پارچه نئوپرن و کاربرد آن در صنعت پوشاک

شناخت نئوپرن
نئوپرن اغلب از کربن و اتم های هیدروژن تشکیل شده است . با توجه به وب سایت شورای عالی شیمی آمریکا، نام فنی آن، پلی کلروپرن است . پلی کلروپرن خصوصیات بهتری را نسبت به الاستومرهای دیگر از جمله ،کشش بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، در برابر حرارت، در برابر روغن، در برابر درجه حرارت پایین و یخ زدگی، در برابر تغییرات آب و هوا، در برابر ازن، در برابر سایش و در برابر انواع شعله را نام برد. بنابراین، پارچه نئوپرن که پلی کلروپرن و پارچه غواصی هم شناخته می شود، قابلیت کشسانی بالایی دارد.
نئوپرن (CR) که به آن لاستیک کلروپرن نیز گفته می شود، با پلیمریزاسیون امولسیونی الکترون آزاد، کلروپرن یا 2-کلروبوتادین تهیه می شود. هزینه بالای آن استفاده از آن را به کاربردهای خاص محدود می کند. کلروپرن مایعی قابل اشتعال، بی رنگ، سمی و دارای فرمول شیمیایی زیر است:

تاریخچه نئوپرن
در ابتدا لاستیک از نوعی درخت به نام هیویا تهیه می شد مهمترین بخش تجاری این درخت لاتکس شیری استخراج شده ی آن است که منبع اصلی لاستیک طبیعی است، این ماده با طلوع جنگ جهانی دوم از قبل کمبود داشت. با این وجود افزایش نیازهای لاستیکی در جنگ باعث کمبود در عرضه جهانی این مواد شد، که باعث شد دوپونت و تعدادی دیگر از شرکت های برجسته راهی برای حل این مشکل پیدا کنند.در سال 1930 ، یک استاد شیمی در دانشگاه نوتردام به نام نیولند سخنرانی کرد که اتفاقاً یکی از مدیران برجسته شرکت آمریکایی دوپونت در آن شرکت کرده بود. این سخنرانی در مورد دی وینیل استیلن بود، یک ماده پلاستیکی که نیولند خودش تهیه کرده بود. شرکت دوپونت نیولند را استخدام کرد تا یک ترکیب قابل تولید بر اساس دی وینیل استیلن تولید کند و همراه با دانشمندان برتر در زمینه پلاستیک، نیولند در شرکت دوپونت در سال 1930 موفق به کشف نئوپرن شد. نئوپرن در سال 1930 وارد بازار شد. از بین منسوجات مصنوعی زیادی که دوپونت ایجاد کرد، در نهایت نئوپرن بهترین جایگزین لاستیک شد. نئوپرن علامت تجاری دوپونت شد که از نظر شیمیایی به عنوان پلی کلروپرن شناخته می شود. به دلیل توانایی جایگزینی لاستیک در بسیاری از زمینه ها، این ماده به عنوان لاستیک کلروپرن نیز شناخته می شود. پس از جنگ، مشخص شد که نئوپرن کاربردهای مختلفی فراتر از تجهیزات نظامی داشته است. به عنوان مثال ، تولیدکنندگان شروع به ساختن لباسها با این مواد کردند و نئوپرن در بین موج سواران و غواصان محبوبیت فوق العاده ای پیدا کرد. به دلیل ضد آب بودن نئوپرن، آن را به ماده ای ایده آل برای لباسهای شنا و ورزش هاي آبي و سایر وسایل طراحی شده برای عایق بندی در برابر محیط های مرطوب و سرد تبدیل نمود. از آن زمان، نئوپرن و فرمهای عمومی پلی کلروپرن در بسیاری از موارد مختلف زندگی مصرف کننده و صنعتی راه پیدا کرده است .

