Umfassende Erklärung des Produktionsprinzips und der Anwendungsstandards von
FiberglasGehackte Strandmatte
Zur Herstellung einer Glasfasermatte werden Glasfaserrovings (auch ungedrehtes Garn ist möglich) mit einem Schneidemesser in 50 mm lange Stränge geschnitten. Diese Stränge werden anschließend verstreut und ungeordnet angeordnet und auf einem Förderband aus Edelstahlgewebe abgelegt, um eine Matte zu bilden. Im nächsten Schritt wird ein Bindemittel, beispielsweise ein Sprühkleber oder ein wasserlöslicher Sprühkleber, aufgetragen, um die geschnittenen Stränge miteinander zu verbinden. Anschließend wird die Matte bei hohen Temperaturen getrocknet und neu geformt, um eine Emulsions- oder Pulvermatte zu erhalten.
Asia Composite Materials (Thailand) Co., Ltd.
Die Pioniere der Glasfaserindustrie in THAILAND
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I. Rohstoffe
Das üblicherweise in Glasfaserprodukten verwendete Glas ist eine Art Calcium-Aluminium-Borosilikat mit einem Alkaligehalt von weniger als einem Prozent. Es wird oft als „E-Glas“ bezeichnet, da es für elektrische Isolationssysteme entwickelt wurde.
Bei der Herstellung von Glasfasern wird geschmolzenes Glas aus einem Schmelzofen durch eine Platindüse mit zahlreichen kleinen Löchern transportiert und zu Glasfilamenten gestreckt. Für kommerzielle Zwecke haben die Filamente typischerweise Durchmesser zwischen 9 und 15 Mikrometern. Diese Filamente werden mit einer Schlichte beschichtet, bevor sie zu Fasern gebündelt werden. Glasfasern sind außergewöhnlich stark und weisen eine besonders hohe Zugfestigkeit auf. Sie weisen außerdem eine gute chemische Beständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und ausgezeichnete elektrische Eigenschaften auf, sind unempfindlich gegen biologische Angriffe und mit einem Schmelzpunkt von 1500 °C nicht brennbar – wodurch sie sich hervorragend für den Einsatz in Verbundwerkstoffen eignen.
Glasfasern können in verschiedenen Formen verwendet werden: in kurze Längen geschnitten („Chopped Strands“), zu locker gebundenen Rovings („Rovings“) zusammengefasst oder durch Zwirnen und Verzwirnen von Endlosgarnen zu verschiedenen Geweben verwebt. In Großbritannien ist die sogenannte Chopped Strand Mat eine weit verbreitete Form von Glasfasermaterial. Sie wird hergestellt, indem Glasfaserrovings in etwa 50 mm lange Stücke geschnitten und mit Polyvinylacetat- oder Polyesterbindemitteln zu einer Matte verbunden werden. Das Gewicht der Chopped Strand Mat kann zwischen 100 und 1200 g/m² variieren und eignet sich für allgemeine Verstärkungen.
II. Phase der Bindemittelanwendung
Glasfasern werden vom Absetzbereich zum Förderband transportiert, wo ein Bindemittel aufgetragen wird. Der Absetzbereich muss sauber und trocken gehalten werden. Das Auftragen des Bindemittels erfolgt über zwei Pulverbindemittel-Applikatoren und eine Reihe von Sprühdüsen für demineralisiertes Wasser.
Auf die Glasmatte wird sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite ein sanfter Sprühnebel aus demineralisiertem Wasser aufgetragen. Dieser Schritt ist für eine bessere Haftung des Bindemittels unerlässlich. Spezielle Pulverapplikatoren sorgen für eine gleichmäßige Verteilung des Pulvers. Oszillatoren zwischen den beiden Applikatoren tragen dazu bei, das Pulver auf die Mattenunterseite zu übertragen.
III. Binden mit Emulsion
Das eingesetzte Vorhangsystem sorgt für eine gründliche Dispersion des Bindemittels. Überschüssiges Bindemittel wird durch ein spezielles Absaugsystem zurückgewonnen.
Dieses System ermöglicht es, überschüssiges Bindemittel durch Luft von der Matte abzutransportieren und gleichmäßig zu verteilen, wodurch überschüssiges Bindemittel vermieden wird. Die herausgefilterten Verunreinigungen im Bindemittel können selbstverständlich wiederverwendet werden.
Das Bindemittel wird in Behältern im Mischraum gelagert und aus kleinen Trögen in der Nähe der Mattenanlage durch Niederdruckleitungen transportiert.
Spezielle Vorrichtungen halten den Füllstand des Tanks konstant. Auch recyceltes Bindemittel wird in den Tank gefördert. Pumpen transportieren den Klebstoff vom Tank zur Klebstoffauftragsstufe.
IV. Produktion
Glasfaser-Schnittmatten sind Vliesstoffe, die durch Zuschneiden langer Filamente in 25–50 mm lange Stücke, deren zufällige Anordnung auf einer horizontalen Ebene und deren Zusammenhalt mit einem geeigneten Bindemittel hergestellt werden. Es gibt zwei Arten von Bindemitteln: Pulver und Emulsion. Die physikalischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs hängen von der Kombination aus Filamentdurchmesser, Bindemittelauswahl und -menge ab und werden hauptsächlich durch die Art der verwendeten Matte und das Formverfahren bestimmt.
Als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Glasbruchmatten dienen die Rovingkuchen der Glasfaserhersteller, manche Hersteller verwenden aber auch häufig Rovings, teilweise aus Platzgründen.
