DD286163A5 - Schlichte zur behandlung von glasseidenspinnfaeden und verfahren zur herstellung vereinzelter glasfasern - Google Patents

Abstract

Erfindungsbetreff ist eine Schlichte zur Behandlung von Glasseidenspinnfaeden und ein Verfahren zur Herstellung vereinzelter Glasfasern. Die Erfindung ist in der Glas- und Bauindustrie, insbesondere zur Faserverbundwerkstofferzeugung einsetzbar. Die erfindungsgemaesze Schlichte enthaelt in einem waeszrigen Medium wasserloesliche filmbildende Polymere und kationische grenzflaechenaktive Verbindungen oder wasserloesliche filmbildende Polymere und nichtionogene grenzflaechenaktive Verbindungen oder wasserloesliche filmbildende Polymere, kationische grenzflaechenaktive Verbindungen und nichtionogene grenzflaechenaktive Verbindungen und gegebenenfalls weitere schlichtetypische Zusaetze. Das erfindungsgemaesze Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dasz man mit einer der erfindungsgemaeszen Schlichten behandelte Glasseidenspinnfaeden oder Glasseidenrovings in gecutterter Form mit einem waeszrigen oder wasserhaltigen Medium in Kontakt bringt und dadurch kurze Einzelglasfasern erzeugt.{Schlichte; Glasseidenspinnfaeden; vereinzelte Glasfasern; Glas- und Bauindustrie; Faserverbundwerkstofferzeugung; wasserloesliche filmbildende Polymere; kationische grenzflaechenaktive Verbindungen; Glasseidenrovings}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schlichte zur Behandlung von Glasseidenspinnfäden und oin Verfahren zui Herstellung vereinzelter Glasfasern und ist in der Glas· und Bauindustrie, insbesondere zur Faserverbundwerk&'offerzeugung, einsetzb&r.

-2- 286163 Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Preparation der Glasfaserttoffe erfolgt gewöhnlich mit einer Spinnschlichte oder Schmälze; je nach dem vorgesehenen Anwendungsfall der Fasern werden für die unterschiedlichen Einsatzgebiete Glasseidenspinnfäden mit gezielt zusammengesetzten Schlichten für Glasseiden behandelt. Eine derart'je Schlichte enthält grundsätzlich ein Bindemittel in wäßriger Dispersion oder Emulsion zur Bündelung einer Vielzahl «on Elementarfädon, Hilfsmittel zur Erzeugung von Gleiteigenschaften für die Verarbeitbarkeit der Fäden im technologischen Prozeß, sowie im Hinblick auf die Erzeugung von glasfaserverstärkten Plasten die dazu geeigneten Haftmittel (Loewenstein, KL .The manufacturing technology of continuous glassfibres", Eisevier Scientific Publishing Company, Amsterdamm - London ·- New York, 1973). Aus dem Stand der Technik sind bisher keine spezifischen Schlichten zur Behandlung von Glasseidenspinnfäden für die Zielstellung einer Herstellung vereinzelter Glasfasern und keine Herstellungsverfahren für vereinzelte Glasfasern im Zusammenhang mit dem Einsatz einer Schlichte bekannt.

Die Anwendung von reinen Tensiden als Schlichten für Glasseiden ist in der Patentliteratur nicht belegt. Lediglich die Verwendung von polymeren Substanzen mit oberflächenaktiven Eigenschaften, wie vom Natrium-Salz der Polymethylennaphthalensulfonsäurewird gemäß der Erfindungsbeschreibung SU 1232 656 vorgeschlagen. Hier hat jedoch der grenzflächenaktie Zusatzstoff die Funktion, daß die eingesetzten öligen Textilhilfsmittel für den Glasspinnfaden als wäßrige Emulsion anstelle von separaten Phasen aus Wasser und Öl vorliegen.

Reine Tenside wurden bisher lediglich bei der Herstellung vereinzelbarer anorganisch-nichtmetallischer Fasern nach aer grundsätzlich unterschiedlich gearteten Naßspinntechnologie verwendet, da diese Technologie nicht den Einsatz von Schlichten erfordert. Cemgemäß wird in der Druckschrift DE-2605633 die Herstellung von in Wasser disponierten Mineralfasern vorgeschlagen, wobei zur Vermeidung von Adhäsion zwischen den Fasern und damit verbundener Klumpenbildung die Mineralfasern in Gegenwart einer oberflächenaktiven Verbindung, die mindestens eine kationische Gruppe enthält, in Wasser aufgeschlämmt werden.

