如何制作玻璃纤维？

玻璃纤维是指由单个玻璃纤维制成的一组产品，这些产品组合成各种形式。玻璃纤维可以根据其几何形状分为两个主要组：用于纱线和纺织品的连续纤维，以及用作玻璃杯，毯子或木板进行绝缘和过滤的不连续（短）纤维。玻璃纤维可以像羊毛或棉花一样形成纱线，并编织成有时用于窗帘的织物。玻璃纤维纺织品通常用作模制和层压塑料的增强材料。玻璃纤维羊毛是一种由不连续纤维制成的厚实蓬松的材料，用于热绝缘和吸收声音。它通常在船舶和潜艇舱壁和船体中发现；汽车发动机室和车身面板衬里；在熔炉和空调单元中；声学墙和天花板；和建筑分区。玻璃纤维可以针对特定的应用，例如E型（电气），用作电绝缘胶带，纺织品和增强型； C型（化学）具有上酸抗性和T型，用于热绝缘。

尽管对玻璃纤维的商业使用是相对较新的，但工匠在文艺复兴时期创造了用于装饰杯状和花瓶的玻璃链。一位法国物理学家Rene-Antoine Ferchault de Reaumur，生产了1713年用细玻璃链装饰的纺织品，英国发明家于1822年重复了这一壮举。1842年，英国丝绸织布工在1842年制造了玻璃面料，另一个发明家Edward Libbey，展览了在芝加哥的1893年哥伦比亚博览会上饰演玻璃的连衣裙。

玻璃羊毛是随机长度的蓬松纤维纤维，是在世纪之交在欧洲首次生产的，该过程涉及从水平的杆从杆上绘制纤维到旋转的鼓。几十年后，开发了一个旋转过程和专利。第一次世界大战期间，在德国生产了玻璃纤维绝缘材料。研发旨在在1930年代在美国发展的玻璃纤维的工业生产，在两家主要公司的指导下作品。这些公司通过非常细的孔子来制作熔融玻璃，从而开发了一种精细，柔韧，低成本的玻璃纤维。 1938年，这两家公司合并成欧文斯（Owens）融合的纤维纤维公司。现在仅被称为欧文斯（Owens） - 库宁（Owens-Corning），它已成为一家每年3亿美元的公司，并且是玻璃纤维市场的领导者。

原料

玻璃纤维产品的基本原材料是多种天然矿物质和制成化学品。主要成分是二氧化硅砂，石灰石和苏打灰。其他成分可能包括钙化的氧化铝，硼砂，长石，肾上腺素的岩石岩，镁石和高岭土等。二氧化硅砂用作玻璃前的玻璃，苏打灰和石灰石主要有助于降低熔化温度。其他成分用于改善某些特性，例如抗耐化学性的硼砂。废玻璃，也称为库列特，也被用作原材料。必须精确地将原材料仔细地称重，并在融化成玻璃之前将其完全混合在一起（称为批处理）。

制造业
过程

融化

一旦准备好批次，它就会被送入熔炉熔化。炉子可以通过电力，化石燃料或两者的组合加热。必须精确控制温度，以保持光滑，稳定的玻璃流动。与其他类型的玻璃相比，必须将熔融玻璃保持在更高的温度（约2500°F [1371°C]）中，以形成纤维。一旦玻璃融化，它就会通过位于炉子末端的通道（前刺）转移到成型设备上。

形成纤维

根据纤维的类型，使用了几种不同的过程来形成纤维。纺织纤维可以直接从熔炉中形成熔融玻璃，也可以首先将熔融玻璃送入直径约0.62英寸（1.6厘米）的玻璃大理石的机器。这些大理石允许在视觉上检查玻璃是否有杂质。在直接熔体和大理石熔体过程中，玻璃或玻璃大理石都通过电加热衬套（也称为Spinnerets）喂食。衬套由铂金或金属合金制成，其中有200至3,000个非常细的孔。熔融玻璃通过孔，并以细丝形出出来。

连续丝状过程

可以通过连续的丝进过程产生长而连续的纤维。玻璃流过衬套的孔后，将多股捕获在高速绕行机上。绕线机的每分钟约2英里（3公里）旋转，比衬套的流量速度快得多。张力在仍然熔融的同时拉出细丝，形成衬套开口直径的一小部分。应用化学粘合剂，有助于防止纤维在以后的处理过程中破裂。然后将细丝缠绕到管子上。现在可以扭曲并将其涂成纱线。

主纤维过程

另一种方法是主纤维过程。当熔融玻璃流过衬套时，空气喷射迅速冷却细丝。湍流的空气爆发也将细丝的长度分解为8-15英寸（20-38厘米）。这些细丝从喷雾剂上掉到旋转的鼓上，在那里它们形成一个薄的网。网络是从鼓中绘制的，并将其拉入一个松散组装的纤维的连续链中。通过用于羊毛和棉花的相同过程，可以将此链加工成纱线。

