DE1082878B

DE1082878B - Verfahren zum Appretieren von Glasfasern und daraus oder damit gearbeiteten Geweben od. dgl.

Info

Publication number: DE1082878B
Application number: DEO4236A
Authority: DE
Inventors: Remus F Caroselli; Roland K Gagnon
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1954-05-26
Filing date: 1955-04-18
Publication date: 1960-06-09
Also published as: FR1123513A; US2868668A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Appretierung von Glasfasern und aus solchen bestehenden oder mit solchen verarbeiteten Geweben od. dgl., die auch gefärbt sein können.

Es hat sich gezeigt, daß Glasfasern oder mit solchen hergestellte oder verarbeitete Gewebe mit einem Schutzüberzug versehen und gleichzeitig gefärbt werden können, wenn sie nach der Entfernung der Schlichte mit einer Zusammensetzung behandelt werden, in der als Harzbestandteil ein Polymerisat von Acrylsäure und ihren Derivaten allein oder in Verbindung mit Farbstoffen oder Pigmenten enthalten ist, worauf nach der Fixierung des Überzugs auf den Faseroberflächen noch mit einer gut haftenden wasserabweisenden Schicht überzogen wird.

Das Entfernen der auf die Glasfasern bei ihrer Herstellung aufgebrachten Schlichte ist nicht wesentlich, jedoch werden zuckerartige, gelatinöse, stärke- oder fetthaltige, die Schlichte bildende Stoffe zweckmäßig entfernt, um eine optimale Vereinigung der Schutzfarbschicht und der Glasfaseroberflächen zu erreichen. Die Fasern werden in bekannter Weise durch Waschen mit Wasser oder Lösungsmitteln oder vorzugsweise durch Abbrennen gereinigt, wobei gleichzeitig durch die Wärmebehandlung eine Egulierung des Gewebes und Spannungsfreimachen der Fasern erfolgt. Das Abbrennen erfolgt bei etwa 350° C und das Spannungsfreimachen bei 560 bis 65O⁰C in 1 Sekunde bis 30 Minuten je nach dem Gewicht des Gewebes. Das Endprodukt hat die Eigenschaften feinster Seide oder Satins, d. h. eine gute Griffigkeit und Fall, Knitterbeständigkeit und Verschleißfestigkeit. ·

Als Acrylsäurepolymerisate für" die Appretierung wählt man mit oder ohne Zugabe von Plästifizierungsmitteln Polymerisate von Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Buthylmethäcrylat, Äthylacrylat, Äthyläthycrylat u. dgl. Die Polymerisate werden in Lösungsmitteln gelöst verwendet öder vorzugsweise in wäßriger Dispersion oder Emulsion, z. B.: als 40%ige wäßrige Dispersion. Bei Verwendung der Acrylpolymerisate als Überzugssubstanz genügen zum Tauchbadfärben, Besprühen, Stückfärben u. dgl. Konzentrationen von 2 bis 15% Polymerisat, während Konzentrationen von 15 bis 25% Polymerisat bei.m Aufbringen mit Walzen oder zum Drucken Verwendung finden. .Als Lösungsmittel können Kohlenwasserstoffe, z. B. Benzin oder Toluol, Ester, wie Äthylazetat, öder Ketone, wie Methyläthylketon, Verwendung finden.

Geeignete Plastifizierungsmittel sind Dibuthylphthalat, Dikaprylphthalat, Trikrysylphosphat oder Diburhylsebazat. '

Menge und Art der Farbstoffe hängen von dem für Verfahren

zum Appretieren von Glasfasern

und daraus öder damit gearbeiteten

Geweben od. dgl.

Anmelder:

Owens-Corning Fiberglas Corporation,
Toledo, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phyä. E. Betzier,
Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Mai 1954

Remus F. Caroselli und Roland K. Gagnon,

Manville, R. I. (V. St. A.),
■ - sind als Erfinder genannt worden

die Behandlungssubstanz verwendeten Lösungsmittel und von der gewünschten Farbintensität ab. Bei organischen Lösungsmitteln verwendet man in dem Lösungsmittel lösliche organische Farbstoffe. Bei einem wäßrigen System verwendet man wasserlösliche Farbstoffe oder in Wasser dispergierbare Farbstoffe oder Pigmente, z. B. Nitropigmente, Azopigmente, Pyrazolonpigmente, Auxanthinfarbpigmente, Antrochinonpigmente, Fettfarbstoffe und Phthalocyaninpigmente u. dgl.

Finden Farbstoffdispersionen Verwehdung, dann gibt man dem Ansatz 0,1 bis 1,0% Dispergiermittel, z. B. Harzseife, Metallseife, Fettsäureaminseife od. dgl., zu. Soll ein glattes, ungefärbtes Glasfasergewebe verbesserte Abriebfestigkeit, bessere Zugfestigkeit und bessere Griffigkeit haben, verwendet man die gleiche Behandlungssubstanz ohne Farbzusätze.

