پارچه های نسوز یکی از پرکاربرد ترین محصولات در صنایع مختلف از جمله صنایع متالورژی، هوافضا، فولاد و غذایی و … هستند. برای تولید پارچه نسوز روش های مختلفی وجود دارد که در این مقاله به معرفی و بررسی بعضی از معروف ترین روش ها می پردازیم.
روش های بافت پارچه نسوز
پارچه های نسوز معمولاً از الیاف نسوز ساخته می‌شوند که در زمان تولید به صورت بافته شده یا بافته نشده در دسترس هستند. در اینجا به بررسی روش‌های بافت پارچه نسوز پرداخته خواهد شد.
- بافت تنه از الیاف نسوز: در این روش، الیاف نسوز به صورت تنه یا فیلامنتی تنیده شده و به شکل بافته شده برای ساخت پارچه نسوز استفاده می‌شوند. این روش معمولاً برای تولید پارچه‌هایی با قابلیت انعطاف پایین استفاده می‌شود.
- بافت از الیاف نسوز و الیاف مقاوم در برابر حرارت: در این روش، الیاف نسوز به همراه الیافی که مقاومت آنها در برابر حرارت بالاتر است، تنیده و به صورت بافته شده برای ساخت پارچه نسوز استفاده می‌شوند. این روش بهترین گزینه برای تولید پارچه‌هایی با مقاومت بالا در برابر حرارت است.
- بافت از الیاف نسوز و رزین‌های حرارتی: در این روش، الیاف نسوز به همراه رزین‌های حرارتی تنیده و به صورت بافته شده برای ساخت پارچه نسوز استفاده می‌شوند. رزین‌های حرارتی مانند پلی‌آمید، پلی‌استر و پلی‌اتیلن ممکن است به عنوان بستری برای الیاف نسوز استفاده شوند. این روش برای تولید پارچه‌هایی با مقاومت بالا در برابر حرارت و شیمیایی مناسب است.
- بافت از الیاف نسوز و سیم‌های فلزی: یکی از روش های بافت پارچه نسوز استفاده از الیاف غیرقابل اشتعال مانند فیبر سیلیکا، فیبر کربن (پارچه فایبر کربن)، فیبر سرامیکی ( پارچه فایبرسرامیک) و … است. در این روش، این الیاف در دستگاه های بافت بافته شده و در نهایت با استفاده از پوشش های مختلفی مانند سیلیکون، پلی‌اتیلن، پلی‌آمید، پلی‌استر، پلی‌کربنات و … به دوام و مقاومت بیشتری دست می‌یابند.
- روش دیگر بافت پارچه نسوز استفاده از الیاف با روش نسوزسازی (Nonwoven) است. در این روش، الیاف غیرقابل اشتعال به صورت لایه هایی مرتب در کنار هم قرار داده می‌شوند و با استفاده از دستگاه‌های نسوزسازی چون نوار گردان، نوار ته‌گرد و نوار سوزنی به هم متصل می‌شوند و در نهایت با پوشش های مختلف به دوام و مقاومت بیشتری دست می‌یابند.
- روش دیگری که برای بافت پارچه نسوز استفاده می‌شود، استفاده از نخ هایی با پوشش غیرقابل اشتعال است. در این روش، نخ‌های معمولی با پوشش هایی مانند پارافین، پلی‌اتیلن، پلی‌ستر، پلی‌پروپیلن و … پوشیده می‌شوند و سپس به صورت بافته شده به دوام و مقاومت بیشتری دست می‌یابند.
لازم به ذکر است که با توجه به پیشرفت تکنولوژی، روش های دیگری نیز برای تولید پارچه نسوز در دسترس هستند که در هر روش، با توجه به نیاز صنعت و کاربرد مورد نظر، مواد و تجهیزات متفاوتی استفاده می‌شود.
به طور مثال:
برای تولید پارچه بازالت، از روش بافت به کمک نخ‌های بازالتی استفاده می‌شود. در این روش، نخ‌های بازالتی به صورت بافته شده در قالب پارچه نسوز قرار می‌گیرند. همچنین، برای بهبود خواص پارچه نسوز بازالت، می‌توان از روش‌هایی مانند روکش کردن با سیلیکات‌ها و یا روش ترمیم شده CVD استفاده کرد.
همچنین تولید پارچه فایبرگلاس، با استفاده از روش اسپری (Spray-up) و یا روش نوارکاری (Roving) انجام می‌شود. در روش اسپری، فیبرهای شیشه ای به صورت پودر به همراه رزین در مخلوطی آماده شده، از طریق اسپری کردن روی سطحی که قبلاً پوشش داده شده با لایه جدیدی از رزین، به صورت لایه به لایه اضافه می‌شوند. در روش نوارکاری نیز، فیبرهای شیشه ای به صورت نوارهایی طولانی به همراه رزین قرار داده شده و با استفاده از یک دستگاه بافت، به صورت لایه به لایه به سطح پوشیده شده اضافه می‌شوند.
برای مطالعه بیشتر در مورد انواع فایبرگلاس و کاربرد آن ها کلیک کنید.
روش های روکش کردن پارچه های نسوز
در روش های روکش کردن پارچه نسوز، پوششی از مواد نسوز بر روی سطح پارچه اعمال می‌شود. این پوشش ها می‌توانند به دو صورت خشک یا مرطوب اعمال شوند. در روش خشک، پودرهای مواد نسوز مخلوط شده و به شکل سیال به سطح پارچه اعمال می‌شوند و در روش مرطوب، محلولی از مواد نسوز بر روی پارچه اعمال می‌شود.
مواد روکش کننده باید دارای خاصیت مقاومت در برابر حرارت و آتش باشند و همچنین باید قابلیت چسبندگی و تراکم کافی را نیز داشته باشند. از جمله مواد روکش کننده می‌توان به سیلیکات کلسیم، سیلیکات آلومینیوم، سیمان و سیلیکات‌های پتاسیم اشاره کرد.
روش های روکش کردن پارچه نسوز عبارتند از:
روش روکش خشک
در این روش، پودرهای مواد نسوز با اندازه دانه مناسب با استفاده از روش هایی مانند شستشو با آب، سرشت و غلتک زنی بر روی سطح پارچه اعمال می‌شوند. سپس با گرم کردن پارچه در یک محیط محافظت شده، پودرها به صورت جامد و محکم به سطح پارچه چسبیده و پوشش داده می‌شوند.
روش روکش مرطوب
در این روش، پارچه به یک حلال گرانولی از مواد نسوز فرو می‌رود و پوشش آن به صورت محلولی از مواد نسوز اعمال می‌شود. سپس پوشش با گرم کردن پارچه در یک محیط محافظت شده خشک شده و به سطح پارچه چسبیده می‌شود.
روش روکش‌کاری بر پایه پلیمر
در این روش، پارچه با مواد پلیمری روکش می‌شود. پلیمرهای مختلفی مانند سیلیکون، پلی‌استر، پلی‌اتیلن و پرکسی رزین برای روکش کردن پارچه نسوز استفاده می‌شوند. این روش علاوه بر افزایش مقاومت حرارتی پارچه، می‌تواند خواص ضدآبی، ضدخش و مقاومت شیمیایی را نیز به آن ببخشد. در این روش نیز پارچه ابتدا با پلیمر مورد نظر پوشانده شده و سپس با یک لایه حفاظتی پوشیده می‌شود تا مانع از خراشیده شدن و پوسیدگی شود.
- مثال: از این روش در تولید لباس‌های آتش نشانی و پوشاک مقاوم در برابر حرارت و شعله‌های باز استفاده می‌شود.
