शीसे रेशा कैसे बनाया जाता है?

फाइबरग्लास विभिन्न प्रकार के रूपों में संयुक्त व्यक्तिगत ग्लास फाइबर से बने उत्पादों के एक समूह को संदर्भित करता है। ग्लास फाइबर को उनकी ज्यामिति के अनुसार दो प्रमुख समूहों में विभाजित किया जा सकता है: यार्न और वस्त्रों में उपयोग किए जाने वाले निरंतर फाइबर, और इन्सुलेशन और निस्पंदन के लिए बैट, कंबल, या बोर्डों के रूप में उपयोग किए जाने वाले असंतोष (छोटे) फाइबर। शीसे रेशा ऊन या कपास की तरह यार्न में बनाया जा सकता है, और कपड़े में बुना जाता है जो कभी -कभी ड्रेपरियों के लिए उपयोग किया जाता है। शीसे रेशा वस्त्र आमतौर पर ढाला और टुकड़े टुकड़े में प्लास्टिक के लिए एक सुदृढीकरण सामग्री के रूप में उपयोग किए जाते हैं। फाइबरग्लास ऊन, असंतोषजनक फाइबर से बना एक मोटी, शराबी सामग्री का उपयोग थर्मल इन्सुलेशन और ध्वनि अवशोषण के लिए किया जाता है। यह आमतौर पर जहाज और पनडुब्बी बल्कहेड्स और पतवार में पाया जाता है; ऑटोमोबाइल इंजन डिब्बे और बॉडी पैनल लाइनर; भट्टियों और एयर कंडीशनिंग इकाइयों में; ध्वनिक दीवार और छत पैनल; और वास्तुशिल्प विभाजन। शीसे रेशा विशिष्ट अनुप्रयोगों जैसे कि टाइप ई (इलेक्ट्रिकल) के लिए सिलवाया जा सकता है, जिसका उपयोग विद्युत इन्सुलेशन टेप, वस्त्र और सुदृढीकरण के रूप में किया जाता है; टाइप सी (केमिकल), जिसमें थर्मल इन्सुलेशन के लिए बेहतर एसिड प्रतिरोध और टाइप टी है।

हालांकि ग्लास फाइबर का व्यावसायिक उपयोग अपेक्षाकृत हाल ही में है, कारीगरों ने पुनर्जागरण के दौरान गोबल और vases को सजाने के लिए कांच के किस्में बनाए। एक फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी, रेने-एंटोनी फेरचॉल्ट डी रीमुर, ने 1713 में ठीक ग्लास स्ट्रैंड्स से सजाए गए वस्त्रों का उत्पादन किया, और ब्रिटिश आविष्कारकों ने 1822 में करतब की नकल की। ​​एक ब्रिटिश रेशम बुनकर ने 1842 में एक कांच का कपड़ा बनाया, और एक अन्य आविष्कारक, एडवर्ड लिबे ने एक प्रदर्शन किया, एक प्रदर्शन किया, एक प्रदर्शन किया, एक प्रदर्शन किया, एक प्रदर्शन किया। शिकागो में 1893 कोलंबियन एक्सपोजर में कांच की बुनी गई पोशाक।

