کاربردهای فناوری نانو در منسوجات خانگی

1- فناوری نانو و کاربرد آن در منسوجات خانگی

فناوری­نانو توانایی کنترل ماده در ابعاد مولکولی و بهره­برداری از خواص و پدیده­های این بعد در مواد، ابزارها و سامانه­های نوین است. فناوری­نانو زمینه­ای از دانش کاربردی و فناوری است که زمینه­های گسترده­ای را پوشش می­دهد. موضوع اصلی این فناوری، مهار ماده یا سامانه­ها در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود 1 تا 100 نانومتر است. فناوری نانو در تمامی گرایش­های علمی راه­یافته و از فناوری­های نوینی است که با سرعت هرچه‌تمام‌تر درحال‌توسعه می­باشد.

با ظهور فناوری نانو، دریچه­ای جدید به روی صنعت نساجی و سایر صنایع گشوده شد.  ایجاد محیط پاک­تر و ایمن­تر، مهم­ترین دستاورد مهندسی نانونساجی در بخش منسوجات خانگی­است.  منسوجات خانگي شامل انواع پتو، لحاف، پارچه‌های رومبلی و پرده‌ای، روتختی، ملحفه و روبالشی، تشک ، حوله، رومیزی، پرده، فرش، موکت و نظیر این‌ها است. در مطالعه­ای که توسط اتحادیه صنعت نساجی و پوشاک Bavarian در مورد روند و چشم­انداز این صنعت صورت گرفت، نقش قابل توجهی برای کاربردهای آتی منسوجات خانگی با استفاده از روش­های جدید تکمیل پارچه و فناوری پوشش­دهی، با استفاده از فناوری­نانو در نظر گرفته شده است.

شکل 1، برخی از خواص منسوجات خانگی تکمیل‌شده با نانو ساختارها را نشان می­دهد.

شکل 1. خواص منسوجات خانگی تکمیل‌شده با نانو ساختارها [2]

بخش منسوجات خانگی و صنعت مبلمان یکی از بزرگ­ترین بازارهای منسوجات فنی به شمار می­روند. تمایل مصرف کنندگان منسوجات خانگی به راحتی و استفاده از منسوجات با قابلیت کاربرد آسان، فرصتی برای بازار محصولات نانو با عملکردهای بیشتر است.

تجارت منسوجات خانگی در سال 2012، 76 میلیارد دلار برآورد شده است. بیشترین تولیدات، مربوط به کالای خواب، حوله، پرده و رومیزی است. در این آمار، مبلمان، پارچه و الیاف مورد مصرف در آن‌ها در بخش منسوجات صنعتی و دیگر مصارف طبقه بندی می شوند. بر اساس آمار منتشر شده در سال 2012، کشور چین 40 درصد از تجارت و 60 درصد از صادرات منسوجات خانگی به ارزش 30 میلیارد را به خود اختصاص داده است. این در حالی است که کشور هند در 14 درصد از تجارت و 9 درصد از صادرات، پاکستان 6 درصد از تجارت و 9 درصد از صادرات و سایر آسیایی 8 درصد از تجارت و 5 درصد از صادرات منسوجات خانگی جهان دخیل هستند.

شکل 2. بازار جهانی منسوجات در سال 2012 (درصد از سهم بازار)

 

2- کاربرد فناوری نانو در تکمیل منسوجات خانگی

هرچند استفاده از الیاف نانوکامپوزیتی(حاوی نانوذرات) با کارایی ویژه، بی­بافت­های[1] نانولیفی و فناوری نانوتکمیل، از جمله زمینه­های بالقوه برای استفاده از فناوری نانو در منسوجات خانگی به شمار می­آیند، با این وجود، تاکنون فرصت­های عمده ایجاد ارزش از طریق فناوری­نانو در منسوجات خانگی، به تکمیل منسوجات خانگی با مواد نانوساختار به منظور محافظت در برابر پرتو فرابنفش، عایق­بندی گرمایی، ایجادخاصیت ضد باکتری، ضد بو، دافع آب و لکه، کندسوزی و آب­دوستی معطوف بوده است. انواع پوشش­های نانومقیاس که در منسوجات خانگی به کار می­روند، سبب ارزش‌افزوده در صنعت منسوجات خانگی می­شوند. این پوشش­ها شامل پوشش­های محافظ در برابر پرتوهای فرابنفش، عایق حرارتی، ضدمیکروب ، ضدآب، ضد لک و ضد آتش هستند. در این بخش، به برخی از نانو تکمیل‌های[2] انجام‌شده بر منسوجات خانگی و مواد به‌کاررفته در این تکمیل­ها اشاره می­شود.

