Kif issir il-fibreglass?

Il-fibra tal-ħġieġ 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 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 fil-ħjut bħas-suf jew il-qoton, u minsuġa f'drapp li xi kultant jintuża għad-drappijiet. It-tessuti tal-fibreglass huma komunement użati bħala materjal ta ’rinforz għal plastik iffurmat u laminat. Is-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 sottomarini; Kompartimenti tal-magna tal-karozzi u liners tal-pannelli tal-ġisem; fil-fran u l-unitajiet tal-kondizzjonament tal-arja; pannelli tal-ħajt akustiku u tas-saqaf; u diviżorji arkitettoniċi. Il-fibra tal-ħġieġ tista 'tkun imfassla għal applikazzjonijiet speċifiċi bħal tip E (elettriku), użata bħala tejp ta' insulazzjoni elettrika, tessuti u rinforz; Tip Ċ (kimika), li għandu reżistenza għall-aċidu superjuri, u tip T, għall-insulazzjoni termali.

Għalkemm l-użu kummerċjali tal-fibra tal-ħġieġ huwa relattivament reċenti, l-artiġjani ħolqu linji tal-ħġieġ għad-dekorazzjoni tal-goblets u l-vażuni matul ir-Rinaxximent. Fiżiċista Franċiż, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, ipproduċa tessuti mżejna b'tagħrif tal-ħġieġ fini fl-1713, u l-inventuri Ingliżi ddupplikaw il-proeza fl-1822. Weaver tal-ħarir Brittaniku għamel drapp tal-ħġieġ fl-1842, u inventur ieħor, Edward Libbey, esebiti Ilbies minsuġ tal-ħġieġ fl-Espożizzjoni tal-Kolumbja tal-1893 f'Chicago.

Is-suf tal-ħġieġ, massa fluffy ta 'fibra mhux kontinwa f'tulijiet bl-addoċċ, ġiet prodotta l-ewwel fl-Ewropa fid-dawra tas-seklu, bl-użu ta' proċess li kien jinvolvi t-tpinġija fibri minn vireg orizzontalment għal tanbur li jdur. Diversi għexieren ta ’snin wara, ġie żviluppat u brevettat proċess ta’ għażil. Materjal li jiżola l-fibra tal-ħġieġ ġie mmanifatturat fil-Ġermanja matul l-Ewwel Gwerra Dinjija. Ir-riċerka u l-iżvilupp immirati lejn il-produzzjoni industrijali ta 'fibri tal-ħġieġ imxew 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, li tista 'titgħawweġ, billi ġibdet ħġieġ imdewweb permezz ta' orifiċji fini ħafna. Fl-1938, dawn iż-żewġ kumpaniji ngħaqdu 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 huma varjetà ta 'minerali naturali u kimiċi manifatturati. L-ingredjenti ewlenin huma ramel tas-silika, franka u rmied tas-soda. Ingredjenti oħra jistgħu jinkludu alumina kalċinata, borax, feldspar, Nepheline Syenite, manjesit, u tafal tal-kaolin, fost oħrajn. Ir-ramel tas-silika jintuża bħala l-ewwel ħġieġ, u l-irmied tas-soda u l-franka jgħinu primarjament biex inaqqsu t-temperatura tat-tidwib. Ingredjenti oħra jintużaw biex itejbu ċerti proprjetajiet, bħal borax għar-reżistenza kimika. L-iskart tal-ħġieġ, imsejjaħ ukoll cullet, jintuża wkoll bħala materja prima. Il-materja prima għandha tintiżen bir-reqqa fi kwantitajiet eżatti u mħallta sewwa flimkien (imsejħa lott) qabel ma tinħall fil-ħġieġ.

Il-manifattura
Proċess

Tidwib

Ladarba l-lott ikun ippreparat, huwa jiddaħħal 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 tinżamm fluss lixx u kostanti ta 'ħġieġ. Il-ħġieġ imdewweb għandu jinżamm f'temperatura ogħla (madwar 2500 ° F [1371 ° C]) minn tipi oħra ta 'ħġieġ sabiex jiġu ffurmati fil-fibra. Ladarba l-ħġieġ isir imdewweb, huwa jiġi trasferit għat-tagħmir li jifforma permezz ta 'kanal (forehearth) li jinsab fit-tarf tal-forn.

Jiffurmaw fi fibri

Diversi proċessi differenti jintużaw 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 cm) fid-dijametru. Dawn l-irħam jippermettu li l-ħġieġ jiġi spezzjonat viżwalment għall-impuritajiet. Kemm fil-proċess ta 'tidwib dirett u ta' tidwib tal-irħam, l-irħam tal-ħġieġ jew tal-ħġieġ jiġu mitmugħa permezz ta 'boxxli msaħħna elettrikament (imsejħa wkoll spinnerets). Il-bronżina hija magħmula minn liga tal-platinu jew tal-metall, ma 'kullimkien minn 200 sa 3,000 orifiċji fini ħafna. Il-ħġieġ imdewweb jgħaddi mill-orifiċji u joħroġ bħala filamenti fini.

