फाइबरग्लास कसरी बनाइन्छ?

फाइबरग्लासले विभिन्न रूपहरूमा मिलाएर व्यक्तिगत गिलास फाइबरबाट बनेको उत्पादनहरूको समूहलाई बुझाउँछ। गिलास फाइबरहरूलाई तिनीहरूको ज्यामिति अनुसार दुई प्रमुख समूहहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ: धागो र कपडाहरूमा प्रयोग हुने निरन्तर फाइबरहरू, र इन्सुलेशन र निस्पंदनका लागि ब्याट्स, कम्बल, वा बोर्डहरूको रूपमा प्रयोग हुने विच्छेदन (छोटो) फाइबरहरू। फाइबरग्लास ऊन वा कपास जस्तै धागोमा गठन गर्न सकिन्छ, र कपडामा बुनेको छ जुन कहिलेकाहीं ड्रेपरीहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ। फाइबरग्लास कपडाहरू सामान्यतया मोल्डेड र ल्यामिनेटेड प्लास्टिकहरूको लागि सुदृढीकरण सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। फाइबरग्लास ऊन, एक बाक्लो, रसिलो सामाग्री, जो लगातार फाइबरबाट बनेको हुन्छ, थर्मल इन्सुलेशन र ध्वनि अवशोषणको लागि प्रयोग गरिन्छ। यो सामान्यतया जहाज र पनडुब्बी बल्कहेड र हल मा पाइन्छ; अटोमोबाइल इन्जिन डिब्बा र शरीर प्यानल लाइनर; भट्टी र वातानुकूलित एकाइहरूमा; ध्वनिक पर्खाल र छत प्यानलहरू; र वास्तु विभाजनहरू। फाइबरग्लास विशिष्ट अनुप्रयोगहरू जस्तै टाइप ई (विद्युत) को लागि अनुकूल गर्न सकिन्छ, विद्युतीय इन्सुलेशन टेप, कपडा र सुदृढीकरणको रूपमा प्रयोग गरिन्छ; प्रकार C (रासायनिक), जसमा उच्च एसिड प्रतिरोध छ, र Type T, थर्मल इन्सुलेशनको लागि।

यद्यपि गिलास फाइबरको व्यावसायिक प्रयोग अपेक्षाकृत भर्खरको छ, कारीगरहरूले पुनर्जागरणको समयमा गोबलेट र फूलदानहरू सजाउनको लागि गिलास स्ट्र्यान्डहरू सिर्जना गरे। फ्रान्सेली भौतिकशास्त्री, रेने-एन्टोइन फेर्चल्ट डे रेउमरले 1713 मा राम्रो काँचको तारहरूले सजाइएको कपडाहरू उत्पादन गरे, र ब्रिटिश आविष्कारकहरूले 1822 मा यो उपलब्धिको नक्कल गरे। एक ब्रिटिश रेशम बुन्नेले 1842 मा गिलासको कपडा बनाए, र अर्को आविष्कारक, एडवर्ड लिब्बे, पूर्व। शिकागो मा 1893 कोलम्बियन प्रदर्शनी मा गिलास बुनेको पोशाक।

काँचको ऊन, अनियमित लम्बाइमा निरन्तर फाइबरको फ्लफी मास, शताब्दीको अन्त्यमा युरोपमा पहिलो पटक उत्पादन गरिएको थियो, रडबाट फाइबरहरू तेर्सो रूपमा घुम्ने ड्रममा कोर्ने प्रक्रिया प्रयोग गरेर। धेरै दशक पछि, एक कताई प्रक्रिया विकसित र पेटेंट गरिएको थियो। ग्लास फाइबर इन्सुलेट सामग्री जर्मनीमा प्रथम विश्वयुद्धको समयमा निर्माण गरिएको थियो। गिलास फाइबरको औद्योगिक उत्पादनको उद्देश्यले अनुसन्धान र विकासले सन् १९३० को दशकमा संयुक्त राज्य अमेरिकामा दुई ठूला कम्पनीहरू ओवेन्स-इलिनोइस ग्लास कम्पनी र कोर्निङ ग्लासको निर्देशनमा प्रगति गरेको थियो। काम गर्दछ। यी कम्पनीहरूले धेरै राम्रो ओरिफिसहरू मार्फत पग्लिएको गिलास कोरेर राम्रो, लचिलो, कम लागतको गिलास फाइबरको विकास गरे। 1938 मा, यी दुई कम्पनीहरू Owens-Corning Fiberglas Corp गठन गर्न मर्ज भए। अब केवल Owens-Corning भनेर चिनिन्छ, यो $3-बिलियन-वार्षिक कम्पनी भएको छ, र फाइबरग्लास बजारमा अग्रणी छ।