روش روکش‌کاری بر پایه فلوروپلیمر
در این روش از موادی همچون فلوروپلیمر برای روکش پارچه استفاده می‌شود. این مواد به دلیل داشتن بند های کربن-فلور به خوبی مقاومت در برابر اسیدها و بازها، حرارت و تابش UV دارند. این روش باعث افزایش مقاومت پارچه در برابر شعله‌های باز و حرارت شده و با توجه به خواص ضد آبی می‌تواند برای تولید لباس‌های مقاوم در برابر باران و تابستان استفاده شود.
- مثال: از این روش در تولید کفش‌های صنعتی، پوشاک برای کاربردهای خاص و لباس‌های مخصوص باران‌زا استفاده می‌شود.
روش پراش
در این روش پارچه نسوز با استفاده از پراش یا سرماکاری به روی پارچه تزریق می‌شود تا روی پارچه روکشی تشکیل شود.
روش روکش سیلیکونی
در این روش، پارچه‌های نسوز با استفاده از سیلیکون‌های مختلفی روکش می‌شوند. این روش باعث ایجاد پوششی با مقاومت بالا در برابر حرارت، رطوبت، روغن و مواد شیمیایی می‌شود. این روش برای تولید کفش‌های نسوز، پوشاک محافظ و تجهیزات ایمنی استفاده می‌شود.
بافت پارچه سیلیکونی معمولاً از نوع ویون یا ساتین است که با استفاده از تکنولوژی ابرصوت و یا روش خشک کردن سریع ساخته می‌شود.
روش روکش تفلون
در این روش، پارچه‌های نسوز با استفاده از پوششی از ماده تفلون روکش می‌شوند. تفلون یک پلیمر پرسود است که مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت، رطوبت و مواد شیمیایی دارد. این روش برای تولید کفش‌های نسوز، پوشاک محافظ و تجهیزات ایمنی استفاده می‌شود.
روش روکش کربن
در این روش، پارچه‌های نسوز با استفاده از لایه‌ای از کربن روکش می‌شوند. این روش باعث ایجاد پوششی با مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت، سایش، خوردگی و مواد شیمیایی می‌شود. این روش برای تولید لباس‌های نسوز، کفش‌های نسوز و تجهیزات ایمنی استفاده می‌شود.
روش روکش سرامیکی
در این روش، پارچه‌های نسوز با استفاده از روکشی از سرامیک روکش می‌شوند.
روش های تهیه پارچه نسوز با استفاده از فرآیندهای احیا
پارچه‌های نسوز با استفاده از فرآیندهای احیا، به روشی تولید می‌شوند که در آن از مواد معدنی مانند سیلیس، آلومینیوم، گرافیت و مواد محیطی دیگر استفاده می‌شود. این روش‌ها عمدتاً برای تولید پارچه‌های نسوز با خواصی مانند مقاومت بالا در برابر حرارت، مقاومت بالا در برابر خوردگی شیمیایی و فرسایش و همچنین مقاومت بالا در برابر خرد شدن و شکستن به کار می‌روند.
در فرآیند احیا، مواد خام شیمیایی مانند سیلیس، آلومینا، منیزیم و غیره در فرآیندی با نام احیا اکسایش می‌یابند. در این فرآیند، مواد خام در دمای بالا و به وجود آوردن یک محیط غنی از گازهای خنثی، مانند آرگون، برای برطرف کردن اکسایش مواد استفاده می‌شود. در این فرآیند، اکسیژن از مواد خام حذف می‌شود و مواد نهایی با خواصی مانند مقاومت بالا در برابر حرارت و خوردگی شیمیایی تولید می‌شوند.
روش دیگری که برای تولید پارچه‌های نسوز با استفاده از فرآیندهای احیا به کار می‌رود، فرآیند احیای کاربیدی است. در این فرآیند، مواد خامی مانند کربن و سیلیس در دمای بالا با یکدیگر ترکیب شده و به وجود یک ماده با خواص مانند مقاومت بالا در برابر حرارت، مقاومت بالا در برابر خوردگی شیمیایی و فرسایش و همچنین مقاومت بالا در برابر خرد شدن و شکستن منجر می‌شود.
