Fiberglas qanday ishlab chiqariladi?

Shisha tolasi turli shakllarga birlashtirilgan alohida shisha tolalaridan tayyorlangan mahsulotlar guruhini anglatadi. Shisha tolalarini geometriyasiga ko'ra ikkita asosiy guruhga bo'lish mumkin: iplar va to'qimachilikda ishlatiladigan uzluksiz tolalar va izolyatsiya va filtrlash uchun battlar, adyollar yoki taxtalar sifatida ishlatiladigan uzluksiz (qisqa) tolalar. Shisha tolasi jun yoki paxta kabi ipga aylantirilishi va ba'zan pardalar uchun ishlatiladigan matoga to'qilishi mumkin. Shisha tolali to'qimachilik odatda qoliplangan va laminatlangan plastmassalar uchun mustahkamlovchi material sifatida ishlatiladi. Uzluksiz tolalardan tayyorlangan qalin, yumshoq material bo'lgan shisha tolali jun issiqlik izolyatsiyasi va ovozni yutish uchun ishlatiladi. U odatda kema va suv osti kemalari devorlari va korpuslarida; avtomobil dvigatellari bo'linmalarida va kuzov panellari astarlarida; pechlarda va konditsioner qurilmalarida; akustik devor va ship panellarida; va me'moriy to'siqlarda uchraydi. Shisha tolasi elektr izolyatsiya lentasi, to'qimachilik va mustahkamlash sifatida ishlatiladigan E turi (elektr); yuqori kislota qarshiligiga ega C turi (kimyoviy) va issiqlik izolyatsiyasi uchun T turi kabi maxsus dasturlar uchun moslashtirilishi mumkin.

Shisha tolasidan tijorat maqsadlarida foydalanish nisbatan yaqinda boshlangan bo'lsa-da, Uyg'onish davrida hunarmandlar qadahlar va vazalarni bezash uchun shisha iplar yaratdilar. Fransuz fizigi Rene-Antuan Fershult de Reaumur 1713-yilda nozik shisha iplar bilan bezatilgan matolar ishlab chiqargan va britaniyalik ixtirochilar bu yutuqni 1822-yilda takrorlagan. Britaniyalik ipak to'quvchi 1842-yilda shisha mato yasagan va yana bir ixtirochi Edvard Libbey 1893-yilda Chikagodagi Kolumbiya ko'rgazmasida shishadan to'qilgan libosni namoyish etgan.

Shisha jun, tasodifiy uzunlikdagi uzluksiz tolalarning yumshoq massasi, birinchi marta asrning boshlarida Yevropada ishlab chiqarilgan bo'lib, unda tolalarni gorizontal ravishda tayoqchalardan aylanuvchi barabanga tortish jarayoni qo'llanilgan. Bir necha o'n yillar o'tgach, yigirish jarayoni ishlab chiqildi va patentlandi. Shisha tolali izolyatsiya materiali Birinchi jahon urushi paytida Germaniyada ishlab chiqarilgan. Shisha tolalarini sanoat ishlab chiqarishga qaratilgan tadqiqotlar va ishlanmalar 1930-yillarda Qo'shma Shtatlarda ikkita yirik kompaniya - Owens-Illinois Glass Company va Corning Glass Works rahbarligida rivojlandi. Ushbu kompaniyalar eritilgan oynani juda nozik teshiklar orqali tortib, nozik, egiluvchan, arzon shisha tolasini ishlab chiqdilar. 1938-yilda bu ikki kompaniya birlashib, Owens-Corning Fiberglas Corp. ni tashkil etdi. Hozirda oddiygina Owens-Corning nomi bilan tanilgan u yiliga 3 milliard dollarlik kompaniyaga aylandi va shisha tolali bozorda yetakchi hisoblanadi.

Xomashyo

Shisha tolali mahsulotlar uchun asosiy xom ashyo turli xil tabiiy minerallar va ishlab chiqarilgan kimyoviy moddalardir. Asosiy tarkibiy qismlar kremniy qumi, ohaktosh va soda kulidir. Boshqa tarkibiy qismlarga kaltsiylangan alyuminiy oksidi, boraks, dala shpati, nefelin siyeniti, magnezit va kaolin loy va boshqalar kirishi mumkin. Kremniy qumi shisha hosil qiluvchi sifatida ishlatiladi va soda kuli va ohaktosh asosan erish haroratini pasaytirishga yordam beradi. Boshqa tarkibiy qismlar kimyoviy qarshilik uchun boraks kabi ma'lum xususiyatlarni yaxshilash uchun ishlatiladi. Chiqindi shisha, shuningdek, kullet deb ham ataladi, xom ashyo sifatida ham ishlatiladi. Xom ashyo aniq miqdorda ehtiyotkorlik bilan tortilishi va shishaga eritishdan oldin yaxshilab aralashtirilishi (partiyalash deb ataladi) kerak.

Ishlab chiqarish
Jarayon

Eritish

Partiya tayyorlangandan so'ng, u eritish uchun pechga quyiladi. Pech elektr energiyasi, qazilma yoqilg'i yoki ikkalasining kombinatsiyasi bilan qizdirilishi mumkin. Shishaning silliq va barqaror oqimini ta'minlash uchun harorat aniq nazorat qilinishi kerak. Eritilgan shisha tolaga aylanishi uchun boshqa shisha turlariga qaraganda yuqori haroratda (taxminan 2500°F [1371°C]) saqlanishi kerak. Shisha erigandan so'ng, u pechning oxirida joylashgan kanal (oldingi ohak) orqali shakllantirish uskunasiga o'tkaziladi.

Elyaflarga aylanish

Elyaf turiga qarab, tolalarni hosil qilish uchun bir nechta turli jarayonlar qo'llaniladi. To'qimachilik tolalari eritilgan shishadan to'g'ridan-to'g'ri pechdan hosil bo'lishi mumkin yoki eritilgan shisha avval diametri taxminan 0,62 dyuym (1,6 sm) bo'lgan shisha marmarlarni hosil qiluvchi mashinaga berilishi mumkin. Bu marmarlar oynani iflosliklarni vizual tekshirish imkonini beradi. To'g'ridan-to'g'ri eritish va marmar eritish jarayonida shisha yoki shisha marmarlar elektr bilan isitiladigan vtulkalar (shuningdek, spinneretlar deb ataladi) orqali beriladi. Vtulka platina yoki metall qotishmasidan yasalgan bo'lib, 200 dan 3000 gacha juda nozik teshiklarga ega. Eritilgan shisha teshiklardan o'tadi va nozik filamentlar sifatida chiqadi.

Uzluksiz filamentli jarayon

Uzluksiz filament jarayoni orqali uzun, uzluksiz tola ishlab chiqarilishi mumkin. Shisha vtulkadagi teshiklardan oqib o'tgandan so'ng, yuqori tezlikdagi o'rash moslamasiga bir nechta iplar ushlanib qoladi. O'rash moslamasi daqiqasiga taxminan 2 mil (3 km) tezlikda aylanadi, bu vtulkalardan oqim tezligidan ancha tezroq. Taranglik filamentlarni erigan holda tortib oladi va vtulkadagi teshiklarning diametrining bir qismiga teng iplarni hosil qiladi. Kimyoviy bog'lovchi qo'llaniladi, bu keyinchalik qayta ishlash paytida tolaning sinishiga yo'l qo'ymaydi. Keyin filament naychalarga o'raladi. Endi uni burab, ipga o'rash mumkin.

Shtapel tolali jarayon

Muqobil usul - staplefiber jarayoni. Eritilgan shisha vtulkalardan oqib o'tayotganda, havo oqimlari filamentlarni tezda sovutadi. Havoning turbulent portlashlari filamentlarni 8-15 dyuym (20-38 sm) uzunliklarga ham parchalaydi. Bu filamentlar moylash vositasi purkagichi orqali aylanuvchi barabanga tushadi va u yerda yupqa to'r hosil qiladi. To'r barabandan tortib olinadi va bo'shashgan holda yig'ilgan tolalarning uzluksiz ipiga tortiladi. Bu ip jun va paxta uchun ishlatiladigan jarayonlar bilan ipga aylantirilishi mumkin.

Maydalangan tola

Uzluksiz yoki uzun shtapelli ip ipga aylantirilmasdan, qisqa uzunliklarga kesilishi mumkin. Ip krel deb ataladigan bobinlar to'plamiga o'rnatiladi va uni qisqa bo'laklarga kesadigan mashina orqali tortiladi. Maydalangan tola bog'lovchi qo'shiladigan gilamchalarga aylantiriladi. Pechda qattiqlashgandan so'ng, gilamcha o'raladi. Turli og'irliklar va qalinliklar shingillalar, to'plangan tom yopish yoki dekorativ gilamchalar uchun mahsulotlarni beradi.

Shisha jun

Shisha jun tayyorlash uchun aylanma yoki yigiruv jarayoni qo'llaniladi. Bu jarayonda pechdan erigan shisha kichik teshiklari bo'lgan silindrsimon idishga oqib tushadi. Idish tez aylanganda, teshiklardan gorizontal shisha oqimlari oqib chiqadi. Erigan shisha oqimlari havo, issiq gaz yoki ikkalasi ham pastga qarab puflash orqali tolalarga aylanadi. Tolalar konveyer lentasiga tushadi va u yerda ular bir-biri bilan junsimon massa hosil qiladi. Bu izolyatsiya uchun ishlatilishi mumkin yoki jun bog'lovchi bilan purkalishi, kerakli qalinlikka siqilishi va pechda quritilishi mumkin. Issiqlik bog'lovchini o'rnatadi va natijada hosil bo'lgan mahsulot qattiq yoki yarim qattiq taxta yoki egiluvchan bat bo'lishi mumkin.

Himoya qoplamalari

Bog'lovchi moddalardan tashqari, shisha tolali mahsulotlar uchun boshqa qoplamalar ham talab qilinadi. Yog'lovchi moddalar tola aşınmasını kamaytirish uchun ishlatiladi va tolaga to'g'ridan-to'g'ri purkaladi yoki bog'lovchi moddaga qo'shiladi. Ba'zan sovutish bosqichida shisha tolali izolyatsiya matlari yuzasiga antistatik tarkib ham purkaladi. Mat orqali tortiladigan sovutish havosi antistatik vositaning matning butun qalinligiga kirib borishiga olib keladi. Antistatik vosita ikkita tarkibiy qismdan iborat - statik elektr energiyasini ishlab chiqarishni minimallashtiradigan material va korroziya inhibitori va stabilizatori bo'lib xizmat qiladigan material. O'lchamlarni aniqlash - bu shakllantirish jarayonida to'qimachilik tolalariga qo'llaniladigan har qanday qoplama va bir yoki bir nechta komponentlarni (moylovchi moddalar, bog'lovchi moddalar yoki biriktiruvchi moddalar) o'z ichiga olishi mumkin. Birlashtiruvchi vositalar mustahkamlovchi plastmassalar uchun ishlatiladigan iplarda mustahkamlangan materialga bog'lanishni mustahkamlash uchun ishlatiladi. Ba'zan bu qoplamalarni olib tashlash yoki boshqa qoplama qo'shish uchun pardozlash operatsiyasi talab qilinadi. Plastik mustahkamlovchi moddalar uchun o'lchamlarni issiqlik yoki kimyoviy moddalar bilan olib tashlash va biriktiruvchi vosita qo'llash mumkin. Dekorativ qo'llanmalar uchun matolarni o'lchamlarni olib tashlash va to'qishni o'rnatish uchun issiqlik bilan ishlov berish kerak. Keyin bo'yoq asosli qoplamalar bo'yash yoki chop etishdan oldin qo'llaniladi.

Shakllarga aylantirish

Shisha tolali mahsulotlar turli xil shakllarda bo'ladi va bir nechta jarayonlar yordamida tayyorlanadi. Masalan, shisha tolali quvurlar izolyatsiyasi qotib qolishdan oldin to'g'ridan-to'g'ri shakllantirish moslamalaridan mandrellar deb ataladigan tayoqchaga o'raladi. Keyin uzunligi 91 sm yoki undan kam bo'lgan qolip shakllari pechda qotib qoladi. Keyin qotib qolgan uzunliklar uzunlik bo'yicha qolipdan chiqariladi va belgilangan o'lchamlarga arralanadi. Agar kerak bo'lsa, qoplamalar qo'llaniladi va mahsulot jo'natish uchun qadoqlanadi.