कच्चा माल

फाइबरग्लास उत्पादनहरूको लागि आधारभूत कच्चा माल विभिन्न प्राकृतिक खनिजहरू र निर्मित रसायनहरू हुन्। प्रमुख सामग्रीहरू सिलिका बालुवा, चूना ढुङ्गा, र सोडा खरानी हुन्। अन्य सामग्रीहरूमा क्याल्साइन गरिएको एल्युमिना, बोराक्स, फेल्डस्पार, नेफेलिन सेनाइट, म्याग्नेसाइट र काओलिन माटो समावेश हुन सक्छ। सिलिका बालुवा पहिलेको गिलासको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र सोडा खरानी र चूना ढुङ्गाले मुख्यतया पग्लने तापमान कम गर्न मद्दत गर्दछ। अन्य सामग्रीहरू केहि गुणहरू सुधार गर्न प्रयोग गरिन्छ, जस्तै रासायनिक प्रतिरोधको लागि बोराक्स। फोहोर गिलास, जसलाई क्युलेट पनि भनिन्छ, कच्चा मालको रूपमा पनि प्रयोग गरिन्छ। कच्चा माललाई सही मात्रामा ध्यानपूर्वक तौल्नु पर्छ र गिलासमा पग्लनु अघि राम्ररी एकसाथ मिसाउनु पर्छ (ब्याचिङ भनिन्छ)।

निर्माण
प्रक्रिया

पिघल्दै

एक पटक ब्याच तयार भएपछि, यसलाई पग्लनको लागि भट्टीमा खुवाइन्छ। भट्टीलाई बिजुली, जीवाश्म ईन्धन, वा दुईको संयोजनले तताउन सकिन्छ। शीशाको सहज, स्थिर प्रवाह कायम राख्न तापमान ठीकसँग नियन्त्रण गर्नुपर्छ। पग्लिएको गिलासलाई फाइबर बन्नका लागि अन्य प्रकारका गिलासहरू भन्दा उच्च तापक्रममा (लगभग २५००°F [१३७१°C]) राख्नुपर्छ। एकपटक गिलास पग्लिएपछि, यसलाई भट्टीको अन्त्यमा अवस्थित च्यानल (फोरहर्थ) मार्फत बनाउने उपकरणमा स्थानान्तरण गरिन्छ।

फाइबर मा गठन

फाइबर को प्रकार मा निर्भर गर्दछ, फाइबर बनाउन को लागी धेरै फरक प्रक्रियाहरु प्रयोग गरिन्छ। टेक्सटाइल फाइबरहरू सिधै भट्टीबाट पग्लिएको गिलासबाट बन्न सकिन्छ, वा पग्लिएको गिलासलाई पहिले मेसिनमा खुवाइन्छ जसले लगभग ०.६२ इन्च (१.६ सेमी) व्यासको गिलास संगमरमर बनाउँछ। यी मार्बलहरूले गिलासलाई अशुद्धताहरूको लागि नेत्रहीन रूपमा निरीक्षण गर्न अनुमति दिन्छ। दुबै प्रत्यक्ष पग्लने र संगमरमर पग्लने प्रक्रियामा, गिलास वा गिलास संगमरमरहरू विद्युतीय रूपमा तातो बुशिंगहरू (जसलाई स्पिनरेटहरू पनि भनिन्छ) मार्फत खुवाइन्छ। बुशिङ प्लैटिनम वा धातु मिश्रबाट बनेको हुन्छ, जहाँ 200 देखि 3,000 सम्म धेरै राम्रा छिद्रहरू छन्। पग्लिएको गिलास ओरिफिसहरूबाट जान्छ र राम्रो फिलामेन्टको रूपमा बाहिर निस्कन्छ।

