फायबरग्लास कसा बनविला जातो?

फायबरग्लास म्हणजे विविध प्रकारांमध्ये एकत्रित केलेल्या वैयक्तिक काचेच्या तंतूंपासून बनविलेल्या उत्पादनांच्या गटाचा संदर्भ देते. त्यांच्या भूमितीनुसार ग्लास तंतू दोन प्रमुख गटात विभागले जाऊ शकतात: यार्न आणि कापडांमध्ये सतत तंतू आणि इन्सुलेशन आणि फिल्ट्रेशनसाठी फलंदाज, ब्लँकेट किंवा बोर्ड म्हणून वापरल्या जाणार्‍या विवादास्पद (लहान) तंतू. फायबरग्लास सूतमध्ये लोकर किंवा सूती सारख्या तयार केले जाऊ शकते आणि फॅब्रिकमध्ये विणले जाऊ शकते जे कधीकधी ड्रॅपीरीसाठी वापरले जाते. फायबरग्लास टेक्सटाईल सामान्यत: मोल्डेड आणि लॅमिनेटेड प्लास्टिकसाठी मजबुतीकरण सामग्री म्हणून वापरले जातात. फायबरग्लास लोकर, एक जाड, फ्लफी मटेरियल, विवादास्पद तंतूंपासून बनविलेले, थर्मल इन्सुलेशन आणि ध्वनी शोषणासाठी वापरले जाते. हे सामान्यत: जहाज आणि पाणबुडी बल्कहेड्स आणि हुल्समध्ये आढळते; ऑटोमोबाईल इंजिन कंपार्टमेंट्स आणि बॉडी पॅनेल लाइनर; भट्टी आणि वातानुकूलन युनिट्समध्ये; ध्वनीविषयक भिंत आणि कमाल मर्यादा पॅनेल; आणि आर्किटेक्चरल विभाजने. इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन टेप, कापड आणि मजबुतीकरण म्हणून वापरल्या जाणार्‍या विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी फायबरग्लास तयार केले जाऊ शकते; थर्मल इन्सुलेशनसाठी सी सी (केमिकल), ज्यामध्ये उत्कृष्ट acid सिड प्रतिरोध आणि टाइप टी आहे.

काचेच्या फायबरचा व्यावसायिक वापर तुलनेने अलीकडील आहे, परंतु कारागीरांनी नवनिर्मितीच्या वेळी गॉब्लेट्स आणि फुलदाण्या सजवण्याकरिता काचेच्या पट्ट्या तयार केल्या. फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ, रेने-अ‍ॅन्टोइन फेचॉल्ट डी रेउमूर यांनी 1713 मध्ये बारीक काचेच्या स्ट्रँड्सने सजवलेल्या वस्त्रोद्योगाची निर्मिती केली आणि ब्रिटिश शोधकांनी 1822 मध्ये या कामगिरीची नक्कल केली. ब्रिटिश रेशीम विव्हरने 1842 मध्ये काचेचे फॅब्रिक बनविले आणि आणखी एक शोधक एडवर्ड लिबे, एक प्रदर्शन केले. शिकागोमधील 1893 कोलंबियन प्रदर्शनात काचेचे विणलेले ड्रेस.

काचेच्या लोकर, यादृच्छिक लांबीमध्ये विवादास्पद फायबरचा एक लबाडीचा समूह, प्रथम शतकाच्या शेवटी युरोपमध्ये तयार केला गेला, ज्यामध्ये रॉड्सपासून फिरत्या ड्रमकडे जाणा .्या तंतूंचा समावेश होता. कित्येक दशकांनंतर, एक कताई प्रक्रिया विकसित आणि पेटंट केली गेली. पहिल्या महायुद्धात जर्मनीमध्ये ग्लास फायबर इन्सुलेटिंग मटेरियलची निर्मिती केली गेली. १ 30 s० च्या दशकात ओव्हन्स-इलिनॉय ग्लास कंपनी आणि कॉर्निंग ग्लास या दोन प्रमुख कंपन्यांच्या मार्गदर्शनाखाली अमेरिकेत ग्लास फायबरच्या औद्योगिक उत्पादनाच्या उद्देशाने संशोधन व विकासाचा हेतू होता. कामे. या कंपन्यांनी अत्यंत बारीक ओरिफिसद्वारे पिघळलेले ग्लास रेखाटून एक दंड, लवचिक, कमी किमतीच्या काचेच्या फायबर विकसित केल्या. १ 38 3838 मध्ये, या दोन कंपन्यांनी ओव्हन्स-कॉर्निंग फायबरग्लस कॉर्पोरेशनची स्थापना केली. आता फक्त ओव्हन्स-कॉर्निंग म्हणून ओळखले जाते, ही एक वर्षाची एक वर्षाची कंपनी बनली आहे आणि फायबरग्लास मार्केटमध्ये एक नेता आहे.