Speziell für die Herstellung wäßriger Glasfaserdispersionen, wiederum unter Anwendung des Naßspinnprozeßes wird zur Erzeugung von gleichmäßigen Glasmatten nach dem Naßauftragsverfahren gemäß DE-2847334 vorgeschlagen, die Fasern in einem wäßrigen Medium mit einem oberflächenaktiven tertiären Aminoxid zu behandeln.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Gewinnung von vereinzelten Glasfasern mit bewehrungsrelevanter Morphologie für den Einsatz in der Glas- und Bauindustrie, insbesondere zur Faserverbundwerkstoffproduktion.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlichte zur Behandlung von Glasseidenspinnfäden zu entwickeln, die die Herstellung vereinzelter Glasfasern zur Faserverbundwerkstofferzeugung ermöglicht, sowie ein Verfahren zur Herstellung vereinzelter Glasfasern für die Faserverbundwerkstofferzeugung

Die erfindungsgemäße Schlichte enthält in einem wäßrigen Medium

- ein oder mehrere wasserlösliche filmbildende Polymere mit einem Feststoffgehalt in der Lösung zwischen 0,1 und 20 Massenanteile in %, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Massenanteile in %, und ein oder mehrere kationische grenzflächenaktive Verbindungen mit einem Feststoffanteil in der Lösung zwischen 0,03 und 10 Massenanteile in %, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 Massenanteile in %, oder

- ein oder mehrere wasserlösliche filmbildende Polymere mit einem Feststoffgehalt in der Lösung zwischen 0,1 und 20 Massenanteile in %, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Massenanteile in %, und ein oder mehrere nichtionogene grenzflächenaktive Verbindungen mit einem Feststoffanteil in der Lösung zwischen 0,03 und 10 Massenanteile in %, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 Massenanteile in %, oder

- ein oder mehrere wasserlösliche filmbildende Polymere mit einem Feststoffgehalt in der Lösung zwischen 0,1 und 20 Massenanteile in %, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Massenanteile in %, und ein oder mehrere kationische grenzflächenaktive Verbindungen und ein oder mehrere nichtionogene grenzflächenaktive Verbindungen mit einem Feststoffanteil der grenzflächenaktiven Verbindungen in der Lösung zwischen 0,03 und 10 Massenanteile in %, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 Massenanteile in %, und

- gegebenenfalls weitere schlichtetypische Zusätze, wie ein bekanntes Antistaticum, ein bekanntes Gleitmittel, beispielsweise eine Polyethylendispersion, ein bekanntes Haftmittel, beispielsweise Aminopropyltriethoxysilan.

Die erfindungsgemäße Schlichte kann enthalten

- als wasserlösliche filmbildende Polymere solche, die aus den Gruppen der Polyvinylalkohole, Celluloseether, Polysaccharide, Polyethylenglycole und Gelatinen auswählbar sind,

- als kationische grenzflächenaktive Verbindungen solche, die aus den Gruppen der Verbindungen der homologen Reihun der primären, sekundären und tertiären Amine und Amir oxide, der quartemären Pyridiniumverbindungen und der substituierten Imidazoline auswählbar sind, und

- als nichtionogene grenzflächenaktive Verbindungen solche, die aus den Gruppen der Verbindungen der homologen Reihen der Alkylpolyglycolether, der Polyglycolether alkyliener Phenole und Naphthole, der Acylpolyglycolether, der substituierten Polyalkohole und der Tenside auf Mjno- und Poiysaccharidbasis (Glycoside, Ester, Urethane, Harnstoffe, Amine) auswählbar sind.

Die erfindungsgemfiße Schlichte ist einsetzbar vor dem Sammeln dsr Vielzahl von Elementarglasfäden zum Glasseidenspinnfaden in einer Baschlichtungseinrichtung. Die beschlichteten, getrockneten und gecutterten Glasseidenspinnfäden oder Glasseidenrovings zerfallen beim Kontakt mit Wasser oder einem wäßrigen oder wasserhaltigen Medium spontan, d. h. in Sekundenschnelle, spätestens aber innerhalb von 3 Minuten, in die Elamentarglasfädan, so daß der Faserverband augenblicklich aufgelöst wird.

Das erfindungsgemäfse Verfahren zur Herstellung vereinzelter Glasfasern ist dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer der erfindungsgemäßen Schlichten behandelte Glasseidenspinnfäden oder Glasseidenrovings in gerjrtorter Form mit Wasser einem wäßrigen oder wasserhaltigen Medium in Kontakt bringt, wobei das wäßrige oder wasserhaltige Medium beispielsweise ein Zementmörtel sein kann. Die spontane Faservereinzelung in dem Medium ist die Folge.

Ausführungsbeisplele

Beim Herstellungsprozeß von Glasseide tritt verfahrenstypisch die Glasschmelze durch eine Vielzahl von Edelmetalldüsen bzw. •löschern unter Bildung der endlosen Elementarfäden, die vor dem Sammeln der Elementarfäden zum Spinnfaden mittels der Beschickungseinrichtung mit der Schlichte, versehen werden. Die Schlichte, die der Glasseide und insbesondere ihrer gecutterten Form die erfindungsgemäßen Eigenschaften verleiht, ist durch die nachfolgende Zusammensetzung charakterisiert und kann durch einfache Mischung der Bestandteile mit Wasser unter normalen Bedingungen erhalten werden.

