Kif issir il-Fibreglass?

Fiberglass tirreferi għal grupp ta 'prodotti magħmula minn fibri tal-ħġieġ individwali magħquda f'varjetà ta' forom. Il-fibri tal-ħġieġ jistgħu jinqasmu f'żewġ gruppi ewlenin skont il-ġeometrija tagħhom: fibri kontinwi użati fil-ħjut u t-tessuti, u l-fibri mhux kontinwi (qosra) użati bħala batts, kutri, jew bordijiet għall-insulazzjoni u l-filtrazzjoni. Il-fibra tal-ħġieġ tista 'tiġi ffurmata f'ħajt ħafna bħal suf jew qoton, u minsuġa f'drapp li kultant jintuża għal drappijiet. It-tessuti tal-fibreglass huma komunement użati bħala materjal ta 'rinfurzar għal plastiks iffurmati u laminati. Suf tal-fibreglass, materjal oħxon u fluffy magħmul minn fibri mhux kontinwi, jintuża għall-insulazzjoni termali u l-assorbiment tal-ħoss. Jinstab komunement fil-paratiji u l-bwieq tal-vapuri u tas-sottomarini; Kompartimenti tal-magni tal-karozzi u kisi tal-pannelli tal-karrozzerija; fi fran u unitajiet ta' arja kondizzjonata; Panewijiet akustiċi tal-ħitan u tas-soqfa; u diviżorji arkitettoniċi. Fibreglass jista 'jitfassal għal applikazzjonijiet speċifiċi bħal Tip E (elettriku), użat bħala tejp ta' insulazzjoni elettrika, tessuti u rinfurzar; Tip C (kimika), li għandha reżistenza superjuri għall-aċidu, u Tip T, għall-insulazzjoni termali.

Għalkemm l-użu kummerċjali tal-fibra tal-ħġieġ huwa relattivament reċenti, l-artiġjani ħolqu biċċiet tal-ħġieġ għad-dekorazzjoni ta 'goblets u vażuni matul ir-Rinaxximent. Fiżiċist Franċiż, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, ipproduċa tessuti mżejna b’ħjut fini tal-ħġieġ fl-1713, u l-inventuri Brittaniċi dduplikaw il-proeza fl-1822. Weaver tal-ħarir Brittaniku għamel drapp tal-ħġieġ fl-1842, u inventur ieħor, Edward Libbey, esebixxa libsa minsuġa tal-ħġieġ fl-Espożizzjoni Kolombjana tal-1893 f’Chicago.

Suf tal-ħġieġ, massa fluffy ta 'fibra mhux kontinwa f'tulijiet każwali, ġie prodott għall-ewwel darba fl-Ewropa fil-bidu tas-seklu, bl-użu ta' proċess li kien jinvolvi t-tpinġija tal-fibri minn vireg orizzontalment għal tanbur li jdur. Bosta deċennji wara, ġie żviluppat u privattiva proċess ta 'għażil. Materjal iżolanti tal-fibra tal-ħġieġ ġie manifatturat fil-Ġermanja matul l-Ewwel Gwerra Dinjija. Ir-riċerka u l-iżvilupp immirati lejn il-produzzjoni industrijali tal-fibri tal-ħġieġ mexa 'l quddiem fl-Istati Uniti fis-snin tletin, taħt id-direzzjoni ta' żewġ kumpaniji ewlenin, l-Owens-Illinois Glass Company u Corning Glass Xogħlijiet. Dawn il-kumpaniji żviluppaw fibra tal-ħġieġ fina, flessibbli u bi prezz baxx billi ġibdu ħġieġ imdewweb minn toqob fini ħafna. Fl-1938, dawn iż-żewġ kumpaniji ingħaqdu biex jiffurmaw Owens-Corning Fiberglas Corp Issa sempliċement magħrufa bħala Owens-Corning, saret kumpanija ta '$ 3 biljun fis-sena, u hija mexxejja fis-suq tal-fibreglass.