Sifat nazorati

Shisha tolali izolyatsiyani ishlab chiqarish jarayonida sifatni saqlab qolish uchun material jarayonning bir qator joylarida namunalar olinadi. Bu joylarga quyidagilar kiradi: elektr eritgichga beriladigan aralash partiya; tolalashtirgichni oziqlantiruvchi vtulkadan eritilgan shisha; tolalashtirgich mashinasidan chiqadigan shisha tola; va ishlab chiqarish liniyasining oxiridan chiqadigan yakuniy qattiqlashtirilgan mahsulot. Ommaviy shisha va tola namunalari murakkab kimyoviy analizatorlar va mikroskoplar yordamida kimyoviy tarkibi va nuqsonlari mavjudligi bo'yicha tahlil qilinadi. Partiya materialining zarracha o'lchamlari taqsimoti materialni bir qator turli o'lchamdagi elaklardan o'tkazish orqali olinadi. Yakuniy mahsulot spetsifikatsiyalarga muvofiq qadoqlangandan keyin qalinligi bo'yicha o'lchanadi. Qalinlikning o'zgarishi shisha sifati standartdan past ekanligini ko'rsatadi.

Shisha tolali izolyatsiya ishlab chiqaruvchilari mahsulotning akustik qarshiligini, tovushni yutishini va tovush to'sig'ining ishlashini o'lchash, sozlash va optimallashtirish uchun turli xil standartlashtirilgan sinov protseduralaridan ham foydalanadilar. Akustik xususiyatlarni tola diametri, hajm zichligi, qalinligi va bog'lovchi modda miqdori kabi ishlab chiqarish o'zgaruvchilarini sozlash orqali boshqarish mumkin. Shunga o'xshash yondashuv issiqlik xususiyatlarini boshqarish uchun ham qo'llaniladi.

Kelajak

Fiberglas sanoati 1990-yillarning qolgan qismida va undan keyingi davrda bir qator jiddiy qiyinchiliklarga duch kelmoqda. Chet el kompaniyalarining Amerikadagi sho''ba korxonalari va AQSh ishlab chiqaruvchilarining unumdorligining oshishi tufayli shisha tolali izolyatsiya ishlab chiqaruvchilari soni ko'paydi. Bu esa ortiqcha quvvatga olib keldi, bu esa hozirgi va ehtimol kelajakdagi bozor tomonidan qoplana olmaydi.

Ortiqcha quvvatdan tashqari, boshqa izolyatsiya materiallari ham raqobatlashadi. So'nggi paytlarda jarayon va mahsulot takomillashtirilganligi sababli tosh jun keng qo'llanila boshlandi. Ko'pikli izolyatsiya turar-joy devorlari va tijorat tomlarida shisha tolali o'rniga yana bir alternativ hisoblanadi. Yana bir raqobatdosh material tsellyuloza bo'lib, u chordoq izolyatsiyasida ishlatiladi.

Yumshoq uy-joy bozori tufayli izolyatsiyaga talab pastligi sababli, iste'molchilar past narxlarni talab qilmoqdalar. Bu talab, shuningdek, chakana sotuvchilar va pudratchilarning birlashishi tendentsiyasining natijasidir. Bunga javoban, shisha tolali izolyatsiya sanoati ikkita asosiy sohada: energiya va atrof-muhitda xarajatlarni kamaytirishda davom etishi kerak bo'ladi. Faqat bitta energiya manbaiga tayanmaydigan samaraliroq pechlardan foydalanish kerak bo'ladi.

Chiqindixonalar maksimal quvvatga yetganligi sababli, shisha tolali ishlab chiqaruvchilar xarajatlarni oshirmasdan qattiq chiqindilarni deyarli nolga kamaytirishga majbur bo'ladilar. Bu chiqindilarni kamaytirish uchun ishlab chiqarish jarayonlarini takomillashtirishni (suyuq va gaz chiqindilari uchun ham) va iloji boricha chiqindilarni qayta ishlatishni talab qiladi.

Bunday chiqindilarni xom ashyo sifatida qayta ishlatishdan oldin qayta ishlash va qayta eritish talab qilinishi mumkin. Bir nechta ishlab chiqaruvchilar allaqachon bu muammolarni hal qilishmoqda.