탱크로에서 유리섬유를 인발하는 과정에서 섬유뿌리가 유리섬유 형성의 핵심인 이유는 무엇입니까?

섬유 형성의 기본 원리

 

탱크로 섬유 연신 공정에서는 정수압을 받는 용융 유리가 백금 합금 배플 바닥에 있는 정밀 노즐에서 물방울 형태로 흘러나옵니다. 노즐 바로 아래에 위치한 고속- 연신기는 떨어지는 유리 방울에 강한 신축력을 가하면서 일정한 고속으로 회전합니다. 이 과정의 핵심은 액적 출구-섬유 뿌리에 형성된 동적 평형 구역에 있습니다.

 

1. 섬유 뿌리 형성:

노즐 출구 아래에서는 용융 유리의 표면 장력(액적의 구형 모양을 유지하려고 시도)과 연신 기계의 신축력(액적을 늘리려고 시도)이 동적 평형에 도달합니다. 이로 인해 용융 유리가 노즐 출구에 독특한 초승달 모양의 -모양 영역을 형성하게 됩니다. 이 영역의 직경은 노즐 출구에서 점차 가늘어집니다.

 

2. 섬유 형성 라인:

노즐 출구에서 용융 유리가 늘어나고 응고되어 섬유 직경이 최종 -더 이상- 변화하지 않는 지점에 도달할 때까지의 거리를 섬유 형성 라인이라고 합니다. 이 선을 둘러싸는 공간이 섬유 형성 구역이다. 이 구역 내에서 용융된 유리는 점성 유체에서 고체 섬유로 응고되면서 극적인 점도 변화를 겪습니다.

 

3. 섬유 드로잉 라인:

이는 노즐 출구에서 연신기의 섬유 권취 지점까지의 총 거리를 나타냅니다. 이 거리는 공정 요구 사항(예: 냉각 요구 사항 및 작업 공간)에 따라 수동으로 조정할 수 있으며 일반적으로 실제 섬유 형성 라인 길이보다 훨씬 깁니다.

섬유 뿌리와 섬유 형성 라인의 안정성은 고품질 유리 섬유를 생산하는 데 결정적인 요소이며 다음에 직접적인 영향을 미칩니다.-

 

◉ 섬유직경의 균일성

◉ 파손율

◉ 생산 효율성 및 비용

 

성형 안정성에 영향을 미치는 주요 공정 매개변수:

* 액체 레벨: 노즐에서 용융 유리의 정수압을 결정하여 유출 속도와 초기 섬유 뿌리 형태에 영향을 미칩니다.

* 셔터 온도: 적절한 인장 특성을 얻기 위해서는 용융 유리의 점도를 정밀하게 제어하는 ​​것이 기본입니다.

* 연신 속도 : 연신력의 크기와 최종 섬유 직경을 직접 결정합니다.

* 용융 유리 특성: 화학적 조성은 점도-온도 특성, 표면 장력, 결정화 경향 등을 결정합니다.

* 냉각 조건: 섬유 뿌리 영역의 온도 구배와 응고 속도에 영향을 미치며 안정성과 섬유 성능에 중요합니다.

* 연신비(Draw ratio): 연신 정도를 반영하는 최종 섬유 직경에 대한 노즐 오리피스 직경의 비율.

 

공기 흐름 제어: 섬유 뿌리 영역의 온도 분포 및 냉각 효율에 영향을 미칩니다.

 

풀로 섬유 인발 공정 장비 및 레이아웃

 

안정적이고 효율적인 섬유 형성을 위해서는 수직(위에서 아래로)으로 정밀하게 배열된 일련의 공정 장치가 필요합니다.

 

1. 스핀들:

용융 유리의 온도를 담고 조절하며, 주둥이를 통한 용융 유리의 흐름을 제어합니다.