Materja Prima

Il-materja prima bażika għall-prodotti tal-fibreglass hija varjetà ta 'minerali naturali u kimiċi manifatturati. L-ingredjenti ewlenin huma ramel tas-silika, ġebel tal-ġir, u rmied tas-soda. Ingredjenti oħra jistgħu jinkludu alumina kalċinata, borax, feldspar, nepheline syenite, magnesite, u tafal tal-kaolin, fost oħrajn. Ir-ramel tas-silika jintuża bħala l-ewwel tal-ħġieġ, u l-irmied tas-soda u l-ġebla tal-ġir jgħinu primarjament biex ibaxxu t-temperatura tat-tidwib. Ingredjenti oħra jintużaw biex itejbu ċerti proprjetajiet, bħal borax għar-reżistenza kimika. Skart tal-ħġieġ, imsejjaħ ukoll cullet, jintuża wkoll bħala materja prima. Il-materja prima għandha tiġi miżuna bir-reqqa fi kwantitajiet eżatti u mħallta sewwa flimkien (imsejħa batching) qabel ma tinħall fil-ħġieġ.

Il-Manifattura
Proċess

Tidwib

Ladarba l-lott ikun ippreparat, jiġi mitmugħ f'forn għat-tidwib. Il-forn jista 'jissaħħan bl-elettriku, fjuwil fossili, jew taħlita tat-tnejn. It-temperatura għandha tkun ikkontrollata b'mod preċiż biex iżżomm fluss tal-ħġieġ bla xkiel u stabbli. Il-ħġieġ imdewweb għandu jinżamm f'temperatura ogħla (madwar 2500 ° F [1371 ° C]) minn tipi oħra ta 'ħġieġ sabiex jiġi ffurmat f'fibra. Ladarba l-ħġieġ isir imdewweb, jiġi trasferit għat-tagħmir tal-iffurmar permezz ta 'kanal (forehearth) li jinsab fit-tarf tal-forn.

Li jiffurmaw f'fibri

Jintużaw diversi proċessi differenti biex jiffurmaw fibri, skont it-tip ta 'fibra. Fibri tat-tessuti jistgħu jiġu ffurmati minn ħġieġ imdewweb direttament mill-forn, jew il-ħġieġ imdewweb jista 'jiġi mitmugħ l-ewwel għal magna li tifforma marbles tal-ħġieġ ta' madwar 0.62 pulzier (1.6 ċm) fid-dijametru. Dawn l-irħam jippermettu li l-ħġieġ jiġi spezzjonat viżwalment għal impuritajiet. Kemm fil-proċess tat-tidwib dirett kif ukoll tat-tidwib tal-irħam, l-irħam tal-ħġieġ jew tal-ħġieġ jiġu mitmugħa permezz ta 'boxxli msaħħna elettrikament (imsejħa wkoll spinnerets). Il-boxxla hija magħmula minn liga tal-platinu jew tal-metall, bi kullimkien minn 200 sa 3,000 toqba fin ħafna. Il-ħġieġ imdewweb jgħaddi mit-toqob u joħroġ bħala filamenti fini.

Proċess ta 'filament kontinwu

Fibra twila u kontinwa tista 'tiġi prodotta permezz tal-proċess tal-filament kontinwu. Wara li l-ħġieġ jgħaddi mit-toqob fil-boxxla, linji multipli jinqabdu fuq winder ta 'veloċità għolja. Il-winder idur f'madwar 2 mili (3 km) fil-minuta, ħafna aktar mgħaġġla mir-rata tal-fluss mill-boxxli. It-tensjoni tiġbed il-filamenti waqt li tkun għadha mdewba, u tifforma friegħi frazzjoni tad-dijametru tal-fetħiet fil-boxxla. Jiġi applikat binder kimiku, li jgħin biex iżżomm il-fibra milli tinkiser waqt l-ipproċessar aktar tard. Il-filament imbagħad jiġi mdawwar fuq tubi. Issa jista 'jiġi mibrum u mgħotti f'ħajt.

Proċess ta 'staple-fiber

Metodu alternattiv huwa l-proċess ta 'staplefiber. Hekk kif il-ħġieġ imdewweb jgħaddi mill-boxxli, ġettijiet ta 'arja jkessħu malajr il-filamenti. Il-fqigħ turbulenti ta 'l-arja wkoll ikissru l-filamenti f'tulijiet ta' 8-15-il pulzier (20-38 ċm). Dawn il-filamenti jaqgħu permezz ta 'sprej ta' lubrikant fuq tanbur li jdur, fejn jiffurmaw xibka rqiqa. Il-web tinġibed mit-tanbur u tinġibed f'linja kontinwa ta 'fibri immuntati b'mod laxk. Din il-linja tista 'tiġi pproċessata f'ħajt bl-istess proċessi użati għas-suf u l-qoton.