2-1- تکمیل کندسوز یا ضد آتش

با توجه به این‌که الیاف ازجمله مواد قابل اشتعال می‌باشند و هرساله، خسارات مالی و جانی زیادی براثر آتش گرفتن منسوجات به وجود می‌آید، لازم است اصلاحاتی در منسوجات به‌منظور تأخیر در شعله­وری ایجاد شود. ازجمله راه­کارهای رسیدن به این هدف عبارت‌اند از: افزایش نقطه‌ی اشتعال الیاف به‌منظور نیاز به دمای بیشتر برای آغاز سوختن ، کاهش طول شعله حاصل از سوختن، توقف سوختن الیاف با حذف منبع آتش و کاهش سرعت پیشروی آتش روی کالا.

درصورتی‌که اهداف بالا محقق گردد، کالا دیرتر آتش‌گرفته و سرعت انتقال آتش کاهش می‌یابد؛ بنابراین، فرصت بیشتری برای مهار آتش فراهم می‌شود. شکل 3، نمونه­ای از پارچه عمل آوری شده با نانو مواد کندسوز را نشان می­دهد.

	(الف)	(ب)	(ج)

شکل 3. نمونه­ای از پارچه کندسوز با استفاده از نانو مواد، (الف) آزمون اشتعال پارچه ساده، (ب) عمل آوری پارچه با نانو مواد و (ب) آزمون اشتعال پارچه تکمیل‌شده [3]

استفاده از نانو ذرات، زمانی که به‌خوبی در ساختار پلیمر پراکنده شده باشند، می‌تواند سبب بهبود خواص حرارتی، مکانیکی و مقاومت در برابر آتش شود. مقدار نانو مواد مصرف شده در فرایندهای تکمیلی، به‌مراتب کمتر از موادی با ابعاد میکرو است و این ویژگی ناشی از بیشتر بودن سطح مخصوص مواد نانو ساختار و سطح تماس بیشتر آن‌ها با پلیمر است. در حقیقت، عملکرد هرکدام از این نانو ذرات بر اساس شکل و ساختار شیمیایی در ایجاد خاصیت کندسوز متفاوت است.  غالبا مواد نانو ساختار به‌کاررفته در این تکمیل در سه دسته کلی نانو رس، نانولوله کربن و نانو ذرات سیلیکونی و اکسید فلزی قرار می‌گیرند که در جدول 1 به‌اختصار بیان‌شده است :

جدول 1. نانو ساختارهای به‌کاررفته در تکمیل کندسوزی پلیمرها [5]

نانو ساختار		نحوه کاربرد	مکانیسم	کاربرد
نانو رس		افزودن نانو رس اصلاح یافته درون ماتریس پلیمری	ایجاد سد حرارتی و ممانعت از تبخیر فرآورده­های قابل اشتعال	قابلیت کاربرد در پلیمرهایی نظیر پلی­پروپیلن، پلی­آمید 6 و پلی­استایرن استفاده می­شود
نانولوله‌های کربن		افزودن نانولوله کربن به ماتریس پلیمری	تشکیل ساختار شبکه­ای در داخل پلیمر و بهبود خواص فیزیکی ماده	قابلیت کاربرد در پلیمرهایی نظیر سلولز، پلی‌متیل‌متاکریلات، پلی­آمید 6، پلی­اتیلن با چگالی پایین و پلی­پروپیلن
نانو ذرات	سیلیکونی	افزودن به ماتریس پلیمری	در دماهای بالا، ماده سرامیکی مقاوم در برابر حرارت تولید می­کنند	قابل‌استفاده در انواع پلیمرها
	اکسید فلزی	افزودن نانو ذرات اکـسید فلزی نظیر دی­اکسید تیتانیوم، اکسید آهن و نانو ذرات هیدروکسید فلزی به درون ماتریس پلیمری	محدود کردن حرکت زنجیره­های پلیمری در اثر اتصال قوی بین نانو ذرات و زنجیره­های پلیمر و افزایش دمای شیشه­ای و شاخص محدودکننده اکسیژن (LOI)	قابل‌استفاده در انواع پلیمرها

2-2- تکمیل ضدمیکروب

استفاده از منسوجاتی با خواص ضدمیکروبی در فرش و اثاثيه منزل و محيط خانه، مزاياي فراواني را به همراه دارد. در پارچه‌های تهیه‌شده از الیاف با تركيبات مصنوعي مانند نايلون و پلی‌پروپیلن می‌توان از نانو ذراتی مانند اكسيد روي، اکسید مس، دی­اکسید تیتانیوم و نانو ذرات نقره و طلا براي ایجاد خواص ضدمیکروبی استفاده كرد. اخیرا تمایل به بکارگیری نانوذرات اکسیدروی که خاصیت محافظت در برابر پرتوهای فرابنفش  را دارند، نیز رو به افزایش است. مزيت ديگر استفاده از اكسيد روي، افزایش ضریب ایمنی آن در کاربردهای متنوعی چون لباس زیر، لباس کودک و … می­باشد. ضمن اینکه استفاده از اکسید روی تغيير چنداني در رنگ و شفافيت سطح پارچه ‌ایجاد  نمی­کند.ازجمله موارد مصرف این فناوری در منسوجات خانگی عبارت‌اند از: ملحفه، روتختی، روبالشی، پتو، رومیزی، مبلمان و الیاف پلی­استر برای پر کردن بالش و لحاف­های آماده.

