DE1669585A1

DE1669585A1 - Verfahren zum UEberziehen von Glasfasern

Info

Publication number: DE1669585A1
Application number: DE19671669585
Authority: DE
Inventors: Roscher Alfred Max
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1966-12-29
Filing date: 1967-12-12
Publication date: 1971-01-14
Also published as: FR1567992A; GB1204343A; US3619252A; BE708681A

Description

11. Dez. 1967

Fro::." " ': M.-Höchst
Adelonstraße 58 - TeL 3010 34

Unsere Nr. 14218

Pittsburgh Plate G-lass Company Pittsburgh, Pa., Y.St.A*.

Verfahren zum Überziehen von Glasfasern.

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von mit Elastomermaterial verhüllten Glasfasersträngen, -garnen, -corden oder -geweben sowie ein erfindungs gemäß hergestelltes Produkt zur Verwendung als Verstärkungs material für elastomere Erzeugnisse wie Fahrzeugreifen, Treibriemen, Förderbänder, Schlauchmaterial und dergl..

Daß man bestrebt ist, zur Verstärkung natürlicher und synthetischer Elastomerstoffe wie Nitrilkautschuk, SBR- und Jtfeoprenkautschuk Glasfasern zu verwenden, ist allgemein be kannt. Die Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsmaterial für Kautschuk bringt folgende Vorteile, um die wichtigsten zu nennen:

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ausgezeichnete Zugfestigkeit, die durch Feuchtigkeit und Temperatur bis zu etwa 315°C unbeeinträchtigt bleibt ; ausgezeichnete Dimensionsbeständigkeit; bestimmte Dehnungseigenschaften, hervorragende Beständigkeit gegen Kaltflußoder Fließspannung sowie gute Alterungseigenschaften. Doch wenn es sich dabei auch um bedeutende Eigenschaf tsver besserungen gegenüber den bisher üblichen Kautschukver Stärkungsmaterialien wie Baumwolle, Reyon, Nylon und Polyester handelt, so ist doch die Umwandlung der G-lasfasern in ein für natürliche und synthetische Elastomermaterialien geeignetes Verstärkungssystem mit Schwierigkeiten verbunden.

Günstiger wurde die Signung von Glasfasern als Ver Stärkungsmaterial für· Kautschuk und dergl. durch den Vor_r schlag," die Glasfaserstränge zunächst mit einem Binde und - entweder gl6ieüUBe±tig oder während einer anschließenden Behandlung - mit einem elastomeren Material, das mit dem durch die Glasfaserstränge zu verstärkenden Elasto meren verträglich ist, zu überziehen. Dadurch ließen sich zwar die Eigenschaften der Glasfasern als Verstärkungsmaterial besser ausnutzen, doch genügte diese Behandlung allein noch immer nicht, die allgemeine Eignung von Glasfasern als verbessertes Verstärkungsmaterial zu fördern. Es traten zusätzliche Schwierigkeiten im Zusammenhang mit elastomerbe schichteten Glasfasern und insbesondere mit derart überzogenen Glasfasersträngen auf.

Solche zusätzlichen Schwierigkeiten ergaben sich u.a. bei dem Bestreben, elastomerbeschichtete Glasfasern oder Glasfaserstränge während ihrer Bearbeitung auf Transportrollen, scheiben und dergl. zu trocknen, ohne daß sich Beschichtungsmaterial davon ablöste und/oder auf die Transport- und Traganlagen -absetzte;

elastomerüberzogenes Glasfasermaterial herzustellen, das von nicht klebriger Beschaffenheit ist und sich daher gut handhaben und leicht zu Strängen, Garnen, Corden, Kabeln, Geweben oder dergl. wickeln, drehen, fachen oder weben läßt

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und die Herstellung elastomerüberzogener Glasfaserpro- . dukte mit hoher Produktionsgeschwindigkeit zu erreichen, ohne daß die Herstellung der gewünschten Produkte zu - sätzliche Ausgaben durch Weiterbehandlungsstufen oder einen weiteren Zeit- oder Ausstattungsaufwand erforder lieh macht.