Fibra mqatta

Minflok ma tiġi ffurmata f'ħajt, il-linja kontinwa jew twila tista' titqatta' f'tulijiet qosra. Il-fergħa hija mmuntata fuq sett ta 'ċrieki, imsejħa creel, u miġbuda minn magna li tqatta' f'biċċiet qosra. Il-fibra mqatta hija ffurmata fi twapet li magħhom jiġi miżjud binder. Wara t-tqaddid f'forn, it-tapit jiġi rrumblat. Diversi piżijiet u ħxuna jagħtu prodotti għal shingles, soqfa mibnija, jew twapet dekorattivi.

Suf tal-ħġieġ

Il-proċess li jdur jew spinner jintuża biex jagħmel is-suf tal-ħġieġ. F'dan il-proċess, ħġieġ imdewweb mill-forn jgħaddi f'kontenitur ċilindriku li jkollu toqob żgħar. Hekk kif il-kontenitur idawwar malajr, flussi orizzontali tal-ħġieġ joħorġu mit-toqob. Il-flussi tal-ħġieġ imdewweb huma kkonvertiti f'fibri permezz ta 'splużjoni 'l isfel ta' arja, gass sħun, jew it-tnejn. Il-fibri jaqgħu fuq conveyor belt, fejn jintlaqgħu ma 'xulxin f'massa suf. Dan jista 'jintuża għall-insulazzjoni, jew is-suf jista' jiġi sprejjat b'materjal li jgħaqqad, ikkompressat fil-ħxuna mixtieqa, u vulkanizzat f'forn. Is-sħana tistabbilixxi l-legaturi, u l-prodott li jirriżulta jista 'jkun bord riġidu jew semi-riġidu, jew batt flessibbli.

Kisjiet protettivi

Minbarra l-legaturi, huma meħtieġa kisjiet oħra għall-prodotti tal-fibreglass. Il-lubrikanti jintużaw biex inaqqsu l-brix tal-fibra u huma jew sprejjati direttament fuq il-fibra jew miżjuda fil-binder. Kompożizzjoni anti-statika kultant tiġi wkoll sprejjata fuq il-wiċċ ta 'twapet ta' insulazzjoni tal-fibra tal-ħġieġ waqt il-pass tat-tkessiħ. L-arja tat-tkessiħ miġbuda mit-tapit tikkawża li l-aġent anti-statiku jippenetra l-ħxuna kollha tat-tapit. L-aġent anti-statiku jikkonsisti f'żewġ ingredjenti—materjal li jimminimizza l-ġenerazzjoni ta 'elettriku statiku, u materjal li jservi bħala inibitur tal-korrużjoni u stabilizzatur. Id-daqs huwa kwalunkwe kisja applikata għal fibri tat-tessuti fl-operazzjoni tal-iffurmar, u jista' jkun fiha waħda jew aktar komponenti (lubrikanti, binders, jew aġenti ta' akkoppjar). L-aġenti tal-igganċjar jintużaw fuq linji li se jintużaw għat-tisħiħ tal-plastiks, biex isaħħu r-rabta mal-materjal rinfurzat.Kultant hija meħtieġa operazzjoni ta 'finitura biex tneħħi dawn il-kisi, jew biex iżżid kisi ieħor. Għal rinforzi tal-plastik, id-daqsijiet jistgħu jitneħħew bis-sħana jew kimiċi u jiġi applikat aġent tal-akkoppjar. Għal applikazzjonijiet dekorattivi, id-drappijiet għandhom jiġu ttrattati bis-sħana biex jitneħħew id-daqsijiet u biex issettja n-nisġa. Kisjiet tal-bażi taż-żebgħa mbagħad jiġu applikati qabel il-mewt jew l-istampar.

Li jiffurmaw f'forom

Il-prodotti tal-fibra tal-ħġieġ jiġu f'varjetà wiesgħa ta 'forom, magħmula bl-użu ta' diversi proċessi. Pereżempju, l-insulazzjoni tal-pajp tal-fibreglass hija mdawra fuq forom bħal vireg imsejħa mandrini direttament mill-unitajiet li jiffurmaw, qabel il-kura. Il-forom tal-moffa, f'tulijiet ta '3 piedi (91 ċm) jew inqas, imbagħad jiġu vulkanizzati f'forn. It-tulijiet vulkanizzat huma mbagħad de-molded fit-tul, u sserrat f'dimensjonijiet speċifikati. Il-facings jiġu applikati jekk meħtieġ, u l-prodott jiġi ppakkjat għall-ġarr.

