إيجاد التماسك Bond
إيجاد التماسك Bonding
تتميز شاشة الشعيرات المنتجة بالطريقة الميكانيكية والتوزيع المتقاطع للشعيرات بزوايا حادة ومنفرجة باتجاه سريان المنتج Cross Laid بانتظامية توزيع الالياف على سطح الشاشة بشكل متقاطع إلا ان هذه الشعيرات تفتقد الأمر الذي يتطلب معه ضرورة إيجاد هذا التماسك من خلال تشابك هذه الالياف ميكانيكيا needle felting , Needle punching , mechanical bonding0
يتم امرار حصيرة الالياف والمستخدمة في قطاع إنتاج أقمشة التربة Geotextiles عى الماكينة المعدة لتنفيذ التماسك الميكانيكي لضبط مساميتها ومن أهم البدائل التي ساعدت على اتساع نطاق الاستخدام لمنتجات هذه الطريقة التنوع الكبير في الالياف المستخدمة بالإضافة إلى إمكانية التحكم بمواصفاتها وبما يتفق مع الغرض من الاستخدام ولا يخفي مدى السهولة في التحكم بعامل التشغيل أثناء الإنتاج 0
تتلخص عملية التماسك الميكانيكي التي تعرف بعملية التلبيد Needle Punching في تحقيق التماسك الميكانيكي بشاشة الالياف السابق أعدادها بماكينات الكرد أثناء مرورها بالماكينة من خلال تغلغل حزمة من الالياف ( يتراوح عددها ما بين 10-20شعيرة) والموجودة بسطح الشاشة إلى السطح السفلي تكتسب هذه الالياف الطاقة الحركية اللازمة نتيجة الضغط بعد التلبيد Felting Needles أثناء حركتها الترددية لأسفل بعزة الإبر لأعلى تظل هذه الحزمة من الالياف بوضعها الجديد وتعمل بهذه الكيفية على تماسك الالياف " الميكانيكيا" ويتكون ما يعرف بمعامل التلبيد Felting Effect
تتكون ماكينة التلبيد بالإبر كما بالشكل ( ) من حصيرتي تغذية العلوية (10) والسفلية (7) تقوم بتقديم حصيرة الالياف (9) إلى حز التلبيد " التماسك الميكانيكي " ويتكون حيز التلبيد من اللوحة المعدنية العليا ( المثقبة) (4) وتعرف باسم stripper plate واللوحة المعدنية السفلية (3) والتي تعرف باسم Bed Plate وهي مثقبة أيضا وتتحرك من أعلى اللوحة المعدنية العلوية (4) حامل الإير (1) Needle Boeard وتثبت به الإبر الخاصة أو تخترق الإبر في حركتها الرأسية الترددية ثقوب اللوحتين (4) (3)
يمتد حامل الإبر بعرض الماكينة والتي يتراوح عرضها العروض العادية بين 200-800سم ويتكون حامل الإبر من قطع متجاورة يصل طول أيهما إلى 110سم وعرضها يتراوح بين 20-35سم تترتب ثقوب الإبر بجوار بعضها بالاتجاه الطولي من 165-167 ثقبا بجوار بعضهما وبفاصل قدره 6 ملليمتر بين مركزي الثقبين المتجاورين ويصل قطر الثقب إلى 52ر1-83ر1 ملليمتر ويصل عدد صفوف الثقوب بالاتجاه العرضي ما بين 30-50-60 وليتحقق بهذه الكيفية تركيب 3000أو 5000أو 8000 أو 10000 إبرة للمتر الطولي ( بعرض الماكينة ) 0
يثبت بثقوب حامل الإبر التلبيد الخاصة (2) ويتراوح المشوار الترددي لحامل الإبر بين 60-90 ملليمتر وبديهي ان يتناسب طول المشوار تناسبا عكسيا مع السرعة الخطية للمنتج بالدقيقة0
يترتب على الحركة الترددية لحامل الإبر ان تتغلغل إبر التلبيد ذات الزوائد الجانبية لشاشة الألياف وترفع هذه الزوائد خصلات من بداية السطح العلوي إلى داخل الحصيرة وصولا إلى السطح السفلي وبعودة الإبر إلى منطقة البداية تتحرك التغذية (7) ، (9) ، (6) بالإضافة إلى اسطوانتي سحب المنتج (8) للأمام ( جهة اليمين بالرسم) وبتوقيت متزايد مع أبقاء الإبر عن شاشة الالياف حفاظا على الإبر من التكسير 0 تتولى اللوحة المعدنية العلوية stripper plate (4) تخليص الإبر من تعلق الشاشة بها عند حركتها العلوية 0
