DE1298682B

DE1298682B - Verfahren zum Schlichten von Glasfasern, Glasfaeden, Lunten, Straengen od. dgl. aus kontinuierlichen Glasfaeden oder Stapelglasfasern und von aus solchen hergestellten Geweben

Info

Publication number: DE1298682B
Application number: DE1962O0008605
Authority: DE
Inventors: Starr S C; Griffiths David H; Karpik H Richard H
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1961-03-02
Filing date: 1962-03-01
Publication date: 1969-07-03
Also published as: BE614438A; GB932685A; LU41313A1; CH405625A; NL110367C; ES274869A1; NL275227A; BR6236496D0

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ist jedoch die Schlichte auf den Glasfasern unein-

Schlichten von Glasfasern, Glasfäden, Lunten, Strän- heitlich, wie z. B. bei den von der Wanderung der gen aus kontinuierlichen Glasfäden oder Stapelglas- Schlichte betroffenen Glasfasern, so tritt eine Vielzahl fasern und von aus solchen hergestellten Geweben, mit von Problemen auf. Beispielsweise genügt schon eine wäßrigen Dispersionen, die etwa 1,5 bis 9 Gewichts- 5 üblicherweise zum Entfernen einer normalen Schlichte prozent Stärke, nichtionogene Gleitmittel, kationische angewendete Temperatur, um die einen hohen Fest-Gleitmittel und Emulgatoren enthalten. körpergehalt aufweisenden, d. h. übermäßig beschich-

Glasfasern werden gewöhnlich sofort nach ihrer BiI- teten, durch die Wanderung entstandenen Gebiete zu dung mit einer Schlichte versehen, weil sie sonst durch verkohlen. Folglich erhalten solche Gewebe ein mehr-Feuchtigkeit und den für dieses Material eigentümli- io farbiges oder streifiges Aussehen, das sie für die chen gegenseitigen Abrieb bei der Verarbeitung zer- Weiterverarbeitung und Weiterverwendung ungeeignet stört werden. Hauptbestandteil dieser Schlichten ist erscheinen läßt.

ein fihnbildendes Material, das eine Schutzschicht um Ferner werden zum Kräuseln und Absetzen der ver-

die Fasern bildet und so die Fasern sowohl gegen Ab- webten Fasern Temperaturen angewendet, die die rieb als auch gegen Feuchtigkeitsangriff schützt. Fer- 15 Schmelztemperaturen des Glases erreichen, so daß das ner enthalten derartige Schlichten gewöhnlich noch Glas erweicht. Bei von der Wanderung betroffenen Gleitmittel, Kupplungsmittel, Emulgatoren, weitere Glasfasern wirken offenbar die Gebiete hohen Festfilmbildende Materialien. körpergehalts als Wärmespeicher, die ein Schmelzen

Die Wirksamkeit einer Schlichte hängt weitgehend der Glasfasern zur Folge haben, obwohl die Ofenvon ihren filmbildenden Eigenschaften und von ihrer 20 temperaturen zur Verhinderung dieses Schmelzens der Schmierfähigkeit ab. Jedoch spielen bei einer solchen Glasfasern genauestens eingeregelt werden.
Schlichte auch noch andere Faktoren, wie Wirtschaft- Ein weiteres ernstes Problem bildet die unregel-

lichkeit, verfahrenstechnische Überlegungen usw., eine mäßige Zugspannung der von der Wanderung betrof-Rolle. fenen Bereiche. Das ist insbesondere für die Herstel-

Die Stärke nimmt als Bestandteil solcher Schlichten 25 lßg, z. B. von Webwaren, von erheblichem Nachteil, einmal aus wirtschaftlichen Erwägungen, aber auch wenn der Webstuhl genauestens auf die Zugspannungswegen ihrer besonderen filmbildenden Eigenschaften eigenschaften der zu verarbeitenden Materialien ein- und ihrer leichten Entfernbarkeit unter den für Schlich- gestellt wird. Abweichungen im Zugspannungsverhalten in Frage kommenden filmbildenden Materialien ten der Fäden haben fehlerhafte Endprodukte oder eine dominierende Stellung ein. Trotzdem sich Kunst- 30 aber Betriebsstörungen zur Folge,
stoffe immer mehr durchsetzen und die Preise für syn- Weitere Schwierigkeiten ergeben sich durch gebro-

thetische Kunststoffe immer stärker sinken und trotz- chene Fäden oder durch Fusseln, die in erhöhtem dem Kunststoffe besondere wünschenswerte Eigen- Maße in von der Wanderung betroffenen Garnen aufschaften besitzen, ist die Stärke als Bestandteil solcher treten. Ein solches Brechen hat nicht nur unansehn-SchlichtendasbevozugtefilmbildendeMaterialgebüeben. 35 liehe Produkte und eine verringerte Festigkeit der-

