Fiberglas henviser til en gruppe produkter fremstillet af individuelle glasfibre kombineret til forskellige former. Glasfibre kan opdeles i to hovedgrupper i henhold til deres geometri: kontinuerlige fibre, der bruges i garn og tekstiler, og de diskontinuerlige (korte) fibre, der bruges som slag, tæpper eller tavler til isolering og filtrering. Fiberglas kan dannes til garn meget som uld eller bomuld og væves ind i stof, der undertiden bruges til gardiner. Fiberglas -tekstiler bruges ofte som forstærkningsmateriale til støbt og lamineret plast. Fiberglasuld, et tykt, fluffy materiale fremstillet af diskontinuerlige fibre, bruges til termisk isolering og lydabsorption. Det findes ofte i skott og ubådskum og skrog; bilmotorrum og kropspanelforinger; i ovne og klimaanlæg; akustiske væg- og loftspaneler; og arkitektoniske partitioner. Fiberglas kan skræddersyes til specifikke applikationer, såsom type E (elektrisk), der bruges som elektrisk isoleringstape, tekstiler og forstærkning; Type C (kemikalie), der har overlegen syremodstand og type T, til termisk isolering.
Selvom kommerciel brug af glasfiber er relativt nyere, skabte kunsthåndværkere glasstrenge til udsmykning af bæger 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 silkevæver lavede et glasstof i 1842, og en anden opfinder, Edward Libbey, udstillede en Kjole vævet af glas ved den columbianske udstilling i 1893 i Chicago.
Glasuld, en fluffy masse af diskontinuerlig fiber i tilfældige længder, blev først produceret i Europa ved århundredeskiftet ved anvendelse af en proces, der involverede tegning af fibre fra stænger vandret til en roterende tromme. Flere årtier senere blev der udviklet en spindingsproces og patenteret. Isulerende materiale til glasfiber blev fremstillet i Tyskland under første verdenskrig. Forskning og udvikling rettet mod den industrielle produktion af glasfibre skred frem i USA i 1930'erne under ledelse af to større virksomheder, Owens-Illinois Glass Company og Corning Glass Fungerer. Disse virksomheder udviklede en fin, bøjelig, billig glasfiber ved at tegne smeltet glas gennem meget fine åbninger. I 1938 fusionerede disse to virksomheder til at danne Owens-Corning Fiberglas Corp., der nu er kendt som Owens-Corning, det er blevet et selskab på 3 milliarder dollars om året og er førende inden for glasfibermarkedet.
Råmaterialer
De grundlæggende råmaterialer til glasfiberprodukter er en række naturlige mineraler og fremstillede kemikalier. De vigtigste ingredienser er silicasand, kalksten og soda. Andre ingredienser kan omfatte calcined aluminiumoxid, boraks, feldspat, nephelin -syenit, magnesit og kaolin -ler, blandt andre. Silicasand bruges som tidligere glas, og soda og kalksten hjælper primært med at sænke smeltetemperaturen. Andre ingredienser bruges til at forbedre visse egenskaber, såsom boraks til kemisk resistens. Affaldsglas, også kaldet Cullet, bruges også som et råmateriale. Råmaterialerne skal vejes omhyggeligt i nøjagtige mængder og blandes grundigt sammen (kaldet batching), før de smeltes i glas.
Fremstillingen
Behandle
Smeltning
Når batchet er forberedt, føres den ind i en ovn til smeltning. Ovnen kan opvarmes af elektricitet, fossilt brændstof eller en kombination af de to. Temperaturen skal kontrolleres nøjagtigt for at opretholde en glat, stabil strøm af glas. Det smeltede glas skal holdes ved en højere temperatur (ca. 2500 ° F [1371 ° C]) end andre typer glas for at blive dannet til fiber. Når glasset er smeltet, overføres det til formningsudstyret via en kanal (ære) placeret i slutningen af ovnen.
Dannes til fibre
Flere forskellige processer bruges til at danne fibre, afhængigt af fibertypen. Tekstilfibre kan dannes fra smeltet glas direkte fra ovnen, eller det smeltede glas kan først fodres til en maskine, der danner glasmølle på ca. 0,62 tommer (1,6 cm) i diameter. Disse kugler tillader, at glasset inspiceres visuelt for urenheder. I både den direkte smelte- og marmorsmeltproces føres glas- eller glasmølleen gennem elektrisk opvarmede bøsninger (også kaldet spinneret). 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 billedproces
En lang, kontinuerlig fiber kan produceres gennem den kontinuerlige filamentproces. Efter at glasset strømmer gennem hullerne i bøsningen, fanges flere tråde på en højhastighedsvinder. Vinderen drejer sig om ca. 3 km (3 km) i minuttet, meget hurtigere end strømningshastigheden fra bøsningerne. Spændingen trækker filamenterne ud, mens den stadig er smeltet og danner strenge en brøkdel af åbningens diameter i bøsningen. Et kemisk bindemiddel påføres, hvilket hjælper med at forhindre, at fiberen bryder under senere behandling. Veramentet vikles derefter på rørene. Det kan nu blive snoet og plejet ind i garn.
Staple-fiberproces
En alternativ metode er Staplefiber -processen. Når det smeltede glas flyder gennem bøsningerne, afkøler luftstrålerne hurtigt filamenterne. De turbulente bursts af luft bryder også filamenterne i længder på 20-38 cm. Disse filamenter falder gennem en spray af smøremiddel på en roterende tromme, hvor de danner et tyndt web. Internettet er hentet fra tromlen og trukket ind i en kontinuerlig streng med løst samlede fibre. Denne streng kan behandles til garn ved de samme processer, der bruges til uld og bomuld.