مزایای منحصر به فرد نئوپرن
مزایایی که این پارچه را از سایر پارچه ها جدا می كند عبارتند از:
1 . نئوپرن در واقع با ایجاد یک لایه مقاوم در سطح انواع پارچه زمینه عایق بندی برای شرایط محیطی سخت را فراهم می کند ،بنابراین پارچه با داشتن این ویژگی نفود ناپذیر می شود و در آبهای سرد اقیانوس برای غواصی مناسب می گردد و شخص احساس سرما نمی کند و یا مدت طولانی تر در آبهای سرد می تواند به غواصی بپردازد.
2 . پارچه نئوپرن علیرغم ایجاد مانع کامل در برابر رطوبت، کاملاً کشسان بوده و ازخاصیت ارتجاعی برخوردار است، به همین دلیل با وجود اینکه لباس غواصی کاملاً به بدن چسبیده است، به دلیل کشسانی بالا عملکرد خوبی دارد .
3 . در حالی که بیشتر پارچه ها بافته می شوند، نئوپرن در قالب پلیمریزاسیون تشکیل می شود. بنابراین، می توان آن را تقریباً به هر شکل و اندازه ای از پیش ساخت، که باعث صرفه جویی در کار طراحان مد می شود.

طریقه تولید نئوپرن

از مرحله تولید پلیمر پلی کلروپرن تا مرحله تولید ورق نئوپرن
برای تولید پلیمر پلی کلروپرن، برای ایجاد واکنش شیمیایی، کلروپرن (یک مونومر بی رنگ است) را یا با بوتادین (از نفت خام استخراج می شود) ترکیب می کنند و یا از مشتقات سنگ آهک استفاده می کنند (که برطبق مطالعات انجام شده غواصان لباسی که پایه ی ترکیب آن سنگ آهک است را بهتر می پسندند). بعد از این مرحله تحت فرآیند پلیمریزاسیون امولسیونی الکترون آزاد، پلیمر پلی کلرو پرن تولید می شود. بعد از این فرآیند پلی کلروپرن به فرم مایع، به کارخانجات نساجی تحویل داده می شود در کارخانه نساجی مواد افزودنی لازم برای قابلیت ارتجاعی، بهبود مقاومت در برابر آتش و ویژگی های مورد نیاز دیگر به مایع کلروپرن اضافه می شود، مواد ترکیب شده وارد میکسر شده و در آون صنعتی پخت می شوند و به شکل یک قرص نان حدوداً به طول 2 فوت و عرض 8 فوت در می آید؛ بعد از خنک شدن آن را از دستگاه برش دهنده عبور می دهند و در عرض های متفاوت بریده می شود و در نهایت بعد از این تکمیل نهایی به ضخامت های متفاوت طبقه بندی می شوند. این فرآیند برش توسط یک ماشین بزرگ صنعتی انجام می شود. امروزه عرضهای مختلفی از نئوپرن در دسترس است و هرچه ضخامت پلی کلروپرن بیشتر باشد، عایق و ضد آب بودن آن بیشتر است. ضخامت متوسط نئوپرن 3-5 میلی متر است.
هر کدام از حالت اولیه اسفنج نئوپرن به ورقهایی برش داده می شود که معمولاً ورق نئوپرن نامیده می شود. سطح اسفنج بلوک، پوست و وسط اسفنج ، سلول نامیده می شود. پوست از سلول قویتر است، اما خاصیت ارتجاعی آن کمی پایین تر است.
نئوپرن مزایای بسیاری از جمله ضد آب بودن و تأمین عایق حرارتی را دارد. با این حال، تنفس پذير نیست و بنابراین می تواند گرم باشد زیرا گاهی با ساختار سلول بسته ساخته می‌شود. تفاوت اصلی بین فوم سلول باز و سلول بسته دقیقاً در همین نام است. فوم سلول باز دارای سلول‌های باز است که به هوا و مایعات اجازه نفوذ را می دهد و در حالی که سلول‌های بسته نسبتاً نفوذناپذیر هستند. به همین دلیل، فوم سلول باز بسیار نرم تر از نوع سلول بسته است و تراکم و چگالی در سلول بسته بیشتر از سلول باز می باشد. فوم سلول بسته برای تولید، به لاستیک بیشتری احتیاج دارد، بنابراین از دوام بیشتری برخوردار است و در برابر آب مقاوم است و اغلب هم گرانتر است.

