ماشین آلات و فرآیندهای تولید الیاف مصنوعی پلی استر

الیاف مصنوعی‌پلی‌استر به دلیل چند منظوره بودن، مقاومت و هزینه‌ی پایین، یکی از محبوب‌ترین انواع الیاف مصنوعی در جهان محسوب می شوند. الیاف در بسیاری از صنایع به کار گرفته می‌شوند، از پوشاک و محصولات بافندگی خانگی تا کاربردهای صنعتی و خودروسازی.

تولید الیاف مصنوعی‌ پلی‌استر یک فرآیند پیچیده  اما جذاب است که به ماشین‌آلات خاصی نیاز دارد. در این مقاله، به معرفی ماشین‌آلات و فرآیندهای مورد نیاز برای تولید الیاف مصنوعی‌پلی‌استر خواهیم پرداخت.

مواد اولیه مورد نیاز در تولید الیاف مصنوعی پلی استر ممکن است از مواد بازیافتی بنام پرک (کلیک کنید) یا مواد دست اول پتروشیمی باشد. مواد اولیه پتروشیمی بصورت گرانول های PET با فرآیند پلیمریزاسیون در راکتورهایی به همین نام با ترکیب پلی اتیلن ترفتالات (PET) و مونواتیلن گلیکول (MEG) در دما و فشار مشخصی تولید می شوند تا محصول نهایی که گرانول TG است با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مناسب برای صنعت نساجی تولید شود.

خطوط اکستروژن

اولین گام در روند تولید الیاف مصنوعی پلی استر در خطوط اکستروژن برداشته میشود؛ مواد اولیه (پرک با گرانول) چند ساعت در آماده ساز در دمای بالا قرار گرفته تا رطوبت حذف و مواد برای اکستروژن آماده شود. این مرحله آماده سازی پیش از اکستروژن می باشد. مواد ذوب شده پس از عبور از اکستروژن از طریق اسپینرتها به بیرون هدایت می شوند. اسپینرت صفحاتی متشکل از سوراخ های کوچکی است که تعداد و ترتیب این سوراخ‌ها ضخامت الیاف و سطح مقطع رشته های الیاف را تعیین می‌کند.

اتاق‌های سرد کردن (کوئیچینگ)

در دومین مرحله از  فرایند تولید الیاف مصنوعی پلی استر، پس از اکستروژن، الیاف مذاب وارد کوئینچر شده که دمای حدود 10 درجه در آن‌ها از طریق پمپ های هوای سرد یا آب سرد تامین و باعث خنک شدن سریع رشته های الیاف اکسترود شده می شود. فرآیند خنک کردن سریع،‌ زنجیره‌های پلیمری را محکم  و ساختار مولکولی را پایدار می‌کند و ویژگی‌های فیزیکی مورد نظر را به الیاف‌های پلی‌استر می‌بخشد. کنترل دقیق دما و جریان هوا در این مرحله برای اطمینان از سرد کردن یکنواخت و کیفیت یکپارچه ضروری است. الیاف تولید شده بصورت رشته های پیوست بلند در مخازن ویژه ای ذخیر تا وارد مرحله کشش شوند.

ماشین‌ کشش

بعد از سرد کردن، الیاف مصنوعی‌ خطوط کشش را طی می‌کنند. فرایند کشش شامل کشیدن الیاف از طریق مجموعه‌ای از رول‌ها یا گوده‌ها با سرعت‌های کنترل‌شده است. این کشش الیاف را بلندتر می‌کند و مقاومت آن‌ها را افزایش می‌دهد. سپس الیاف کشیده‌شده از طریق دستگاه های مخصوص گرم‌شونده مجددا گرم میشوند. این فرآیند گرم‌کردن مواد، موجب می‌شود که الیاف مصنوعی پلی‌استر شکل و مقاومت خود را حفظ کنند و از تغییر اندازه آن‌ها در زمان استفاده بعدی جلوگیری شود.

ماشین‌های خم‌ (کریمپر)

در بسیاری از صنایع، به خصوص در صنایع بافندگی، الیاف پلی‌استر نیاز به انعطاف‌پذیری و حجم‌دار بودن دارند. برای دستیابی به این ویژگی‌ها، الیاف کشیده‌شده و سپس به ماشین‌های خم‌شدن منتقل می‌شوند. این ماشین‌ها الگوی موجی یا دواری دارند و این نوسانات را به الیاف نیز وارد می‌کنند و خم‌ها را در طول آن‌ها اضافه می‌کنند. این ساختار خم‌شده مقاومت و حالت پذیری الیاف را افزایش داده و آن‌ها را برای کاربردهایی مانند پر کردن و ترکیب با دیگر الیاف مناسب‌تر می‌کند.

برش و بسته‌بندی

هنگامی که ویژگی‌های مطلوب نخ‌ها به‌دست می‌آید، نخ‌های پلی‌استر پیوسته به قطعاتی با طول‌های مشخص برش داده می‌شوند. طول برش ممکن است از 50 میلی متر تا بیش از 100 میلی متر متغیر باشد.  این قطعات با طول‌های مختلف، بسته‌بندی می‌شوند و برای توزیع به مصرف کنندگان در صنایع مختلف آماده می‌شوند.

