علوم و فناوری نساجی و پوشاک

علوم و فناوری نساجی و پوشاک

پیش‌بینی نیروی نفوذ سوزن و طول خمشی بر اساس پارامترهای فرآیند پلاسما در پارچه‌های پنبه‌ای و فاستونی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه یزد، یزد، ایران
2 دانشکده نساجی، دانشگاه یزد، یزد، ایران
چکیده
علاوه بر خواص ذاتی فیزیکی و مکانیکی پارچه، اصلاحات سطحی و همچنین پارامترهای فرآیند دوخت، تأثیر قابل توجهی بر کیفیت محصول نهایی دارند. در این میان، نیروی نفوذ سوزن و طول خمشی پارچه می‌توانند به عنوان دو معیار کلیدی در ارزیابی این تأثیرات در نظر گرفته شوند. این پژوهش به بررسی و مدل‌سازی این دو پارامتر در پارچه‌های پنبه‌ای و فاستونی اصلاح‌شده با پلاسما می‌پردازد. به این منظور، نمونه‌هایی از پارچه‌های تاری-پودی پنبه‌ای و فاستونی تحت فرآیند اصلاح سطح با پلاسما قرار گرفته و سپس مقادیر نیروی نفوذ سوزن و طول خمشی آن‌ها به‌صورت تجربی اندازه‌گیری شدند. جهت بررسی مؤثرترین متغیرهای پلاسما، از طرح عاملی D-optimal استفاده گردید. پارامترهای مورد بررسی در فرآیند پلاسما شامل زمان (min 10 و 6 و 3)، توان (watt 150 و 100 و 50) و نرخ جریان پلاسما (cm3/min 150 و 100 و 50) بودند. نتایج تحلیل آماری داده‌های حاصل از آزمایش‌ها نشان داد که تمامی متغیرهای پلاسما تأثیر معناداری بر هر دو پارامتر نیروی نفوذ سوزن و طول خمشی پارچه‌ها دارند. متعاقباً، مدل‌های رگرسیونی درجه سه برای پیش‌بینی مقادیر نیروی نفوذ سوزن و طول خمشی توسعه داده شد. ضریب تعیین (R²) برای دقیق‌ترین مدل‌های پیش‌بینی نیروی نفوذ سوزن در پارچه‌های پنبه‌ای و فاستونی به ترتیب 86/0 و 93/0 به دست آمد. در خصوص طول خمشی، R² بهترین مدل‌ها برای پارچه‌های مذکور به ترتیب 79/0 و 42/0 محاسبه گردید. این یافته‌ها نشان می‌دهند که مدل‌های رگرسیونی توسعه‌یافته می‌توانند تا حد قابل توجهی نیروی نفوذ سوزن را بر اساس پارامترهای فرآیند پلاسما پیش‌بینی کنند. با این حال، عملکرد مدل در پیش‌بینی طول خمشی، به‌ویژه در پارچه‌های فاستونی، محدودتر بوده و احتمالاً تحت تأثیر عوامل دیگری نیز قرار دارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Prediction of needle penetration force and bending length based on plasma process parameters in cotton and worsted fabrics

نویسندگان English

Morteza Vadood 1
aminoddin haji 2
emad owlia 2
firoozeh rismani 2
1 Department of Textile Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
2 Department of Textile Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده English

In addition to the intrinsic physical and mechanical properties of fabrics, surface modifications and sewing process variables significantly influence the quality of the final product. Among the relevant evaluation criteria, needle penetration force and fabric bending length could be considered as the two key parameters for assessing these effects. The present study investigates and models these two parameters in plasma-treated cotton and worsted woven fabrics. For this purpose, samples of cotton and worsted woven fabrics were subjected to plasma treatment, and the needle penetration force and bending length were experimentally measured. To determine the most influential plasma variables, a D-optimal factorial design was employed. The plasma process parameters included treatment time (3, 6, and 10 min), power (50, 100, and 150 W), and gas flow rate (50, 100, and 150 cm³/min). The statistical analysis of the experimental data revealed that all plasma parameters had a statistically significant effect on both needle penetration force and bending length of the fabrics. Subsequently, the third-order regression models were developed to predict the needle penetration force and bending length. The coefficient of determination (R²) for the most accurate predictive models of needle penetration force in cotton and worsted fabrics was 0.86 and 0.93, respectively. For bending length, the R² values of the best-performing models were 0.79 for cotton and 0.42 for worsted fabrics. These findings indicate that the developed regression models can predict the needle penetration force to a significant extent based on plasma process parameters. However, the model performance in predicting the bending length, especially in worsted fabrics, is more limited and is likely to be affected by other factors.

کلیدواژه‌ها English

Needle Penetration Force
Bending Length
Plasma Treatment
Woven Fabric
Mechanical Properties

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 19 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 06 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 06 تیر 1405