La rete in fibra di vetro

La fibra di vetro, contrariamente a ciò che si potrebbe credere, non è un prodotto tecnologico moderno. Si son trovati esemplari di fibra in tombe egizie del 1600 a.C. ed è risaputo che nel Rinascimento i vetrai veneziani erano dei maestri nella produzione di fibre ad uso decorativo. Le tecniche furono poi affinate nel corso dell’800. In particolare, Charles Vernon Boys, un giovane assistente di fisica del Royal College di Londra inventò nel 1887 un procedimento piuttosto ingegnoso per ottenere delle fibre sottili, ma robuste, da impiegarsi nella fabbricazione di bilance e altri strumenti di precisione. La fibra di vetro o quarzo fu usata anche come isolante termico, come filtro per i liquidi e persino per confezionare abiti costosissimi destinati alle gran dame dell’alta società.

Il vetro è prodotto in un forno speciale a circa 1.550 °C (vetro E) con materie prime di qualità scelte con cura. All'uscita dal forno, il vetro ad alta temperatura viene lavorato con filiere in lega di platino. La maggior parte dei prodotti si basa su vetro di tipo E; tuttavia vengono utilizzati anche altri tipi di vetro, come il vetro R (alto rendimento meccanico), il vetro D (alto rendimento dielettrico), il vetro AR (resistente agli alcali e alla corrosione).

Il fibraggio

Il filo di base è ottenuto con la tecnica del fibraggio che prevede la stiratura del vetro fuso che scorre ad alta velocità attraverso i fori della filiera. Questo processo dà origine ad alcuni filati (da 50 unità a diverse migliaia) definiti in base al diametro (da 5 a 24 micron - 1µm = 1/1000 mm).

L’applicazione dell’appretto

In fase di fibraggio, all’uscita della filiera, ciascun filato viene trattato con appretto; l’appretto è costituito da materiali organici dispersi in acqua ed è concepito per conferire al filo di vetro le caratteristiche necessarie per la lavorazione finale. Il trattamento con appretto contribuisce a migliorare le proprietà meccaniche dei materiali compositi e la loro resistenza all’invecchiamento. I prodotti sono confezionati immediatamente, non appena i filati escono dalla filiera (roving diretto, mat unifilo, fili tagliati), oppure successivamente, dopo che i filati semplici sono stati sottoposti a operazioni di finitura più o meno complicate (ritorcitura per i filati, assemblaggio per i tessuti, taglio per i fili tagliati, taglio e formazione per i mat a filo tagliato).

> Il vetro E: il pioniere

Dal 1930 il filato di vetro è considerato uno dei materiali del futuro grazie alle sue caratteristiche dielettriche (viene utilizzato per isolare i conduttori elettrici alle alte temperature); queste caratteristiche hanno determinato l’impiego industriale su vasta scala del filato di vetro di tipo E, da solo o in combinazione con resine sintetiche o verniciate. Il vetro E è il più usato, sia nell’industria tessile sia nei materiali compositi, dove rappresenta il 90% dei materiali rinforzati utilizzati.

> Il filato di vetro AR: resistente agli alcali

Il vetro AR è stato concepito come materiale rinforzante per il cemento; contiene molto ossido di zirconio che gli conferisce un’ottima resistenza ai composti alcalini generati dalle operazioni di asciugatura. I filati di vetro AR migliorano la resistenza ai carichi e la durevolezza del cemento, ed inoltre, i getti di cemento rinforzato con filato di vetro sono di conseguenza più leggeri. Le sue applicazioni principali riguardano la sostituzione dell’amianto presente nelle coperture e nei rivestimenti e la produzione di pannelli e componenti per l’edilizia.

> Il vetro R: alto rendimento meccanico

Questo tipo di filato è stato creato su specifica richiesta dei settori “di punta” (aviazione, industria spaziale e armamenti) e rispetta i requisiti in materia di resistenza alla fatica, alle variazioni termiche e all’umidità. Grazie al suo alto rendimento tecnico, è usato per rinforzare le pale degli elicotteri, le pavimentazioni degli aerei, i serbatoi dei razzi, i missili e i dispositivi di lancio, inoltre, oggi è impiegato anche nell’industria dello sport, del tempo libero e dei trasporti.

> Il vetro D: ottime proprietà dielettriche

I materiali compositi basati su vetro D sono caratterizzati da perdite elettriche molto basse e, quindi, sono utilizzati come materiali permeabili alle onde elettromagnetiche, con considerevoli vantaggi in termini di rendimento elettrico. Il filato di vetro D è usato per produrre radomi, finestre elettromagnetiche e circuiti stampati ad alte prestazioni.

> Vetro C:

Il vetro C è usato per la produzione di mats di vetro resistenti alla corrosione (rivestimenti esterni anticorrosione per tubature o tubi compositi).

I filati di vetro usati da soli in forma di filati singoli o ritorti possono dar vita a tessuti, materiali intrecciati o rivestimenti di protezione; possono essere avvolti intorno ai conduttori elettrici creando rivestimenti isolanti; infine, tramite la tecnica della trecciatura e grazie ad appositi macchinari è possibile creare foderi di protezione tubolari. La tessitura dei filati di vetro possiede alcune caratteristiche che la distinguono dalle tecniche impiegate nell'industria tessile tradizionale, che utilizza materiali naturali o sintetici. La resistenza meccanica e la stabilità termica sono i fattori che hanno favorito l'uso dei filati di vetro come isolanti per conduttori elettrici, mentre combinati con vernici e rivestimenti di vario tipo, sono usati per ricoprire cavi e fili elettrici. Le ottime caratteristiche meccaniche ed elettriche consentono di realizzare rivestimenti molto sottili e quindi di ridurre notevolmente il volume dei materiali. I tessuti realizzati con filati di vetro occupano una posizione importante nell'industria elettronica, dove sono usati per produrre laminati in rame e per realizzare circuiti stampati. L'impiego dei materiali compositi nel mercato dell'elettronica e dell'elettrotecnica include: pali della luce, circuiti stampati, muffole elettriche, binari. I materiali compositi, infatti, sono resistenti, leggeri e stabili, consentono di progettare in maniera flessibile e di ridurre i costi e sono resistenti alla corrosione. Lo sviluppo del settore edile è sempre un fattore determinante di crescita per l'industria dei materiali compositi. Le applicazioni di questi materiali nel settore edile variano dai sanitari ai lucernari, ai pannelli decorativi, ai muri perimetrali, alle fasce. La loro stabilità dimensionale, resistenza, leggerezza, resistenza agli impatti, bassa infiammabilità li rendono ideali per tali applicazioni. Inoltre, se abbinati alle resine e agli additivi corretti, riducono gli interventi di manutenzione e consentono una maggiore flessibilità progettuale. Dai muri esterni fino ai tetti e agli interni, le applicazioni dei filati di vetro sono numerosissime, sia visibili sia incorporate in una matrice plastica o di cemento, in qualsiasi tipo di edificio: abitazioni private, stabili pubblici e scolastici, strutture industriali e agricole, uffici, impianti sportivi, aeroporti.


Da www.assovetro.com Da www.unipi.it