اگر چه ساخت الیاف شیشه موضوع تازه ای نیست، ولی تغییرات فنآوری در این زمینه برخی روش ها را غیر اقتصادی نموده است. شاید از همین جهت باشد كه این مقاله در شماره اخیر مجله فنآوری كامپوزیت آمریكا مورد توجه قرار گرفته است.
1- مقدمه
الیاف شیشه، ماده اولیه ساخت تقویت كننده لیفی مورد استفاده در كامپوزیت های امروزی است. با وجود آنكه مردم باستانی فنقیه، مصر و یونان چگونگی ذوب شیشه و تبدیل آن به شكل الیاف باریك را می دانسته اند، اما اینكار در سال 1930 در مقیاس تجاری برای تولید پیوسته الیاف انجام گرفت و پس از آن به عنوان تقویت كننده ساختار استفاده گردید. اختراع های ثبت شده در سال های 1933 تا 1937 توسط آقایان Slayter، Thomasو Kleist از كاركنان شركت Owens –Illinois Glass ، نقش كلیدی در تغییر رویكرد صنعت از تولید الیاف نا پیوسته پشم شیشه به الیاف پیوسته شیشه با قطر 4 میكرون داشت كه سبب شد تولید این نوع الیاف، اقتصادی و كارا شود. دو اختراع آخر از این سری كه با نام های مواد "منسوج" و "پارچه شیشه" نام گرفته بود، دورنمایی از كاربرد الیاف شیشه به عنوان تقویت كنندۀ پارچه ای را نشان داد. این دو اختراع در سال 1938 ثبت شد و در همان سال دو شركت Owens- Illinois و Corning Glass Work با هم ادغتم شدند و شركت Owens Corning Fibeglas را ایجاد نمودند (OCV فعلی). شركت جدید محصول تولیدی خود را با نام Fiberglas به بازار عرضه نمود كه بر گرفته از عنوان عمومی Fiberglas بود. زمان زیادی طول نكشید كه شركت های دیگر وارد بازار شدند و با فرآیندها و ابداعات متعدد، بازار جهانی تقویت كننده های كامپوزیت های ساختاری را به حدود 4 تا 5 میلیون تن رساندند.
2- فرآیند تولید الیاف شیشه
الیاف شیشه نوع پارچه (Textile grade )، از ماسه (SiO2 ) ساخته می شوند كه در دمای ?1720 ذوب می شود. این ماده تشكیل دهنده كوارتز نیز هست كه یك سنگ طبیعی است. كوارتز ساختار كریستالی (سخت و منظم) دارد و 99% آن SiO2 است. اگر SiO2 تا بیش از دمای ?1200 گرم و بعد تا دمای محیط سرد شود، ساختار كوارتز شكل می گیرد. اگر SiO2 خالص تا دمای ?1720 حرارت داده شود و بعد بلافاصله خنك گردد، كریستال تشكیل نشده، اصطلاحاً حالت آموروف (بی شكل) وبی نظمی به خود می گیرد كه شیشه نام دارد. اگر چه روش های حرارت دهی/ خنك سازی تاكنون تغییرات زیادی نموده و بهبود یافته است، اما پایه آن همان روش های سال 1932 است كه در مقیاس های بزرگتر انجام می گیرد. فرآیند تولید الیاف شیشه را می توان به پنج بخش مختلف تقسیم نمود:
گردآوری و اختلاط (batching )، ذوب (melting )، ریسندگی یا لیف كردن (fiberization )، پوشش (coating ) و خشك كردن (drying )/ بسته بندی كردن (packaging ).
2-1- اختلاط
اگرچه الیاف شیشه مناسب می تواند تنها از SiO2 ساخته شود، ولی افزودنی هایی به فرمول آن اضافه می شود تا دمای فرآیند آن را كاهش دهند و نیز خواصی را برای كاربردهای معین در آ ایجاد نمایند (جداول 1و 2). به عنوان مثال الیاف شیشه
نوع E ، كه در ابتدا برای كاربردهای الكتریكی ساخته شده بودند، از تركیب SiO2 ، Al2O3 (آلومینا یا اكسید آلومینیوم)،CaO (آهك یا اكسید كلسیم) وMgO و به منظور افزایش مقاومت شیشه معمولی در برابر محیط های قلیایی، ساخته می شدند. بعداً به منظور افزایش فاصله دمایی ذوب الیاف در كوره و دمایی كه ساختار كریستالی در آن تشكیل می شود، اكسید بور به آن اضافه شد. این ماده مانع از مسدود شدن نازل های تولید لیف می شود (مرحله 2-3) . الیاف S ، برای داشتن استحكام بیشتر از تلفیق SiO2 ، Al2O3 ، MgO فرموله شده اند و در مقایسه با انواع E ، حاوی مقادیر بالاتری از SiO2 می باشند.
در ابتدای مراحل ساخت الیاف شیشه، این مواد بایستی به دقت وزن شده، كاملاً مخلوط شوند (batched ). این فرآیند بصورت خودكار انجام گرفته، از تجهیزات توزین و حمل كامپیوتری استفاده می شود. به عنوان مثال در كارخانه Owens Corning در تالوجای هند، هر كدام از اجزا توسط تسمه های حمل پنوماتیك به محل ذخیره مخصوص خود (با ظرفیت 2 تا M³ 7 ) منتقل می شوند. سیستم توزین و خوراك دهی خودكاری زیر هر سیلوی ذخیره وجود دارد كه مقدار لازم از آن جزء را به مخلوط كن انتقال می دهد.
2-2- ذوب
پس از اختلاط، یك تسمه نقاله پنوماتیك دیگر، مخلوط را به كوره ای با سوخت گاز طبیعی و با دمای ?1370 منتقل می كند تا ذوب شود. این كوره نوعاً به سه بخش تقسیم شده است كه درآن كانال هایی برای تسهیل جریان شیشه وجود دارند (شكل 1). اولین قسمت، مخلوط را دریافت و ذوب می نماید وبا خروج حباب های هوا، یكنواختی آنرا افزایش می دهد. سپس با كاهش دما به ?1340 شیشه مذاب وارد بخش فیلتر می شود و سرانجام وارد بخش آخر (forhearth ) می شود كه زیر آن 4 تا 7 بوش وجود دارد و شیشه از آن ها اكسترود شده، بصورت لیف در می آید. كوره های بزرگ هر كدام چندین كانال دارند كه هر كدام دارای بخش ریسندگی مخصوص به خود هستند.
در سال های اخیر فناوری این كوره ها ارتقا پیدا كرده و استفاده از كوره های بزرگتر با ظرفیت سالانه 30،000 تا 40،000 تن رایج شده است. یك از مهمترین این پیشرفت ها كنترل دیجیتالی اندازه گیری های وزن مواد، دمای مذاب و حجم جریان گاز و اكسیژن می باشد. همچنین جریانی آرام تر و پایدارتر به قسمت ریسندگی وارد می شود كه احتمال ایجاد حباب هوا و هر عامل ایجاد كنندۀ اختلال را به هنگام ریسندگی الیاف كاهش می دهد. كنترل جریان اكسیژن نیز امری بسیار تعیین كننده می باشد، چرا كه كوره های مدرن به جای هوا،اكسیژن تقریبآً خالص می سوزانند تا كارایی حرارت یكوره را بالا ببرند. اینكار همچنین با كاهش مصرف سوخت، هزینه ها را كاهش داده، 70% تركیبات اكسید نیتروژن و 40% دی اكسید كربن كمتر تولید می نماید. از آنجایی كه حركت مذاب شیشه روی آجرهای نسوز دیواره داخلی كوره سایش ایجاد می نماید، كوره جزء تجهیزات مصرفی محسوب می شود. در این راستا تلاشهایی صورت گرفته است تا عمر این آجرها را افزایش دهند. تولید الیاف شیشه یك فرآیند پیوسته محسوب می شود و وقتی آغاز می شود نمی توان آن را متوقف نمود.نوعاً یك كوره هر 12 تا 15 سال نیاز به بازسازی پیدا می كند كه در بدترین حالت این زمان به 7 سال كاهش می یابد. هزینه ساخت یك واحد تولیدی الیاف شیشه تا 150 میلیون دلار تخمین زده می شود و بازسازی یك كوره 10 تا 15 میلیون دلار هزینه دارد. بنابراین هر اقدامی كه عمر كوره را افزایش دهد، نقش چشمگیری در كاهش هزینه ها خواهد داشت.
سه روش برای ذوب شیشه وجود دارد:
2-3-ریسندگی
تولید لیف شیشه تلفیقی از اكستروژن و كشش به منظور كاهش قطر (attenuation ) است. اكستروژن شامل خروج شیشه مذاب از بوش های مقاوم به سایش از جنس آلیاژ پلاتین/رادیم كه دارای 200 تا 8،000 حفرۀ بسیار ریز است، می باشد (شكل 3). این بوش ها به روش الكتریكی گرم می شوند و دمای آنها به دقت كنترل می شود تا ویسكوزیته الیاف ثابت بماند. پس از خروج الیاف در دمای حدود ?1204 ، با پاشش آب آنها را سرد می كنند. كاهش قطر فرآیندی است كه با كشیدن الیاف مذاب بصورت مكانیكی و رساندن قطر آنها به 4 تا 34 میكرومتر انجام می گیرد (شكل 4).
یك نخ- پیچ سریع، مذاب خروجی را می گیرد و با سرعت Km/min 3 می كشد. بدلیل آنكه سرعت پیچش الیاف بسیار بیشتر از سرعت خروج مذاب است، الیاف كشیده شده، قطر آنها كاهش می یابد.
بوش ها گرانقیمت اند و طراحی منافذ نازل آنها دارای اهمیت است. قطر نازل، قطر فیلامنت ها را تعیین می نماید و تعداد آنها، تعداد فیلامنت یك رشته نخ را. به عنوان مثال یك بوش دارای 4،000 منفذ نازل می باشد كه می تواند یك نخ با این تعداد فیلامنت و یا چها نخ 1،000 فیلامنتی تولید نماید. بوش ها كنترل كنندۀ تكس الیاف نیز هستند. الیاف با تكس 300، قطر كمتری از الیاف با تكس 9600 دارند و یك نازل 800 منفذی، الیاف با تكس كمتری نسبت به نوع دارای 4،000 منفذ تولید می نماید. شاید به همین دلیل باشد كه شركت OCV از بوش 4،000 منفذی استفاده می نماید ولی شركت AGY كه كوچك تر است و الیاف خاص تری تولید می كند، از انواع 800 منفذی. قطر فیلامنت های شركت OCV بین 4 تا mµ32 است و قطرهای 17 تا mµ 24 در محصولات آن متداول تر است در حالیكه قطر محصولات شركت AGY بین 4 تا mµ 9 قرار می گیرد. تولید كنندگان به منظور افزایش بازدهی كارخانه، بوش ها و سیستم های كشش الیاف را نیز مورد توجه قرار داده اند.
2-4- پوشش دهی
در مرحله پایانی ساخت، پوششی روی الیاف اعمال می شود كه آنرا آهار (size ) نیز می نامند. اگر چه در صنعت، هر دو اصطلاح سایز و سایزینگ برای این پوشش بكار می رود، اما اصطلاح درست همان سایز است و سایزینگ در واقع عمل پوشش دهی است. در هر حال این آهار، 0،5 تا 2% وزن الیاف را افزایش می دهد و شامل روان كننده (lubricant )، چسب (binder ) و یا عامل جفت كننده (coupling agent ) است. روان كننده از ساییده شدن و شكستن الیاف به هنگام جمع كردن و پیچش و نیز به هنگام بافت پارچه جلوگیری می نماید. عوامل جفت كننده، ترشوندگی الیاف را با یك رزین خاص و نیز چسبندگی رزین و الیاف را بهبود می بخشند. در برخی موارد یك سایز تنها برای یك رزین خاص مانند پلی استر یا اپوكسی مناسب است و در مواردی برای محدوده ای از رزین ها. هر كدام از شركت ها از ماده ای خاص بدین منظور استفاده می نمایند. شركت PPG اعتقاد دارد برای هر كاربردی بایستی فرمولاسیون سایز خاصی بكار برد. به عنوان مثال برای سایز با كد 2026 این شركت كه با محصولات با نام تجاریHYBON برای ساخت توربین های بادی مصرف می شود، با بهبود تر شوندگی الیاف و چسبندگی بهتر الیاف به رزین، برای عمر خستگی (fatigue ) محصول، ده برابر (one order of magnitude) افزایش گزارش شده است.
2-5- خشك كردن/ بسته بندی
پس از كشیدن، سایزینگ و جمع كردن فیلامنت ها، رشته های نخ (strand ) متشكل از 51 تا 1،624 فیلامنت ساخته می شوند. این رشته ها روی دوك های مخصوصی كه مانند ماسورۀ دنده دار است، پیچیده می شوند. الیاف حاصل كه هنوز آغشته به آب و سایز هستند، در آون خشك و برای مراحل بعدی، یعنی تولید نخ (yarn )، روینگ، نمد و پارچه استفاده می شوند. به عنوان مثال یك روینگ از 10 تا 15 رشته الیاف تهیه شده در این مرحله، ساخته می شود.
سخن آخر آنكه كلاً دو جریان در تاریخچه تولید الیاف شیشه مشاهده می شود، 1- كاهش قیمت الیاف 2- افزایش كیفیت محصول. در این میان به نظر می رسد تولید كنندگان چینی، بازیگران اصلی این صنعت در آینده خواهند بود.
منبع: شبكه ایران كامپوزیت
1- مقدمه
الیاف شیشه، ماده اولیه ساخت تقویت كننده لیفی مورد استفاده در كامپوزیت های امروزی است. با وجود آنكه مردم باستانی فنقیه، مصر و یونان چگونگی ذوب شیشه و تبدیل آن به شكل الیاف باریك را می دانسته اند، اما اینكار در سال 1930 در مقیاس تجاری برای تولید پیوسته الیاف انجام گرفت و پس از آن به عنوان تقویت كننده ساختار استفاده گردید. اختراع های ثبت شده در سال های 1933 تا 1937 توسط آقایان Slayter، Thomasو Kleist از كاركنان شركت Owens –Illinois Glass ، نقش كلیدی در تغییر رویكرد صنعت از تولید الیاف نا پیوسته پشم شیشه به الیاف پیوسته شیشه با قطر 4 میكرون داشت كه سبب شد تولید این نوع الیاف، اقتصادی و كارا شود. دو اختراع آخر از این سری كه با نام های مواد "منسوج" و "پارچه شیشه" نام گرفته بود، دورنمایی از كاربرد الیاف شیشه به عنوان تقویت كنندۀ پارچه ای را نشان داد. این دو اختراع در سال 1938 ثبت شد و در همان سال دو شركت Owens- Illinois و Corning Glass Work با هم ادغتم شدند و شركت Owens Corning Fibeglas را ایجاد نمودند (OCV فعلی). شركت جدید محصول تولیدی خود را با نام Fiberglas به بازار عرضه نمود كه بر گرفته از عنوان عمومی Fiberglas بود. زمان زیادی طول نكشید كه شركت های دیگر وارد بازار شدند و با فرآیندها و ابداعات متعدد، بازار جهانی تقویت كننده های كامپوزیت های ساختاری را به حدود 4 تا 5 میلیون تن رساندند.
2- فرآیند تولید الیاف شیشه
الیاف شیشه نوع پارچه (Textile grade )، از ماسه (SiO2 ) ساخته می شوند كه در دمای ?1720 ذوب می شود. این ماده تشكیل دهنده كوارتز نیز هست كه یك سنگ طبیعی است. كوارتز ساختار كریستالی (سخت و منظم) دارد و 99% آن SiO2 است. اگر SiO2 تا بیش از دمای ?1200 گرم و بعد تا دمای محیط سرد شود، ساختار كوارتز شكل می گیرد. اگر SiO2 خالص تا دمای ?1720 حرارت داده شود و بعد بلافاصله خنك گردد، كریستال تشكیل نشده، اصطلاحاً حالت آموروف (بی شكل) وبی نظمی به خود می گیرد كه شیشه نام دارد. اگر چه روش های حرارت دهی/ خنك سازی تاكنون تغییرات زیادی نموده و بهبود یافته است، اما پایه آن همان روش های سال 1932 است كه در مقیاس های بزرگتر انجام می گیرد. فرآیند تولید الیاف شیشه را می توان به پنج بخش مختلف تقسیم نمود:
گردآوری و اختلاط (batching )، ذوب (melting )، ریسندگی یا لیف كردن (fiberization )، پوشش (coating ) و خشك كردن (drying )/ بسته بندی كردن (packaging ).
2-1- اختلاط
اگرچه الیاف شیشه مناسب می تواند تنها از SiO2 ساخته شود، ولی افزودنی هایی به فرمول آن اضافه می شود تا دمای فرآیند آن را كاهش دهند و نیز خواصی را برای كاربردهای معین در آ ایجاد نمایند (جداول 1و 2). به عنوان مثال الیاف شیشه
نوع E ، كه در ابتدا برای كاربردهای الكتریكی ساخته شده بودند، از تركیب SiO2 ، Al2O3 (آلومینا یا اكسید آلومینیوم)،CaO (آهك یا اكسید كلسیم) وMgO و به منظور افزایش مقاومت شیشه معمولی در برابر محیط های قلیایی، ساخته می شدند. بعداً به منظور افزایش فاصله دمایی ذوب الیاف در كوره و دمایی كه ساختار كریستالی در آن تشكیل می شود، اكسید بور به آن اضافه شد. این ماده مانع از مسدود شدن نازل های تولید لیف می شود (مرحله 2-3) . الیاف S ، برای داشتن استحكام بیشتر از تلفیق SiO2 ، Al2O3 ، MgO فرموله شده اند و در مقایسه با انواع E ، حاوی مقادیر بالاتری از SiO2 می باشند.
در ابتدای مراحل ساخت الیاف شیشه، این مواد بایستی به دقت وزن شده، كاملاً مخلوط شوند (batched ). این فرآیند بصورت خودكار انجام گرفته، از تجهیزات توزین و حمل كامپیوتری استفاده می شود. به عنوان مثال در كارخانه Owens Corning در تالوجای هند، هر كدام از اجزا توسط تسمه های حمل پنوماتیك به محل ذخیره مخصوص خود (با ظرفیت 2 تا M³ 7 ) منتقل می شوند. سیستم توزین و خوراك دهی خودكاری زیر هر سیلوی ذخیره وجود دارد كه مقدار لازم از آن جزء را به مخلوط كن انتقال می دهد.
2-2- ذوب
پس از اختلاط، یك تسمه نقاله پنوماتیك دیگر، مخلوط را به كوره ای با سوخت گاز طبیعی و با دمای ?1370 منتقل می كند تا ذوب شود. این كوره نوعاً به سه بخش تقسیم شده است كه درآن كانال هایی برای تسهیل جریان شیشه وجود دارند (شكل 1). اولین قسمت، مخلوط را دریافت و ذوب می نماید وبا خروج حباب های هوا، یكنواختی آنرا افزایش می دهد. سپس با كاهش دما به ?1340 شیشه مذاب وارد بخش فیلتر می شود و سرانجام وارد بخش آخر (forhearth ) می شود كه زیر آن 4 تا 7 بوش وجود دارد و شیشه از آن ها اكسترود شده، بصورت لیف در می آید. كوره های بزرگ هر كدام چندین كانال دارند كه هر كدام دارای بخش ریسندگی مخصوص به خود هستند.
در سال های اخیر فناوری این كوره ها ارتقا پیدا كرده و استفاده از كوره های بزرگتر با ظرفیت سالانه 30،000 تا 40،000 تن رایج شده است. یك از مهمترین این پیشرفت ها كنترل دیجیتالی اندازه گیری های وزن مواد، دمای مذاب و حجم جریان گاز و اكسیژن می باشد. همچنین جریانی آرام تر و پایدارتر به قسمت ریسندگی وارد می شود كه احتمال ایجاد حباب هوا و هر عامل ایجاد كنندۀ اختلال را به هنگام ریسندگی الیاف كاهش می دهد. كنترل جریان اكسیژن نیز امری بسیار تعیین كننده می باشد، چرا كه كوره های مدرن به جای هوا،اكسیژن تقریبآً خالص می سوزانند تا كارایی حرارت یكوره را بالا ببرند. اینكار همچنین با كاهش مصرف سوخت، هزینه ها را كاهش داده، 70% تركیبات اكسید نیتروژن و 40% دی اكسید كربن كمتر تولید می نماید. از آنجایی كه حركت مذاب شیشه روی آجرهای نسوز دیواره داخلی كوره سایش ایجاد می نماید، كوره جزء تجهیزات مصرفی محسوب می شود. در این راستا تلاشهایی صورت گرفته است تا عمر این آجرها را افزایش دهند. تولید الیاف شیشه یك فرآیند پیوسته محسوب می شود و وقتی آغاز می شود نمی توان آن را متوقف نمود.نوعاً یك كوره هر 12 تا 15 سال نیاز به بازسازی پیدا می كند كه در بدترین حالت این زمان به 7 سال كاهش می یابد. هزینه ساخت یك واحد تولیدی الیاف شیشه تا 150 میلیون دلار تخمین زده می شود و بازسازی یك كوره 10 تا 15 میلیون دلار هزینه دارد. بنابراین هر اقدامی كه عمر كوره را افزایش دهد، نقش چشمگیری در كاهش هزینه ها خواهد داشت.
سه روش برای ذوب شیشه وجود دارد:
1) ذوب غیر مستقیم كه ذوب مجدد سنگ مرمر (marble remelt ) نیز نامیده می شود.
2) ذوب مستقیم با كوره های بزرگ (8،000 تا 100،000 تن در سال)
3) ذوب مستقیم در مقیاس كوچك تر (150 تا 200 تن) كه ذوب كننده پارا (paramelter ) نیز نامیده می شود . در روش غیر مستقیم، ابتدا مذاب شیشه بصورت ورق هایی با ضخامت 15 تا mm 16 شكل داده شده، سرد می شود. سپس این ورق ها را به واحد تولید الیاف برده، مجدداً ذوب می نمایند. در این روش امكان بازرسی ناخالصی های شیشه و تولید محصول همگون وجود دارد. در روش ذوب مستقیم، شیشه مذاب مستقیماً وارد بخش ریسندگی می شود و به دلیل آنكه مراحل میانی را حذف می نماید، هزینه ها را كاهش داده،مرسوم تر است. در شكل 2 نمونه ای از یك كورۀ ذوب مستقیم شركت OCV نشان داده شده است.
2) ذوب مستقیم با كوره های بزرگ (8،000 تا 100،000 تن در سال)
3) ذوب مستقیم در مقیاس كوچك تر (150 تا 200 تن) كه ذوب كننده پارا (paramelter ) نیز نامیده می شود . در روش غیر مستقیم، ابتدا مذاب شیشه بصورت ورق هایی با ضخامت 15 تا mm 16 شكل داده شده، سرد می شود. سپس این ورق ها را به واحد تولید الیاف برده، مجدداً ذوب می نمایند. در این روش امكان بازرسی ناخالصی های شیشه و تولید محصول همگون وجود دارد. در روش ذوب مستقیم، شیشه مذاب مستقیماً وارد بخش ریسندگی می شود و به دلیل آنكه مراحل میانی را حذف می نماید، هزینه ها را كاهش داده،مرسوم تر است. در شكل 2 نمونه ای از یك كورۀ ذوب مستقیم شركت OCV نشان داده شده است.
2-3-ریسندگی
تولید لیف شیشه تلفیقی از اكستروژن و كشش به منظور كاهش قطر (attenuation ) است. اكستروژن شامل خروج شیشه مذاب از بوش های مقاوم به سایش از جنس آلیاژ پلاتین/رادیم كه دارای 200 تا 8،000 حفرۀ بسیار ریز است، می باشد (شكل 3). این بوش ها به روش الكتریكی گرم می شوند و دمای آنها به دقت كنترل می شود تا ویسكوزیته الیاف ثابت بماند. پس از خروج الیاف در دمای حدود ?1204 ، با پاشش آب آنها را سرد می كنند. كاهش قطر فرآیندی است كه با كشیدن الیاف مذاب بصورت مكانیكی و رساندن قطر آنها به 4 تا 34 میكرومتر انجام می گیرد (شكل 4).
یك نخ- پیچ سریع، مذاب خروجی را می گیرد و با سرعت Km/min 3 می كشد. بدلیل آنكه سرعت پیچش الیاف بسیار بیشتر از سرعت خروج مذاب است، الیاف كشیده شده، قطر آنها كاهش می یابد.