کنترل کیفیت در تولید الیاف مصنوعی پلی استر

در طول فرآیند تولید الیاف پلی‌استر، اقدامات سخت‌گیرانه‌ای از نظر کنترل کیفیت انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که الیاف به استانداردهای مورد نیاز پاسخ می‌دهند. تجهیزات آزمایشی مختلف برای ارزیابی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی الیاف  استفاده می‌شود. آنالیزورهای فیبر نوری، ماشین‌های آزمون کشش و کولریمترها تنها چند نمونه از تجهیزات پیشرفته‌ای هستند که برای نظارت و تایید ویژگی‌های الیاف استفاده می‌شوند. این ابزارها به تشخیص هر نقص یا ناهماهنگی کمک می‌کنند  تا بتوان از حفظ کیفیت و مرغوبیت محصول نهایی اطمینان حاصل کرد.

ملاحظات محیط ‌زیستی تولید الیاف مصنوعی پلی استر

با افزایش آگاهی جهان از اهمیت پایداری محیط‌ زیست، واحد های فعال در تولید الیاف مصنوعی پلی‌استر اقدامات سازگار با محیط ‌زیست را در فرآیند تولید خود گنجانده‌اند. ماشین‌آلات پیشرفته می‌توانند با اجزاء مؤثر انرژی و سیستم‌های بازیافت تجهیز شوند که به کاهش مقدار کل کربن تولیدی صنایع کمک می‌کند. علاوه بر این، نوآوری‌های جدید در کاتالیزورها و بهینه‌سازی فرآیندها به بهبود واکنش‌های پلیمریزاسیون پایدارتر کمک می‌کنند و عملکرد محیط‌زیستی  در صنعت  ارتقاء میابد.

فرآیند های روباتیک در فرایند های تولید الیاف مصنوعی پلی استر

برای افزایش بهره‌وری و بهبود تولید الیاف مصنوعی پلی استر،  اتوماسیون و روباتیک در مراحل مختلف تولید  الیاف پلی‌استر قابل استفاده است. سیستم‌های اتوماتیک و هوشمند برای هندلینگ مواد خام و محصولات نهایی به منظور کاهش کار دستی و بهبود شرایط ایمنی کارگران قابل استفاده است. استفاده از خطوط  روباتیک در وظایفی که نیاز به دقت دارند، مانند کنترل دمای ذوب و کوئیچینگ، برش الیاف، بسته‌بندی و کنترل کیفیت به کار می‌رود.

نتیجه‌گیری:

ماشین‌آلات مرتبط با تولید الیاف مصنوعی پلی استر نماد چند دهه پژوهش علمی، مهارت مهندسی و پیشرفت‌های فناوری هستند. از راکتورهای پلیمریزاسیون تا اتوماسیون و روباتیک پیشرفته، هر مرحله‌ای نقش اساسی در تبدیل مواد خام به الیاف‌های پلی‌استر که در زندگی روزانه با آن‌ها روبرو هستیم دارد. با ادامه تحولات در این صنعت، تأکید بر استفاده از روش‌های مؤثر در حفظ محیط‌زیست، نوآوری‌های بیشتری را در پی دارد که تضمین می‌کند الیاف‌ پلی‌استر جایگاه خود را به عنوان یک ماده اساسی در بسیاری از صنایع و کاربردها حفظ می‌ نماید. با تحقیق و توسعه مداومی که رو تولید الیاف مصنوعی پلی استر در مراکز تحقیقاتی، دانشگاهی و بخش خصوصی در حال انجام است، دامنه کاربرد الیاف‌ پلی‌استر در صنایع مختلف گسترده تر و جایگاه این محصول به عنوان یک ماده اصلی در دنیای مدرن بیش از پیش تثبیت خواهد شد.

دیبا الیاف آرین

شرکت دیبا الیاف آرین، یکی از تولید کنندگان پیشرو صنعت الیاف در ایران، در سال 1384 تأسیس شد. دیبا الیاف آرین با استفاده از تجهیزات مدرن، الیاف توخالی (هالو) و سالید با کیفیت را تولید می‌نماید. از مزیت‌های این شرکت می‌توان به تولید الیاف مصنوعی پلی استر بازیافتی (ریسایکل) و دست اول (ویرجین) اشاره کرد. کادر مجرب و آزمایشگاه کنترل کیفیت در این شرکت به مشتریان اطمینان می‌دهد که با خیالی آسوده، می‌توانند از محصولات دیبا الیاف استفاده کنند. همچنین زمان کوتاه تحویل سفارشات به مشتریان و ثبات قیمت، دیبا الیاف را به یک تولیدکننده و شریک قابل اعتماد برای مشتریان داخلی و خارجی تبدیل کرده است.