کوتینگ و لمینیت
برای پوشش دهی به پارچه ی نئوپرن از دو روش، کوتینگ و لمینیت (روش های تکمیلی پارچه) استفاده می‌شود. بسته به کاربرد نئوپرن، گاهی هم روی نئوپرن و هم زیر آن، پارچه پوشش می‌شود و گاهی هم فقط به یک لایه نئوپرن، پارچه لمینیت می‌گردد. برای پوشش دهی نئوپرن از پارچه های گوناگون استفاده می‌شود؛ به طور مثال از پلی استر برای کاربرد پد موس استفاده می‌شود و لاکرا به دلیل حالت کشسانی بالایی که دارد در لباس ورزشی کاربرد دارد و در بین پارچه های استفاده شده، پلی استر مقرون به صرفه تر است.

روند کار در کارخانجات پوشاک
ابتدا یا به صورت دستی الگو روی پارچه ها گذاشته شده وعلامت گذاری می‌شوند و یا به صورت کامپیوتری الگو به دستگاه برش داده می‌شود، بدین صورت پارچه های نئوپرن، برای دوخت لباس مورد نظر بریده می‌شوند. لایه‌های بریده شده را توسط چسب مخصوص به هم متصل می‌کنند وسپس توسط یک دستگاه کوچک دستی مانند انبردست ( شکل 1 )، تیکه های چسب خورده را به هم محکم می‌کنند و بعد از این کار با چرخ های مخصوص آنها را می دوزند و با یک نوار باریک که با چسب وحرارت روی درز دوخته شده لباس قرار می گیرد درزها را آب بندی می‌نمایند.

شکل 1- وصل نمودن تکه های چسب خورده با انبردست

پارچه مورد استفاده در لباس غواصی
براساس مطالعات انجام شده، پارچه ای که برای لباس غواصی استفاده می‌شود،با توجه به محیط مورد استفاده، به دلیل اینکه فرد غواص را باید از سرمای شدید اقیانوس محافظت کند چرا که آب خاصیت هدایت حرارتی ۲۵ بار بهتر از هوا را دارد که غواص می‌تواند به هیپوترمی منجر شود، هیپوترمی یا سرمازدگی یک بیماری عمومی است که به دنبال کاهش دمای بدن باعث آسیب به همۀ اندام‌ها و اختلال کارکرد آن‌ها می‌شود. متابولیسم گلوکز کاهش یافته و در نتیجه باعث مرگ موجود زنده شود؛ پس باید کاملاً گرم باشد و از طرفی لازم است که با قابلیت ارتجاعی که دارد شخص مورد نظر بتواند به راحتی به غواصی بپردازد بنابراین پارچه مورد نظر باید از حالت کششی مناسبی برخوردار باشد ومطلب دیگراین است که، مقاومت سایشی پارچه برای استفاده در محیط آبی و مرطوب، به صورتی باشد که از استحکام لازم برخوردار باشد. لباس غواصی باید به صورتی باشد که از جراحت‌های پوستی به هنگام غواصی جلوگیری شود، اشیاء تیز یا زبر در زیر آب، حیوانات دریایی، مرجان‌ها یا بقایای فلزی که معمولاً در کشتی‌های غرق شده یافت می‌شود می‌توانند بسیار آسیب زننده باشند، بر این اساس محققان، پارچه نئوپرن را برای غواصی در نظر گرفته اند. جزء اصلی لباس دریایی، نئوپرن است و لازمه دوام پایدار پارچه غواصی احتیاج به کیفیت خوب نئوپرن دارد.
خاصیت عایق و محافظتی نئوپرن، همچنین ظاهر و کشسانی بالای آن نشان دهنده پتانسیل عظیمی است که نئوپرن،اهمیت فزاینده برای بسیاری از مارک های جدید و موجود در بازار دارد.

