Ինչպե՞ս է պատրաստվում ապակեպլաստը։

Ապակեթելը վերաբերում է առանձին ապակե մանրաթելերից պատրաստված արտադրանքի խմբին, որոնք միավորված են տարբեր ձևերի: Ապակե մանրաթելերը կարելի է բաժանել երկու հիմնական խմբի՝ անընդհատ մանրաթելեր, որոնք օգտագործվում են թելերի և տեքստիլի մեջ, և ընդհատ (կարճ) մանրաթելեր, որոնք օգտագործվում են որպես թելքեր, վերմակներ կամ տախտակներ՝ մեկուսացման և ֆիլտրացիայի համար: Ապակեթելը կարող է ձևավորվել մանվածքի մեջ, ինչպես բուրդը կամ բամբակը, և հյուսվել՝ գործվածքի մեջ, որը երբեմն օգտագործվում է վարագույրների համար: Ապակեթելային տեքստիլները սովորաբար օգտագործվում են որպես ամրացնող նյութ ձուլված և շերտավորված պլաստմասսաների համար: Ապակեթելային բուրդը, որը հաստ, փափուկ նյութ է, որը պատրաստված է ընդհատ մանրաթելերից, օգտագործվում է ջերմամեկուսացման և ձայնամեկուսացման համար: Այն սովորաբար հանդիպում է նավերի և սուզանավերի միջնորմներում և կորպուսներում, ավտոմեքենաների շարժիչի խցիկներում և թափքի վահանակների ծածկույթներում, վառարաններում և օդորակման համակարգերում, ակուստիկ պատերի և առաստաղի վահանակներում, ինչպես նաև ճարտարապետական ​​միջնապատերում: Ապակեթելը կարող է հարմարեցվել որոշակի կիրառությունների համար, ինչպիսիք են E տեսակը (էլեկտրական), որն օգտագործվում է որպես էլեկտրական մեկուսիչ ժապավեն, տեքստիլ և ամրացում, C տեսակը (քիմիական), որն ունի բարձր թթվային դիմադրություն, և T տեսակը՝ ջերմամեկուսացման համար:

Չնայած ապակե մանրաթելի առևտրային օգտագործումը համեմատաբար վերջերս է սկսվել, արհեստավորները ապակե թելեր են ստեղծել բաժակներն ու ծաղկամանները զարդարելու համար Վերածննդի դարաշրջանում: Ֆրանսիացի ֆիզիկոս Ռենե-Անտուան ​​Ֆերշոլ դը Ռեոմյուրը 1713 թվականին ստեղծել է նուրբ ապակե թելերով զարդարված գործվածքներ, իսկ բրիտանացի գյուտարարները կրկնել են այդ սխրանքը 1822 թվականին: Բրիտանացի մետաքսագործը 1842 թվականին պատրաստել է ապակե գործվածք, իսկ մեկ այլ գյուտարար՝ Էդվարդ Լիբբին, ցուցադրել է ապակուց հյուսված զգեստ 1893 թվականի Չիկագոյում կայացած Կոլումբիական ցուցահանդեսում:

Ապակե բուրդը՝ պատահական երկարությունների ընդհատ մանրաթելի փափուկ զանգված, առաջին անգամ Եվրոպայում արտադրվել է դարի սկզբին՝ օգտագործելով մի գործընթաց, որը ենթադրում էր մանրաթելերի հորիզոնական քաշում ձողերից դեպի պտտվող թմբուկ: Մի քանի տասնամյակ անց մշակվեց և արտոնագրվեց պտտման գործընթաց: Ապակե մանրաթելից պատրաստված մեկուսիչ նյութը արտադրվեց Գերմանիայում Առաջին համաշխարհային պատերազմի ժամանակ: Ապակե մանրաթելերի արդյունաբերական արտադրությանն ուղղված հետազոտություններն ու զարգացումները զարգացան Միացյալ Նահանգներում 1930-ական թվականներին՝ երկու խոշոր ընկերությունների՝ Owens-Illinois Glass Company-ի և Corning Glass Works-ի ղեկավարությամբ: Այս ընկերությունները մշակեցին նուրբ, ճկուն, ցածր գնով ապակե մանրաթել՝ հալված ապակին շատ նուրբ անցքերի միջով քաշելով: 1938 թվականին այս երկու ընկերությունները միավորվեցին՝ ստեղծելով Owens-Corning Fiberglas Corp.-ը: Այժմ պարզապես հայտնի է որպես Owens-Corning, այն դարձել է տարեկան 3 միլիարդ դոլարի եկամուտ ունեցող ընկերություն և առաջատար է ապակեպլաստե շուկայում:

Հումք

Ապակեպլաստե արտադրանքի հիմնական հումքը բազմազան բնական հանքանյութեր և արհեստական ​​քիմիական նյութեր են: Հիմնական բաղադրիչներն են սիլիցիումային ավազը, կրաքարը և սոդայի մոխիրը: Այլ բաղադրիչները կարող են ներառել կալցինացված ալյումինա, բորաքս, դաշտային սպաթ, նեֆելինային սիենիտ, մագնեզիտ և կաոլինային կավ, ի թիվս այլոց: Սիլիցիումային ավազը օգտագործվում է որպես ապակու առաջացնող նյութ, իսկ սոդայի մոխիրը և կրաքարը հիմնականում օգնում են իջեցնել հալման ջերմաստիճանը: Այլ բաղադրիչներ օգտագործվում են որոշակի հատկություններ բարելավելու համար, ինչպիսիք են բորաքսը՝ քիմիական դիմադրության համար: Ապակու թափոնները, որոնք կոչվում են նաև կուլետ, նույնպես օգտագործվում են որպես հումք: Հումքը պետք է ուշադիր կշռվի ճշգրիտ քանակությամբ և մանրակրկիտ խառնվի (կոչվում է խմբաքանակ)՝ նախքան ապակու հալվելը:

Արտադրությունը
Գործընթաց

Հալվելը

Երբ խմբաքանակը պատրաստվում է, այն լցվում է վառարան՝ հալման համար։ Վառարանը կարող է տաքացվել էլեկտրաէներգիայով, բրածո վառելիքով կամ երկուսի համադրությամբ։ Ջերմաստիճանը պետք է ճշգրիտ վերահսկվի՝ ապակու հարթ, կայուն հոսքը պահպանելու համար։ Հալված ապակին պետք է պահվի ավելի բարձր ջերմաստիճանի վրա (մոտ 2500°F [1371°C]), քան ապակու այլ տեսակները, որպեսզի ձևավորվի մանրաթելի։ Երբ ապակին հալվում է, այն փոխանցվում է ձևավորման սարքավորումներին վառարանի ծայրին գտնվող ալիքի (նախաօջախի) միջոցով։

Ձևավորվելով մանրաթելերի մեջ

Թելերի ձևավորման համար օգտագործվում են մի քանի տարբեր գործընթացներ՝ կախված մանրաթելի տեսակից: Տեքստիլ մանրաթելերը կարող են ձևավորվել հալված ապակուց անմիջապես վառարանից, կամ հալված ապակին կարող է նախ մատակարարվել մեքենա, որը ձևավորում է մոտ 0.62 դյույմ (1.6 սմ) տրամագծով ապակե գնդիկներ: Այս գնդիկները թույլ են տալիս տեսողականորեն ստուգել ապակին՝ խառնուրդների առկայության համար: Եվ՛ ուղղակի հալման, և՛ մարմարի հալման գործընթացում ապակին կամ ապակե գնդիկները մատակարարվում են էլեկտրականորեն տաքացվող թևքերի (նաև կոչվում են պտտվող թևքեր) միջով: Թևքը պատրաստված է պլատինից կամ մետաղական համաձուլվածքից՝ 200-ից մինչև 3000 շատ նուրբ անցքերով: Հալված ապակին անցնում է անցքերի միջով և դուրս է գալիս որպես նուրբ թելեր:

Անընդհատ թելիկային գործընթաց

Երկար, անընդհատ մանրաթել կարելի է ստանալ անընդհատ թելիկավորման գործընթացով: Ապակին թելքի անցքերի միջով հոսելուց հետո, բազմաթիվ թելերը բռնվում են բարձր արագությամբ փաթաթվող սարքի վրա: Փաթաթվող սարքը պտտվում է րոպեում մոտ 2 մղոն (3 կմ) արագությամբ, ինչը շատ ավելի արագ է, քան թելերից հոսքի արագությունը: Լարվածությունը դուրս է քաշում թելիկները դեռևս հալված վիճակում՝ ձևավորելով թելեր, որոնք թելքի անցքերի տրամագծի մի փոքր մասն են կազմում: Կիրառվում է քիմիական կապակցանյութ, որը օգնում է կանխել մանրաթելի կոտրվելը հետագա մշակման ընթացքում: Այնուհետև թելիկը փաթաթվում է խողովակների վրա: Այն այժմ կարող է ոլորվել և ամրացվել թելի մեջ:

Սեղմակ-մանրաթելային գործընթաց

Այլընտրանքային մեթոդ է մանրաթելերի սինթեզի մեթոդը: Երբ հալված ապակին հոսում է թևքերի միջով, օդի շիթերը արագորեն սառեցնում են թելիկները: Օդի տուրբուլենտ պոռթկումները նաև կոտրում են թելիկները 8-15 դյույմ (20-38 սմ) երկարության: Այս թելիկները քսանյութի ցողման միջոցով ընկնում են պտտվող թմբուկի վրա, որտեղ ձևավորում են բարակ ցանց: Ցանցը քաշվում է թմբուկից և ձգվում է թույլ հավաքված մանրաթելերի անընդհատ թելի մեջ: Այս թելը կարող է վերամշակվել մանվածքի մեջ նույն գործընթացներով, որոնք օգտագործվում են բրդի և բամբակի համար:

Կտրատված մանրաթել

Թելի վերածվելու փոխարեն, անընդհատ կամ երկար շղթայով թելը կարող է կտրատվել կարճ մասերի: Թելը ամրացվում է կոճղակ կոչվող կոճղակների վրա և քաշվում մեքենայի միջով, որը այն կտրատում է կարճ կտորների: Կտրատված մանրաթելից ձևավորվում են գորգեր, որոնց ավելացվում է կապակցանյութ: Ջեռոցում չորացնելուց հետո գորգը փաթաթվում է: Տարբեր քաշերի և հաստությունների դեպքում կարելի է պատրաստել կղմինդր, կառուցված տանիք կամ դեկորատիվ գորգեր:

Ապակե բուրդ

Ապակե բուրդ պատրաստելու համար օգտագործվում է պտտվող կամ պտտվող գործընթացը: Այս գործընթացում վառարանից հալված ապակին հոսում է փոքր անցքեր ունեցող գլանաձև տարայի մեջ: Քանի որ տարան արագ պտտվում է, անցքերից դուրս են գալիս ապակու հորիզոնական հոսքեր: Հալված ապակու հոսքերը վերածվում են մանրաթելերի օդի, տաք գազի կամ երկուսի ներքևի հոսքի միջոցով: Մանրաթելերը ընկնում են փոխադրիչ ժապավենի վրա, որտեղ դրանք միահյուսվում են միմյանց հետ՝ ստեղծելով բրդյա զանգված: Սա կարող է օգտագործվել մեկուսացման համար, կամ բուրդը կարող է ցողվել կապակցանյութով, սեղմվել ցանկալի հաստության և չորացվել ջեռոցում: Ջերմությունը ամրացնում է կապակցանյութը, և արդյունքում ստացված արտադրանքը կարող է լինել կոշտ կամ կիսակոշտ տախտակ կամ ճկուն լամինատ:

Պաշտպանիչ ծածկույթներ

Կապող նյութերից բացի, ապակեպլաստե արտադրանքի համար անհրաժեշտ են նաև այլ ծածկույթներ: Քսայուղերը օգտագործվում են մանրաթելերի մաշվածությունը նվազեցնելու համար և կամ ուղղակիորեն ցողվում են մանրաթելի վրա, կամ ավելացվում են կապող նյութին: Հակաստատիկ կազմը երբեմն նաև ցողվում է ապակեպլաստե մեկուսիչ գորգերի մակերեսին սառեցման փուլում: Գորգի միջով անցնող սառեցնող օդը հակաստատիկ նյութին ներթափանցում է գորգի ամբողջ հաստությամբ: Հակաստատիկ նյութը բաղկացած է երկու բաղադրիչից՝ նյութ, որը նվազագույնի է հասցնում ստատիկ էլեկտրականության առաջացումը, և նյութ, որը ծառայում է որպես կոռոզիայի արգելակիչ և կայունացուցիչ: Չափավորումը ցանկացած ծածկույթ է, որը կիրառվում է տեքստիլ մանրաթելերի վրա ձևավորման գործողության ընթացքում և կարող է պարունակել մեկ կամ մի քանի բաղադրիչներ (քսանյութեր, կապող նյութեր կամ կապող նյութեր): Կապող նյութերը օգտագործվում են այն թելերի վրա, որոնք կօգտագործվեն պլաստմասսաների ամրացման համար, ամրացված նյութի հետ կապը ամրապնդելու համար: Երբեմն անհրաժեշտ է վերջնական մշակում՝ այս ծածկույթները հեռացնելու կամ մեկ այլ ծածկույթ ավելացնելու համար: Պլաստիկ ամրացումների դեպքում չափավորումները կարող են հեռացվել ջերմությամբ կամ քիմիական նյութերով և կիրառվել կապող նյութ: Դեկորատիվ կիրառությունների համար գործվածքները պետք է ջերմային մշակման ենթարկվեն՝ չափավորումները հեռացնելու և հյուսվածքը ամրացնելու համար: Այնուհետև ներկելուց կամ տպագրելուց առաջ կիրառվում են ներկանյութի հիմքով ծածկույթներ:

Ձևերի ձևավորում

Ապակեպլաստե արտադրանքը լինում է բազմազան ձևերի, որոնք պատրաստվում են մի քանի գործընթացներով: Օրինակ, ապակեպլաստե խողովակների մեկուսացումը փաթաթվում է ձողանման ձևերի վրա, որոնք կոչվում են մանդրելներ, անմիջապես ձևավորող միավորներից՝ նախքան կարծրացումը: Ձուլվածքի ձևերը, որոնք ունեն 3 ոտնաչափ (91 սմ) կամ ավելի քիչ երկարություն, այնուհետև կարծրացվում են ջեռոցում: Չորացրած մասերը այնուհետև երկայնականորեն հանվում են ձուլվածքից և սղոցվում են սահմանված չափերի: Անհրաժեշտության դեպքում տեղադրվում են երեսպատումներ, և արտադրանքը փաթեթավորվում է առաքման համար:

Որակի վերահսկողություն

Ապակեպլաստե մեկուսացման արտադրության ընթացքում նյութը նմուշառվում է գործընթացի մի շարք վայրերում՝ որակը պահպանելու համար: Այդ վայրերն են՝ էլեկտրական հալեցնող սարքին մատակարարվող խառը խմբաքանակը, մանրաթելային սարքը սնուցող թևքից հալված ապակին, մանրաթելային սարքից դուրս եկող ապակե մանրաթելը և արտադրական գծի վերջից դուրս եկող վերջնական կարծրացված արտադրանքը: Ապակու և մանրաթելի մեծածավալ նմուշները վերլուծվում են քիմիական կազմի և թերությունների առկայության համար՝ օգտագործելով բարդ քիմիական վերլուծիչներ և մանրադիտակներ: Խմբաքանակի նյութի մասնիկների չափի բաշխումը ստացվում է՝ նյութը մի շարք տարբեր չափերի մաղերի միջով անցկացնելով: Վերջնական արտադրանքի հաստությունը չափվում է փաթեթավորումից հետո՝ համաձայն սահմանված պահանջների: Հաստության փոփոխությունը ցույց է տալիս, որ ապակու որակը ստանդարտից ցածր է:

Ապակեթելային մեկուսացման արտադրողները նաև օգտագործում են ստանդարտացված փորձարկման մի շարք ընթացակարգեր՝ արտադրանքի ակուստիկ դիմադրությունը, ձայնի կլանումը և ձայնամեկուսացման աշխատանքը չափելու, կարգավորելու և օպտիմալացնելու համար: Ակուստիկ հատկությունները կարելի է վերահսկել՝ կարգավորելով այնպիսի արտադրական փոփոխականներ, ինչպիսիք են մանրաթելի տրամագիծը, ծավալային խտությունը, հաստությունը և կապակցանյութի պարունակությունը: Նմանատիպ մոտեցում է կիրառվում նաև ջերմային հատկությունները վերահսկելու համար:

Ապագան

Ապակեպլաստե արդյունաբերությունը 1990-ականների մնացած մասում և դրանից հետո բախվել է մի շարք լուրջ մարտահրավերների: Ապակեպլաստե մեկուսացման արտադրողների թիվն աճել է արտասահմանյան ընկերությունների ամերիկյան դուստր ձեռնարկությունների և ամերիկյան արտադրողների կողմից արտադրողականության բարելավման շնորհիվ: Սա հանգեցրել է ավելորդ հզորության, որը ներկայիս և, հնարավոր է, ապագա շուկան չի կարող տեղավորել:

Ավելորդ հզորությունից բացի, մրցելու են նաև այլ ջերմամեկուսիչ նյութեր: Քարե բուրդը լայնորեն օգտագործվել է վերջին գործընթացների և արտադրանքի բարելավումների շնորհիվ: Փրփուրե ջերմամեկուսացումը ապակեթելի մեկ այլընտրանք է բնակելի պատերի և առևտրային տանիքների համար: Մեկ այլ մրցակցող նյութ է ցելյուլոզը, որն օգտագործվում է ձեղնահարկի ջերմամեկուսացման մեջ:

Բնակարանային շուկայի թույլ լինելու պատճառով ջերմամեկուսացման ցածր պահանջարկի պատճառով սպառողները պահանջում են ավելի ցածր գներ: Այս պահանջարկը նաև մանրածախ առևտրականների և կապալառուների համախմբման շարունակական միտման արդյունք է: Ի պատասխան, ապակեպլաստե ջերմամեկուսացման արդյունաբերությունը ստիպված կլինի շարունակել կրճատել ծախսերը երկու հիմնական ոլորտներում՝ էներգետիկա և շրջակա միջավայր: Պետք է օգտագործվեն ավելի արդյունավետ վառարաններ, որոնք չեն կախված միայն մեկ էներգիայի աղբյուրից:

Քանի որ աղբավայրերը հասնում են իրենց առավելագույն հզորությանը, ապակեպլաստե արտադրողները ստիպված կլինեն գրեթե զրոյական արդյունք ապահովել պինդ թափոնների վրա՝ առանց ծախսերը մեծացնելու: Սա կպահանջի արտադրական գործընթացների բարելավում՝ թափոնները (նաև հեղուկ և գազային թափոնների համար) կրճատելու համար և թափոնների վերաօգտագործում, որտեղ դա հնարավոր է:

Նման թափոնները կարող են վերամշակման և վերահալման կարիք ունենալ՝ որպես հումք վերօգտագործելուց առաջ: Մի քանի արտադրողներ արդեն իսկ լուծում են այս խնդիրները: