কিভাবে ফাইবারগ্লাস তৈরি করা হয়?

ফাইবারগ্লাস বিভিন্ন ধরণের মিলিত পৃথক কাচের তন্তু থেকে তৈরি পণ্যগুলির একটি গ্রুপকে বোঝায়। কাচের তন্তুগুলিকে তাদের জ্যামিতি অনুসারে দুটি প্রধান গ্রুপে ভাগ করা যেতে পারে: সুতা এবং টেক্সটাইলগুলিতে ব্যবহৃত অবিচ্ছিন্ন তন্তু এবং নিরোধক এবং পরিস্রাবণের জন্য ব্যাট, কম্বল বা বোর্ড হিসাবে ব্যবহৃত অবিচ্ছিন্ন (সংক্ষিপ্ত) তন্তুগুলি। ফাইবারগ্লাস অনেকটা উল বা তুলোর মতো সুতাতে তৈরি হতে পারে এবং ফ্যাব্রিকে বোনা হয় যা কখনও কখনও ড্রেপারির জন্য ব্যবহৃত হয়। ফাইবারগ্লাস টেক্সটাইল সাধারণত ঢালাই এবং স্তরিত প্লাস্টিকের জন্য একটি শক্তিবৃদ্ধি উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ফাইবারগ্লাস উল, একটি ঘন, তুলতুলে উপাদান যা অবিচ্ছিন্ন তন্তু থেকে তৈরি, তাপ নিরোধক এবং শব্দ শোষণের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি সাধারণত জাহাজ এবং সাবমেরিন বাল্কহেড এবং হুলে পাওয়া যায়; অটোমোবাইল ইঞ্জিন বগি এবং বডি প্যানেল লাইনার; চুল্লি এবং এয়ার কন্ডিশনার ইউনিটে; শাব্দিক প্রাচীর এবং সিলিং প্যানেল; এবং স্থাপত্য পার্টিশন। ফাইবারগ্লাস নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তৈরি করা যেতে পারে যেমন টাইপ ই (বৈদ্যুতিক), বৈদ্যুতিক নিরোধক টেপ, টেক্সটাইল এবং শক্তিবৃদ্ধি হিসাবে ব্যবহৃত হয়; টাইপ সি (রাসায়নিক), যার উচ্চতর অ্যাসিড প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং তাপ নিরোধকের জন্য টাইপ টি।

যদিও গ্লাস ফাইবারের বাণিজ্যিক ব্যবহার তুলনামূলকভাবে সাম্প্রতিক, কারিগররা রেনেসাঁর সময় গবলেট এবং ফুলদানি সাজানোর জন্য কাচের স্ট্র্যান্ড তৈরি করেছিলেন। একজন ফরাসি পদার্থবিদ, রেনে-অ্যান্টোইন ফেরচল্ট ডি রেউমুর, 1713 সালে সূক্ষ্ম কাঁচের স্ট্র্যান্ড দিয়ে সজ্জিত টেক্সটাইল তৈরি করেছিলেন, এবং ব্রিটিশ উদ্ভাবকরা 1822 সালে এই কৃতিত্বের নকল করেছিলেন। একজন ব্রিটিশ সিল্ক তাঁতি 1842 সালে একটি কাচের কাপড় তৈরি করেছিলেন, এবং অন্য একজন উদ্ভাবক, এডওয়ার্ড লিবিট, প্রাক্তন। শিকাগোতে 1893 সালের কলম্বিয়ান এক্সপোজিশনে কাঁচের বোনা পোশাক।

কাচের উল, এলোমেলো দৈর্ঘ্যে অবিচ্ছিন্ন ফাইবারের একটি তুলতুলে ভর, প্রথম শতাব্দীর শুরুতে ইউরোপে উত্পাদিত হয়েছিল, একটি প্রক্রিয়া ব্যবহার করে যা রড থেকে আনুভূমিকভাবে একটি ঘূর্ণায়মান ড্রামে ফাইবার আঁকার সাথে জড়িত ছিল। কয়েক দশক পরে, একটি স্পিনিং প্রক্রিয়া তৈরি এবং পেটেন্ট করা হয়েছিল। প্রথম বিশ্বযুদ্ধের সময় জার্মানিতে গ্লাস ফাইবার নিরোধক উপাদান তৈরি করা হয়েছিল। 1930-এর দশকে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে কাচের তন্তুগুলির শিল্প উত্পাদনের লক্ষ্যে গবেষণা ও উন্নয়ন দুটি বড় কোম্পানি, ওয়েন্স-ইলিনয় গ্লাস কোম্পানি এবং কর্নিং গ্লাসের নির্দেশনায় অগ্রসর হয়েছিল। কাজ করে। এই কোম্পানীগুলো খুব সূক্ষ্ম ওরিফিসের মাধ্যমে গলিত কাচ আঁকিয়ে একটি সূক্ষ্ম, নমনীয়, কম খরচের গ্লাস ফাইবার তৈরি করেছে। 1938 সালে, এই দুটি কোম্পানি একীভূত হয়ে Owens-Corning Fiberglas Corp গঠন করে। এখন শুধু Owens-Corning নামে পরিচিত, এটি একটি বছরে $3-বিলিয়ন কোম্পানিতে পরিণত হয়েছে এবং ফাইবারগ্লাস বাজারে একটি শীর্ষস্থানীয়।

কাঁচামাল

ফাইবারগ্লাস পণ্যের মৌলিক কাঁচামাল হল বিভিন্ন ধরনের প্রাকৃতিক খনিজ এবং উৎপাদিত রাসায়নিক। প্রধান উপাদানগুলি হল সিলিকা বালি, চুনাপাথর এবং সোডা অ্যাশ। অন্যান্য উপাদানগুলির মধ্যে ক্যালসিনড অ্যালুমিনা, বোরাক্স, ফেল্ডস্পার, নেফেলিন সাইনাইট, ম্যাগনেসাইট এবং কাওলিন কাদামাটি অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে। সিলিকা বালি পূর্বের কাচ হিসাবে ব্যবহৃত হয়, এবং সোডা ছাই এবং চুনাপাথর প্রাথমিকভাবে গলে যাওয়া তাপমাত্রা কমাতে সাহায্য করে। রাসায়নিক প্রতিরোধের জন্য বোরাক্সের মতো নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করতে অন্যান্য উপাদানগুলি ব্যবহার করা হয়। বর্জ্য কাচ, যাকে কুলেটও বলা হয়, কাঁচামাল হিসেবেও ব্যবহৃত হয়। কাঁচে গলে যাওয়ার আগে কাঁচামালগুলিকে অবশ্যই সঠিক পরিমাণে সাবধানে ওজন করতে হবে এবং পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে একসাথে মিশ্রিত করতে হবে (যাকে ব্যাচিং বলা হয়)।

ম্যানুফ্যাকচারিং
প্রক্রিয়া

গলে যাওয়া

ব্যাচ প্রস্তুত হয়ে গেলে, এটি গলানোর জন্য একটি চুল্লিতে খাওয়ানো হয়। চুল্লিটি বিদ্যুৎ, জীবাশ্ম জ্বালানী বা দুটির সংমিশ্রণ দ্বারা উত্তপ্ত হতে পারে। কাচের একটি মসৃণ, অবিচলিত প্রবাহ বজায় রাখার জন্য তাপমাত্রা অবশ্যই সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। গলিত কাচকে ফাইবারে পরিণত করার জন্য অন্যান্য ধরনের কাচের তুলনায় উচ্চ তাপমাত্রায় (প্রায় 2500°F [1371°C]) রাখতে হবে। একবার গ্লাসটি গলিত হয়ে গেলে, এটি চুল্লির শেষে অবস্থিত একটি চ্যানেলের (ফোরহার্থ) মাধ্যমে গঠন সরঞ্জামে স্থানান্তরিত হয়।

ফাইবার মধ্যে গঠন

ফাইবারের ধরনের উপর নির্ভর করে ফাইবার গঠনের জন্য বিভিন্ন প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। টেক্সটাইল ফাইবারগুলি সরাসরি চুল্লি থেকে গলিত কাঁচ থেকে তৈরি হতে পারে, অথবা গলিত কাচকে প্রথমে একটি মেশিনে খাওয়ানো যেতে পারে যা প্রায় 0.62 ইঞ্চি (1.6 সেমি) ব্যাসের কাচের মার্বেল তৈরি করে। এই মার্বেলগুলি গ্লাসটিকে অমেধ্যগুলির জন্য দৃশ্যত পরিদর্শন করার অনুমতি দেয়। সরাসরি গলে যাওয়া এবং মার্বেল গলানোর প্রক্রিয়ায়, কাচ বা কাচের মার্বেলগুলিকে বৈদ্যুতিকভাবে উত্তপ্ত বুশিংয়ের মাধ্যমে খাওয়ানো হয় (এটিকে স্পিনারেটও বলা হয়)। গুল্মটি প্ল্যাটিনাম বা ধাতব খাদ দিয়ে তৈরি, যেখানে 200 থেকে 3,000 খুব সূক্ষ্ম ছিদ্র রয়েছে। গলিত কাঁচটি ছিদ্রের মধ্য দিয়ে যায় এবং সূক্ষ্ম ফিলামেন্ট হিসাবে বেরিয়ে আসে।

ক্রমাগত-ফিলামেন্ট প্রক্রিয়া

একটানা-ফিলামেন্ট প্রক্রিয়ার মাধ্যমে একটি দীর্ঘ, একটানা ফাইবার তৈরি করা যেতে পারে। ঝোপের গর্ত দিয়ে কাচ প্রবাহিত হওয়ার পরে, একটি উচ্চ-গতির ওয়াইন্ডারে একাধিক স্ট্র্যান্ড ধরা পড়ে। বায়ুপ্রবাহটি প্রায় 2 মাইল (3 কিমি) প্রতি মিনিটে ঘোরে, যা বুশিং থেকে প্রবাহের হারের চেয়ে অনেক দ্রুত। টানটি গলিত অবস্থায় ফিলামেন্টগুলিকে বের করে দেয়, বুশিংয়ের খোলার ব্যাসের একটি ভগ্নাংশের স্ট্র্যান্ড তৈরি করে। একটি রাসায়নিক বাইন্ডার প্রয়োগ করা হয়, যা পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের সময় ফাইবার ভাঙ্গা থেকে রক্ষা করতে সাহায্য করে। ফিলামেন্ট তারপর টিউব উপর ক্ষত হয়. এটি এখন পেঁচিয়ে সুতোয় প্লাইড করা যায়।

স্টেপল-ফাইবার প্রক্রিয়া

একটি বিকল্প পদ্ধতি হল স্টেপলফাইবার প্রক্রিয়া। গলিত কাচ গুল্মগুলির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে বাতাসের জেটগুলি ফিলামেন্টগুলিকে দ্রুত শীতল করে। বাতাসের উত্তাল বিস্ফোরণও ফিলামেন্টগুলিকে 8-15 ইঞ্চি (20-38 সেমি) দৈর্ঘ্যে ভেঙে দেয়। এই ফিলামেন্টগুলি লুব্রিকেন্টের স্প্রে দিয়ে ঘূর্ণায়মান ড্রামে পড়ে, যেখানে তারা একটি পাতলা জাল তৈরি করে। ওয়েবটি ড্রাম থেকে টানা হয় এবং ঢিলেঢালাভাবে একত্রিত তন্তুগুলির একটি অবিচ্ছিন্ন স্ট্র্যান্ডে টানা হয়। এই স্ট্র্যান্ডটি উল এবং তুলার জন্য ব্যবহৃত একই প্রক্রিয়া দ্বারা সুতাতে প্রক্রিয়া করা যেতে পারে।

কাটা ফাইবার

সুতা তৈরি হওয়ার পরিবর্তে, একটানা বা দীর্ঘ-স্ট্যাপল স্ট্র্যান্ড ছোট দৈর্ঘ্যে কাটা হতে পারে। স্ট্র্যান্ডটি ববিনের একটি সেটের উপর মাউন্ট করা হয়, যাকে ক্রিল বলা হয় এবং একটি মেশিনের মাধ্যমে টানা হয় যা এটিকে ছোট ছোট টুকরো করে ফেলে। কাটা ফাইবার ম্যাটগুলিতে গঠিত হয় যেখানে একটি বাইন্ডার যুক্ত করা হয়। একটি চুলায় নিরাময় করার পরে, মাদুরটি পাকানো হয়। বিভিন্ন ওজন এবং বেধ শিংলস, বিল্ট-আপ ছাদ বা আলংকারিক ম্যাটগুলির জন্য পণ্য দেয়।

কাচের উল

রোটারি বা স্পিনার প্রক্রিয়া কাচের উল তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। এই প্রক্রিয়ায়, চুল্লি থেকে গলিত কাচ ছোট ছিদ্রযুক্ত নলাকার পাত্রে প্রবাহিত হয়। ধারকটি দ্রুত ঘোরার সাথে সাথে কাচের অনুভূমিক স্রোত গর্ত থেকে প্রবাহিত হয়। গলিত কাচের স্রোতগুলি বায়ু, গরম গ্যাস বা উভয়ের নিম্নগামী বিস্ফোরণ দ্বারা তন্তুতে রূপান্তরিত হয়। ফাইবারগুলি একটি পরিবাহক বেল্টের উপর পড়ে, যেখানে তারা একটি নমনীয় ভরে একে অপরের সাথে মিশে যায়। এটি নিরোধকের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, বা পশম একটি বাইন্ডার দিয়ে স্প্রে করা যেতে পারে, পছন্দসই পুরুত্বে সংকুচিত করা যেতে পারে এবং একটি চুলায় নিরাময় করা যেতে পারে। তাপ বাইন্ডার সেট করে, এবং ফলস্বরূপ পণ্যটি একটি অনমনীয় বা আধা-অনমনীয় বোর্ড, বা একটি নমনীয় ব্যাট হতে পারে।

প্রতিরক্ষামূলক আবরণ

বাইন্ডার ছাড়াও, ফাইবারগ্লাস পণ্যগুলির জন্য অন্যান্য আবরণ প্রয়োজন। লুব্রিকেন্টগুলি ফাইবারের ঘর্ষণ কমাতে ব্যবহৃত হয় এবং হয় সরাসরি ফাইবারের উপর স্প্রে করা হয় বা বাইন্ডারে যোগ করা হয়। একটি অ্যান্টি-স্ট্যাটিক কম্পোজিশনও মাঝে মাঝে ফাইবারগ্লাস ইনসুলেশন ম্যাটের উপরিভাগে স্প্রে করা হয় শীতল করার সময়। মাদুরের মধ্য দিয়ে ঠাণ্ডা বাতাস টানা অ্যান্টি-স্ট্যাটিক এজেন্ট মাদুরের পুরো বেধে প্রবেশ করে। অ্যান্টি-স্ট্যাটিক এজেন্ট দুটি উপাদান নিয়ে গঠিত - একটি উপাদান যা স্ট্যাটিক বিদ্যুতের উৎপাদনকে কম করে, এবং একটি উপাদান যা ক্ষয় প্রতিরোধক এবং স্টেবিলাইজার হিসাবে কাজ করে। সাইজিং হল টেক্সটাইল ফাইবারে প্রযোজ্য যেকোন আবরণ গঠনের কাজ, এবং এতে একটি বা থাকতে পারে আরও উপাদান (লুব্রিকেন্ট, বাইন্ডার, বা কাপলিং এজেন্ট)। কাপলিং এজেন্ট স্ট্র্যান্ডগুলিতে ব্যবহার করা হয় যা প্লাস্টিককে শক্তিশালী করার জন্য, চাঙ্গা উপাদানের সাথে বন্ধনকে শক্তিশালী করার জন্য ব্যবহার করা হবে৷ কখনও কখনও এই আবরণগুলি অপসারণ করতে বা অন্য একটি আবরণ যুক্ত করার জন্য একটি ফিনিশিং অপারেশনের প্রয়োজন হয়৷ প্লাস্টিকের শক্তিবৃদ্ধির জন্য, আকারগুলি তাপ বা রাসায়নিক দিয়ে সরানো যেতে পারে এবং একটি কাপলিং এজেন্ট প্রয়োগ করা যেতে পারে। আলংকারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, আকারগুলি সরাতে এবং বুনা সেট করার জন্য কাপড়গুলিকে অবশ্যই তাপ চিকিত্সা করা উচিত। ডাই বেস আবরণ তারপর ডাইং বা প্রিন্ট করার আগে প্রয়োগ করা হয়।

আকারে গঠন

ফাইবারগ্লাস পণ্যগুলি বিভিন্ন ধরণের আকারে আসে, বিভিন্ন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, ফাইবারগ্লাস পাইপ নিরোধক রডের মতো আকারে ক্ষত হয় যাকে ম্যানড্রেল বলা হয় সরাসরি গঠন ইউনিট থেকে, নিরাময়ের আগে। 3 ফুট (91 সেমি) বা তার কম দৈর্ঘ্যের ছাঁচটি একটি চুলায় নিরাময় করা হয়। নিরাময় করা দৈর্ঘ্য তারপর দৈর্ঘ্যের দিকে ডি-ছাঁচ করা হয়, এবং নির্দিষ্ট মাত্রায় কাটা হয়। প্রয়োজনে ফেসিং প্রয়োগ করা হয় এবং পণ্যটি চালানের জন্য প্যাকেজ করা হয়।

মান নিয়ন্ত্রণ

ফাইবারগ্লাস নিরোধক উৎপাদনের সময়, গুণমান বজায় রাখার জন্য প্রক্রিয়ার বেশ কয়েকটি স্থানে উপাদানের নমুনা নেওয়া হয়। এই অবস্থানগুলির মধ্যে রয়েছে: বৈদ্যুতিক মেল্টারে মিশ্র ব্যাচ খাওয়ানো হচ্ছে; বুশিং থেকে গলিত কাচ যা ফাইবারাইজারকে খাওয়ায়; ফাইবারাইজার মেশিন থেকে গ্লাস ফাইবার বেরিয়ে আসছে; এবং চূড়ান্ত নিরাময় পণ্য উত্পাদন লাইনের শেষ থেকে উদ্ভূত. অত্যাধুনিক রাসায়নিক বিশ্লেষক এবং মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে রাসায়নিক গঠন এবং ত্রুটিগুলির উপস্থিতির জন্য বাল্ক গ্লাস এবং ফাইবারের নমুনাগুলি বিশ্লেষণ করা হয়। ব্যাচ উপাদানের কণা আকার বিতরণ বিভিন্ন আকারের sieves মাধ্যমে উপাদান পাস করে প্রাপ্ত করা হয়. চূড়ান্ত পণ্য নির্দিষ্টকরণ অনুযায়ী প্যাকেজিং পরে বেধ জন্য পরিমাপ করা হয়. বেধের পরিবর্তন ইঙ্গিত করে যে কাচের গুণমান মান মানের নিচে।

ফাইবারগ্লাস নিরোধক নির্মাতারা পণ্যের শাব্দিক প্রতিরোধ, শব্দ শোষণ, এবং শব্দ বাধা কর্মক্ষমতা পরিমাপ, সামঞ্জস্য এবং অপ্টিমাইজ করার জন্য বিভিন্ন প্রমিত পরীক্ষা পদ্ধতি ব্যবহার করে। ফাইবার ব্যাস, বাল্ক ঘনত্ব, বেধ এবং বাইন্ডার সামগ্রীর মতো উত্পাদন ভেরিয়েবলগুলি সামঞ্জস্য করে শাব্দগত বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। একটি অনুরূপ পদ্ধতির তাপ বৈশিষ্ট্য নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করা হয়.

ভবিষ্যৎ

ফাইবারগ্লাস শিল্প 1990 এর দশকের বাকি অংশে এবং তার পরেও কিছু বড় চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি। ফাইবারগ্লাস নিরোধক উত্পাদক সংখ্যা বৃদ্ধি পেয়েছে আমেরিকান বিদেশী কোম্পানিগুলির সহায়ক এবং মার্কিন নির্মাতাদের দ্বারা উত্পাদনশীলতার উন্নতির কারণে। এর ফলে অতিরিক্ত ক্ষমতা হয়েছে, যা বর্তমান এবং সম্ভবত ভবিষ্যত বাজার মিটমাট করতে পারে না।

অতিরিক্ত ক্ষমতা ছাড়াও, অন্যান্য নিরোধক উপকরণ প্রতিযোগিতা করবে। সাম্প্রতিক প্রক্রিয়া এবং পণ্যের উন্নতির কারণে রক উল ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। আবাসিক দেয়াল এবং বাণিজ্যিক ছাদে ফাইবারগ্লাসের আরেকটি বিকল্প হল ফোম নিরোধক। আরেকটি প্রতিযোগী উপাদান হল সেলুলোজ, যা অ্যাটিক ইনসুলেশনে ব্যবহৃত হয়।

একটি নরম হাউজিং বাজারের কারণে নিরোধকের কম চাহিদার কারণে, ভোক্তারা কম দামের দাবি করছেন। খুচরা বিক্রেতা এবং ঠিকাদারদের একত্রীকরণের অব্যাহত প্রবণতার ফলেও এই চাহিদা। প্রতিক্রিয়া হিসাবে, ফাইবারগ্লাস নিরোধক শিল্পকে দুটি প্রধান ক্ষেত্রে খরচ কমাতে হবে: শক্তি এবং পরিবেশ। আরও দক্ষ চুল্লি ব্যবহার করতে হবে যেগুলি শুধুমাত্র একটি শক্তির উত্সের উপর নির্ভর করবে না।

ল্যান্ডফিলগুলি সর্বাধিক ক্ষমতায় পৌঁছানোর সাথে সাথে, ফাইবারগ্লাস নির্মাতাদের খরচ না বাড়িয়ে কঠিন বর্জ্যের প্রায় শূন্য আউটপুট অর্জন করতে হবে। এর জন্য বর্জ্য (তরল এবং গ্যাস বর্জ্যের জন্যও) কমাতে এবং যেখানেই সম্ভব বর্জ্য পুনঃব্যবহারের জন্য উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির উন্নতির প্রয়োজন হবে।

এই ধরনের বর্জ্য একটি কাঁচামাল হিসাবে পুনঃব্যবহারের আগে পুনরায় প্রক্রিয়াকরণ এবং অপসারণের প্রয়োজন হতে পারে। বেশ কয়েকটি নির্মাতারা ইতিমধ্যে এই সমস্যাগুলি সমাধান করছেন।