ग्लास ऊन, यादृच्छिक लंबाई में असंतोषजनक फाइबर का एक शराबी द्रव्यमान, पहली बार यूरोप में सदी के मोड़ पर निर्मित किया गया था, जिसमें एक ऐसी प्रक्रिया का उपयोग किया गया था जिसमें छड़ों से एक घूमने वाले ड्रम तक रॉड्स से फाइबर शामिल थे। कई दशकों बाद, एक कताई प्रक्रिया विकसित की गई और पेटेंट कराया गया। ग्लास फाइबर इन्सुलेटिंग सामग्री को जर्मनी में विश्व युद्ध के दौरान जर्मनी में निर्मित किया गया था। 1930 के दशक में संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रगति की गई कांच के फाइबर के औद्योगिक उत्पादन के उद्देश्य से अनुसंधान और विकास, दो प्रमुख कंपनियों के निर्देशन में, ओवेन्स-इलिनोइस ग्लास कंपनी और कॉर्निंग ग्लास काम करता है। इन कंपनियों ने बहुत ही महीन ऑर्फ़िस के माध्यम से पिघला हुआ ग्लास खींचकर एक अच्छा, व्यवहार्य, कम लागत वाला ग्लास फाइबर विकसित किया। 1938 में, इन दोनों कंपनियों ने ओवेन्स-कॉर्निंग फाइबर्लस कॉर्प बनाने में विलय कर दिया। अब केवल ओवेन्स-कॉर्निंग के रूप में जाना जाता है, यह $ 3 बिलियन-ए-वर्ष की कंपनी बन गई है, और यह फाइबरग्लास मार्केट में अग्रणी है।

कच्चे माल

शीसे रेशा उत्पादों के लिए मूल कच्चे माल विभिन्न प्रकार के प्राकृतिक खनिज और निर्मित रसायन हैं। प्रमुख तत्व सिलिका रेत, चूना पत्थर और सोडा ऐश हैं। अन्य अवयवों में कैल्सीड एल्यूमिना, बोरेक्स, फेल्डस्पार, नेफेलिन साइनाइट, मैग्नेट और काओलिन क्ले शामिल हो सकते हैं। सिलिका रेत का उपयोग कांच के पूर्व के रूप में किया जाता है, और सोडा राख और चूना पत्थर मुख्य रूप से पिघलने के तापमान को कम करने में मदद करते हैं। अन्य अवयवों का उपयोग कुछ गुणों को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है, जैसे कि रासायनिक प्रतिरोध के लिए बोरेक्स। अपशिष्ट ग्लास, जिसे कुलेट भी कहा जाता है, का उपयोग कच्चे माल के रूप में भी किया जाता है। कच्चे माल को सटीक मात्रा में तौला जाना चाहिए और कांच में पिघलने से पहले अच्छी तरह से एक साथ मिलाया जाना चाहिए (बैचिंग कहा जाता है)।

विनिर्माण
प्रक्रिया

गलन

एक बार बैच तैयार होने के बाद, इसे पिघलने के लिए भट्ठी में खिलाया जाता है। भट्ठी को बिजली, जीवाश्म ईंधन, या दोनों के संयोजन से गर्म किया जा सकता है। कांच के एक चिकनी, स्थिर प्रवाह को बनाए रखने के लिए तापमान को सटीक रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। पिघला हुआ ग्लास फाइबर में गठित होने के लिए अन्य प्रकार के कांच की तुलना में उच्च तापमान (लगभग 2500 ° F [1371 ° C]) पर रखा जाना चाहिए। एक बार जब ग्लास पिघला जाता है, तो इसे भट्ठी के अंत में स्थित एक चैनल (फोरहेथ) के माध्यम से गठन उपकरण में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

फाइबर में गठन

फाइबर के प्रकार के आधार पर, फाइबर बनाने के लिए कई अलग -अलग प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। टेक्सटाइल फाइबर सीधे भट्ठी से पिघले हुए कांच से बन सकते हैं, या पिघला हुआ ग्लास पहले एक मशीन को खिलाया जा सकता है जो व्यास में लगभग 0.62 इंच (1.6 सेमी) के ग्लास मार्बल्स बनाता है। ये मार्बल्स कांच को अशुद्धियों के लिए नेत्रहीन निरीक्षण करने की अनुमति देते हैं। प्रत्यक्ष पिघल और संगमरमर दोनों पिघल प्रक्रिया में, कांच या कांच के मार्बल्स को विद्युत रूप से गर्म झाड़ियों (जिसे स्पिनरनेट्स भी कहा जाता है) के माध्यम से खिलाया जाता है। झाड़ी प्लैटिनम या धातु मिश्र धातु से बना है, कहीं भी 200 से 3,000 बहुत महीनों के साथ। पिघला हुआ ग्लास ओरिफिक्स से गुजरता है और ठीक फिलामेंट्स के रूप में बाहर आता है।

