როგორ მზადდება მინაბოჭკოვანი მინა?

მინაბოჭკოვანი ბოჭკოები წარმოადგენს პროდუქტების ჯგუფს, რომლებიც დამზადებულია სხვადასხვა ფორმით გაერთიანებული ცალკეული მინის ბოჭკოებისგან. მინის ბოჭკოები შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად ჯგუფად მათი გეომეტრიის მიხედვით: უწყვეტი ბოჭკოები, რომლებიც გამოიყენება ძაფებსა და ტექსტილში და წყვეტილი (მოკლე) ბოჭკოები, რომლებიც გამოიყენება როგორც ბატები, საბნები ან დაფები იზოლაციისა და ფილტრაციისთვის. მინაბოჭკოვანი ბოჭკო შეიძლება ჩამოყალიბდეს ძაფად, ისევე როგორც შალის ან ბამბა და იქსოვოს ქსოვილად, რომელიც ზოგჯერ გამოიყენება ფარდებისთვის. მინაბოჭკოვანი ქსოვილები ხშირად გამოიყენება როგორც გამაგრების მასალა ჩამოსხმული და ლამინირებული პლასტმასისთვის. მინაბოჭკოვანი ბოჭკოები, სქელი, ფუმფულა მასალა, დამზადებული წყვეტილი ბოჭკოებისგან, გამოიყენება თბოიზოლაციისა და ხმის შთანთქმისთვის. ის ხშირად გვხვდება გემებისა და წყალქვეშა ნავების ტიხრებსა და კორპუსებში; ავტომობილის ძრავის განყოფილებებსა და კორპუსის პანელების ლაინერებში; ღუმელებსა და კონდიციონერებში; აკუსტიკური კედლისა და ჭერის პანელებში; და არქიტექტურულ ტიხრებში. მინაბოჭკოვანი ბოჭკოების გამოყენება შესაძლებელია სპეციფიკური დანიშნულებით, როგორიცაა E ტიპი (ელექტრო), რომელიც გამოიყენება როგორც ელექტრო საიზოლაციო ლენტი, ტექსტილი და გამაგრება; C ტიპი (ქიმიური), რომელსაც აქვს მაღალი მჟავაგამძლეობა და T ტიპი, თბოიზოლაციისთვის.

მიუხედავად იმისა, რომ მინის ბოჭკოს კომერციული გამოყენება შედარებით ახალია, ხელოსნებმა რენესანსის პერიოდში შექმნეს მინის ძაფები თასებისა და ვაზების გასაფორმებლად. ფრანგმა ფიზიკოსმა, რენე-ანტუან ფერშო დე რეომურმა, 1713 წელს შექმნა წვრილი მინის ძაფებით მორთული ქსოვილები, ხოლო ბრიტანელმა გამომგონებლებმა იგივე მიღწევა 1822 წელს გაიმეორეს. ბრიტანელმა აბრეშუმის მქსოველმა 1842 წელს დაამზადა მინის ქსოვილი, ხოლო კიდევ ერთმა გამომგონებელმა, ედვარდ ლიბიმ, 1893 წელს ჩიკაგოში გამართულ კოლუმბიურ გამოფენაზე მინისგან ნაქსოვი კაბა წარმოადგინა.

მინის ბამბა, შემთხვევითი სიგრძის წყვეტილი ბოჭკოს ფუმფულა მასა, პირველად ევროპაში საუკუნის დასაწყისში დამზადდა, პროცესის გამოყენებით, რომელიც გულისხმობდა ბოჭკოების ჰორიზონტალურად ღეროებიდან მბრუნავ ბარაბანზე გადატანას. რამდენიმე ათწლეულის შემდეგ შემუშავდა და დაპატენტდა დატრიალების პროცესი. მინის ბოჭკოს საიზოლაციო მასალა პირველი მსოფლიო ომის დროს გერმანიაში დამზადდა. მინის ბოჭკოების სამრეწველო წარმოების კვლევა და განვითარება შეერთებულ შტატებში 1930-იან წლებში ორი მსხვილი კომპანიის, Owens-Illinois Glass Company-სა და Corning Glass Works-ის ხელმძღვანელობით განვითარდა. ამ კომპანიებმა შეიმუშავეს წვრილი, დრეკადი, დაბალფასიანი მინის ბოჭკო გამდნარი მინის ძალიან წვრილი ნახვრეტებით გატარებით. 1938 წელს ეს ორი კომპანია გაერთიანდა და ჩამოაყალიბეს Owens-Corning Fiberglas Corp., რომელიც ახლა უბრალოდ Owens-Corning-ის სახელითაა ცნობილი, ის წელიწადში 3 მილიარდი დოლარის მომგებიანობის კომპანიად იქცა და მინაბოჭკოვანი მასალების ბაზარზე ლიდერია.

