Производство стекловолокна: технология изготовления, как выбрать завод, станки и другое оборудование, как утилизировать отходы

Описание и особенности производства стекловаты

В последнее время стекловата вытесняется со строительного рынка новыми теплоизоляционными материалами, обладающими лучшими техническими свойствами и более практичными в работе. Однако, несмотря на это, утеплитель из стекловолокна продолжает использоваться.
Сырьем для производства стекловаты служат вещества, участвующие в производстве обычного стекла: песок, кальцинированная сода, бура, доломит, известняк. Это означает, что мы можем констатировать, что данный утеплитель является экологически чистым. В современных производствах используется до 80% стекольной культуры.
Технология производства стекловаты мало чем отличается от производства каменной ваты:

• Компоненты (древесный уголь, наполнители) засыпаются в специальный бункер и расплавляются при температуре 1400 градусов.
• Расплавленный состав продувают паром, который подается под высоким давлением.
• В процессе формирования волокна материал дополнительно обрабатывается полимерами.
• Нить направляется на валки, где разглаживается.
• Образуется «ковер» из стекловолокна».
• Процесс полимеризации начинается при температуре ок. 250 градусов. В этот момент любая оставшаяся влага испаряется, а стекловолокно затвердевает и становится желтоватым.
• После охлаждения материал отправляется на резку и прессование.

Готовый утеплитель имеет волокна толщиной 5-15 микрон, длиной от 15 до 50 миллиметров. Размер стекловаты может быть разным в зависимости от формы выпуска – маты, рулоны, плиты.
С приходом теплоизоляторов нового поколения популярность стекловаты резко упала из-за того, что работать с ней крайне неприятно. Даже при слабом механическом воздействии он превращается в мелкую пыль, раздражающую кожу и слизистые оболочки. Поэтому при монтаже используются средства индивидуальной защиты: перчатки, респиратор, очки, спецодежда. Для того чтобы уменьшить хрупкость материала, его дополнительно армируют.

Основные разновидности стекловаты

Этот утеплитель считается универсальным, так как с его помощью можно утеплять наружные и внутренние стены, потолки, чердаки, полы. Такая универсальность объясняется особой структурой стекловаты, которая способна задерживать воздух внутри волокон.
Для еще более оптимальной теплоизоляции разработаны различные виды этого материала:

1. Для наружных работ. Эта стекловата имеет высокую плотность. Как правило, это утеплитель в виде матов.
2. Для отделки горизонтальных поверхностей. Это более рыхлый материал, который используется для укладки на полы, чердаки, перекрытия (не под стяжку).
3. Для установки на скатах крыши. Это рулонный утеплитель, который удобно раскатывать и закреплять на наклонной поверхности.
4. Для отделки внутренних стен. Материал обладает высокими звукоизоляционными свойствами.
5. Чтобы заполнить пробелы. Обычно это стекловата в рулоне с низкой плотностью.

В зависимости от уровня мягкости стекловата бывает жесткой и полужесткой, а также эластичной. Материал с минимальной плотностью является гибким. Длинные волокна отвечают за хорошие звукоизоляционные свойства утеплителя, а максимально сжатый теплоизолятор лучше других удерживает тепло.
Кроме того, существует такая разновидность, как фольгированная стекловата, которая обеспечивает не только хорошую теплоизоляцию, но и пароизоляцию.

Технические характеристики стекловаты

Свойства стекловаты могут варьироваться в зависимости от типа используемого материала, его плотности, длины волокна и так далее. В целом обогреватель имеет следующие технические характеристики:

• Теплопроводность стекловаты. Длинные волокна в теплоизоляторе скручены как коконы и удерживают воздух внутри. Эта конструкция обеспечивает хорошую теплоизоляцию. Показатель теплопроводности находится в пределах 0,039-0,047 Вт (м*К).
• Звукоизоляция. В среднем звукопоглощение стекловаты составляет от 35 до 40 дБ. Волокна равномерно распределены в материале, который поглощает вибрации и акустический шум.
• Паропроницаемость. Этот показатель составляет 0,6 мг/мч*Па. Это почти вдвое больше, чем у базальтовой ваты, что является несомненным преимуществом стекловаты.
• Огнестойкость. Этот утеплитель содержит связующие смолы, но не относится к категории самовозгорающихся материалов. Стекловата выдерживает температуру до 250 градусов Цельсия без изменения своей структуры. А при горении выделяет минимум дыма. Категория стекловаты по общепринятой классификации – от НГ до Г1.
• Влагостойкость. Коэффициент по этому параметру для стекловаты составляет 15% при частичном погружении. Сорбционное увлажнение в течение суток составляет 1,7%.
• Стойкость к механическим воздействиям. Последние образцы стекловаты отличаются хорошей эластичностью и прочностью, в отличие от ранних аналогов утеплителя. Современный качественный материал можно укладывать в местах, где есть большая механическая нагрузка – потолки, крыши.
• Биологическая стабильность. Утеплитель из стекловаты не привлекает грызунов, не является благоприятной средой для размножения и роста грибков, плесени.
• Устойчив к деформации. Стекловата может быть сжата в шесть раз без потери качества. Эта особенность делает материал удобным для транспортировки. Особая эластичность волокон гарантирует, что после выпрямления стекловата вернется к своей первоначальной форме. При длительном использовании качественный материал не даст усадки (за исключением случаев чрезмерного намокания или использования плохой теплоизоляции).
• Плотность стекловаты. Этот показатель может варьироваться в зависимости от производителя утеплителя и его разновидности. В среднем это 11-25 кг на кубометр.