Kontroll tal-Kwalità

Matul il-produzzjoni tal-insulazzjoni tal-fibreglass, il-materjal jittieħed kampjun f'numru ta 'postijiet fil-proċess biex tinżamm il-kwalità. Dawn il-postijiet jinkludu: il-lott imħallat li jiġi mitmugħ lid-dewweb elettriku; ħġieġ imdewweb mill-boxxla li tmigħ il-fiberizer; fibra tal-ħġieġ li toħroġ mill-magna tal-fiberizer; u prodott vulkanizzat finali li joħroġ mit-tmiem tal-linja tal-produzzjoni. Il-kampjuni tal-ħġieġ bl-ingrossa u tal-fibra huma analizzati għall-kompożizzjoni kimika u l-preżenza ta 'difetti bl-użu ta' analizzaturi u mikroskopji kimiċi sofistikati. Id-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli tal-materjal tal-lott tinkiseb billi l-materjal jgħaddi minn għadd ta 'għarbiel ta' daqs differenti. Il-prodott finali huwa mkejjel għall-ħxuna wara l-ippakkjar skond l-ispeċifikazzjonijiet. Bidla fil-ħxuna tindika li l-kwalità tal-ħġieġ hija taħt l-istandard.

Il-manifatturi tal-insulazzjoni tal-fibreglass jużaw ukoll varjetà ta 'proċeduri tat-test standardizzati biex ikejlu, jaġġustaw u jottimizzaw ir-reżistenza akustika tal-prodott, l-assorbiment tal-ħoss, u l-prestazzjoni tal-barriera tal-ħoss. Il-proprjetajiet akustiċi jistgħu jiġu kkontrollati billi jiġu aġġustati varjabbli tal-produzzjoni bħal dijametru tal-fibra, densità tal-massa, ħxuna u kontenut ta 'legaturi. Approċċ simili jintuża biex jikkontrolla l-proprjetajiet termali.

Il-Futur

L-industrija tal-fibreglass tiffaċċja xi sfidi kbar matul il-bqija tad-disgħinijiet u lil hinn. In-numru ta 'produtturi ta' insulazzjoni tal-fibreglass żdied minħabba s-sussidjarji Amerikani ta 'kumpaniji barranin u titjib fil-produttività mill-manifatturi tal-Istati Uniti. Dan irriżulta f'kapaċità żejda, li s-suq attwali u forsi futur ma jistax jakkomoda.

Minbarra l-kapaċità żejda, materjali oħra ta 'insulazzjoni se jikkompetu. Is-suf tal-blat intuża ħafna minħabba t-titjib riċenti tal-proċess u l-prodott. L-insulazzjoni tal-fowm hija alternattiva oħra għall-fibreglass f'ħitan residenzjali u soqfa kummerċjali. Materjal ieħor li jikkompeti huwa ċ-ċelluloża, li tintuża fl-insulazzjoni tal-attic.

Minħabba d-domanda baxxa għall-insulazzjoni minħabba suq tad-djar artab, il-konsumaturi qed jitolbu prezzijiet aktar baxxi. Din id-domanda hija wkoll riżultat tat-tendenza kontinwa fil-konsolidazzjoni tal-bejjiegħa bl-imnut u l-kuntratturi. Bi tweġiba, l-industrija tal-insulazzjoni tal-fibreglass se jkollha tkompli tnaqqas l-ispejjeż f'żewġ oqsma ewlenin: l-enerġija u l-ambjent. Se jkollhom jintużaw fran aktar effiċjenti li ma jiddependux biss minn sors wieħed ta’ enerġija.

Bil-landfills jilħqu l-kapaċità massima, il-manifatturi tal-fibreglass se jkollhom jiksbu produzzjoni kważi żero fuq skart solidu mingħajr ma jżidu l-ispejjeż. Dan se jirrikjedi titjib fil-proċessi tal-manifattura biex jitnaqqas l-iskart (għall-iskart likwidu u tal-gass ukoll) u l-iskart mill-ġdid fejn ikun possibbli.

Skart bħal dan jista' jeħtieġ riproċessar u tidwib mill-ġdid qabel ma jerġa' jintuża bħala materja prima. Diversi manifatturi diġà qed jindirizzaw dawn il-kwistjonijiet.