Fiberglass mengacu pada sekelompok produk yang terbuat dari serat kaca individu yang digabungkan ke dalam berbagai bentuk. Serat kaca dapat dibagi menjadi dua kelompok utama sesuai dengan geometri mereka: serat kontinu yang digunakan dalam benang dan tekstil, dan serat terputus (pendek) yang digunakan sebagai batt, selimut, atau papan untuk isolasi dan penyaringan. Fiberglass dapat dibentuk menjadi benang seperti wol atau kapas, dan ditenun menjadi kain yang kadang -kadang digunakan untuk tirai. Tekstil fiberglass biasanya digunakan sebagai bahan penguat untuk plastik yang dicetak dan dilaminasi. Wol fiberglass, bahan tebal dan halus yang terbuat dari serat terputus, digunakan untuk isolasi termal dan penyerapan suara. Ini umumnya ditemukan di sekat kapal dan kapal selam dan lambung; kompartemen mesin mobil dan liner panel bodi; di tungku dan unit pendingin udara; panel dinding dan langit -langit akustik; dan partisi arsitektur. Fiberglass dapat disesuaikan untuk aplikasi spesifik seperti tipe E (listrik), digunakan sebagai pita isolasi listrik, tekstil dan penguatan; Tipe C (Kimia), yang memiliki resistensi asam superior, dan Tipe T, untuk isolasi termal.
Meskipun penggunaan serat kaca secara komersial relatif baru, pengrajin menciptakan untaian kaca untuk menghiasi piala dan vas selama Renaissance. Seorang fisikawan Prancis, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, menghasilkan tekstil yang dihiasi dengan untaian kaca halus pada tahun 1713, dan penemu Inggris menggandakan prestasi pada tahun 1822. Seorang penenun sutra Inggris membuat kain kaca pada tahun 1842, dan penemu lainnya, Edward Libbey, memamerkan a Dress Woven of Glass di Eksposisi Kolumbia 1893 di Chicago.
Wol kaca, massa serat diskontinyu yang halus secara acak, pertama kali diproduksi di Eropa pada pergantian abad ini, menggunakan proses yang melibatkan menggambar serat dari batang secara horizontal ke drum berputar. Beberapa dekade kemudian, proses pemintalan dikembangkan dan dipatenkan. Bahan isolasi serat kaca diproduksi di Jerman selama Perang Dunia I. Penelitian dan pengembangan yang ditujukan untuk produksi industri serat kaca yang berkembang di Amerika Serikat pada tahun 1930-an, di bawah arahan dua perusahaan besar, perusahaan kaca Owens-Illinois dan Corning Glass Pekerjaan. Perusahaan-perusahaan ini mengembangkan serat kaca berbiaya rendah, lentur, dengan menggambar kaca cair melalui lubang yang sangat halus. Pada tahun 1938, kedua perusahaan ini bergabung untuk membentuk Owens-Corning Fiberglas Corp. sekarang hanya dikenal sebagai Owens-Corning, telah menjadi perusahaan $ 3 miliar per tahun, dan merupakan pemimpin di pasar fiberglass.
Bahan baku
Bahan baku dasar untuk produk fiberglass adalah berbagai mineral alami dan bahan kimia yang diproduksi. Bahan -bahan utama adalah pasir silika, batu kapur, dan abu soda. Bahan -bahan lain mungkin termasuk alumina yang dikalsinasi, boraks, feldspar, nepheline syenite, magnesit, dan tanah liat kaolin, antara lain. Pasir silika digunakan sebagai mantan kaca, dan soda abu dan batu kapur membantu terutama menurunkan suhu leleh. Bahan -bahan lain digunakan untuk meningkatkan sifat tertentu, seperti boraks untuk resistensi kimia. Gelas limbah, juga disebut cullet, juga digunakan sebagai bahan baku. Bahan baku harus ditimbang dengan hati -hati dalam jumlah yang tepat dan dicampur secara menyeluruh (disebut batching) sebelum dilebur ke dalam kaca.
Manufaktur
Proses
Meleleh
Setelah batch disiapkan, dimasukkan ke dalam tungku untuk mencair. Tungku dapat dipanaskan oleh listrik, bahan bakar fosil, atau kombinasi keduanya. Suhu harus dikontrol secara tepat untuk mempertahankan aliran kaca yang halus dan stabil. Kaca cair harus disimpan pada suhu yang lebih tinggi (sekitar 2500 ° F [1371 ° C]) daripada jenis kaca lainnya untuk dibentuk menjadi serat. Setelah kaca menjadi cair, ditransfer ke peralatan pembentukan melalui saluran (ForeEarth) yang terletak di ujung tungku.
