유리 섬유는 다양한 형태로 결합 된 개별 유리 섬유로 만든 제품 그룹을 나타냅니다. 유리 섬유는 원사와 섬유에 사용되는 연속 섬유와 배트, 담요 또는 절연 및 여과를위한 보드로 사용되는 불연속 (짧은) 섬유의 형상에 따라 두 가지 주요 그룹으로 나눌 수 있습니다. 유리 섬유는 양모 나 면화와 같은 원사로 형성 될 수 있으며 때로는 커튼에 사용되는 직물로 짜여져 있습니다. 유리 섬유 직물은 일반적으로 성형 및 적층 플라스틱의 강화 재료로 사용됩니다. 불연속 섬유로 만든 두껍고 푹신한 물질 인 유리 섬유 양모는 열 절연 및 흡수 흡수에 사용됩니다. 그것은 일반적으로 선박과 잠수함 벌크 헤드와 선체에서 발견됩니다. 자동차 엔진 실 및 바디 패널 라이너; 용광로 및 에어컨 장치에서; 음향 벽 및 천장 패널; 건축 파티션. 유리 섬유는 전기 절연 테이프, 섬유 및 보강재로 사용되는 유형 E (전기)와 같은 특정 응용 분야에 맞게 조정될 수 있습니다. 열 절연을위한 우수한 산 저항성을 갖는 C (Chemical) 및 타입 T.
유리 섬유의 상업적 사용은 비교적 최근이지만, 장인은 르네상스 동안 잔 및 화병을 장식하기 위해 유리 가닥을 만들었습니다. 프랑스 물리학자인 Rene-Antoine Ferchault de Reaumur는 1713 년에 고급 유리 가닥으로 장식 된 섬유를 생산했으며 영국의 발명가들은 1822 년에 위업을 복제했습니다. 영국 실크 위버는 1842 년에 유리 직물을 만들었고 또 다른 발명가 인 Edward Libbey는 1893 년 시카고의 컬럼비아 박람회에서 유리를 입고 있습니다.
무작위 길이의 불연속 섬유의 푹신한 덩어리 인 유리 울은 세기 초에 유럽에서 처음으로 생산되었으며, 막대에서 방전 드럼으로 섬유를 그리는 과정을 사용하여 과정을 사용했습니다. 수십 년 후, 회전 과정이 개발되고 특허를 받았습니다. 유리 섬유 단열재는 제 1 차 세계 대전 중에 독일에서 제조되었습니다. 1930 년대 미국에서 진행된 유리 섬유의 산업 생산을 목표로 한 두 가지 주요 회사 인 Owens-Illinois Glass Company와 Corning Glass의 지시에 따라 연구 개발이 제조되었습니다. 공장. 이 회사들은 매우 미세한 오리피스를 통해 용융 유리를 그려서 미세하고 유연하며 저렴한 유리 섬유를 개발했습니다. 1938 년 에이 두 회사는 Owens-Corning Fiberglas Corp을 형성하기 위해 합병되었습니다. 이제는 단순히 Owens-Corning으로 알려진이 회사는 연간 3 억 달러 규모의 회사가되었으며 Fiberglass Market의 리더입니다.
원료
유리 섬유 제품의 기본 원료는 다양한 천연 미네랄과 제조 화학 물질입니다. 주요 성분은 실리카 모래, 석회암 및 소다 재입니다. 다른 성분으로는 소성 된 알루미나, 붕사, 펠드 스파, 네인 라인 니 나이트, 마그네 사이트 및 카올린 점토 등이 포함될 수 있습니다. 실리카 모래는 유리 이전으로 사용되며 소다 재 및 석회암은 주로 용융 온도를 낮추는 데 도움이됩니다. 다른 성분은 화학 저항을위한 붕사와 같은 특정 특성을 개선하는 데 사용됩니다. 컬렛이라고도하는 폐기물 유리는 원료로도 사용됩니다. 원료는 유리에 녹기 전에 정확한 양으로 조심스럽게 무게를 측정하고 완전히 혼합해야합니다 (배치라고 함).
제조
프로세스
녹는
배치가 준비되면 용융을 위해 용광로로 공급됩니다. 용광로는 전기, 화석 연료 또는이 둘의 조합에 의해 가열 될 수 있습니다. 유리의 매끄럽고 꾸준한 흐름을 유지하기 위해 온도를 정확하게 제어해야합니다. 용융 유리는 섬유질로 형성되기 위해 다른 유형의 유리보다 더 높은 온도 (약 2500 ° F [1371 ° C])로 유지해야합니다. 유리가 용융 해지면 퍼니스 끝에 위치한 채널 (ForeHearth)을 통해 형성 장비로 옮겨집니다.