Достоинства стекловаты

Этот утеплитель широко применялся в нашей стране в советские годы. На сегодняшний день стекловата более совершенна и имеет следующие преимущества:

1. Хорошие теплоизоляционные свойства. Слой этого материала в 50 миллиметров можно приравнять по теплопроводности кладки толщиной 100 сантиметров.
2. Влагостойкость. Стекловата практически не впитывает влагу.
3. Удобство в транспортировке. Материал легкий и хорошо сжимается. Поэтому для доставки стекловаты на рабочее место не требуется специального транспорта.
4. Нетоксичный. В процессе производства этого утеплителя используются только чистые материалы, как и при производстве обычного стекла. Теплоизолятор не выделяет токсичных соединений при эксплуатации и даже в случае пожара.
5. Пожарная безопасность. Стекловата практически не горит.
6. Устойчивость к микроорганизмам. Материал точно не покроется плесенью, и в нем не заведутся насекомые или грызуны.
7. Недорогая стекловата. Утеплитель на порядок дешевле многих аналогичных материалов из минерального волокна.

Недостатки стекловаты

Как и другие виды утеплителей, утеплитель из стекловолокна имеет недостатки, которые зачастую являются решающими при выборе другого материала. Рассмотрим отрицательные свойства стекловаты:

• повышенная ломкость волокон. Работа со стекловатой требует улучшенных средств защиты и осторожности. Даже малейшее попадание стеклянной пыли на кожу или слизистые спровоцирует сильный зуд и аллергическую реакцию. Тонкие и острые мелкие фрагменты волокон также легко проникают в легкие и остаются там надолго, вызывая раздражение и даже отек.
• Необходимость надежной теплоизоляции из стекловаты. Особенно при утеплении внутренних стен. Этот недостаток напрямую связан с тонкостью и ломкостью волокон, частички которых со временем могут попасть в помещение.
• Неустойчивость к солнечным лучам. Стекловата не любит долго находиться под прямыми солнечными лучами. Они разрушительны для нее. Поэтому важно защитить изоляционный слой от внешних воздействий.
• Относительно короткий срок службы. Оптимальные теплоизоляционные свойства стекловаты сохраняются ок. 10 лет.

Читайте также: Cтекломат — что это такое,виды,применение фото,плюсы и минусы

Критерии выбора стекловаты

Собираясь купить этот утеплитель, помните об определенных нюансах, чтобы стекловата была качественной и прослужила как можно дольше:

1. В первую очередь обратите внимание на упаковку, в которой хранится теплоизолятор, она должна быть прочной и целой. Настоятельно рекомендуется не подвергать материал воздействию атмосферной влаги или солнечных лучей во время хранения.
2. Качественный материал имеет светло-желтый цвет и гладкую структуру.
3. Учитывайте плотность и толщину стекловаты. Наиболее распространенная плотность составляет 11 килограммов на кубический метр. Этот утеплитель оптимально подходит для утепления горизонтальных ненесущих конструкций: перекрытий с лагами, крыш, перекрытий.
4. Материал плотностью 15 кг/м3 и более предназначен для теплоизоляции скатных крыш, перегородок и внутренних стен.
5. Если планируется слоистая кладка, лучше всего использовать утеплитель плотностью 20 килограммов на кубический метр.
6. Штабелированный стеклопластик плотностью 30 килограммов на кубический метр подходит для теплоизоляции наружных стен.
7. Также рекомендуется тайник из стекловаты со стеклотканью. Последний защитит волокна от продувания и придаст материалу дополнительную прочность.

