אולטרסוניקה לטוויית סיבי פולימר

טוויית סיבי פולימר לשימוש בטקסטיל ובבדים היא צורה מיוחדת של שיחול, שבה משתמשים בפיית טווייה ליצירת חוטים סינתטיים רציפים מרובים. ניתן להשתמש באולטרסוניקה לסוגים שונים של טווייה: טווייה יבשה, טווייה בסילון רטוב, טווייה מהיתך וטוויית ג'ל. יישומי האולטרסוניקה כוללים ניקוי פיות טווייה, ערבוב, המסה, פילמור וכן הידלדלות בגזירה.

המסת פולימרים וטיפול כימי

כדי לטוות את הפולימר, יש להעבירו למצב זורם. לכן, אם הפולימר אינו מותך, ממיסים אותו או מטפלים בו כימית ליצירת נגזרות מסיסות או תרמופלסטיות.

בשלב זה, המכשירים האולטרסוניים של Hielscher מסייעים בהמסה ומאיצים את תהליך ההמסה, וכן את האינטראקציה הכימית עם המגיבים. לשם כך, מרחיפים חלקיקי פולימר מוצקים בממס או בחומצה. תערובת זו נשאבת דרך כור אולטרסוני או מעובדת במכל עם ערבול המצויד בסונוטרודות אולטרסוניות, שבו החלקיקים מתמוססים במהירות עקב כוחות הגזירה הגבוהים הנוצרים בקוויטציה. כך נוצרת תמיסת פולימר הומוגנית ואחידה. ראו בסרטון שלהלן הדגמה של המסה אולטרסונית באמצעות מכשיר אולטרסוני עם סונוטרודה (UP200St).

בסרטון זה מודגם התהליך המהיר של המסת סוכריית גומי באמצעות אולטרסאונד. הומוגניזציה והמסה אולטרסוניות הן אמצעי מהיר ואמין להכנת דגימות בכל הגדלים.

ניקוי אולטרסוני של פיות טווייה

פיית טווייה היא לוח שיחול בעל נקבים מרובים, שדרכו משחלים נוזל פולימרי ליצירת סיבים סינתטיים רציפים. ביציאה מהפתחים הקטנים של תבנית השיחול, נוזל הפולימר הצמיג מתחיל להתמצק, ושרשראות הפולימר הבודדות נוטות להסתדר לאורך הסיב עקב הזרימה הצמיגה. בשלב זה, פולימר מוצק עלול להתחיל להצטבר בפתח היציאה הצר ובתוכו, וכתוצאה מכך הזרימה מואטת ובסופו של דבר נסתמת תעלה בלוח השיחול.

ניקוי לוחות לשיחול סיבים מפולימר מוצק הוא משימה קשה, משום שקוטר התעלות הבודדות בדרך כלל קטן מאוד. הסונוטרודות האולטרסוניות של Hielscher משמשות לחשיפת לוחות לשיחול סיבי פולימר לסילוני נוזל עזים הנוצרים בקוויטציה, החזקים דיים להסרת הפולימר המוצק והזיהומים – ובה בעת עדינים דיים כדי שלא לפגוע בגאומטריה העדינה של הנימים בפיית הטווייה. תכונה זו היא יתרון משמעותי בהשוואה למחטי ניקוי, לחוטי מתכת או למקדחים. אף שמחטי ניקוי הן כלים דקים שנועדו לניקוי נימים זעירים, ניקוי חוזר פוגע בממדים, בצורה ובחלקות של הנימים. לבסוף, גם הזמן הנדרש לניקוי פיות טווייה בעלות תעלות מרובות הוא גורם עלות משמעותי.

עבור אצטט, טריאצטט, אקריליק, מודאקריליק, פוליבנזימידזול, ספנדקס או ויניון, ניתן להשתמש בממס המשמש להמסת הפולימר גם לצורכי ניקוי. במקרה זה, כוחות הגזירה הנוצרים בקוויטציה ידחפו את הממס לתוך הפתחים ויקדמו את ההמסה.

עבור פולימרים לטווייה מהיתך, כגון ניילון, אולפין, פוליאסטר, סראן או סולפר, טיפול בחום לפני הסוניקציה עשוי לסייע בהפיכת הפולימר לפריך יותר. תהליך זה, המכונה שריפה בתנור, הופך את הפולימר שהתקשה לאפר. לצורך הניקוי ניתן להשתמש במים (עם עד 25wt% חומצה זרחתית) או בשמן כנוזל צימוד פשוט בין הסונוטרודה האולטרסונית לפיית הטווייה.
סוניקציה באמצעות סונוטרודה עזה הרבה יותר מהניקוי במכלי ניקוי, וגלי הקול מכוונים ישירות אל פתחי היציאה של תעלות פיית הטווייה. הדבר מביא לניקוי עמוק ומהיר יותר. עבור תעלות ונקבים בודדים, אנו ממליצים להשתמש במכשיר UP100H עם קצה MS2 המחודד. זהו מכשיר אולטרסוני חסכוני להפעלה בהחזקה ביד או בהתקנה על מעמד. עבור פיות טווייה מרובות נקבים או לוחות שיחול – UIP1000hdT עם סונוטרודה מיוחדת בקוטר 100mm.