Die Verwendung von Schlichten auf Stärkebasis selben zur Folge, sondern wirkt sich auch bei der Fabriwird allerdings durch ein als »Wanderung« bezeichnetes kation sehr nachteilig aus, weil die gebrochenen Faden-Phänomen beeinträchtigt. Hierbei handelt es sich um enden zur Bildung von Knäueln, Knoten und anderen eine Wanderung der Festkörper der Schlichte in Rieh- Hemmnissen Anlaß geben. Obwohl das Vorherrschen tung der äußeren Oberfläche der aus den geschlichteten 40 gebrochener Fäden in von der Wanderung betroffenem Glasfasern gewickelten Spulen. Daß diese Wanderung Garn nicht ohne weiteres zu erklären ist, kann man nicht auf den während des Auf spulens auftretenden offenbar doch davon ausgehen, daß bei der Wanderung Zentrifugalkräften beruht, haben direkt nach dem Auf- nicht nur eine hohe Festkörperablagerung auftritt, spulen vorgenommene Untersuchungen ergeben. Die sondern auch unterbeschichtete Gebiete, welche daschädlichen Einflüsse dieser »Wanderung« sind an den 45 durch entstehen, daß der relativ gleichmäßige Überzug Eigenschaften und dein Aussehen sowohl der Zwischen- verfällt, weil die Schlichtefestkörper von dem einen Beals auch Endprodukte zu erkennen. Diese »Wände- reich zum anderen Bereich unter Bildung von Festrung« ist als die hauptsächliche Ursache für einen als körperkonzentrationen abwandern. Folglich entbehren Farbstreifenbildung bezeichneten Effekt anzusehen, die unterbeschichteten oder ungeschlichteten Gebiete welcher bei Geweben anzutreffen ist, die aus von der 50 des Schutzes und werden daher empfindlich gegenüber Wanderung betroffenen Glasspinnfäden oder Garnen Abrieb und dem damit in Verbindung stehenden Bregebildet werden. Glasfasergewebe werden nach dem chen der Fasern.

Weben einer Wärmebehandlung unterzogen, damit Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Versich das Gewebe absetzt oder die Glasfasergarne in dem fahrens zum Schlichten von Glasfasern, Glasfäden, gewebten Endprodukt dauerhaft gekräuselt werden. 55 Lunten, Strängen aus kontinuierlichen Glasfäden oder Die Behandlung wird angewendet, um den Griff, die Stapelglasfasern oder von aus solchen hergestellten Drapierung und ganz allgemein das Aussehen dieser Geweben mit wäßrigen Dispersionen, die etwa 1,5 bis Gewebe zu verbessern sowie um deren Lebensdauer zu 9 Gewichtsprozent Stärke, nichtionogene Gleitmittel, erhöhen. Die hohen Temperaturen sind zum Absetzen kationische Gleitmittel und Emulgatoren enthalten, des Gewebes notwendig, wobei gleichzeitig ein Ver- 60 welche keine Wanderungstendenz aufweisen und damit flüchtigen oder ein Abbau der auf den Gewebefasern zu verbesserten Schlichteeigenschaften führen,
befindlichen Schlichte stattfindet. Das Entfernen der Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß man als

Schlichte ist dann wünschenswert, wenn in einem nach- Stärke eine aus 50 bis 70 Gewichtsprozent Amylose folgenden Verfahrensgang eine Beschichtung mit Har- und 30 bis 50 Gewichtsprozent Amylopektin bestezen oder eine Endbehandlung, die im Aufbringen von 65 hende Getreidestärke einsetzt und 0,5 bis 6 Gewichts-Harz und Pigment besteht, erfolgt, da anderenfalls prozent des nichtionogenen Gleitmittels neben 0,05 bis eine Unverträglichkeit von Gewebe und Harz die 1,5 Gewichtsprozent des kationischen Gleitmittels ver-Folge sein könnte. wendet.