Цена и производители стекловаты

Практически все производители утеплителей на минеральной основе имеют в своей линейке продукции стекловату. Наиболее популярные бренды:

• Кончено. Это ведущий производитель теплоизоляции в мире. Имеется представительство компании и рабочие мощности в России. Выпускает стекловату различных модификаций – для наружной отделки, кровельных и внутренних работ. Средняя цена стекловаты в листах и ​​рулонах 700-1800 руб.
• УРСА. Производитель из Испании, который также имеет завод в России по производству теплоизоляции. Представлена ​​продукция для проведения любых работ по утеплению жилых и нежилых помещений. Средняя цена стекловаты варьируется от 800 до 2600 рублей.
• Кнауф. Крупный немецкий бренд. Компания предлагает стекловату в самой дорогой ценовой категории. Однако товар качественный, а ассортимент для всех видов теплоизоляционных работ большой. Средняя цена материала 1100-2100 рублей.

В чем особенность материала?

Стекловолокно изготавливается из стеклянных нитей. Материал обладает уникальными свойствами – обладает хорошей тепло- и электропроводностью, ударопрочен и гибок.

Стекловолокно легко сгибается, не вызывая повреждений.

Из стеклопластика получают:

• из крученых нитей, таких как шпагат, сети, веревки и ткани;
• стекловолокно и стекловата;
• резьбовые и кардные материалы;
• световоды.

Это использовано:

• для придания дополнительной прочности композитам (прежде всего, стеклопластикам);
• для обработки поверхности;
• как утеплитель; стекловолокно утепляет подвалы и чердаки, крыши и полы;
• материал пропитан полимерами.

Мы узнаем, как мы производим стекловолокно и какое сырье мы будем использовать.

Характеристики и свойства

Волокна стекловаты расположены параллельно друг другу, характеризуются значительными:

• длина – от 15 до 50 мм (это в 2 – 4 раза больше, чем у камня);
• толщина — от 3 до 20 мкм,

Это придает изделиям из них прочность и эластичность – наибольшую среди минваты.

Значение удельной прочности стеклопластика превышает значение удельной прочности стальной проволоки.

Однородность состава определяет высокую устойчивость к вибрациям, а малая плотность (11 — 45 кг/м3 по сравнению с 30 — 90 кг/м3 у каменной ваты) — минимальное воздействие на строительные конструкции.

Высокая сжимаемость (90%), мягкость и эластичность позволяют качественно утеплять неровные поверхности, конструкции со сложной геометрией.

Неорганическая основа делает материал непригодным для поедания грызунами и устройства гнезд, является непригодной средой для роста грибков и плесени.

Кроме того, стекловата:

• держит форму стабильно;
• не стареет;
• не деформируется;
• не вызывает коррозии металлов при контакте с ним;
• сохраняет механические и теплоизоляционные свойства на протяжении десятков лет;
• характеризуется морозостойкостью (используется в диапазоне от -60°С).

К недостаткам относятся:

• повышенная ломкость волокон – для защиты от малейшего мусора монтаж производить в спецодежде с использованием средств защиты органов дыхания (например, респиратор), при монтаже на улице необходима ветрозащита для предотвращения миграции волокон (например, монтаж стеклопластиковых);
• чрезмерное влагопоглощение (коэффициент водопоглощения материалов с открытой пористостью может быть до 20 % по массе, до 2 % по объему); влага, попавшая в стекловату, необратимо изменяет структуру на более хрупкую, приводит к выпадению более 40% теплоизоляционных свойств;
• появление усадки со временем.

Для снижения воздействия влаги вату пропитывают специальными составами (маслами, кремнийорганическими соединениями), вводят водоотталкивающие добавки.

Состав

Из чего состоит стекловата? В этом материале есть как основные компоненты, придающие ему свойства утеплителя, так и связующие вещества, позволяющие ему сохранять прочность и целостность.

Основной:

• стекло или стеклянные шарики;
• природный кварцевый песок;
• известняк (мел);
• сода;
• борная кислота;
• бура (сульфатная);
• доломит;
• флюорит.

Связующее:

• полимерная смола;
• глина;
• экономия;
• другие вещества.

Компоненты связующего могут составлять 2,5 — 10 мас.

На вопрос, который возникает у некоторых, зачем в стекловате стекло, можно ответить следующим образом. Наличие этого компонента определяет важные свойства материала, а именно:

• негорючесть;
• непривлекателен для грызунов и плесени;
• прочность и долговечность.

Если бы вместо стекла была стекловата, например, древесное волокно, все эти преимущества были бы сведены к нулю.

Горит ли стекловата?