دوختن لباس نئوپرن
طبق مطالعات انجام شده، برای دوختن هر لباسی، از چه نوع بخیه ای برای دوخت استفاده شود و اینکه آیا آن بخیه با پارچه مورد نظر مناسب است، مهم به نظر می رسد. بر طبق تحقیقات انجام شده، در مورد پارچه نئوپرن، تعداد کمی از این نوع دسته پارچه، بدون بخیه به هم متصل می‌شوند (توسط چسب به هم متصل می‌شوند ) و اکثر آنها متصل کردنشان با بخیه دوخت صورت میگیرد. و معمول ترین بخیه ای که استفاده می‌شود بخیه تخت قفل شونده که همان بخیه ساده در خیاطی است. طبق مطالعات انجام شده در بعضی از پارچه ها درزها با چسب به هم متصل می‌شوند و قسمت سطح پارچه به هم دوخته می‌شود ودرمیان بخیه ها، دوخت زیگزاگ به دلیل اینکه حالت کشسانی لباس را در درز آن ازبین نمی برد برای دوخت این پارچه مناسب تر است . چرخ های متفاوت با دوخت های متفاوت برای پارچه نئوپرن استفاده می‌شود که بستگی به این دارد که کدام قسمت لباس دوخته می‌شود ( بعضی از درزها ی لباس را موقع دوخت به راحتی با چرخ راسته دوز نمی توان دوخت مثلا قسمت حلقه آستین )واینکه ضخامت پارچه چقدر است، اگر ضخامت پارچه حدود مثلا 2 میلی متر باشد با چرخ خانگی دوخته می‌شود ولی اگر ضخامت آن به حدود 7 میلی متر برسد با چرخ صنعتی دوخته خواهد شد. چرخ بطر (شکل 2) که برای دوخت پارچه چرم به کار می رود مناسب دوخت پارچه نئوپرن است و از چرخ میاندوز نیز برای دوخت پارچه نئوپرن استفاده می‌شود.

شکل 2- چرخ بطر جهت دوخت پارچه نئوپرن

انواع لباس برای ورزش‌های دریایی
انواع لباس‌های ورزشی آبی که در شرایط متفاوت جوی استفاده می‌شوند عبارتند از:
1. لباس مرطوب: به لباسی گفته می‌شود که به آب اجازه ی ورود به لباس را می‌دهد، کاملاً جذب بدن است، عرق بدن را دفع نمی‌کند و گرمای لازم را تا 10 درجه سلسیوس برای بدن می تواند تامین می‌کند، (اگر دمای آب بالای 10 درجه سلسیوس باشد از لباس مرطوب استفاده می‌شود) و برای ورزش‌های آبی و غواصی استفاده می‌گردد.
2. لباس خشک: اگر دمای آب زیر 10 درجه سلسیوس باشد از لباس خشک استفاده می‌شود؛ چون در این صورت هیچ نفوذ آبی به بدن وجود ندارد در نتیجه در مواجهه با آب خیلی سرد بدن احساس سرما نخواهد کرد. در واقع برای غواصان یا کسانی که دوست دارند مدت طولانی را در آب بگذرانند بسیار عالی است.
3. لباس نیمه خشک: این یک لباس مناسب برای غواصی و سایر فعالیت های آبی است و بااستفاده از نئوپرن استاندارد و با کیفیت خوب ایجاد شده که ابزاری عالی برای فعالیت‌های شنا یا ورزش‌های آبی است. نئوپرن نیمه خشک خاصیت عایق حرارتی بالایی دارد که بدن را برای مدت طولانی گرم نگه می دارد و می تواند مانع از دست دادن گرمای بدن شود و یا حداقل آن را کند نماید؛ ولی کاملا ضد آب نیست واز لحاظ ورود آب به سطح بدن بین لباس خشک و مرطوب است.
در حال حاضر، لباس‌های دریایی وجود دارند که می توان حتی در تابستان در زیر گرمای آفتاب یا در زمستان در هوای سرد از آن استفاده کرد.