Es ist zwar bekannt, übliche Stärke, also solche mit einem Amylose-Amylopektinverhältnis von etwa 25:75 zum Schlichten von Glasfasern einzusetzen. Es war aber bisher nicht bekannt und war auch nicht voraussehbar, daß Stärke mit einem gänzlich anderen Verhältnis von Amylose zu Amylopektin demgegenüber besondere Vorteile beim Schlichten von Glasfasern gewährleistet und insbesondere den oben aufgezeigten und ausführlich diskutierten Wanderungseffekt zu vermeiden gestattet.

Die nach der Erfindung verwendete Stärke leitet sich von einem Hybridgetreide ab und besitzt ein Amylose-Amylopektinverhältnis von annähernd 60: 40.

Hinsichtlich der gesonderten Gewinnung von Amylose und Amylopektin aus üblicher Stärke sei verwiesen auf die Veröffentlichung von K. H. M e y e r in »Angew. Chem.«, 1950, S. 153 ff. Es gibt bereits handelsübliche Produkte der Zusammensetzung, die für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich aber jederzeit unter Verwendung von in den bestimmten angegebenen Anteilen an Amylosen und Amylopektin zusammengesetzten Stärkeprodukten durchführen.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem nichtionogenen Gleitmittel um ein tierisches oder pflanzliches öl.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das kationische Gleitmittel ein Amin-Säurekondensat.

Die einzelnen Bestandteile werden vorzugsweise in den unten angegebenen Gewichtsprozenten angewandt:

Hybridgetreidestärke 1,5 bis 9

tierische und pflanzliche Öle 0,5 bis 6

Emulgator 0,025 bis 2,5

Kationisches Gleitmittel 0,05 bis 1,5

Wasser Rest

Die verwendeten tierischen und pflanzlichen öle sind die bekannten natürlichen oder synthetischen Glycerinester, die auch in einer hydrierten Form verwendet werden können.

Die als kationische Gleitmittel verwendeten Amin-Säureverbindungen sind Amide oder Amin-Säurekondensate, welche aus dem Umsatz von Aminen und normalen, gesättigten Monocarbonsäuren oder Fettsäuren hervorgehen.

Die verwendeten kationischen-nichtionischen Gleitmittelkombinationen ergeben offenbar die Durchdringung und gewünschte Bindung, indem das nichtionische Gleitmittel das Durchdringen und das gründliche Gleiten der Mehrzahl der Spinnfäden sicherstellt, während das kationische Gleitmittel eine Affinität zu den anionischen Oberflächen der Glasfasern herstellt.

Obwohl Polyäthylenglykol ein bevorzugter Emulgator ist, können auch andere bekannte Emulgatoren, wie Äthylenglykolester, Alkyl-oxaryl-polyoxyäthylenalkohole, Polyalkylenamine, Polyoxyäthylenester, Aminkondensate u. dgl., verwendet werden.

In einer bevorzugten Zusammensetzung werden die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent, wie in dem nachfolgenden Beispiel angegeben, verwendet:

Hybridkornstärke 4,9

hydriertes, pflanzliches öl 1,18

Polyoxyäthylensorbitanmonooleat .... 0,19

Tetraäthylenpentamin-distearat 0,22

Polyäthylenglykol 1,15

Wasser Rest.

Eine Formierungsschlichte wird aus den obengenannten Bestandteilen hergestellt, indem die gesamte Stärke und die Hälfte der vorgesehenen Wassermenge in einem geeigneten Behälter zusammengegeben werden, der pH-Wert mit Salzsäure auf 6,0 ± 0,2 eingestellt und das Gemisch zum Sieden erhitzt wird. Das pflanzliche öl und das Polyoxyäthylensorbitanmonooleat werden dann getrennt davon bei 65 bis 75° C vermischt, bis zur Inversion der Emulsion gerührt und vorzugsweise bei 140 g/cm² homogenisiert und die Emulsion, das Tetraäthylenpentamin-distearat und der

ίο Rest Wasser der kochenden Stärkelösung unter Rühren zugesetzt.