بوش ها گرانقیمت اند و طراحی منافذ نازل آنها دارای اهمیت است. قطر نازل، قطر فیلامنت ها را تعیین می نماید و تعداد آنها، تعداد فیلامنت یك رشته نخ را. به عنوان مثال یك بوش دارای 4،000 منفذ نازل می باشد كه می تواند یك نخ با این تعداد فیلامنت و یا چها نخ 1،000 فیلامنتی تولید نماید. بوش ها كنترل كنندۀ تكس الیاف نیز هستند. الیاف با تكس 300، قطر كمتری از الیاف با تكس 9600 دارند و یك نازل 800 منفذی، الیاف با تكس كمتری نسبت به نوع دارای 4،000 منفذ تولید می نماید. شاید به همین دلیل باشد كه شركت OCV از بوش 4،000 منفذی استفاده می نماید ولی شركت AGY كه كوچك تر است و الیاف خاص تری تولید می كند، از انواع 800 منفذی. قطر فیلامنت های شركت OCV بین 4 تا mµ32 است و قطرهای 17 تا mµ 24 در محصولات آن متداول تر است در حالیكه قطر محصولات شركت AGY بین 4 تا mµ 9 قرار می گیرد. تولید كنندگان به منظور افزایش بازدهی كارخانه، بوش ها و سیستم های كشش الیاف را نیز مورد توجه قرار داده اند.
2-4- پوشش دهی
در مرحله پایانی ساخت، پوششی روی الیاف اعمال می شود كه آنرا آهار (size ) نیز می نامند. اگر چه در صنعت، هر دو اصطلاح سایز و سایزینگ برای این پوشش بكار می رود، اما اصطلاح درست همان سایز است و سایزینگ در واقع عمل پوشش دهی است. در هر حال این آهار، 0،5 تا 2% وزن الیاف را افزایش می دهد و شامل روان كننده (lubricant )، چسب (binder ) و یا عامل جفت كننده (coupling agent ) است. روان كننده از ساییده شدن و شكستن الیاف به هنگام جمع كردن و پیچش و نیز به هنگام بافت پارچه جلوگیری می نماید. عوامل جفت كننده، ترشوندگی الیاف را با یك رزین خاص و نیز چسبندگی رزین و الیاف را بهبود می بخشند. در برخی موارد یك سایز تنها برای یك رزین خاص مانند پلی استر یا اپوكسی مناسب است و در مواردی برای محدوده ای از رزین ها. هر كدام از شركت ها از ماده ای خاص بدین منظور استفاده می نمایند. شركت PPG اعتقاد دارد برای هر كاربردی بایستی فرمولاسیون سایز خاصی بكار برد. به عنوان مثال برای سایز با كد 2026 این شركت كه با محصولات با نام تجاریHYBON برای ساخت توربین های بادی مصرف می شود، با بهبود تر شوندگی الیاف و چسبندگی بهتر الیاف به رزین، برای عمر خستگی (fatigue ) محصول، ده برابر (one order of magnitude) افزایش گزارش شده است.
2-5- خشك كردن/ بسته بندی
پس از كشیدن، سایزینگ و جمع كردن فیلامنت ها، رشته های نخ (strand ) متشكل از 51 تا 1،624 فیلامنت ساخته می شوند. این رشته ها روی دوك های مخصوصی كه مانند ماسورۀ دنده دار است، پیچیده می شوند. الیاف حاصل كه هنوز آغشته به آب و سایز هستند، در آون خشك و برای مراحل بعدی، یعنی تولید نخ (yarn )، روینگ، نمد و پارچه استفاده می شوند. به عنوان مثال یك روینگ از 10 تا 15 رشته الیاف تهیه شده در این مرحله، ساخته می شود.
سخن آخر آنكه كلاً دو جریان در تاریخچه تولید الیاف شیشه مشاهده می شود، 1- كاهش قیمت الیاف 2- افزایش كیفیت محصول. در این میان به نظر می رسد تولید كنندگان چینی، بازیگران اصلی این صنعت در آینده خواهند بود.
منبع: شبكه ایران كامپوزیت
