Kaip gaminamas stiklo pluoštas?

Stiklo pluoštas reiškia produktų grupę, pagamintą iš atskirų stiklo pluoštų, sujungtų į įvairias formas. Stiklo pluoštai gali būti suskirstyti į dvi pagrindines grupes pagal jų geometriją: ištisiniai pluoštai, naudojami siūluose ir tekstilės gaminiuose, ir nepertraukiami (trumpi) pluoštai, naudojami kaip batts, antklodės ar lentos izoliacijai ir filtravimui. Stiklo pluoštas gali būti suformuotas į verpalus, panašius į vilną ar medvilnę, ir austi į audinį, kuris kartais naudojamas draperijoms. Stiklo pluošto tekstilės gaminiai dažniausiai naudojami kaip armatūros medžiaga suformuotoms ir laminuotoms plastikams. Stiklo pluošto vilna, stora, puri medžiaga, pagaminta iš nepertraukiamų pluoštų, naudojama šiluminei izoliacijai ir garso absorbcijai. Paprastai jis randamas laive ir povandeninių gabenime ir korpusuose; automobilių variklių skyriai ir kėbulo plokščių įdėklai; krosnyse ir oro kondicionavimo įrenginiuose; akustinės sienos ir lubų plokštės; ir architektūrinės pertvaros. Stiklo pluoštas gali būti pritaikytas konkrečioms programoms, tokioms kaip E tipas (elektrinis), naudojamas kaip elektrinės izoliacijos juosta, tekstilė ir armatūra; C tipas (cheminis), turintis didesnį atsparumą rūgštims, ir T tipas, skirtas šiluminei izoliacijai.

Nors komercinis stiklo pluošto naudojimas yra palyginti neseniai, amatininkai sukūrė stiklines sruogas, skirtas dekoruoti taures ir vazas renesanso metu. Prancūzų fizikas, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, 1713 m. Gamino tekstilę, papuoštą smulkių stiklinių sruogomis, o britų išradėjai dubliavo žygdarbį 1822 m. Britų šilko audėjas 1842 m. Gamino stiklinį audinį, o dar vienas išradėjas Edward Libbey, eksponavo A Edward Libbey, eksponavo a 1893 m. Kolumbijos ekspozicijos Čikagoje suknelė iš stiklo.

Stiklinė vilna, pūkuota nenutrūkstamo pluošto masė atsitiktiniu ilgiu, pirmiausia buvo pagamintas Europoje amžių sandūroje, naudojant procesą, kurio metu pluoštai piešė nuo strypų horizontaliai iki besisukančio būgno. Po kelių dešimtmečių buvo sukurtas ir patentuotas verpimo procesas. Stiklo pluošto izoliacinė medžiaga buvo pagaminta Vokietijoje. Pirmojo pasaulinio karo metu buvo pagaminta tyrimų ir plėtros, skirtos pramoninei stiklo pluošto gamybai, 1930-aisiais JAV, vadovaujant dviem pagrindinėms kompanijoms-„Owens-Illinois Glass Company“ ir „Corning Glass“. Darbai. Šios įmonės sukūrė puikų, lankstų, nebrangią stiklo pluoštą, nubrėždami išlydytą stiklą per labai smulkias angas. 1938 m. Šios dvi bendrovės susiliejo ir sudarė „Owens-Corning Fiberglas Corp.“, dabar tiesiog žinomą kaip „Owens-Corning“, ji tapo 3 milijardų dolerių per metus ir yra stiklo pluošto rinkos lyderė.

Žaliavos

Pagrindinės stiklo pluošto produktų žaliavos yra įvairūs natūralūs mineralai ir pagamintos cheminės medžiagos. Pagrindiniai ingredientai yra silicio dioksido smėlis, kalkakmenis ir sodos pelenai. Kiti ingredientai gali būti kalcinuotas aliuminio oksidas, boraksas, žemės paviršiaus, nefelino syenito, magnezito ir kaolino molio. Silicio smėlis naudojamas kaip buvęs stiklas, o sodos pelenai ir kalkakmenis pirmiausia padeda sumažinti lydymosi temperatūrą. Kiti ingredientai yra naudojami tam tikroms savybėms pagerinti, pavyzdžiui, „Borax“ cheminiam atsparumui. Stiklas, dar vadinamas „Cullet“, taip pat naudojamas kaip žaliava. Žaliavos turi būti kruopščiai pasveriamos tiksliais kiekiais ir kruopščiai sumaišytos kartu (vadinamos partijomis), prieš ištirpinant į stiklą.

Gamyba
Procesas

Tirpimas

Kai partija bus paruošta, ji padedama į krosnį tirpinti. Krosnį gali pašildyti elektra, iškastinis kuras arba jų derinys. Temperatūra turi būti tiksliai kontroliuojama, kad būtų išlaikytas lygus, pastovus stiklo srautas. Išlydytas stiklas turi būti laikomas aukštesnėje temperatūroje (apie 2500 ° F [1371 ° C]) nei kitų rūšių stiklas, kad būtų suformuotas į skaidulą. Kai stiklas taps išlydytas, jis perkeliamas į formavimo įrangą per kanalą (priekinį antrinį), esantį krosnies gale.