Nachdem die Überzugssubstanz auf das Glasfasergewebe durch Eintauchen, Überfließen, Rollen, Bedrucken oder Besprühen od. dgl. aufgebracht und das Überzugsmaterial auf den Glasfasern durch Trocknen zweckmäßig bei 90 bis 180° C fixiert ist, werden die überzogenen Fasern mit einem wasserabstoßenden Mittel, z. B. Stearatchromylchlorid, oder einer anderen Werner-Komplexverbindung behandelt, in der

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die Säuregruppe am Bäsischrom- oder ähnlichen Atom mehr als 10 Kohlenstoffatome aufweist. Vorzugsweise verwendet man Lösungen des wasserabstoßenden Mittels in Konzentrationen von 0,2 bis 3,0 °/p. Beim Trocknen bei 100 bis 150⁰C wird das wasserabstoßende Mittel auf den überzogenen' Glasfaseroberflächen fixiert, so daß die Fasern wasserabweisend werden und die" Appretur von den Glasfaseroberflächen durch Wasser nicht verdrängt werden kann.

An Stelle einer Werner-Komplexverbindung der oben beschriebenen Art sind .auch andere wasserabstoßende Substanzen geeignet, z. B. kationische aktive Verbindungen. mit mehr, als 10 Kohlenstoffatomen in der kationischen Gruppe, ferner auch flüssige Polysiloxane, Polysiloxanpolymerisate, Paraffine, Wachse u. dgl.

Zum Bedrucken gereinigter Glasfasergewebe kann dieselbe Zusammensetzung als Druckpaste durch Zugabe eines wasserlöslichen Füllmittels, z. B. Alginate, Methylcellulose, Oxyäthyicellulose, Carboxymethylcellulose, Verwendung finden. 2 bis 5% Alginat reichen gewöhnlich als Füllkörper für eine Matrizendruckpaste aus, während je nach der Veresterung Mengen von 3 bis 15% der Cellulosederivate angebracht sind.

Es ist bereits bekannt, Vihylharzlatex, der durch Mischpolymerisate eines kleinen Anteils von Acrylat mit einem großen Anteil von Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid hergestellt wird, zur Appretierung von Fasern zu verwenden. Dieses Material unterscheidet sich aber grundsätzlich von dem Acrylatsystem, das als Überzug auf die gereinigten Glasfasern zur Herstellung der gewünschten Appretierung gemäß der Erfindung Verwendung findet.

Es läßt sich durch Versuche ermitteln, daß mit dem bekannten System eine einwandfreie Verbindung zwischen Harz und Glasoberflächen nicht zu erzielen ist. Theoretisch kann man dies vielleicht dadurch erklären, daß bei dem bekannten System zu wenig PoIyacrylat vorhanden ist, so daß Harz und Glasoberflächen' nicht in der gewünschten Weise miteinander reagieren. Hinzu kommt mit Sicherheit noch, daß bei den bekannten Systemen keine Nachbehandlung durch ein wasserabstoßendes Mittel erfolgt, welches offenbar eine Vertiefung der Bindung zwischen Harz und Glasoberfläche zur Folge hat.

Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung (°/o = Gewichtsprozente).

Zusammensetzung A für Stückfärben

4,5^fl/o Methylmethacrylatpolymerisat in wäßriger Dispersion;,

2,0% Farbstoff in wäßriger Dispersion,
0,1% Harzseife als Dispergiermittel,
93,4% Wasser.

Zusammensetzung B für Stückfärben

10,0% Äthylacrylatpolymerisat in wäßriger Dispersion,

. 4,0% Malachitgrün in wäßriger Dispersion,
.0,2% Harzseife als Dispergiermittel,
85,8% Wasser.

Zusammensetzung C als Schutzüberzug

15,0% Acrylsäurepolymerisat in wäßriger Lösung,

0,2% Harzseife als Dispergiermittel,
84,0% Wasser.

Diese Überzugszusammensetzungen werden auf das Gewebe im Foulard aufgebracht nachdem das Gewebe für ,'3 Minuten bei etwa 565° C gereinigt ist. Das behandelte Gewebe wird 10 Minuten durch einen Trockenofen bei 120° C geführt, um das Lösungsmittel auszutreiben und die gefärbten Polymerisate 5. auf der Glasfaseroberfläche zu fixieren. Darauf wird das Gewebe in eine l%ige wäßrige Lösung von Stearatchromylchlorid eingetaucht und dann bei 120° C getrocknet, um das Schmiermittel auf den Glasfaseroberflächen unlöslich zu machen. Wird die

ίο Zusammensetzung A verwendet, dann bilden die niedergeschlagenen Festkörper etwa 2% des fertigen Gewebes. Bei der beschriebenen Behandlung sieht man zweckmäßig einen Niederschlag von Festkörperchen zwischen 1 und 10% des Endproduktes vor, wobei dieser Anteil allein aus dem Polymerisatüberzug besteht, wenn keine Färbung erwünscht ist.

Zusammensetzung D für Matrizendruck .

9,0% nicht ionisierten Methylmethacrylatpolymeri-

sats in wäßriger Dispersion,

,2,5% Natriumalginat,

0,2% Dispergiermittel,

5,0% Toluidinrot, ^:

83,0% Wasser.