مقایسه برخی از معروف ترین روش های تهیه پارچه نسوز
| نوع روش | توضیح | مزیت‌ها | معایب |
| فرآیند احیا کلریدی | استفاده از کلرید آمونیوم و کلرید سدیم برای به دست آوردن پارچه نسوز | تولید پارچه نسوز با قابلیت مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی، سختی و مقاومت در برابر سایش | نیاز به زمان و انرژی بیشتر برای تولید، پتانسیل آلودگی هوا با گازهای سمی آزاد شده، تولید پسماندهای خطرناک |
| فرآیند احیا کربنی | استفاده از گاز هیدروژن برای به دست آوردن پارچه نسوز | تولید پارچه نسوز با قابلیت مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی، سختی و مقاومت در برابر سایش | نیاز به زمان و انرژی بیشتر برای تولید، پتانسیل آلودگی هوا با گازهای سمی آزاد شده، تولید پسماندهای خطرناک |
| فرآیند احیا الکتریکی | استفاده از یک جریان الکتریکی برای به دست آوردن پارچه نسوز | تولید پارچه نسوز با قابلیت مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی، سختی و مقاومت در برابر سایش | نیاز به زمان و انرژی بیشتر برای تولید، تمایل به خوردگی الکتریکی در برخی موارد |
| فرآیند احیا گرمایی | در این روش، پارچه ای با الیاف اولیه سیلیکاتی مانند شیشه، سیلیکا، آلومینا و… در محیط گازی با فشار و دمای بالا احیا می‌شود. | محافظت از سطح پارچه در برابر شعله و حرارت بالا، عایق حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و حرارتی | نیاز به دستگاه‌های پیچیده، هزینه بالای تولید، احتمال تشکیل ناخالصی‌هایی مانند بلورهای غیرمنظم |
| فرآیند احیا شیمیایی | در این روش، پارچه به کمک مواد شیمیایی احیا می‌شود. برای این کار از موادی مانند فسفات آمونیوم، کلرید آمونیوم، نیترات پتاسیم و… استفاده می‌شود. | مقاومت در برابر حرارت و خوردگی شیمیایی، کاهش وزن پارچه، کاهش هزینه تولید | نیاز به دستگاه‌های پیچیده، احتمال تشکیل ناخالصی‌هایی مانند بلورهای غیرمنظم، نیاز به فرآیند پس از احیا برای حذف مواد شیمیایی |
| روش هیدروترمال | در این روش، پارچه با آب در دمای بالا بخارپز شده و سپس در دمای پایین بازسازی می‌شود. | مقاومت در برابر حرارت و خوردگی شیمیایی، کاهش وزن پارچه، کاهش هزینه تولید | نیاز به دستگاه‌های پیچیده، احتمال تشکیل ناخالصی‌هایی مانند بلورهای غیرمنظم |
| روش هیدروکربوراسیون | در این فرآیند پارچه نسوز با استفاده از آب، هیدروژن و فشار بالا، به طوری که بین فیبرهای آن یک لایه از کربن تشکیل شود، سخت و محکم شده و مقاومت بیشتری در برابر حرارت و حریق پیدا می‌کند. | تولید پارچه های با چگالی بالا و خصوصیات مکانیکی قابل قبول – عدم نیاز به تجهیزات گرمایشی پیشرفته – قابلیت تولید پارچه های با ضخامت و اندازه های مختلف | تولید پارچه های با کیفیت پایین در صورت عدم کنترل دقیق شرایط- احتیاج به محلول های شیمیایی پر هزینه و سمی |
منابع:
بی نظیر هستید.
احسنت عالی بود
مطلب خوبی بود. با تشکر از کارشناسان صنعت نسوز
همکاری با شما تجربه خیلی خوبیه
عالی و کاربردی مثل همیشه
عالی بود. حرف ندارید.
این موضوع رو خیلی خوب پوشش دادید. افرین به شما
خیلی سایت خوبی دارین.
سلام عالی بود.
میشه مطلب رو توی وبلاگ خودم بزارم؟
متشکرم