Beispiel 1

Rofamin KD3 (Kokosfettaminoxid mit 3 Ethylenoxid-Gruppen) 1,0 Polyviol W28/28 (Polyvinylalkohol) 4,0

Wasser ad 100,0

(in Massenanteile in %)

BiUpIeI 2

Rofamin KD3 (Kokosfettaminoxid mit 3 Ethylenoxid-Gruppen) 1,0 Polyethylenglycol, mittleres MG 1500 4,5

Aminopropyltriethoxysilan 0,7

Wasser ad 100,0

(in Massenanteile in %)

Beispiel 3 Mepamin (mittelstfindiges verzweigtes Amin) 1,5 Polyethylenglycol, mittleres MG 2500 3,5 Gelatine, Calbe 4955 (isoelektrischer Punkt 5) 0,4 Marvelen (Polyethylendispersion) 0,4 Aminopropyltriethoxysilan 0,5

Wasser ad 100,0

(in Massenanteile in %)

Beispiel 4 Niedso-Nonylphenolpolyglycolethermit 18EO-Gruppen) 1,0 Na-Carboxymethylcellulose, elektrolytfrei 2,0 Marvelan (Polyethylendispersion) 0,5 Aminopropyltriethoxysilan 0,4

Wasser ad 100,0

(in Massenanteile in %)

Beispiel 5 Cetyltrimethylammoniumbromid 0,7 Saccharosestearat 0,3 Polyviol W28/20 (Polyvinylalkohol) 3,0 Na-Carboxymethylcellulose, elektrolytfrei 0,6 Aminopropyltriethoxysilan 0,4

Wasser ad 100,0

(in Massenanteile in %)

Beispiel β

40g Glasstapolfasern, beschichtet mit der Schlichte gemäß Beispiel 1, wurden mit 1000g wasserbindendem Zement und 5JOg Wasser bis zur gleichmäßigen Verteilung der Komponenten gemischt. Bei der Herstellung des Zementmörtels wurde der spontane Zerfall der Faserbündel visuell beobachtet. Im erhärteten Faser-Zement-Verband wurde die Einzelfaserarmierung mikroskopisch festgestellt.

Claims (11)

1. Schlichte zur Behandlung von Glasseidenspinnfäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlichte

- ein oder mehrere wasserlösliche filmbildende Polymere mit einem Feststoffgehalt in der Lösung zwischen 0,1 und 20 Massenanteile in % und ein oder mehrere kationische grenzflächenaktive Verbindungen mit einem Feststoff anteil in der Lösung zwischen 0,03 und 10 Massenanteile in %, oder

- ein oder mehrere wasserlösliche filmbildende Polymere mit einem Feststoffgehalt in der Lösung zwischen 0,1 und 20 Massenanteile in % und ein oder mehrere nichtionogene grenzflächenaktive Verbindungen mit einem Feststoffanteil in der Lösung zwischen 0,03 und 10 Massenanteile in %, oder

- ein oder mehrere wasserlösliche filmbildende Polymere mit einem Feststoffgehalt in der Lösung /wischen 0,1 und 20 Massenanteile in % und ein oder mehrere kationische grenzflächenaktive Verbindungen und ein oder mehrere nichtionogene grenzflächenaktive Verbindungen mit einem Feststoffanteil der grenzflächenaktiven Verbindungen in der Lösung zwischen 0,03 und 10 Massenanteile in % und

- gegebenenfalls weitere schlichtetypische Zusätze
in einem wäßrigen Medium enthält.

2. Schlichte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie oin oder mehrere wasserlösliche filmbildende Polymere, ausgewählt aus der Gruppe der Polyvinylalkohle, Celluloseether, Polysaccharide, Polyethylenglycole und Gelatinen, enthält.

3. Schlichte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere kationische grenzflächenaktive Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der homologen Reihen der primären, sekundären und tertiären Amine und Aminoxide, der quarternären Pyridiniumverbindungen und der substituierten Imidazoline, enthält.

4. Schlichte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere nichtionogene grenzflächenaktive Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der homologen Reihen der Alkylpolyglycolether, der Polyglycolether alkylierter Phenole und Naphthole, der Acylpolyglycolether, der substituierten Polyalkohole und der Tenside auf Mono- und Polysaccharidbasis (Glycoside, Ester, Urethane, Harnstoffe, Amine), enthält.

5. Schlichte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie die wasserlöslichen filmbildenden Polymere mit einem Feststoffgehalt in der Lösung zwischen 0,5 und 10 Massenanteile in % enthält.

6. Schlichte nach einem der Ansprüche 1,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie die kationischen grenzflächenaktiven Verbindungen und/oder die nichtionogenen grenzflächenaktiven Verbindungen mit einem Feststoffanteil in der Lösung zwischen 0,5 und 1,5 Massenanteile in % enthält.

7. Schlichte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als einen schlichtetypischen Zusatz ein bekanntes Gleitmittel enthält.

8. Schlichte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als einen schlichtetypischen Zusatz ein bekanntes Haftmittel enthält.

9. Schlichte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als einen schlichtetypischen Zusatz ein bekanntes Antistaticium enthält.

10. Verfahren zur Herstellung vereinzelter Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Schlichte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 behandelte Glasseidenspinnfäden oder Rovings in gecutterter Form mit Wasser, einem wäßrigen oder wasserhaltigen Medium in Kontakt bringt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserhaltige oder wäßrige Medium ein Zementmörtel ist.