Proċess ta 'filament kontinwu

Fibra twila u kontinwa tista 'tiġi prodotta permezz tal-proċess ta' filament kontinwu. Wara li l-ħġieġ jgħaddi mit-toqob fil-bronżina, fergħat multipli jinqabdu fuq winder b'veloċità għolja. L-istralċ idur madwar 2 mili (3 km) fil-minuta, ferm aktar mgħaġġel mir-rata tal-fluss mill-boxxli. It-tensjoni tiġbed il-filamenti waqt li tkun għadha mdewweb, u tifforma linji ta 'frazzjoni tad-dijametru tal-fetħiet fil-bronżina. Huwa applikat materjal li jgħaqqad kimiku, li jgħin biex iżomm il-fibra milli tkisser waqt l-ipproċessar aktar tard. Il-filament imbagħad jiġi mdawwar fuq tubi. Issa jista 'jkun mibrum u mqajjem fil-ħjut.

Proċess ta 'fibra staple

Metodu alternattiv huwa l-proċess ta 'staplefiber. Hekk kif il-ħġieġ imdewweb jgħaddi minn ġol-boxxli, il-ġettijiet ta 'l-arja jiksħu malajr il-filamenti. L-isplużjonijiet ta 'l-arja mqallba wkoll ikissru l-filamenti f'tulijiet ta' 8-15 pulzieri (20-38 cm). Dawn il-filamenti jaqgħu permezz ta 'sprej ta' lubrikant fuq tanbur li jdur, fejn jiffurmaw web irqiq. Il-web tinġibed mit-tanbur u tinġibed ġo linja kontinwa ta 'fibri mmuntati b'mod laxk. Din il-linja tista 'tiġi pproċessata fil-ħjut bl-istess proċessi użati għas-suf u l-qoton.

Fibra mqatta '

Minflok ma jiġu ffurmati fil-ħjut, il-linja ta 'staple kontinwa jew twila tista' titqatta 'f'tulijiet qosra. Il-linja hija mmuntata fuq sett ta 'bobbins, imsejħa creel, u miġbuda minn magna li taqta' f'biċċiet qosra. Il-fibra mqatta 'hija ffurmata f'mald li ma' legatur huwa miżjud. Wara li tfejjaq f'forn, it-tapit huwa rrumblat. Diversi piżijiet u ħxuna jagħtu prodotti għal ħruq ta 'Sant'Antnin, soqfa mibnija, jew twapet dekorattivi.

Suf tal-ħġieġ

Il-proċess li jdur jew spinner jintuża biex isir suf tal-ħġieġ. F'dan il-proċess, ħġieġ imdewweb mill-forn jiċċirkola f'kontenitur ċilindriku li jkollu toqob żgħar. Hekk kif il-kontenitur jinxtegħel malajr, flussi orizzontali ta 'fluss tal-ħġieġ barra mit-toqob. Il-flussi tal-ħġieġ imdewweb huma kkonvertiti f'fibri minn splużjoni 'l isfel ta' arja, gass sħun, jew it-tnejn. Il-fibri jaqgħu fuq ċinturin tal-conveyor, fejn jinterlaw ma 'xulxin f'massa tal-fleecy. Dan jista 'jintuża għall-insulazzjoni, jew is-suf jista' jiġi sprejjat ma 'legatur, ikkompressat fil-ħxuna mixtieqa, u mfejjaq f'forn. Is-sħana tistabbilixxi l-materjal li jgħaqqad, u l-prodott li jirriżulta jista 'jkun bord riġidu jew semi-riġidu, jew batt flessibbli.

Kisi protettiv

Minbarra l-legaturi, kisi ieħor huwa meħtieġ għal prodotti tal-fibreglass. Il-lubrikanti jintużaw biex inaqqsu l-brix tal-fibra u jew huma mbexxa direttament fuq il-fibra jew jiżdiedu fil-legatur. Kompożizzjoni anti-statika hija wkoll xi kultant sprejjata fuq il-wiċċ ta 'twapet ta' insulazzjoni tal-fibreglass matul il-pass tat-tkessiħ. L-arja li tkessaħ miġbuda minn ġol-tapit tikkawża li l-aġent anti-statiku jippenetra l-ħxuna kollha tal-paljett. L-aġent anti-statiku jikkonsisti f’ aktar komponenti (lubrikanti, legaturi, jew aġenti ta 'l-akkoppjar). L-aġenti ta 'l-akkoppjar jintużaw fuq linji li se jintużaw għat-tisħiħ tal-plastik, biex isaħħu l-bond mal-materjal rinforzat. Xi drabi hija meħtieġa operazzjoni ta' finitura biex tneħħi dawn il-kisjiet, jew biex iżżid kisi ieħor. Għal rinforzi tal-plastik, is-sizings jistgħu jitneħħew bis-sħana jew kimiċi u aġent ta 'l-akkoppjar applikat. Għal applikazzjonijiet dekorattivi, id-drappijiet għandhom ikunu trattati bis-sħana biex jitneħħew is-sizings u biex jistabbilixxu n-nisġa. Il-kisi tal-bażi taż-żebgħa huwa mbagħad applikat qabel ma tmut jew tipprintja.

