Wéi gëtt Glasfaser hiergestallt?

Glasfaser bezitt sech op eng Grupp vu Produkter, déi aus eenzelne Glasfaseren hiergestallt ginn, déi a verschiddene Forme kombinéiert ginn. Glasfasere kënnen no hirer Geometrie an zwou Haaptgruppen opgedeelt ginn: kontinuéierlech Faseren, déi a Garn an Textilien benotzt ginn, an déi diskontinuéierlech (kuerz) Faseren, déi als Batten, Decken oder Brieder fir Isolatioun a Filtratioun benotzt ginn. Glasfaser kann zu Garn geformt ginn, ähnlech wéi Woll oder Kotteng, a gewieft zu Stoff, deen heiansdo fir Gardinen benotzt gëtt. Glasfasertextilien ginn dacks als Verstäerkungsmaterial fir gegoss a laminéiert Plastik benotzt. Glasfaserwoll, en déckt, flauschegt Material aus diskontinuéierleche Faseren, gëtt fir Wärmeisolatioun a Schallabsorptioun benotzt. Et fënnt een dacks a Schëffs- an U-Boot-Schott a Rumpen; Autosmotorraim a Karosserieverkleedungen; an Uewen a Klimaanlagen; akustesch Wand- a Plafongspanneauen; an architektonesch Trennwänn. Glasfaser kann fir spezifesch Uwendungen ugepasst ginn, wéi Typ E (elektresch), déi als elektrescht Isolatiounsband, Textilien a Verstäerkung benotzt gëtt; Typ C (chemesch), déi eng iwwerleeën Säurebeständegkeet huet, an Typ T, fir Wärmeisolatioun.

Och wann de kommerzielle Gebrauch vu Glasfaser relativ rezent ass, hunn Handwierker während der Renaissance Glasstrécke fir d'Dekoratioun vu Becher a Vasen erstallt. E franséische Physiker, de René-Antoine Ferchault de Reaumur, huet 1713 Textilien produzéiert, déi mat feine Glasstrécke dekoréiert waren, an déi britesch Erfinder hunn dës Leeschtung 1822 kopéiert. E britesche Seideweber huet 1842 e Glasstoff hiergestallt, an en aneren Erfinder, den Edward Libbey, huet e Kleed aus Glas op der Kolumbianescher Weltausstellung vun 1893 zu Chicago ausgestallt.

Glaswoll, eng flauscheg Mass aus diskontinuéierleche Faseren a zoufällege Längen, gouf fir d'éischt an Europa ëm d'Joerhonnertwennt produzéiert, mat engem Prozess, bei deem d'Faseren horizontal vu Stäbchen op eng rotéierend Trommel gezunn goufen. E puer Joerzéngte méi spéit gouf e Spinnprozess entwéckelt a patentéiert. Glasfaser-Isolatiounsmaterial gouf während dem Éischte Weltkrich an Däitschland hiergestallt. Fuerschung an Entwécklung, déi op d'industriell Produktioun vu Glasfaseren geriicht waren, hunn an den 1930er Joren an den USA Fortschrëtter gemaach, ënner der Leedung vun zwou grousse Firmen, der Owens-Illinois Glass Company a Corning Glass Works. Dës Firmen hunn eng fein, biegsam a bëlleg Glasfaser entwéckelt, andeems se geschmollte Glas duerch ganz fein Lächer gezunn hunn. Am Joer 1938 hunn dës zwou Firmen sech zu Owens-Corning Fiberglas Corp. zesummegedoen. Haut einfach bekannt als Owens-Corning, ass et zu enger Firma mat engem Ëmsaz vun 3 Milliarden Dollar d'Joer ginn an ass e Leader um Glasfasermaart.

