فرآیند تولید الیاف شیشه

مواد اولیه تولید شیشه مانند سیلیس، فلدسپار، بوراکس ودولومیت، کربنات سدیم و افزودنی‌های دیگر بسته به ترکیب مورد نظر شیشه و بر اساس فورمولاسیون خاص هر یک به دقت توزین شده و با یکدیگر کاملاً ‌مخلوط می‌گردد. عمل توزین و اختلاط مواد اولیه Batch wise می‌باشد. به یک مقدار مشخص از مواد اولیه که با یکدیگر مخلوط شده باشند بچ می‌گویند. بچ به دست آمده به سیلوی خوراک کوره هدایت شده در آنجا ذخیره می‌گردد. مواد اولیه سیلوی روزانه به شکل پیوسته به کوره ذوب تغذیه می‌گردد.

در کوره ذوب مواد خام، بسته به نوع ترکیب آنها حرارتی بین ۱۳۰۰ تا ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد گرما داده می‌شود که این مقدار حرارت باعث ذوب مواد اولیه می‌گردد. کوره های الکتریکی شیشه را از طریق عبور جریان الکتریکی از میان شیشه مذاب ذوب میکند. کوره های الکتریکی بر دو نوع است: cold-top و hot-topمذاب به دست آمده از ذوب مواد اولیه شیشه، به سمت ریفاینر و فورهارث جریان می‌یابد. شیشه مذاب در ریفاینر تثبیت و یکنواخت گشته و ضمن کاهش دما  به سمت فورهارث جریان می‌یابد. این شیشه مذاب سپس از بوشینگها که در زیر کانال فورهارث نصب شده‌اند، خارج می‌گردندو در فرایند کشش   به مایع سایزینگ اغشته می گردد

شیشه مذاب پس از جریان یافتن به داخل کانال فورهارث از طریق بوشینگها خارج می‌گردد. بوشینگ مهمترین قسمت از تجهیزات ساخت الیاف است. بوشینگ قطعه کوچکی از کوره است که شامل تعدادی سوراخ ریز می‌باشد (nuzzle) که شیشه گداخته برای تبدیل شدن به الیاف باید از آن گذر کند. . همچنین طراحی نازل ها نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تعداد نازل‌های بوشینگ از ۲۰۰ تا ۴۰۰۰ متغیر است. قطر الیاف به دست آمده به قطر و دقت نازل‌های بوشینگ و همچنین ویسکوزیته شیشه مذاب بستگی دارد. هنگامی که شیشه مذاب به دهانه بوشینگ می‌رسد به قطره‌ تبدیل می‌شود که بر اثر نیروی وزن خود چکیده وبه دنبال آن  تار یا فیلامنت را تشکیل می‌شود که بلندی آن تا اندازه‌ای است که  چسبندگی شیشه اجازه دهد.  به یک دسته از این الیاف strand گویند. این دسته از الیاف یا مستقیماً توسط یک ویندر(winder) به دور بوبینی پیچیده میشود که به آن روینگ گویند و یا توسط دستگاه chopper خرد میشود و تشکیل chopped strand را می‌دهند.

در صورت تماس الیاف بدون سایزینگ با یکدیگر انها ساییده شده و این سایش می تواند منجر به ظهور نقص های سطحی و در نتیجه افت قابل توجه در استحکام گردد.استحکام الیاف شیشه در مراحل اولیه تولید بالاتر از MPa 3450 است اما صدمات سطحی ناشی از سایش الیاف با یکدیگر ویا سایش الیاف با تجهیزات موجود در فرایند تولید مقدار واقعی استحکام را به حدود۱۷۲۰-۲۰۷۶MPa  کاهش می دهد به همین دلیل قبل از انکه الیاف در کنار هم قرار بگیرد به آن سایزینگ زده می شود .فرمولاسیون سایزینگ  های الیاف شیشه  مصرفی در انواع تولیدات Woven  و Non Woven  یا به عبارتی  کامپوزیت ها با تمام گستردگی شامل اصول  فرمولاسیونی مشابهی است