कच्चा माल

फायबरग्लास उत्पादनांसाठी मूलभूत कच्चे साहित्य विविध प्रकारचे नैसर्गिक खनिजे आणि उत्पादित रसायने आहेत. मुख्य घटक म्हणजे सिलिका वाळू, चुनखडी आणि सोडा राख. इतर घटकांमध्ये कॅल्सीन एल्युमिना, बोरॅक्स, फेलडस्पार, नेफलिन सायनाइट, मॅग्नेसाइट आणि कॅओलिन क्ले, इतरांपैकी असू शकतात. सिलिका वाळूचा वापर काचेच्या पूर्वीच्या म्हणून केला जातो आणि सोडा राख आणि चुनखडी प्रामुख्याने वितळणारे तापमान कमी करण्यास मदत करतात. इतर घटकांचा उपयोग रासायनिक प्रतिकारांसाठी बोरॅक्स सारख्या काही गुणधर्म सुधारण्यासाठी केला जातो. कचरा ग्लास, ज्याला कुलेट देखील म्हणतात, कच्चा माल म्हणून देखील वापरला जातो. कच्च्या मालाचे अचूक प्रमाण काळजीपूर्वक वजन केले पाहिजे आणि काचेच्या मध्ये वितळण्यापूर्वी एकत्र (बॅचिंग म्हणतात) एकत्र मिसळले पाहिजे.

उत्पादन
प्रक्रिया

मेल्टिंग

एकदा बॅच तयार झाल्यानंतर, ते वितळण्यासाठी भट्टीमध्ये दिले जाते. भट्टी वीज, जीवाश्म इंधन किंवा दोघांच्या संयोजनाने गरम केली जाऊ शकते. काचेचा गुळगुळीत, स्थिर प्रवाह राखण्यासाठी तापमान अचूकपणे नियंत्रित केले जाणे आवश्यक आहे. वितळलेले ग्लास फायबरमध्ये तयार होण्याकरिता इतर प्रकारच्या काचेच्या तुलनेत उच्च तापमानात (सुमारे 2500 ° फॅ [1371 डिग्री सेल्सियस]) ठेवणे आवश्यक आहे. एकदा काच वितळले की ते भट्टीच्या शेवटी असलेल्या चॅनेलद्वारे (अगोदर) तयार करणार्‍या उपकरणांमध्ये हस्तांतरित केले जाते.

तंतूंमध्ये तयार होत आहे

फायबरच्या प्रकारानुसार तंतू तयार करण्यासाठी बर्‍याच वेगवेगळ्या प्रक्रिया वापरल्या जातात. कापड तंतू थेट भट्टीमधून पिघळलेल्या काचेपासून तयार केले जाऊ शकतात किंवा पिघळलेल्या काचेला प्रथम मशीनला दिले जाऊ शकते जे काचेच्या संगमरवरी व्यासाच्या सुमारे 0.62 इंच (1.6 सेमी) बनवते. या संगमरवरी काचेची अशुद्धतेसाठी दृश्यास्पद तपासणी करण्यास परवानगी देतात. थेट वितळलेल्या आणि संगमरवरी वितळण्याच्या प्रक्रियेत, ग्लास किंवा काचेच्या संगमरवरीला इलेक्ट्रिकली गरम झालेल्या बुशिंग्ज (ज्याला स्पिनरेट्स देखील म्हणतात) दिले जाते. बुशिंग प्लॅटिनम किंवा मेटल अ‍ॅलोयपासून बनविली जाते, कोठेही 200 ते 3,000 अगदी बारीकसारीक ओरिफिस. वितळलेला ग्लास ओरिफिकमधून जातो आणि बारीक तंतु म्हणून बाहेर येतो.