منسوجات ضدمیکروب را می­توان به سه گروه اصلی تقسیم­بندی نمود:

3-2-1- منسوجات با خاصیت فعال شوندگی در برابر نور

منسوجات تکمیل‌شده با دی­اکسید تیتانیوم که در اثر جذب نور، الکترون­های مدار ظرفیت به مدار انرژی بالاتر منتقل‌شده و سبب اکسیداسیون غشاء سلولی میکرو ارگانیزم‌ها می­شود.

3-2-2- منسوجات با مواد ضدمیکروب غیرقابل‌انتشار

مواد ضدمیکروب در ماتریس منسوج یا پوشش روی منسوج تعبیه می­شوند. خاصیت ضد میکروبی در این منسوجات ناشی از برهم‌کنش میان بار مثبت ماده ضدمیکروب و بار منفی غشاء سلولی میکرو ارگانیزم است که سبب انهدام و جلوگیری از رشد و تکثیر میکروب می­شود.

2-2-3- منسوجات باقابلیت رهایش مواد ضدمیکروب

در این حالت ماده ضدمیکروب نظیر تری‌کلوسان، نقره و مس از سطح محصول منتشرشده و بدینوسیله سبب جلوگیری از رشد میکروب می­شوند.

2-3- تکمیل مواد معطر

در سال­هاي اخير، توليد پارچه­هاي معطر در بسياري از کشورها موردتوجه قرارگرفته است. صنعت پوشاک ایالت متحده حدود 173 بیلیون دلار ارزش دارد به طوری که حدود 2% این بازار امروزه به پوشاک معطر اختصاص دارد. فرآيند معطر سازی پارچه، بخشي از فرآيند توليد پارچه است که در مراحل پاياني به‌عنوان يک بخش تکميلي در نظر گرفته مي­شود. يکي از مهم­ترين کاربردهاي اين صنعت، توليد پارچه­هايي است که به‌عنوان ملحفه، پرده يا رومبلي از آن استفاده مي­شود. به‌منظور ایجاد حس خواب و کاهش خستگی، تکمیل منسوجاتی نظیر ملحفه، پرده، فرش و روتختی با استفاده از رایحه­هایی نظیر اسطوخودوس، مرکبات، دارچین و غیره بسیار مناسب می­باشد. اسطوخودوس، پرکاربردترین و متنوع­ترین روغنی است که در صنعت نساجی استفاده می­شود. این روغن به ویژه برای سردردهای ناشی از مشکلات عصبی مفید است. تأثیر روغن­های لیمو، بابونه، گل­رز، هل، میخک، یاس و غیره نیز توسط بسیاری از محققین مورد تأیید است . معطر سازی پارچه با توجه به نوع مواد استفاده‌شده در فرآيند به سه روش انجام می­شود.

شکل 4. روش­های مختلف معطر سازی منسوجات

2-4-کنترل بوی نامطبوع

این فرایندها برای پاکیزه نگه‌داشتن و کنترل بوی نامطبوع مبلمان منزل بسیار موردتوجه قرارگرفته است. همچنین در منسوجات مورداستفاده در پوشاک، با کنترل معایب ناشی از تعرق و بوی نامطبوع بدن نقش مهمی در سلامت و ایجاد احساس راحتی در انسان ایفا می­کند. به‌طورکلی، دو رویکرد مختلف به‌منظور کنترل بوی نامطبوع منسوجات ناشی از تعریـق وجود دارد: روش جذب که روشی ساده به‌منظور به دام انـداختن مولکول­های ایجادکننده بو است و در این روش تغییر در فرایند تجزیه ترکیبات ناشی از تعریق انجام نمی­شود، روش جلوگیری که در این روش از رشد و تکثیر باکتری­هایی که مسبب تجزیه ترکیبات و ایجاد بوی نامطبوع هستند، جلوگیری به عمل می­آید. انجام تکمیل­های ضدباکتری روی منسوجات برای رسیدن به این هدف پیشنهاد می­شود. نانو مواد جاذب بوی نامطبوع در منسوجات را می­توان در گروه­های سیکلودکسترین­ها، نانو ذرات کربن فعال، نانو ذرات خاکستر بامبو و پلیمرهای قاصدکی تقسیم­بندی کرد.