Réimaterialien

Déi grondleeënd Rohmaterialien fir Glasfaserprodukter sinn eng Vielfalt vun natierleche Mineralstoffer a fabrizéierte Chemikalien. Déi wichtegst Zutaten sinn Kieselsand, Kalksteen a Soda. Aner Zutaten kënnen ënner anerem kalzinéiert Aluminiumoxid, Borax, Feldspat, Nephelinsyenit, Magnesit a Kaolinlehm sinn. Kieselsand gëtt als Glasbilder benotzt, a Soda a Kalksteen hëllefen haaptsächlech d'Schmëlztemperatur ze senken. Aner Zutaten ginn benotzt fir bestëmmt Eegeschaften ze verbesseren, wéi zum Beispill Borax fir chemesch Resistenz. Offallglas, och Glasréier genannt, gëtt och als Rohmaterial benotzt. D'Rohmaterialien mussen a genaue Quantitéiten virsiichteg gewien a grëndlech zesummegemëscht ginn (Batching genannt), ier se zu Glas geschmolt ginn.

D'Produktioun
Prozess

Schmelzen

Soubal d'Charge virbereet ass, gëtt se an en Uewen fir d'Schmëlzung agefouert. Den Uewen kann duerch Elektrizitéit, fossile Brennstoffer oder eng Kombinatioun vun deenen zwee erhëtzt ginn. D'Temperatur muss präzis kontrolléiert ginn, fir e glaten, stännege Glasfloss ze erhalen. Dat geschmollte Glas muss op enger méi héijer Temperatur (ongeféier 1371 °C) gehale ginn wéi aner Glaszorten, fir zu Faseren geformt ze ginn. Soubal d'Glas geschmollt ass, gëtt et iwwer e Kanal (Virhäerd), deen um Enn vum Uewen läit, an d'Formungsausrüstung transferéiert.

Formen zu Faseren

Jee no der Aart vun der Faser ginn et verschidden Prozesser, déi benotzt gi fir Faseren ze bilden. Textilfasere kënnen direkt aus geschmolltem Glas aus dem Uewen geformt ginn, oder dat geschmollte Glas kann als éischt an eng Maschinn gefiddert ginn, déi Glasmarmer mat engem Duerchmiesser vu ronn 1,6 cm bildt. Dës Marmer erlaben et, d'Glas visuell op Ongereinheeten z'inspektéieren. Souwuel beim direkten Schmelz- wéi och beim Marmerschmelzprozess ginn d'Glas oder d'Glasmarmer duerch elektresch erhëtzt Büschungen (och Spinnvorrichtungen genannt) gefiddert. D'Büschung ass aus Platin oder enger Metalllegierung gemaach, mat 200 bis 3.000 ganz feine Lächer. Dat geschmollte Glas passéiert duerch d'Lächer a kënnt als fein Filamenter eraus.

Kontinuéierleche Filamentprozess

Duerch de Prozess vun de kontinuéierleche Filamenter kann eng laang, kontinuéierlech Faser produzéiert ginn. Nodeems d'Glas duerch d'Lächer an der Hülse fléisst, ginn e puer Strécke vun enger Héichgeschwindegkeetswicklerin agefaangen. D'Wicklerin dréint sech mat ongeféier 3 km pro Minutt, vill méi séier wéi d'Flossgeschwindegkeet vun de Hülsen. D'Spannung zitt d'Filamenter eraus, wärend se nach geschmolt sinn, a bilden Strécke mat engem Brochdeel vum Duerchmiesser vun den Öffnungen an der Hülse. E chemescht Bindemittel gëtt ugewannt, wat hëlleft, datt d'Faser bei der spéiderer Veraarbechtung net brécht. D'Filament gëtt dann op Réier gewéckelt. E kann elo gedréint a zu Garn geflecht ginn.

Stapelfaserprozess

Eng alternativ Method ass de Stapelfaserprozess. Wann dat geschmollte Glas duerch d'Büschungen fléisst, killen Loftstralen d'Filamenter séier of. Déi turbulent Loftstéiss briechen d'Filamenter och a Längen vun 8-15 Zoll (20-38 cm). Dës Filamenter falen duerch e Sprëtz Schmierstoff op eng rotéierend Trommel, wou se e dënnen Netz bilden. De Netz gëtt aus der Trommel gezunn an zu engem kontinuéierleche Strang vu locker zesummegesate Faseren gezunn. Dëse Strang kann duerch déiselwecht Prozesser, déi fir Woll a Kotteng benotzt ginn, zu Garn veraarbecht ginn.

