This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍ (ഫൈബര്‍ ഗ്ലാസ്)
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍ (ഫൈബര്‍ ഗ്ലാസ്)
നേര്‍ത്തതും വഴങ്ങുന്നതുമായ, നാരിന്റെയോ നൂലിന്റെയോ രൂപത്തിലുള്ള ഗ്ലാസ്. രോമങ്ങളെക്കാള്‍ ലോലമായ തന്തുക്കളാണ് ഫൈബര്‍ ഗ്ലാസിലുള്ളത്. ഓരോ നാരിനെയും അതിലോലമായൊരു ഗ്ലാസ് ദണ്ഡായി കരുതാം. ഗ്ലാസ് നാരുകളുടെ നീളം തീരെ കുറവാണെങ്കില്‍ ആ വസ്തുവിനെ 'ഗ്ലാസ് വൂള്‍' എന്നുപറയുന്നു. ഗ്ലാസ്നാരുകളുണ്ടാക്കാന്‍ കഴിയുമെന്ന് പ്രാചീന ഈജിപ്തുകാരും റോമാക്കാരും മനസ്സിലാക്കിയിരുന്നു. പാത്രങ്ങളും പൂത്താലങ്ങളും കുപ്പികളും മോടിപിടിപ്പിക്കാനാണ് അവര്‍ ഗ്ലാസ്നാരുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. ചൂടാക്കി മൃദുവാക്കിയ ഗ്ലാസ് ദണ്ഡിനെ ചര്‍ക്ക ഉപയോഗിച്ചു വലിച്ചുനീട്ടി നേര്‍ത്ത നൂലുകളുണ്ടാക്കാനാരംഭിച്ചത് 18-ാം ശതകത്തിലാണ്. 20-ാം ശതകത്തില്‍ നിരവധി നാരുകള്‍ ഒരേ സമയം ചുറ്റാവുന്ന സിലിണ്ടറുകള്‍ പ്രയോഗത്തില്‍ വന്നു. ഒന്നാം ലോകയുദ്ധകാലത്ത് ജര്‍മന്‍കാര്‍ ആസ്ബസ്റ്റോസിനുപകരം ഫൈബര്‍ഗ്ലാസ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഫൈബര്‍ഗ്ലാസ് വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തില്‍ ഉത്പാദിപ്പിച്ചു തുടങ്ങിയത് യു.എസ്സിലെ ഓവന്‍സ്-കോണിങ് ഫൈബര്‍ഗ്ലാസ് കോര്‍പ്പറേഷനാണ് (1938).
ഉത്പാദന രീതികള്‍. ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍ പലതരത്തിലുണ്ട്. അനുയോജ്യമായ രാസഘടന തിരഞ്ഞെടുത്ത് സുദീര്‍ഘതന്തുക്കളായോ സ്റ്റേപ്പിള്‍ നാരുകളായോ ഇത് നിര്‍മിക്കാന്‍ കഴിയും. സുദീര്‍ഘതന്തുക്കള്‍ ഒരു തക്ലിയില്‍ ചുറ്റിയെടുക്കാം. സ്റ്റേപ്പിള്‍ നാരുകള്‍ 15 മുതല്‍ 38 വരെ സെ.മീ. ദൈര്‍ഘ്യമുള്ള ഗ്ലാസ് നാരുകളുടെ ഒരു മിശ്രിതമായിരിക്കും; ഏതാണ്ട് പരുത്തിനാരുകള്‍പോലെ. സുദീര്‍ഘതന്തുക്കള്‍ രണ്ടുഘട്ടമായാണ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത്. ആദ്യഘട്ടത്തില്‍ ഗ്ലാസിനെ ഉരുക്കി ചെറിയ ഗോളങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു. ഗുണമേന്മ ഉറപ്പുവരുത്താനും നിര്‍ദിഷ്ട വേഗതയില്‍ വീണ്ടും ഉരുക്കാന്‍ ചൂളയിലേക്ക് ഇട്ടുകൊടുക്കാനും സൗകര്യപ്രദമാണ് ഈ ഗോളങ്ങള്‍. ചൂളയുടെ അടിവശത്ത് വച്ചിട്ടുള്ള പ്ലാറ്റിനം പലകയില്‍ നിരവധി സ്പിന്നറെറ്റുകള്‍ (സുഷിരങ്ങളുടെ ഒരു സംഘം) ഉണ്ടായിരിക്കും.
ഓരോ സ്പിന്നറെറ്റിലും 102 സൂക്ഷ്മദ്വാരം ഉണ്ടാകും. ഈ പ്ലാറ്റിനം പലകയില്‍ക്കൂടി മിനിറ്റില്‍ 3600 മീ. ഗ്ലാസ് നൂല്‍ വലിച്ചെടുക്കാന്‍ കഴിയും. 0.00025 മുതല്‍ 0.00125 വരെ സെ.മീ. വ്യാസമുള്ള ഗ്ലാസ് തന്തുക്കള്‍ ഇപ്രകാരം നിര്‍മിക്കാം. ഈ തന്തുക്കള്‍ മയപ്പെടുത്തി കൂട്ടിപ്പിണച്ചു വേണ്ട വലുപ്പത്തില്‍ ഒറ്റനൂലാക്കി നൂറ്റെടുക്കാം. നൂറ്റുകിട്ടുന്ന നൂലുകളില്‍ പശ പുരട്ടണം.
ഗ്ലാസിന്റെ ദീര്‍ഘതന്തുക്കള്‍ ഒരൊറ്റ ഘട്ടംകൊണ്ടു നിര്‍മിക്കുന്നതിന് സുഷിരങ്ങളുള്ള പ്ലാറ്റിനം പലകയെ ആദ്യം ഗ്ലാസുരുക്കുന്ന വലിയ ചൂളയുടെ അടിയില്‍ത്തന്നെ ഘടിപ്പിച്ചാല്‍ മതി. സ്പിന്നറെറ്റുകളില്‍ക്കൂടി ഉരുകിയ ഗ്ലാസ് ശക്തിയായി പുറത്തേക്ക് വലിച്ചെടുക്കുമ്പോള്‍ കിട്ടുന്ന നിരവധി സൂക്ഷ്മതന്തുക്കളെ ഒത്തുചേര്‍ത്ത് നൂല്ക്കുമ്പോള്‍ ഗ്ലാസ് നൂല്‍ കിട്ടും. 0.00076 മി.മീറ്ററില്‍ താഴെ വ്യാസമുള്ള ഗ്ലാസ് തന്തുക്കള്‍പോലും ഈ പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ച് നിര്‍മിക്കാന്‍ ഇന്നു കഴിയുന്നു. അഗ്നിബാധ തടയാനും മറ്റും വേണ്ട കര്‍ട്ടനുകളുണ്ടാക്കാന്‍ ഞൊറിവച്ച ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍ വേണം. ഞൊറിവയ്ക്കല്‍ (crimp setting) പ്രക്രിയയും ഈ ഘട്ടത്തില്‍ത്തന്നെയാണ് നടത്തുന്നത്.
സ്റ്റേപ്പിള്‍ നാരുകളുണ്ടാക്കാന്‍ സ്പിന്നറെറ്റുകളിലെ സുഷിരങ്ങളില്‍ക്കൂടി ശക്തിയുള്ള വായുപ്രവാഹമോ നീരാവി പ്രവാഹമോ ഉപയോഗിച്ച് ഗ്ലാസ് അടിച്ചുകയറ്റുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. മര്‍ദം വളരെ കൂടിപ്പോകരുത്. സ്പിന്നറെറ്റുകളില്‍ക്കൂടി പുറത്തുവരുന്ന ഗ്ലാസ് തന്തുക്കള്‍ കട്ടിപിടിച്ച് ഏകസമാനമായ ചെറുനാരുകളായി കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു സിലിണ്ടറില്‍ വലപോലെ പറ്റിപ്പിടിക്കും. അതിനെ സിലിണ്ടറിനെക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന കുഴലിലേക്ക് മാറ്റാനുള്ള യന്ത്രസജ്ജീകരണങ്ങളുണ്ട്. ഈ അവസരത്തില്‍ നാരുകളുടെ ദൈര്‍ഘ്യം അല്പം വര്‍ധിക്കാന്‍ ഇടയാകുന്നു. ഈ സ്റ്റേപ്പിള്‍ നാരുകളെ തനതുരൂപത്തിലോ ഷീറ്റുകളായോ ശേഖരിച്ചുവയ്ക്കാം. ഷീറ്റുകളാക്കുന്നതിന് സ്റ്റേപ്പിള്‍ നാരുകളെ ഒരു കണ്‍വെയര്‍ ബെല്‍റ്റില്‍ നിരത്തിയശേഷം പശയില്‍ മുക്കണം. പിന്നീട് അതിനെ ഓവനില്‍ ഉണക്കി ആവശ്യമായ വലുപ്പത്തില്‍ മുറിച്ചെടുക്കാം.
ഗ്ലാസ് വൂള്‍ നിര്‍മാണത്തിന് നൂതനമായ അപകേന്ദ്രകപ്രക്രിയ ആണ് ഇപ്പോള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. നിരവധി സ്പിന്നറെറ്റുകള്‍ ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള, വേഗത്തില്‍ കറങ്ങുന്ന ലോഹപ്പാത്രമാണ് ഇതിലെ പ്രധാനഘടകം. ഉരുകിയ ഗ്ലാസിനെ നേരേ ഈ ലോഹപ്പാത്രത്തിലേക്ക് കടത്തിവിടുന്നു. ലോഹപ്പാത്രം കറങ്ങുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന അപകേന്ദ്രകബലംമൂലം സ്പിന്നറെറ്റുകളിലൂടെ ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍ പുറത്തേക്കുവരും. അപകേന്ദ്രകബലത്തിനു സഹായകമായി നീരാവി പ്രവാഹമോ വായുപ്രവാഹമോ കടത്തിവിടുന്നു. സ്റ്റേപ്പിള്‍ നാരുകളുണ്ടാക്കാന്‍ ഉപയോഗിച്ചതിനെക്കാള്‍ വളരെ കൂടുതല്‍ മര്‍ദം ഗ്ലാസ് വൂളിന് ഉപയോഗിക്കേണ്ടിവരും. പക്ഷേ, മര്‍ദം എപ്പോഴും കൂട്ടിയും കുറച്ചും കൊണ്ടിരിക്കണം. യന്ത്രത്തില്‍ നിന്നു ചലിക്കുന്നൊരു ബെല്‍റ്റുവഴി ഗ്ലാസ്വൂള്‍ പുറത്തുവരുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന നാരുകള്‍ക്ക് നീളം കുറവായിരിക്കുമെന്നുമാത്രല്ല, വ്യാസത്തില്‍ വലിയ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകള്‍ ഉണ്ടായിരിക്കുയും ചെയ്യും. ഇങ്ങനെ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ട ഗ്ലാസ് വൂളിന്റെ സാന്ദ്രത 24 kg m-3 ആണ്. 500oC വരെയുള്ള ഉപയോഗങ്ങള്‍ക്ക് ഇത് അനുയോജ്യമാണ്. ഗ്ലാസ് വൂളില്‍ ഒരു റെസിന്‍ കലര്‍ത്തി അനുയോജ്യമായ സാന്ദ്രതയിലേക്ക് സമ്മര്‍ദം ചെലുത്തി ഷീറ്റുകളാക്കാം. എന്നാല്‍ റെസിന്‍ ഒരു ജൈവയൗഗികമായതുകൊണ്ട് 200oC വരെയുള്ള ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കേ അത്തരം ഷീറ്റുകള്‍ ഉപയോഗിക്കാനാവൂ. താപനില ഉയര്‍ന്നാല്‍ റെസിന്‍ വിഘടിക്കാനിടയാകും. അനുയോജ്യമായ ആകൃതിയില്‍ രൂപപ്പെടുത്തി എടുക്കാനാകും എന്നതാണ് റെസിന്‍ ചേര്‍ത്ത ഗ്ലാസ് വൂളിന്റെ മെച്ചം. മറ്റൊന്നിന്റെയും സഹായമില്ലാതെ തന്നെ ആകൃതി നിലനിര്‍ത്തിക്കൊള്ളുകയും ചെയ്യും.
ഗുണധര്‍മങ്ങളും ഉപയോഗങ്ങളും. പല രാസഘടനയുള്ള ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍ ഇന്ന് വിപണിയിലുണ്ട്. ഉരുക്കാനും വലിച്ചുനീട്ടാനുമുള്ള സൗകര്യം വര്‍ധിപ്പിക്കുക, ഈടുണ്ടാക്കുക, രാസപ്രവര്‍ത്തനവൈമുഖ്യം പരമാവധിയാക്കുക എന്നീ ലക്ഷ്യങ്ങളോടെയാണ് ഗ്ലാസ് നാരുകളുടെ രാസഘടനയില്‍ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ വരുത്തുന്നത്. ഏറ്റവും ഗുണമേന്മയുള്ള ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍ ക്വാര്‍ട്സില്‍ നിന്ന് ഉണ്ടാക്കുന്നവയാണ്. ബോറോസിലിക്കേറ്റ് ഗ്ലാസ് ഉപയോഗിച്ചുണ്ടാക്കിയ നാരുകളും മോശമല്ല. സാധാരണ സോഡാലൈം ഗ്ലാസില്‍ നിന്നുണ്ടാക്കുന്ന ഗ്ലാസ് നാരുകളുടെ ഉപയോഗത്തിന് പരിമിതികളുണ്ട്. ഗ്ലാസ് നാരുകളുടെ ഉപയോഗം വര്‍ധിച്ചതോടെ മിക്ക രാജ്യങ്ങളും ഇന്ന് ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍ വന്‍തോതില്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഗ്ലാസിന്റെ എല്ലാ ഗുണവിശേഷണങ്ങളുമുള്ള താപരോധിയായ ഈ വസ്തു കത്തുകയോ നീരാവി വലിച്ചെടുക്കുകയോ ചിതലെടുക്കുകയോ ചീഞ്ഞു പോകുകയോ ചെയ്യുന്നില്ല; കാലപ്പഴക്കം കൊണ്ട് ബലക്ഷയവുമുണ്ടാകുകയില്ല. അമ്ലങ്ങള്‍, എണ്ണകള്‍, രൂക്ഷവാതകങ്ങള്‍, സാധാരണ രാസവസ്തുക്കള്‍ തുടങ്ങിയവയൊന്നും ഇതിനെ ബാധിക്കുകയില്ല.
ദീര്‍ഘ തന്തുക്കളുടെയും സ്റ്റേപ്പിള്‍ നാരുകളുടെയും രൂപത്തിലിരിക്കുന്ന ഫൈബര്‍ ഗ്ലാസ് നൂറ്റ് നൂലാക്കി തുണികളോ, ടേപ്പുകളോ, കയറുകളോ ഉണ്ടാക്കാം. ഗ്ലാസ് വൂളില്‍ പരുപരുത്തതും നീളം കുറഞ്ഞതും കമ്പിളിപോലെ കെട്ടുപിണഞ്ഞുകിടക്കുന്നതുമായ നാരുകളാണുള്ളത്. ഇത് ഒന്നാന്തരം താപരോധിയാണ്. പശ ചേര്‍ക്കാത്ത ഗ്ലാസ് വൂള്‍ പുറം ചുമരുകളിലും സീലിങ്ങുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു. സാന്ദ്രത തീരെ കുറവായതുകൊണ്ട് താപരോധിയായും ശബ്ദരോധിയായും വിമാനങ്ങളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതുപയോഗിക്കുന്നതുമൂലം ഭാരം കുറയ്ക്കാനും അഗ്നിബാധ ഒഴിവാക്കാനും സാധിക്കും. ബഹിരാകാശവസ്ത്രങ്ങളിലും ബഹിരാകാശവാഹനങ്ങളിലെ കിടക്കകളിലും ഗ്ലാസ് വൂള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ഫര്‍ണസ്, അടുപ്പ്, ഹീറ്റര്‍, റെഫ്രിജറേറ്റര്‍ തുടങ്ങിയവ നിര്‍മിക്കാനും ഗ്ലാസ് വൂള്‍ ആവശ്യമാണ്. ബോയിലര്‍, ടാങ്ക്, പൈപ്പ് തുടങ്ങിയവയില്‍ നിന്നുള്ള താപനഷ്ടം കുറയ്ക്കാന്‍ ഗ്ലാസ് വൂള്‍ കൊണ്ടുണ്ടാക്കിയ ബ്ലാങ്കറ്റുകളും, കട്ടകളും ബോര്‍ഡുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒന്നാന്തരമൊരു വായു ഫില്‍റ്ററാണ് ഗ്ലാസ് വൂള്‍.
വിവിധ ആകൃതിയിലും വലുപ്പത്തിലും കനത്തിലുമുള്ള ടേപ്പുകളും തുണികളും കയറുകളും ഫൈബര്‍ ഗ്ലാസില്‍ നിന്ന് നിര്‍മിച്ചെടുക്കാം. ഫൈബര്‍ ഗ്ലാസില്‍നിന്ന് തുണി നിര്‍മിക്കാന്‍ സാധാരണ തുണി നിര്‍മാണ യന്ത്രങ്ങള്‍ മതി. ചില വ്യതിയാനങ്ങള്‍ വരുത്തണമെന്നുമാത്രം. ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍കൊണ്ടുണ്ടാക്കുന്ന അലങ്കാരത്തുണികള്‍ക്ക് സാധാരണയായി 0.008 മുതല്‍ 0.058 വരെ സെ.മീ. കനമാണുള്ളത്. അവ വിവിധ ഫാഷനിലും നെയ്ത്തു രീതികളിലും നിര്‍മിക്കാന്‍ കഴിയും. ഗ്ലാസ് തുണികള്‍ നീരാവി ആഗിരണം ചെയ്യാത്തതുകൊണ്ട് കുളിമുറികളുടെ കര്‍ട്ടനുകളായും താപരോധിയായതുകൊണ്ട് വീടുകളുടെയും തിയെറ്ററുകളുടെയും ചുവരലങ്കരിക്കാനും ഉപയോഗിക്കാം. ജൈവനാരുകളില്‍ നിന്നുണ്ടാക്കുന്ന വസ്ത്രങ്ങളെക്കാള്‍ നിരവധി മടങ്ങ് ബലമുള്ളവയാണ് ഫൈബര്‍ ഗ്ലാസ് വസ്ത്രങ്ങള്‍. താപനില വര്‍ധിച്ചാലും ബലം കുറയുന്നില്ല. എന്നൊരു ഗുണം കൂടിയുണ്ട്. വൈദ്യുതരോധകശേഷി കൂടുതലായതുകൊണ്ട് വൈദ്യുത കേബിള്‍, മോട്ടോര്‍, ജനറേറ്ററുകള്‍ എന്നിവ പൊതിയാനും ഇത് ഉപയോഗിക്കാം.
ആസ്ബസ്റ്റോസ്, അഭ്രം, പ്ലാസ്റ്റിക്, സിലിക്കോണ്‍ തുടങ്ങിയവയുമായി ഗ്ലാസ് വൂള്‍ കൂട്ടിക്കലര്‍ത്തി അതിശയകരങ്ങളായ ഗുണവിശേഷണങ്ങളുള്ള മിശ്രിത വസ്തുക്കള്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയും. പോളിയെസ്റ്റര്‍ റസിനില്‍ ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍ സമാന്തരമായി അടുക്കി നിര്‍മിച്ചെടുക്കുന്ന ഷീറ്റുകള്‍ക്ക് തത്തുല്യമായ സ്റ്റീല്‍, അലുമിനിയം ഷീറ്റുകളെക്കാള്‍ പതിന്മടങ്ങു ബലമുണ്ട്. രണ്ടാം ലോകയുദ്ധകാലത്ത് യുദ്ധവിമാനങ്ങളുണ്ടാക്കാനും റഡാറിന് മേല്‍ക്കൂര ഉണ്ടാക്കാനും ഇതുപയോഗിച്ചു. യുദ്ധത്തിനുശേഷം മറ്റ് ആവശ്യങ്ങള്‍ക്ക് ഇത് ഉപയോഗിക്കാന്‍ തുടങ്ങി. സ്ക്രീനുകളും മേല്‍ക്കൂരകളും വാഹനങ്ങളുടെ ബോഡികളും നിര്‍മിക്കാന്‍ കട്ടികുറഞ്ഞ ഷീറ്റുകള്‍ ഇപ്പോള്‍ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഇതുകൊണ്ടുതന്നെ ഉണ്ടാക്കിയ ബോട്ടുകള്‍ ഇപ്പോള്‍ പ്രചാരത്തിലുണ്ട്. പൈപ്പ്, ടാങ്ക്, ഹെല്‍മറ്റ് തുടങ്ങിയ നിരവധി പുതിയ മേഖലകളിലേക്ക് ഇതിന്റെ ഉപയോഗം വ്യാപിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. പോളിയെസ്റ്ററിനെക്കൂടാതെ മറ്റുപല പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുമായും ഫൈബര്‍ ഗ്ലാസിനെ മിശ്രണം നടത്താവുന്നതാണ്.
ഫൈബര്‍ ഗ്ലാസ്കൊണ്ടു പ്രബലിതമായ കളിമണ്ണാണ് ഒരു പുതിയ ഉത്പന്നം. ഗ്ലാസ് നാരുകളുമായി മിശ്രണം ചെയ്താല്‍ പൊട്ടിപ്പോകാത്തതും ബലംകൂടുതലുള്ളതുമായ പ്രബലിത കളിമണ്ണ് കിട്ടും. ഇതിന് രാസപ്രവര്‍ത്തന വൈമുഖ്യവും കൂടുതലാണ്. കൃത്രിമ ആന്തരിക അവയവങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കാന്‍ ഇത് അത്യുത്തമമാണ്. ഗ്ലാസ് നാരുകള്‍കൊണ്ട് പ്രബലിതമാക്കിയ സിമന്റ് 1970-നുശേഷം ബ്രിട്ടനില്‍ വ്യാവസായികാടിസ്ഥാനത്തില്‍ നിര്‍മിക്കാനാരംഭിച്ചു.
(ഡോ. എന്‍. മുരുകന്‍)