تتميز ماكينات التلبيد الإبر بالتركيب البنائي الهندسي القوي حيث يصل وزن الماكينة ذات العرض 2 متر إلى حوالي 8 طن في حين يزداد وزنها ليصل إلى 28 طنا مع الماكينات ذات العرض 5ر4متر وذلك لمواجهة القوى المتزايدة لعملية التلبيد 0
ويترتب على حركة الدفع الرأسية لأسفل ومقاومة الالياف لتغلغل الإبر إلى حدوث اهتزازات كبيرة لماكينة التلبيد وهو الأمر الذي يتم مع وضع الماكينة عل دعامات من الكاوتشوك لامتصاص هذه الاهتزازات مع ضرورة إعداد أساس خرساني قوي لتحميل امتصاص هذه الضغوط الديناميكية ومما هو جدير بالذكر ان سطح شاشة الالياف المواجهة للوحة الإبر يكون منتظما بالمقارنة بالسطح الآخر 0
لم تتغير نظرية إيجاز التماسك الميكانيكي بواسطة الإبر منذ بدء تشغيلها أو حتى الوقت الحالي إلا ان اتجاه التطوير كان بهدف تحسين الأداء مع زيادة سرعته حيث يصل عدد الترددات بالدقيقة لوحة الإبر حاليا ولماكينات التلبيد الحديثة إلى 2500 تردد/ بالدقيقة ولتتراوح السرعة الخطية للمنتج ما بين 1:10 متر طولي بالدقيقة كما أمكن بالطرز الحديثة من هذه الماكينات لتشغيل الالياف ذات المتانة وقوة الشد المرتفعة High tensely وبدون تعريض الماكينة للزيادة في الاجهادات الميكانيكية أو أتلاف الالياف 0
تتكون مجموعة التلبيد بماكينات التلبيد من مجموعة الحركة الترددية الرأسية الإضافة إلى مجموعات تحريك شاشة الشعيرات وتتكون من مجموعة التلبيد من المجموعات الحركية الآتية:
- لوحة الإبر (1) Needle Board
- إبر التلبيد(2) Felting Needle
- لوحة الارتكاز (4) Bed Plate
- لوحة التخليص " المثقبة" (3) Stripper Plate
علما بأن يمكن الاكتفاء بمجموعة تلبيد واحدة أو استخدام مجموعتين بنفس الماكينة ويكتفي في هذه الحالة بمجموعة واحدة لتحريك شاشة الشعيرات ويتبين من العرض التالي الأوضاع المختلفة لمجموعات التلبيد بالإضافة لما تقدم فإن من المتفق عليه ان ثات المشوار الحركي للوحة الإبر إلا أنه يمكن التحكم بالزيادة أو النقصان بمقدار تغلغل الإبر داخل شاشة الالياف وهو ما يعرف بالمصطلح penetration من خلال التحكم بأوضاع لوحة الارتكاز (4) Bed Plate أو لوحة التخليص المثقبة (3) Stripper Plate 0
يتبين من الشكل الوضع (A) الوضع العادي لمجموعة التلبيد بماكينات التلبيد بالإبر وتتواجد مجموعة التلبيد اعلى شاشة الشعيرات ويكون اتجاه التلبيد لأسفل في حين يوضح الوضع B من نفس الشكل مجموعة التلبيد الأحادية إلا انها تتواجد أسفل شاشة الالياف (7) وبديهي ان يكون اتجاه التلبيد لأعلى وهو من الأوضاع التي يندر استخدامها بشكل منفرد ولكن يمكن استخدامها في حالة استخدام أكثر من مجموعة تلبيد 0
تتولى حصيرة نقل الالياف (5) تحريك شاشة الالياف (7) لتصل إلى حيز التلبيد ونتيجة للحركة الترددية للوحة الإبر يتحقق التماسك الميكانيكي لشاشة الالياف وتفقد الكثير من الحجم سحب الشاشة بعد تماسكها باتجاه وحدات التدوير 0
يوضح الشكل التالي الوضع I ماكينات التلبيد بالإبر المزودة بمجموعتين متعامدتين من مجموعات التلبيد حيث تعلو أحدها الأخرى تماما وترتبط حركة كل منها بالأخرى ارتباطا ميكانيكيا علما بأن التوافق الحركي الميكانيكي للوحتي الإبر بالمجموعتين لا يسمح بتواجد كليهما بحيز التلبيد بنفس التوقيت حيث ان هناك فراقا حركيا قدره 180 درجة من عمود الإدارة الرئيسي وبما يعني بدء دخول الإبر بحيز التلبيد بأحد لوحتي الإبر يكون متوافقا مع توقيت خروج إبر لوحة الإبر الأخرى من شاشة الشعيرات 0