निरन्तर-फिलामेन्ट प्रक्रिया

एक लामो, निरन्तर फाइबर निरन्तर-फिलामेन्ट प्रक्रिया मार्फत उत्पादन गर्न सकिन्छ। बुशिङको प्वालहरूबाट गिलास बगेपछि, उच्च-गति वाइन्डरमा धेरै स्ट्र्यान्डहरू समात्छन्। वाइन्डर लगभग 2 माइल (3 किमी) प्रति मिनेटमा घुम्छ, बुशिंगबाट प्रवाहको दर भन्दा धेरै छिटो। तनावले पग्लिएको अवस्थामा फिलामेन्टहरू बाहिर निकाल्छ, बुशिङमा खोलिएको व्यासको एक अंश बनाउँछ। एक रासायनिक बाइन्डर लागू गरिएको छ, जसले फाइबरलाई पछिको प्रशोधन गर्दा तोड्नबाट जोगाउन मद्दत गर्दछ। त्यसपछि फिलामेन्टलाई ट्यूबहरूमा घाउ गरिन्छ। अब यसलाई घुमाएर धागोमा टाँस्न सकिन्छ।

स्टेपल-फाइबर प्रक्रिया

एक वैकल्पिक विधि स्टेपलफाइबर प्रक्रिया हो। जसरी पग्लिएको गिलास बुशिंगहरूबाट बग्छ, हावाका जेटहरूले फिलामेन्टहरूलाई द्रुत रूपमा चिसो पार्छ। हावाको अशान्त फटले पनि 8-15 इन्च (20-38 सेन्टिमिटर) को लम्बाइमा फिलामेन्टहरू तोड्छ। यी फिलामेन्टहरू लुब्रिकेन्टको स्प्रेबाट घुम्ने ड्रममा खस्छन्, जहाँ तिनीहरूले पातलो जाल बनाउँछन्। वेब ड्रमबाट कोरिन्छ र ढिलो जम्मा भएका फाइबरहरूको निरन्तर स्ट्र्यान्डमा तानिन्छ। यो स्ट्र्यान्डलाई ऊन र कपासको लागि प्रयोग गरिने समान प्रक्रियाहरूद्वारा धागोमा प्रशोधन गर्न सकिन्छ।

काटिएको फाइबर

धागोमा बन्नुको सट्टा, निरन्तर वा लामो-स्टेपल स्ट्र्यान्डलाई छोटो लम्बाइमा काट्न सकिन्छ। स्ट्र्यान्डलाई बबिनको सेटमा माउन्ट गरिन्छ, जसलाई क्रिल भनिन्छ, र मेसिनद्वारा तानिन्छ जसले यसलाई छोटो टुक्राहरूमा काट्छ। काटिएको फाइबरलाई म्याटमा बनाइन्छ जसमा बाइन्डर थपिन्छ। ओभनमा उपचार गरिसकेपछि, चटाई गुडाइन्छ। विभिन्न तौल र मोटाइहरूले दाना, निर्मित छत, वा सजावटी म्याटहरूको लागि उत्पादनहरू दिन्छ।

गिलास ऊन

रोटरी वा स्पिनर प्रक्रिया गिलास ऊन बनाउन प्रयोग गरिन्छ। यस प्रक्रियामा, भट्टीबाट पग्लिएको गिलास सानो प्वाल भएको बेलनाकार कन्टेनरमा बग्छ। कन्टेनर द्रुत गतिमा घुम्दा, प्वालहरूबाट काँचको तेर्सो धाराहरू बाहिर निस्कन्छन्। हावा, तातो ग्यास, वा दुवैको तलतिरको विस्फोटद्वारा पग्लिएको गिलास स्ट्रिमहरू फाइबरमा परिणत हुन्छन्। फाइबरहरू कन्वेयर बेल्टमा खस्न्छन्, जहाँ तिनीहरू एक अर्कासँग लचिलो मासमा जोड्छन्। यसलाई इन्सुलेशनको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ, वा ऊनलाई बाइन्डरले स्प्रे गर्न सकिन्छ, इच्छित मोटाईमा संकुचित गर्न सकिन्छ, र ओभनमा निको पार्न सकिन्छ। तातोले बाइन्डर सेट गर्दछ, र परिणामस्वरूप उत्पादन कठोर वा अर्ध-कठोर बोर्ड, वा लचिलो ब्याट हुन सक्छ।

