Kiel vitrofibro estas farita?

Fibro -vitro rilatas al grupo de produktoj faritaj el individuaj vitraj fibroj kombinitaj en diversajn formojn. Vitraj fibroj povas esti dividitaj en du gravajn grupojn laŭ sia geometrio: kontinuaj fibroj uzataj en teksaĵoj kaj teksaĵoj, kaj la malkontinuaj (mallongaj) fibroj uzataj kiel batoj, litkovriloj aŭ tabuloj por izolado kaj filtrado. Fibro -vitro povas esti formita en teksaĵon tre kiel lano aŭ kotono, kaj teksita en ŝtofo, kiu estas foje uzata por drapaĵoj. Fibraj teksaĵoj estas ofte uzataj kiel plifortiga materialo por mulditaj kaj lamenaj plastoj. Fibro -vitro -lano, dika, flua materialo farita el malkontinuaj fibroj, estas uzata por termika izolado kaj sono -absorbo. Ĝi estas ofte trovita en ŝipoj kaj submarŝipoj kaj kovertoj; Aŭtomobilaj motoraj kupeoj kaj korpaj panelaj tegaĵoj; en fornoj kaj klimatiziloj; akustika muro kaj plafonaj paneloj; kaj arkitekturaj subdiskoj. Fibro -vitro povas esti adaptita por specifaj aplikoj kiel tipo E (elektra), uzata kiel elektra izolita bendo, tekstiloj kaj plifortigo; Tipo C (kemia), kiu havas superan acidan reziston, kaj tipon T, por termika izolado.

Kvankam komerca uzo de vitra fibro estas relative freŝa, metiistoj kreis vitrajn ŝnurojn por ornami koboldojn kaj vazojn dum la renaskiĝo. Franca fizikisto, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, produktis teksaĵojn ornamitajn per fajnaj vitraj ŝnuroj en 1713, kaj britaj inventistoj duobligis la heroaĵon en 1822. Brita silka teksisto faris vitran ŝtofon en 1842, kaj alia inventisto, Edward Libbey, ekspoziciis a Vestita el vitro ĉe la Kolumba Ekspozicio de 1893 en Ĉikago.

Vitra lano, flua maso de malkontinua fibro en hazardaj longoj, unue estis produktita en Eŭropo ĉe la fino de la jarcento, uzante procezon, kiu implikis desegni fibrojn de bastonoj horizontale al turniĝanta tamburo. Plurajn jardekojn poste, ŝpinita procezo estis disvolvita kaj patentita. Vitra fibra izoliga materialo estis fabrikita en Germanio dum la Unua Mondmilito. Esploro kaj disvolviĝo celita al la industria produktado de vitraj fibroj progresis en Usono en la 1930-aj jaroj, sub la direkto de du gravaj kompanioj, la kompanio Owens-Illinois Glass kaj Corning Glass Funkcias. Ĉi tiuj kompanioj disvolvis fajnan, plian, malmultekostan vitran fibron desegnante fanditan vitron tra tre fajnaj orificoj. En 1938, ĉi tiuj du kompanioj kunfandiĝis por formi Owens-Corning Fiberglas Corp. nun simple konatan kiel Owens-Corning, ĝi fariĝis 3-miliardoj da dolaroj-jara kompanio, kaj estas estro en la fibrovitra merkato.

Krudmaterialoj

La bazaj krudmaterialoj por fibrovitraj produktoj estas diversaj naturaj mineraloj kaj fabrikitaj kemiaĵoj. La ĉefaj ingrediencoj estas silica sablo, kalkŝtono kaj soda cindro. Aliaj ingrediencoj povas inkluzivi kalcinitan aluminon, borakson, feldspaton, nefinitan syenite, magneziton kaj kaolinan argilon, inter aliaj. Silica sablo estas uzata kiel la vitro antaŭe, kaj sodaj cindroj kaj kalkŝtono helpas ĉefe malaltigi la fanditan temperaturon. Aliaj ingrediencoj estas uzataj por plibonigi iujn propraĵojn, kiel borakso por kemia rezisto. Malpleniga vitro, ankaŭ nomata Cullet, estas uzata ankaŭ kiel kruda materialo. La krudmaterialoj devas esti zorge pesitaj en ekzaktaj kvantoj kaj ĝisfunde miksitaj (nomataj batado) antaŭ ol fandiĝi en vitro.

La fabrikado
Procezo

Fandiĝanta

Post kiam la loto estas preparita, ĝi estas enmetita en fornon por fandiĝi. La forno povas esti varmigita per elektro, fosilia brulaĵo aŭ kombinaĵo de la du. Temperaturo devas esti precize kontrolita por konservi glatan, konstantan fluon de vitro. La fandita vitro devas esti konservita je pli alta temperaturo (ĉirkaŭ 2500 ° F [1371 ° C]) ol aliaj specoj de vitro por formiĝi en fibro. Post kiam la vitro fandiĝos, ĝi estas transdonita al la formanta ekipaĵo per kanalo (antaŭulo) situanta ĉe la fino de la forno.

