Чӣ тавр аз нахи шиша сохта шудааст?

Шиша ба гурӯҳи маҳсулоте дахл дорад, ки аз нахҳои алоҳидаи шишагӣ сохта шудаанд, ки ба шаклҳои гуногун муттаҳид шудаанд. Нахҳои шишагиро мувофиқи геометрияи худ ба ду гурӯҳи асосӣ тақсим кардан мумкин аст: нахҳои пайваста, ки дар риштаҳо ва матоъҳо истифода мешаванд ва нахҳои қатъшаванда (кӯтоҳ), ки ҳамчун чӯбчаҳо, кӯрпаҳо ё тахтаҳо барои изолятсия ва филтратсия истифода мешаванд. Шишагиро метавон ба ришта монанд ба пашм ё пахта табдил дод ва ба матоъе бофт, ки баъзан барои пардаҳо истифода мешавад. Матоъҳои шишагин одатан ҳамчун маводи тақвиятдиҳанда барои пластикҳои қолабӣ ва ламинатӣ истифода мешаванд. Пашми шишагин, як маводи ғафс ва мулоим, ки аз нахҳои қатъшаванда сохта шудааст, барои изолятсияи гармӣ ва ҷабби садо истифода мешавад. Он одатан дар пӯшишҳо ва корпусҳои киштиҳо ва зериобӣ; қисмҳои муҳаррики автомобилӣ ва панелҳои кузов; дар кӯраҳо ва агрегатҳои кондитсионер; панелҳои девор ва шифтҳои акустикӣ; ва деворҳои меъморӣ мавҷуд аст. Шишагиро метавон барои барномаҳои мушаххас, ба монанди навъи E (барқӣ), ки ҳамчун лентаи изолятсияи электрикӣ, матоъҳо ва тақвият истифода мешавад, мутобиқ кард; навъи C (кимиёвӣ), ки муқовимати аълои кислота дорад ва навъи T, барои изолятсияи гармӣ.

Гарчанде ки истифодаи тиҷоратии нахи шишагӣ нисбатан нав ба назар мерасад, ҳунармандон дар давраи Эҳё риштаҳои шишагиро барои ороиши пиёлаҳо ва гулдонҳо эҷод мекарданд. Физики фаронсавӣ, Рене-Антуан Фершо де Реомюр, соли 1713 матоъҳоеро истеҳсол кард, ки бо риштаҳои шишагии нозук оро дода шуда буданд ва ихтироъкорони бритониёӣ ин дастовардро соли 1822 такрор карданд. Як бофандаи абрешими бритониёӣ соли 1842 матои шишагӣ сохт ва ихтироъкори дигар, Эдвард Либби, либосеро, ки аз шиша бофта шуда буд, дар Намоишгоҳи Колумбия дар Чикаго дар соли 1893 ба намоиш гузошт.

Пашми шишагин, як массаи мулоими нахи бефосила бо дарозии тасодуфӣ, бори аввал дар Аврупо дар охири аср истеҳсол карда шуд, ки бо истифода аз раванде, ки кашидани нахҳоро аз чӯбҳо ба таври уфуқӣ ба барабани гардишкунанда дар бар мегирифт. Пас аз чанд даҳсола, раванди ресмондан таҳия ва патент карда шуд. Маводи изолятсионии нахи шишагин дар Олмон дар давраи Ҷанги Якуми Ҷаҳонӣ истеҳсол карда шуд. Таҳқиқот ва таҳияи он барои истеҳсоли саноатии нахҳои шишагин дар Иёлоти Муттаҳида дар солҳои 1930 таҳти роҳбарии ду ширкати бузург, Owens-Illinois Glass Company ва Corning Glass Works, пеш рафт. Ин ширкатҳо бо кашидани шишаи гудохта тавассути сӯрохиҳои хеле нозук, нахи шишагини борик, чандир ва арзонро таҳия карданд. Дар соли 1938, ин ду ширкат муттаҳид шуданд ва Owens-Corning Fiberglas Corp-ро ташкил доданд. Ҳоло он танҳо бо номи Owens-Corning маъруф аст ва ба як ширкати 3 миллиард доллар дар як сол табдил ёфтааст ва дар бозори нахи шишагин пешсаф аст.