(الف)	(ب)
شکل 5. نانو مواد جاذب بوی نامطبوع در منسوجات (الف) نانوذرات کربن فعال و (ب) پلیمرهای قاصدکی     شکل 6. نحوه عملکرد سیکلودکسترین­ها به عنوان جاذب بو

2-5- تکمیل خودتمیزشوندگی

پارچه­های عمل شده با این تکمیل، به‌ویژه برای لباس کار و پوشاک راحتی که بازار آن‌ها پیوسته رو به رشد است، همچنین در یونیفرم­های صنعتی، رومیزی­ها و ملحفه­های خانگی مناسب می­باشند. سه روش مختلف برای ایجاد خاصیت خودتمیزشوندگی در منسوجات وجود دارد:

• نانو ذرات دی­اکسید تیتانیوم باقابلیت فوتوکاتالیستی که از توانایی تجزیه لکه­های آلی برخوردار هستند، روی سطح منسوج تثبیت می­شوند. با استفاده از انرژی پرتو خورشید، دی­اکسید تیتانیوم دو ماده واکنش‌دهنده اکسایشی رادیکال­های هیدروکسیل و آنیون سوپر اکسید ایجاد می­کند. این دو ماده از طریق واکنش اکسایشی لکه آلی را تجزیه می­کنند (شکل 7 الف). شکل 7 ب، طرح­واره­ای از فرایند حذف لکه آلاینده از روی منسوج را نشان می­دهد.

(الف)	(ب)

شکل 7. (الف) واکنش فوتوکاتالیستی دی­اکسید تیتانیوم [10] و (ب) سازوکار عمل خودتمیزشوندگی مواد لیفی [11]

• با ابَرآب‌گریز کردن سطح منسوجات با استفاده از نانولوله­های کربنی، نانو ذرات سیلیس و کامپوزیت­های پلیمری حـاوی فلوئـور (فلوئورواکریلات)/نانو ذرات، قطرات آبی که بر سطح منـسوج می­لغزند؛ آلاینده­های سطحی منسوج را جدا می­کنند.
• ایجاد ساختارهای نانومتری بر سطح منسوج که مانع چسبندگی سطح شده و امکان دفع آلاینده­های سطحی را فراهم می­آورد (شکل 8). برای مثال می­توان به ایجاد شبکه­ای از SiO₂در هگزادسیل تری اتوکسی سیلان بر الیاف ویسکوز به روش سُل-ژل اشاره کرد.

شکل 8. برآمدگی‌های نانو ساختار روی سطح منسوجات [11]

2-6- تکمیل دافع آب/روغن

تکمیل­های دفع‌کننده آب و لکه­های خشک و روغنی، در تمام بخش­های بازار نساجی از قبیل پوشاک، منسوجات خانگی و منسوجات صنعتی دارای اهمیت می­باشند. با به‌کارگيري فناوري نانو در عمليات توليد يا تکميل پارچه، قطرات مايع (اعم از آب، روغن) نمي‌توانند درون پارچه‌هاي مقاوم در برابر مايعات، نفوذ کنند (شکل 9). اين اثر شبيه اثر موجود در برگ‌هاي نیلوفر آبي يا گل لادن است که با یک‌لایه واکس به ضخامت يک نانومتر پوشيده شده‌اند. این خاصیت با استفاده از انواع نانو ذرات از قبیل دی‌اکسید تیتانیوم، لایه سیلوکسان، نانولوله­های کربن و غیره ایجاد می­شود. در تمامی موارد، نفوذپذیری هوا در پارچه تکمیل‌شده نباید افت قابل‌توجهی داشته باشد.

موکت	تشک	فرش

شکل 9. برخی از منسوجات خانگی ضد آب/روغن شده با استفاده از نانو مواد

2-7- تکمیل ضد پرتو فرابنفش

پوشش نانویی ضد UV ایجادشده روی منسوجاتی نظیر پرده، مانع از ورود پرتو فرابنفش به فضای داخل خانه شده، از آسیب به پوست بدن و چشم جلوگیری نموده و از سفید شدن رنگ منسوجات نظیر پرده، فرش و مبل ممانعت می­نماید. ازجمله نانو موادی که در تکمیل این‌گونه منسوجات مورداستفاده قرار می­گیرد، دی­اکسید تیتانیوم و اکسید روی است. نانو اکسید روی به محض قرار گرفتن در معرض نور خواص فوتوکاتالیستی مؤثری را فراهم می­کند و به عنوان ماده ایجاد کننده خواص خودتمیزشوندگی و ضدمیکروب در منسوجات استفاده می­شود. از سوی دیگر منسوجات حاوی یا پوشش داده شده با نانوساختارهای فلزی به عنوان پوشش محافظ در برابر امواج الکترومغناطیس نیز به شمار می­روند.