सतत-फिलामेंट प्रक्रिया

निरंतर-फिलामेंट प्रक्रिया के माध्यम से एक लंबे, निरंतर फाइबर का उत्पादन किया जा सकता है। झाड़ी में छेद के माध्यम से कांच के बहने के बाद, कई किस्में एक उच्च गति वाले वाइन्डर पर पकड़े जाते हैं। विंडर लगभग 2 मील (3 किमी) प्रति मिनट पर घूमता है, जो झाड़ियों से प्रवाह की दर से बहुत तेज है। तनाव तब भी पिघला हुआ है, जबकि अभी भी पिघला हुआ है, जो झाड़ी में उद्घाटन के व्यास का एक अंश बनाता है। एक रासायनिक बांधने की मशीन लागू की जाती है, जो बाद में प्रसंस्करण के दौरान फाइबर को तोड़ने से रोकने में मदद करता है। फिलामेंट तब ट्यूबों पर घाव होता है। इसे अब घुमाया जा सकता है और यार्न में रखा जा सकता है।

स्टेपल फाइबर प्रक्रिया

एक वैकल्पिक विधि स्टेपलफाइबर प्रक्रिया है। जैसे ही पिघला हुआ ग्लास झाड़ियों के माध्यम से बहता है, हवा के जेट तेजी से फिलामेंट्स को ठंडा करते हैं। हवा के अशांत फटने वाले भी फिलामेंट्स को 8-15 इंच (20-38 सेमी) की लंबाई में तोड़ते हैं। ये फिलामेंट एक घूमने वाले ड्रम पर स्नेहक के एक स्प्रे के माध्यम से गिरते हैं, जहां वे एक पतली वेब बनाते हैं। वेब को ड्रम से खींचा जाता है और शिथिल इकट्ठे फाइबर के एक निरंतर स्ट्रैंड में खींच लिया जाता है। इस स्ट्रैंड को ऊन और कपास के लिए उपयोग की जाने वाली समान प्रक्रियाओं द्वारा यार्न में संसाधित किया जा सकता है।

कटा हुआ फाइबर

यार्न में गठित होने के बजाय, निरंतर या लंबे समय तक स्ट्रैंड को कम लंबाई में काट दिया जा सकता है। स्ट्रैंड को बॉबिन्स के एक सेट पर रखा गया है, जिसे क्रेल कहा जाता है, और एक मशीन के माध्यम से खींचा जाता है जो इसे छोटे टुकड़ों में काटता है। कटा हुआ फाइबर मैट में बनता है जिसमें एक बाइंडर जोड़ा जाता है। एक ओवन में इलाज करने के बाद, चटाई को लुढ़का दिया जाता है। विभिन्न वजन और मोटाई दाद, निर्मित छत, या सजावटी मैट के लिए उत्पाद देते हैं।

ग्लास वुल

कांच के ऊन को बनाने के लिए रोटरी या स्पिनर प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में, भट्ठी से पिघला हुआ ग्लास एक बेलनाकार कंटेनर में उड़ता है जिसमें छोटे छेद होते हैं। जैसा कि कंटेनर तेजी से घूमता है, कांच की क्षैतिज धाराएं छेद से बाहर प्रवाहित होती हैं। पिघले हुए कांच की धाराओं को हवा, गर्म गैस, या दोनों के नीचे की ओर विस्फोट द्वारा फाइबर में परिवर्तित किया जाता है। फाइबर एक कन्वेयर बेल्ट पर गिरते हैं, जहां वे एक दूसरे के साथ एक ऊन द्रव्यमान में जुड़े होते हैं। इसका उपयोग इन्सुलेशन के लिए किया जा सकता है, या ऊन को एक बांधने की मशीन के साथ छिड़का जा सकता है, वांछित मोटाई में संकुचित किया जा सकता है, और एक ओवन में ठीक किया जा सकता है। गर्मी बांधने की मशीन सेट करती है, और परिणामस्वरूप उत्पाद एक कठोर या अर्ध-कठोर बोर्ड, या एक लचीली बैट हो सकता है।

