DD290175A5

DD290175A5 - SUSTAINABLE SUBSTANCES FOR TREATING GLASS SILICON SPINNING FAITH AND METHOD FOR PRODUCING UNIFIED GLASS FIBERS

Info

Publication number: DD290175A5
Application number: DD32911289A
Authority: DD
Inventors: Klaus Forkel; Dieter Vollhardt; Juergen Hartmann
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-05-23

Abstract

Erfindungsbetreff ist eine tensidhaltige 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 zwischen 1,0 und 40,0 Massenanteile in % eines oder mehrere der Kationtenside aus den homologen Reihen der quarternaeren Amine und/oder der quarternaeren Aminoxide. Das erfindungsgemaesze Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dasz man der erfindungsgemaeszen Schlichte behandelte Glasseidenspinnfaeden oder Glasseidenrovings in gecutterter Form mit Wasser, einem waeszrigen oder wasserhaltigen Medium in Kontakt bringt.{Schlichte, tensidhaltige; Glasseidenspinnfaeden; Glasfasern, vereinzelte; Glas- und Bauindustrie; Faserverbundwerkstofferzeugung; Kationtenside; Amine, quarternaere; Aminoxide, quarternaere; Glasseidenrovings}The subject of the invention is a surfactant-containing size for the treatment of glass fiber spun yarns and a process for producing isolated glass fibers. The invention can be used in the glass and construction industry, in particular for fiber composite material production. The inventive sizing contains in a medium of between 1.0 and 40.0 parts by weight in% of one or more of the cationic surfactants from the homologous series of the quaternary amines and / or the quaternary amine oxides. The process according to the invention is characterized in that the glass fiber spinning filaments treated in accordance with the invention or glass fiber rovings in cut form are brought into contact with water, a water-containing or aqueous medium. Glasseidenspinnfaeden; Glass fibers, isolated; Glass and construction industry; Fiber composite material production; Cationic surfactants; Amines, quaternary; Amine oxides, quaternary; rovings}

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine tensidhaltige Schlichte zur Behandlung von Ciasseidenspinnfäden und ein Verfahron zur Herstellung vereinzelter Glasfasern und ist in der Glas· und Bauindustrie, insbesondere zur Faserverbundwerkstofferzeugung, einsetzbar.The invention relates to a surfactant-containing size for the treatment of Ciasseidenspinnfäden and Verfahron for the production of individualized glass fibers and is in the glass and construction industry, in particular for fiber composite material production, used.

Characteristic of the known state of the art

Die Präparation der Glasfaserstoffe erfolgt üblicherweise 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 (Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Bd. 11, S. 359-373, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstraße, 1976). Die Schlichte enthält grundsätzlich ein Binde -nittel in wäßriger Dispersion oder Emulsion zur Bündelung einer Vielzahl von Elementarfäden, Hilfsmittel zur Erzeugung von uleiteigenschaften für die Verarbeitbarkeit der Fäden im technologischen Prozeß, sowie im Hinblick auf die Erzeugung von glasfaserverstärkten Plasten die dazu geeigneten Haftmittel (Loewenstein, K. L. „The manufacturing technology of continuous glasafibres", Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam-London-New-York, 1973).The preparation of the glass fibers is usually carried out with a spin finish or Schmälze; Depending on the intended application of the fibers for the different applications Glasseidenspinnfäden with deliberately composed sizes for glass silk treated (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 11, pp 359-373, Verlag Chemie, Weinheim / Bergstraße, 1976). The sizing generally contains a binder in aqueous dispersion or emulsion for bundling a plurality of filaments, aids for generating uleitigenschaften for the processability of the threads in the technological process, as well as with regard to the production of glass fiber reinforced plastics suitable adhesive (Loewenstein, KL "The Manufacturing Technology of Continuous Glass Afibres", Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam-London-New York, 1973).