 

• برخی از نمونه­های تجاری­سازی شده منسوجات خانگي نانوفناورانه در جهان

جدول 2 شاخص­ترین شرکتهای منسوجات خانگی نانوفناورانه در جهان در آمریکا، آسیا و اروپا را معرفی می­کند.

 

جدول2؛ شرکت­های شاخص منسوجات خانگی نانویی

شرکتهای آمریکایی		شرکتهای آسیایی		شرکتهای اروپایی
نام شرکت	کشور	نام شرکت	کشور	نام شرکت	کشور
Nano-Tex	آمریکا	Suzutora	ژاپن	ABR Innova	فنلاند
LLC	آمریکا	Exlan	ژاپن	Nanosphere	سوئیس
NTC	آمریکا	Beijing ChnmGo	چین	CTT	کانادا
Burlington Industries	آمریکا	Holding   Nano-Group	چین
Donaldson	آمریکا	Texnology Nano Textiles	چین
Greenyarn	آمریکا	Hyosung and Nano Products	کره­جنوبی

 

Masa^TM3-1- فناوري

فناوريMasa^TM يك فناوري تجاري برای پوشش­دهی منسوجات با نانو روکش فلزي است كه توسط شركت ژاپني سوزوتورا[3] ابداع‌شده است. محصولات اين فناوري شامل منسوجات، مواد کشباف، بی­بافت و سایر ورقه­های لیفی پوشش داده‌شده با فیلم فلزی در مقیاس نانو است. با استفاده از این پوشش فلزی یکنواخت، امکان ایجاد الیاف با کارایی بالا و ارزش‌افزوده مختلف وجود دارد (شکل 10).  پرده‌های توليدی این شرکت که دارای روكشي از نانو ذرات فلزی است از ویژگی­های زیر برخوردار می­باشند:

شکل 10. لیف پوشش داده‌شده با نانو ذرات فلزی

• به دلیل قابلیت جذب پرتو فروسرخ(IR) توسط نانوذرات فلزی، این پرده­ها مانع ورود بخش زیادی از نور خورشید شده؛ بنابراین در مقایسه با پرده­های معمولی سبب کاهش دماي اتاق (حدود 2 تا 3 درجه شده در تابستان) و کاهش هزينه برق مصرفي دستگاه‌های تهويه می­شوند.
• با کاهش ميزان عبور پرتو فرابنفش از ایجاد رنگ­پریدگی و پوسیدگی اثاثيه منزل براثر تابش نور خورشید جلوگيري کرده و سبب افزایش طول عمر این وسایل می­شوند.
• نانوذرات فلزی مانع از تغییر شکل پرده­ها می­شوند و درنتیجه طول عمر این نوع پرده­ها بیشتر از سایر پرده­های متداول است.

یکی دیگر از منسوجات خانگی این شرکت، توری محافظ حرارت برای پنجره­ها بانام تجاریECO AIRIUS  است (شکل 11). پوشش فلزی روی سطح، نور آفتاب را منعکس کرده و مانع از ورود حرارت خورشید به درون فضای خانه می­شود. این امر سبب کاهش دمای فضای نزدیک پنجره و درنتیجه احساس راحتی یکنواخت در اتـاق می­شود. ضمن اینکه با جلوگیری از ورود حدود 69% از پرتو فرابنفش، مانع از آسیب رسیدن به مبلمان و اثاثیه منزل در اثر پرتو خورشید خواهد شد.

3-2- کالای خنک کننده

محصولات خنک کننده شرکت نانوتکس (بانام تجاری (Coolest comfort ، با استفاده از فناوری توری نانومتری تهیه شده است. در این فناوری، الیاف مصنوعی توسط توری­های نانومتری با ساختار مولکولی سه بعدی و با قابلیت جذب رطوبت بالا پوشانده می­شود (شکل 12). خاصیت موئینگی ایجاد شده توسط توری­ها، سبب جذب و انتشار سریع رطوبت شده و موجب خنک شدن و راحتی فرد در هنگام استفاده از تشک، رختخواب یا لباس می­شود.

شکل 11. توری محافظ حرارت برای پنجره­ها	شکل 12. نمای ترسیمی از الیاف مصنوعی پوشش داده شده با نانوتور

3-3- محصولات دافع آب/ لکه

3-3-1- محصول دافع آب  Aquapel^TM

نسل جدید محصولات دافع آب شرکت نانوتکس است که ضمن زیست سازگار بودن، اقتصادی نیز هست. در این تکمیل، سطح مولکولی پارچه از طریق اتصال دائمی تاربلورهای آب­گریز به  الیاف بدون تغییر ماهیت احساس یا قابلیت تنفس پارچه اصلاح می­شود. علاوه بر این، تکمیل دافع آب فاقد فلوئوروکربن و پرفلوئورو­کاتیونیک اسید است و لذا مناسب استفاده در خانه­ها است.