सतत-फिल्मेंट प्रक्रिया

सतत-फिल्ममेंट प्रक्रियेद्वारे एक लांब, सतत फायबर तयार केला जाऊ शकतो. काचेच्या बुशिंगच्या छिद्रांमधून काचेचे वाहते, एकाधिक स्ट्रँड्स हाय-स्पीड विंडरवर अडकतात. विंजर बुशिंग्जच्या प्रवाहाच्या दरापेक्षा खूपच वेगवान, एका मिनिटाला सुमारे 2 मैल (3 किमी) वर फिरतो. तणाव पिघळताना तंतु बाहेर काढतो, बुशिंगमधील ओपनिंगच्या व्यासाचा एक अंश तयार करतो. एक रासायनिक बाईंडर लागू केला जातो, जो नंतरच्या प्रक्रियेदरम्यान फायबरला ब्रेक होण्यापासून रोखण्यास मदत करतो. त्यानंतर फिलामेंट ट्यूबवर जखम होते. हे आता मुरडले जाऊ शकते आणि सूत मध्ये पळवून लावले जाऊ शकते.

मुख्य-फायबर प्रक्रिया

एक वैकल्पिक पद्धत म्हणजे स्टेप्लेफायबर प्रक्रिया. वितळलेला ग्लास बुशिंग्जमधून वाहत असताना, हवेचे जेट्स वेगाने फिलामेंटला थंड करतात. हवेचा अशांत स्फोट देखील तंतु 8-15 इंच (20-38 सेमी) लांबीमध्ये मोडतो. हे फिलामेंट्स वंगणाच्या स्प्रेमधून फिरत असलेल्या ड्रमवर पडतात, जिथे ते पातळ वेब तयार करतात. वेब ड्रममधून काढले जाते आणि हळूवारपणे एकत्र केलेल्या तंतूंच्या सतत स्ट्रँडमध्ये खेचले जाते. या स्ट्रँडवर लोकर आणि सूतीसाठी वापरल्या जाणार्‍या त्याच प्रक्रियेद्वारे सूतमध्ये प्रक्रिया केली जाऊ शकते.

चिरलेला फायबर

सूत मध्ये तयार होण्याऐवजी, सतत किंवा लांब-स्टेपल स्ट्रँड लहान लांबीमध्ये चिरले जाऊ शकते. स्ट्रँड बॉबिनच्या एका सेटवर आरोहित केला जातो, ज्याला क्रेल म्हटले जाते आणि मशीनमधून खेचले जाते जे त्यास लहान तुकडे करतात. चिरलेला फायबर चटई मध्ये तयार केला जातो ज्यावर बाईंडर जोडला जातो. ओव्हनमध्ये बरे झाल्यानंतर, चटई गुंडाळली जाते. विविध वजन आणि जाडी शिंगल्स, अंगभूत छप्पर किंवा सजावटीच्या चटईसाठी उत्पादने देतात.

ग्लास लोकर

रोटरी किंवा स्पिनर प्रक्रिया ग्लास लोकर तयार करण्यासाठी वापरली जाते. या प्रक्रियेत, भट्टीमधून वितळलेला ग्लास लहान छिद्र असलेल्या दंडगोलाकार कंटेनरमध्ये वाहतो. कंटेनर वेगाने फिरत असताना, काचेचे क्षैतिज प्रवाह छिद्रांमधून वाहतात. वितळलेले काचेचे प्रवाह हवे, गरम गॅस किंवा दोन्हीच्या खालच्या स्फोटांद्वारे तंतूंमध्ये रूपांतरित करतात. तंतू कन्व्हेयर बेल्टवर पडतात, जिथे ते एकाकीपणाच्या वस्तुमानात एकमेकांशी संवाद साधतात. हे इन्सुलेशनसाठी वापरले जाऊ शकते, किंवा लोकरला बांधकामासह फवारणी केली जाऊ शकते, इच्छित जाडीमध्ये संकुचित केले जाऊ शकते आणि ओव्हनमध्ये बरे केले जाऊ शकते. उष्णता बाईंडर सेट करते आणि परिणामी उत्पादन कठोर किंवा अर्ध-कठोर बोर्ड किंवा लवचिक बॅट असू शकते.