ნედლეული

მინაბოჭკოვანი ნაწარმის ძირითადი ნედლეული სხვადასხვა ბუნებრივი მინერალები და ხელოვნური ქიმიკატებია. ძირითადი ინგრედიენტებია სილიციუმის ქვიშა, კირქვა და სოდის ნაცარი. სხვა ინგრედიენტები შეიძლება მოიცავდეს კალცინირებულ ალუმინს, ბორაქსს, ფელდშპატს, ნეფელინის სიენიტს, მაგნეზიტს და კაოლინის თიხას და სხვა. სილიციუმის ქვიშა გამოიყენება მინის წარმომქმნელად, ხოლო სოდის ნაცარი და კირქვა ძირითადად ხელს უწყობს დნობის ტემპერატურის შემცირებას. სხვა ინგრედიენტები გამოიყენება გარკვეული თვისებების გასაუმჯობესებლად, როგორიცაა ბორაქსი ქიმიური მდგრადობისთვის. ნარჩენი მინა, რომელსაც ასევე უწოდებენ კულეტს, ასევე გამოიყენება ნედლეულად. ნედლეული ფრთხილად უნდა აიწონოს ზუსტი რაოდენობით და საფუძვლიანად აირიოს ერთმანეთში (ე.წ. პარტირება) მინად დნობამდე.

წარმოება
პროცესი

დნობა

მას შემდეგ, რაც პარტია მომზადდება, ის დნობისთვის ღუმელში მიეწოდება. ღუმელი შეიძლება გაცხელდეს ელექტროენერგიით, წიაღისეული საწვავით ან ამ ორის კომბინაციით. ტემპერატურა ზუსტად უნდა იყოს კონტროლირებადი მინის გლუვი და სტაბილური ნაკადის შესანარჩუნებლად. გამდნარი მინა ბოჭკოდ ჩამოსაყალიბებლად სხვა ტიპის მინასთან შედარებით უფრო მაღალ ტემპერატურაზე (დაახლოებით 2500°F [1371°C]) უნდა შენარჩუნდეს. მას შემდეგ, რაც მინა დნება, ის ღუმელის ბოლოში განთავსებული არხის (წინა კერის) მეშვეობით გადადის ფორმირების მოწყობილობაში.

ბოჭკოებად ჩამოყალიბება

ბოჭკოების ფორმირებისთვის რამდენიმე განსხვავებული პროცესი გამოიყენება, ბოჭკოს ტიპის მიხედვით. ტექსტილის ბოჭკოები შეიძლება წარმოიქმნას გამდნარი მინისგან პირდაპირ ღუმელიდან, ან გამდნარი მინა შეიძლება ჯერ მიეწოდოს მანქანას, რომელიც ქმნის დაახლოებით 0.62 ინჩის (1.6 სმ) დიამეტრის მინის ბურთულებს. ეს ბურთულები საშუალებას იძლევა ვიზუალურად შემოწმდეს მინა მინარევების არსებობაზე. როგორც პირდაპირი დნობის, ასევე მარმარილოს დნობის პროცესში, მინა ან მინის ბურთულები მიეწოდება ელექტრულად გაცხელებულ ბუჩქებს (ასევე ცნობილია, როგორც მბრუნავი ღეროები). ბუჩქი დამზადებულია პლატინის ან ლითონის შენადნობისგან, 200-დან 3000-მდე ძალიან წვრილი ხვრელით. გამდნარი მინა გადის ხვრელებში და გამოდის წვრილი ძაფების სახით.