सुरक्षात्मक लेप

बाइंडरों के अलावा, फाइबरग्लास उत्पादों के लिए अन्य कोटिंग्स की आवश्यकता होती है। स्नेहक का उपयोग फाइबर घर्षण को कम करने के लिए किया जाता है और या तो सीधे फाइबर पर स्प्रे किया जाता है या बांधने की मशीन में जोड़ा जाता है। एक एंटी-स्टैटिक रचना भी कभी-कभी शीटिंग स्टेप के दौरान शीसे रेशा इन्सुलेशन मैट की सतह पर छिड़का जाता है। मैट के माध्यम से खींची गई ठंडी हवा एंटी-स्टेटिक एजेंट को चटाई की पूरी मोटाई में प्रवेश करने का कारण बनती है। एंटी-स्टैटिक एजेंट में दो सामग्री होती है-एक ऐसी सामग्री जो स्थैतिक बिजली की पीढ़ी को कम करती है, और एक ऐसी सामग्री जो एक संक्षारण अवरोधक और स्टेबलाइजर के रूप में कार्य करती है। अधिक घटक (स्नेहक, बाइंडर्स, या युग्मन एजेंट)। युग्मन एजेंटों का उपयोग उन स्ट्रैंड पर किया जाता है जो प्लास्टिक को मजबूत करने के लिए, प्रबलित सामग्री के लिए बांड को मजबूत करने के लिए उपयोग किया जाएगा। इन कोटिंग्स को हटाने के लिए, या एक और कोटिंग जोड़ने के लिए एक परिष्करण ऑपरेशन की आवश्यकता होती है। प्लास्टिक सुदृढीकरण के लिए, गर्मी या रसायनों और एक युग्मन एजेंट के साथ सिज़िंग को हटाया जा सकता है। सजावटी अनुप्रयोगों के लिए, कपड़े को हटाने और बुनाई सेट करने के लिए कपड़ों का इलाज किया जाना चाहिए। डाई बेस कोटिंग्स को तब मरने या मुद्रण से पहले लागू किया जाता है।

आकृतियों में गठन

शीसे रेशा उत्पाद कई प्रकार की आकृतियों में आते हैं, जो कई प्रक्रियाओं का उपयोग करके बनाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, शीसे रेशा पाइप इन्सुलेशन रॉड जैसे रूपों पर घाव होता है जिसे मंडरेल कहा जाता है, जो कि क्यूरिंग से पहले सीधे गठन इकाइयों से होता है। मोल्ड रूप, 3 फीट (91 सेमी) या उससे कम की लंबाई में, फिर एक ओवन में ठीक हो जाते हैं। ठीक होने वाली लंबाई तब डी-मोल्डेड लम्बाई होती है, और निर्दिष्ट आयामों में आ गई होती है। यदि आवश्यक हो तो फेशिंग लागू किए जाते हैं, और उत्पाद को शिपमेंट के लिए पैक किया जाता है।