Zusammensetzung E für Matrizendruck

15,0% Hydroxyäthylcellulose (hohe Viskosität),

6,0% Polymethylmethacrylat in wäßriger Dispersion,

0,2% Dispergiermittel,

4,0% Methylviolett,

74,8% Wasser.

An Stelle von Hydroxyäthylcellulose kann man auch Carboxymethylcellulose oder Methylcellulose verwenden. Die Paste wird auf das gereinigte Glasfasergewebe in üblicher Weise, z. B. im Matrizendruck aufgebracht und das behandelte Gewebe bei 90 bis 180⁰C 1 bis 10-Minuten weiterbehandelt, um das Lösungsmittel auszutreiben und den Farbüberzug zu setzen. Das bedruckte Gewebe wird dann mit einer l%igen Lösung von Stearylammoniumchlorid behandelt, welches auf den Glasfaseroberflächen nach dem Trocknen durch Wärmeeinwirkung unlöslich wird. Die Zusammensetzung D liefert etwa 9% des fertig behandelten Glasfasergewebes. Bei Verwendung von Druckpasten können die niedergeschlagenen Festteilchen die oben beschriebene Menge überschreiten und können 15 bis 20% des Endproduktes erreichen, von denen über die Hälfte Polymerisat oder Mischpolymerisat ist.

Im folgenden sind noch weitere Zusammensetzungen für die Behandlung von Glasfaseroberflächen in Strang-, Garn- oder Gewebeform beschrieben, die dann Anwendung finden, wenn die Ausgangsschlichte

durch Wärmebehandlung oder eine andere Reinigung beseitigt ist:

Zusammensetzung F

2,5% Methylmethacrylatpolymerisat in wäßriger

Dispersion, ..-■■

0,4% Netzmittel, ■--,=-■

87,1% Wasser. _t ^ '"

Zusammensetzung G

₆- 5,0% Äthylmethacrylatpolymerisat mit 25% Di-

buthylphthalat plastifiziert, .--■'
0,3% Dispergiermittel, . - - ■
94,7% Wasser.

Gemäß der Erfindung behandelte Gewebe haben eine. verbesserte Zugfestigkeit und Abriebfestigkeit,

auch wenn sie einige Male gewaschen oder trocken gereinigt sind. Die in der Überzugssubstanz mitverwendete Farbe ist lichtfest, wasch- und kochfest und gegen Trockenreinigung unempfindlich gebunden. Somit kann man bei der Behandlung gemäß der Erfindung eine Gesamteinfärbung oder eine Musterfärbung auf die Glasfasergewebe od. dgl. mit Hilfe der üblichen Textilbehandlung und der dabei verwendeten Einrichtungen aufbringen.

Die genannten Verbesserungen bei dauergefärbten Glasfasergeweben sind begleitet von einer Verbesserung der Weichheit und des Griffes der Gewebe. Sind die Gewebefasern richtig entspannt und egulisiert, ist das Gewebe auch knitterfrei. Es ist selbstverständlich, daß die oben beschriebene Behandlungsweise auch mit Einzelglasfasern oder Glasfasersträngen durchgeführt werden kann, um einen Schutzüberzug oder eine Einfärbung zu erreichen, wenn die Überzugssubstanz eine niedrigere Viskosität als die für das Stückfärben aufweist, ao

Die erfindungsgemäße Behandlung kann auch im Zuge der Herstellung der Glasfasern angewendet werden. In diesem Falle kann die Aufbringung und die Wiederbeseitigung der Schlichte in Wegfall kommen, und es ist, auch wenn ein Farbüberzug im Zuge der Herstellung der Glasfasern Verwendung findet, eine Gesamteinfärbung von guter Intensität möglich.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Appretieren von Glasfasern oder daraus oder damit gearbeiteten Geweben od. dgl. durch Überziehen der schlichtefreien oder vorher von jeglicher Schlichte befreiten Fasern mit Polymerisaten, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen Polyacrylsäurederivat enthaltendes Harzbindemittel aufgebracht und durch Erhitzen der überzogenen Fasern fixiert wird, worauf nach Überziehen der behandelten Fasern mit einer Lösung eines wasserabstoßenden Mittels durch anschließendes Trocknen das wasserabstoßende Mittel auf der Faseroberfläche fixiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserabstoßendes Mittel eine Werner-Komplexverbindung, bei der die Säuregruppe mehr als 10 Kohlenstoffatome enthält, oder eine kationische Aminverbindung mit einer an das basische Stickstoffatom gebundenen organischen Gruppe mit mehr als 10 Kohlenstoffatome verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Überzug auf die Glasfasern aufgebrachte Zusammensetzung einen Farbstoff in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsprozent der Überzugssubstanz enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Zusammensetzung Farbstoffe im Verhältnis von 1 bis 20% Farbstoff zu 2 bis 25%· Polymerisat enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 614 932;
American Dyectuhf Reporter, 1952, S. 503, 504.