Explicación completa del principio de producción y estándares de aplicación de
Fibra de vidrioEstera de hebras picadas
La formación de una estera de filamentos de fibra de vidrio picados implica tomar mechas de fibra de vidrio (también se puede usar hilo sin torcer) y cortarlas en filamentos de 50 mm de largo con una cuchilla. Estos filamentos se dispersan y se disponen desordenadamente, depositándose sobre una cinta transportadora de malla de acero inoxidable para formar una estera. El siguiente paso consiste en aplicar un agente adhesivo, que puede ser un adhesivo en aerosol o un adhesivo dispersable en agua pulverizado, para unir los filamentos picados. A continuación, la estera se somete a un secado a alta temperatura y se le da nueva forma para crear una estera de filamentos picados en emulsión o en polvo.
Materiales compuestos de Asia (Tailandia) Co., Ltd.
Los pioneros de la industria de la fibra de vidrio en TAILANDIA
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I. Materias primas
El vidrio comúnmente utilizado en productos de fibra de vidrio es un tipo de borosilicato de calcio y aluminio con un contenido alcalino inferior al uno por ciento. Se le conoce comúnmente como "vidrio E" porque fue desarrollado para sistemas de aislamiento eléctrico.
La producción de fibra de vidrio implica transportar el vidrio fundido desde un horno de fusión a través de un casquillo de platino con numerosos orificios pequeños, estirándolo hasta formar filamentos de vidrio. Para fines comerciales, los filamentos suelen tener diámetros de entre 9 y 15 micrómetros. Estos filamentos se recubren con un apresto antes de ser agrupados en fibras. Las fibras de vidrio son excepcionalmente resistentes, con una resistencia a la tracción particularmente alta. También presentan buena resistencia química y a la humedad, excelentes propiedades eléctricas, son inmunes a los ataques biológicos y no son combustibles, con un punto de fusión de 1500 °C, lo que las hace muy adecuadas para su uso en materiales compuestos.
Las fibras de vidrio se pueden utilizar en diversas formas: cortadas en trozos cortos ("hebras cortadas"), reunidas en mechas de unión flexible ("rovings") o tejidas en diversos tejidos mediante la torsión y el plegado de hilos continuos. En el Reino Unido, un material de fibra de vidrio muy utilizado es la estera de hebras cortadas, que se fabrica cortando mechas de fibra de vidrio en longitudes de aproximadamente 50 mm y uniéndolas con aglutinantes de acetato de polivinilo o poliéster, formando una estera. El gramaje de la estera de hebras cortadas varía entre 100 y 1200 g/m² y es útil para refuerzos generales.
II. Etapa de aplicación del aglutinante
Las fibras de vidrio se transportan desde la sección de sedimentación hasta la cinta transportadora, donde se aplica un aglutinante. La sección de sedimentación debe mantenerse limpia y seca. La aplicación del aglutinante se realiza mediante dos aplicadores de aglutinante en polvo y una serie de boquillas de pulverización de agua desmineralizada.
Sobre la estera de filamentos cortados, tanto en la parte superior como en la inferior, se aplica un suave chorro de agua desmineralizada. Este paso es esencial para una mejor adhesión del aglutinante. Los aplicadores especiales de polvo garantizan una distribución uniforme del mismo. Los osciladores entre ambos aplicadores ayudan a transferir el polvo a la parte inferior de la estera.
III. Unión con emulsión
El sistema de cortinas utilizado garantiza una dispersión completa del aglutinante. El exceso de aglutinante se recupera mediante un sistema de succión especial.
Este sistema permite que el aire elimine el exceso de aglutinante de la estera y que este se distribuya uniformemente, eliminando así el exceso. Claramente, los contaminantes filtrados en el aglutinante pueden reutilizarse.
El aglutinante se almacena en contenedores en la sala de mezcla y se transporta desde pequeños canales cerca de la planta de esteras a través de tuberías de baja presión.
Dispositivos especiales mantienen constante el nivel del tanque. El aglutinante reciclado también se transporta al tanque. Unas bombas transportan el adhesivo desde el tanque hasta la etapa de aplicación.
IV. Producción
La estera de filamentos cortados de fibra de vidrio es un material no tejido que se fabrica cortando filamentos largos en longitudes de 25 a 50 mm, colocándolos aleatoriamente en un plano horizontal y uniéndolos con un aglutinante adecuado. Existen dos tipos de aglutinantes: polvo y emulsión. Las propiedades físicas del material compuesto dependen de la combinación del diámetro del filamento, la selección y la cantidad del aglutinante, determinadas principalmente por el tipo de estera utilizada y el proceso de moldeo.