Formiĝante en fibroj

Pluraj malsamaj procezoj estas uzataj por formi fibrojn, depende de la tipo de fibro. Tekstilaj fibroj povas esti formitaj el fandita vitro rekte el la forno, aŭ la fandita vitro povas esti nutrata unue al maŝino, kiu formas vitrajn marmorojn de ĉirkaŭ 0,62 coloj (1,6 cm) en diametro. Ĉi tiuj marmoroj permesas inspekti la glason vide por malpuraĵoj. En la procezo de rekta fandado kaj marmora fandado, la vitraj aŭ vitraj marmoroj estas nutrataj per elektre varmigitaj bukedoj (ankaŭ nomataj spinneretoj). La buŝo estas farita el plateno aŭ metala alojo, kun ie ajn de 200 ĝis 3.000 tre fajnaj orificoj. La fandita vitro trapasas la orificojn kaj eliras kiel fajnaj filamentoj.

Kontinua filamenta procezo

Longa, kontinua fibro povas esti produktita per la kontinua filamenta procezo. Post kiam la vitro fluas tra la truoj en la buŝo, multoblaj ŝnuroj estas kaptitaj sur altrapida bobeno. La bobenilo rondiras je ĉirkaŭ 2 mejloj (3 km) minuton, multe pli rapide ol la rapideco de fluo de la buŝoj. La streĉiĝo eltiras la filamentojn dum ankoraŭ fandiĝas, formante frakcion de la diametro de la aperturoj en la buŝo. Kemia ligilo estas aplikata, kiu helpas malhelpi la fibron rompiĝi dum posta prilaborado. La filamento tiam estas enŝovita sur tubojn. Ĝi nun povas esti tordita kaj enŝovita en teksaĵon.

Procezo de baza fibro

Alternativa metodo estas la procezo de Staplefiber. Dum la fandita vitro fluas tra la bukedoj, ĵetoj de aero rapide malvarmigas la filamentojn. La turbulaj eksplodoj de aero ankaŭ rompas la filamentojn en longojn de 8-15 coloj (20-38 cm). Ĉi tiuj filamentoj falas tra ŝprucaĵo de lubrikaĵo sur turniĝantan tamburon, kie ili formas maldikan retejon. La retejo estas tirita de la tamburo kaj tirita en kontinuan ŝnuron de loze kunigitaj fibroj. Ĉi tiu ŝnuro povas esti prilaborita en teksaĵo per la samaj procezoj uzataj por lano kaj kotono.

Pikita fibro

Anstataŭ formiĝi en teksaĵo, la kontinua aŭ longa stapla ŝnuro povas esti hakita en mallongajn longojn. La ŝnuro estas muntita sur aron da bobenoj, nomata kremo, kaj tiris tra maŝino, kiu enŝovas ĝin en mallongajn pecojn. La pikita fibro formiĝas en matoj, al kiuj aldoniĝas ligilo. Post kuracado en forno, la mato estas rulita. Diversaj pezoj kaj dikecoj donas produktojn por tegoloj, enkonstruitaj tegmentoj aŭ ornamaj matoj.

Vitra lano

La rotacia aŭ spinner -procezo estas uzata por fari vitran lanon. En ĉi tiu procezo, fandita vitro el la forno fluas en cilindran ujon kun malgrandaj truoj. Dum la ujo turniĝas rapide, horizontalaj rojoj el vitro elfluas el la truoj. La fanditaj vitraj riveretoj estas transformitaj al fibroj per malsupreniranta eksplodo de aero, varma gaso aŭ ambaŭ. La fibroj falas sur transportan zonon, kie ili interplektiĝas unu kun la alia en fleksa maso. Ĉi tio povas esti uzata por izolado, aŭ la lano povas esti disverŝita per ligilo, kunpremita en la deziratan dikecon, kaj kuracitan en forno. La varmego fiksas la ligilon, kaj la rezulta produkto povas esti rigida aŭ duon-rigida tabulo, aŭ fleksebla batalo.