सुरक्षात्मक कोटिंग्स

बाइन्डरको अतिरिक्त, अन्य कोटिंग्स फाइबरग्लास उत्पादनहरूको लागि आवश्यक छ। स्नेहकहरू फाइबर घर्षण कम गर्न प्रयोग गरिन्छ र या त सिधै फाइबरमा स्प्रे गरिन्छ वा बाइन्डरमा थपिन्छ। एक विरोधी स्थिर संरचना पनि कहिलेकाहीँ शीतल चरण को समयमा फाइबर ग्लास इन्सुलेशन म्याट को सतह मा छर्किन्छ। चटाई मार्फत तानिएको चिसो हावाले एन्टी-स्टेटिक एजेन्टलाई चटाईको सम्पूर्ण मोटाईमा प्रवेश गर्छ। एन्टि-स्ट्याटिक एजेन्टमा दुईवटा अवयवहरू हुन्छन्—एउटा सामग्री जसले स्थिर बिजुलीको उत्पादनलाई कम गर्छ, र एउटा सामग्री जसले क्षरण अवरोधक र स्टेबिलाइजरको रूपमा काम गर्छ। साइजिङ भनेको निर्माण कार्यमा टेक्सटाइल फाइबरहरूमा लागू हुने कुनै पनि कोटिंग हो, र यसमा एउटा वा समावेश हुन सक्छ। थप कम्पोनेन्टहरू (लुब्रिकेन्टहरू, बाइन्डरहरू, वा कपलिंग एजेन्टहरू)। कपलिंग एजेन्टहरू स्ट्र्यान्डहरूमा प्रयोग गरिन्छ जुन प्लास्टिकलाई सुदृढ पार्न, प्रबलित सामग्रीमा बन्धनलाई बलियो बनाउन प्रयोग गरिन्छ। कहिलेकाहीँ यी कोटिंगहरू हटाउन, वा अर्को कोटिंग थप्न फिनिसिङ अपरेशन आवश्यक पर्दछ। प्लास्टिक सुदृढीकरणका लागि, साइजहरू तातो वा रसायनहरू र एक युग्मन एजेन्ट लागू गरेर हटाउन सकिन्छ। सजावटी अनुप्रयोगहरूको लागि, साइजहरू हटाउन र बुनाई सेट गर्न कपडाहरू तातो उपचार गर्नुपर्छ। डाई बेस कोटिंग्स त्यसपछि मर्ने वा छाप्नु अघि लागू गरिन्छ।

आकृतिहरू बनाउँदै

फाइबरग्लास उत्पादनहरू विभिन्न प्रकारका आकारहरूमा आउँछन्, धेरै प्रक्रियाहरू प्रयोग गरेर बनाइन्छ। उदाहरणका लागि, फाइबरग्लास पाइप इन्सुलेशनलाई रड-जस्तै फारामहरूमा घाउ गरिन्छ जसलाई मेन्डरेल भनिन्छ सीधै गठन गर्ने एकाइहरूबाट, उपचार गर्नु अघि। ३ फिट (९१ सेन्टिमिटर) वा सोभन्दा कम लम्बाइमा बनेको मोल्डलाई त्यसपछि चुलोमा निको पारिन्छ। ठीक गरिएको लम्बाइहरू त्यसपछि लम्बाइमा डि-मोल्ड गरिन्छ, र निर्दिष्ट आयामहरूमा काटिन्छ। आवश्यक भएमा फेसिङहरू लागू गरिन्छ, र उत्पादन ढुवानीको लागि प्याकेज गरिन्छ।