Formuojasi į pluoštus

Pluošalams formuoti naudojami keli skirtingi procesai, atsižvelgiant į pluošto tipą. Tekstilės pluoštai gali būti suformuoti iš išlydyto stiklo tiesiai iš krosnies, arba išlydytas stiklas pirmiausia gali būti tiekiamas į mašiną, sudarančią maždaug 0,62 colio (1,6 cm) stiklo rutuliukus. Šie rutuliukai leidžia vizualiai tikrinti stiklą priemaišoms. Tiek tiesioginio lydymosi, tiek marmuro lydymosi procese stiklo arba stiklo rutuliukai tiekiami per elektra kaitinamas įvores (dar vadinamas suktukais). Įvadas yra pagamintas iš platinos arba metalo lydinio, iš kurio nuo 200 iki 3000 labai smulkios angos yra nuo 200 iki 3000. Išlydytas stiklas praeina per angas ir išeina kaip puikios gijos.

Nepertraukiamo filmo procesas

Ilgas, nepertraukiamas pluoštas gali būti gaminamas per nepertraukiamo filmo procesą. Po to, kai stiklas teka per įvorės skylutes, kelios sruogos yra užkluptos ant greito vinerio. Winderis sukasi maždaug 2 mylių (3 km) minutę, daug greičiau nei srauto greitis iš įvorių. Įtempimas ištraukia gijas, kol nejuda, sudarydamas sruogų dalį įvorėje esančių angų skersmens. Taikomas cheminis segtuvas, kuris padeda pluoštui sulaužyti vėlesnio perdirbimo metu. Tada gija suvyniota ant vamzdžių. Dabar jis gali būti susuktas ir suplaktas į verpalus.

Kuokštelinis pluošto procesas

Alternatyvus metodas yra pagrindinis procesas. Kai išlydytas stiklas teka per įvores, oro purkštukai greitai atvėsina gijas. Turbulentiniai oro pliūpsniai taip pat sulaužo gijas į 8–15 colių ilgį (20–38 cm). Šie gijos patenka per tepalo purškalą ant besisukančio būgno, kur jie sudaro ploną tinklą. Žiniatinklis nupieštas iš būgno ir ištraukiamas į nuolatinę laisvai surinktų pluoštų sruogą. Ši sruoga gali būti perdirbta į verpalus tais pačiais procesais, naudojamais vilnai ir medvilnei.

Smulkintas pluoštas

Užuot susiformavę į verpalus, ištisinė ar ilgos pakabos sruoga gali būti susmulkinta į trumpą ilgį. Streną pritvirtinta ant ritmų rinkinio, vadinamo kreeliu, ir ištraukiama per mašiną, kuri susmulkina ją į trumpus gabalus. Susmulkintas pluoštas yra suformuotas į kilimėlius, prie kurių pridedamas segtuvas. Po kietėjimo krosnyje kilimėlis suvyniotas. Įvairūs svoriai ir storiai suteikia produktus juostinėms pūsleliams, įmontuotos stogo dangos ar dekoratyviniams kilimėliams.

Stiklinė vilna

Stiklinei vilnai gaminti naudojamas sukamas arba suktuko procesas. Šiame procese išlydytas stiklas iš krosnies teka į cilindrinę talpyklą, turinčią mažas skylutes. Kai konteineris sparčiai sukasi, horizontalūs stiklo srautai iš skylių teka. Išlydytus stiklo srautus į pluoštus paverčiami pluoštu žemyn oro, karštų dujų ar abiejų pūtimu. Pluoštai patenka į konvejerio juostą, kur jie susilieja vienas su kitu į vilnos masę. Tai gali būti naudojama izoliacijai, arba vilną galima purkšti rišikliu, suspausta į norimą storią ir sukietusi krosnyje. Šiluma nustato segtuvą, o gautas produktas gali būti standi arba pusiau niūri lenta arba lankstus battas.