محصولات نئوپرن
نئوپرن در دنیای امروزی کاربرد فراوانی دارد که در ادامه به چند مورد از آنها اشاره می‌گردد:
1. محصولات ورزش‌های آبی
لباس‌های مخصوص ورزش‌های آبی، مانند موج سواری ، غواصی، کایاک سواری یا هر ورزش دیگری که در آب باشد، به همه افراد از ورزشکاران حرفه ای تا افراد مبتدی این امکان را می‌دهد تا به طور کامل در هر فصل از ورزش‌های آبی مورد علاقه خود لذت ببرند. لباس‌های نئوپرن به دلیل وجود یک لایه مسدود کننده بین آب و بدن فرد، و با استفاده از گرمای تولید شده توسط بدن به طور طبیعی بدن شخص را گرم نگه می‌دارند. علاوه بر محافظت در برابر سرما، لباس‌های نئوپرن یک محافظ قوی در برابر بسیاری از موجودات دریایی متخاصم به عنوان مثال عروس دریایی و همچنین خراش‌های حاصل از سنگ‌ها هستند. از جمله لباس‌هایی که می توان در ورزش‌های آبی استفاده کرد عبارتند از : لباس‌های کاملاً نیمه خشک برای آب سرد، لباس‌های مرطوب برای آب گرم، شلوارک نئوپرن، جوراب و دستکش نئوپرن، تی شرت‌های نئوپرن، جلیقه، کفش و چکمه نئوپرن و جلیقه نجات نئوپرن است.
2. لباس تناسب اندام
خاصیت نئوپرن برای گرم نگه داشتن بدن باعث می‌شود که به عنوان یک چربی سوز عمل کند. انجام تمرینات بدنی در حالی که لباس نئوپرن پوشیده اید، کالری سوخته را افزایش می دهد و باعث می‌شود کار سخت شما بازده بیشتری داشته باشد. چند محصول از این دسته عبارتند از : جلیقه و شورت تناسب اندام، پیراهن گرمکن، لباس EMS ، شلوار کامل، نیم تنه و بدون بند زنانه.
3. محصولات مد نئوپرن
کمتر از یک دهه پیش تعدادی از طراحان مشهور جهان از نئوپرن در طراحی محصولات خود استفاده کردند و از آن زمان تاکنون، ما شاهد مارک های درمد هستیم که از مواد نئوپرن ایجاد شده و توسعه یافته اند و طراحان با کاربردهای جدید و منحصر به فرد، از نئوپرن در لباس‌ها یا لوازم جانبی شیک خود،ظاهر شدند. رایج ترین آنها، دامن ومانتوهای نئوپرن، کیف (شکل 3) و دستکش نئوپرن، بلوز و لباس‌های نئوپرن، و حتی استفاده از نئوپرن در قسمت آستین و یا یقه لباس می باشد.

شکل 3- کیف یوگا از جنس نئوپرن

4. استفاده از نئوپرن در لوازم خانگی و اداری
این روزها تعدادمحصولات اختراع شده با نئوپرن افزایش یافته است و از آن برای تولید لوازم خانگی و اداری نیز استفاده می‌شود؛ مانند روکش های نئوپرنی و پد موس.
5. استفاده از نئوپرن در صنعت
مقاومت بالا در برابر تخریب از نئوپرن، گزینه ای مناسب برای ساخت عناصر مختلف در صنایع خودروسازی، هوا فضا، پزشکی و بسیاری دیگر ایجاد نموده است. خاصیت ضد آب بودن آن در کاربردهایی که عایق‌بندی کامل ضروری است، از ارزش بالایی برخوردار است. محصولات معمول صنعتی از نئوپرن عبارتند از واشر، شیلنگ، پوشش ها، لوله های جداسازی، روکش صندلی. عایق صوتی در ترانسفورماتورهای قدرت.
6. استفاده از نئوپرن در پزشکی، ارتوپدی ( از نئوپرن های با چگالی بالاتر استفاده می‌شود )، دستکش های نئوپرینی
7. استفاده از این ماده در زمینه نظامی و حمل ونقل
8. اجزای مختلفی که در ایستگاه بین المللی فضایی (‏ISS)‏ و دیگر فضاپیماها کاربرد دارد نیز از نئوپرن ساخته شده است.
9. در حال حاضر به عنوان ماسک نیز کاربرد دارد.
دسته ها و محصولات فوق نشانگر تعداد گسترده و فزاینده ای از کاربردهای امروزه نئوپرن است. محصولات جدید ساخته شده از نئوپرن تقریباً هر روز در بازار عرضه می‌شوند و احتمالاً این روند همچنان ادامه خواهد داشت.

چند نمونه پارچه نئوپرن

ایرپرن
یکی از معایب پارچه نئوپرن این است که عرق را به بیرون از بدن دفع نمی‌کند بنابراین، بیشتر پارچه های نئوپرن غیر قابل تنفس هستند ولی در سطح این پارچه پارچه‌های ایرپرن سوراخ هایی تعبیه شده که به آن ویژگی قابلیت تنفس داده است، یکی از کاربرد مصرفی این نوع پارچه، استفاده در ارتوپدی است، مثلاً بریس (برای بهبود شکستگی اعضای بدن استفاده می‌شود و جنس آن از ایرپرن است که به مدت طولانی شخص از آن استفاده می‌کند و چون رطوبت بدن را از طریق سوراخ‌های سطحش (شکل 4) به بیرون انتقال می دهد تاثیر آلرژیک در پوست را کم می‌نماید.