In einer DD-Patentanmeldung wurde bereits eine Schlichte zur Behandlung von Glasseidenspinnfäden sowie ein Verfahren zur Herstellung vereinzelter Glasfasern für die Faserverbundwerkstofferzeugung vorgeschlagen. Die Schlichte enthält in einem wäßrigen Medium wasserlösliche filmbildende Polymere und kationische grenzflächenaktive Verbindungen oder wasserlösliche filmjildende Polymere und nichtionogene grenzflächenaktive Verbindungen oder wasserlösliche filmbildende Polymere, kaiionische grenzflächenaktive Verbindungen und nichtionogene grenzflächenaktive Verbindungen und gegebenenfalls weitere schlichtetypische Zusätze. Die wasserlöslichen filmbildenden Polymere sind ausgewählt aus der Gruppe der Polyvinylalkohole, Celluloseether, Polysaccharide, Polyothylonglycole und Gelatinen, die kationischen grenzflächenaktiven Verbindungen aus der Gruppe der Verbindungen der homologen Reihen der primären, sekundären und tertiären Amine und Aminoxide, der quarternären Pyridiniumverbindungen und der substituie.ton Imidazoline, und die nichtionogenen grenzflächenaktiven Verbindungen aus der Gruppe der Verbindungen der homologen Reihen der Alkylpolyglycolether, der Polyglycolother alkylierter Phenole und Naphthole, der Acylpolyglycolether, der substituierten Polyalkohole und der Tenside auf Mono- und Polysaccharidbasis (Glycoside, Ester, Urethane, Harnstoffe, Amine). Rei den Herstellungsverfahren für vereinzelte Glasfasern bringt man die mit der Schlichte behandelten Glasseidenspinnfäden oder Rovings in gecutterter Form mit Wasser, einem wäßrigen oder wasserhaltigen Medium in Kontakt.In a DD patent application, a size for the treatment of glass filaments and a method for producing isolated glass fibers for fiber composite production has already been proposed. The sizing agent contains, in an aqueous medium, water-soluble film-forming polymers and cationic surface-active compounds or water-soluble film-forming polymers and nonionic surface-active compounds or water-soluble film-forming polymers, cationic surface-active compounds and non-ionic surface-active compounds and, if appropriate, further sizing-typical additives. The water-soluble film-forming polymers are selected from the group consisting of polyvinyl alcohols, cellulose ethers, polysaccharides, polyothylonglycols and gelatins, the cationic surface-active compounds from the group of compounds of the homologous series of primary, secondary and tertiary amines and amine oxides, the quaternary pyridinium compounds and the substituie.ton Imidazolines, and the nonionic surfactants from the group of compounds of the homologous series of alkyl polyglycol ethers, the polyglycol-alkylated phenols and naphthols, the acyl polyglycol ethers, the substituted polyalcohols and the mono- and polysaccharide-based surfactants (glycosides, esters, urethanes, ureas, amines) , Rei the production process for scattered glass fibers brings the treated with the size Glasseidenspinnfäden or rovings in cut form with water, an aqueous or aqueous medium in contact.

Reine Tenside wurden bisher lediglich bei der Herstellung vereinzelbarer Glasfasern nach der grundsätzlich unterschiedlich gearteten Naßspinntechnologie verwendet, da diese Technologie nicht den Einsatz von Schlichten erfordert. Demgemäß wird in der DE-PS 2.605.633 die Herstellung von in Wasser dispergierten 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 fürPure surfactants have hitherto been used only in the production of individualized glass fibers according to the fundamentally different types of wet spinning technology, since this technology does not require the use of sizing agents. Accordingly, DE-PS 2,605,633 proposes the production of mineral fibers dispersed in water, wherein the mineral fibers are slurried in water in the presence of a surface-active compound containing at least one cationic group in order to avoid adhesion between the fibers and associated lumping , Specially for

die Herstellung wäßriger Glasfaserdlsperslonen, wiederum unter Anwendung des Naßsplnnprozessee wird zur Erzeugung von gleichmäßigen Glasmatten nach dem Naßauftragsverfahren gemäß DE 2.847.334 vorgeschlagen, die Fasern In einem wäßrigen Medium mit einem oberflächenaktiven tertiären Amlnoxld zu behandeln.The preparation of aqueous Glasfaserdlsperslonen, again using the Naßsplnnprozessee is proposed for the production of uniform glass mats by the wet application method according to DE 2,847,334, the fibers in an aqueous medium with a surface-active tertiary Amlnoxld to treat.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Gewinnung von vereinzelten Glasfasern mit bewehrungsrelevanter Morphologie zur Herstellung von einzelfaserarmierton Faserverbundwerkstoffen.The aim of the invention is the production of isolated glass fibers with reinforcement-relevant morphology for the production of single-fiber-reinforced fiber composite materials.