Terbentuk menjadi serat
Beberapa proses berbeda digunakan untuk membentuk serat, tergantung pada jenis serat. Serat tekstil dapat dibentuk dari kaca cair langsung dari tungku, atau kaca cair dapat diumpankan terlebih dahulu ke mesin yang membentuk kelereng kaca dengan diameter sekitar 0,62 inci (1,6 cm). Kelereng ini memungkinkan kaca untuk diperiksa secara visual untuk kotoran. Baik dalam proses lelehan langsung dan marmer, kaca atau kelereng kaca diumpankan melalui bushing yang dipanaskan secara elektrik (juga disebut pemintal). Bushing terbuat dari platinum atau paduan logam, dengan 200 hingga 3.000 lubang yang sangat halus. Kaca cair melewati lubang dan keluar sebagai filamen halus.
Proses filamen kontinu
Serat yang panjang dan kontinu dapat diproduksi melalui proses filamen kontinu. Setelah kaca mengalir melalui lubang di bushing, beberapa helai ditangkap di winder berkecepatan tinggi. Winder berputar sekitar 2 mil (3 km) per menit, jauh lebih cepat daripada laju aliran dari busing. Ketegangan mengeluarkan filamen saat masih cair, membentuk untaian sebagian kecil dari diameter bukaan di bushing. Pengikat kimia diterapkan, yang membantu menjaga serat agar tidak pecah selama pemrosesan selanjutnya. Filamen kemudian dilukai ke tabung. Sekarang dapat dipelintir dan dilapisi benang.
Proses serat stapel
Metode alternatif adalah proses staplefiber. Saat kaca cair mengalir melalui bushing, jet udara dengan cepat mendinginkan filamen. Semburan udara turbulen juga memecah filamen menjadi panjang 8-15 inci (20-38 cm). Filamen -filamen ini jatuh melalui semprotan pelumas ke drum berputar, di mana mereka membentuk jaring tipis. Web diambil dari drum dan ditarik ke untaian serat yang dirakit secara longgar. Untai ini dapat diproses menjadi benang dengan proses yang sama yang digunakan untuk wol dan kapas.
Serat cincang
Alih-alih dibentuk menjadi benang, untaian kontinu atau stapel panjang dapat dipotong menjadi panjang pendek. Untai dipasang di set kumparan, disebut creel, dan ditarik melalui mesin yang memotongnya menjadi potongan -potongan pendek. Serat cincang dibentuk menjadi tikar yang ditambahkan pengikat. Setelah menyembuhkan dalam oven, tikar digulung. Berbagai bobot dan ketebalan memberikan produk untuk herpes zoster, atap yang dibangun, atau tikar dekoratif.
Benang halus dr kaca
Proses putar atau pemintal digunakan untuk membuat wol kaca. Dalam proses ini, kaca cair dari tungku mengalir ke wadah silinder yang memiliki lubang kecil. Saat wadah berputar dengan cepat, aliran horizontal dari aliran kaca keluar dari lubang. Aliran kaca cair dikonversi menjadi serat dengan ledakan udara ke bawah, gas panas, atau keduanya. Serat jatuh ke sabuk konveyor, di mana mereka saling menafsirkan dalam massa fleecy. Ini dapat digunakan untuk isolasi, atau wol dapat disemprotkan dengan binder, dikompres ke dalam ketebalan yang diinginkan, dan disembuhkan dalam oven. Panas mengatur pengikat, dan produk yang dihasilkan mungkin merupakan papan yang kaku atau semi-kaku, atau batt fleksibel.
Pelapis pelindung
Selain pengikat, pelapis lain diperlukan untuk produk fiberglass. Pelumas digunakan untuk mengurangi abrasi serat dan secara langsung disemprotkan pada serat atau ditambahkan ke dalam pengikat. Komposisi anti-statis juga kadang-kadang disemprotkan ke permukaan tikar isolasi fiberglass selama langkah pendinginan. Udara pendingin yang ditarik melalui matras menyebabkan agen anti-statis menembus seluruh ketebalan tikar. Agen anti-statis terdiri dari dua bahan-bahan yang meminimalkan pembentukan listrik statis, dan bahan yang berfungsi sebagai penghambat korosi dan penstabil. lebih banyak komponen (pelumas, pengikat, atau agen kopling). Agen kopling digunakan pada untaian yang akan digunakan untuk memperkuat plastik, untuk memperkuat ikatan dengan material yang diperkuat. Terkadang diperlukan operasi finishing untuk menghilangkan lapisan ini, atau untuk menambahkan lapisan lain. Untuk bala bantuan plastik, sizing dapat dihilangkan dengan panas atau bahan kimia dan zat kopling yang diterapkan. Untuk aplikasi dekoratif, kain harus dirawat panas untuk menghilangkan sizing dan mengatur tenunan. Pelapis dasar pewarna kemudian diterapkan sebelum meninggal atau dicetak.
