fibra de sticla

Spate

din fibra de sticla se referă la un grup de produse realizate din sticla individuale fibre combinate într-o varietate de forme. Fibrele de sticlă pot fi împărțite în două grupe majore în funcție de geometria lor: fibrele continue utilizate în fire și textile și fibrele discontinue (scurte) utilizate ca batts, pături sau plăci pentru izolare și filtrare., Fibra de sticla pot fi formate în fire de mult ca lână sau bumbac, și țesute în țesături care este uneori folosit pentru draperii. Textilele din fibră de sticlă sunt utilizate în mod obișnuit ca material de armare pentru materialele plastice turnate și laminate. Lâna din fibră de sticlă, un material gros, pufos, realizat din fibre discontinue, este utilizat pentru izolarea termică și absorbția sunetului. Se găsește în mod obișnuit în pereții etanși și în carenele navelor și submarinelor; compartimentele motorului auto și garniturile panoului de caroserie; în cuptoare și unități de aer condiționat; panouri acustice de perete și tavan; și partiții arhitecturale., Fibra de sticlă poate fi adaptată pentru aplicații specifice, cum ar fi tipul e (electric), utilizat ca bandă izolatoare electrică, textile și armare; Tipul C (chimic), care are o rezistență superioară la acid și tipul T, pentru izolarea termică. deși utilizarea comercială a fibrei de sticlă este relativ recentă, artizanii au creat fire de sticlă pentru decorarea paharelor și vaselor în timpul Renașterii. Un fizician francez, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, produse textile decorate cu fire de sticlă în 1713, și Britanic inventatori duplicat feat în 1822., Un țesător britanic de mătase a făcut o țesătură de sticlă în 1842, iar un alt inventator, Edward Libbey, a expus o rochie țesută din sticlă la Expoziția columbiană din 1893 din Chicago. vata de sticlă, o masă pufoasă de fibre discontinue în lungimi aleatorii, a fost produsă pentru prima dată în Europa la începutul secolului, folosind un proces care implica desenarea fibrelor de la tije orizontal la un tambur rotativ. Câteva decenii mai târziu, a fost dezvoltat și brevetat un proces de filare. Materialul izolant din fibră de sticlă a fost fabricat în Germania în timpul Primului Război Mondial., Cercetarea și dezvoltarea care vizează producția industrială de fibre de sticlă au progresat în Statele Unite în anii 1930, sub conducerea a două companii majore, Owens-Illinois Glass Company și Corning Glass Works. Aceste companii au dezvoltat o fibră de sticlă fină, pliabilă, cu costuri reduse, prin desenarea sticlei topite prin orificii foarte fine. În 1938, aceste două companii au fuzionat pentru a forma Owens-Corning Fiberglas Corp. Acum, pur și simplu cunoscut sub numele de Owens-Corning, a devenit o $3-miliarde-de-un-an compania, și este un lider în fibra de sticla de piață., materiile prime de bază pentru produsele din fibră de sticlă sunt o varietate de minerale naturale și substanțe chimice fabricate. Principalele ingrediente sunt nisipul de silice, calcarul și cenușa de sodă. Alte ingrediente pot include alumină calcinată, borax, feldspat, sienită nefeline, magnezită și argilă caolin, printre altele. Nisipul de silice este folosit ca fostul de sticlă, iar cenușa de sodă și calcarul ajută în primul rând la scăderea temperaturii de topire. Alte ingrediente sunt folosite pentru a îmbunătăți anumite proprietăți, cum ar fi boraxul pentru rezistența chimică., Deșeurile de sticlă, numite și cioburi, sunt de asemenea utilizate ca materie primă. Materiile prime trebuie cântărite cu grijă în cantități exacte și amestecate bine împreună (numite dozare) înainte de a fi topite în sticlă.

procesul de fabricație

topirea

• 1 Odată ce lotul este pregătit, acesta este introdus într-un cuptor pentru topire. Cuptorul poate fi încălzit cu energie electrică, combustibil fosil sau o combinație a celor două. Temperatura trebuie să fie controlată cu precizie pentru a menține un flux neted și constant de sticlă., Sticla topită trebuie păstrată la o temperatură mai ridicată (aproximativ 2500°F ) decât alte tipuri de sticlă pentru a fi formată în fibre. Odată ce sticla devine topită, aceasta este transferată la echipamentul de formare printr-un canal (forehearth) situat la capătul cuptorului.

formarea în fibre

• 2 mai multe procese diferite sunt utilizate pentru a forma fibre, în funcție de tipul de fibră., Fibrele Textile pot fi formate din sticlă topită direct din cuptor sau sticla topită poate fi alimentată mai întâi la o mașină
  

  care formează marmură de sticlă cu diametrul de aproximativ 0,62 inch (1,6 cm). Aceste marmură permit ca sticla să fie inspectată vizual pentru impurități. Atât în topirea directă, cât și în procesul de topire a marmurei, bilele de sticlă sau de sticlă sunt alimentate prin bucșe încălzite electric (numite și filete). Bucșa este realizată din platină sau aliaj metalic, cu oriunde de la 200 la 3.000 de orificii foarte fine., Sticla topită trece prin orificii și iese ca filamente fine.

proces cu filament continuu

• 3 o fibră lungă, continuă poate fi produsă prin procesul cu filament continuu. După ce sticla curge prin găurile din bucșă, mai multe fire sunt prinse pe o bobină de mare viteză. Bobina se învârte la aproximativ 2 mile (3 km) pe minut, mult mai rapid decât rata de curgere din bucșe. Tensiunea scoate filamentele în timp ce sunt încă topite, formând fire o fracțiune din diametrul deschiderilor din bucșă., Se aplică un liant chimic, care ajută la împiedicarea ruperii fibrei în timpul procesării ulterioare. Filamentul este apoi înfășurat pe tuburi. Acum poate fi răsucite și pliate în fire.

procesul de fibre discontinue

• 4 o metodă alternativă este procesul staplefiber. Pe măsură ce sticla topită curge prin bucșe, jeturile de aer răcesc rapid filamentele. Exploziile turbulente de aer rup, de asemenea, filamentele în lungimi de 8-15 inci (20-38 cm). Aceste filamente cad printr-un spray de lubrifiant pe un tambur rotativ, unde formează o pânză subțire., Pânza este trasă din tambur și trasă într-un fir continuu de fibre asamblate slab. Acest fir poate fi prelucrat în fire prin aceleași procese utilizate pentru lână și bumbac.

fibre tocate

• 5 în loc să fie formate în fire, firul continuu sau cu capse lungi poate fi tăiat în lungimi scurte. Șuvița este montată pe un set de bobine, numite creel, și trasă printr-o mașină care o taie în bucăți scurte. Fibra tăiată este formată în covorașe la care se adaugă un liant. După întărire într-un cuptor, covorașul este rulat., Diferitele greutăți și grosimi oferă produse pentru zona zoster, acoperișuri construite sau covorașe decorative.

vată de sticlă

• 6 procesul rotativ sau spinner este utilizat pentru a face vată de sticlă. În acest proces, sticla topită din cuptor curge într-un recipient cilindric cu găuri mici. Pe măsură ce containerul se învârte rapid, fluxurile orizontale de sticlă curg din găuri. Fluxurile de sticlă topită sunt transformate în fibre printr-o explozie descendentă de aer, gaz fierbinte sau ambele. Fibrele cad pe o bandă transportoare, unde se intercalează între ele într-o masă fleecy., Aceasta poate fi utilizată pentru izolare sau lâna poate fi pulverizată cu un liant, comprimată în grosimea dorită și întărită într-un cuptor. Căldura stabilește liantul, iar produsul rezultat poate fi o placă rigidă sau semi-rigidă sau o batt flexibilă.

acoperiri de protecție

• 7 în plus față de lianți, alte acoperiri sunt necesare pentru produsele din fibră de sticlă. Lubrifianții sunt utilizați pentru a reduce abraziunea fibrelor și sunt fie pulverizați direct pe fibră, fie adăugați în liant., O compoziție antistatică este, de asemenea, uneori pulverizată pe suprafața covorașelor de izolație din fibră de sticlă în timpul etapei de răcire. Aerul de răcire tras prin covor face ca agentul antistatic să pătrundă pe întreaga grosime a covorașului. Agentul antistatic constă din două ingrediente—un material care minimizează generarea de electricitate statică și un material care servește ca inhibitor de coroziune și stabilizator.

  dimensionarea este orice acoperire aplicată fibrelor textile în operația de formare și poate conține unul sau mai multe componente (lubrifianți, lianți sau agenți de cuplare)., Agenții de cuplare sunt utilizați pe toroane care vor fi utilizate pentru armarea materialelor plastice, pentru a întări legătura cu materialul armat. uneori este necesară o operație de finisare pentru a îndepărta aceste acoperiri sau pentru a adăuga o altă acoperire. Pentru armăturile din plastic, dimensiunile pot fi îndepărtate cu căldură sau substanțe chimice și se aplică un agent de cuplare. Pentru aplicații decorative, țesăturile trebuie tratate termic pentru a îndepărta dimensiunile și pentru a seta țesătura. Acoperirile de bază pentru coloranți sunt apoi aplicate înainte de a muri sau de a imprima.,

formarea în forme

• 8 produse din fibra de sticla vin într-o mare varietate de forme, realizate folosind mai multe procese. De exemplu, izolația țevilor din fibră de sticlă este înfășurată pe forme asemănătoare tijei numite dornuri direct de la unitățile de formare, înainte de întărire. Formele de mucegai, în lungimi de 3 picioare (91 cm) sau mai puțin, sunt apoi întărite într-un cuptor. Lungimile întărite sunt apoi de-turnate pe lungime și tăiate în dimensiuni specificate. Placările sunt aplicate dacă este necesar, iar produsul este ambalat pentru expediere.,

controlul calității

în timpul producției de izolație din fibră de sticlă, materialul este eșantionat într-un număr de locații în proces pentru a menține calitatea. Aceste locuri includ: lot mixt fiind alimentat electric de topire; sticlă topită de la bucșa care alimentează fiberizer; fibra de sticla iese din fiberizer mașină; și finală a vindecat produs curs de dezvoltare de la capătul liniei de producție. Probele de sticlă și fibre în vrac sunt analizate pentru compoziția chimică și prezența defectelor folosind analizoare chimice sofisticate și microscoape., Distribuția dimensiunii particulelor materialului lot se obține prin trecerea materialului printr-un număr de site de dimensiuni diferite. Produsul final este măsurat pentru grosime după ambalare conform specificațiilor. O modificare a grosimii indică faptul că calitatea sticlei este sub standard. producătorii de izolație din fibră de sticlă folosesc, de asemenea, o varietate de proceduri de testare standardizate pentru a măsura, regla și optimiza rezistența acustică a produsului, absorbția sunetului și performanța barierei sonore., Proprietățile acustice pot fi controlate prin ajustarea variabilelor de producție, cum ar fi diametrul fibrei, densitatea în vrac, grosimea și conținutul liantului. O abordare similară este utilizată pentru a controla proprietățile termice.

viitorul

industria fibrei de sticlă se confruntă cu unele provocări majore în restul anilor 1990 și dincolo. Numărul producătorilor de izolație din fibră de sticlă a crescut datorită filialelor americane ale companiilor străine și îmbunătățirii productivității de către producătorii americani. Acest lucru a dus la o capacitate excesivă, pe care piața actuală și, probabil, viitoare nu o poate acomoda., pe lângă capacitatea excesivă, alte materiale de izolare vor concura. Lână de piatră a devenit utilizat pe scară largă din cauza procesului recent și îmbunătățiri ale produsului. Izolația din spumă este o altă alternativă la fibra de sticlă în pereții rezidențiali și acoperișurile comerciale. Un alt material concurent este celuloza, care este utilizată în izolarea mansardelor. din cauza cererii scăzute de izolare din cauza unei piețe de locuințe moi, consumatorii cer prețuri mai mici. Această cerere este, de asemenea, rezultatul tendinței continue de consolidare a comercianților cu amănuntul și a contractanților., Ca răspuns, industria izolației din fibră de sticlă va trebui să continue să reducă costurile în două domenii majore: energie și mediu. Vor trebui utilizate Cuptoare mai eficiente care nu se bazează pe o singură sursă de energie. cu depozitele de deșeuri care ating capacitatea maximă, producătorii din fibră de sticlă vor trebui să obțină o producție aproape zero pe deșeurile solide fără a crește costurile. Acest lucru va necesita îmbunătățirea proceselor de fabricație pentru a reduce deșeurile (și pentru deșeurile lichide și gazoase) și reutilizarea deșeurilor ori de câte ori este posibil., astfel de deșeuri pot necesita reprocesare și retopire înainte de reutilizare ca materie primă. Mai mulți producători abordează deja aceste probleme.