Маводи хом

Ашёи хоми асосии маҳсулоти шишагин як қатор маъданҳои табиӣ ва моддаҳои кимиёвии истеҳсолшуда мебошанд. Компонентҳои асосӣ реги кремний, оҳаксанг ва хокистари сода мебошанд. Компонентҳои дигар метавонанд алюминийи калсинӣ, боракс, шпати фелдспарт, сиенити нефелин, магнезит ва гили каолин ва ғайраро дар бар гиранд. Реги кремний ҳамчун ташаккулдиҳандаи шиша истифода мешавад ва хокистари сода ва оҳаксанг асосан ба паст кардани ҳарорати обшавӣ мусоидат мекунанд. Компонентҳои дигар барои беҳтар кардани хосиятҳои муайян, ба монанди боракс барои муқовимати кимиёвӣ истифода мешаванд. Шишаи партов, ки онро куллет низ меноманд, инчунин ҳамчун ашёи хом истифода мешавад. Ашёи хом бояд пеш аз гудохта шудан ба шиша бодиққат бо миқдори дақиқ вазн карда шаванд ва бодиққат омехта карда шаванд (партофтан номида мешавад).

Истеҳсолот
Раванд

Обшавӣ

Пас аз омода шудани партия, он барои гудохта ба кӯраи металлӣ рехта мешавад. Кӯраро метавон бо барқ, сӯзишвории истихроҷшаванда ё омезиши ин ду гарм кард. Барои нигоҳ доштани ҷараёни ҳамвор ва устувори шиша, ҳарорат бояд дақиқ назорат карда шавад. Шишаи гудохта бояд дар ҳарорати баландтар (тақрибан 2500°F [1371°C]) нисбат ба дигар намудҳои шиша нигоҳ дошта шавад, то ки ба нах табдил ёбад. Пас аз гудохта шудани шиша, он тавассути канал (forehearth), ки дар охири кӯра ҷойгир аст, ба таҷҳизоти шаклдиҳӣ интиқол дода мешавад.

Ба нахҳо табдил ёфтан

Вобаста ба намуди нах, якчанд равандҳои гуногун барои ташаккули нахҳо истифода мешаванд. Нахҳои бофандагӣ метавонанд аз шишаи гудохта мустақиман аз танӯр сохта шаванд ё шишаи гудохтаро аввал ба дастгоҳе, ки мармарҳои шишагии диаметри тақрибан 0,62 дюйм (1,6 см)-ро ташкил медиҳад, интиқол диҳанд. Ин мармарҳо имкон медиҳанд, ки шишаро барои ифлосӣ бо чашм тафтиш кунанд. Дар ҳам раванди гудохтаи мустақим ва ҳам раванди гудохтаи мармар, шиша ё мармарҳои шишагӣ тавассути втулкаҳои гармидиҳандаи барқӣ (инчунин спиннеретҳо номида мешаванд) интиқол дода мешаванд. Втулка аз платина ё хӯлаи металлӣ сохта шудааст, ки аз 200 то 3000 сӯрохиҳои хеле нозук дорад. Шишаи гудохта аз сӯрохиҳо мегузарад ва ҳамчун риштаҳои нозук берун меояд.

Раванди пайвастаи филаминӣ

Нахи дароз ва пайвастаро тавассути раванди риштабандии пайваста истеҳсол кардан мумкин аст. Пас аз он ки шиша аз сӯрохиҳои втулка мегузарад, якчанд риштаҳо ба печонандаи суръати баланд часпида мешаванд. Печонанда бо суръати тақрибан 2 мил (3 км) дар як дақиқа чарх мезанад, ки ин нисбат ба суръати ҷараёни втулкаҳо хеле тезтар аст. Шиддат риштаҳоро ҳангоми гудохта шудан берун мекашад ва риштаҳоро ба андозаи диаметри сӯрохиҳо дар втулка ташкил медиҳад. Як пайвандкунандаи кимиёвӣ истифода мешавад, ки ба пешгирии шикастани нах ҳангоми коркарди баъдӣ мусоидат мекунад. Сипас ришта ба найчаҳо печонида мешавад. Акнун онро метавон печонд ва ба ришта часпонд.

Раванди нахи штапелӣ

Усули алтернативӣ раванди степлфибер мебошад. Ҳангоми ҷорӣ шудани шишаи гудохта аз втулкаҳо, ҷараёни ҳаво риштаҳоро зуд хунук мекунад. Таркишҳои турбулентии ҳаво инчунин риштаҳоро ба дарозии 8-15 дюйм (20-38 см) мешикананд. Ин риштаҳо тавассути пошидани равған ба барабани гардишкунанда меафтанд ва дар он ҷо як торро борик ташкил медиҳанд. Тор аз барабан кашида шуда, ба як риштаи пайвастаи нахҳои суст васлшуда кашида мешавад. Ин риштаро бо ҳамон равандҳое, ки барои пашм ва пахта истифода мешаванд, ба ришта табдил додан мумкин аст.