Apsauginės dangos

Be rišiklių, reikalingos kitos dangos stiklo pluošto produktams. Tepalai naudojami pluošto dilimui sumažinti ir yra tiesiogiai purškiami ant pluošto arba įpilami į segtuvą. Aušinimo etapo metu taip pat kartais purškiama ant stiklo pluošto izoliacinių kilimėlių paviršiaus. Aušinimo oras, nupieštas per kilimėlį, priverčia antistatinį agentą įsiskverbti į visą kilimėlio storis. Antistatinį agentą sudaro du ingredientai-medžiaga, kuri sumažina statinės elektros energijos generavimą, ir medžiaga, tarnaujanti kaip korozijos inhibitorius ir stabilizatorius. Daugiau komponentų (tepalai, rišikliai ar sukabinimo agentai). Sukabinimo priemonės naudojamos ant sruogų, kurios bus naudojamos sustiprinant plastiką, sustiprinti ryšį su sustiprinta medžiaga. Kartais šioms dangoms pašalinti reikia apdailos operacijos arba pridėti dar vieną dangą. Plastikiniams armatams sizings gali būti pašalintos naudojant šilumą ar chemikalus ir pritaikytą sukabinimo priemonę. Dekoratyviniams pritaikymams audiniai turi būti termiškai apdoroti, kad būtų pašalintos jos, ir nustatyti pynimą. Po to dažų bazinės dangos tepamos prieš mirdami ar spausdinant.

Formuojasi į formas

Stiklo pluošto produktai yra įvairių formų, pagamintų naudojant keletą procesų. Pvz., Stiklo pluošto vamzdžių izoliacija yra suvyniota ant strypų panašių formų, vadinamų mandrelėmis tiesiai iš formuojančių blokų, prieš kietėjant. Tada pelėsių formos 3 pėdų (91 cm) ilgio (91 cm) ar mažesnės, sukiečiamos orkaitėje. Tada išgydytos ilgio ilgis yra išilgai išilgai ir pjaustomi į nurodytus matmenis. Prireikus taikomi fascijos, o produktas supakuotas gabenimui.

Kokybės kontrolė

Gaminant stiklo pluošto izoliaciją, medžiaga imamas daugelyje vietų, kad būtų išlaikyta kokybė. Šiose vietose yra: mišria partija, maitinama prie elektrinės lydyklos; Išlydytas stiklas iš įvorės, maitinančios degiklį; Stiklo pluoštas, išeinantis iš degiklio mašinos; ir galutinis išgydytas produktas, atsirandantis iš gamybos linijos pabaigos. Tirių stiklo ir pluošto mėginiai analizuojami atsižvelgiant į cheminę sudėtį ir trūkumus, naudojant sudėtingus cheminius analizatorius ir mikroskopus. Pakartotinės medžiagos dalelių dydžio pasiskirstymas gaunamas perduodant medžiagą per daugybę skirtingų dydžių sietų. Galutinis produktas matuojamas storiu po pakavimo pagal specifikacijas. Storio pasikeitimas rodo, kad stiklo kokybė yra mažesnė už standartą.

Stiklo pluošto izoliacijos gamintojai taip pat naudoja įvairias standartizuotas bandymo procedūras, norėdami išmatuoti, sureguliuoti ir optimizuoti produkto akustinį atsparumą, garso absorbciją ir garso barjerą. Akustinės savybės gali būti kontroliuojamos koreguojant tokius gamybos kintamuosius kaip pluošto skersmuo, birių tankis, storis ir rišiklio kiekis. Panašus metodas naudojamas šiluminių savybėms valdyti.

Ateitis

Stiklo pluošto pramonė susiduria su keletu didelių iššūkių per likusį 1990 -ųjų ir vėliau. Stiklo pluošto izoliacijos gamintojų skaičius padidėjo dėl Amerikos užsienio įmonių dukterinių įmonių ir JAV gamintojų pagerėjimo. Tai lėmė perteklinius pajėgumus, kurių dabartinė ir galbūt būsima rinka negali patenkinti.

Be perteklinių pajėgumų, konkuruos ir kitos izoliacinės medžiagos. Roko vilna tapo plačiai naudojama dėl naujausių procesų ir gaminių patobulinimų. Putų izoliacija yra dar viena alternatyva stiklo pluoštui gyvenamosiose sienose ir komerciniuose stoguose. Kita konkuruojanti medžiaga yra celiuliozė, kuri naudojama palėpės izoliacijoje.

Dėl mažos izoliacijos paklausos dėl minkšto būsto rinkos vartotojai reikalauja mažesnių kainų. Ši paklausa taip pat lemia nuolatinę mažmenininkų ir rangovų konsolidavimo tendenciją. Atsakydama, stiklo pluošto izoliacijos pramonė turės ir toliau sumažinti išlaidas dviejose pagrindinėse srityse: energija ir aplinka. Turės būti naudojamos efektyvesnės krosnys, kurios nesiremia tik vienu energijos šaltiniu.

Sąvartynams siekiant maksimalios talpos, stiklo pluošto gamintojai turės pasiekti beveik nulinę medžiagą kietosioms atliekoms, nepadidinant išlaidų. Tam reikės patobulinti gamybos procesus, kad būtų sumažintos atliekos (taip pat skysčių ir dujų atliekos) ir visur, kur įmanoma, pakartotinai naudoti atliekas.

Tokiems atliekoms gali prireikti perdirbti ir perdaryti prieš pakartotinai kaip žaliavą. Keli gamintojai jau sprendžia šias problemas.