מדוע תהליך שרטוט תנור המיכל הפך לשיטת הייצור המרכזית של פיברגלס?

01. מה זה פיברגלס?

 

סִיבֵי זְכוּכִית, הידוע גם בשם צמר זכוכית או פיברגלס, הוא סוג חדש של חומר חיזוק הנפוץ בחומרים מרוכבים, בידוד חשמלי, בידוד תרמי, מעגלים ומגזרים אחרים של הכלכלה הלאומית. קוטר המונופילמנטים שלו נע בין מיקרומטרים בודדים ליותר מעשרים מיקרומטרים, שווה ערך ל-1/20 עד 1/5 קוטר של שערה אנושית. כל צרור סיבים מורכב ממאות או אפילו אלפי מונופילמנטים.

 

הוא עשוי משישה מינרלים-פירופיליט, חול קוורץ, אבן גיר, דולומיט, בורוסיליקט ובורומגנזיה-באמצעות תהליכי התכה, שריכה, סלילה ואריגה בטמפרטורה- גבוהה. זהו חומר אנאורגני שאינו-מתכתי-בביצועים גבוהים עם זנים רבים. יתרונותיו כוללים בידוד טוב, עמידות בחום חזקה, עמידות טובה בפני קורוזיה וחוזק מכני גבוה. עם זאת, החסרונות שלו כוללים שבירות ועמידות ירודה בפני שחיקה.

 

02. הרכב פיברגלס

 

המרכיבים העיקריים הם דו תחמוצת הסיליקון, תחמוצת אלומיניום, תחמוצת סידן, תחמוצת בורון, תחמוצת מגנזיום ותחמוצת נתרן. בהתבסס על תכולת האלקלי, ניתן לחלק אותו ל:

 

① פיברגלס ללא-אלקלי (0%~2% תחמוצת נתרן, זכוכית אלומינובורוסיליקט)

 

② פיברגלס אלקלי- בינוני (8%~12% תחמוצת נתרן, בורון-מכיל או בורון-ללא נתרן-זכוכית סידן סיליקט) ופיברגלס אלקלי גבוה-(תחמוצת נתרן 13% או יותר, סיליקט נתרן{{8}).

03. מאפייני פיברגלס

 

מאפיינים: לפיברגלס יש עמידות לטמפרטורה גבוהה יותר מסיבים אורגניים, אינו-דליק, עמיד בפני קורוזיה-, בעל בידוד חום וקול טוב, חוזק מתיחה גבוה ובידוד חשמלי טוב. עם זאת, הוא שביר ובעל עמידות בפני שחיקה גרועה. משמש לייצור פלסטיק מחוזק או גומי מחוזק, כחומר חיזוק, פיברגלס יש את המאפיינים הבאים:

 

① חוזק מתיחה גבוה והתארכות נמוכה (3%).

② מודול אלסטי גבוה וקשיחות טובה.

③ התארכות גדולה בתוך הגבול האלסטי וחוזק מתיחה גבוה, ובכך סופג כמות גדולה של אנרגיית השפעה. ④ זהו סיב אנאורגני, לא- דליק, ובעל עמידות כימית מעולה.

⑤ יש לו ספיגת מים נמוכה.

⑥ יש לו יציבות ממדית מעולה ועמידות בחום.

⑦ יש לו יכולת עיבוד טובה וניתן להפוך אותו לצורות שונות כגון גדילים, צרורות, מחצלות ובדים ארוגים.

⑧ הוא שקוף ומאפשר לאור לעבור דרכו.

⑨ יש לו הידבקות טובה לשרף.

⑩ זה לא יקר.

⑪ זה לא דליק בקלות וניתן להמיס אותו לזכוכית-כמו חרוזים בטמפרטורות גבוהות.

 

04. תהליך ייצור פיברגלס

 

ישנם שני תהליכי ייצור של פיברגלס: שני-שלבי יציקה - שיטת שרטוט כור היתוך ושיטת-שלבי יציקה - שיטת שרטוט תנור טנק אחד.

שיטת ציור ההיתוך כוללת מספר שלבים. ראשית, חומר הגלם הזכוכית נמס בטמפרטורה גבוהה ליצירת כדורי זכוכית. לאחר מכן, כדורי הזכוכית נמסים פעם שנייה ונמשכים במהירות גבוהה ליצירת חוטי פיברגלס. לתהליך זה חסרונות רבים, כולל צריכת אנרגיה גבוהה, תהליך דפוס לא יציב ותפוקת עבודה נמוכה, והוא הופסק במידה רבה על ידי יצרני פיברגלס בקנה מידה גדול.-

 

תהליך שרטוט תנור הטנק כולל המסת חומרי גלם כגון פירופיליט לתמיסת זכוכית מותכת בכבשן. לאחר הסרת בועות אוויר, התמיסה מועברת דרך תעלה לשבלונה נקבובית, שם היא נמשכת במהירות גבוהה לתוך חוטי פיברגלס. התנור יכול לחבר מאות שבלונות באמצעות מספר ערוצים לייצור בו זמנית. תהליך זה הוא פשוט,- יעיל באנרגיה, מספק יצירה יציבה, והוא יעיל ופורה במיוחד, ומאפשר ייצור בקנה מידה גדול, אוטומטי לחלוטין. זה הפך לתהליך הייצור הבינלאומי המרכזי, ומייצר למעלה מ-90% מהפיברגלס העולמי.