Ausführliche Erläuterung des Produktionsprinzips und der Anwendungsstandards von
FiberglasGehackte Strandmatte
Die Herstellung von Glasfaser-Schnittfasermatten beginnt mit dem Schneiden von Glasfaserrovings (alternativ kann auch unverdrilltes Garn verwendet werden) in 50 mm lange Stränge. Diese Stränge werden anschließend ungeordnet auf einem Edelstahl-Siebförderband verteilt und bilden dort eine Matte. Im nächsten Schritt werden die geschnittenen Stränge mit einem Bindemittel, beispielsweise einem Sprühkleber oder einem wasserlöslichen Sprühkleber, verbunden. Die Matte wird dann bei hoher Temperatur getrocknet und anschließend in Form gebracht, um eine Emulsions- oder Pulver-Schnittfasermatte zu erhalten.
Asia Composite Materials (Thailand) Co., Ltd.
Die Pioniere der Glasfaserindustrie in Thailand
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I. Rohstoffe
Das in Glasfaserprodukten üblicherweise verwendete Glas ist ein Calcium-Aluminium-Borosilikatglas mit einem Alkaligehalt von unter einem Prozent. Es wird oft als „E-Glas“ bezeichnet, da es für elektrische Isoliersysteme entwickelt wurde.
Die Herstellung von Glasfasern erfolgt durch das Transportieren von geschmolzenem Glas aus einem Schmelzofen durch eine Platindüse mit zahlreichen kleinen Löchern, wodurch es zu Glasfäden verstreckt wird. Für kommerzielle Zwecke weisen die Fäden typischerweise Durchmesser zwischen 9 und 15 Mikrometern auf. Diese Fäden werden vor dem Zusammenführen zu Fasern mit einer Schlichte beschichtet. Glasfasern sind außergewöhnlich fest und besitzen eine besonders hohe Zugfestigkeit. Sie weisen zudem eine gute chemische und Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie hervorragende elektrische Eigenschaften auf, sind resistent gegen biologische Angriffe und nicht brennbar mit einem Schmelzpunkt von 1500 °C – wodurch sie sich hervorragend für den Einsatz in Verbundwerkstoffen eignen.
Glasfasern lassen sich in verschiedenen Formen einsetzen: als kurze Fasern („Kurzstränge“), als lose gebundene Rovings („Rovings“) oder als Gewebe durch Verdrillen und Verzwirnen von Endlosgarnen. In Großbritannien ist Kurzfasermatte ein weit verbreitetes Glasfasermaterial. Sie wird hergestellt, indem Glasfaserrovings auf etwa 50 mm lange Stücke geschnitten und mit Polyvinylacetat oder Polyester zu einer Matte verklebt werden. Das Flächengewicht von Kurzfasermatten liegt zwischen 100 g/m² und 1200 g/m² und sie eignen sich für allgemeine Verstärkungsanwendungen.
II. Bindemittelauftragsphase
Die Glasfasern werden vom Absetzbereich auf das Förderband transportiert, wo ein Bindemittel aufgetragen wird. Der Absetzbereich muss sauber und trocken gehalten werden. Das Bindemittel wird mit zwei Pulverapplikatoren und mehreren Sprühdüsen für demineralisiertes Wasser aufgetragen.
Auf die Ober- und Unterseite der Schnittfasermatte wird ein feiner Sprühnebel aus demineralisiertem Wasser aufgetragen. Dieser Schritt ist für eine bessere Haftung des Bindemittels unerlässlich. Spezielle Pulverapplikatoren gewährleisten eine gleichmäßige Pulververteilung. Oszillatoren zwischen den beiden Applikatoren unterstützen den Pulvertransport auf die Unterseite der Matte.
III. Bindung mit Emulsion
Das verwendete Vorhangsystem gewährleistet eine gründliche Verteilung des Bindemittels. Überschüssiges Bindemittel wird mittels eines speziellen Absaugsystems zurückgewonnen.
Dieses System ermöglicht es, überschüssiges Bindemittel durch Luft von der Matte abzuführen, wodurch es gleichmäßig verteilt und somit entfernt wird. Die herausgefilterten Verunreinigungen im Bindemittel können wiederverwendet werden.
Das Bindemittel wird in Behältern im Mischraum gelagert und von kleinen Trögen in der Nähe der Mattenanlage über Niederdruckleitungen transportiert.
Spezielle Vorrichtungen halten den Füllstand im Tank konstant. Recyceltes Bindemittel wird ebenfalls in den Tank geleitet. Pumpen transportieren den Klebstoff vom Tank zur Applikationsstelle.
IV. Produktion
Glasfaser-Kurzfasermatten sind Vliesstoffe, die durch das Schneiden langer Fasern in 25–50 mm lange Stücke, deren zufällige Anordnung auf einer horizontalen Ebene und deren Verklebung mit einem geeigneten Bindemittel hergestellt werden. Es gibt zwei Arten von Bindemitteln: Pulver und Emulsionen. Die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials hängen von der Kombination aus Faserdurchmesser, Bindemittelwahl und -menge ab und werden hauptsächlich durch die Art der verwendeten Matte und das Formgebungsverfahren bestimmt.
Als Rohmaterial für die Herstellung von Glasfasermatten dienen Rovings von Glasfaserherstellern, wobei einige Hersteller auch häufig Rovings verwenden, unter anderem um Platz zu sparen.
