ענף הפלסטיק המשוריין בסיבי זכוכית סוגר פרק מפואר בעברו עם העברת השליטה מארה"ב ואירופה לסין והודו

היטלים ורגולציות לא עזרו והפעילות של החברה שחתומה על מיסחור סיבי הזכוכית עברה בתחילת 2025 לידיים הודיות. גם סין ממשיכה לאיים עם מפעל במצריים שלא מוכר ולו סיב אחד לתעשייה המקומית

תמונה 1: סיבי זכוכית.

הם דקים יותר משערת אדם, משמשים לייצור חומרים חזקים מפלדה, וחיוניים לעצמאות התעשייה במערב – הן ברמה המאקרו-כלכלית והן ברמה המיקרוסקופית. המעבר לשימוש בסיבי הזכוכית לשריון פלסטיק סימן אבן דרך משמעותית במדע החומרים, והיווה חלופה קלת משקל, עמידה ורב-תכליתית לחומרים מסורתיים כמו מתכות ועץ. 

מה הקשר בין טעות לא מכוונת והמצאת סיבי הזכוכית? 

לפני שניגע במצב התעשייה היום, נחזור אחורה למהלכים שהביאו לגילוי ומיסחור סיבי הזכוכית. גילוי הסיבים בשנות ה-30 היה תוצאה של פריצת דרך לא מכוונת. כחלק מניסוי שנערך בחברת הזכוכית Owens-Illinois, ניסה דייל קלאיסט (Dale Kleist) לפתח בקבוק חלב דו-שכבתי מזכוכית על ידי התכה של שני לוחות זכוכית עם שכבת אוויר ביניהם על ידי חום ולחץ. באופן בלתי צפוי, הועף זרם הזכוכית המותכת מבין שני הלוחות ויצר סיבים עדינים. מתוך הכרה בחשיבות התוצאה, נערך מחקר נוסף כדי לחקור את היישומים התעשייתיים. 

במקביל, נעשו בעולם צעדים משמעותיים בפיתוח שרפים סינתטיים. המצאת שרפי הפוליאסטר סיפקה את חומר המטריצה ​​האידיאלי לסיבי הזכוכית של דייל. שרפים אלו חזקים, קלים, וניתנים לעיצוב בקלות, מה שהפך אותם למושלמים ליצירת חומרים מרוכבים. השילוב של סיבי זכוכית עם שרף פוליאסטר הביא להולדת הפלסטיק המשוריין בזכוכית. 

בשנות ה-50, חברות כמו Owens-Corning ו- DuPont החלו למסחר ההמצאה, ולצד פוליאסטר עבדו גם עם אפוקסי ושרף פנולי. בשנות ה-60 התגלו סיבי הפחמן וסיבי הארמיד (Kevlar), שהציעו רמות חוזק וקשיחות גבוהות אף יותר מסיבי זכוכית. 

התפשטות סיבי הזכוכית ברחבי העולם 

לאחר מלחמת העולם השנייה, מצאו את דרכם סיבי הזכוכית למגוון יישומים אזרחיים. בשנות ה-50, נרשמו אלפי פטנטים על מוצרים העשויים מפולימרים משוריינים במגוון תעשיות, כולל רכב, בנייה ומוצרי צריכה. בשנת 1953, שברולט קורבט הפכה למכונית הראשונה שהשתמשה בגוף העשוי מחומרים אלו, והציגה את הפוטנציאל שלהם בייצור רכבים. מכאן הדרך ידועה וכיום משולבים חומרים מרוכבים ואף בדי זכוכית (Organo sheets) בכל רכב בכביש. 

טבלה 1: סוגי סיבי זכוכית נפוצים והמאפיינים שלהם.

תעשיית סיבי הזכוכית המערבית נמכרת למזרח 

הטכנולוגיה לסיבי הזכוכית, שהתגלתה ומוסחרה במערב, שגשגה ופותחה עשרות שנים במגוון חברות אירופאיות ובארה"ב. כיום, שמונה מדינות באיחוד האירופי מייצרות סיבי זכוכית, ואלו משמשים במגוון תעשיות, כולל ירוקות כמו להבי טורבינות רוח ובפאנלים סולאריים. יצרנים אלו מתמודדים עם סביבה עסקית תחרותית במיוחד המגיעה מהמזרח. האיגוד המייצג את הענף ניסה לבנות חומת מגן כנגדה, אך הניסיון כשל. דוגמה לכך היא ההחלטה שקיבלו יצרנים אירופאים מובילים ב-2012, למכור את הפעילות למשקיעים הודים. פעילות שעברה ידיים לאחר מכן לקבוצת Praana  ההודית. 

התמודדויות אלו לא פוסחות גם על התעשייה בארה"ב. באופן סימבולי, ב-14 בפברואר 2025, 90 שנה אחרי גילוי הסיבים, קיבלה חברת Owens-Corning האמריקאית, חלוצת מיסחור הטכנולוגיה, החלטה משמעותית: למכור לקבוצת Praana ההודית את החטיבה לשריון החומרים שלה.  

