પોલિમર તંતુઓના કાંતણ માટે અલ્ટ્રાસોનિક્સ

વસ્ત્રો અને કાપડમાં ઉપયોગ માટે પોલિમર તંતુઓનું કાંતણ એ એક્સ્ટ્રુઝનનું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ છે, જેમાં અનેક સતત કૃત્રિમ તંતુકો બનાવવા માટે સ્પિનરેટનો ઉપયોગ થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક્સનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના કાંતણ માટે થઈ શકે છે: શુષ્ક, ભીના જેટવાળું, પીગળેલા પદાર્થનું અને જેલ કાંતણ. અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગોમાં સ્પિનરેટની સફાઈ, મિશ્રણ, ઓગાળવું, પોલિમરાઇઝેશન અને કર્તનથી શ્યાનતા ઘટાડવાનો સમાવેશ થાય છે.

પોલિમરને ઓગાળવું અને રાસાયણિક ઉપચાર

પોલિમરનું કાંતણ કરવા માટે તેને પ્રવાહી અવસ્થામાં રૂપાંતરિત કરવો જરૂરી છે. તેથી, પોલિમરને પીગાળવામાં ન આવે તો, દ્રાવ્ય અથવા થર્મોપ્લાસ્ટિક વ્યુત્પન્નો બનાવવા માટે તેને ઓગાળવામાં આવે છે અથવા તેનો રાસાયણિક ઉપચાર કરવામાં આવે છે.

આ તબક્કે Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો ઓગાળવાની પ્રક્રિયામાં સહાય કરે છે અને તેને વેગ આપે છે, તેમજ અભિકર્મકો સાથેની રાસાયણિક આંતરક્રિયામાં પણ સહાય કરે છે અને તેને વેગ આપે છે. આ માટે, ઘન પોલિમર કણોને દ્રાવક અથવા અમ્લમાં નિલંબિત કરવામાં આવે છે. આ મિશ્રણને કાં તો અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરમાંથી પંપ કરવામાં આવે છે અથવા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ ધરાવતી હલાવવાની ટાંકીમાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, જ્યાં તીવ્ર કેવિટેશનજન્ય કર્તનને કારણે કણો ઝડપથી ઓગળી જાય છે. આથી સમરસ અને એકરૂપ પોલિમર દ્રાવણ બને છે. પ્રોબ પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિકેટર વડે ઓગાળવાની અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાનું નિદર્શન જોવા માટે કૃપા કરીને નીચેનો વિડિયો જુઓ (UP200St).

આ વિડિયોમાં બાળકના આકારની જેલી મીઠાઈને અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી ઝડપથી ઓગાળવાની પ્રક્રિયા દર્શાવવામાં આવી છે. અલ્ટ્રાસોનિક સમાનાંગીકરણ અને દ્રાવણ પ્રક્રિયા તમામ કદના નમૂના તૈયાર કરવાની ઝડપી અને વિશ્વસનીય રીત છે.

સ્પિનરેટની અલ્ટ્રાસોનિક સફાઈ

સ્પિનરેટ એ બહુછિદ્રવાળી ડાઇ પ્લેટ છે, જેમાંથી પોલિમરીય પ્રવાહીને એક્સ્ટ્રુડ કરીને સતત કૃત્રિમ તંતુઓ બનાવવામાં આવે છે. એક્સ્ટ્રુઝન ડાઇનાં નાનાં છિદ્રોમાંથી બહાર નીકળતી વખતે શ્યાન પોલિમર પ્રવાહી ઘન થવા લાગે છે અને શ્યાન પ્રવાહને કારણે વ્યક્તિગત પોલિમર શૃંખલાઓ તંતુમાં એક દિશામાં ગોઠવાવાનું વલણ ધરાવે છે. આ તબક્કે સૂક્ષ્મ છિદ્રના નિર્ગમ પર અને તેની અંદર ઘન પોલિમર જમા થવા લાગી શકે છે, જેના પરિણામે પ્રવાહ ધીમો પડે છે અને છેવટે ડાઇ પ્લેટની ચેનલ અવરોધાઈ જાય છે.