شکل 4- پارچه ایرپرن

ونتیپرین
این نوع پارچه یک نوع نئوپرن تنفسی است که برای فعالیت در فضای باز ساخته شده است و به دلیل تنفس پذیر بودن ونتیپرن برای ورزش‌های آبی مناسب نیست. ونتیپرن در حالی که بسیاری از ویژگی‌های عالی نئوپرن مانند حالت ارتجاعی آن را دارا است، قادر است به کمک فناوری که دارد رطوبت بدن را از بین ببرد یعنی در ساختار پارچه ونتیپرن (شکل 5)، کانال هایی وجود دارد که باعث می‌شود عرق بدن به شکل بخار آب با حفظ گرمای بدن عبور کند. این پارچه در سال 2016، برنده جایزه صنعت فضای آزاد، در گروه نوع آوری مواد شد . در ارزیابی هیئت داوران از ونتیپرین سه معیار، درجه نوآوری، عملکرد و انتخاب مواد، بالاترین حد نصاب را به خود اختصاص داد.

شکل5- نمایی از پارچه ونتیپرین

شکل6- سویشرت ورزشی با پارچه ونتیپرین

پارچه ژرسه نئوپرن
این نوع پارچه نئوپرن، از سری پارچه های نایلون و پلی استر هستند که یا به روش لمینیت ویا به روش کوتینگ پارچه ژرسه بر نئوپرن روکش می‌شود و شامل ویژگی هایی از قبیل زیردست لطیف و نرم، دارای استحکام ودوام، قابلیت ارتجاعی و مقاوم در برابر مواد شیمیایی هستند.

پارچه های کششی نئوپرن
محصولاتی که به حالت کشسانی فوق العاده نیاز دارند از این نوع پارچه ها استفاده می‌کنند. طیف وسیعی از پارچه های محکم، فوق العاده نرم، صاف، با دوام و بسیار کشسان است که برای افزایش آزادی حرکت و دستیابی به عملکرد بالا در محصول، طراحی شده است.

پارچه ترموژرسه نئوپرن
اساس تولید این نوع پارچه بر حفظ گرما و راحتی است از این پارچه برای لباس اسکی استفاده می‌شود.

پارچه مخمل خوابدار و براش شده ی نئوپرن
ضریب رسانایی گرما در مخمل خواب دار کم است، بنابراین گرم و راحت است، ایده آل برای استفاده در داخل محصولات است. علاوه بر این، مخمل خوابدار احساس لطیف تری ایجاد می‌کند به عنوان مثال در داخل کت و چکمه کاربرد دارد.

پارچه مقاوم در برابر سایش نئوپرن
پارچه های مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر مواد شیمیایی، عمر محصول را افزایش می دهد . با توجه به محیط در بعضی موارد لازم است که مقاومت سایشی بالایی داشته باشد تا هم آسیبی به پارچه نرسد وهم شخص ایمن بماند و در بعضی موارد به عنوان صفحه تقویت کننده روی محصولات قرار می گیرد. این نمونه در صنعت ساختمانی هم کاربرد دارد.

نتیجه گیری
طبق مطالعات انجام شده، پارچه نئوپرن که از سال 1930 مورد استفاده قرار می گیرد، در حال حاضر کاربرد آن بسیار وسیع شده با ویژگی های منحصربفرد آن از جمله حالت ارتجاعی بالا، مقاومت در برابر روغن و… دارای کمبودهایی از جمله دوستدار محیط زیست بودن، ایجاد آلرژی روی پوست و استفاده از مواد شیمیایی (سرطان زا) در ترکیب مواد نئوپرن می باشد؛ هرچند که با پیشرفت علم تا حدودی این نواقص کم شده است ولی کافی نیست و امید است که با تحقیقات جامع تر، نتیجه بهتری برای تولید پوشاک نئوپرن فراهم گردد.