Verfahren zur Herstellung von textilen Matten oder Vliesen aus textilen Glasfasern Es ist bekannt, Glasfaservliese bzw. Glasfaser matten in der Weise herzustellen, dass man die Glas fasern auf ein sich langsam bewegendes Laufband fal len lässt und auf die Fasern, entweder vor oder nach der Formung des Vlieses, ein heisshärtendes Binde mittel appliziert. Das Bindemittel wird dann durch Er hitzen gehärtet, so dass ein lockeres Vlies entsteht, worin die einzelnen, kreuz und quer angeordneten Glasfasern an den Kreuzungsstellen durch gehärtete Harztröpfchen miteinander verbunden sind.
Beispiels weise wird zuerst geschmolzenes Glas durch eine Viel zahl von feinen geheizten Düsen gepresst und die primär entstehenden endlosen feinen Glasfilamente werden sodann mittels heissen Gasströmen in eine grosse Zahl von kürzeren Glasfaserbruchstücken zer rissen. Diese sekundären Glasfasern werden auf einem Laufband gesammelt und entweder die fallenden Fa sern oder die auf dem zu einem Vlies vereinigten Fasern mit der Lösung bzw. Dispersion eines härten den Harzes besprüht. Darauf passiert das Laufband eine Heizzone, worin heisse Luft durch die gebildeten Fasermatten geblasen wird und wobei das Lösungs mittel verdampft und das Bindemittel ausgehärtet wird.
Derartige bekannte Verfahren sind z. B. in den USA-Patentschriften Nrn. 2 647 851, 2 664 376 und 2 676 898 ausführlich beschrieben.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, zum Auf sprühen auf die Glasfasern wässerige Lösungen oder Dispersionen von härtbaren Phenoplasten, wie Phe- nol-Formaldehydharzen oder härtbaren Aminopla- sten, wie Harnstofformaldehydharze oder Melamin- formaldehydharze, zu verwenden.
Die üblichen Harn stoffharze besitzen indessen den Nachteil verhältnis mässig geringer Feuchtigkeitsbeständigkeit, während die üblichen, unverätherten Melaminharze, wie sie beispielsweise für die Herstellung kompakter Lami- nate Verwendung finden, für die Herstellung von losen Glasfaservliesen eine Reihe schwerwiegender Nachteile besitzen, so vor allem ungenügende Elasti zität, Sprödigkeit und Brüchigkeit des auf der Glas faser gehärteten Harzes, ferner aber auch den Nach teil, dass man nicht genügend verdünnte,
haltbare Lösungen aus unverätherten Melamin-Formaldehyd- Kondensationsprodukten herstellen kann. Ausserdem neigen diese Kondensationsprodukte bereits zur Här tung, wenn sie mit den heissen Glasfasern in Kon takt kommen - also bereits vor der Formung des Vlieses.
Am besten bewährten sich für diesen Zweck bis her verdünnte, wässerige Dispersionen oder Lösungen von Phenol-Formaldehydharzen, wie sie beispiels weise in der britischen Patentschrift Nr. 611024 be schrieben sind. Jedoch weisen auch die mit Phenol harzen hergestellten Glasfaservliese eine Reihe nach teiliger Eigenschaften auf: so die Brennbarkeit, welche deren Anwendung als Bauelemente stark einschränkt; ferner die dunkle Farbe und der unangenehme Geruch nach Phenol; schliesslich beträchtliche Festigkeitsver luste unter dem Einfluss der atmosphärischen Feuch tigkeit. Diese Festigkeitsverluste sind um so grösser, je stärker alkalisch das Glasfasersubstrat ist.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass alle diese Nachteile vermieden werden können, wenn man als Bindemittel für die Herstellung der Glasfaservliese verdünnte, wässerige Lösungen von unbeschränkt wasserlöslichen, verätherten Melamin-Formaldehyd- Kondensationsprodukten verwendet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von textilen Matten oder Vliesen aus textilen Glasfasern unter Verwen dung von Aminoplasten als hitzehärtbares Bindemit- tel, dadurch gekennzeichnet, dass man aus geschmol zenem Glas Fasern herstellt und diese in noch heissem Zustand mit einer wässerigen Lösung von unbe schränkt wasserlöslichen verätherten Melamin-Form- aldehyd-Kondensationsprodukten behandelt,
und dass man aus den so imprägnierten Glasfasern eine Matte oder ein Vlies bildet, wobei man das genannte Kon densationsprodukt auf den Fasern der Matten oder Vliese durch Hitze härtet. Als unbeschränkt wasser lösliche Melamin-Formaldehyd-Kondensationspro- dukte der oben bezeichneten Art eignen sich die Äther niedrig kondensierter Melamin-Formaldehyd-Konden- sationsprodukte mit niedrigmolekularen aliphatischen Alkoholen, wie z.