Für eine hohe Mattenqualität sind gute Faserschneideigenschaften, eine geringe statische elektrische Aufladung und ein geringer Bindemittelverbrauch entscheidend.
V. Die Fabrikproduktion besteht aus folgenden Teilen:
Fasergestell
Zerkleinerungsprozess
Formierungsabschnitt
Binder-Applikationssystem
Trockenofen
Kaltpressung
Trimmen und Aufwickeln
VI. Angelgebiet
Auf dem Rahmen werden drehbare Spulenhalter mit der entsprechenden Anzahl an Spulen angebracht. Da diese Spulenhalter Faserblöcke aufnehmen, sollte sich der Spulenbereich in einem Raum mit kontrollierter Luftfeuchtigkeit (82–90 %) befinden.
VII. Zerkleinerungsgeräte
Das Garn wird aus den Wollknäueln gezogen, und durch jedes Schneidemesser verlaufen mehrere Fäden.
VIII. Formierungsabschnitt
Die Herstellung von Kurzfasermatten erfordert die gleichmäßige Verteilung der Kurzfasern in gleichen Abständen in der Formkammer. Jede Anlage ist mit drehzahlvariablen Motoren ausgestattet. Die Schneidvorrichtungen werden unabhängig voneinander gesteuert, um eine gleichmäßige Faserverteilung zu gewährleisten.
Die Luft unterhalb des Förderbandes saugt auch Fasern von der Oberseite des Bandes an. Die Abluft durchströmt einen Luftreiniger.
IX. Dicke der Glasfaser-Häckselmattenschicht
Bei den meisten glasfaserverstärkten Produkten kommt Glasfaser-Kurzfasermatte zum Einsatz, wobei Menge und Art der Verwendung je nach Produkt und Herstellungsverfahren variieren. Die Schichtdicke hängt vom jeweiligen Fertigungsprozess ab.
Bei der Herstellung von Glasfaser-Kühltürmen wird beispielsweise eine Schicht mit Harz beschichtet, gefolgt von einer Schicht Dünnmatte oder O2-Gewebe. Dazwischen werden sechs bis acht Lagen O4-Gewebe verlegt, und eine zusätzliche Schicht Dünnmatte wird auf die Oberfläche aufgebracht, um die Fugen der inneren Lagen abzudecken. In diesem Fall werden insgesamt nur zwei Lagen Dünnmatte verwendet. Ähnlich verhält es sich bei der Herstellung von Autodächern: Verschiedene Materialien wie Gewebe, Vliesstoffe, PP-Kunststoff, Dünnmatte und Schaumstoff werden schichtweise kombiniert, wobei Dünnmatte typischerweise nur in zwei Lagen zum Einsatz kommt. Auch bei der Herstellung von Honda-Autodächern ist das Verfahren sehr ähnlich. Daher variiert die Menge an Glasfasermatte, die in Glasfasern verwendet wird, je nach Verfahren; manche Verfahren benötigen sie nicht, andere schon.
Wird eine Tonne Glasfaser aus Glasfasermatten und Harz hergestellt, so beträgt das Gewicht der Glasfasermatten etwa 30 % des Gesamtgewichts, also 300 kg. Anders ausgedrückt: Der Harzanteil liegt bei 70 %.
Die Menge an Kurzfasermatten, die für denselben Prozess verwendet wird, wird ebenfalls durch den Schichtaufbau bestimmt. Der Schichtaufbau basiert auf den mechanischen Anforderungen, der Produktform, den Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und weiteren Faktoren.
X. Anwendungsstandards
Die Verwendung von alkalifreien Glasfaser-Schnittmatten findet immer breitere Anwendung und erstreckt sich auf verschiedene Hightech-Bereiche wie die Automobil-, Schiffs-, Luftfahrt-, Windkraft- und Rüstungsindustrie. Möglicherweise sind Ihnen die relevanten Normen für alkalifreie Glasfaser-Schnittmatten jedoch nicht bekannt. Im Folgenden stellen wir Ihnen die Anforderungen einer internationalen Norm hinsichtlich Alkalimetalloxidgehalt, Flächenmassenabweichung, Brennbarkeitsgehalt, Feuchtigkeitsgehalt und Zugfestigkeit vor:
Alkalimetallgehalt
Der Gehalt an Alkalimetalloxiden in alkalifreien Glasfaser-Kurzfasermatten sollte 0,8 % nicht überschreiten.
Flächenmasse
Brennbarer Inhalt
Sofern nicht anders angegeben, sollte der Anteil an brennbaren Stoffen zwischen 1,8 % und 8,5 % liegen, mit einer maximalen Abweichung von 2,0 %.
Feuchtigkeitsgehalt
Der Feuchtigkeitsgehalt der Matte, die mit Pulverkleber verklebt ist, sollte 2,0 % nicht überschreiten, und bei Matten, die mit Emulsionskleber verklebt sind, sollte er 5,0 % nicht überschreiten.
Zugfestigkeit
Die Qualität von alkalifreien Glasfaser-Kurzfasermatten erfüllt üblicherweise die oben genannten Anforderungen und gilt somit als konform. Je nach Verwendungszweck können jedoch höhere Anforderungen an die Zugfestigkeit und die Flächenmassenabweichung gestellt werden. Daher ist es unerlässlich, dass unsere Einkäufer mit dem Herstellungsprozess ihrer Produkte und den spezifischen Anforderungen an Kurzfasermatten vertraut sind, damit die Lieferanten entsprechend produzieren können.
Veröffentlichungsdatum: 23. Oktober 2023
