادی، در برخی ساختارهای فرش ماشینی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌ها:

* وزن مخصوص پایین (۰.۹۱ g/cm³)
* مقاومت شیمیایی بالا
* جذب رطوبت نزدیک به صفر

چالش‌ها:

* نقطه ذوب پایین‌تر (۱۶۵–۱۷۰°C)
* حساسیت به تخریب نوری (UV)
* رفتار خزشی (Creep) در تنش‌های طولانی‌مدت

پیشرفت‌های صنعتی:
استفاده از PPهای کوپلیمری و ساختارهای هسته–پوسته برای بهبود چسبندگی به آهار و پایداری مکانیکی.

پلی‌آمیدها (نایلون‌ها)

نایلون ۶ و نایلون ۶.۶ به دلیل مقاومت سایشی و چقرمگی بالا، در کاربردهای خاص مورد توجه قرار دارند.

محدودیت‌ها:
* جذب رطوبت تا ۴٪
* نیاز به کنترل شرایط محیطی سالن بافت
* قیمت بالاتر نسبت به PET و PP

کاربرد:
محدود به فرش‌های صنعتی فوق‌سنگین و خاص.

نخ پود (Weft Yarn) – عنصر تثبیت‌کننده و تنظیم‌کننده ساختار

نقش‌های عملکردی نخ پود

نخ پود در جهت عرضی فرش قرار گرفته و به‌صورت رفت‌وبرگشتی میان نخ‌های تار عبور می‌کند. این نخ نقش کلیدی در:
* تثبیت گره‌ها و خاب
* تعیین وزن و ضخامت فرش
* کنترل سختی یا انعطاف‌پذیری پشت فرش
* جذب ضربه و توزیع تنش‌های مکانیکی
  ایفا می‌کند.

اکوسیستم مواد نخ پود

پلی‌پروپیلن (PP)

* سبک، حجیم و اقتصادی
* معمولاً به‌صورت BCF با DPF پایین
* چالش اصلی: جمع‌شدگی حرارتی
  → کنترل با PP مهندسی‌شده و پیش‌عملیات حرارتی

پلی‌استر (PET)

نخ پود PET به دلیل جمع‌شدگی کم و ثبات ابعادی بالا، در فرش‌های پرتراکم و صادراتی کاربرد گسترده دارد.

ویژگی‌ها:

* پایداری ابعادی عالی
* دوام طولانی‌مدت
* سازگاری با فرآیندهای تثبیت حرارتی

نخ آکریلیک (PAN) به عنوان پود 

مزیت نسبی:
آکریلیک شبیه‌ترین الیاف مصنوعی به پشم از نظر:
* حجیم بودن
* نرمی
* **بازگشت عالی از فشار (Compression Recovery)
این ویژگی موجب می‌شود فرش پس از پاگذاری سنگین، به‌سرعت به ضخامت اولیه بازگردد و حس لوکس‌تری ایجاد شود.

محدودیت‌ها:
* قیمت بالاتر نسبت به PP و PET
* مقاومت حرارتی متوسط (۲۳۰–۲۵۰°C)
* استحکام کششی کمتر نسبت به PET

کاربرد واقعی:
آکریلیک عمدتاً در فرش‌های دستباف‌نما (Machine Woven) با پرز آکریلیک استفاده می‌شود تا یکنواختی حسی و رفتاری در کل ساختار فرش حفظ شود. در این ساختارها، پود آکریلیک به حفظ نرمی و خاصیت ارتجاعی کلی فرش کمک می‌کند.

روند بازار:
در تولید انبوه فرش‌های ماشینی با پرز PP یا PET، استفاده از آکریلیک به دلیل عدم توجیه اقتصادی–عملکردی بسیار محدود است.

سایر گزینه‌های نخ پود:

جوت (Jute): ایجاد وزن و حجم بالا با قیمت پایین؛ چالش اصلی جذب رطوبت بیش از ۲۰٪ و خطر کپک و پوسیدگی
نخ‌های بازیافتی (rPET, rPP): گزینه‌ای ایده‌آل برای پود با تمرکز بر اقتصاد چرخشی؛ نیازمند کنترل ویسکوزیته مذاب و ناخالصی‌ها
نخ‌های دوچندان (Bicomponent): مانند PET/Co-PET با قابلیت Self-bonding و افزایش Tear Strength پشت فرش

فرآیندهای حیاتی – از نخ تا بافت

آماده‌سازی نخ تار (Warping & Sizing)

* آرایش صدها تا هزاران نخ با کشش یکنواخت روی Beam
* کنترل کشش با دقت ±۰.۱ نیوتن
* آهارزنی با لایه‌ای ۳–۸ میکرونی شامل:
         پلیمر اصلی (۹۰٪)
         نرم‌کننده (۵٪)
         مواد ضد الکتریسیته ساکن (۳٪)
        مواد ضد میکروبی (۲٪)

پارامترهای کلیدی بافندگی

* Twist Factor: αe = ۱۰۰–۱۲۰
* تراکم تار: ۲۰–۳۰ نخ در سانتی‌متر
* کنترل تنش با Load-cell برای جلوگیری از Warp Break و Sagging

کنترل کیفی و آینده‌نگاری

آزمون‌های پیشرفته

* Dynamic Fatigue Test
* میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
* DSC برای تحلیل رفتار حرارتی
* آزمون مقاومت در برابر تخریب هیدرولیتیک PET

روندهای آینده

* نانو‌اصلاح‌گری سطح نخ تار
* نخ‌های هوشمند و رسانا
* الیاف زیستی (PLA, PTT)
* بهینه‌سازی فرآیند بافندگی با هوش مصنوعی

جمع‌بندی نهایی

انتخاب نخ‌های تار و پود در فرش ماشینی یک **بهینه‌سازی چندهدفه** میان استحکام، پایداری ابعادی، هزینه و ملاحظات محیط‌زیستی است.

* نخ تار به سمت پلی‌استرهای با استحکام بالا و پلی‌پروپیلن‌های مهندسی‌شده حرکت می‌کند.
* نخ پود به بستری برای نوآوری، استفاده از مواد بازیافتی و تنظیم خواص مکانیکی و حسی تبدیل شده است.
* آکریلیک، اگرچه در تولید انبوه جریان اصلی نیست، اما در **نیچ‌مارکت فرش‌های لوکس شبه‌پشم** نقش تخصصی و تثبیت‌شده‌ای دارد.