Стекловата не поддерживает горение, относится к классу негорючих материалов (НГ).

Такие материалы выдерживают высокие температуры, сохраняя целостность конструкции, прочность и другие свойства, они не воспламеняются.

Материал спекают при температуре от 500 до 550 °С.

Температурный диапазон применения определяется составом, точнее, органическими смолами, входящими в состав в качестве связующего. Для стекловаты верхний предел составляет от 250 до 450 °C. Превышение этого диапазона можно считать точкой плавления.

В этом случае верхний предел определяется температурой выгорания смол, в результате которой материал теряет связующие, а следовательно, и свои эксплуатационные свойства.

Под действием огня не происходит выделения ядовитых и вредных веществ.

Сферы применения

Если говорить о коммунальных отраслях, то это:

• строительство;
• теплоснабжение;
• производство;
• автомобильная промышленность;
• авиация;
• трубопроводный транспорт материалов.

Для каждой области подбирают разные виды, по-разному:

• тип волокна,
• их местоположение,
• наличие дополнительного покрытия,
• плотность (максимально возможная – 130 кг/м3).

Наиболее распространенными вариантами стекловаты являются рулоны и мягкие маты.

Изоляция из стекловолокна выпускается в виде:

• непрерывная нить (рулоны);
• штапельное (резаное) волокно (плиты), в том числе характеризующееся повышенной жесткостью с покрытием;
• мягкие коврики;
• усиленные ролики;
• печать технических утеплителей, в том числе в виде фольгированных изделий.

Рулоны давно и успешно применяются для утепления горизонтальных поверхностей – полов, потолков.

Буферный дисплей — для изоляции высокотемпературных трубопроводов, агрегатов и резервуаров.

Маты и плиты применяются для теплоизоляции различных помещений и элементов конструкций, а именно:

• фасады;
• оконные и дверные проемы;
• межэтажные перекрытия и другие перекрытия;
• внутренние и внешние перегородки зданий;
• звуко- и теплоизоляция кабин.

Вата должна быть прикреплена таким образом, чтобы обеспечить свободное положение (для максимального расширения) и в то же время плотное прилегание без зазоров.

Технология производства

Сырьем для стеклопластика является обычное дробленое стекло.

Также используются известняк, песок и вспомогательные компоненты.

Этапы изготовления стеклянных нитей:

1. Сырье расплавляется.
2. Полученный вязкий расплав под высоким давлением пропускают через сотни микроскопических отверстий. Это придает материалу нитевидную форму.
3. Охлаждены и намотаны на специальные катушки.

Готовое стекловолокно обрабатывается смазкой.

Размер делает его водонепроницаемым и устойчивым к износу, а также помогает объединять волокна в сложную пряжу.

Нити производятся не только с использованием расплава стекла. Также используется округлое стекло, которое сначала плавится. Эта технология намного дороже.

Как открыть бизнес?

Первым шагом является разработка бизнес-плана. После этого можно переходить к закупке оборудования и сырья.

Покупка оборудования

Оборудование для собственной фабрики по производству стеклянных нитей стоит недешево. Вы должны приобрести:

• центробежно-выдувная машина; цена находится в пределах 80-180 тыс руб.;
• сушильный контейнер (с полимеризацией); стоит 100-150 тыс руб.;
• камера для осаждения волокон (50-90 тыс руб.);
• концевой конвейер (40-80 тыс руб.).

Вам также понадобится нож для очистки овощей или измельчитель. Это будет стоить 15-25 тысяч рублей.

Наиболее известными производителями вышеуказанного оборудования являются:

• Кэмпен Машинери А/С;
• Сиб-контроллер;
• «БизнесСтрой-НН».

Вы можете выбрать машины и линии, которые уже есть в продаже, либо заказать их производство по вашим параметрам и потребностям.

Если у вас нет достаточного капитала, можно рассмотреть б/у варианты.

Где брать сырье?

Для изготовления стеклопластика вам понадобится:

• стеклобой – основная составляющая производства;
• красители, отбеливатели и другие химические добавки.

получение нужного количества сырья – не самая сложная задача.

Битое стекло легко купить в пунктах приема вторсырья и пунктах приема стеклотары. В крайнем случае можно организовать прием у населения самостоятельно.

Химреактивы также легко достать. Одним из крупнейших и наиболее известных отечественных поставщиков такой продукции является ЗАО «Химсервис».

Требования к помещению

Чтобы сделать стекловолокно, вы должны использовать химикаты. Невозможно избежать появления стеклянной пыли.

