Skleněná textilní vlákna

Skleněná textilní vlákna jsou textilní materiál získaný z taveniny nízkoalkalického skla. Nejstarší patenty na výrobu skleněných vláken pocházejí z konce 19. století, za začátek průmyslové výroby textilních skleněných vláken se považuje rok 1930.

Vlastnosti

Sklo je odolné proti ohni a mnoha chemikáliím, má poměrně vysokou pevnost v tahu a nízký modul pružnosti. Vlhkost však pevnost vláken snižuje a odolnost proti trvalému namáhání a pevnost v oděru je rovněž nízká. +more Průměrná hmotnost je asi 2500 kg/m3, bod tání až přes 1000° C, dlouhodobě snáší sklo teploty až 450° C.

V tabulce je příklad tří druhů skla nejčastěji používaných k výrobě textilního vlákna. Všechny obsahují nejméně 50 % oxidu křemičitého (SiO2), obsahem ostatních chemických prvků se jednotlivé druhy liší.

Například E-sklo obsahuje 55 % SiO2, 18 % CaO, 8 % Al2O3, 4,6 % MgO a jiné prvky s podíly pod 5 %. Vlákna z E-skla jsou vhodná jako elektroizolační materiál. +more S-sklo snáší teploty přes 1000° C a je méně pružné. C-sklo je mimořádně odolné proti chemikáliím.

Výroba

Skleněná vlákna se vyrábějí ze skelné taveniny.

Metody zvlákňování

Zvlákňování přes trysky: Skelná tavenina při odtahování z trysky rychlostí 30-60 m/sek. tuhne. +more Jednotlivé filamenty s jemností 4-13 µm se spojují do jednoho svazku, šlichtují a navíjí. Tímto způsobem se vyrábí více než 90% skleněných filamentů. * Pro staplová vlákna se používá dvoufázová technologie. V prvním stupni se zhotovují z taveniny tzv. pelety, které se případně skladují a ve druhé fázi roztaví a zvlákňují tažením přes trysku s pomocí sítového bubnu rychlostí do 60 m/sek. * Foukání přes trysku. Odtah z trysky se provádí stlačeným vzduchem. Rychlostí 150-200 m/sek. se vytahují niti rozdílných délek a ukládají na sítový buben. Odtud se vlákenný materiál odtahuje, prochází olejovou mlhovinou a navíjí na cívku. * Tažení tyčemi: 100-200 skleněných tyčí 150-190 cm dlouhých a o průměru 4-5 mm se taví na dolním konci při konstantním posunu. Odletující kapky táhnou vlákna a padají na buben, na který se rychlostí 40-50 m/sek. nitě navíjí, zatímco se kapky odhazují. * Modifikované tažení tyčemi: Nitě, které leží na odtahovacím bubnu vedle sebe, se zvedají pomocí proudu vzduchu a vedou do sběrného kanálu. Zde se pak lámou na různé délky, odtahují a vytváří pramen vláken, který se navíjí jako přást na cívku.

Vlákno se dodává jako hladký nebo tvarovaný filament v tloušťce 400-4000 tex (s průměrem jednotlivých vláken od 6 μm) nebo jako skaná příze 400-2000 tex nebo jako stříž.

Použití

Staplové příze se dopřádají na odstředivých nebo frikčních strojích. (Prstencové stroje jsou svým systémem udělování zákrutu pro skleněná vlákna nezpůsobilé). +more Běžně vyráběné příze mají jemnost 125-2000 tex a požívají se většinou pro podkladové tkaniny na tapety a dekorační látky.

Filamenty se zpracovávají např. na tkaniny ve všech základních vazbách s váhou 600-1300 g/m², tloušťkou 0,8-2 mm, pevností v tahu: osnova 5000 N/5 cm, útek 2500 N/5 cm, bod tání až 1200° C. +more Ve tkaninách se též kombinuje osnova nebo útek s přízemi z aramidových nebo uhlíkových vláken.

Z tkanin se šijí ochranné oděvy, především pro extrémně horké provozy (hutníci, svářeči). Ve 2. +more dekádě 21. století se začaly tkaniny používat také ve stavebnictví (viz snímek v galerii).

Tkaniny nebo paralelně ložené filamenty (jednosměrné svazky, angl.: UD-Rovings) se vkládají jako armatury do kompozit a stavebních hmot.

Ze skleněných vláken se také zhotovují izolace proti žáru nebo chemickým vlivům ve formě rohoží (soudržnost je zajištěna lisováním nebo prošíváním vrstvy vláken) a hadic, stuh a šňůr. V roce 2005 bylo v Evropě zhotoveno přes milion tun kompozit (tyto plasty obsahují cca 50 % váhového množství skleněných vláken), které se používají na nejrůznější účely: od nárazníků na auta, přes čluny, vrtule větrných elektráren, až k mostům pro chodce.

Celosvětová výroba skleněných textilních vláken dosáhla v roce 2010 asi 4,7 miliony tun, z toho cca 80 % jako roving a 20 % příze.

Skleněná vlákna s optickými vlastnostmi

Skleněná vlákna s optickými vlastnostmi se liší od textilních skleněných vláken chemickým složením a technologií výroby. Např. +more pro vlákna na přenášení dat se vyrábí z čistého (nebo dopovaného) SiO2 nánosem par (CVD) preforma, ze které vzniká tažením (při 2000° C) filament.

Vlákna s optickými vlastnostmi se používají také k přenosu světla, infračervených a laserových paprsků.

Galerie skleněných vláken

File:Bundesarchiv Bild 183-61004-0001, Ilmenau, Institut für Glastechnik. jpg|Skleněné tyče jako surovina a pokusně vyrobená staplová vlákna (NDR v roce 1958) Soubor:Glasfaser_Roving. +morejpg|Svazek skleněných filamentů (UD-Roving) Soubor:Fibreglass fabric 1100g per m2. jpg|Tkanina v plátnové vazbě (1100 g/m²) File:Fonatolt cső üvegszálból. jpg|Pletenec ze skleněné příze Soubor:IDET2007 bulletproof glass armor. jpg|Vrstvený skleněný pancíř File:Thyssenkrupp Testturm - Gesamtsicht1. jpg|Zkušební věž pro vysokorychlostní výtahy s fasádou ze skleněné tkaniny povrstvené teflonem (v německém Rottweilu).

Reference

Literatura

Schenek: Lexikon Garne und Zwirne, Deutscher Fachverlag 2005,

Související články

Aramid * Optické vlákno * Polyakrylonitrilová vlákna

Externí odkazy

Kategorie:Textilní vlákna Kategorie:Umělá textilní vlákna Kategorie:Výrobky ze skla