Nach dem Stande der Technik war es schwierig, überzogene Glasfasern zu trocknen, die mit Elastomermaterial benetüt oder durch Eintauchen damit abgesättigt wurden, während die G-lasfasern durch eine erhitzte Atmosphäre über Trag- und Förderanlagen geführt werden. Man verfuhr daher so, daß der elastomere Überzug zunächst durch Überziehen oder Imprägnieren der G-lasfasern in einer das Elastomere enthaltenden Lösung oder Flüssigkeit her gestellt und die benetzten oder gesättigten G-lasfasern anschließend unter geringfügiger Spannung von Rollen oder dergl. gestützt und transportiert wurden, während sie durch erhitzte Atmosphäre geführt wurden, um den elastomeren Überzug auf den Glasfasern zu trocknen. Wurde der elastomere Überzug, mit zu hoher Geschwindigkeit erhitzt, so entwickelten sieh darin Blasen, Wenn darüberhinaus der elastomere überzug auf den Glasfasern nicht ausreichend trocken war, wenn diese das erste Stütz- und Förderelement innerhalb der erhitzten Atmosphäre erreichte, neigte der elastomere Überzug dazu, sich von den Glasfasern abzulösen und auf den ersten und möglicherweise auch auf den folgenden Trag- und Förderanlagen abzusetzen. Dies führte zur Herstellung von Glasfasern mit unzureichender Menge an elastomerem Überzugsmaterial oder bestenfalls zu einem ungleichmäßigen Überzug auf den Glasfasern. Außerdem war man vor ein ernsthaftes Reinigungsproblem gestellt," da nämlich jede Ansammlung von elastomerem Material konti nuierlich von den Förder- und Stützvorrichtungen entfernt werden mußte. Wurden letztere nicht sauber gehalten, so kam es neben anderen Schwierigkeiten dazu, daß sich auf den Glasfasern leicht Klumpen oder " Beläge " aus elasto-

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merem Rückstandsmaterial absetzen, das sich auf den Förder- und Stützanlagen ansammelte bzw. nicht ent fernt wurde. Desweiteren traten nach dem Stande der Technik insofern Schwierigkeiten bei der Herstellung von elastomer überzogenen Glasfasern oder Glasfasersträngen auf, als diese unerwünscht zur Klebrigkeit neigten, was zu einer Verhaftung oder Verklebung des Glasfasermaterials während der anschließenden Wickel-, Dreh-, Fach- oder Webvorgänge führte. Diese Schwierigkeiten sind in den U.S.A. -Patentschriften 3.029.589, 3.029.590 und 3.287.204 sowie in der veröffentlichten südafrikanischen P Patentanmeldung 65/5536 vom 14. Oktober 1965 beschrieben. Um das zu vermeiden, hatte man nach dem Stande der Technik verschiedene Schmier- oder "Gleit"-Überzüge, die nachstehend noch ausführlicher erörtert werden, auf das Glasfasermaterial aufgetragen, bevor dieses gewickelt, gedreht, gefacht oder verwebt wurde.

Um überdies die vorgenannten, durch Blasenbildung, Iioslösung und Rückstandsmaterial verursachten Probleme bis zu einem gewissen Grade auszuschalten oder zu er leichtern, sah man sich genötigt, die Produktionsge schwindigkeit erheblich herabzusetzen und/oder einen bedeutend längeren Ofen bereitzustellen, in dem eine P größere, stützfreie Spannweite des überzogenen Glasfasermaterials aufgenommen werden konnte, bevor dieses das erste Trag- oder Förderelement innerhalb der erhitzten Atmosphäre erreichte. Dies war notwendig, um zu gewährleisten, daß der elastomere Überzug auf den Glasfasern ausreichend getrocknet war, bevor sie mit einem Stütz- und Förderelement oder dergl. in Berührung kamen, durch das der elastomere Überzug möglicherweise abgelöst oder abgelagert wurde. Wie bereits erwähnt, ließ sich das Problem der Klebrigkeit bis zu einem gewissen Grad durch den zusätzlichen Arbeitsgang, den die Auftragung von "Gleit " Überzügen darstellt, überwinden. Es handelte sich jedoch dabei nicht nur um einen weiteren, lästigen Beschichtungs-

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Vorgang, sondern es mußten überdies diese "G-Ieit"-Überzüge im allgemeinen wieder durch anschließendes Waschen oder Scheuern entfernt werden. Aus all dem erhellt der Wunsch nach einem Verfahren, in dem alle vorgenannten zusätzlichen Aufwendungen durch eingeschaltete Behandlungsstufen, durch Mehraufwand an Zeit und Ausrüstung weg fallen.

Die Brfindung betrifft daher ein neuartiges Verfahren und Mittel zur Irhöhung der Gleichmäßigkeit und zur Verbesserung der Handhabung und anschließenden Verarbeitung von elastomerüberzogenem Faserglas- und Faserglasstrangmaterial. Insbesondere lehrt die Brfindung die vorteilhafte Nutzung einer elektrischen Hochfrequenz-Heizanlage unter Verbesserung der elastomerüberzogenen Glasfa&erprodukte und ihres Herstellungsverfahrens.