गुणवत्ता नियंत्रण

शीसे रेशा इन्सुलेशन के उत्पादन के दौरान, गुणवत्ता को बनाए रखने के लिए प्रक्रिया में कई स्थानों पर सामग्री का नमूना लिया जाता है। इन स्थानों में शामिल हैं: मिश्रित बैच को इलेक्ट्रिक मेल्टर को खिलाया जा रहा है; झाड़ी से पिघला हुआ गिलास जो फाइबराइज़र को खिलाता है; फाइबराइज़र मशीन से बाहर आने वाले ग्लास फाइबर; और अंतिम ठीक उत्पाद उत्पादन लाइन के अंत से उभर रहा है। थोक ग्लास और फाइबर नमूनों का विश्लेषण रासायनिक संरचना और परिष्कृत रासायनिक विश्लेषणकर्ताओं और सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करके खामियों की उपस्थिति के लिए किया जाता है। बैच सामग्री का कण आकार वितरण विभिन्न आकारों की संख्या के माध्यम से सामग्री को पारित करके प्राप्त किया जाता है। विनिर्देशों के अनुसार पैकेजिंग के बाद अंतिम उत्पाद को मोटाई के लिए मापा जाता है। मोटाई में परिवर्तन इंगित करता है कि कांच की गुणवत्ता मानक से नीचे है।

शीसे रेशा इन्सुलेशन निर्माता उत्पाद ध्वनिक प्रतिरोध, ध्वनि अवशोषण और ध्वनि अवरोध प्रदर्शन को मापने, समायोजित करने और अनुकूलित करने के लिए विभिन्न प्रकार के मानकीकृत परीक्षण प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं। ध्वनिक गुणों को फाइबर व्यास, थोक घनत्व, मोटाई और बाइंडर सामग्री जैसे उत्पादन चर को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है। थर्मल गुणों को नियंत्रित करने के लिए एक समान दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है।

भविष्य

शीसे रेशा उद्योग 1990 के दशक और उसके बाद से कुछ बड़ी चुनौतियों का सामना कर रहा है। फाइबरग्लास इन्सुलेशन के उत्पादकों की संख्या अमेरिकी कंपनियों की अमेरिकी सहायक कंपनियों और अमेरिकी निर्माताओं द्वारा उत्पादकता में सुधार के कारण बढ़ी है। इसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त क्षमता हुई है, जो वर्तमान और शायद भविष्य के बाजार को समायोजित नहीं कर सकते हैं।

अतिरिक्त क्षमता के अलावा, अन्य इन्सुलेशन सामग्री प्रतिस्पर्धा करेगी। हाल की प्रक्रिया और उत्पाद में सुधार के कारण रॉक ऊन का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। फोम इन्सुलेशन आवासीय दीवारों और वाणिज्यिक छतों में शीसे रेशा का एक और विकल्प है। एक अन्य प्रतिस्पर्धी सामग्री सेल्यूलोज है, जिसका उपयोग अटारी इन्सुलेशन में किया जाता है।

नरम आवास बाजार के कारण इन्सुलेशन की कम मांग के कारण, उपभोक्ता कम कीमतों की मांग कर रहे हैं। यह मांग खुदरा विक्रेताओं और ठेकेदारों के समेकन में निरंतर प्रवृत्ति का परिणाम है। जवाब में, शीसे रेशा इन्सुलेशन उद्योग को दो प्रमुख क्षेत्रों में लागत में कटौती जारी रखनी होगी: ऊर्जा और पर्यावरण। अधिक कुशल भट्टियों का उपयोग करना होगा जो ऊर्जा के केवल एक स्रोत पर भरोसा नहीं करते हैं।

अधिकतम क्षमता तक पहुंचने वाले लैंडफिल के साथ, फाइबरग्लास निर्माताओं को लागत में वृद्धि के बिना ठोस कचरे पर लगभग शून्य उत्पादन प्राप्त करना होगा। इसके लिए कचरे को कम करने के लिए विनिर्माण प्रक्रियाओं में सुधार की आवश्यकता होगी (तरल और गैस कचरे के लिए भी) और जहां भी संभव हो अपशिष्ट का पुन: उपयोग करना होगा।

इस तरह के कचरे को कच्चे माल के रूप में पुन: उपयोग करने से पहले पुनर्संरचना और रीमेलिंग की आवश्यकता हो सकती है। कई निर्माता पहले से ही इन मुद्दों को संबोधित कर रहे हैं।