Slobra vlákna odkazuje na skupinu produktů vyrobených z jednotlivých skleněných vláken kombinovaných do různých forem. Skleněná vlákna lze rozdělit do dvou hlavních skupin podle jejich geometrie: kontinuální vlákna používaná v přízích a textilu a diskontinuální (krátká) vlákna používaná jako pálka, přikrývky nebo desky pro izolaci a filtraci. Slobra vláken může být vytvořena do příze podobně jako vlna nebo bavlna a tkaná do tkaniny, která se někdy používá pro závěsy. Textilie ze skleněných vláken se běžně používají jako zesílený materiál pro lisované a laminované plasty. Pro tepelnou izolaci a absorpci zvuku se používá vlna ze skleněných vláken, hustý, načechraný materiál vyrobený z diskontinuálních vláken. Běžně se vyskytuje v lodi a ponorkách přepážky a trupy; Oddíly automobilových motorů a vložky těla; v pecích a klimatizačních jednotkách; akustické stěny a stropní panely; a architektonické oddíly. Slobra vláken může být přizpůsobena pro specifické aplikace, jako je typ E (elektřina), používaný jako elektrická izolační páska, textil a výztuž; Typ C (chemická), který má vynikající odolnost proti kyselině a typ T pro tepelnou izolaci.
Ačkoli komerční použití skleněných vláken je relativně nedávné, řemeslníci vytvořili skleněné prameny pro zdobení pohárů a váz během renesance. Francouzský fyzik, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, produkoval textilie zdobené jemnými skleněnými prameny v roce 1713, a britští vynálezci duplikovali výkon v roce 1822. Britský hedvábný tkač vyrobil skleněnou látku v roce 1842 a další vynálezce, Edward Libbey, vystavil Šaty tkané ze skla na kolumbijské expozici z roku 1893 v Chicagu.
Skleněná vlna, načechraná hmota diskontinuálního vlákna v náhodných délkách, byla poprvé vyrobena v Evropě na přelomu století, pomocí procesu, který zahrnoval vodorovně nakreslit vlákna z prutů do revolvingového bubnu. O několik desetiletí později byl vyvinut a patentován proces točení. Izolační materiál ze skleněných vláken byl vyroben v Německu během první světové války I. Výzkum a vývoj zaměřený na průmyslovou produkci skleněných vláken postupoval ve Spojených státech ve 30. letech, pod vedením dvou hlavních společností, Glass Company Owens-Illinois Glass a Corning Glass Funguje. Tyto společnosti vyvinuly jemné, poddajné, nízkonákladové skleněné vlákno nakreslením roztaveného skla přes velmi jemné otvory. V roce 1938 se tyto dvě společnosti sloučily a vytvořily Owens-Corning Fiberglas Corp., nyní známé jako Owens-Corning, stala se společností 3 miliardy dolarů ročně a je lídrem na trhu ze skleněných vláken.
Suroviny
Základní suroviny pro produkty ze skleněných vláken jsou různé přírodní minerály a vyráběné chemikálie. Hlavními ingrediencemi jsou křemičitý písek, vápenec a popel soda. Mezi další složky mohou patřit mimo jiné kalcinované aluminy, borax, živce, syenit nefeliny, hořčík a kaolin jíl. Jako bývalý sklo se používá oxid křemičitý a popel a vápenec sódy pomáhá především ke snížení teploty tání. Jiné složky se používají ke zlepšení určitých vlastností, jako je borax pro chemickou odolnost. Odpadní sklo, také nazývané Cullet, se také používá jako surovina. Suroviny musí být pečlivě zváženy v přesných množstvích a před roztavením do skla.
Výroba
Proces
Tání
Jakmile je dávka připravena, je přiváděna do pece pro tání. Pec může být zahřívána elektřinou, fosilním palivem nebo kombinací těchto dvou. Teplota musí být přesně ovládána, aby se udržel hladký a stabilní tok skla. Roztavené sklo musí být udržováno při vyšší teplotě (asi 2500 ° F [1371 ° C]) než jiné typy skla, aby se mohly být vytvořeny do vlákna. Jakmile se sklo roztaví, je přenesena do formovacího zařízení přes kanál (forehearth) umístěný na konci pece.