3-3-2- شرکت نانو فورلایف[4]

مبل و پرده این شرکت یک محصول مبتنی بر فناوری نانو است که پس از استفاده از این محصول حفاظت دائمی از مبل، پرده و پارچه‌های ضخیم اسجاد می­کند؛ بنابراین هیچ مایع خارجی یا ماده چرب نمی‌تواند به سطح پارچه نفوذ کند. این محصول برای کاربردهای منسوجات خانگی از قبیل مبلمان، انواع پرده، فرش، تشک، صندلی ماشین، صندلی‌های کودک، صندلی سالن‌های همایش، انواع کیف با پارچه‌های ضخیم، چرم (بدون مواد شیمیایی)، بادبان قایق، چادر، چتر و غیره مناسب است.

3-3-3- تشک‌های پارچه‌ای خانگي شركت برلينگتون[5]

این شرکت چهار محصول ضد لکNANO-CARE®، جاذب رطوبت پوست بانامNANO-DRY®، ضد چروکNANO-PEL^TM و محصولی بانامNANO-TOUCH^TM  را در اختیار دارد. محصول آخر شامل الیاف مصنوعی پوشیده شده با یک نانو لایه سلولزی( نانوتار بلور سلولزی) است که پارچه­ای را با احساس طبیعی پنبه اما با ماندگاری الیاف مصنوعی ایجاد می­کند. به‌منظور قرار دادن نانوتاربلورها روی پارچه، پارچه درون محلولی حاوی این ماده غوطه­ور می­شود. با تبخیر آب، نانوویسکرها( تاربلورها) به‌صورت شیمیایی به پارچه متصل شده و پارچه­های آب‌گریز ایجاد می­کنند  (شکل 13).

 

شکل 13. (تصویر سمت راست) قرارگیری نانوتاربلورها به طول 10نانومتر روی لیف، (تصویر سمت چپ) قطره شدن آب­میوه ریخته شده روی پارچه تکمیل‌شده با نانوویسکرها [16].

3-3-4- تشك خواب ‌با فناوری نانو

شركت سيمونز[6] (يكي از بزرگ‌ترین سازندگان وسايل خواب در جهان) آخرين نوآوري خود را بانام تشک هوشمند سلامت[7] عرضه كرده است (شکل 14). اين تشك داراي روكشي زیپ‌داراست كه می‌توان آن را جدا و خشک‌شویی كرد. در این روكش از الیاف توخالی بانام تجاريCoolmax®  (الیاف پلی­استر با چهار کانال توخالی) محصول شركت دوپونت استفاده‌شده است. استفاده از اين الیاف به دلیل سرعت تبخیر زیاد رطوبت موجب عدم نگهداری رطوبت و تعریق در الیاف شده و پس از شسته شدن هم به‌سرعت خشك می­شود. استفاده از فناوری دافع آب شرکت نانوتکس در لایه دوم اين تشك مانع از نفوذ آب‌شده و درنتیجه، در صورت ریختن آب يا هرسيال ديگر بر روی تشک، امکان شستشو و پاک کردن سریع آن وجود دارد. لايه سوم نیز پارچه‌ای حوله‌ای است كه در آن از الياف تفلون باقابلیت حفاظتي فوق‌العاده استفاده‌شده است.

3-4- الیاف چندمنظوره ضد میکروب

اين فناوري که توسط شركت هيوسونگ کره جنوبی توسعه‌یافته، درواقع نوعي الياف چندمنظوره ضدمیکروب است كه با استفاده از فناوری نانو نقره توليد می‌شود. این محصول بانام تجاری MIPAN Nano Magic Silver® شناخته می­شود. استفاده از این الياف در تولید منسوجات، موجب می‌شود تا شخص در برابر انواع عوامل بیماری­زا محافظت شود. تميزي، دوام و ايمني وسايل خواب، حوله‌ها، پارچه‌هایی كه براي تمیز کردن ظروف استفاده می‌شوند و نيز محصولات بهداشتي شخصي را می‌توان نمونه‌ای از كاربرد اين فناوري در منسوجات خانگي دانست.

3-5- محصولات کندسوز شرکت آلکسیوم

شرکت آلکسیوم اینترنشنال[8] مواد شیمیایی کندسوز سازگار با محیط‌زیست ویژه­ای را برای انواع پارچه­های به‌کاررفته در صنعت نساجی توسعه داده است. این شرکت، محصولات خود را بانام­تجاری Alexiflam^TM (پارچه 100% پنبه­ای و پلی­استر)، Alexiflam-NF^TM (مخلوط پنبه و پشم)، Alexiflam-SYN^TM (100% پلی­استر، 100% آکریلیک، 100% نایلون و مخلوط الیاف مصنوعی) به بازار معرفی کرده است. شکل 15، نمونه پارچه پنبه/نایلون تولیدی شرکت آلکسیوم را نشان می­دهد. این شرکت سفارش جدیدی برای نانو محصول ضد آتش خود دریافت کرده که قرار است نانو محصول این شرکت در بازار مبلمان خانگی استفاده به کار رود. این فناوری مربوط به اصلاح سطح منسوجات با استفاده از نانو ذرات برای افزایش مقاومت در برابر آتش است. وزارت دفاع امریکا حدود 27 میلیون یارد از پارچه نایلون/پنبه ضدآتش شده را سالانه خریداری می­کند.