Protektaj tegaĵoj

Krom ligiloj, aliaj tegaĵoj estas bezonataj por fibrovitraj produktoj. Lubrikantoj estas uzataj por redukti fibran abrasion kaj estas aŭ rekte ŝprucigitaj sur la fibro aŭ aldonitaj en la ligilon. Kontraŭstatika kunmetaĵo ankaŭ foje estas ŝprucigita sur la surfacon de fibrovitraj izolaj matoj dum la malvarmiga paŝo. Malvarmiga aero tirita tra la mato kaŭzas, ke la kontraŭstatika agento penetras la tutan dikecon de la mato. La kontraŭstatika agento konsistas el du ingrediencoj-materialo kiu minimumigas la generacion de statika elektro, kaj materialo, kiu servas kiel koroda inhibilo kaj stabiligilo. pli da komponentoj (lubrikaĵoj, ligiloj, aŭ kuplantaj agentoj). Kupolaj agentoj estas uzataj sur ŝnuroj, kiuj estos uzataj por plifortigi plastojn, por plifortigi la ligon al la plifortigita materialo. Iafoje necesas fina operacio por forigi ĉi tiujn tegaĵojn, aŭ por aldoni alian tegaĵon. Por plastaj plifortigoj, sizadoj povas esti forigitaj per varmego aŭ kemiaĵoj kaj kuplanta agento. Por ornamaj aplikoj, ŝtofoj devas esti varmigitaj por forigi sizadojn kaj agordi la ŝtofon. Tinkturfaritaj bazaj tegaĵoj tiam estas aplikataj antaŭ ol morti aŭ presi.

Formiĝante en formojn

Vitrofibraj produktoj venas en ampleksa vario de formoj, faritaj per pluraj procezoj. Ekzemple, fibrovitra tubo-izolado estas enŝovita sur verdajn formojn nomitajn mandriloj rekte de la formantaj unuoj, antaŭ ol resanigi. La muldiloj, en longoj de 3 futoj (91 cm) aŭ malpli, tiam estas kuracitaj en forno. La resanigitaj longoj tiam estas de-mulditaj laŭlonge, kaj senigitaj en specifitajn dimensiojn. Facingoj estas aplikataj se bezonataj, kaj la produkto estas pakita por sendo.

Kvalitkontrolo

Dum la produktado de fibrovitra izolado, materialo estas specimenita ĉe kelkaj lokoj en la procezo por konservi kvaliton. Ĉi tiuj lokoj inkluzivas: la miksita loto nutrata al la elektra fandilo; fandi glason el la busaĵo, kiu nutras la fiberizilon; Vitra fibro eliranta el la fiberiga maŝino; kaj fina resanigita produkto aperanta de la fino de la produktada linio. La pograndaj vitraj kaj fibraj specimenoj estas analizitaj por kemia konsisto kaj la ĉeesto de difektoj uzante sofistikajn kemiajn analizilojn kaj mikroskopojn. Distribuo de partikla grandeco de la bata materialo estas akirita pasante la materialon tra kelkaj malsamaj grandecaj kriboj. La fina produkto estas mezurita por dikeco post pakado laŭ specifoj. Ŝanĝo de dikeco indikas, ke vitra kvalito estas sub la normo.

Fabrikistoj de fibrovitro ankaŭ uzas diversajn normigitajn testajn procedojn por mezuri, ĝustigi kaj optimumigi produktan akustikan reziston, sonan absorbadon kaj sonan baron. La akustikaj proprietoj povas esti kontrolitaj per agordo de tiaj produktadaj variabloj kiel fibro -diametro, pogranda denseco, dikeco kaj liganta enhavo. Simila aliro estas uzata por regi termikajn proprietojn.

La estonteco

La fibrovitra industrio alfrontas iujn gravajn defiojn dum la resto de la 1990 -aj jaroj kaj plu. La nombro de produktantoj de fibrovitra izolado pliiĝis pro usonaj filioj de eksterlandaj kompanioj kaj plibonigoj de produktiveco de usonaj fabrikantoj. Ĉi tio rezultis en troa kapablo, kiun la nuna kaj eble estonta merkato ne povas akcepti.

Krom troa kapablo, aliaj izolaj materialoj konkuros. Roka lano fariĝis vaste uzata pro lastatempaj procezoj kaj produktaj plibonigoj. Ŝaŭma izolado estas alia alternativo al fibrovitro en loĝaj muroj kaj komercaj tegmentoj. Alia konkurenca materialo estas celuloza, kiu estas uzata en mansarda izolado.

Pro la malalta postulo je izolado pro milda loĝejmerkato, konsumantoj postulas pli malaltajn prezojn. Ĉi tiu postulo ankaŭ estas rezulto de la daŭra tendenco en solidigo de komercistoj kaj entreprenistoj. Responde, la fibrovitra izolado -industrio devos daŭre tranĉi kostojn en du gravaj areoj: energio kaj medio. Pli efikaj fornoj devos esti uzataj, kiuj ne dependas de nur unu fonto de energio.

Kun vertederoj atingantaj maksimuman kapaciton, fibrovitraj fabrikantoj devos atingi preskaŭ nulan eliron sur solidaj malŝparoj sen kreskantaj kostoj. Ĉi tio postulos plibonigi fabrikadajn procezojn por redukti malŝparon (ankaŭ por likvaj kaj gasaj malŝparoj) kaj reuzi malŝparon kiam ajn eblas.

Tiaj malŝparoj povas postuli reprocesadon kaj remeladon antaŭ ol reuzi kiel kruda materialo. Pluraj fabrikantoj jam traktas ĉi tiujn aferojn.