glasfiber

baggrund

glasfiber refererer til en gruppe produkter fremstillet af individuelle glasfibre kombineret i forskellige former. Glasfibre kan opdeles i to hovedgrupper i henhold til deres geometri: kontinuerlige fibre, der anvendes i Garn og tekstiler, og de diskontinuerlige (korte) fibre, der anvendes som batter, tæpper eller plader til isolering og filtrering., Glasfiber kan formes til garn meget gerne uld eller bomuld, og vævet ind stof, som undertiden bruges til forhæng. Glasfiber tekstiler er almindeligt anvendt som en forstærkning materiale til støbt og lamineret plast. Glasfiberuld, et tykt, fluffy materiale fremstillet af diskontinuerlige fibre, bruges til varmeisolering og lydabsorption. Det er almindeligt forekommende i skib og ubåd skotter og skrog; automobile motor rum og karrosseri panel liners; i ovne og aircondition enheder; akustiske væg-og loftspaneler; og arkitektoniske skillevægge., Glasfiber kan skræddersys til specifikke applikationer, såsom Type E (elektrisk), der anvendes som elektrisk isolering tape, tekstiler og styrkelse; Type C (kemisk), som har høj syre modstand og Type T, for termisk isolering.

selvom kommerciel brug af glasfiber er relativt nylig, skabte håndværkere glasstrenge til dekoration af bægre og vaser under renæssancen. En fransk fysiker, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, producerede tekstiler dekoreret med fine glasstrenge i 1713, og britiske opfindere duplikerede bragden i 1822., En Britisk silkevæversvend gjort et glas stof i 1842, og en anden opfinder, Edward Libbey, udstillet en kjole vævet af glas i 1893 Columbian Exposition ” i Chicago.

glasuld, en fluffy masse af diskontinuerlig fiber i tilfældige længder, blev først produceret i Europa ved århundredeskiftet ved hjælp af en proces, der involverede tegning af fibre fra stænger vandret til en roterende tromle. Flere årtier senere blev en spindeproces udviklet og patenteret. Glasfiberisolerende materiale blev fremstillet i Tyskland under Første Verdenskrig., Forskning og udvikling rettet mod industriel produktion af glas fibre udviklet i Usa i 1930’erne, under ledelse af to store virksomheder, Owens-Illinois Glas Virksomhed, og Corning Glass Works. Disse virksomheder udviklede en fin, bøjelig, billig glasfiber ved at trække smeltet glas gennem meget fine åbninger. I 1938 fusionerede disse to virksomheder til at danne O .ens-Corning Fiberglas Corp. nu blot kendt som O .ens-Corning, er det blevet et selskab på 3 milliarder dollars om året og er førende inden for glasfibermarkedet.,

råvarer

de grundlæggende råvarer til glasfiberprodukter er en række naturlige mineraler og fremstillede kemikalier. De vigtigste ingredienser er silicasand, kalksten og soda. Andre ingredienser kan omfatte calcineret aluminiumo .id, Bora., feldspat, nephelinsyenit, magnesit og kaolin ler, blandt andre. Silicasand bruges som glasset tidligere, og soda og kalksten hjælper primært med at sænke smeltetemperaturen. Andre ingredienser bruges til at forbedre visse egenskaber, såsom Bora.for kemisk resistens., Affaldsglas, også kaldet cullet, bruges også som råmateriale. Råmaterialerne skal vejes omhyggeligt i nøjagtige mængder og blandes grundigt sammen (kaldet batching), inden de smeltes til glas.

fremstillingsprocessen

smeltning

• 1 når partiet er forberedt, føres det ind i en ovn til smeltning. Ovnen kan opvarmes med elektricitet, fossilt brændstof eller en kombination af de to. Temperaturen skal styres nøjagtigt for at opretholde en jævn, jævn strøm af glas., 2500 F f) end andre typer glas for at blive dannet til fiber. Når glasset bliver smeltet, overføres det til formningsudstyret via en kanal (forgrunden) placeret i enden af ovnen.

formning til fibre

• 2 flere forskellige processer bruges til at danne fibre, afhængigt af fibertypen., Tekstilfibre kan dannes af smeltet glas direkte fra ovnen, eller det smeltede glas kan først føres til en maskine
  

  , der danner glaskugler på omkring 0,62 tommer (1,6 cm) i diameter. Disse kugler gør det muligt at inspicere glasset visuelt for urenheder. I både den direkte smelte – og marmorsmelteproces føres glas-eller glaskuglerne gennem elektrisk opvarmede bøsninger (også kaldet spinnerets). Bøsningen er lavet af platin eller metallegering, med overalt fra 200 til 3.000 meget fine åbninger., Det smeltede glas passerer gennem åbningerne og kommer ud som fine filamenter.

kontinuerlig filamentproces

• 3 der kan fremstilles en lang, kontinuerlig fiber gennem processen med kontinuerlig filament. Når glasset strømmer gennem hullerne i bøsningen, fanges flere tråde på en højhastigheds-wininder. 2 miles (3 km) et minut, meget hurtigere end strømningshastigheden fra bøsningerne. Spændingen trækker filamenterne ud, mens de stadig smeltes, og danner tråde en brøkdel af diameteren af åbningerne i bøsningen., Et kemisk bindemiddel påføres, hvilket hjælper med at holde fiberen fra at bryde under senere behandling. Filamentet vikles derefter på rør. Den kan nu snoet og tyndes til garn.

Staple-fiber proces

• 4 en alternativ metode er staplefiber processen. Når det smeltede glas strømmer gennem bøsningerne, afkøler luftstråler hurtigt filamenterne. De turbulente luftudbrud bryder også filamenterne i længder på 8-15 inches (20-38 cm). Disse filamenter falder gennem en spray af smøremiddel på en roterende tromle, hvor de danner en tynd bane., Banen trækkes fra tromlen og trækkes ind i en kontinuerlig streng af løst monterede fibre. Denne streng kan forarbejdes til garn ved de samme processer, der anvendes til uld og bomuld.

hakket fiber

• 5 i stedet for at blive dannet til garn, kan den kontinuerlige eller lange stapelstreng hakkes i korte længder. Strengen er monteret på et sæt spoler, kaldet en creel, og trækkes gennem en maskine, der hugger den i korte stykker. Den hakkede fiber formes til måtter, hvortil der tilsættes et bindemiddel. Efter hærdning i en ovn rulles måtten op., Forskellige vægte og tykkelser giver produkter til helvedesild, opbygget tagdækning eller dekorative måtter.

glasuld

• 6 roterende eller spinner-processen anvendes til fremstilling af glasuld. I denne proces strømmer smeltet glas fra ovnen ind i en cylindrisk beholder med små huller. Når beholderen drejer hurtigt, strømmer vandrette strømme af glas ud af hullerne. De smeltede glasstrømme omdannes til fibre ved en nedadgående eksplosion af luft, varm gas eller begge dele. Fibrene falder på et transportbånd, hvor de interlace med hinanden i en fleecy masse., Dette kan bruges til isolering, eller ulden kan sprøjtes med et bindemiddel, komprimeres til den ønskede tykkelse og hærdes i en ovn. Varmen sætter bindemidlet, og det resulterende produkt kan være en stiv eller halvstiv plade eller en fleksibel batt.

beskyttende belægninger

• 7 foruden bindemidler kræves andre belægninger til glasfiberprodukter. Smøremidler bruges til at reducere fiberslid og sprøjtes enten direkte på fiberen eller tilsættes til bindemidlet., En antistatisk sammensætning sprøjtes også undertiden på overfladen af glasfiberisoleringsmåtter under køletrinnet. Køleluft, der trækkes gennem måtten, får det antistatiske middel til at trænge ind i hele tykkelsen af måtten. Det antistatiske middel består af to ingredienser—et materiale, der minimerer dannelsen af statisk elektricitet, og et materiale, der tjener som korrosionsinhibitor og stabilisator.

  dimensionering er enhver belægning påført tekstilfibre i formningsoperationen og kan indeholde en eller flere komponenter (smøremidler, bindemidler eller koblingsmidler)., Koblingsmidler anvendes på tråde, der vil blive brugt til forstærkning af plast, for at styrke bindingen til det forstærkede materiale.

  Nogle gange kræves en efterbehandlingsoperation for at fjerne disse belægninger eller for at tilføje en anden belægning. For forstærkninger af plast kan dimensioneringen fjernes med varme eller kemikalier, og der kan påføres et koblingsmiddel. Til dekorative applikationer skal stoffer varmebehandles for at fjerne størrelserne og for at indstille væven. Farvestof base belægninger påføres derefter før døende eller udskrivning.,

formning i former

• 8 glasfiberprodukter findes i en lang række former, lavet ved hjælp af flere processer. For eksempel er glasfiberrørisolering viklet på stanglignende former kaldet dorne direkte fra formningsenhederne, før hærdning. Formformene, i længder på 3 fødder (91 cm) eller mindre, hærdes derefter i en ovn. De hærdede længder afformes derefter på langs og saves i specificerede dimensioner. Belægninger anvendes om nødvendigt, og produktet er pakket til forsendelse.,

kvalitetskontrol

under produktionen af glasfiberisolering udtages der prøver af materiale på en række steder i processen for at opretholde kvalitet. Disse placeringer inkluderer: den blandede batch, der føres til den elektriske smeltning; smeltet glas fra bøsningen, der føder fiberisatoren; glasfiber, der kommer ud af fiberiseringsmaskinen; og det endelige hærdede produkt, der kommer ud fra slutningen af produktionslinjen. De bulk glas og fiber prøver analyseres for kemisk sammensætning og tilstedeværelsen af fejl ved hjælp af avancerede kemiske analysatorer og mikroskoper., Partikelstørrelsesfordeling af batchmaterialet opnås ved at føre materialet gennem en række forskellige sier. Det endelige produkt måles for tykkelse efter emballering i henhold til specifikationerne. En ændring i tykkelse indikerer, at glaskvaliteten er under standarden. producenter af glasfiberisolering bruger også en række standardiserede testprocedurer til at måle, justere og optimere produktets akustiske modstand, lydabsorption og lydbarriereydelse., De akustiske egenskaber kan styres ved at justere sådanne produktionsvariabler som fiberdiameter, bulkdensitet, tykkelse og bindemiddelindhold. En lignende tilgang bruges til at styre termiske egenskaber.

fremtiden

glasfiberindustrien står over for nogle store udfordringer i resten af 1990 ‘ erne og videre. Antallet af producenter af glasfiber isolering er steget på grund af amerikanske datterselskaber af udenlandske virksomheder og forbedringer i produktiviteten af amerikanske producenter. Dette har resulteret i overkapacitet, som det nuværende og måske fremtidige marked ikke kan rumme.,

ud over overskydende kapacitet vil andre isoleringsmaterialer konkurrere. Stenuld er blevet meget udbredt på grund af de seneste proces-og produktforbedringer. Skumisolering er et andet alternativ til glasfiber i boligvægge og kommercielle tage. Et andet konkurrerende materiale er cellulose, som bruges til loftsisolering.

på grund af den lave efterspørgsel efter isolering på grund af et blødt boligmarked kræver forbrugerne lavere priser. Denne efterspørgsel er også et resultat af den fortsatte tendens i konsolideringen af detailhandlere og entreprenører., Som svar skal glasfiberisoleringsindustrien fortsætte med at reducere omkostningerne på to hovedområder: energi og miljø. Mere effektive ovne skal bruges, der ikke kun er afhængige af en energikilde.

Når deponeringsanlæg når maksimal kapacitet, skal glasfiberproducenter opnå næsten nul output på fast affald uden at øge omkostningerne. Dette vil kræve bedre fremstillingsprocesser for at reducere affald (også for flydende og gasaffald) og genbruge affald, hvor det er muligt.,

sådant affald kan kræve oparbejdning og omsmeltning, før det genanvendes som råmateriale. Flere producenter behandler allerede disse problemer.