섬유로 형성
섬유 유형에 따라 섬유를 형성하는 데 여러 가지 다른 공정이 사용됩니다. 섬유 섬유는 용광로에서 직접 용융 유리로부터 형성 될 수 있거나, 용융 유리는 먼저 직경의 약 0.62 인치 (1.6cm)의 유리 대리석을 형성하는 기계로 공급 될 수있다. 이 대리석은 유리를 불순물에 대해 시각적으로 검사 할 수있게합니다. 직접 용융 및 대리석 용융 공정에서 유리 또는 유리 대리석은 전기 가열 된 부싱 (스피너 레트라고도 함)을 통해 공급됩니다. 부싱은 백금 또는 금속 합금으로 만들어졌으며 200 ~ 3,000 개의 매우 미세한 오리피스가 있습니다. 녹은 유리는 오리피스를 통과하여 미세한 필라멘트로 나옵니다.
연속 필라멘트 프로세스
연속 필라멘트 공정을 통해 길고 연속적인 섬유를 생성 할 수 있습니다. 유리가 부싱의 구멍을 통해 흐르는 후에는 고속 와인 더에 여러 가닥이 잡혔습니다. 윈더는 1 분당 약 2 마일 (3km)에서 부싱으로부터의 흐름 속도보다 훨씬 빠릅니다. 긴장은 여전히 녹은 상태에서 필라멘트를 끌어내어 부싱의 개구부 직경의 일부를 형성합니다. 화학 바인더가 적용되어 이후 가공 중에 섬유질이 파손되는 것을 막는 데 도움이됩니다. 그런 다음 필라멘트는 튜브에 상처를 입 힙니다. 이제 비틀어지고 원사로 묶을 수 있습니다.
스테이플 섬유 공정
대안적인 방법은 StapleFiber 프로세스입니다. 녹은 유리가 부싱을 통해 흐르면서 공기 제트기는 필라멘트를 빠르게 식 힙니다. 격렬한 공기 파열은 또한 필라멘트를 8-15 인치 (20-38cm)의 길이로 부러 뜨립니다. 이 필라멘트는 윤활제 스프레이를 통해 회전하는 드럼에 떨어져 얇은 웹을 형성합니다. 웹은 드럼에서 나와 느슨하게 조립 된 섬유의 연속 가닥으로 끌어 당겨집니다. 이 가닥은 양모와면에 사용되는 것과 동일한 과정에 의해 원사로 처리 될 수 있습니다.
다진 섬유
원사로 형성되는 대신, 연속 또는 장거리 가닥은 짧은 길이로 잘릴 수 있습니다. 가닥은 크리어라고 불리는 보빈 세트에 장착되어 짧은 조각으로 자르는 기계를 당깁니다. 다진 섬유는 바인더가 첨가되는 매트로 형성됩니다. 오븐에서 경화 한 후 매트가 굴러갑니다. 다양한 무게와 두께는 대상 포진, 내장 지붕 또는 장식 매트를위한 제품을 제공합니다.
유리 울
로타리 또는 스피너 프로세스는 유리 양모를 만드는 데 사용됩니다. 이 과정에서 용광로의 용융 유리는 작은 구멍이있는 원통형 용기로 흘러 들어갑니다. 컨테이너가 빠르게 회전함에 따라 유리의 수평 스트림이 구멍 밖으로 흘러 나옵니다. 용융 유리 스트림은 공기의 하향 폭발, 뜨거운 가스 또는 둘 다에 의해 섬유로 변환됩니다. 섬유는 컨베이어 벨트에 떨어지고 양털 덩어리로 서로 얽혀 있습니다. 이것은 절연에 사용될 수 있거나, 양모에 바인더로 뿌려서 원하는 두께로 압축되고 오븐에서 경화 될 수 있습니다. 열은 바인더를 설정하고 결과 제품은 단단하거나 반 강성 보드 또는 유연한 배트 일 수 있습니다.
보호 코팅
결합제 외에도 유리 섬유 제품에는 다른 코팅이 필요합니다. 윤활제는 섬유 마모를 줄이는 데 사용되며 섬유에 직접 분무되거나 바인더에 첨가됩니다. 냉각 단계 동안 항 정성 조성물이 유리 섬유 단열재의 표면에 때때로 분무된다. 매트를 통해 냉각 된 공기는 항 정적 제제가 매트의 전체 두께를 관통하게한다. 항 정적 제제는 정적 전기의 생성을 최소화하는 재료 인 두 가지 성분으로 구성됩니다. 부식 억제제 및 안정제로 사용하는 물질. 사이징은 형성 작업에서 섬유 섬유에 적용되는 코팅이며, 하나 또는 하나를 함유 할 수 있습니다. 더 많은 구성 요소 (윤활제, 바인더 또는 커플 링 제). 커플 링 제는 플라스틱 강화에 사용될 가닥에 사용되거나 강화 된 재료에 대한 결합을 강화하기 위해 사용되며, 때로는이 코팅을 제거하거나 다른 코팅을 추가하기 위해 마무리 작업이 필요합니다. 플라스틱 보강의 경우, 열 또는 화학 물질과 커플 링 제를 적용하여 성형을 제거 할 수 있습니다. 장식 적용의 경우, 형제를 제거하고 직조를 설정하려면 직물을 열처리해야합니다. 이어서, 염료베이스 코팅은 죽거나 인쇄하기 전에 적용됩니다.
