ประเภททั่วไปของแผ่นและผ้าใยแก้ว

แผ่นใยแก้ว

1.เสื่อสับเกลียว (CSM)ใยแก้วแบบเคลื่อนที่(บางครั้งอาจมีการทอแบบต่อเนื่องด้วย) ถูกตัดเป็นความยาว 50 มม. วางบนสายพานลำเลียงแบบสุ่มแต่สม่ำเสมอ จากนั้นจึงทาสารยึดเกาะอิมัลชัน หรือโรยสารยึดเกาะผงลงไป จากนั้นให้ความร้อนและบ่มวัสดุเพื่อสร้างแผ่นใยสังเคราะห์ CSM ส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการวางด้วยมือ การทำแผ่นต่อเนื่อง การขึ้นรูปแม่พิมพ์แบบจับคู่ และกระบวนการ SMC (Sheet Molding Compound) ข้อกำหนดด้านคุณภาพของ CSM ประกอบด้วย:

• น้ำหนักพื้นที่สม่ำเสมอตลอดความกว้าง
• การกระจายตัวของเส้นใยสับที่สม่ำเสมอบนพื้นผิวเสื่อโดยไม่มีช่องว่างขนาดใหญ่ และการกระจายตัวของสารยึดเกาะที่สม่ำเสมอ
• ความแข็งแรงของเสื่อแห้งปานกลาง
• คุณสมบัติการเปียกและการแทรกซึมของเรซินที่ยอดเยี่ยม

2.แผ่นเส้นใยต่อเนื่อง (CFM)เส้นใยแก้วแบบต่อเนื่องที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการดึงหรือคลายออกจากบรรจุภัณฑ์แบบเคลื่อนที่ จะถูกเรียงตัวเป็นรูปเลขแปดบนสายพานตาข่ายที่เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง และยึดติดด้วยสารยึดติดผง เนื่องจากเส้นใยใน CFM มีความต่อเนื่อง จึงให้การเสริมแรงแก่วัสดุคอมโพสิตได้ดีกว่า CSM เส้นใยชนิดนี้ส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการพัลทรูชัน (pultrusion), การขึ้นรูปด้วยเรซินถ่ายโอน (RTM) การขึ้นรูปด้วยถุงแรงดัน (pressure bag molding) และกระบวนการ GMT (Glass Mat Reinforced Thermoplastics)

3.แผ่นรองพื้นผลิตภัณฑ์ FRP (พลาสติกเสริมใยแก้ว) มักต้องการชั้นผิวที่อุดมด้วยเรซิน ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้แผ่นพื้นผิวแก้วอัลคาไลปานกลาง (C-glass) เนื่องจากแผ่นนี้ทำจากแก้ว C จึงทำให้ FRP ทนทานต่อสารเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรด นอกจากนี้ ด้วยขนาดที่บางและเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยที่เล็กกว่า จึงสามารถดูดซับเรซินได้มากขึ้นเพื่อสร้างชั้นที่อุดมด้วยเรซิน ซึ่งปกคลุมพื้นผิวของวัสดุเสริมใยแก้ว (เช่น เส้นใยทอ) และทำหน้าที่เป็นวัสดุตกแต่งพื้นผิว

4.เสื่อเข็มสามารถแบ่งประเภทได้เป็น Chopped Fiber Needled Mat และ Continuous Filament Needled Mat

•  เสื่อเข็มใยสับผลิตโดยการสับใยแก้วเป็นเส้นยาว 50 มม. วางแบบสุ่มบนวัสดุรองรับที่วางอยู่บนสายพานลำเลียง แล้วใช้เข็มที่มีหนามแทงเข้าไป เข็มจะดันใยแก้วที่สับแล้วให้เข้าไปในวัสดุรองรับ และหนามก็จะดึงใยบางส่วนขึ้นมา ทำให้เกิดโครงสร้างสามมิติ วัสดุรองรับที่ใช้อาจเป็นผ้าใยแก้วหรือเส้นใยอื่นๆ ที่ทอแบบหลวมๆ แผ่นรองแบบมีหนามชนิดนี้มีพื้นผิวคล้ายสักหลาด การใช้งานหลักๆ ได้แก่ วัสดุฉนวนกันความร้อนและเสียง วัสดุซับใน และวัสดุกรอง นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการผลิต FRP ได้ แต่ FRP ที่ได้จะมีความแข็งแรงต่ำกว่าและมีขอบเขตการใช้งานที่จำกัด
•  แผ่นรองเข็มแบบเส้นใยต่อเนื่องผลิตโดยการโยนเส้นใยแก้วต่อเนื่องแบบสุ่มลงบนสายพานตาข่ายต่อเนื่องโดยใช้อุปกรณ์กระจายเส้นใย ตามด้วยการปักเข็มด้วยแผ่นเข็มเพื่อสร้างแผ่นใยที่มีโครงสร้างเส้นใยสามมิติที่สานกัน แผ่นใยแก้วนี้ใช้เป็นหลักในการผลิตแผ่นเทอร์โมพลาสติกแบบปั๊มที่เสริมใยแก้ว