גם סין טומנת את ידה בקערת סיבי הזכוכית 

מדינה נוספת הלוקחת חלק פעיל בתחרות בענף היא כמובן סין. כאן דווקא יש קונצנזוס בין התעשייה האירופאית וההודית, ושתיהן יחד מנסות להיאבק בייצוא מהענק האדום. 

בשנת 2020 הטילה הנציבות האירופאית היטל היצף של 13.1% על יבוא ממפעל הענק שהקימה קבוצת Jushi הסינית במצרים. למפעל כושר ייצור של 0.4 מיליון טון שמיועד כולו לייצוא לאירופה. רק כדי לסבר את האוזן, הביקוש לסיבי זכוכית באירופה כולה מוערך במיליון טון, כושר הייצור המקומי עומד על 0.6 מיליון טון, ואילו לקבוצת Jushi לבדה יש סך הכל כושר ייצור של 1.8 מיליון. עוד נתון מעניין הוא שעודף כושר הייצור בסין כפול מכושר הייצור באירופה – נתון המקנה לסינים מוטיבציה גדולה לחיפוש לקוחות באירופה ולמחירי היצף. 

קבוצת Jushi, יחד עם שתי חברות סיניות נוספות, הגישו ערעור על ההיטלים. למרות זאת, אלו אושרו בנובמבר 2024 על ידי בית הדין האירופאי. גם המפעל המצרי יהיה כפוף להיטלים, משום שבית הדין קבע כי הסובסידיות חוצות הגבולות שנתנה החברה הסינית למפעל המצרי, מצדיקות את ההחלטה לכלול אותו ברשימה. 

זוהי רק דוגמא לזרועותיה הארוכות של סין בכלכלה העולמית. כחלק מיוזמת "החגורה והדרך", השקיעה סין עד היום כטריליון דולר בלמעלה מ-150 מדינות. היא מספקת סובסידיות מסיביות מחוץ לגבולותיה עבור תשתיות, תחבורה, כריית חומרי גלם, והעברת תעשיות ומפעלים בבעלות ממשלתית לחו"ל. אירופה רואה בחשש את הפרויקט, ופתחה בשורה של צעדים כנגדו. 

הזווית הישראלית וסוסיתא 

גם אצלנו בישראל קיימת היסטוריה מקומית בתחום. בשנת 1952, פנה לדיסלאב שנלר, יהודי יוצא סלובקיה, לחברת Reliant הבריטית בבקשה לקבל זיכיון להרכיב את הרכב התלת-גלגלי שלה בחיפה. עד לשנת 1955, החברה שהקים שנלר, "מוסכים ומכוניות בע"מ", לא הייתה יותר מאשר בית מלאכה קטן עם תפוקה דלה של עשרות יחידות. בספטמבר 1958 ייצרה החברה מכונית ראשונה עבור Reliant, עם מעטפת העשויה מפלסטיק משוריין זכוכית, ולא ממתכת כמקובל בעולם. היא נמכרה בשם "Regent IV" או "צברה / Sabra" ובסוף 1959, נולדה הסוסיתא, המוכרת לרובנו. 

חוזק המוצר לא עומד על חוזק הסיב לבדו 

הפופולריות הגדולה של חומרים משוריינים נובעת משיפור החוזק והיכולת שלהם להחליף מתכות ולהפחית משקל. סוגי הסיבים הנפוצים כיום רב, ובבחירת חומר הגלם המתאים לפרויקט יש להבין את מאפייניו השונים (ראה טבלה 1). 

מכיוון שתכונות החוזק, העיוותים וההתכווצויות הממדיות תלויות בכיווניות של הסיבים, מומלץ להיעזר בתוכנות אנליזה החוזות מראש את הכיווניות בתהליך ההזרקה. זו מושפעת מתנאי ההזרקה, אופן הזרימה, התנהגות החומר, יחס רוחב-גובה, וריכוז הסיבים. באופן עקרוני, במוצרים בעלי גיאומטריות פשוטות ודקות דופן, לסיבים תהייה נטייה לאוריינטציה חזקה בכיוון זרימת ההיתך. ככל שעובי הדופן גדול יותר, האוריינטציה תישמר בעיקר בשכבות פני השטח ואילו בשכבות האמצעיות יסתדרו הסיבים בניצב לכיוון הזרימה או באופן אקראי (ראה תרשים 1).

תרשים 1: השוואה בין תוצאות ניתוח טנזור האוריינטציה של סיבים עם ערכים ניסיוניים, לבין הערכים שנמדדו בפועל עבור פלטה שטוחה.

ומה לסיכום? 

ההיסטוריה של הפולימרים המשוריינים בזכוכית הוא עדות לכושר ההמצאה האנושי, והחיפוש המתמשך אחר מגוון רחב של חומרים המציעים ביצועים משופרים. מהתחלה צנועה בתחילת המאה ה-20 ועד לשימוש הנרחב היום, זוהי המצאה ששינתה את התעשייה וממשיכה לעשות בו תהפוכות עד ימינו אנו. עכשיו רק נשאר להמתין ולראות כיצד יתמודד המערב עם הייצור מהמזרח, ולאיזה כיוון תשתנה תעשיית סיבי הזכוכית הגלובלית. 

למידע נוסף: 

עפר שורק, [email protected]