Нахи резашуда

Ба ҷои он ки ба ришта табдил дода шавад, риштаи пайваста ё дарози риштаро метавон ба қисмҳои кӯтоҳ бурид. Ришта ба маҷмӯи ресмонҳо, ки креел номида мешавад, насб карда мешавад ва тавассути дастгоҳе кашида мешавад, ки онро ба қисмҳои кӯтоҳ бурида мекунад. Нахи резашуда ба қолинҳо табдил дода мешавад, ки ба онҳо пайвандкунанда илова карда мешавад. Пас аз хушк шудан дар танӯр, қолин печонида мешавад. Вазн ва ғафсии гуногун маҳсулотро барои черепица, бомпӯшии ҷамъшуда ё қолинҳои ороишӣ медиҳад.

Пашми шишагин

Барои тайёр кардани пашми шишагӣ аз усули чархзанӣ ё чархзанӣ истифода мешавад. Дар ин раванд, шишаи гудохта аз танӯр ба зарфи силиндрӣ бо сӯрохиҳои хурд ворид мешавад. Ҳангоми тез чарх задани зарф, ҷараёни уфуқии шиша аз сӯрохиҳо ҷорӣ мешавад. Ҷараёнҳои шишаи гудохта тавассути ҳавои ба поён, гази гарм ё ҳарду ба нахҳо табдил меёбанд. Нахҳо ба тасмаи конвейер меафтанд, ки дар он ҷо бо ҳамдигар дар шакли массаи пашмин печида мешаванд. Инро метавон барои изолятсия истифода бурд, ё пашмро бо пайвандкунанда пошидан, ба ғафсии дилхоҳ фишурдан ва дар танӯр хушк кардан мумкин аст. Гармӣ пайвандкунандаро муқаррар мекунад ва маҳсулоти ҳосилшуда метавонад тахтаи сахт ё нимсахт ё чӯби чандир бошад.

Пӯшишҳои муҳофизатӣ

Илова бар пайвандакҳо, барои маҳсулоти шишагини нахӣ рӯйпӯшҳои дигар лозиманд. Молиданиҳо барои кам кардани фарсудашавии нах истифода мешаванд ва ё мустақиман ба нах пошида мешаванд ё ба пайвандак илова карда мешаванд. Баъзан ҳангоми марҳилаи хунуккунӣ ба сатҳи қолинҳои изолятсияи шишагини нахӣ таркиби зиддистатикӣ низ пошида мешавад. Ҳавои хунуккунанда, ки тавассути қолин кашида мешавад, боиси ворид шудани агенти зиддистатикӣ ба тамоми ғафсии қолин мегардад. Агенти зиддистатикӣ аз ду компонент иборат аст - маводе, ки тавлиди барқи статикиро кам мекунад ва маводе, ки ҳамчун ингибитори зангзанӣ ва стабилизатор хизмат мекунад. Андозагирӣ ҳама гуна рӯйпӯшест, ки ба нахҳои нассоҷӣ дар амалиёти шаклдиҳӣ истифода мешавад ва метавонад як ё якчанд ҷузъро (молиданҳо, пайвандакҳо ё агентҳои пайвасткунанда) дар бар гирад. Агентҳои пайвасткунанда дар риштаҳое истифода мешаванд, ки барои тақвияти пластикҳо истифода мешаванд, то пайвандро ба маводи мустаҳкамшуда мустаҳкам кунанд. Баъзан барои тоза кардани ин рӯйпӯшҳо ё илова кардани рӯйпӯши дигар амалиёти анҷомдиҳӣ лозим аст. Барои тақвияти пластикӣ, андозагириҳо метавонанд бо гармӣ ё кимиёвӣ тоза карда шаванд ва агенти пайвасткунанда истифода шаванд. Барои истифодаи ороишӣ, матоъҳо бояд барои тоза кардани андозагириҳо ва мустаҳкам кардани бофтан гармӣ коркард карда шаванд. Пас аз рангкунӣ ё чопкунӣ, рӯйпӯшҳои асосии ранг истифода мешаванд.

Ташаккул ба шаклҳо

Маҳсулоти аз нахҳои шишагин сохташуда шаклҳои гуногун доранд ва бо истифода аз якчанд раванд сохта мешаванд. Масалан, изолятсияи қубурҳои нахҳои шишагин пеш аз хушкшавӣ мустақиман аз агрегатҳои шаклдиҳӣ ба шаклҳои монанд ба чӯбча, ки мандрелҳо номида мешаванд, печонида мешавад. Сипас қолабҳо бо дарозии 3 фут (91 см) ё камтар аз он дар танӯр хушк карда мешаванд. Сипас дарозиҳои хушкшуда аз рӯи дарозӣ аз қолаб ҷудо карда мешаванд ва ба андозаҳои муайян бурида мешаванд. Дар ҳолати зарурӣ рӯйпӯшҳо истифода мешаванд ва маҳсулот барои интиқол бастабандӣ карда мешавад.