संरक्षणात्मक कोटिंग्ज

बाइंडर्स व्यतिरिक्त, फायबरग्लास उत्पादनांसाठी इतर कोटिंग्ज आवश्यक आहेत. वंगणांचा वापर फायबर घर्षण कमी करण्यासाठी केला जातो आणि एकतर थेट फायबरवर फवारणी केली जाते किंवा बाईंडरमध्ये जोडली जाते. शीतकरण चरणात कधीकधी फायबरग्लास इन्सुलेशन मॅट्सच्या पृष्ठभागावर अँटी-स्टॅटिक रचना देखील फवारली जाते. चटईद्वारे काढलेल्या थंड हवेमुळे अँटी-स्टॅटिक एजंट चटईच्या संपूर्ण जाडीमध्ये प्रवेश करते. अँटी-स्टॅटिक एजंटमध्ये दोन घटक असतात-एक सामग्री जी स्थिर विजेची निर्मिती कमी करते आणि एक सामग्री जी गंज इनहिबिटर आणि स्टेबलायझर म्हणून काम करते. आकार बदलणे हे फॉर्मिंग ऑपरेशनमध्ये कापड तंतूंवर लागू केलेले कोणतेही कोटिंग आहे आणि त्यात एक किंवा एक किंवा असू शकतो अधिक घटक (वंगण, बाइंडर्स किंवा कपलिंग एजंट्स). प्लॅस्टिकला मजबुतीकरण करण्यासाठी, प्रबलित सामग्रीवर बॉन्ड मजबूत करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या स्ट्रँडवर कपलिंग एजंटांचा वापर केला जातो. काही वेळा या कोटिंग्ज काढून टाकण्यासाठी किंवा दुसरे कोटिंग जोडण्यासाठी फिनिशिंग ऑपरेशन आवश्यक असते. प्लास्टिकच्या मजबुतीकरणासाठी, उष्णता किंवा रसायनांसह सिझिंग्ज काढली जाऊ शकतात आणि एक जोड्या एजंट लागू केला जाऊ शकतो. सजावटीच्या अनुप्रयोगांसाठी, फॅब्रिकला उष्मा काढून टाकण्यासाठी आणि विणणे सेट करण्यासाठी उष्णता उपचार करणे आवश्यक आहे. नंतर डाई बेस कोटिंग्ज मरणार किंवा मुद्रण करण्यापूर्वी लागू केले जातात.

आकारात तयार होत आहे

फायबरग्लास उत्पादने अनेक प्रक्रिया वापरुन विविध प्रकारच्या आकारात येतात. उदाहरणार्थ, फायबरग्लास पाईप इन्सुलेशन रॉड-सारख्या फॉर्मवर जखमेचे आहे ज्याला बरा करण्यापूर्वी थेट तयार करणार्‍या युनिट्समधून मॅन्ड्रेल्स म्हणतात. मोल्ड फॉर्म, 3 फूट (91 सेमी) किंवा त्यापेक्षा कमी लांबीच्या ओव्हनमध्ये बरे होतात. बरे केलेल्या लांबी नंतर डी-मोल्ड लांबीच्या दिशेने आणि निर्दिष्ट परिमाणांमध्ये सॉन असतात. आवश्यक असल्यास चेहरे लागू केले जातात आणि उत्पादन शिपमेंटसाठी पॅकेज केले जाते.

गुणवत्ता नियंत्रण

फायबरग्लास इन्सुलेशनच्या उत्पादनादरम्यान, गुणवत्ता राखण्यासाठी प्रक्रियेतील बर्‍याच ठिकाणी सामग्रीचे नमुने घेतले जातात. या स्थानांमध्ये हे समाविष्ट आहे: मिश्रित बॅचला इलेक्ट्रिक मोल्टरला दिले जात आहे; बुशिंगमधून वितळलेले ग्लास जे फायबरझरला खायला घालते; फायबरझर मशीनमधून काचेचे फायबर बाहेर येत आहे; आणि उत्पादन लाइनच्या शेवटी पासून उद्भवणारे अंतिम बरे उत्पादन. रासायनिक रचनांसाठी आणि अत्याधुनिक रासायनिक विश्लेषक आणि मायक्रोस्कोपचा वापर करून त्रुटींच्या उपस्थितीसाठी बल्क ग्लास आणि फायबरच्या नमुन्यांचे विश्लेषण केले जाते. बॅच मटेरियलचे कण आकार वितरण अनेक आकाराच्या चाळणीद्वारे सामग्री पास करून प्राप्त केले जाते. अंतिम उत्पादन विशिष्टतेनुसार पॅकेजिंगनंतर जाडीसाठी मोजले जाते. जाडीमधील बदल सूचित करतो की काचेची गुणवत्ता मानकांपेक्षा खाली आहे.