Explanation of the essence of the invention

Dnr Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine tensidhaltige Schlichte zur Behandlung von Glasseidonspinnfäden zu entwickeln, die die Herstellung vereinzelter Glasfasern zur Faservorbundwerkstofferzeugung ermöglicht, sowie ein Verfahren zur Herstellung vereinzelter Glasfasern für die Faserverbundwerkstofferzeugung.Erfindunpogemäß enthält die Schlichte zwischen 1,0 und 40,0 Masseanteile in %, vorzugsweise zwischen 5,0 und 20,0 Masseanteile in %, eines oder mehrere der Kationtenside auo der homologen Reihe der quarternären Amine, insbesondere eines oder mehrere der Dimethylalkylbenzylammoniumhalogenide, vorzugsweise Dimethyldecylbenzylammoniumchlorid, Dimethyldodecylbenzylammoniumchlorid, Dimethyltetradecylbenzylammoniumchlorid, Dimethylhexadecylbenzylammoniumchlorid, Dimethyloctadecylbonzylammoniumchlorid, Dimothyldecylbenzylammonlumbromid, Dimethyldodecylbenzylammoniumbromid, Dimethyltetradecylbenzylammoniumbromid, Dimethylhexadecylbenzylammonlumbromid,Dimethyloctadecylbenzylammoniumbromid und/oder eines oder mehrere der Kationtenside aus der homologen Reihe der quarternären Aminoxide, insbesondere eines oder mehrere der oxethyllerten Alkylaminoxide, vorzugsweise oxethyliertes Decyl-, Dodecyl-, Tetradecylaminoxid. Die Schlichte kann gegebenenfalls bekannte snhlichtetypische Zusätze entfalten. Die erfindungsgemäße Schlichte ist einsetzbar vor dem Sammeln der Vielzahl von Elementarglasfäden zum Glasseidenspinnfaden in einer Beschlichtungseinrichtung. Die beschlichteten und gecutterten Glasseidenspinnfäden oder Glasseidenrovings zerfallen beim Kontakt mit Wasser, einem wäßrigen oder wasserhaltigen Medium spontan, d. h. in Sekundenschnelle, spätestens aber innerhalb von 3 Minuten, in die Elementarglasfäden, so daß der Faserverband augenblicklich aufgelöst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung vereinzelter Glasfasern ist dadurch gekennzeichnet, daß man mit der erfindungsgemäßen Schlichte behandolte Glasseidenspinnfäden oder Glasseidenrovings in gecutterter Form in Wasser, einem wäßrigen oder wasserhaltigen Medium in Kontakt bringt, wobei das wäßrige oder wasserhaltige Medium ein Zementmörtel oder Betonmörtel sein kann. Die spontane Faservereinzelung In diesem Medium ist die Folge.Dnr invention is based on the object to develop a surfactant-containing size for the treatment of Glasseidonspinnfäden, which allows the production of individualized glass fibers for Faservorbundwerkstofferzeugung, and a method for producing individualized glass fibers for Faserverbundwerkstofferzeugung.Erfindunpogemäß the sizing contains between 1.0 and 40.0 parts by mass in%, preferably between 5.0 and 20.0 parts by weight in%, of one or more of the cationic surfactants of the homologous series of the quaternary amines, in particular one or more of the dimethylalkylbenzylammonium halides, preferably dimethyldecylbenzylammonium chloride, dimethyldodecylbenzylammonium chloride, dimethyltetradecylbenzylammonium chloride, dimethylhexadecylbenzylammonium chloride, dimethyloctadecylbonzylammonium chloride, dimothyldecylbenzylammonium bromide, dimethyldodecylbenzylammonium bromide , Dimethyltetradecylbenzylammoniumbromid, Dimethylhexadecylbenzylammonlumbromid, Dimethyloctadecylbenzylamm onium bromide and / or one or more of the cationic surfactants from the homologous series of quaternary amine oxides, in particular one or more of the oxethyllerten alkylamine, preferably ethoxylated decyl, dodecyl, Tetradecylaminoxid. The sizing may optionally exert known snorting typical additives. The size according to the invention can be used prior to collecting the plurality of elemental glass fibers to the glass fiber spun yarn in a Beschlagungseinrichtung. The sized and cut glass fiber filaments or glass fiber rovings disintegrate spontaneously upon contact with water, an aqueous or aqueous medium, d. H. within seconds, but at the latest within 3 minutes, into the elemental glass threads, so that the fiber structure is dissolved instantaneously. The process according to the invention for producing isolated glass fibers is characterized by contacting glass-fiber spun yarns or glass silk rovings in chopped form in water, an aqueous or aqueous medium with the sizing agent according to the invention, wherein the aqueous or hydrous medium can be a cement mortar or concrete mortar. The spontaneous fiber singulation In this medium is the result.