Formování do vláken
K vytvoření vláken se používá několik různých procesů v závislosti na typu vlákna. Textilní vlákna mohou být vytvořena z roztaveného skla přímo z pece nebo roztavené sklo může být přiváděno nejprve do stroje, který tvoří skleněné kuličky o průměru asi 0,62 palce (1,6 cm). Tyto kuličky umožňují, aby se sklo vizuálně zkontrolovalo na nečistoty. V procesu přímého roztavení a mramoru jsou skleněné nebo skleněné kuličky krmeny elektricky vyhřívanými pouzdrami (také nazývané spinnerety). Pouzdro je vyrobeno z platinové nebo kovové slitiny, kde je od 200 do 3 000 velmi jemných otvorů. Roztavené sklo prochází otvory a vychází jako jemná vlákna.
Proces nepřetržitého prvku
Dlouhé, kontinuální vlákno může být produkováno procesem kontinuálního prvku. Poté, co sklenice protéká otvory v pouzdru, se na vysokorychlostním navíječi chytí více pramenů. Navíječ se točí asi 2 mil (3 km) za minutu, mnohem rychlejší než rychlost toku z pouzdrů. Napětí vytáhne vlákna, zatímco je stále roztavená, vytvoření pramenů průměru otvorů při pouzdru. Používá se chemické pojivo, které pomáhá zabránit zlomení vlákna během pozdějšího zpracování. Vlákno je poté navinuté na zkumavky. Nyní může být zkroucena a zakroucena do příze.
Proces svorek vláken
Alternativní metodou je proces svorky. Jak roztavené sklo protéká pouzdrami, proudy vzduchu rychle ochlazují vlákna. Turbulentní výbuchy vzduchu také rozbijí vlákna na délky 8-15 palců (20-38 cm). Tato vlákna padají sprejem maziva na otočný buben, kde tvoří tenký web. Web je nakreslen z bubnu a zatažen do kontinuálního pramene volně sestavených vláken. Tento pramen může být zpracován do příze stejnými procesy používanými pro vlnu a bavlnu.
Nasekané vlákno
Místo toho, aby byl vytvořen do příze, může být kontinuální nebo dlouhý prvek nasekán do krátkých délek. Strand je namontován na sadě cívek, nazývaný creel, a protáhl stroj, který ho naseká na krátké kusy. Nasekané vlákno se tvoří do rohoží, ke kterým se přidá pořadač. Po vytvrzení v troubě je rohož srodena. Různé hmotnosti a tloušťky dávají výrobky pro šindele, zabudované zastřešení nebo dekorativní rohože.
Skleněná vlna
Proces rotační nebo spinneru se používá k výrobě skleněné vlny. V tomto procesu proudí roztavené sklo z pece do válcové nádoby s malými otvory. Jak se kontejner rychle otáčí, z otvorů vytékají vodorovné proudy skla. Roztavené skleněné toky jsou přeměněny na vlákna výbuchem vzduchu, horkého plynu nebo obojí. Vlákna padají na dopravní pás, kde se vzájemně prokládají do fleecy mše. To lze použít pro izolaci nebo vlna může být nastříkána pojištěním, stlačena do požadované tloušťky a vyléčena v troubě. Teplo nastavuje pořadač a výsledným produktem může být tuhá nebo poloobchodní deska nebo flexibilní Batt.
Ochranné povlaky
Kromě pojiv jsou pro produkty ze skleněných vláken vyžadovány další povlaky. Maziva se používají ke snížení otěru vláken a buď se přímo stříká na vlákno, nebo se přidávají do pojiva. Během chladicího kroku je někdy někdy nastříkáno antistatické složení na povrch izolačních rohoží ze skleněných vláken. Chladicí vzduch protažený přes rohož způsobuje, že antistatické činidlo proniká do celé tloušťky rohože. Antistatický činidlo se skládá ze dvou složek-materiálu, který minimalizuje tvorbu statické elektřiny, a materiál, který slouží jako inhibitor a stabilizátor koroze, je jakýkoli povlak aplikovaný na textilní vlákna ve formovací operaci a může obsahovat jeden nebo nebo obsahovat jeden nebo nebo obsahovat jeden nebo obsahovat jeden nebo může obsahovat jeden nebo nebo obsahovat jeden nebo obsahovat jeden nebo obsahovat jeden nebo Více složek (maziva, pojiva nebo spojovací činidla). Spojovací činidla se používají na pramenech, které budou použity pro posílení plastů, k posílení vazby na zesílený materiál. Někdy je k odstranění těchto povlaků nutná dokončovací operace nebo k přidání dalšího povlaku. Pro plastové výztuže mohou být odstraněny stranami teplem nebo chemikáliemi a nanesením spojovacího činidla. U dekorativních aplikací musí být textilie ošetřena teplem, aby se odstranily strany a pro stanovení vazby. Před smrtí nebo tiskem se potom aplikují základní povlaky barviva.