切碎的纤维

连续或长轴线可能会被切成短长度，而不是被形成纱线。将链安装在一组称为渗漏的梭子上，然后穿过一台将其碎成短块的机器。切碎的纤维形成成垫子的垫子。固化在烤箱中后，将垫子卷起。各种重量和厚度可为带状疱疹，建筑屋顶或装饰垫提供产品。

玻璃羊毛

旋转器或旋转器过程用于制作玻璃羊毛。在此过程中，从炉子中熔融玻璃流入具有小孔的圆柱容器。随着容器迅速旋转，玻璃的水平流从孔中流出。熔融的玻璃流通过向下的空气，热气或两者转化为纤维。纤维落在传送带上，在那里它们在羊毛块中相互交织。这可以用于绝缘，或者可以用粘合剂喷涂羊毛，将其压缩到所需的厚度中，并在烤箱中固化。加热构成了粘合剂，并且生成的产品可以是刚性或半刚性板，也可以是灵活的batt。

保护涂料

除粘合剂外，玻璃纤维产品还需要其他涂料。润滑剂用于减少纤维磨损，然后直接喷在纤维上或添加到粘合剂中。在冷却步骤期间，有时还将抗静电组合物喷涂到玻璃纤维绝缘垫的表面上。通过垫子绘制的冷却空气会导致抗静态剂穿透垫子的整个厚度。抗静态剂由两种成分组成：一种最小化静电产生的材料，以及用作腐蚀抑制剂和稳定剂的材料。尺寸是用于形成操作中纺织纤维的任何涂层，并且可能包含一种或一种涂层更多的成分（润滑剂，粘合剂或耦合剂）。耦合剂用于将用于增强塑料的链上，以增强与加固材料的键合。有时需要进行饰面操作来拆除这些涂层，或者添加其他涂层。对于塑料增援，可以用热或化学物质和施加耦合剂去除携带物。对于装饰性应用，必须对织物进行热处理以去除窥探并设置编织。然后在垂死或打印之前使用染料底漆。

形成形状

玻璃纤维产品具有多种形状，使用多种过程制成。例如，在固化之前，玻璃纤维管绝缘缠绕在形成单元的杆状形式上。然后以3英尺（91厘米）的长度形成霉菌，然后在烤箱中固化。然后将固化的长度纵向脱落，然后锯入指定的尺寸。如果需要，则使用面板，并将产品包装进行装运。

质量控制

在生产玻璃纤维绝缘材料的过程中，在此过程中的许多位置进行了对质量的采样。这些位置包括：混合批次被送入电熔点；衬套的熔融玻璃给纤维供应；玻璃纤维从纤维机中出来；最终的固化产品从生产线的尽头出现。分析了使用复杂的化学分析仪和显微镜的散装玻璃和纤维样品的化学成分以及缺陷。通过将材料传递到许多不同大小的筛子中，可以获得批处理材料的粒度分布。根据规格包装后的厚度测量最终产品。厚度的变化表明玻璃质量低于标准。

玻璃纤维绝缘制造商还使用各种标准化测试程序来测量，调整和优化产品声学电阻，吸收声音和声音障碍性能。可以通过调整诸如纤维直径，散装密度，厚度和粘合剂含量之类的生产变量来控制声学特性。使用类似的方法来控制热性能。

未来

在1990年代及以后的其余时间里，玻璃纤维行业面临着一些重大挑战。由于外国公司的美国子公司以及美国制造商的生产率提高，玻璃纤维绝缘材料的生产者数量增加了。这导致了过多的能力，当前和未来的市场无法容纳。

除容量过剩之外，其他绝缘材料还将竞争。由于最近的过程和产品改进，岩石羊毛已被广泛使用。泡沫绝缘是住宅墙壁和商业屋顶中玻璃纤维的另一种选择。另一个相互竞争的材料是纤维素，用于阁楼绝缘。

由于由于软住房市场的隔热需求较低，因此消费者要求较低的价格。这种需求也是零售商和承包商合并持续趋势的结果。作为回应，玻璃纤维绝缘行业将不得不继续在两个主要领域降低成本：能源和环境。必须使用更高效的炉子，而不仅仅是仅依靠一种能源。

随着垃圾填埋场达到最大容量，玻璃纤维制造商将不得不在固体废物上实现几乎为零的产量，而不会增加成本。这将需要改进制造过程以减少废物（也用于液体和气体垃圾），并尽可能重复使用废物。

这样的废物可能需要重新加工和重新使用作为原材料。几家制造商已经解决了这些问题。