14 玻璃纖維

495482380 田琳

玻璃纖維

主要成分是二氧化矽、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，根據玻璃中鹼含量的多少，可分為無鹼玻璃纖維（氧化鈉0 ∼ 2 ％）、中鹼玻璃纖維（氧化鈉8 ∼ 12％）和高鹼玻璃纖維（氧化鈉13 ％以上）。玻璃纖維的截面呈圓形，直徑在數微米至20 微米之間，密度大約是2. 4∼ 2.7 公克／立方厘米。

(蓬鬆、柔軟、纖細、強韌的玻璃纖維)

玻璃纖維極為強韌，抗拉強度大約是同樣粗細鋼絲的五倍，它所能承受的負載可達每平方厘米70公噸，一根手指頭粗細的玻璃纖維編織的繩子，可以把一輛10 輪大卡車吊起來。

玻璃纖維能耐酸鹼的腐蝕，由它所織成的玻璃布在化工廠裡特別受歡迎。用玻璃布做的吸塵袋比棉布做的耐用二十多倍。

(玻璃的分子結構圖)

玻璃纖維屬於無機纖維，在化學性質上遠比有機纖維具有更好的耐熱性、耐濕性、不燃性、耐化學腐蝕性、抗霉、抗蛀、隔熱、隔音、電絕緣性等特點。在工業上，玻璃纖維主要當作過濾、防腐蝕、防潮、隔熱、隔音、絕緣、減震的材料。但是玻璃纖維有一個大缺點，就是性質較脆，耐磨性較差，為了補救此一缺點，可以用有機材料被覆在玻璃纖維外面，以提高其柔韌性，用來製成包裝布、窗紗、貼牆布、覆蓋布、防護服和絕緣、隔音材料等。

玻璃纖維之製造

玻璃長纖維玻璃長纖維之製造有玻璃之熔解，紡絲與加工等三個工程

玻璃之熔解工程玻璃之熔解有1段式直接熔解法（Direct Melt, DM法）與2段式玻璃球熔解法（Marble Melt, MM法）兩種。前者仍係自原料開始直接將玻璃熔解後紡絲的方法；後者則係先將原料熔解後作成玻璃球，然後於紡絲時再將之熔解紡絲。玻纖工業發展初期以MM法為主，目前基於省能源，大量生產之優勢下，則以DM法為主流。然而，若是在易於生產調整之利基下，製作數μm直徑之極細玻纖或新組成產品產量少時，則仍採用MM法為主。玻璃之主原料為粘土、矽砂、石灰石、灰硼石與鋯石（Zircon）等天然礦物所組成。製作時，先將前述原料依設定組成調合之，經攪拌器混合均勻，於耐火磚之熔解窯中，利用重油燃燒，或電熱器加熱1500℃以上之高溫熔解之。由於玻纖之直徑紡絲延伸至數μm，故不能存在有泡沫、異物與未溶解物，且須均勻一致。因此，天然原料之不純物、粒度的管理與熔解條件，為生產玻纖之重要。

紡絲工程將熔解之玻璃經過bushing白金板上200～4000個直徑1～2㎜之紡嘴延伸紡出成纖維。Bushing由電氣加熱控制，如Ｅ玻璃之粘度須為1000poise時，溫度保持在1200℃左右。玻璃會依溫度差異而使其粘度有所變化，故連續紡絲時bushing之溫度必須控制在±0.2℃，裨以減少玻纖直徑之變異太大。由紡嘴紡出急冷成連續玻璃長絲，以1000～5000m／分的速度捲繞於捲取機上。Bushing紡出之長絲，利用Roller法將表面處理劑塗敷在纖維表面，並將50～4000根長絲集束成絲束Strand） ，再藉往復器以綾形網格方式繞取之。捲繞機上紙管繞取玻纖後呈現餅狀，故稱之為絲餅（Cake） 。絲餅須含表面處理劑，含水份通常在10％左右。亦是玻纖直紡之簡單工程圖示與紡絲工程條件。

加工工程將絲餅加工成各種玻纖製品，諸如將絲束加撚成紗，將紗整經成經軸，將絲束切斷為1.5～100㎜長之切股（Chopped Strand），將切斷50㎜長之絲束，均一分散，藉聚酯樹脂二次黏著成切股氈（Chopped Strand Mat），將絲束若干根牽引齊合成紗束（Roving），將絲束（Strand）、紗（Yarn）或紗束（Roving）整漿織造成玻纖布。