Gehackte Faser

Amplaz zu Garn geformt ze ginn, kann de kontinuéierleche oder laange Stapelstrang a kuerz Stécker gehackt ginn. De Strang gëtt op engem Set Spulen, genannt Spulen, montéiert an duerch eng Maschinn gezunn, déi en a kuerz Stécker hackt. Déi gehackte Faser gëtt zu Matten geformt, zu deenen e Bindemittel bäigefüügt gëtt. Nodeems se an engem Uewen gehärtet ass, gëtt d'Matt zesummegerullt. Verschidde Gewiichter an Déckten liwweren Produkter fir Schindelen, opgebauten Daachdecker oder dekorativ Matten.

Glaswoll

De Rotatiouns- oder Spinnerprozess gëtt benotzt fir Glaswoll ze maachen. Bei dësem Prozess fléisst geschmollte Glas aus dem Uewen an e zylindresche Behälter mat klenge Lächer. Wärend de Behälter sech séier dréint, fléissen horizontal Glasstréim aus de Lächer. Déi geschmollte Glasstréim ginn duerch e Loftdrock no ënnen, waarmt Gas oder béides a Faseren ëmgewandelt. D'Fasere falen op e Fërderband, wou se sech zu enger fleischeger Mass matenee verflichte. Dëst kann fir Isolatioun benotzt ginn, oder d'Woll kann mat engem Bindemittel gesprëtzt ginn, an déi gewënscht Déckt kompriméiert an an engem Uewen gehärtet ginn. D'Hëtzt setzt de Bindemittel fest, an dat resultéierend Produkt kann eng steif oder hallefsteif Plack oder eng flexibel Batt sinn.

Schutzbeschichtungen

Nieft Bindemittel sinn och aner Beschichtunge fir Glasfaserprodukter noutwendeg. Schmiermëttel gi benotzt fir d'Abrasioun vu Faseren ze reduzéieren a ginn entweder direkt op d'Faser gesprëtzt oder an de Bindemittel bäigefüügt. Eng antistatesch Zesummesetzung gëtt heiansdo och op d'Uewerfläch vu Glasfaser-Isolatiounsmatten während dem Ofkillungsschratt gesprëtzt. Ofkillloft, déi duerch d'Matte gezunn gëtt, bewierkt, datt den antistatischen Agent déi ganz Déckt vun der Matte penetréiert. Den antistatischen Agent besteet aus zwou Zutaten - engem Material, dat d'Generatioun vu statescher Elektrizitéit miniméiert, an engem Material, dat als Korrosiounsinhibitor a Stabilisator déngt. Applizéierung ass all Beschichtung, déi op Textilfaseren am Formungsprozess applizéiert gëtt, a kann eng oder méi Komponenten enthalen (Schmiermëttel, Bindemittel oder Kopplungsmëttel). Kopplungsmëttel ginn op Strécke benotzt, déi fir d'Verstäerkung vu Plastik benotzt ginn, fir d'Bindung mam verstäerkte Material ze stäerken. Heiansdo ass eng Veraarbechtung noutwendeg fir dës Beschichtungen ze entfernen oder eng aner Beschichtung bäizefügen. Fir Plastikverstäerkungen kënnen Applizéierungen mat Hëtzt oder Chemikalien ewechgeholl ginn an e Kopplungsmëttel applizéiert ginn. Fir dekorativ Uwendungen mussen d'Stoffer hëtzebehandelt ginn fir Applizéierungen ze entfernen an de Web ze fixéieren. Faarfbasisbeschichtunge ginn dann virum Fierwen oder Drock opgedroen.

A Formen auszebilden

Glasfaserprodukter ginn et a ville verschiddene Formen a ginn duerch verschidde Prozesser hiergestallt. Zum Beispill gëtt Glasfaser-Päifisolatioun direkt aus de Formunitéiten op staaffërmeg Formen, déi Dornen genannt ginn, gewéckelt, ier se ausgehärtet gëtt. D'Formen, a Längt vun 3 Fouss (91 cm) oder manner, ginn dann an engem Uewen ausgehärtet. Déi ausgehärte Längen ginn dann an der Längt aus der Form erausgeholl a a spezifizéiert Dimensiounen gesägt. Wann néideg ginn d'Beschichtungen ugewannt, an d'Produkt gëtt fir de Versand verpackt.