უწყვეტი ძაფისებრი პროცესი

უწყვეტი ძაფის პროცესით შესაძლებელია გრძელი, უწყვეტი ბოჭკოს წარმოება. მას შემდეგ, რაც მინა ბუჩქის ნახვრეტებში გაივლის, მაღალსიჩქარიან შემხვევ მანქანაზე მრავალი ძაფი იჭედება. შემხვევი ბრუნავს წუთში დაახლოებით 3 კმ სიჩქარით, რაც ბუჩქებიდან გამომავალი ნაკადის სიჩქარეზე გაცილებით სწრაფია. დაჭიმულობა გამდნარ ძაფებს გამოქაჩავს და წარმოქმნის ბუჩქის ნახვრეტების დიამეტრის მცირე ნაწილის მქონე ძაფებს. გამოიყენება ქიმიური შემკვრელი, რომელიც ხელს უშლის ბოჭკოს გატეხვას შემდგომი დამუშავების დროს. შემდეგ ძაფი იხვევა მილებში. ახლა მისი დაგრეხვა და ძაფად გადაკვრაა შესაძლებელი.

ბოჭკოვანი პროცესი

ალტერნატიული მეთოდია სტეპლიბრის პროცესი. როდესაც გამდნარი მინა ბუჩქებში მიედინება, ჰაერის ნაკადი სწრაფად აგრილებს ძაფებს. ჰაერის ტურბულენტური აფეთქებები ასევე არღვევს ძაფებს 8-15 ინჩის (20-38 სმ) სიგრძეებად. ეს ძაფები საპოხი მასალის შესხურების გზით ეცემა მბრუნავ ბარაბანზე, სადაც ისინი ქმნიან თხელ ქსელს. ქსელი იჭრება ბარაბნიდან და იჭიმება თავისუფლად აწყობილი ბოჭკოების უწყვეტ ძაფად. ამ ძაფის დამუშავება შესაძლებელია ძაფად იმავე პროცესებით, რომლებიც გამოიყენება მატყლისა და ბამბისთვის.

დაჭრილი ბოჭკო

ძაფად ჩამოყალიბების ნაცვლად, უწყვეტი ან გრძელი საკინძებიანი ძაფი შეიძლება მოკლე ნაჭრებად დაიჭრას. ძაფი მაგრდება კოჭების ნაკრებზე, რომელსაც კრილი ეწოდება და გადის მანქანაში, რომელიც მას მოკლე ნაჭრებად ჭრის. დაჭრილი ბოჭკო ყალიბდება ხალიჩებად, რომლებსაც ემატება შემკვრელი. ღუმელში გაშრობის შემდეგ, ხალიჩა იხვევა. სხვადასხვა წონისა და სისქის პროდუქტები იძლევა ფიქლების, ჩაშენებული გადახურვის ან დეკორატიული ხალიჩებისთვის.

შუშის ბამბა

მინის ბამბის დასამზადებლად გამოიყენება როტაციული ან მბრუნავი პროცესი. ამ პროცესში ღუმელიდან გამდნარი მინა ჩაედინება პატარა ნახვრეტებით დამზადებულ ცილინდრულ კონტეინერში. კონტეინერის სწრაფი ბრუნვისას, ნახვრეტებიდან მინის ჰორიზონტალური ნაკადები გამოედინება. გამდნარი მინის ნაკადები ბოჭკოებად გარდაიქმნება ჰაერის, ცხელი აირის ან ორივეს ქვევით მიმართული ნაკადით. ბოჭკოები კონვეიერულ ლენტაზე ეცემა, სადაც ისინი ერთმანეთში იხლართებიან და ქმნიან ფლიოსებრ მასას. ეს შეიძლება გამოყენებულ იქნას იზოლაციისთვის, ან მატყლი შეიძლება შეისხუროს შემკვრელში, შეიკუმშოს სასურველ სისქემდე და გამაგრდეს ღუმელში. სითბო ამკვრივებს შემკვრელს და შედეგად მიღებული პროდუქტი შეიძლება იყოს ხისტი ან ნახევრად ხისტი დაფა, ან მოქნილი ბამბა.