Formování do tvarů
Výrobky ze skleněných vláken přicházejí v široké škále tvarů, vyrobených pomocí několika procesů. Například izolace potrubí ze skleněných vláken je před vytvrzováním navinuta na tyčinky zvané mandely přímo z formovacích jednotek. Formy se tvoří, v délkách 3 stop (91 cm) nebo méně, poté jsou vyléčeny v troubě. Vytvořené délky jsou poté podélně demontény a řeší do specifikovaných rozměrů. V případě potřeby se používají obložení a produkt je zabalen pro odeslání.
Kontrola kvality
Během produkce izolace ze skleněných vláken je materiál vzorkován na řadě míst v procesu, aby si udržel kvalitu. Tato umístění zahrnují: smíšená dávka přiváděná do elektrického tavení; roztavené sklo z pouzdra, které krmí vlákno; skleněné vlákno vycházející z vlákna; a konečný vyléčený produkt se objevil od konce výrobní linky. Vzorky hromadného skla a vláken jsou analyzovány na chemické složení a přítomnost nedostatků pomocí sofistikovaných chemických analyzátorů a mikroskopů. Rozložení velikosti částic dávkového materiálu se získá procházením materiálem přes řadu různých velikostí. Konečný produkt se měří na tloušťku po balení podle specifikací. Změna tloušťky naznačuje, že kvalita skla je pod standardem.
Výrobci izolace ze skleněných vláken také používají řadu standardizovaných zkušebních postupů k měření, úpravě a optimalizaci akustického odporu produktu, absorpci zvuku a výkonu bariéry zvuku. Akustické vlastnosti lze řídit úpravou takových výrobních proměnných, jako je průměr vlákna, hromadná hustota, tloušťka a obsah pojivo. Podobný přístup se používá k řízení tepelných vlastností.
Budoucnost
Průmysl ze skleněných vláken čelí některým hlavním výzvám ve zbytku 90. a dále. Počet výrobců izolace ze skleněných vláken se zvýšil v důsledku amerických dceřiných společností zahraničních společností a zlepšení produktivity amerických výrobců. To mělo za následek nadměrnou kapacitu, kterou současný a možná budoucí trh nemůže přizpůsobit.
Kromě nadměrné kapacity budou soutěžit jiné izolační materiály. Skalní vlna se široce využívala kvůli nedávným zlepšením procesu a produktu. Pěnová izolace je další alternativou k sklonu vlákna v obytných stěnách a komerčních střechách. Dalším konkurenčním materiálem je celulóza, která se používá v izolaci podkroví.
Vzhledem k nízké poptávce po izolaci v důsledku trhu s měkkým bydlením spotřebitelé požadují nižší ceny. Tato poptávka je také výsledkem pokračujícího trendu v konsolidaci maloobchodníků a dodavatelů. V reakci na to bude izolační průmysl ze skleněných vláken muset i nadále snižovat náklady ve dvou hlavních oblastech: energie a životní prostředí. Efektivnější pece budou muset být použity, které se nespoléhají pouze na jeden zdroj energie.
Vzhledem k tomu, že skládky dosahují maximální kapacity, budou výrobci ze skleněných vláken muset dosáhnout téměř nulové produkce pevného odpadu bez zvýšení nákladů. To bude vyžadovat zlepšení výrobních procesů ke snížení odpadu (také pro odpad kapaliny a plynu) a opětovné použití odpadu, kdykoli je to možné.
Takový odpad může vyžadovat přepracování a přemístění před opětovným použitím jako suroviny. Několik výrobců již tyto problémy řeší.
Čas příspěvku: 1. 11-2021