強化プラスチックのガラス繊維を詳しく見る

前回の投稿で説明したように、引張りを高めるためにプラスチック樹脂に強化繊維が追加されています 複合材料の強度と曲げ弾性率、およびプラスチックの熱たわみ温度。このブログ投稿では、グラスファイバーについて詳しく見ていきます。

グラスファイバー 多くのプラスチック複合材料の補強剤として使用されています。 GRPまたはガラス強化プラスチックと呼ばれるこれらの材料は、プラスチックマトリックスと組み合わされたガラスの多くの細い繊維で構成されています。これらの繊維は、次の5つのステップのプロセスを使用して製造されます。

1） バッチ処理

ガラス繊維の製造に使用される材料は、シリカ、石灰石、ソーダ灰です。ガラスを形成するために使用される主な材料はシリカであり、溶融温度を下げるためにソーダ灰と石灰石が使用されます。他の材料は、さまざまな特性を改善するために使用されます。たとえば、ホウ砂はガラスの耐薬品性を高めるために使用されます。製造される特定のガラスに応じて、処理には、焼成アルミナ、長石、霞石閃長岩、マグネシウム、カオリンクレー、およびホウ素も含まれる場合があります。原材料を正確な量で一緒に計量することをバッチと呼びます。

2） 溶ける

バッチは、フォアハースと呼ばれる炉で約2500°Fの温度で加熱されます。高品質のグラスファイバーが製造されるように、温度を注意深く制御する必要があります。

3） ファイバー化

最初にガラスが押し出され、次に減衰されます。押し出しプロセス中に、溶融ガラスはフォアハースから出て、200〜8,000個の非常に細かいオリフィスを備えたブッシングを通過します。フィラメントが約1204°C / 2200°Fでブッシングを出るときに、電子的に加熱され、ウォータージェットによって冷却されます。減衰とは、押し出された溶融ガラスの流れをフィラメントと呼ばれる繊維状の要素に機械的に引き込むプロセスであり、それぞれの直径は人間の髪の毛よりも小さくなります。

4） コーティング

最終処理段階では、化学コーティングまたはサイジングが適用されます。

5） パッケージング

最後に、コーティングされたフィラメントが51〜1,624本のフィラメントの束にまとめられ、ドラムに巻き付けられて、糸のスプールのように見えます。 これらのドラムはオーブンで乾燥された後、そのまま出荷されるか、さらに処理されます。チョップドファイバー、ロービングまたはヤーン。

ガラス繊維にはいくつかの種類があります。最も一般的なのは、もともと電気用途に使用されていたため「E」と呼ばれるEガラスです。アルカリ酸化物が1重量％未満のアルミノホウケイ酸ガラスです。現在、主にプラスチックの補強に使用されています。 E-ガラスは、連続フィラメントの製造に使用された最初のガラス配合であり、世界のガラス繊維生産のほとんどを代表しています。 E-ガラスはアルカリを含まず、その製造は世界で唯一最大のホウ素の使用法です。塩化物イオンの攻撃を受けやすいため、海洋用途には適していません。他のタイプには、酸化ホウ素をほとんどまたはまったく含まないAガラスまたはアルカリ石灰ガラス、アルミノ石灰ケイ酸塩および1重量％未満のアルカリ酸化物で電気的/化学的耐性を意味するE-CRガラスが含まれます。 E-CRガラス繊維は高い耐酸性を示します。もう1つのタイプはCガラスで、「C」は「耐薬品性」を表します。 Cガラスは、ガラスステープルファイバーと断熱材に使用される酸化ホウ素含有量の高いアルカリ石灰ガラスで構成されています。 Tガラスでは、「T」は「断熱材」の略で、Cガラスの北米版です。断熱グレードの吹きガラスとして使用されます。さらに、誘電率の低いDガラスまたはホウケイ酸ガラス、Rガラス（補強用の「R」）があります。これは、MgOおよびCaOを含まないアルミノケイ酸塩ガラスであり、機械的要件が高くなります。最後に、Sガラスま​​たは硬質ガラスには、CaOを含まないが、MgOを含むアルミノケイ酸塩ガラスが含まれており、引張強度が高くなっています。建物の建設や航空機用のエポキシ複合材として使用されます。

ガラス繊維は炭素繊維とは異なり非導電性です。炭素繊維ほど強力でも剛性でもありませんが、はるかに安価で、もろくありません。ガラス繊維は、複合材料の引張強度と曲げ弾性率を向上させます。

ガラス繊維複合材は、浴槽、ボート、水タンク、セプティックタンク、サーフボード、釣り棒、自動車の部品、スキー、サーフボード、ゴルフクラブ、プール、航空機、オール、家具、X線装置のベッドなどに使用されます。アミューズメントに乗る車。

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