모양으로 형성
유리 섬유 제품은 여러 프로세스를 사용하여 만들어진 다양한 모양으로 제공됩니다. 예를 들어, 유리 섬유 파이프 단열재는 경화 전에 형성 유닛에서 직접 맨드 렐이라고 불리는 막대와 같은 형태로 상처를 입는다. 3 피트 (91cm) 이하의 길이는 금형 형태를 오븐에서 경화시킨다. 그런 다음 경화 길이는 길이로 탈진되고 지정된 치수로 톱질됩니다. 필요한 경우면이 적용되며 제품은 배송을 위해 포장됩니다.
품질 관리
유리 섬유 단열재를 생산하는 동안, 재료는 품질을 유지하기 위해 프로세스의 여러 위치에서 샘플링됩니다. 이러한 위치에는 다음이 포함됩니다 : 전기 멜터에 공급되는 혼합 배치; 광섬유를 공급하는 부싱의 용융 유리; 광섬유 기계에서 나오는 유리 섬유; 생산 라인의 끝에서 나오는 최종 경화 제품. 벌크 유리 및 섬유 샘플은 화학적 조성 및 정교한 화학 분석기 및 현미경을 사용하여 결함의 존재에 대해 분석됩니다. 배치 재료의 입자 크기 분포는 여러 가지 크기의 체적을 통해 재료를 통과시켜 얻어진다. 최종 제품은 사양에 따라 포장 한 후 두께에 대해 측정됩니다. 두께의 변화는 유리 품질이 표준보다 낮음을 나타냅니다.
유리 섬유 단열재 제조업체는 다양한 표준화 된 테스트 절차를 사용하여 제품 음향 저항, 싱크 흡수 및 음향 장벽 성능을 측정, 조정 및 최적화합니다. 음향 특성은 이러한 생산 변수를 섬유 직경, 벌크 밀도, 두께 및 바인더 함량과 같은 생산 변수를 조정하여 제어 할 수 있습니다. 열 특성을 제어하는 데 유사한 접근법이 사용됩니다.
미래
유리 섬유 산업은 1990 년대와 그 이후의 나머지 기간 동안 몇 가지 주요 과제에 직면 해 있습니다. 외국 기업의 미국 자회사와 미국 제조업체의 생산성 향상으로 인해 유리 섬유 단열재 생산자의 수가 증가했습니다. 이로 인해 현재 및 미래 시장이 수용 할 수없는 초과 용량이 생겨났습니다.
과도한 용량 외에도 다른 단열재가 경쟁 할 것입니다. 최근 프로세스와 제품 개선으로 인해 록 울은 널리 사용되었습니다. 폼 단열재는 주거벽과 상업 지붕의 유리 섬유에 대한 또 다른 대안입니다. 또 다른 경쟁 물질은 다락방 절연에 사용되는 셀룰로오스입니다.
소프트 주택 시장으로 인한 단열 수요가 낮기 때문에 소비자는 가격이 저렴하다는 것을 요구하고 있습니다. 이 수요는 또한 소매 업체와 계약자의 통합이 지속적으로 추세의 결과이기도합니다. 이에 따라 유리 섬유 단열재 산업은 에너지와 환경의 두 가지 주요 영역에서 비용을 계속 줄여야합니다. 더 효율적인 용광로는 하나의 에너지 원에만 의존하지 않는 더 효율적인 용광로를 사용해야합니다.
매립지가 최대 용량에 도달하면 유리 섬유 제조업체는 비용을 증가시키지 않고 고형 폐기물에서 거의 제로 출력을 달성해야합니다. 이를 위해서는 폐기물 (액체 및 가스 폐기물의 경우)을 줄이고 가능한 한 폐기물을 재사용하기 위해 제조 공정을 개선해야합니다.
이러한 폐기물은 원료로 재사용하기 전에 재 처리 및 재발이 필요할 수 있습니다. 여러 제조업체가 이미 이러한 문제를 해결하고 있습니다.
후 시간 : Jun-11-2021