5.แผ่นรองเย็บเส้นใยแก้วสับที่มีความยาวตั้งแต่ 50 มม. ถึง 60 ซม. สามารถเย็บเข้าด้วยกันด้วยเครื่องเย็บเพื่อสร้างแผ่นใยแก้วสับหรือแผ่นใยแก้วยาวได้ แผ่นใยแก้วสับสามารถใช้แทน CSM แบบยึดติดแบบดั้งเดิมได้ในบางการใช้งาน และแผ่นใยแก้วสับสามารถใช้แทน CFM ได้ในระดับหนึ่ง ข้อดีทั่วไปของแผ่นใยแก้วสับคือไม่มีสารยึดติด ป้องกันการปนเปื้อนระหว่างการผลิต มีประสิทธิภาพในการชุบเรซินที่ดี และต้นทุนที่ต่ำลง

ผ้าใยแก้ว

ต่อไปนี้เป็นการแนะนำผ้าใยแก้วชนิดต่างๆ ที่ทอจากเส้นด้ายใยแก้ว.

1.ผ้าแก้วผ้าใยแก้วที่ผลิตในประเทศจีนแบ่งออกเป็นชนิดปราศจากด่าง (E-glass) และชนิดด่างปานกลาง (C-glass) โดยส่วนใหญ่ผลิตจากต่างประเทศใช้ผ้าใยแก้วปราศจากด่าง E-GLASS ผ้าใยแก้วส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตแผ่นลามิเนตฉนวนไฟฟ้า แผงวงจรพิมพ์ ตัวถังรถยนต์ ถังเก็บน้ำ เรือ แม่พิมพ์ และอื่นๆ ส่วนผ้าใยแก้วด่างปานกลางใช้ในการผลิตผ้าบรรจุภัณฑ์เคลือบพลาสติกและเพื่อการใช้งานที่ทนทานต่อการกัดกร่อน คุณสมบัติของผ้าใยแก้วถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของเส้นใย ความหนาแน่นของเส้นยืนและเส้นพุ่ง โครงสร้างเส้นด้าย และรูปแบบการทอ ความหนาแน่นของเส้นยืนและเส้นพุ่งถูกกำหนดโดยโครงสร้างเส้นด้ายและรูปแบบการทอ ความหนาแน่นของเส้นยืนและเส้นพุ่งรวมกับโครงสร้างเส้นด้ายเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของผ้า เช่น น้ำหนัก ความหนา และความต้านทานการฉีกขาด มีรูปแบบการทอพื้นฐานอยู่ 5 แบบ ได้แก่ แบบเรียบ (คล้ายกับผ้าทอแบบเส้นใย) แบบทวิลล์ (โดยทั่วไป ±45°) แบบซาติน (คล้ายกับผ้าแบบทิศทางเดียว) แบบเลโน (การทอหลักสำหรับตาข่ายใยแก้ว) และแบบด้าน (คล้ายกับผ้าอ็อกซ์ฟอร์ด)

2.เทปไฟเบอร์กลาสแบ่งออกเป็นเทปขอบทอ (ขอบริม) และเทปขอบไม่ทอ (ขอบขาด) ลวดลายการทอหลักเป็นแบบเรียบ เทปใยแก้วปลอดด่างมักใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องการความแข็งแรงสูงและคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดี

3.ผ้าใยแก้วแบบทิศทางเดียว

•  ผ้ายืนทิศทางเดียวเป็นผ้าซาตินแบบหักสี่เส้นหรือผ้าซาตินแบบก้านยาว ทอด้วยเส้นด้ายยืนหยาบและเส้นด้ายพุ่งละเอียด จุดเด่นคือความแข็งแรงสูง โดยเฉพาะในทิศทางยืน (0°)
• ยังมีอีกด้วยผ้าพุ่งทิศทางเดียวใยแก้วมีให้เลือกทั้งแบบถักเส้นยืนและแบบทอ โดดเด่นด้วยเส้นใยพุ่งหยาบและเส้นใยพุ่งละเอียด โดยเส้นใยแก้วจะวางตัวในทิศทางพุ่งเป็นหลัก จึงมีความแข็งแรงสูงในทิศทางพุ่งเฉียง (90°)

