소식

유리섬유는 우수한 성능을 지닌 무기 비금속 소재로, 절연성, 내열성, 내식성, 높은 기계적 강도 등 다양한 장점을 가지고 있지만, 취성이 강하고 내마모성이 떨어지는 단점이 있습니다. 유리구슬이나 폐유리를 원료로 고온 용융, 연신, 권취, 직조 등의 공정을 거쳐 수 마이크론에서 20 마이크론 이상의 직경을 가진 단일 섬유로 만들어지는데, 이는 머리카락 굵기의 1/20~1/5에 해당합니다. 각 섬유 다발은 수백, 수천 개의 단일 섬유로 구성되어 있습니다.유리섬유일반적으로 복합재료, 전기 절연재료, 열 절연재료, 회로기판 등 국가 경제의 여러 분야에서 보강재로 사용됩니다.
1. 유리섬유의 물리적 특성
녹는점 680℃
끓는점 1000℃
밀도 2.4-2.7g/cm³

2. 화학적 조성
주요 구성 성분은 실리카, 알루미나, 산화칼슘, 산화붕소, 산화마그네슘, 산화나트륨 등이며, 유리 내 알칼리 함량에 따라 무알칼리 유리섬유(산화나트륨 0~2%, 알루미늄붕규산유리), 중알칼리 유리섬유(산화나트륨 8~12%, 붕소 함유 또는 무붕소 소다석회규산염유리), 고알칼리 유리섬유(산화나트륨 13% 이상, 소다석회규산염유리)로 나눌 수 있다.

3. 원자재 및 그 응용 분야
유기 섬유에 비해 유리 섬유는 고온 내성, 불연성, 내식성, 단열 및 방음성, 높은 인장 강도, 우수한 전기 절연성을 갖습니다. 하지만 취성이 강하고 내마모성이 떨어집니다. 강화 플라스틱이나 강화 고무 제조에 보강재로 사용되는 유리 섬유는 다음과 같은 특징을 가지고 있어 다른 종류의 섬유보다 훨씬 광범위하게 사용되고 있으며 개발 속도 또한 훨씬 빠릅니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.
(1) 높은 인장 강도, 작은 신장률(3%).
(2) 높은 탄성 계수, 우수한 강성.
(3) 탄성 한계 내의 신장 및 높은 인장 강도로 충격 에너지를 흡수합니다.
(4) 무기 섬유, 불연성, 우수한 내화학성.
(5) 수분 흡수율이 낮음.
(6) 우수한 스케일 안정성 및 내열성.
(7) 가공성이 우수하여 가닥, 묶음, 펠트, 직물 및 기타 다양한 형태의 제품으로 만들 수 있습니다.
(8) 투명한 제품은 빛을 투과시킬 수 있습니다.
(9) 수지에 대한 접착력이 좋은 표면처리제의 개발이 완료되었습니다.
(10) 저렴하다.
(11) 쉽게 타지 않고 고온에서 유리 구슬로 융합될 수 있습니다.
유리섬유는 형태와 길이에 따라 연속섬유, 고정 길이 섬유, 유리솜으로 나눌 수 있으며, 유리 조성에 따라 비알칼리성, 내화학성, 고알칼리성, 알칼리성, 고강도, 고탄성률, 내알칼리성(항알칼리성) 유리섬유 등으로 나눌 수 있다.

4. 생산의 주요 원료유리섬유
현재 국내 유리섬유 생산의 주요 원료는 석영 모래, 알루미나 및 염소석, 석회석, 백운석, 붕산, 탄산나트륨, 망간, 형석 등입니다.

5. 생산 방법
크게 두 가지 범주로 나뉘는데, 하나는 용융 유리를 직접 섬유 형태로 만드는 방식이고,
용융 유리의 한 종류는 먼저 직경 20mm의 유리 구슬이나 막대로 만들어진 다음, 다양한 방식으로 다시 녹여 직경 3~80μm의 매우 가는 섬유로 만들어집니다.
백금 합금판을 이용한 기계 인발법으로 무한 길이의 섬유를 뽑아내는데, 이를 연속 유리 섬유라고 하며 일반적으로 장섬유라고 부릅니다.
롤러나 공기 흐름을 통해 고정 길이 유리 섬유(일반적으로 단섬유라고 함)로 만들어집니다.

6. 유리섬유 분류
유리섬유는 구성, 성질 및 용도에 따라 여러 등급으로 나뉩니다.
표준 규정에 따르면 E급 유리 섬유가 가장 일반적이며 전기 절연 재료에 널리 사용됩니다.
특수 섬유용 S등급.
유리섬유를 이용한 유리섬유 제품의 생산 방식은 다른 유리 제품과는 다릅니다.
국제적으로 상용화된 유리섬유 조성물은 다음과 같습니다.

(1) E-유리
알칼리 무함유 유리라고도 알려진 붕규산 유리입니다. 현재 가장 널리 사용되는 유리 섬유 강화 플라스틱 조성물 중 하나로, 우수한 전기 절연성과 기계적 특성을 지니고 있어 유리 섬유를 이용한 전기 절연 제품 생산에 널리 사용됩니다. 또한 유리 섬유 강화 플라스틱 생산에도 대량으로 사용됩니다. 단점으로는 무기산에 쉽게 부식되어 산성 환경에서의 사용에는 적합하지 않다는 점입니다.