B. Äthanol oder insbesondere Me thanol, ferner auch Mischäther, die neben Methoxy- und/oder Äthoxygruppen auch Äthergruppen aus Gly- kolen oder deren Monoäthern, wie Äthylenglykol, Äthylenglykolmonoäthyl- bzw. -butyläther enthalten.
Geeignet sind beispielsweise Hexamethylolmel- aminhexamethyläther, Trimethylolmelamintrimethyl- äther; ferner speziell der gemischte Äther aus 1 Mol Tetramethylolmelamin, 3 Mol Methanol und 1 Mol Athylenglykol.
Man kann gewünschtenfalls auch solche Melamin- ätherharze verwenden, die ausserdem geringe Mengen anderer aminoplastbildender Verbindungen, wie Benzoguanamin, Guanidin, Dicyandiamid, Harnstoff oder insbesondere Thioharnstoff einkondensiert ent halten.
Genannt seien beispielsweise der Trimethyl- äther eines Kondensates aus 1 Mol Melamin, 0,15 Mol Thioharnstoff und 4 Mol Formaldehyd.
<I>Beispiel</I> Aus einem Schmelzofen wird ein Strahl geschmol zenes Glas abgelassen und mittels einer mit 3000 Um drehungen pro Minute rotierenden Trommel zu Fa sern von 5 ,u Dicke und etlichen Zentimetern Länge zerschleudert. Die so gebildeten noch heissen Glas fasern werden mit einer 4o/o.igen wässerigen Lösung eines Melaminharzes besprüht, dessen Herstellung weiter unten beschrieben wird.
Die mit Melaminharz benetzten Glasfasern formen auf einem Laufband ein Vlies, welches mit einer solchen Geschwindigkeit einen Ofen passiert, dass ein Luftstrom von 150 C 105 Sekunden lang darauf einwirkt.
Man erhält ein weisses, unbrennbares, elastisches Vlies (Bindemittelgehalt 40/ss) von guter mechanischer Festigkeit und von gutem Aussehen.
Das oben verwendete Melaminharz wird wie folgt hergestellt: 1 Mol Melamin und 4,25 Mol Formalde hyd (in 37o/oaiger Lösung) werden 30 Minuten bei 80 C und pH 8,5-9,0 kondensiert.
Nach Zusatz von 1 Mol Äthylenglykol und 9 Mol Methanol wird 40 Minuten bei pH 5,2 (mit HCl/Methanol eingestellt) und bei 55 C veräthert. Nach Einstellung von pH 8 (mit NaOH) werden das überschüssige Methanol und Wasser im Vakuum bis auf einen Feststoffgehalt von 601/o abdestilliert und der Sirup filtriert. Letzterer ist mit Wasser unbeschränkt mischbar.
Process for the production of textile mats or nonwovens from textile glass fibers It is known to produce glass fiber nonwovens or glass fiber mats in such a way that the glass fibers fall onto a slowly moving treadmill and onto the fibers, either before or after the molding of the fleece, a heat-curing binding agent is applied. The binder is then hardened by heating, so that a loose fleece is created, in which the individual, criss-cross arranged glass fibers are connected to one another at the crossing points by hardened resin droplets.
For example, molten glass is first pressed through a large number of fine heated nozzles and the endless fine glass filaments that are primarily formed are then torn into a large number of shorter glass fiber fragments by means of hot gas streams. These secondary glass fibers are collected on a treadmill and either the falling fibers or the fibers combined to form a fleece are sprayed with the solution or dispersion of a hardening resin. The treadmill then passes through a heating zone in which hot air is blown through the formed fiber mats and the solvent evaporates and the binder is cured.