Li jiffurmaw forom

Il-prodotti tal-fibreglass jidħlu f'varjetà wiesgħa ta 'forom, magħmula bl-użu ta' diversi proċessi. Pereżempju, l-insulazzjoni tal-pajpijiet tal-fibreglass hija mdawra fuq forom simili għall-virga msejħa mandrelli direttament mill-unitajiet li jiffurmaw, qabel ma jfejqu. Il-forom tal-moffa, f'tulijiet ta '3 piedi (91 cm) jew inqas, imbagħad jitfejqu f'forn. It-tulijiet vulkanizzati mbagħad jiġu ffurmati fit-tul, u mqattgħin f'dimensjonijiet speċifikati. Il-wiċċ huwa applikat jekk meħtieġ, u l-prodott huwa ppakkjat għall-ġarr.

Kontroll tal-kwalità

Matul il-produzzjoni ta 'insulazzjoni tal-fibreglass, il-materjal jittieħed kampjun f'numru ta' postijiet fil-proċess biex tinżamm il-kwalità. Dawn il-lokalitajiet jinkludu: il-lott imħallat jiġi mitmugħ lill-melter elettriku; Ħġieġ imdewweb mill-bronżina li titma 'l-fibrebizer; fibra tal-ħġieġ li toħroġ mill-magna tal-fibrebier; u l-prodott finali vulkanizzat li joħroġ mit-tmiem tal-linja ta 'produzzjoni. Il-kampjuni tal-ħġieġ bl-ingrossa u l-fibra huma analizzati għall-kompożizzjoni kimika u l-preżenza ta 'difetti bl-użu ta' analizzaturi kimiċi sofistikati u mikroskopi. Id-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli tal-materjal tal-lott tinkiseb billi jgħaddi l-materjal permezz ta 'numru ta' passaturi ta 'daqs differenti. Il-prodott finali jitkejjel għall-ħxuna wara l-imballaġġ skont 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 ta' test standardizzati biex ikejlu, jaġġustaw u jottimizzaw ir-reżistenza akustika tal-prodott, assorbiment tal-ħoss, u prestazzjoni tal-barriera tal-ħoss. Il-proprjetajiet akustiċi jistgħu jiġu kkontrollati billi jiġu aġġustati tali varjabbli ta 'produzzjoni bħal dijametru tal-fibra, densità tal-massa, ħxuna, u kontenut ta' legatur. 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 sussidjarji Amerikani ta 'kumpaniji barranin u titjib fil-produttività mill-manifatturi tal-Istati Uniti. Dan irriżulta f'kapaċità eċċessiva, li s-suq attwali u forsi futur ma jistax jakkomoda.

Minbarra l-kapaċità żejda, materjali oħra ta 'insulazzjoni se jikkompetu. Is-suf tal-blat sar użat ħafna minħabba titjib reċenti tal-proċess u tal-prodott. L-insulazzjoni tar-ragħwa 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 tax-xejra kontinwa fil-konsolidazzjoni tal-bejjiegħa bl-imnut u l-kuntratturi. Bi tweġiba, l-industrija tal-insulazzjoni tal-fibreglass se tkompli tnaqqas l-ispejjeż f'żewġ oqsma ewlenin: l-enerġija u l-ambjent. Se jintużaw fran aktar effiċjenti li ma jiddependux fuq sors wieħed ta 'enerġija biss.

Bil-miżbliet li jilħqu l-kapaċità massima, il-manifatturi tal-fibreglass se jkollhom jiksbu kważi żero output fuq skart solidu mingħajr ma jżidu l-ispejjeż. Dan se jirrikjedi li titjieb il-proċessi tal-manifattura biex inaqqsu wkoll l-iskart (għall-iskart tal-likwidu u tal-gass) u jerġgħu jużaw l-iskart kull fejn hu possibbli.

Tali skart jista 'jkun jeħtieġ proċessar mill-ġdid u tibdil mill-ġdid qabel ma jerġa' juża bħala materja prima. Bosta manifatturi diġà qed jindirizzaw dawn il-kwistjonijiet.