फायबरग्लास इन्सुलेशन उत्पादक उत्पादनांच्या ध्वनिक प्रतिरोध, ध्वनी शोषण आणि ध्वनी अडथळा कार्यक्षमता मोजण्यासाठी, समायोजित करण्यासाठी आणि ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी विविध प्रकारच्या प्रमाणित चाचणी प्रक्रियेचा वापर करतात. फायबर व्यास, मोठ्या प्रमाणात घनता, जाडी आणि बाईंडर सामग्री सारख्या उत्पादन व्हेरिएबल्स समायोजित करून ध्वनिक गुणधर्म नियंत्रित केले जाऊ शकतात. थर्मल गुणधर्म नियंत्रित करण्यासाठी समान दृष्टिकोन वापरला जातो.

भविष्य

१ 1990 1990 ० च्या दशकात आणि त्यापलीकडे फायबरग्लास उद्योगाला काही मोठ्या आव्हानांचा सामना करावा लागतो. परदेशी कंपन्यांच्या अमेरिकन सहाय्यक कंपन्यांमुळे आणि अमेरिकन उत्पादकांकडून उत्पादकता सुधारण्यामुळे फायबरग्लास इन्सुलेशनच्या उत्पादकांची संख्या वाढली आहे. यामुळे जास्त क्षमता वाढली आहे, जे सध्याचे आणि कदाचित भविष्यातील बाजारात सामावून घेऊ शकत नाही.

जादा क्षमतेव्यतिरिक्त, इतर इन्सुलेशन सामग्री स्पर्धा करेल. अलीकडील प्रक्रिया आणि उत्पादन सुधारणांमुळे रॉक लोकर मोठ्या प्रमाणात वापरला गेला आहे. निवासी भिंती आणि व्यावसायिक छतावरील फायबरग्लाससाठी फोम इन्सुलेशन हा आणखी एक पर्याय आहे. आणखी एक प्रतिस्पर्धी सामग्री म्हणजे सेल्युलोज, जी अटिक इन्सुलेशनमध्ये वापरली जाते.

मऊ गृहनिर्माण बाजारामुळे इन्सुलेशनची कमी मागणी असल्यामुळे ग्राहक कमी किंमतीची मागणी करीत आहेत. किरकोळ विक्रेते आणि कंत्राटदारांच्या एकत्रिकरणाच्या सततच्या प्रवृत्तीचा देखील ही मागणी आहे. प्रत्युत्तरादाखल, फायबरग्लास इन्सुलेशन उद्योगाला ऊर्जा आणि पर्यावरण या दोन प्रमुख क्षेत्रांमध्ये खर्च कमी करणे आवश्यक आहे. अधिक कार्यक्षम भट्टी वापरल्या पाहिजेत ज्या केवळ एका उर्जेच्या स्त्रोतावर अवलंबून नाहीत.

लँडफिल जास्तीत जास्त क्षमतेपर्यंत पोहोचल्यामुळे फायबरग्लास उत्पादकांना खर्च वाढविल्याशिवाय घनकचरा कचर्‍यावर जवळजवळ शून्य उत्पादन मिळावे लागेल. यासाठी कचरा कमी करण्यासाठी (द्रव आणि वायू कचर्‍यासाठी देखील) उत्पादन प्रक्रिया सुधारणे आवश्यक आहे आणि जेथे शक्य असेल तेथे कचरा पुन्हा वापरणे आवश्यक आहे.

अशा कचर्‍यामध्ये कच्चा माल म्हणून पुन्हा वापर करण्यापूर्वी पुनर्प्रक्रिया करणे आणि स्मरण करणे आवश्यक असू शकते. अनेक उत्पादक आधीच या समस्यांकडे लक्ष देत आहेत.