 

2. 섬유 루트 쿨러:

스핀들 바로 아래, 섬유 뿌리 영역에 가깝습니다. 일반적으로 공냉식(고-압력 에어커튼) 또는 수냉식(간접적으로)을 사용하여 고온의 점성 섬유 뿌리를 빠르고 제어 가능하게 -냉각시켜 용융 유리의 응고 및 성형을 가속화합니다. 섬유뿌리를 안정화시키는 핵심 장비입니다.

 

3. 원시 섬유 분무기:

섬유가 초기에 응고된 후 보조 냉각을 위해 물 미스트나 공기를 분사합니다.

 

4. 모노필라멘트 오일러:

모노필라멘트를 원사로 묶기 전, 각 모노필라멘트의 표면에 습윤제(집속제, 윤활제, 커플링제 등)를 균일하게 도포합니다. 사이징제는 섬유를 보호하고, 섬유를 가닥으로 묶고, 후속 복합 재료에 결합시키는 데 중요한 역할을 합니다.

 

5. 번들러:

서로 다른 노즐에서 흐르는 모노필라멘트가 공간적으로 분리되어 서로 달라붙거나 충돌하는 것을 방지합니다.

 

6. 번들러:

기름칠되어 묶인 여러 개의 모노필라멘트(일반적으로 수만 개)를 연속 필라멘트로 부드럽게 묶습니다.

 

7. 느린-풀 롤러:

번들러 아래에 위치한 이 장치는 번들 필라멘트에 약간의 장력을 가하여 고속 연신기 영역으로 원활하게 전환되도록 합니다.-

 

8. 기류 디퓨저:

연신기 입구 위에 위치하여 공기 흐름을 분산시키거나 안내하여 고속 회전 연신기 헤드에서 발생하는 난류가 위쪽 섬유의 안정적인 작동을 방해하는 것을 방지합니다.{0}}

 

9. 드로잉 머신:

성형 시스템의 동력 핵심입니다. 고속-회전 헤드(와인딩 헤드)는 강력한 인발력을 발생시켜 용융된 유리를 섬유로 늘리고 응고된 필라멘트를 보빈(실)으로 감아줍니다. 성형 공정 위치선은 앞서 언급한 주요 장치(주로 스텐실, 오일러, 번들러, 드로잉 머신 와인딩 휠 및 헤드)의 상대적인 수직 및 수평 레이아웃을 나타냅니다. 이러한 레이아웃 설계는 섬유의 이동 경로, 장력 분포 및 냉각 효과에 직접적인 영향을 미칩니다.

 

단일-레이어 레이아웃: 모든 성형 작업(스텐실부터 와인딩까지)은 기본적으로 동일한 작동 평면에서 완료됩니다. 구조는 비교적 간단하지만, 작동 공간이 제한될 수 있습니다.

 

이중-층 레이아웃: 공정은 상부 및 하부 작동 영역으로 구분됩니다(대형 탱크로 인발 라인에서 일반적임). 상부 영역: 일반적으로 고온 성형 및 예비 처리를 위한 스텐실, 섬유 냉각기, 분무기, 오일러, 번들러 및 번들러가 포함됩니다.-

 

하부 구역: 주로 저속-연신 롤러, 기류 디퓨저 및 섬유 권취용 연신 기계가 포함됩니다. 이 레이아웃은 공간 활용을 최적화하고 운영 환경을 개선하며(특히 고온{2}}온도 영역의 격리) 자동화를 촉진합니다.

 

요약

유리 섬유 성형은 고온에서 표면 장력과 기계적 인장력의 균형을 정확하게 맞추는 기술입니다. "섬유뿌리"의 형성과 안정화 메커니즘을 이해하는 것이 공정을 마스터하는 핵심입니다. 합리적인 "성형 공정 위치 라인" 설계와 함께 액위, 온도, 속도 및 냉각과 같은 주요 매개변수를 정밀하게 제어하고 배플 플레이트, 냉각기, 오일러, 번들러-인발 메커니즘으로 구성된 정밀 장치 시스템을 활용함으로써 점성 용융 유리를 효율적이고 안정적으로 고성능 연속 유리 섬유로 변환할 수 있습니다.