Поэтому в производственном помещении должны быть:

• качественное очистное оборудование для системы водоснабжения;
• хорошая вентиляция; придется потратиться на респираторы для рабочих;
• пожарная тревога.

Придется вложиться и в систему отопления, так как температура в производственных помещениях в рабочее время не должна опускаться ниже +15 градусов.

При производстве стеклопластика обязательно наличие большой складской площади. Площадь должна быть не менее 200 м2.

В идеале у вас должно быть 2 таких помещения: одно для сырья, а другое для готовой продукции.

Склады, конечно же, также должны быть оснащены вентиляционными и противопожарными средствами.

Персонал

На первых порах для производства стеклянных нитей много людей не понадобится – достаточно будет 10-12 человек.

Без таких «белых воротничков» как:

• технолог-консультант; подбирает лучшее оборудование и вспомогательные материалы для оптимизации и снижения себестоимости продукции, консультирует, как лучше организовать рабочий процесс;
• бухгалтер для цивилизованного общения с налоговой;
• менеджер по закупкам и продажам;
• секретарь, основной задачей которого является «решение» текущих дел.

Помимо штатных работников цеха обязательно нужно нанять:

• несколько грузчиков разгружают и загружают склады для компании;
• водители — они перевозят сырье и товары;
• чистящие средства.

Куда сбывать готовую продукцию?

Стеклопластик пользуется спросом у:

• государственные организации и частные компании, осуществляющие строительство дорог, промышленных и инфраструктурных объектов, жилых домов;
• компании, предлагающие ремонтные услуги;
• крупные строительные магазины и гипермаркеты.

Можно ли утилизировать отходы?

Отходы производства стеклопластика не опасны, но все же подлежат обязательной утилизации.

К основным относятся:

• однонаправленные и грубые «негибкие» стеклянные волокна;
• окантовка из стекловолокна.

Их можно перерабатывать и использовать для производства пеностекла, а также других теплоизоляционных и пробивных материалов.

Оформление документов

Чтобы начать производство стеклянных нитей, необходимо зарегистрироваться в налоговой инспекции и получить несколько специальных разрешений.

Отдельное заявление необходимо отправить в налоговую инспекцию.

В нем должно быть указано:

• в какой форме будет предоставляться налоговая отчетность;
• код ОКВЭД.
• форма юридической деятельности (ООО или ИП).

Вам решать, чему вы хотите отдать предпочтение – ИП или ООО. Если в компанию планируются крупные инвестиции с последующим ее масштабированием, лучше выбрать ООО по нескольким причинам.

В Классификаторе предпринимательской деятельности (ОКПД) деятельность по производству стеклопластика отнесена к разделам 1, 14 и 23 раздела С, где:

• 1 — стекло и изделия из стекла;
• 14 — сама стеклоткань;
• 23 — минеральные продукты (неметаллические).

Помимо заявления в налоговую инспекцию, необходимо будет получить специальные разрешения на деятельность от:

• санитарные услуги;
• пожарная инспекция;
• комиссия по охране труда и промышленной безопасности.

Кроме того, необходимо:

• сертификат, подтверждающий соответствие используемого оборудования государственному стандарту;
• специальный документ, подтверждающий соответствие готовой продукции ГОСТу;
• разрешение на использование взрывоопасных производственных объектов.

Также необходима лицензия на работу с отходами стеклопластика.

Он позволяет хранить, транспортировать, перерабатывать и утилизировать отходы, которым присвоены 1-4 классы опасности.

В соответствии с федеральным законом (Н-99, ст. 9) срок действия такой лицензии не ограничен во времени.

Рентабельность бизнеса

Если предположить, что он сможет быстро найти покупателей, бизнес по производству стеклопластика окупит себя за 6-8 месяцев. Первоначальные вложения составляют в среднем до 3 500 000 млн рублей.

Вот примерные затраты:

Направление расходов	Сумма в рублях
Регистрация в качестве ООО и получение всех разрешительных документов	35000,0
Аренда среднего производственного помещения	150 000
Покупка оборудования	700 000 — 1 500 000
Транспорт, перевозки и складское обслуживание	700 000
Для заработной платы	600 000
Налоги	300 000
Коммунальные услуги	120 000
Реклама	50 000
Общий	2 655 000–3 455 000

Оборотные средства составят в среднем 600 000 руб.

Прибыльность во многом будет зависеть от того, насколько быстро вы сможете найти постоянных клиентов.

Если с этим все в порядке, ежемесячная прибыль составит примерно 500 000 – 700 000 рублей.

Организации, занимающиеся гидростроительством и гидроизоляцией, сегодня больше всего нуждаются в стеклопластике.