(2) C-유리
중알칼리 유리라고도 불리는 이 유리는 화학적 저항성, 특히 내산성이 알칼리 유리보다 우수하다는 특징이 있습니다. 그러나 전기적 특성이 약하고 기계적 강도가 알칼리 유리 섬유보다 10~20% 낮습니다. 일반적으로 해외에서 생산되는 중알칼리 유리 섬유에는 일정량의 이산화붕소가 함유되어 있지만, 중국산 중알칼리 유리 섬유는 이산화붕소가 전혀 함유되어 있지 않습니다. 해외에서는 중알칼리 유리 섬유가 유리 섬유 표면 매트 등 내식성 ​​유리 섬유 제품 생산이나 아스팔트 지붕재 강화에만 사용되지만, 우리나라에서는 중알칼리 유리 섬유가 유리 섬유 생산량의 상당 부분(60%)을 차지하며, 유리 섬유 강화 플라스틱 강화뿐만 아니라 필터 직물, 포장 직물 등에 널리 사용되고 있습니다. 이는 중알칼리 유리 섬유가 일반 유리 섬유보다 가격이 저렴하고 경쟁력이 강하기 때문입니다.

(3) 고강도 유리섬유
고강도와 고탄성률을 특징으로 하는 FRP는 단일 섬유 인장 강도가 2800MPa에 달하는데, 이는 무알칼리 유리섬유보다 약 25% 높은 수치이며, 탄성률은 86,000MPa로 E-유리섬유보다 높습니다. 이 소재로 생산된 FRP 제품은 주로 군사, 우주, 방탄복, 스포츠 장비 등에 사용됩니다. 그러나 높은 가격 때문에 현재 민간 부문에서는 널리 보급되지 못하고 있으며, 전 세계 생산량은 수천 톤에 불과합니다.

(4)AR 유리섬유
알칼리성 유리섬유라고도 불리는 알칼리성 유리섬유는 유리섬유 강화 (시멘트) 콘크리트(GRC)의 보강재로, 100% 무기 섬유로 구성되어 있으며, 비내력 시멘트 성분에서 철근과 석면을 대체할 수 있는 이상적인 소재입니다. 알칼리성 유리섬유는 우수한 내알칼리성을 특징으로 하며, 시멘트 내 고알칼리성 물질의 침식을 효과적으로 방지하고, 강한 접착력, 탄성 계수, 충격 저항성, 인장 및 굽힘 강도가 매우 높습니다. 또한 불연성, 내한성, 온도 및 습도 변화에 대한 저항성, 균열 저항성, 침투 저항성이 우수하며, 견고한 구조와 용이한 성형성 등의 장점을 가지고 있어 고성능 철근 콘크리트에 널리 사용되는 친환경 보강재입니다.

(5) 유리잔
고알칼리 유리라고도 알려진 이 유리는 전형적인 규산나트륨 유리로, 내수성이 떨어져 유리섬유 생산에는 거의 사용되지 않습니다.

(6)E-CR 유리
E-CR 유리는 붕소와 알칼리 성분이 없는 개량형 유리로, 내산성 및 내수성이 우수한 유리섬유 강화 플라스틱 생산에 사용됩니다. 내수성은 일반 알칼리 강화 유리섬유보다 7~8배 뛰어나고, 내산성 또한 중알칼리성 유리섬유보다 훨씬 우수하여 지하 배관 및 저장 탱크용으로 개발된 새로운 품종입니다.

(7) D 유리
저유전율 유리라고도 알려진 이 소재는 우수한 절연 강도를 가진 저유전율 유리섬유를 생산하는 데 사용됩니다.
위의 유리섬유 부품 외에도 이제 새로운 부품이 추가되었습니다.알칼리 무함유 유리섬유이 소재는 붕소가 전혀 함유되어 있지 않아 환경 오염을 줄이면서도 전기 절연성 및 기계적 특성은 기존 E 유리와 유사합니다.
또한, 유리섬유의 이중 유리 조성물은 유리솜 생산에 사용되어 왔으며, 유리섬유 강화 플라스틱 보강재에도 활용될 가능성이 있습니다. 이 밖에도 환경 규제 요건을 충족하기 위해 개발된 불소 무함유 유리섬유와 알칼리 무함유 개선 유리섬유도 있습니다.

7. 고알칼리 유리섬유 식별
이 테스트는 섬유를 끓는 물에 넣고 6~7시간 동안 삶는 간단한 방법입니다. 고알칼리성 유리섬유의 경우, 끓는 물에 삶은 후 섬유의 날실과 씨실이 모두 느슨해집니다.

8. 유리섬유 생산 공정에는 두 가지 종류가 있습니다.
a) 2회 성형 - 도가니 인발법;
b) 일회성 성형 – 풀가마 드로잉 방식.
도가니 인발 공정은 먼저 유리 원료를 고온에서 녹여 유리 구슬을 만들고, 그 후 녹인 유리 구슬을 고속으로 인발하여 유리 섬유 필라멘트를 만드는 방식입니다. 이 공정은 에너지 소비가 높고, 성형 공정이 불안정하며, 노동 생산성이 낮은 등의 단점이 있어 대형 유리 섬유 제조업체에서는 대부분 사용을 중단했습니다.

9. 일반적인유리섬유프로세스
풀 킬른 드로잉 공법은 염소석 등의 원료를 가마에서 용융시켜 유리 용액을 만든 후, 기포를 제거하고 통로를 통해 다공성 배출판으로 이송하여 고속으로 인발하여 유리섬유를 제조하는 방식입니다. 이 가마는 여러 개의 통로를 통해 수백 개의 패널을 연결하여 동시에 생산할 수 있습니다. 이 공정은 간단하고 에너지 절약적이며 성형이 안정적이고 효율과 생산량이 높아 대규모 완전 자동화 생산에 적합하며, 국제 생산 공정의 주류로 자리 잡았습니다. 현재 전 세계 유리섬유 생산량의 90% 이상을 이 공정을 통해 생산하고 있습니다.