Назорати сифат

Ҳангоми истеҳсоли изолятсияи нахҳои шишагӣ, мавод дар як қатор ҷойҳо дар раванд барои нигоҳ доштани сифат намуна гирифта мешавад. Ин ҷойҳо иборатанд аз: партияи омехта, ки ба гудохтакунандаи барқӣ дода мешавад; шишаи гудохта аз втулкае, ки ба нахдоркунак ғизо медиҳад; нахи шиша, ки аз мошини нахдоркунак мебарояд; ва маҳсулоти ниҳоии сахтшуда, ки аз охири хати истеҳсолӣ мебарояд. Намунаҳои шиша ва нахи калон бо истифода аз таҳлилгарони мураккаби кимиёвӣ ва микроскопҳо аз рӯи таркиби кимиёвӣ ва мавҷудияти камбудиҳо таҳлил карда мешаванд. Тақсимоти андозаи зарраҳои маводи партиявӣ бо роҳи гузаронидани мавод аз як қатор ҷумбандаҳои андозаҳои гуногун ба даст оварда мешавад. Маҳсулоти ниҳоӣ пас аз бастабандӣ мувофиқи мушаххасот аз рӯи ғафсӣ чен карда мешавад. Тағйирёбии ғафсӣ нишон медиҳад, ки сифати шиша аз стандарт пасттар аст.

Истеҳсолкунандагони изолятсияи нахи шишагӣ инчунин як қатор расмиёти стандартии санҷиширо барои чен кардан, танзим кардан ва беҳбуд бахшидан ба муқовимати акустикии маҳсулот, ҷаббидашавии садо ва самаранокии монеаи садо истифода мебаранд. Хусусиятҳои акустикиро метавон тавассути танзими тағирёбандаҳои истеҳсолӣ ба монанди диаметри нах, зичии ҳаҷм, ғафсӣ ва миқдори пайвандак назорат кард. Барои назорати хосиятҳои гармӣ равиши монанд истифода мешавад.

Оянда

Саноати нахи шишагӣ дар тӯли солҳои 1990 ва баъд аз он бо баъзе мушкилоти ҷиддӣ рӯбарӯ аст. Шумораи истеҳсолкунандагони изолятсияи нахи шишагӣ аз ҳисоби филиалҳои амрикоии ширкатҳои хориҷӣ ва беҳтар шудани ҳосилнокӣ аз ҷониби истеҳсолкунандагони ИМА афзоиш ёфтааст. Ин боиси афзоиши иқтидорҳои зиёдатӣ шудааст, ки бозори кунунӣ ва шояд оянда наметавонад онҳоро қонеъ гардонад.

Илова бар иқтидори зиёдатӣ, дигар маводҳои изолятсия рақобат хоҳанд кард. Пашми сангӣ аз сабаби такмили равандҳо ва маҳсулот дар солҳои охир ба таври васеъ истифода шудааст. Изолятсияи кафкӣ алтернативаи дигари нахи шишагӣ дар деворҳои манзилӣ ва бомҳои тиҷоратӣ мебошад. Маводи дигари рақобатпазир селлюлоза аст, ки дар изолятсияи болохона истифода мешавад.

Аз сабаби кам будани талабот ба изолятсия аз сабаби бозори манзили нарм, истеъмолкунандагон нархҳои пасттарро талаб мекунанд. Ин талабот инчунин натиҷаи тамоюли доимии муттаҳидшавии фурӯшандагон ва пудратчиён мебошад. Дар посух, саноати изолятсияи шишагин бояд хароҷотро дар ду самти асосӣ коҳиш диҳад: энергетика ва муҳити зист. Кӯрхонаҳои самараноктар бояд истифода шаванд, ки танҳо ба як манбаи энергия такя накунанд.

Бо расидан ба иқтидори ҳадди аксар, истеҳсолкунандагони нахи шишагӣ бояд қариб ба сифр истеҳсоли партовҳои сахт бидуни афзоиши хароҷот ноил гарданд. Ин такмил додани равандҳои истеҳсолиро барои кам кардани партовҳо (инчунин барои партовҳои моеъ ва газӣ) ва истифодаи дубораи партовҳоро дар ҳар ҷое, ки имконпазир аст, талаб мекунад.

Чунин партовҳо метавонанд пеш аз истифодаи дубора ҳамчун ашёи хом коркард ва аз нав гудохта шуданро талаб кунанд. Якчанд истеҳсолкунандагон аллакай ин масъалаҳоро ҳал мекунанд.