गुणस्तर नियन्त्रण

फाइबरग्लास इन्सुलेशनको उत्पादनको क्रममा, गुणस्तर कायम राख्न प्रक्रियामा धेरै स्थानहरूमा सामग्री नमूना गरिन्छ। यी स्थानहरूमा समावेश छन्: मिश्रित ब्याच बिजुली पिल्टरमा खुवाइँदै; बुशिङबाट पग्लिएको गिलास जसले फाइबराइजरलाई खुवाउँछ; फाइबराइजर मेसिनबाट गिलास फाइबर आउँदैछ; र उत्पादन लाइनको अन्त्यबाट निस्कने अन्तिम निको उत्पादन। थोक गिलास र फाइबर नमूनाहरू रासायनिक संरचना र परिष्कृत रासायनिक विश्लेषकहरू र माइक्रोस्कोपहरू प्रयोग गरेर त्रुटिहरूको उपस्थितिको लागि विश्लेषण गरिन्छ। ब्याच सामग्रीको कण साइज वितरण सामग्रीलाई विभिन्न आकारका सिइभहरू मार्फत पारित गरेर प्राप्त गरिन्छ। अन्तिम उत्पादन विशिष्टता अनुसार प्याकेजिङ पछि मोटाई मापन गरिन्छ। मोटाईमा परिवर्तनले गिलासको गुणस्तर मानक भन्दा तल रहेको संकेत गर्दछ।

फाइबरग्लास इन्सुलेशन निर्माताहरूले उत्पादन ध्वनिक प्रतिरोध, ध्वनि अवशोषण, र ध्वनि अवरोध प्रदर्शन मापन, समायोजन, र अनुकूलन गर्न विभिन्न मानकीकृत परीक्षण प्रक्रियाहरू पनि प्रयोग गर्छन्। ध्वनिक गुणहरूलाई फाइबर व्यास, बल्क घनत्व, मोटाई, र बाइन्डर सामग्री जस्ता उत्पादन चरहरू समायोजन गरेर नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। एक समान दृष्टिकोण थर्मल गुण नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ।

भविष्य

फाइबरग्लास उद्योगले 1990 को बाँकी र त्यसपछिका केही प्रमुख चुनौतीहरूको सामना गरिरहेको छ। विदेशी कम्पनीहरूको अमेरिकी सहायक कम्पनीहरू र अमेरिकी उत्पादकहरूले उत्पादकतामा सुधार गरेको कारण फाइबरग्लास इन्सुलेशनका उत्पादकहरूको संख्या बढेको छ। यसले अतिरिक्त क्षमताको परिणाम दिएको छ, जुन वर्तमान र सम्भवतः भविष्यको बजारले समायोजन गर्न सक्दैन।

अतिरिक्त क्षमताको अतिरिक्त, अन्य इन्सुलेशन सामग्रीले प्रतिस्पर्धा गर्नेछ। हालको प्रक्रिया र उत्पादन सुधारहरूको कारण रक ऊन व्यापक रूपमा प्रयोग भएको छ। फोम इन्सुलेशन आवासीय पर्खाल र व्यावसायिक छतहरूमा फाइबरग्लासको अर्को विकल्प हो। अर्को प्रतिस्पर्धात्मक सामग्री सेल्युलोज हो, जुन अटारी इन्सुलेशनमा प्रयोग गरिन्छ।

नरम आवास बजारको कारण इन्सुलेशनको लागि कम मागको कारण, उपभोक्ताहरूले कम मूल्यको माग गरिरहेका छन्। यो माग पनि खुद्रा विक्रेता र ठेकेदारहरूको समेकनमा जारी प्रवृत्तिको परिणाम हो। प्रतिक्रियामा, फाइबरग्लास इन्सुलेशन उद्योगले दुई प्रमुख क्षेत्रहरूमा लागत कटौती गर्न जारी राख्नुपर्छ: ऊर्जा र वातावरण। ऊर्जाको एउटै श्रोतमा भर नपर्ने थप कुशल भट्टीहरू प्रयोग गर्नुपर्छ।

ल्यान्डफिलहरू अधिकतम क्षमतामा पुग्दा, फाइबरग्लास उत्पादकहरूले लागत वृद्धि नगरी ठोस फोहोरमा लगभग शून्य उत्पादन हासिल गर्नुपर्नेछ। यसका लागि फोहोर कम गर्न (तरल पदार्थ र ग्यासको फोहोरको लागि पनि) र सम्भव भएसम्म फोहोरको पुन: प्रयोग गर्न उत्पादन प्रक्रियाहरू सुधार गर्न आवश्यक पर्दछ।

यस्तो फोहोरलाई कच्चा मालको रूपमा पुन: प्रयोग गर्नु अघि पुन: प्रशोधन र रिमेलिङ आवश्यक पर्दछ। धेरै निर्माताहरूले पहिले नै यी मुद्दाहरूलाई सम्बोधन गर्दै छन्।