La materia prima para producir esteras de hebras cortadas son las tortas de mecha del fabricante de fibra de vidrio, pero algunos también utilizan con frecuencia mechas, en parte para ahorrar espacio.
Para una estera de calidad, es crucial tener buenas características de corte de fibra, baja carga eléctrica estática y bajo consumo de aglutinante.
V. La producción en fábrica consta de las siguientes partes:
Filete de fibra
Proceso de picado
Sección de conformado
Sistema de aplicación de aglutinante
Horno de secado
Sección de prensado en frío
Recorte y bobinado
VI. Área de Creel
Se colocan portafiletes giratorios en el bastidor con un número adecuado de bobinas. Dado que estos portafiletes contienen las tortas de fibra, el área de la fileta debe estar en una habitación con humedad controlada, con una humedad relativa del 82-90 %.
VII. Equipo de corte
Se extrae el hilo de las tortas de mecha y cada cuchillo de corte tiene varias hebras que pasan a través de él.
VIII. Sección de Formación
La formación de la estera de hebras cortadas implica la distribución uniforme de las hebras cortadas a intervalos iguales en la cámara de formación. Cada equipo está equipado con motores de velocidad variable. Los dispositivos de corte se controlan de forma independiente para garantizar una distribución uniforme de las fibras.
El aire bajo la cinta transportadora también absorbe fibras de la parte superior. El aire descargado pasa por un purificador.
IX. Espesor de la capa de estera de fibra de vidrio cortada
En la mayoría de los productos reforzados con fibra de vidrio, se utiliza una malla de filamentos cortados de fibra de vidrio, cuya cantidad y método de uso varían según el producto y el proceso. El espesor de la capa depende del proceso de fabricación requerido.
Por ejemplo, en la producción de torres de refrigeración de fibra de vidrio, se recubre una capa con resina, seguida de una capa de estera fina o tela 02. Entre ambas, se colocan de 6 a 8 capas de tela 04 y se aplica una capa adicional de estera fina sobre la superficie para cubrir las uniones de las capas internas. En este caso, solo se utilizan 2 capas de estera fina en total. De forma similar, en la fabricación de techos de automóviles, se combinan en capas diversos materiales como tela tejida, tela no tejida, plástico PP, estera fina y espuma; la estera fina suele utilizarse en solo 2 capas durante el proceso de fabricación. Incluso en la producción de techos de automóviles Honda, el proceso es bastante similar. Por lo tanto, la cantidad de estera de hebras cortadas utilizada en la fibra de vidrio varía según el proceso, y algunos procesos pueden no requerir su uso mientras que otros sí.
Si se produce una tonelada de fibra de vidrio utilizando estera de fibra de vidrio cortada y resina, el peso de esta última representa aproximadamente el 30 % del peso total, es decir, 300 kg. En otras palabras, el contenido de resina es del 70 %.
La cantidad de estera de filamentos cortados utilizada para el mismo proceso también depende del diseño de la capa. Este diseño se basa en los requisitos mecánicos, la forma del producto, el acabado superficial y otros factores.
X. Normas de aplicación
El uso de esteras de fibra de vidrio sin álcali se está extendiendo cada vez más y abarca diversos sectores de alta tecnología, como la automoción, el sector marítimo, la aviación, la generación de energía eólica y la producción militar. Sin embargo, es posible que desconozca las normas pertinentes para este tipo de esteras. A continuación, presentamos los requisitos de una norma internacional en cuanto a contenido de óxidos de metales alcalinos, desviación de masa unitaria, contenido de combustibles, contenido de humedad y resistencia a la rotura por tracción.
Contenido de metales alcalinos
El contenido de óxido de metal alcalino de la estera de hebras cortadas de fibra de vidrio libre de álcali no debe superar el 0,8%.
Unidad de área Masa
Contenido combustible
A menos que se especifique lo contrario, el contenido de combustible debe estar entre 1,8% y 8,5%, con una desviación máxima del 2,0%.
Contenido de humedad
El contenido de humedad de la estera que utiliza adhesivo en polvo no debe superar el 2,0%, y para la estera que utiliza adhesivo en emulsión, no debe superar el 5,0%.
Resistencia a la rotura por tracción
Normalmente, la calidad de la estera de fibra de vidrio sin álcali cumple con los requisitos mencionados para ser considerada conforme. Sin embargo, dependiendo del uso previsto del producto, el proceso de producción puede tener requisitos más exigentes de resistencia a la tracción y desviación de masa por unidad de área. Por lo tanto, es fundamental que nuestro personal de compras esté familiarizado con el proceso de fabricación de sus productos y los requisitos específicos de la estera de fibra de vidrio para que los proveedores puedan producir según corresponda.
Hora de publicación: 23 de octubre de 2023