Terbentuk menjadi bentuk
Produk fiberglass datang dalam berbagai bentuk, dibuat menggunakan beberapa proses. Misalnya, isolasi pipa fiberglass terluka ke bentuk seperti batang yang disebut mandrels langsung dari unit pembentukan, sebelum menyembuhkan. Bentuk cetakan, dalam panjang 3 kaki (91 cm) atau kurang, kemudian disembuhkan dalam oven. Panjang yang disembuhkan kemudian dicetak memanjang, dan digergaji menjadi dimensi yang ditentukan. Facing diterapkan jika diperlukan, dan produk dikemas untuk pengiriman.
Kontrol kualitas
Selama produksi isolasi fiberglass, bahan diambil sampelnya di sejumlah lokasi dalam proses untuk mempertahankan kualitas. Lokasi -lokasi ini meliputi: Batch campuran yang diumpankan ke melter listrik; gelas cair dari bushing yang memberi makan fiberizer; serat kaca keluar dari mesin fiberizer; dan produk sembuh akhir yang muncul dari ujung lini produksi. Sampel kaca curah dan serat dianalisis untuk komposisi kimia dan adanya kekurangan menggunakan penganalisa kimia dan mikroskop yang canggih. Distribusi ukuran partikel dari bahan batch diperoleh dengan melewati material melalui sejumlah saringan berukuran berbeda. Produk akhir diukur untuk ketebalan setelah pengemasan sesuai dengan spesifikasi. Perubahan ketebalan menunjukkan bahwa kualitas kaca di bawah standar.
Produsen isolasi fiberglass juga menggunakan berbagai prosedur uji standar untuk mengukur, menyesuaikan, dan mengoptimalkan ketahanan akustik produk, penyerapan suara, dan kinerja penghalang suara. Sifat akustik dapat dikontrol dengan menyesuaikan variabel produksi seperti diameter serat, kepadatan curah, ketebalan, dan konten pengikat. Pendekatan serupa digunakan untuk mengontrol sifat termal.
Masa depan
Industri fiberglass menghadapi beberapa tantangan besar selama sisa tahun 1990 -an dan seterusnya. Jumlah produsen isolasi fiberglass telah meningkat karena anak perusahaan Amerika dari perusahaan asing dan peningkatan produktivitas oleh produsen AS. Ini telah menghasilkan kelebihan kapasitas, yang tidak dapat ditampung oleh pasar saat ini dan mungkin di masa depan.
Selain kelebihan kapasitas, bahan isolasi lainnya akan bersaing. Wol batu telah banyak digunakan karena proses dan peningkatan produk baru -baru ini. Insulasi busa adalah alternatif lain untuk fiberglass di dinding perumahan dan atap komersial. Bahan lain yang bersaing adalah selulosa, yang digunakan dalam isolasi loteng.
Karena rendahnya permintaan isolasi karena pasar perumahan yang lunak, konsumen menuntut harga yang lebih rendah. Permintaan ini juga merupakan hasil dari tren berkelanjutan dalam konsolidasi pengecer dan kontraktor. Sebagai tanggapan, industri isolasi fiberglass harus terus memotong biaya di dua bidang utama: energi dan lingkungan. Tungku yang lebih efisien harus digunakan yang tidak hanya bergantung pada satu sumber energi.
Dengan tempat pembuangan sampah mencapai kapasitas maksimum, produsen fiberglass harus mencapai hampir nol output pada limbah padat tanpa kenaikan biaya. Ini akan membutuhkan peningkatan proses pembuatan untuk mengurangi limbah (untuk limbah cair dan gas juga) dan menggunakan kembali limbah sedapat mungkin.
Limbah tersebut mungkin memerlukan pemrosesan ulang dan pemulihan sebelum menggunakan kembali sebagai bahan baku. Beberapa produsen sudah membahas masalah ini.
Waktu posting: Jun-11-2021