شکل 14. تشک هوشمند سلامت	شکل 15. نمونه پارچه پنبه/نایلون رایج و کندسوز

4-برخی از نمونه­های تجاری­سازی شده منسوجات خانگي نانوفناورانه در ایران

از جمله شرکت­های فعال در زمینه تولید منسوجات نانوفناورانه در ایران می­توان به موارد زیر اشاره کرد. شایان ذکر است، محصول تولید شده توسط برخی از شرکت ها در بخش­های گوناگون صنعت نساجی از جمله منسوجات خانگی قابل استفاده می باشد.

 

ردیف	شرکت تولید کننده	نام محصول	عملکرد و اثرات
1	رنگدانه سیرجان	مستربچ نانوکامپـوزیتی پلی­پـروپیلن	ضدمبکروب، محافظ در برابر اشعه فرابنفش
2	نانونخ سیرجان	نخ نانوکامپوزیتی پلی­پروپیلن	ضدمبکروب، محافظ در برابر اشعه فرابنفش
3	مجتمع پتروشیمی شهید تندگویان	گرانول نانوکامپوزیتی پلی­اتیلن ترفتالات	ضدمیکروب، ضدلک
4	نفیس نخ	نخ نانوکامپوزیتی فیلامنت پلی­استر	ضد میکروب و ضد بو
5	تهران زرنخ	نخ نانوکامپوزیتی فیلامنت نایلون	ضد میکروب و ضدبو
6	گلفام	ملحفه و روبالشی	ضد میکروب
7	ابهرریس	منسوج بی­بافت نانوکامپوزیتی پلی­پروپیلن
8	نانوساختار آویژه	نانومواد معطر کننده منسوجات	معطر کنندگی
9	کیمیا پژوهش ماهان	تونیک گیاهی پاک کننده و براق کننده مصنوعات چرمی	پاک­کنندگی، ضدمیکروبی
10	نانونساجی ماد	منسوج محافظ در برابر امواج	حفاظت در برابر امواج
11	آتیه حکمت آبتین	منسوجات پنبه­ای ضد میکروب و محافظ در برابر پرتو فرابنفش	ضدمیکروب و محافظ اشعه فرابنفش
12	فرخ سپهر(فرش فرهی	فرش­های ماشینی	ضد میکروبی

 

5-نتیجه­گیری از تحلیل هزینه­ها و مزایا

در حالی که بهای تمام شده منسوجات خانگی نانو (بر مبنای بهای متعارف محصولات فاقد تکمیل نانو موجود در بازار) حدوداً بیش از 10% افزایش یافته است، هزینه ناشی از استفاده از فناوری­نانو با استقبال مشتریان از این محصولات تسویه شده است و آنها حاضرند بهای واقعی برای محصولات با کارایی ویژه را بپردازند(Nano-Tex یک نمونه واقعی است). در نتیجه، مزایای محسوس و غیرمحسوس ناشی از افزودن نانومواد به منسوجات با تلفیق میان کیفیت و عملکرد به مراتب بیش­تر از هزینه­های اضافی اعمال شده بر بخش منسوجات خانگی است. هرچند شایان توجه است که چنانچه رقبا از فرصت­های ایجاد شده به واسطه فناوری­نانو استفاده نمایند، شرکت­ها نیازمند واکنش صحیح یا ناچار به تسهیم مزایا و بازار میان رقبا هستند.

بازار منسوجات خانگی از 192 میلیارد دلار کنونی در سال 2022 به 237 میلیارد دلار و ارزش کل نانومواد مورد نیاز در بخش منسوجات خانگی از 30 میلیون دلار در سال 2012 به 500 میلیون دلار در سال 2022 خواهد رسید.