დამცავი საფარი

შემაკავშირებლების გარდა, მინაბოჭკოვანი პროდუქტებისთვის სხვა საფარიც საჭიროა. ბოჭკოების ცვეთის შესამცირებლად გამოიყენება საპოხი მასალები და ან პირდაპირ იფრქვევა ბოჭკოზე, ან ემატება შემაკავშირებელ მასალას. ანტისტატიკური შემადგენლობა ზოგჯერ იფრქვევა მინაბოჭკოვანი იზოლაციის ხალიჩების ზედაპირზე გაგრილების ეტაპზე. ხალიჩის მეშვეობით გატარებული გამაგრილებელი ჰაერი იწვევს ანტისტატიკური აგენტის შეღწევას ხალიჩის მთელ სისქეში. ანტისტატიკური აგენტი შედგება ორი ინგრედიენტისგან - მასალისგან, რომელიც მინიმუმამდე ამცირებს სტატიკური ელექტროენერგიის წარმოქმნას და მასალისგან, რომელიც კოროზიის ინჰიბიტორისა და სტაბილიზატორის ფუნქციას ასრულებს. შემაერთებელი მასალა არის ნებისმიერი საფარი, რომელიც გამოიყენება ტექსტილის ბოჭკოებზე ფორმირების ოპერაციის დროს და შეიძლება შეიცავდეს ერთ ან მეტ კომპონენტს (საპოხი მასალები, შემაკავშირებლები ან შემაერთებელი აგენტები). შემაერთებელი აგენტები გამოიყენება ძაფებზე, რომლებიც გამოყენებული იქნება პლასტმასის გამაგრებისთვის, გამაგრებულ მასალასთან შეერთების გასაძლიერებლად. ზოგჯერ საჭიროა დასრულების ოპერაცია ამ საფარის მოსაშორებლად ან სხვა საფარის დასამატებლად. პლასტმასის გამაგრებისთვის, შემაერთებელი მასალა შეიძლება მოიხსნას თერმულად ან ქიმიკატებით და გამოყენებული იქნას შემაერთებელი საშუალება. დეკორატიული გამოყენებისთვის, ქსოვილები უნდა გაიაროს თერმული დამუშავება შემაერთებელი მასალის მოსაშორებლად და ქსოვის გასამაგრებლად. შემდეგ შეღებვამდე ან ბეჭდვამდე გამოიყენება საღებავის ბაზისური საფარი.

ფორმებად ჩამოყალიბება

მინაბოჭკოვანი პროდუქტები მრავალფეროვანი ფორმებით იყიდება, რომლებიც რამდენიმე პროცესის გამოყენებით მზადდება. მაგალითად, მინაბოჭკოვანი მილების იზოლაცია გამაგრებამდე პირდაპირ ფორმირების ერთეულებიდან იხვევა ღეროსებრ ფორმებზე, რომლებსაც მანდრებს უწოდებენ. 3 ფუტის (91 სმ) ან ნაკლები სიგრძის ყალიბის ფორმები შემდეგ გამაგრდება ღუმელში. გამაგრებული ნაწილები შემდეგ სიგრძეზე იშლება ყალიბიდან და იხერხება განსაზღვრულ ზომებად. საჭიროების შემთხვევაში, გამოიყენება მოსაპირკეთებელი მასალები და პროდუქტი შეფუთულია გადაზიდვისთვის.

ხარისხის კონტროლი

მინაბოჭკოვანი იზოლაციის წარმოებისას, ხარისხის შესანარჩუნებლად, მასალის ნიმუშები აღებულია პროცესის განმავლობაში რამდენიმე ადგილას. ეს ადგილები მოიცავს: შერეული პარტიის ელექტრო დნობის მოწყობილობაში მიწოდებას; გამდნარ მინას ბუშიდან, რომელიც კვებავს ბოჭკოვანი მოწყობილობის მკვებავ მასალას; მინაბოჭკოვანი დანადგარიდან გამომავალ მინას; და საბოლოო გამყარებულ პროდუქტს, რომელიც გამოდის წარმოების ხაზის ბოლოდან. მინისა და ბოჭკოვანი ნიმუშების ანალიზი ხდება ქიმიური შემადგენლობისა და დეფექტების არსებობის დასადგენად დახვეწილი ქიმიური ანალიზატორებისა და მიკროსკოპების გამოყენებით. პარტიის მასალის ნაწილაკების ზომის განაწილება მიიღება მასალის სხვადასხვა ზომის საცრებში გატარებით. საბოლოო პროდუქტის სისქე იზომება შეფუთვის შემდეგ, სპეციფიკაციების შესაბამისად. სისქის ცვლილება მიუთითებს, რომ მინის ხარისხი სტანდარტს არ შეესაბამება.