embodiment

Beim Herstellungsprozeß von Glasseide nach dem Düsenziehverfahren tritt verfahrenstypisch die Glasschmelze durch eine Vielzahl von Edelmetalldüsen bzw. -löchern unter Bildung der endlosen Elementarfäden, dio vor dem Sammeln der Elementarfäden zum Spinnfaden mittels der Beschickungseinrichtung mit einer Schlichte versehen werden. Die Schlichte, die der Glasseide und insbesondere ihrer gecutterten Form die erfindungsgemäßen Eigenschaften verleiht, ist beispielhaft durch die nachfolgend genannten Zusammensetzungen charakterisiert und kann durch einfache Mischung der Bestandteile mit Wasser unter normalen Bedingungen erhalten werden.In the process of producing glass silk by the die-drawing process, the glass melt typically passes through a plurality of noble metal dies to form the endless filaments, which are then finished with a sizing agent prior to collecting the filaments into the filament by means of the feeder. The size which confers the properties of the invention on the glass silk and in particular on its chopped form is exemplified by the following compositions and can be obtained by simple mixing of the constituents with water under normal conditions.

Beispiel 1example 1 15,015.0 DimethyldodecylbenzylammoniumchloridDimethyldodecylbenzylammoniumchlorid (Zephirol)(Zephirol) ad 100,0ad 100.0 Wasserwater (in Masseanteile %)(in% by mass) Beispiel 2Example 2 20,020.0 Elromin K 3 (oxethyliertes Dodecylaminoxid)Elromin K 3 (ethoxylated dodecylamine oxide) ad 100,0ad 100.0 Wasserwater (in Masseanteile %)(in% by mass) Beispiel 3Example 3 15,015.0 DimethyldodecylbenzylammoniumchloridDimethyldodecylbenzylammoniumchlorid (Zephirol)(Zephirol) 1,01.0 Aminopropyltriethoxysilanaminopropyltriethoxysilane ad 100,0ad 100.0 Wasserwater (in Masseanteile %)(in% by mass)

Example 4 (application example)

Im Turin- '*sßr wurde eine Maische, bestehend aus 50 Liter Wasser und den für eine Plattenherstellung benötigten Rohstoffen, wie 2,25kg Zement, 1,5kg Sikalit, 25g Perlit, 1,2kg Kaliwasserglas Sorte 2 und 175g Zellulose, bereitet. Nach einer Mischdauer von 20 Minuten wurden 500g vereinzelbare Glasstapelfasern mit 5mm Stapellänge zugegeben. Die erhaltene Maische wurde gemäß DD-WP126.548 zu Platten weiterverarbeitet.In Turin '* sssr, a mash consisting of 50 liters of water and the raw materials needed for plate making, such as 2.25kg of cement, 1.5kg of Sikalit, 25g of Perlite, 1.2kg of Grade 2 potash water and 175g of cellulose, was prepared. After a mixing time of 20 minutes, 500g of stackable glass staple fibers of 5mm staple length were added. The mash obtained was further processed into plates according to DD-WP126.548.

Claims

1. Surfactant-containing size. ir treating glass-fiber filaments, characterized in that the size contains between 1.0 and 40.0 parts by mass in% of one or more of the cationic surfactants from the homologous series of the quaternary amines and / or the quaternary amine oxides in an aqueous medium.

2. Surfactant-containing size according to claim 1, characterized gekennzeftf net, that the size of one or more of the cationic surfactants of the Dimethylalkylbanzylammoniumhalogenide and / or the ethoxylated alkylamine oxides in the aqueous medium.

3. Surfactant The size as claimed in claims 1 and 2, characterized in that the sizing, the cationic surfactants Dimethyldecylbenzylammoniumchlorid, Dimethyldodecylbenzylammoniumchlorid, Dimethyltetradecylbenzylammoniumchlorid, Dimethylhexadecylbenzylammonlumchlorid, Dimethyloctadecylbenzylammoniumchlorid, Dimethyldecylbenzylammoniumbromid.Dimethyldodecylbenzylammoni'jmbromid, Dimethyltetradecylbenzylammoniumbromid, Dirnethylhexadecylbenzylammoniumbromid, Dimethyloctadecylbenzylammoniumbromid and / or oxyethylated decyl, dodecyl, Tetradecylamine oxide in the aqueous medium.

4. surfactant-containing size according to claims 1 to 3, characterized in that the size contains the cationic surfactants between 5.0 and 20.0 parts by mass in% in the aqueous medium.

5. Surfactant-containing sizing according to claims 1 to 4, characterized in that the sizing may contain known sizing-typical additives.

6. A process for the preparation of isolated glass fibers, characterized in that one brings into contact with a size according to claims 1 to 5 treated glass silk filaments or glass silk rovings in cut form with water, an aqueous or aqueous medium in contact.

7. The method according to claim 6, characterized in that the aqueous or aqueous medium is a cement or Botonmörtel.