Qualitéitskontroll

Wärend der Produktioun vun Glasfaserisolatioun gëtt Material op verschiddene Plazen am Prozess geprobt, fir d'Qualitéit ze garantéieren. Dës Plaze sinn: de gemëschte Charge, deen an den elektresche Schmelzapparat gefiddert gëtt; geschmollte Glas aus der Hülse, déi de Fasermaschinn fiddert; Glasfaser, déi aus der Fasermaschinn kënnt; an dat fäerdegt gehärte Produkt, dat um Enn vun der Produktiounslinn erauskënnt. D'Glas- a Faserprouwen aus dem Groussen a Ganzen ginn op hir chemesch Zesummesetzung an d'Präsenz vu Mängel mat Hëllef vu sophistikéierte chemeschen Analysatoren a Mikroskopen analyséiert. D'Partikelgréisstverdeelung vum Chargematerial gëtt bestëmmt, andeems d'Material duerch eng Rei vu Sieb mat verschiddene Gréissten geleet gëtt. D'Dicke vum fäerdege Produkt gëtt no der Verpackung no de Spezifikatioune gemooss. Eng Ännerung vun der Dicke weist drop hin, datt d'Glasqualitéit ënner dem Standard ass.

Hiersteller vu Glasfaserisolatioun benotzen och eng Vielfalt vu standardiséierte Testprozeduren fir de Schallwidderstand, d'Schallabsorptioun an d'Schallbarriärleistung vu Produkter ze moossen, unzepassen an ze optimiséieren. Déi akustesch Eegeschafte kënne kontrolléiert ginn andeems Produktiounsvariablen wéi Faserduerchmiesser, Volumendicht, Déckt a Bindemittelgehalt ugepasst ginn. Eng ähnlech Approche gëtt benotzt fir thermesch Eegeschafte ze kontrolléieren.

D'Zukunft

D'Glasfaserindustrie steet am Rescht vun den 1990er Joren an duerno virun e puer groussen Erausfuerderungen. D'Zuel vun de Produzente vu Glasfaserisolatioun ass eropgaang wéinst amerikaneschen Duechtergesellschaften vun auslännesche Firmen a Verbesserunge vun der Produktivitéit vun US-Produzenten. Dëst huet zu enger Iwwerkapazitéit gefouert, déi den aktuellen a vläicht zukünftege Maart net bewältege kann.

Nieft der Iwwerkapazitéit wäerten aner Isolatiounsmaterialien och konkurréieren. Steenwoll ass wéinst rezenten Prozess- a Produktverbesserungen ëmmer méi wäit verbreet ginn. Schaumisolatioun ass eng aner Alternativ zu Glasfaser a Wunnmaueren an Diecher vu Geschäftsgebaier. En anert konkurréierend Material ass Cellulose, déi an der Daachgeschossisolatioun benotzt gëtt.

Wéinst der gerénger Nofro fir Isolatioun wéinst engem schwaache Wunnengsmaart fuerderen d'Konsumenten méi niddreg Präisser. Dës Nofro ass och eng Konsequenz vun der weiderer Tendenz vun der Konsolidéierung vun Händler a Bauentrepreneuren. Als Äntwert dorop muss d'Glasfaser-Isolatiounsindustrie weider Käschten an zwou Haaptberäicher reduzéieren: Energie an Ëmwelt. Méi effizient Uewen mussen agesat ginn, déi net nëmmen op eng Energiequell ugewisen sinn.

Well d'Deponien hir maximal Kapazitéit erreechen, mussen d'Glasfaserproduzenten bal keng fest Offallproduktioun erreechen, ouni d'Käschten ze erhéijen. Dëst erfuerdert Verbesserunge vun de Produktiounsprozesser fir d'Offall ze reduzéieren (och fir flësseg an gasfërmeg Offall) an d'Wiederverwendung vun Offall, wou et méiglech ass.

Sou Offall muss eventuell nei veraarbecht a geschmolt ginn, ier en als Rohmaterial nei benotzt gëtt. Verschidde Produzente beméie sech schonn ëm dës Problemer.