მინაბოჭკოვანი იზოლაციის მწარმოებლები ასევე იყენებენ სხვადასხვა სტანდარტიზებული ტესტირების პროცედურებს პროდუქტის აკუსტიკური წინააღმდეგობის, ხმის შთანთქმის და ხმის ბარიერის მუშაობის გასაზომად, რეგულირებისა და ოპტიმიზაციისთვის. აკუსტიკური თვისებების კონტროლი შესაძლებელია ისეთი წარმოების ცვლადების რეგულირებით, როგორიცაა ბოჭკოს დიამეტრი, მოცულობითი სიმკვრივე, სისქე და შემკვრელის შემცველობა. მსგავსი მიდგომა გამოიყენება თერმული თვისებების კონტროლისთვის.

მომავალი

მინაბოჭკოვანი მასალის ინდუსტრია 1990-იანი წლების დარჩენილ პერიოდში და შემდგომ პერიოდშიც მნიშვნელოვანი გამოწვევების წინაშე იდგა. მინაბოჭკოვანი მასალის იზოლაციის მწარმოებლების რაოდენობა გაიზარდა უცხოური კომპანიების ამერიკული შვილობილი კომპანიების და ამერიკელი მწარმოებლების მიერ პროდუქტიულობის გაუმჯობესების გამო. ამან გამოიწვია ჭარბი წარმოების მოცულობა, რომლის დაკმაყოფილებაც ამჟამინდელ და შესაძლოა მომავალ ბაზარს არ შეუძლია.

ჭარბი სიმძლავრის გარდა, კონკურენციას გაუწევენ სხვა საიზოლაციო მასალებიც. ბოლო დროს პროცესებისა და პროდუქტების გაუმჯობესების გამო, ქვის ბამბა ფართოდ გამოიყენება. ქაფის იზოლაცია საცხოვრებელი სახლების კედლებსა და კომერციულ სახურავებში მინაბოჭკოვანი მასალის კიდევ ერთი ალტერნატივაა. კიდევ ერთი კონკურენტი მასალაა ცელულოზა, რომელიც სხვენის იზოლაციაში გამოიყენება.

საბინაო ბაზრის სტაბილური მდგომარეობის გამო, იზოლაციაზე დაბალი მოთხოვნის გამო, მომხმარებლები უფრო დაბალ ფასებს ითხოვენ. ეს მოთხოვნა ასევე საცალო ვაჭრობისა და კონტრაქტორების კონსოლიდაციის ტენდენციის შედეგია. საპასუხოდ, მინაბოჭკოვანი იზოლაციის ინდუსტრიას მოუწევს ხარჯების შემცირება ორ ძირითად სფეროში: ენერგეტიკასა და გარემოს დაცვაში. საჭირო იქნება უფრო ეფექტური ღუმელების გამოყენება, რომლებიც არ იქნება დამოკიდებული მხოლოდ ერთ ენერგიის წყაროზე.

ნაგავსაყრელების მაქსიმალური სიმძლავრის მიღწევის გამო, მინაბოჭკოვანი მასალის მწარმოებლებს მოუწევთ მყარი ნარჩენების თითქმის ნულოვანი წარმოების მიღწევა ხარჯების გაზრდის გარეშე. ეს მოითხოვს წარმოების პროცესების გაუმჯობესებას ნარჩენების შესამცირებლად (თხევადი და აირადი ნარჩენებისთვისაც) და ნარჩენების ხელახალი გამოყენებას, სადაც ეს შესაძლებელია.

ასეთ ნარჩენებს შესაძლოა ნედლეულად გამოყენებამდე ხელახალი გადამუშავება და დნობა დასჭირდეთ. რამდენიმე მწარმოებელი უკვე წყვეტს ამ საკითხებს.