فناوري نانو در بخش منسوجات خانگي تأثير بسزايي در توليد پوشش‌های چندمنظوره و ايجاد محيطي سالم باقابلیت‌های خود پاک‌کنندگی، پرداخت و رنگرزي پارچه‌ها جهت ساختن سطوح ضد آب و ضدلك براي مصارف خانگي مثل مبلمان دارد. به‌علاوه توليد پارچه‌های ضد ميكروب و فاقد بو، با استفاده از نانو ذرات اكسيد روي، اكسيد مس و نقره ازجمله فراورده‌های علم نانو است كه در مقايسه با روش‌های شيميايي و سنتي سازگاري بيشتر و بهتري با محيط پيرامون و محیط زیست دارد. همچنين از پارچه‌های به‌دست‌آمده از فناوري نانو، منسوجات خانگي معمولي و چندمنظوره با ضريب محافظتي بالا توليد می‌شود كه براي داشتن محيطي سالم و مفرح مناسب است. ممانعت در برابر پرتو فرابنفش خورشيد، عايق حرارتی، ضد میکروب، فاقد بو، ضدآب، ضدلك، مقاومت در برابر آتش و خاصيت آب‌دوستی را می­توان مهم‌ترین دستاوردهای علم نانو به‌کاررفته در منسوجات خانگي در نظر گرفت.

منابع

[1]        B. Pukanszky, “Interfaces and interphases in multicomponent materials: Past, present, future,” European Polymer Journal, vol. 41, pp. 645- 662, 2005.

[2]        PURCHASE DESCRIPTION JACKET, FLEECE COLD WEATHER (GEN III) [Online].

[3]        کریمیان. حسن، علیدادی. حسین، بذرافشان. ادریس، نجف پور. علی اصغر، بررسی کارایی نانو لوله کربن چند جداره در حذف رنگ از فاضلاب نساجی بافت بلوچ شهرستان ایرانشهر، شانزدهمین همایش ملی بهداشت محیط، آذربایجان شرقی، 1392.

[4]        Available: http://www.textile-tech.com.tw/web_en/product-info.php?id=63

[5]        احرام پوش. محمد حسن، موسوی. غلامرضا، قانعیان. محمد تقی، رحیمی. سجاد، حذف رنگ متیلن بلو از فاضلاب سنتتیک نساجی با استفاده از فرایند فوتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم/پرتو فرابنفش، سیزدهمین همایش ملی بهداشت محیط ایران، کرمان، 1389.

[6]        Magnasoft* EPS. Available: www.momentive.com

[7]        PURCHASE DESCRIPTION SHIRT, MID WEIGHT COLD WEATHER (GEN III) [Online].

[8]        “Scent-infused textiles to enhance consumer experience,” National Textile Center Annual Report2005.

[9]        C. X. Wang and S. L. Chen, “Aromachology and its application in the textile field,” Fibers & Textiles in Eeastern Europe, vol. 13, pp. 41- 44, 2005.

[10]      Available from http://www.mandalaconcrete.com/photocatalyticconcrete.htm.

[11]      (2013). Self-cleaning materials and surfaces, a nanothechnology approach.

[12]      A. Sivakumar, R. Murugan, K. Sundaresan, and S. Periyasamy, “UV protection and self-cleaning finish for cotton fabric using metal oixde nanoparticles,” Indian Journal of Fiber & Textile Research, vol. 38, pp. 285- 292, 2013.

[13]      Polartec® Thermal Pro® [Online]. Available: www.POLARTEC.COM

[14]      “Coating compositions and solid surfaces coated therewith “.

[15]      I. L. WILL KOONCE, MARK ADAMS, ALEJANDRA CHAVEZ and BEDRI ERDEM, “Innovative Aqueous Dispersions for Use in Coating Applications,” S. o. T. D. C. Company, Ed., ed.

[16]      A. K. R. Choudhury, Textile Preparation and Dyeing: Science Publishers, 2006.

[17]      PURCHASE DESCRIPTION JACKET, WIND COLD WEATHER (GEN III) [Online].

[18]      H. X. Xiao, P. Geng, and K. C. Frisch, “Stain resistant, water repellant, interpenetrating polymer network coating-treated textile fabric,” ed: Google Patents, 1998.

[19]      B. B. Güneri Akovali, A.K. Sen, Dipak K. Setua, Advances in Polymer Coated Textiles: Smithers-Rapra, 2012.

[20]      N. S. Ahmed and R. M. El-Shishtawy, “The use of new technologies in coloration of textile fibers,” Journal of Materials Science, vol. 45, pp. 1143- 1153, 2010.

 

[1] Non-wovens

[2] Nano-finishing

[3] Suzutora

[4] Nano 4life

[5]Burlington

[6]Simmons

[7]Health Smart Bed

[8] Alexium International Group

 

———————————————————————

تهیه و تنظیم:

• گروه ترویج نانونساجی

بخش ترویج صنعتی ستاد توسعه فناوری های نانو و میکرو

 ====================================================================================

[جهت دسترسی به گزارش نهایی محصولات و شرکتهای دارای گواهی نانومقیاس ستاد توسعه فناوریهای نانو و میکرو به «کتب مرجع محصولات و تجهیزات نانو و صنعت» به نشانی (INDnano.ir/category/book) مراجعه کنید]

[همچنین برای دانلود فایل PDF کلیه گزارشات بهمراه جزئیات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی رسانه تخصصی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید]

 ====================================================================================