تزدوج في هذه الحالة وظيفة Stripper Plate (3) Bed Plate (4) حيث يتبادل كلتاهما الأداء الوظيفي ارتباطا باتجاه لوحتي الإبر وتساعد هذه الطريقة في الارتفاع بسرعة الماكينة إلى الضعف في حالة ثبات بقية العوامل 0
من العرض السابق اتضح ان عنصر التلبيد الرئيسي بطريقة التماسك الميكانيكي هي إبر التلبيد Felting Needles والتي تتعرض لإجهادات ميكانيكية متزايدة عند بدء تغلغلها شاشة الألياف حيث تبدأ في الضغط على شاشة الالياف والتي تصل إلى حيز التلبيد بتخانة تصل إلى 140-150 ملليمتر ( عند استخدام التوزيع المتقاطع للشعيرات) حيث يتطلب الأمر ضرورة الانخفاض بالسمك ليصل إلى 3-10 ملليمتر ( سمك المنتج النهائي) وتقوم حصائر التغذية (7-10) بالضغط على شاشة الالياف لتنخفض بالسمك إلى 50-55% عند بدء حيز التلبيد وتتولى الإبر من خلال عملية التلبيد بالوصول إلى السمك المحدد للمنتج ويتناسب سمك المنتج النهائي في حالة ثبات متوسط الوزن للمتر المربع تناسبا عكسيا مع عدد المرات التي تتعرض فيها السنتمتر المربع للتعزيز بإبر التلبيد وهو ما يعرف " بمعامل التلبيد"
ترتبط نوعية إبر التلبيد ارتباطا وثيقا بتخانة الالياف المستخدمة حيث يقل تخانة الإبر مع الانخفاض بالدنير ومن المتفق عليه بيان نوعية الإبر المستخدمة بمعلومية بعض الأرقام التي تعطي بيانا عن مواصفاتها وسنتناول فيما يلي التعرض للنوعيات المختلفة من إبر التلبيد 0
تنقسم إبرة التلبيد طبقا للشكل المبين ( ) إلى خمسة أقسام وذلك بالنسبة للنوعيات العادية والمستخدمة للدنير المرتفع فيما هو أعلاه من دنير 20، وتنقسم إلى سبعة أقسام لنوعيات الإبر المستخدمة للدنير ما دون 15 دنير وهذه الأقسام هي :
- التكسحية (1) Crank
- الساق (2) shank
- السلوب(2/1) taper
- الساق الوسيطة(2/2) intermediate shank
- المسلوب(2/3) taper
- حيز التشغيل (3) working part
- سن الإبرة (4) point
تنقسم إبر التلبيد إلى قسمين رئيسين النوعية الأولى مخصصة لتشغيل الالياف السميكة ذات الدنير المرتفع وهي المبنية بالوضع A وتنقسم اتجاهها الطولي إلى خمسة أقسام المبينة بالعلاقة وهي المستخدمة للإبر العادية ذات الطول 3 أو 5ر3 بوصة في حين تستخدم الباقي لتميز الإبر ذات الطول 4، 5ر4، 5 بوصة المستخدمة أيضا للدنير المرتفع جدا ولتشغيل الأنواع الخاصة من المنتجات 0
أما النوعية الثانية بالوضع B فأنها تنقسم في اتجاها الطولي إلى سبعة أقسام وتستخدم لتشغيل الدنير المنخفضة وتنقسم الساق بهذه النوعية من الإبر إلى قسمين يفصل بينهما مسلوب إضافي وذلك بالنظر ليصبح على أربعة درجات بدلا من درجتين وحتى لا تمثل نقطة الانتقال من القطر الكبير إلى القطر الصغير نقطة ضعف بالإبرة كما يساعد الانخفاض بقصر الساق الوسيطة (2/2) في تحسين ظروف التشغيل للألياف الدقيقة وذلك بتقليل احتكاك الألياف بجوانب الساق السميكة حيث يتميز استخدام الالياف ذات الدنير المنخفض بتزايد أعدادها وبقلة مسامية الشاشة بوحدة القياس المربعة عند مثيلتها المتحدة منها في الوزن ولكن باستخدام دنير مرتفع ومع تخفيض سمك الساق الوسيطة (2/2) ينخفض معامل الاحتكاك بين الإبرة والالياف0
