Cumu hè fatta a fibra di vetro?

Fibreglass si riferisce à un gruppu di prudutti fatti da fibre di vetru individuali cumminati in una varietà di forme. Fibre di vetru pò esse divisu in dui gruppi maiò secondu a so geometria: fibri cuntinui utilizati in filati è tessili, è fibri discontinu (corti) utilizati cum'è batti, mantelli, o tavule per l'insulazione è filtrazione. A fibra di vetru pò esse furmatu in filatu cum'è lana o cuttuni, è tissutu in tela chì hè qualchì volta utilizata per draperies. I tessili di fibra di vetro sò cumunimenti usati com'è materiale di rinfurzamentu per i plastichi stampati è laminati. A lana di fibra di vetro, un materiale grossu è fluffy fattu di fibre discontinue, hè aduprata per l'insulazione termale è l'absorzione di u sonu. Hè cumunimenti truvata in paratia è scafi di navi è sottumarini; compartimenti di mutore di l'automobile è rivestimenti di pannelli di corpu; in furnace è unità di climatizazione; pannelli acustici di muru è tettu; e partizioni architettoniche. Fibreglass pò esse adattatu per applicazioni specifiche, cum'è Type E (elettricu), utilizatu com'è cinta d'insulazione elettrica, tessili è rinforzu; Tipu C (chimicu), chì hà una resistenza à l'acidu superiore, è Tipu T, per l'insulazione termale.

Ancu l'usu cummerciale di a fibra di vetru hè relativamente recente, l'artighjani creanu filamenti di vetru per a decorazione di calici è vasi durante u Rinascimentu. Un fisicu francese, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, hà pruduttu tessili decorati cù fili di vetru fini in u 1713, è l'invintori britannichi duplicò l'impresa in u 1822. Un tessitore di seta britannicu hà fattu un tessulu di vetru in u 1842, è un altru inventore, Edward Libbey, hà mostratu un vestitu tissutu di vetru à l'Esposizione Colombiana di u 1893 in Chicago.

A lana di vetru, una massa fluffy di fibra discontinua in lunghezze aleatorii, hè stata prima pruduciutu in Europa à a fine di u seculu, utilizendu un prucessu chì implicava sguassate fibre da verghe orizontali à un tamburinu giranti. Parechji decennii dopu, un prucessu di filatura hè statu sviluppatu è patentatu. U materiale insulating di fibra di vetru hè statu fabbricatu in Germania durante a Prima Guerra Munniali. A ricerca è u sviluppu destinatu à a pruduzzione industriale di fibre di vetru hà avanzatu in i Stati Uniti in l'anni 1930, sottu a direzzione di duie grande cumpagnie, a Owens-Illinois Glass Company è Corning Glass. Opere. Queste cumpagnie anu sviluppatu una fibra di vetru fina, flexibule è di prezzu bassu, trascinendu u vetru fusu attraversu orifizii assai fini. In u 1938, sti dui cumpagnii fusioni per furmà Owens-Corning Fiberglas Corp. Avà solu cunnisciutu cum'è Owens-Corning, hè diventatu una cumpagnia di $ 3 miliardi à l'annu, è hè un capu in u mercatu di fibreglass.

Materia prima

E materie prime basi per i prudutti di fibra di vetro sò una varietà di minerali naturali è chimichi fabbricati. L'ingredienti principali sò sabbia di silice, calcariu è soda. L'altri ingredienti ponu include alumina calcinata, borax, feldspar, nepheline syenite, magnesite è caolin argilla, frà altri. A sabbia di silice hè usata cum'è u vetru di vetru, è a soda è u calcariu aiutanu principalmente à calà a temperatura di fusione. L'altri ingredienti sò usati per migliurà certe proprietà, cum'è borax per a resistenza chimica. U vetru residuale, chjamatu ancu cullet, hè ancu usatu cum'è materia prima. A materia prima deve esse pesata currettamente in quantità esatta è mischiate bè (chjamatu batching) prima di esse fuse in vetru.

A Fabbricazione
Prucessu

Melting

Quandu u batch hè preparatu, hè alimentatu in un furnace per funnu. U furnace pò esse riscaldatu da l'electricità, i fossili, o una cumminazione di i dui. A temperatura deve esse cuntrullata precisamente per mantene un flussu lisu è stabile di vetru. U vetru fusu deve esse mantinutu à una temperatura più altu (circa 2500 ° F [1371 ° C]) chì altri tipi di vetru per esse furmatu in fibra. Una volta chì u vetru si funnu, hè trasferitu à l'equipaggiu di furmazione per via di un canali (forehearth) situatu à a fine di u furnace.

Formendu in fibre

Diversi prucessi sò usati per furmà fibre, secondu u tipu di fibra. Fibres tessili pò esse furmatu da u vetru fusu direttamente da u furnace, o u vetru fusu pò esse alimentatu prima à una macchina chì forma marmi di vetru di circa 0,62 inch (1,6 cm) di diametru. Questi marmi permettenu à u vetru per esse inspeccionatu visualmente per impurità. In u prucessu di fusione diretta è di fusione di marmura, i marmi di vetru o di vetru sò alimentati da bushings riscaldati elettricamente (chjamati ancu spinnerets). U bushing hè fattu di platinu o di lega metallica, cù in ogni locu da 200 à 3000 orifizii assai fini. U vetru fondu passa per l'orifizii è esce cum'è filamenti fini.

Prucessu di filamentu cuntinuu

Una fibra longa è cuntinuu pò esse pruduciutu attraversu u prucessu di filamentu cuntinuu. Dopu chì u vetru scorri à traversu i buchi in u bushing, parechji filamenti sò chjappi nantu à un winder d'alta veloce. U winder gira à circa 2 miles (3 km) per minutu, assai più veloce di u ritmu di flussu da i bushings. A tensione tira fora i filamenti mentre sò ancora fusi, furmendu filamenti una frazzioni di u diametru di l'apertura in u bushing. Un ligatu chimicu hè appiicatu, chì aiuta à mantene a fibra da rompe durante u prucessu più tardi. U filamentu hè poi avvoltu nantu à i tubi. Avà pò esse torciatu è plied in filatu.

Prucessu di fibre di fioru

Un metudu alternativu hè u prucessu di staplefiber. Quandu u vetru fusu scorri à traversu i bushings, i ghjetti d'aria rinfriscà rapidamente i filamenti. I turbulenti di l'aria rompenu ancu i filamenti in lunghezze di 8-15 inches (20-38 cm). Questi filamenti cascanu per un spruzzo di lubricante nantu à un tamburinu rivoltante, induve formanu una tela fina. U web hè tiratu da u tamburinu è tiratu in un filu cuntinuu di fibri assemblati liberamente. Stu filu pò esse trasfurmatu in filatu cù i stessi prucessi utilizati per a lana è u cuttuni.

Fibra tritata

Invece di esse furmatu in filatu, u filu cuntinuu o longu di staple pò esse tagliatu in cortu longu. U filu hè muntatu nantu à un inseme di bobine, chjamatu creel, è tiratu attraversu una macchina chì a taglia in pezzi brevi. A fibra chopped hè furmata in stuoie à quale hè aghjuntu un legante. Dopu a guariscenza in un fornu, u tappettu hè rotulatu. Diversi pesi è spessori dà prudutti per shingles, tetti custruiti, o stuoie decorative.

Lana di vetru

U prucessu rotativu o spinner hè utilizatu per fà lana di vetru. In questu prucessu, u vetru fusu da u furnace scorri in un cuntainer cilindric chì hà picculi buchi. Quandu u cuntinuu gira rapidamente, flussi horizontali di vetru scorri da i buchi. I flussi di vetru fusu sò cunvertiti in fibre da una splutazioni d'aria, di gas caldu, o di i dui. I fibri cascanu nantu à un cinturione trasportatore, induve si intreccianu cù l'altri in una massa fleecy. Questu pò esse usatu per l'insulazione, o a lana pò esse spruzzata cù un aglutinante, cumpressa in u gruixu desideratu, è curata in un fornu. U calore stabilisce u ligatu, è u pruduttu risultatu pò esse un tavulinu rigidu o semi-rigidu, o un batt flexible.

Rivestimenti protettivi

In più di i leganti, altri rivestimenti sò necessarii per i prudutti di fibra di vetro. I lubricanti sò usati per riduce l'abrasione di a fibra è sò spruzzati direttamente nantu à a fibra o aghjunghjenu in u legante. Una cumpusizioni anti-statica hè ancu qualchì volta spruzzata nantu à a superficia di tappe d'insulazione di fibra di vetro durante u passu di rinfrescamentu. L'aria di rinfrescante trascinata da u tappettu face chì l'agentu antistaticu penetre in tuttu u spessore di u tappettu. L'agentu antistaticu hè custituitu di dui ingredienti - un materiale chì minimizza a generazione di l'electricità statica, è un materiale chì serve com'è inhibitore di corrosione è stabilizzante. A dimensione hè qualsiasi revestimentu applicatu à fibri tessili in l'operazione di furmazione, è pò cuntene unu o più cumpunenti (lubrificanti, leganti, o agenti di accoppiamentu). L'agenti d'accoppiamentu sò usati nantu à i filamenti chì anu da esse usatu per rinfurzà i plastichi, per rinfurzà u ligame à u materiale rinfurzatu. A volte una operazione di finitura hè necessaria per caccià sti rivestimenti, o per aghjunghje un altru revestimentu. Per i rinforzi plastichi, i sizings ponu esse eliminati cù u calore o chimichi è un agentu di accoppiamentu applicatu. Per l'applicazioni di decoru, i tessuti devenu esse trattati termicamente per sguassà e taglie è per stabilisce u tissutu. I rivestimenti di basa di tintura sò allora appiicati prima di moriri o di stampa.

Formendu in forme

I prudutti di Fibreglass sò in una larga varietà di formi, fatti cù parechji prucessi. Per esempiu, l'insulazione di u tubu di fibra di vetro hè avvolta nantu à forme simili à bastone chjamate mandrini direttamente da l'unità di furmazione, prima di cura. I formi di muffa, in lunghezze di 3 piedi (91 cm) o menu, sò poi guariti in un fornu. Les longueurs durcis sont ensuite démoulées dans le sens de la longueur et sciées aux dimensions spécifiées. Faces sò applicati se necessariu, è u pruduttu hè imballatu per a spedizione.

Controlu di qualità

Duranti a pruduzzione di l'insulazioni in fibra di vetro, u materiale hè campionatu in una quantità di lochi in u prucessu per mantene a qualità. Questi lochi includenu: u batch mixed esse alimentatu à u melter electricu; vetru fusu da u bushing chì alimenta u fiberizer; fibra di vetru chì esce da a macchina di fibra; è u pruduttu finale guaritu chì emerge da a fine di a linea di produzzione. I mostri di vetru è di fibre sò analizati per a cumpusizioni chimica è a presenza di difetti cù analizatori chimichi è microscopi sofisticati. A distribuzione di dimensioni di particella di u materiale batch hè ottenuta passendu u materiale à traversu una quantità di taglie di dimensioni diverse. U pruduttu finali hè misuratu per u spessore dopu l'imballu secondu e specificazioni. Un cambiamentu di spessore indica chì a qualità di vetru hè sottu à u standard.

I pruduttori di insulazioni in fibra di vetro utilizanu ancu una varietà di prucessi standardizati per misurà, aghjustà è ottimisà a resistenza acustica di u produttu, l'assorbimentu di u sonu è u rendiment di a barriera di u sonu. E proprietà acustiche ponu esse cuntrullate aghjustendu variabili di produzzione cum'è u diametru di a fibra, a densità apparente, u spessore è u cuntenutu di aglutinante. Un approcciu simili hè utilizatu per cuntrullà e proprietà termali.

U Futuru

L'industria di a fibra di vetru face alcune sfide maiò annantu à u restu di l'anni 1990 è oltre. U numaru di pruduttori di l'insulazione di fibra di vetro hè aumentatu per via di i filiali americani di cumpagnie straniere è i migliuramentu di a produtividade da i fabricatori americani. Questu hà risultatu in una capacità eccessiva, chì u mercatu attuale è forse futuru ùn pò micca accoglie.

In più di a capacità eccessiva, altri materiali d'insulazione cumpetenu. A lana di roccia hè diventata largamente usata per via di i prucessi recenti è di i migliori di u produttu. L'insulazione in schiuma hè una altra alternativa à a fibra di vetro in i muri residenziali è i tetti cummerciale. Un altru materiale cuncurrente hè a cellulosa, chì hè utilizata in l'insulation attic.

A causa di a bassa dumanda di insulazione per via di un mercatu di l'abitazione molle, i cunsumatori esigenu prezzi più bassi. Questa dumanda hè ancu u risultatu di a tendenza cuntinua in a cunsulidazione di i rivenditori è i cuntratturi. In risposta, l'industria di l'insulazione in fibra di vetru duverà cuntinuà à cuntinuà à tagliate i costi in dui grandi spazii: energia è ambiente. I furnace più efficaci anu da esse utilizatu chì ùn si basanu micca solu in una sola fonte d'energia.

Cù i discaricamenti chì righjunghjenu a capacità massima, i pruduttori di fibra di vetro duveranu ottene quasi zero produzzione di rifiuti solidi senza aumentà i costi. Questu averebbe bisognu di migliurà i prucessi di fabricazione per riduce i rifiuti (anche per i rifiuti liquidi è di gas) è riutilizà i rifiuti induve pussibule.

Tali rifiuti ponu esse bisognu di riprocessamentu è rifondu prima di riutilizà cum'è materia prima. Parechji pruduttori sò digià affruntendu questi prublemi.