Hakket fiber
I stedet for at blive dannet til garn, kan den kontinuerlige eller langbaserede streng hugges i korte længder. Stranden er monteret på et sæt spole, kaldet en creel og trukket gennem en maskine, der kobber den i korte stykker. Den hakkede fiber dannes til måtter, som der tilføjes et bindemiddel til. Efter hærdning i en ovn rulles måtten op. Forskellige vægte og tykkelser giver produkter til helvedesild, opbygget tagdækning eller dekorative måtter.
Glasuld
Rotations- eller spinnerprocessen bruges til at fremstille glasuld. I denne proces strømmer smeltet glas fra ovnen ind i en cylindrisk beholder med små huller. Når beholderen hurtigt drejes, strømmer vandrette vandløb ud af hullerne. De smeltede glasstrømme omdannes til fibre ved en nedadgående luft, varm gas eller begge dele. Fibrene falder på et transportbånd, hvor de sammenkæder med hinanden i en fleecy masse. Dette kan bruges til isolering, eller uld kan sprøjtes med et bindemiddel, komprimeres i den ønskede tykkelse og helbredes i en ovn. Varmen indstiller bindemidlet, og det resulterende produkt kan være et stift eller halvt markant bræt eller et fleksibelt batt.
Beskyttelsesbelægninger
Ud over bindemidler kræves andre overtræk til glasfiberprodukter. Smøremidler bruges til at reducere fiberslidelse og sprøjtes enten direkte på fiberen eller tilsættes i bindemidlet. En anti-statisk sammensætning sprøjtes også undertiden på overfladen af glasfiberisoleringsmåtter under køletrinnet. Køle luft trukket gennem måtten får det antistatiske middel til at trænge ind i måtten tykkelsen. Det antistatiske middel består af to ingredienser-et materiale, der minimerer genereringen af statisk elektricitet, og et materiale, der tjener som en korrosionsinhibitor og stabilisator. Flere komponenter (smøremidler, bindemidler eller koblingsmidler). Koblingsmidler bruges på tråde, der vil blive brugt til at forstærke plast, til at styrke bindingen til det forstærkede materiale. Nogle gange er der krævet en afsluttende operation for at fjerne disse belægninger eller for at tilføje en anden belægning. For plastforstærkninger kan slugerne fjernes med varme eller kemikalier og et koblingsmiddel påført. Ved dekorative applikationer skal stoffer være varmebehandlet for at fjerne sving og for at indstille vævet. Dye basisbelægninger påføres derefter, før de dør eller udskrives.
Dannes til former
Fiberglasprodukter findes i en lang række former, lavet ved hjælp af flere processer. For eksempel vikles glasfiberrørisolering på stavlignende former kaldet dorn direkte fra de dannende enheder inden hærdning. Formformerne, i længderne på 91 cm eller mindre, hærdes derefter i en ovn. De hærdede længder deformede derefter i længderetningen og saves til specificerede dimensioner. Anvendelser påføres om nødvendigt, og produktet pakkes til forsendelse.
Kvalitetskontrol
Under produktionen af glasfiberisolering samples materiale på en række steder i processen for at opretholde kvalitet. Disse placeringer inkluderer: den blandede batch, der føres til den elektriske melter; smeltet glas fra bøsningen, der fodrer fiberizeren; Glasfiber, der kommer ud af Fiberizer -maskinen; og det endelige hærdede produkt, der opstår fra slutningen af produktionslinjen. Bulkglas- og fiberprøver analyseres for kemisk sammensætning og tilstedeværelsen af mangler ved hjælp af sofistikerede kemiske analysatorer og mikroskoper. Partikelstørrelsesfordeling af batchmaterialet opnås ved at føre materialet gennem en række forskellige størrelser. Det endelige produkt måles for tykkelse efter emballering i henhold til specifikationer. 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 produktakustisk modstand, lydabsorption og lydbarriereydelse. De akustiske egenskaber kan kontrolleres ved at justere sådanne produktionsvariabler som fiberdiameter, bulkdensitet, tykkelse og bindemiddelindhold. En lignende tilgang bruges til at kontrollere termiske egenskaber.
Fremtiden
Fiberglasindustrien står over for nogle store udfordringer i resten af 1990'erne og derover. Antallet af producenter af glasfiberisolering er steget på grund af amerikanske datterselskaber af udenlandske virksomheder og forbedringer i produktivitet fra amerikanske producenter. Dette har resulteret i overskydende kapacitet, som det nuværende og måske fremtidige marked ikke kan rumme.
Foruden overskydende kapacitet vil andre isoleringsmaterialer konkurrere. Rockuld er blevet vidt brugt på grund af nylige processer og produktforbedringer. Skumisolering er et andet alternativ til glasfiber i boligvægge og kommercielle tag. Et andet konkurrerende materiale er cellulose, der 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 til konsolidering af detailhandlere og entreprenører. Som svar skal glasfiberisoleringsindustrien fortsætte med at reducere omkostningerne i to hovedområder: energi og miljø. Mere effektive ovne skal bruges, som ikke kun er afhængige af en energikilde.
Med deponeringsanlæg, der når maksimal kapacitet, er glasfiberproducenter nødt til at opnå næsten nul output på fast affald uden at øge omkostningerne. Dette vil kræve forbedring af fremstillingsprocesser for at reducere affald (til væske- og gasaffald) og genbruge affald, hvor det er muligt.
Et sådant affald kan kræve oparbejdning og remeltning, før man genbruger som råmateriale. Flere producenter behandler allerede disse problemer.
Posttid: juni-11-2021