તંતુ એક્સ્ટ્રુઝન પ્લેટોમાંથી ઘન પોલિમર દૂર કરીને સફાઈ કરવી મુશ્કેલ છે, કારણ કે વ્યક્તિગત ચેનલોનો વ્યાસ સામાન્ય રીતે ખૂબ નાનો હોય છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબનો ઉપયોગ પોલિમર તંતુ એક્સ્ટ્રુઝન ડાઇ પ્લેટોને તીવ્ર કેવિટેશનજન્ય પ્રવાહી જેટના સંપર્કમાં લાવવા માટે થાય છે. આ જેટ ઘન પોલિમર અને અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે પૂરતા શક્તિશાળી હોય છે – છતાં સ્પિનરેટની કેશિકાઓની નાજુક ભૌમિતિક રચનાને નુકસાન ન પહોંચાડે એટલા સૌમ્ય હોય છે. સફાઈની સોયો, તાર અથવા ડ્રિલ સાથે સરખામણી કરતાં આ છેલ્લો ગુણ એક મોટો ફાયદો છે. સફાઈની સોયો નાના પરિમાણવાળી કેશિકાઓને સાફ કરવા માટે બનાવેલાં સૂક્ષ્મ સાધનો હોવા છતાં, વારંવાર સફાઈ કરવાથી કેશિકાઓના કદ, આકાર અને સપાટીની લીસાશને નુકસાન થાય છે. છેવટે, બહુચેનલવાળા સ્પિનરેટની સફાઈ માટે જરૂરી સમય પણ ખર્ચનું એક નોંધપાત્ર પરિબળ છે.

એસિટેટ, ટ્રાઇએસિટેટ, એક્રિલિક, મોડએક્રિલિક, પોલિબેન્ઝિમિડાઝોલ, સ્પાન્ડેક્સ અથવા વિન્યોન માટે પોલિમરને ઓગાળવા વપરાતા દ્રાવકનો ઉપયોગ સફાઈ માટે પણ કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં કેવિટેશનજન્ય કર્તન દ્રાવકને છિદ્રોમાં દબાવીને પ્રવેશ કરાવશે અને ઓગળવાની પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપશે.

નાયલોન, ઓલેફિન, પોલિએસ્ટર, સારન અથવા સલ્ફાર જેવા પીગળેલી અવસ્થામાં કાંતણ કરાતા પોલિમરો માટે સોનિકેશન પહેલાં ઉષ્મા ઉપચાર કરવાથી પોલિમરને વધુ બરડ બનાવવામાં મદદ મળી શકે છે. ઓવન બર્નઆઉટ તરીકે ઓળખાતી આ પ્રક્રિયા સખત થયેલા પોલિમરને રાખમાં ફેરવે છે. સફાઈ માટે, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ અને સ્પિનરેટ વચ્ચે સરળ ઊર્જા સંયોજક પ્રવાહી તરીકે પાણી (25wt% સુધી ફોસ્ફોરિક અમ્લ ધરાવતું) અથવા તેલનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
પ્રોબ પ્રકારનું સોનિકેશન સફાઈની ટાંકીઓ કરતાં ઘણું વધુ તીવ્ર હોય છે અને ધ્વનિ તરંગોને સીધા સ્પિનરેટની ચેનલોના નિર્ગમ તરફ દોરવામાં આવે છે. આના પરિણામે વધુ ઊંડાણપૂર્વક અને ઝડપી સફાઈ થાય છે. એકલ ચેનલો અને છિદ્રો માટે, અમે અણીદાર MS2 ટિપ ધરાવતા UP100H નો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરીએ છીએ. હાથમાં પકડીને અથવા સ્ટેન્ડ પર સ્થાપિત કરીને ચલાવવા માટે આ એક ખર્ચની દૃષ્ટિએ કિફાયતી અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણ છે. બહુછિદ્રવાળા સ્પિનરેટ અથવા એક્સ્ટ્રુઝન ડાઇ પ્લેટો માટે, અમે 100mm વ્યાસનો વિશિષ્ટ પ્રોબ ધરાવતા UIP1000hdT નો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરીએ છીએ.