Such known methods are e.g. See, for example, U.S. Patent Nos. 2,647,851, 2,664,376 and 2,676,898.
It has also already been proposed to use aqueous solutions or dispersions of curable phenoplasts, such as phenol-formaldehyde resins or curable aminoplasts, such as urea-formaldehyde resins or melamine-formaldehyde resins, for spraying onto the glass fibers.
The usual urea resins, however, have the disadvantage of relatively low moisture resistance, while the usual, unetherified melamine resins, such as those used for the production of compact laminates, have a number of serious disadvantages for the production of loose glass fiber fleeces, above all insufficient elasticity city, brittleness and fragility of the resin hardened on the glass fiber, but also the disadvantage that it is not sufficiently diluted,
can produce durable solutions from non-etherified melamine-formaldehyde condensation products. In addition, these condensation products tend to harden when they come into contact with the hot glass fibers - that is, before the fleece is formed.
The best proven for this purpose until now, dilute, aqueous dispersions or solutions of phenol-formaldehyde resins, as described for example in British Patent No. 611024 be. However, the glass fiber nonwovens produced with phenolic resins also have a number of partial properties: such as flammability, which severely restricts their use as structural elements; also the dark color and the unpleasant smell of phenol; finally, considerable loss of strength under the influence of atmospheric humidity. These losses in strength are greater, the more alkaline the glass fiber substrate is.
It has now been found, surprisingly, that all of these disadvantages can be avoided if dilute, aqueous solutions of etherified melamine-formaldehyde condensation products which are freely soluble in water are used as binders for the production of the glass fiber webs.
The present invention thus provides a process for the production of textile mats or nonwovens from textile glass fibers using aminoplasts as heat-curable binders, characterized in that fibers are produced from molten glass and these are still hot with an aqueous solution treated by etherified melamine-formaldehyde condensation products which are freely soluble in water,
and that a mat or a fleece is formed from the thus impregnated glass fibers, said condensation product being cured by heat on the fibers of the mats or fleece. As unrestrictedly water-soluble melamine-formaldehyde condensation products of the type described above, the ethers of low-condensation melamine-formaldehyde condensation products with low molecular weight aliphatic alcohols, such as.
B. ethanol or especially methanol, and also mixed ethers which contain methoxy and / or ethoxy groups and ether groups from glycols or their monoethers, such as ethylene glycol, ethylene glycol monoethyl or butyl ether.
For example, hexamethylol melamine hexamethyl ether and trimethylol melamine trimethyl ether are suitable; also specifically the mixed ether of 1 mol of tetramethylolmelamine, 3 mol of methanol and 1 mol of ethylene glycol.
If desired, melamine ether resins can also be used which also contain small amounts of other aminoplast-forming compounds, such as benzoguanamine, guanidine, dicyandiamide, urea or, in particular, thiourea, condensed in.
Examples include the trimethyl ether of a condensate composed of 1 mol of melamine, 0.15 mol of thiourea and 4 mol of formaldehyde.
<I> Example </I> A beam of molten glass is discharged from a melting furnace and hurled by a drum rotating at 3000 revolutions per minute into fibers 5 .mu.m thick and several centimeters long. The still hot glass fibers formed in this way are sprayed with a 40% aqueous solution of a melamine resin, the production of which is described below.
The glass fibers wetted with melamine resin form a fleece on a treadmill, which passes through an oven at such a speed that an air stream of 150 ° C. acts on it for 105 seconds.
A white, non-flammable, elastic fleece (binder content 40 / ss) of good mechanical strength and good appearance is obtained.
The melamine resin used above is prepared as follows: 1 mol of melamine and 4.25 mol of formaldehyde (in 37% solution) are condensed for 30 minutes at 80 ° C. and pH 8.5-9.0.
After adding 1 mol of ethylene glycol and 9 mol of methanol, the mixture is etherified at pH 5.2 (adjusted with HCl / methanol) and at 55 ° C. for 40 minutes. After adjusting the pH to 8 (with NaOH), the excess methanol and water are distilled off in vacuo to a solids content of 601 / o and the syrup is filtered. The latter can be mixed with water without restriction.