Für die Mattenqualität sind gute Faserschneideigenschaften, geringe statische Aufladung und ein geringer Bindemittelverbrauch entscheidend.
V. Die Fabrikproduktion besteht aus folgenden Teilen:
Fasergatter
Hackvorgang
Formabschnitt
Bindemittelauftragssystem
Trockenofen
Kaltpressabschnitt
Trimmen und Wickeln
VI. Fangkorbbereich
Drehbare Spulengatter werden mit der entsprechenden Anzahl Spulen auf dem Rahmen platziert. Da diese Spulengatter Faserkuchen enthalten, sollte sich der Spulengatterbereich in einem feuchtigkeitsgeregelten Raum mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 82–90 % befinden.
VII. Hackgeräte
Das Garn wird aus den Roving-Kuchen gezogen und durch jedes Hackmesser verlaufen mehrere Stränge.
VIII. Formabschnitt
Die Herstellung von Kurzfasermatten erfolgt durch gleichmäßige Verteilung der Kurzfasern in gleichmäßigen Abständen in der Formkammer. Jedes Gerät ist mit Motoren mit variabler Drehzahl ausgestattet. Die Schneidvorrichtungen werden unabhängig voneinander gesteuert, um eine gleichmäßige Faserverteilung zu gewährleisten.
Die Luft unter dem Förderband saugt auch Fasern von der Oberseite des Bandes an. Die abgeleitete Luft wird durch einen Luftreiniger geleitet.
IX. Dicke der Glasfaser-Schnittmattenschicht
Bei den meisten glasfaserverstärkten Produkten handelt es sich um Glasfaser-Schnittmatten. Die Menge und Verwendungsart der Glasfaser-Schnittmatten variieren je nach Produkt und Verfahren. Die Schichtdicke richtet sich nach dem gewünschten Herstellungsprozess!
Bei der Produktion von Kühltürmen aus Fiberglas wird beispielsweise eine Schicht mit Harz beschichtet, gefolgt von einer Schicht aus dünner Matte oder O2-Gewebe. Dazwischen werden 6–8 Schichten O4-Gewebe gelegt und auf der Oberfläche wird eine weitere Schicht aus dünner Matte aufgebracht, um die Verbindungen der inneren Schichten abzudecken. In diesem Fall werden insgesamt nur zwei Schichten dünner Matte verwendet. Ähnlich verhält es sich bei der Herstellung von Autodächern: Hier werden verschiedene Materialien wie Gewebe, Vlies, PP-Kunststoff, dünne Matte und Schaum in Schichten kombiniert, wobei dünne Matte während des Herstellungsprozesses normalerweise nur in zwei Schichten verwendet wird. Sogar bei der Produktion von Autodächern von Honda ist der Prozess sehr ähnlich. Daher variiert die Menge der bei der Herstellung von Glasfaser verwendeten Glasbruchmatte je nach Prozess, und manche Prozesse erfordern sie nicht, andere hingegen schon.
Bei der Herstellung einer Tonne Glasfaser aus Kurzfasermatten und Harz beträgt das Gewicht der Kurzfasermatten etwa 30 % des Gesamtgewichts von 300 kg. Der Harzanteil beträgt also 70 %.
Die Menge der für denselben Prozess verwendeten Kurzfasermatten wird ebenfalls durch den Lagenaufbau bestimmt. Dieser basiert auf den mechanischen Anforderungen, der Produktform, den Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und weiteren Faktoren.
X. Anwendungsnormen
Die Verwendung alkalifreier Glasfasermatten findet zunehmend Verbreitung und umfasst verschiedene Hightech-Bereiche wie Automobil, Schifffahrt, Luftfahrt, Windkraft und Rüstungsproduktion. Möglicherweise sind Ihnen die relevanten Normen für alkalifreie Glasfasermatten jedoch nicht bekannt. Im Folgenden stellen wir die Anforderungen einer internationalen Norm hinsichtlich Alkalimetalloxidgehalt, Flächenmassenabweichung, Brennbarkeitsgehalt, Feuchtigkeitsgehalt und Zugfestigkeit vor:
Alkalimetallgehalt
Der Alkalimetalloxidgehalt alkalifreier Glasfaser-Schnittmatten sollte 0,8 % nicht überschreiten.
Flächeneinheit Masse
Brennbarer Inhalt
Sofern nicht anders angegeben, sollte der brennbare Anteil zwischen 1,8 % und 8,5 % liegen, mit einer maximalen Abweichung von 2,0 %.
Feuchtigkeitsgehalt
Der Feuchtigkeitsgehalt der Matte mit Pulverkleber sollte 2,0 % nicht überschreiten, und bei der Matte mit Emulsionskleber sollte er 5,0 % nicht überschreiten.
Zugbruchfestigkeit
Typischerweise erfüllt die Qualität alkalifreier Glasfasermatten die oben genannten Anforderungen und gilt als konform. Je nach Verwendungszweck des Produkts können jedoch höhere Anforderungen an Zugfestigkeit und Flächengewichtsabweichung im Produktionsprozess gestellt werden. Daher ist es wichtig, dass unsere Einkäufer mit dem Herstellungsprozess ihrer Produkte und den spezifischen Anforderungen an Glasfasermatten vertraut sind, damit die Lieferanten entsprechend produzieren können.
Veröffentlichungszeit: 23. Oktober 2023
