Introduktion av glasfiber och produktion

Historia

Glasfibrerhar producerats i århundraden, men det tidigaste patentet tilldelades den preussiske uppfinnaren Hermann Hammesfahr (1845–1914) i USA 1880.

Massproduktion av glassträngar upptäcktes av misstag 1932 när Games Slayter, en forskare vid Owens-Illinois, riktade en stråle av tryckluft mot en ström av smält glas och producerade fibrer. Ett patent för denna metod att framställa glasull ansöktes först om 1933. Owens gick med i Corning-företaget 1935 och metoden anpassades av Owens Corning för att producera dess patenterade "Fiberglas" (stavas med ett "s") 1936. Ursprungligen var Fiberglas en glasull med fibrer som fångade in en hel del gas vid höga temperaturer, vilket gjorde den användbar vid höga temperaturer.

Ett lämpligt harts för att kombinera glasfiber med en plast för att producera ett kompositmaterial utvecklades 1936 av du Pont. Den första förfadern till moderna polyesterhartser är Cyanamids harts från 1942. Peroxidhärdningssystem användes då. Med kombinationen av glasfiber och harts ersattes gasinnehållet i materialet med plast. Detta reducerade isoleringsegenskaperna till värden som är typiska för plasten, men nu för första gången visade kompositen stor styrka och lovande som konstruktions- och byggmaterial. Många glasfiberkompositer fortsatte att kallas "glasfiber" (som ett generiskt namn) och namnet användes även för glasullsprodukten med låg-densitet som innehöll gas istället för plast.

Ray Greene från Owens Corning är krediterad för att ha tillverkat den första kompositbåten 1937 men gick inte vidare då på grund av den spröda naturen hos plasten som användes. 1939 rapporterades Ryssland ha byggt en passagerarbåt av plastmaterial, och USA en flygkropp och vingar på ett flygplan. Den första bilen som hade en glasfiberkaross var en prototyp från 1946 av Stout Scarab, men modellen kom inte i produktion.

Produktion

Processen att tillverka glasfiber kallas pultrusion. Tillverkningsprocessen för glasfibrer lämpliga för förstärkning använder stora ugnar för att gradvis smälta kiseldioxidsanden, kalksten, kaolinlera, flusspat, kolemanit, dolomit och andra mineraler tills en vätska bildas. Det extruderas sedan genom bussningar, som är buntar med mycket små öppningar (vanligtvis 5–25 mikrometer i diameter för E-Glass, 9 mikrometer för S-Glass).

Dessa filament dimensioneras sedan (beläggs) med en kemisk lösning. De enskilda filamenten är nu buntade i stort antal för att ge en roving. Trådarnas diameter och antalet filament i rovingen bestämmer dess vikt, vanligtvis uttryckt i ett av två mätsystem: avkastning eller yards per pund (antalet yards fiber i ett pund material; ett mindre antal betyder alltså en tyngre roving). Exempel på standardavkastning är 225yield, 450yield, 675yield.tex eller gram per km (hur många gram 1 km roving väger, inverterat från avkastning; ett mindre antal betyder alltså en lättare roving). Exempel på standardtex är 750tex, 1100tex, 2200tex.

Dessa förgarn används sedan antingen direkt i en kompositapplikation såsom pultrudering, filamentlindning (rör), vapenförsegling (där en automatiserad pistol skär glaset i korta längder och släpper det i en stråle av harts, projicerad på ytan av en form), eller i ett mellansteg, för att tillverka tyger såsom hackad fibrer av slumpmässigt skuren fiber (CSM) vävda tyger, stickade tyger eller enkelriktade tyger.