主要製造業者 :台灣玻璃工業股份有限公司

玻纖纖維之應用

由於玻璃纖維可耐高溫，所以可拿玻璃布製成防火衣，這種防火衣看起來銀光閃閃，因為衣服表面噴鍍上一層鋁，以防熱的輻射。穿上這種防火衣，可以在幾百度的高溫下工作，隔熱效果不比石綿差，但穿起來輕巧的多。

玻璃布的這項特質不止用在救火上，連太空人的衣服也有用塗了聚四氟乙烯的玻璃布製成的。玻璃棉的外觀柔軟輕盈、潔白如雪，是非常好的隔音、絕熱材料，冰箱、冷藏車、鍋爐都用得上它，甚至噴射飛機、太空梭都拿它當作隔熱材料。

玻璃纖維除有連續的長纖維和切成一定長度的短纖維供作織物用之外，為因應工業上的需要，近年來又發展出空心纖維、捲曲纖維、麻面纖維、表面塗層纖維等產品。在特殊用途上可做為有拈紗、無拈紗、膨體紗、混紡紗、染色紗、導電紗、股線、縫紉線、纜線、輪胎網線、氈片和各種織物製品。另外玻璃纖維還可做為材料的增強劑，用來製造強化塑膠、強化橡膠、強化石膏和強化水泥等製品。

行銷建議

1. 玻纖在組成、形態、製造方法與環保上，須作進一步之研發，裨以順應市場需求與保護地球環境
2. 組成方面，如日本電氣硝子公司開發之高誘電率、低誘電正切特性的Ｈ玻纖，為小型化移動體通信機必備之特性玻纖，在資訊化時代之來臨，有其發展空間。
3. 形態方面，玻纖之斷面圓形改良為繭型，日東紡績公司開發之異形斷面纖維，可賦予複合材料之新特性。 製造方面，則不須高溫紡絲，如旭硝子公司利用溶凝膠（Solgel）法紡玻纖，即將有機矽化合物加入水與觸媒形成高粘性溶液，然後紡絲並加熱而得到玻纖之方法。另外，亦利用熔融紡絲法，製造困難之石英纖維，且上市中。
4. 環保方面，雖玻纖似可完全循環再利用，但複合材料則無法完全回收利用，故目前正研究低溫分解或粉碎後分解／再利用的課題，祈望能研發出綠色環保之新玻璃纖維。

玻璃纖維壓縮氫 汽車輕便燃料箱

同樣也是科技的進步、來看的是、被看作是、能取代汽油動力車最佳選擇的氫氣、就算燃燒也不會汙染、不過究竟要怎麼儲存？一向讓科學家傷腦筋。不過，最近科學家有了重大突破，研發出了、比人類的毛髮還稍微粗一點的，玻璃纖維、來裝壓縮氫氣。

要將氫氣當作能源來使用，有一大堆障礙有待克服，這種氣體極容易引燃爆炸、笨重的氫氣燃料箱不易裝在車上，再加上市面上氫氣站不夠多。種種不利條件，汽車製造商於是轉向研發生質燃料、電力或油電混合動力車。然而瑞士日內瓦、這家能源公司的以色列科學家，宣稱他們研發出了新的氫氣燃料箱，更小更輕更安全。

潔淨能源公司首席科學家，伊利瑟：整個問題有三個層面，你得考慮氫氣的生產，氫氣的儲存，以及燃料電池科技，我們只針對儲存的問題，我們宣告了我們能夠以較其它現存的方法更為有效率的方式儲存氫氣。

他們研發出了這種只比人類毛髮，稍微粗一點的玻璃纖維，把氫氣灌入玻璃纖維，370根細管塞進一根寬度，約和吸管差不多大小的玻璃管當中，科學家指出一萬一千根灌飽氫氣的玻璃管，可讓汽車跑400公里，比起目前市面上氫氣車所使用的燃料箱，體積與重量減少一半以上。

這項把氫氣灌入更小、更輕容器的發明，讓人類在將氫氣轉換成為動力來源的研究上，又向前邁進了一步。

(2010-04-18 20:00) 公視晚間新聞

來源與出處

http://ttf.textiles.org.tw/Textile/TTFroot/aa03n.htm

http://web.pts.org.tw/php/news/pts_news/detail.php?NEENO=146104

http://www.taiwanglass.com/index.php?langeno=tw