4.ผ้าใยแก้ว 3 มิติ (ผ้าสามมิติ)ผ้า 3 มิติมีความสัมพันธ์กับผ้าแบบระนาบ โครงสร้างได้พัฒนาจากแบบมิติเดียวและสองมิติเป็นสามมิติ ทำให้วัสดุคอมโพสิตที่เสริมความแข็งแรงด้วยผ้าชนิดนี้มีความสมบูรณ์และความยืดหยุ่นที่ดี ช่วยเพิ่มความแข็งแรงเฉือนระหว่างแผ่นและความทนต่อความเสียหายของวัสดุคอมโพสิตได้อย่างมีนัยสำคัญ ผ้า 3 มิติได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการพิเศษของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การบิน อาวุธยุทโธปกรณ์ และการเดินเรือ และปัจจุบันได้ขยายการใช้งานไปยังยานยนต์ อุปกรณ์กีฬา และอุปกรณ์ทางการแพทย์ ผ้า 3 มิติแบ่งออกเป็น 5 ประเภทหลัก ได้แก่ ผ้า 3 มิติแบบทอ ผ้า 3 มิติแบบถัก ผ้า 3 มิติแบบตั้งฉากและไม่ตั้งฉากแบบไม่มีรอยย่น ผ้าถัก 3 มิติ และผ้า 3 มิติรูปแบบอื่นๆ รูปทรงของผ้า 3 มิติประกอบด้วยบล็อก คอลัมน์ ท่อ กรวยกลวง และหน้าตัดไม่สม่ำเสมอที่มีความหนาแตกต่างกัน

5.ผ้าพรีฟอร์มไฟเบอร์กลาส (ผ้าขึ้นรูป)รูปทรงของผ้าพรีฟอร์มมีความคล้ายคลึงกับรูปทรงของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการเสริมความแข็งแรง และต้องทอด้วยกี่ทอเฉพาะทาง ผ้ารูปทรงสมมาตร ได้แก่ หมวกทรงกลม กรวย หมวก ผ้าทรงดัมเบล เป็นต้น นอกจากนี้ยังสามารถผลิตผ้ารูปทรงไม่สมมาตร เช่น กล่องและตัวเรือได้อีกด้วย

6.ผ้าแกนใยแก้ว (ผ้าเย็บทะลุ)ผ้าแกนประกอบด้วยผ้าสองชั้นขนานกัน เชื่อมต่อกันด้วยแถบแนวตั้งตามยาว รูปร่างหน้าตัดของผ้าอาจเป็นรูปสามเหลี่ยม สี่เหลี่ยมผืนผ้า หรือรังผึ้ง

7.ผ้าใยแก้วเย็บติด (เสื่อถักหรือเสื่อทอ)แตกต่างจากผ้าทั่วไปและแตกต่างจากผ้าแมททั่วไป ผ้าแบบเย็บติด (stitch-bonded fabric) ที่นิยมใช้กันมากที่สุด เกิดจากการนำเส้นด้ายยืนหนึ่งชั้นมาซ้อนทับกับเส้นด้ายพุ่งหนึ่งชั้น แล้วเย็บเข้าด้วยกันจนกลายเป็นผืนผ้า ข้อดีของผ้าแบบเย็บติด (stitch-bonded fabric) ได้แก่:

• สามารถเพิ่มความแข็งแรงแรงดึงสูงสุด ความแข็งแรงป้องกันการแยกตัวภายใต้แรงดึง และความแข็งแรงดัดของแผ่นลามิเนต FRP ได้
• มันช่วยลดน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์กลาส.
• พื้นผิวเรียบทำให้พื้นผิว FRP เรียบเนียนยิ่งขึ้น
• ช่วยลดความยุ่งยากในการวางชิ้นงานด้วยมือและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต วัสดุเสริมแรงชนิดนี้สามารถใช้แทน CFM ใน FRP แบบพุลทรูดและ RTM และยังสามารถทดแทนเส้นใยถักทอในการผลิตท่อ FRP แบบหล่อแรงเหวี่ยงได้อีกด้วย