Die erfindungsgemäßen Schlichtezusammensetzungen werden nach den bekannten Verfahren auf Glasfasern sofort nach ihrer Herstellung aufgebracht. In einem bevorzugten Verfahren wird ein Wischapplikator (USA.-Patentschrift 2 873 718) neben den Fasern und direkt unter den fasererzeugenden Düsen aufgestellt. Die Schlichtezusammensetzungen werden von dem sich bewegenden Wischer des Applikators auf die

ao Glasfasern aufgebracht. Jedoch können auch andere bekannte Verfahren, wie Kontaktverfahren, Tauchen oder Aufsprühen, verwendet werden. Zum Beispiel können Polster- oder Rollenapplikatoren (USA.-Patentschriften 2 390 370, 2 778 764, 2 693 429 und 2 742 737), Tauchapparate (USA.-Patentschrift 2 732 883) oder Sprühdüsen (USA.-Patentschriften 2 491 889 und 2 864 348) verwendet werden.

Der Erfolg der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Bekämpfung der Wanderung wird durch die folgende Tabelle demonstriert, in der der Unterschied des Gehaltes an Festkörpern zwischen den Spinnfäden im Innern und dem Rand gewickelten Bündeln aus mit Stärke geschlichtetem Glasfasergarn aufgezeigt ist.

	Festkörper	Festkörper
	gehalt der	gehalt der
Schlichte	Schlichte im	Schlichte am
	Innern in Ge	Rand in Ge
	wichtsprozent	wichtsprozent
Üblicher Getreide
stärkefilmbildner
A	1,85	5,45
B	1,83	4,84
Hybrid-Getreide-
stärkefilmbildner
1	1,60	2,06
2	1,64	1,97
3	1,66	1,88
4	1,63	1,89
5	1,63	1,81

Die Proben A und B sind mit einer bekannten auf Getreidestärke basierende Schlichte behandelt worden, während die Proben 1 bis 5 mit der in erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Schlichte behandelt worden sind, wobei der Stärkefilmbildner eine Hybridgetriedestärke ist, welche ein Amylose-Amylopektin-Verhältnis von annähernd 60: 40 besitzt. Die zahlenmäßigen Werte sind erhalten worden, indem Garnproben, sowohl aus dem äußeren als auch aus dem inneren Bereich der gewickelten Bündel ausgewählt, diese durch Erhitzen im Ofen auf eine Temperatur von 400⁰C gebracht und die Gewichtsverluste gemessen worden sind. Diese Verluste werden in Gewichtsprozent, bezogen auf die beschichteten Spinnfäden vor der Hitzereinigung, ausgedrückt.

Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Scmichtezusammensetzungen weisen nur ein 18°/oiges Abwandern zwischen den Spinnfäden, ausgewählt aus den inneren und äußeren Bereichen der Bündel, auf, während die herkömmlich geschlichteten Spinnfäden ein 18O°/_oiges Abwandern zeigen. Der Unterschied ergibt sich auch daraus, daß die äußeren oder durch die Wanderung betroffenen Spinnfäden der herkömmlich geschlichteten Fasern einen durchschnittlichen Festkörpergehalt von 5,14 % aufweisen, während die äußeren Spinnfäden, welche mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen behandelt worden sind, durchschnittlich 1,45 °/₀ Festkörper besitzen.

Claims

Patentansprüche: 1S

1. Verfahren zum Schlichten von Glasfasern, Glasfaden, Lunten, Strängen aus kontinuierlichen Glasfäden oder Stapelglasfasern und von aus solchen hergestellten Geweben, mit wäßrigen Dispersionen, die etwa 1,5 bis 8 Gewichtsprozent Stärke, nichtionogene Gleitmittel, kationische Gleitmittel und Emulgatoren enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stärke eine aus 50 bis 70 Gewichtsprozent Amylose und 30 bis 50 Gewichtsprozent Amylopektin bestehende Getreidestärke einsetzt und 0,5 bis 6 Gewichtsprozent des nichtionogenen Gleitmittels neben 0,05 bis 1,5 Gewichtsprozent des kationischen Gleitmittels verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtionische Gleitmittel ein tierisches oder pflanzliches Öl ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kationische Gleitmittel ein Amin-Säurekondensat ist.