Ziel der Erfindung sind nichtklebrige, elasto merüberzogene Glasfaserstränge, -garne oder Textil gewebe für die Verstärkung von Kautschukmaterial sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von kaut schukbeschichteten Glasfaserprodukten und verbesserte, mit Glasfasern verstärkte Elastomerprodukte.

Diese und weitere Ziele der Brfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigen Abb. 1 in schematischer Darstellung ein typisches Fließverfahren, das bei der Ausführung der Brfindung angewendet werden kann, und Abb. 2 ebenfalls in schematischer Darstellung - eine dielektrische Hoahfrequenz-Heizanlage, die erfindungsgemäß verwendet werden kann.

Im einzelnen zeigt Abb. 1 ein Lieferwerk 1 mit mehreren daran befestigten Spulen 3§ auf denen die Glasfaeerstränge 5 aufgewickelt sind. Alle Glasfaserstränge sind mit einer Schlichte aus einem Schmiermittel, einem Bindemittel und einem Verbinder (beschrieben in der U.S.A.-

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Patentanmeldung 535.683 vom 21. März 1966) überzogen. Weitere geeignete Schlichtematerialien mit geeigneten Verbindern sind in den U.S.A.-Patentanmeldungen vom 5. Dez. 1966 ( " Novel Reaction Product and Use Thereof as a G-lass Fiber Size " von Charles W. Killmeyer und George S. !Herman ) und vom 13. Dez. 1966 ("Glass Fibers for Elastomer Reinforcement " von Joe B. Lovelace und David H. Griffiths ) beschrieben. Der übli chen Praxis entsprechend weisen außerdem alle Glasfaserstränge 5 eine Verzwirnung von l/2 Drehung je 2,5 cm auf, um dem Strang Festigkeit und Beständigkeit gegen

™ eine Abfaserung während der Anfangsbehandlung oder - verarbeitung zu verleihen, bevor er mit elastomere^! Ma terial überzogen und imprägniert wird. Die Stränge 5 werden parallel zueinander vereint und durch einen keramischen Führungskörper 7 - in Tangential berührung • über die Drehwalzen oder Tauchauftragsvorrichtungen 9 mit Motorantrieb - zu einer motorgetriebenen, sich drehenden Abstreifwalze oder -scheibe 11 geführt. Die Walzen oder Tauchvorrichtungen 9 hängen teilweise in ein wässriges Kautschukbad oder -emulsion 13 herab, die sich in Behältern oder Tanks 15 befinden. Die Tauchvorrichtungen werden entgegengesetzt zur Laufrichtung der Stränge 5

k angetrieben, um dadurch deren Überziehen und Imprag nierung zu verbessern. Die Aufnahme an Kautschukmasse durch die Auftragsvorrichtungen 9 und die Stränge 5 ist mehr als ausreichend, um die Stränge mit der gewünsch ten Sndmenge Kautsehukmasse oder Haftmittel 13 zu überziehen und zu imprägnieren. Die Abstreifwalze oder scheibe 11 wird gegen die Laufrichtung der Stränge 5 getrieben und dient zur weiteren Imprägnierung der Stränge, wobei überschüssige Kautschukmasse oder Haftstoffe 13 entfernt werden.

Von der Abstreifwalze oder -scheibe 11 gelangt das überzogene imprägnierte Strangmaterial in senk rechter Richtung durch einen dielektrischen Heizapparat

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oder Trockenofen 17, in dem bestimmte unerwünschte flüchtige Bestandteile der Kautschukmasse 13 ausgetrieben und mittels eines Gebläses 19 aus dem dielektri sehen Ofen 17 entfernt werden. Anstelle des Gebläses 19 oder zusätzlich dazu kann eine (nicht gezeigte) Saug Vorrichtung verwendet werden, die vorzugsweise an dem oberen bzw. Ausgangsende des senkrecht angeordneten dielektrischen Ofens 17 angeordnet wird. Der Bau eines typischen, dielektrischen Heizapparates oder Trocken ofens, der sich zur erfindungsgemäßen Verwendung eig net, ist in Abb. 2 vollständiger dargestellt.

Abb. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen dielektrischen Heizapparat 17 mit einer Reihe senkrecht in Abständen angeordneter Elektroden 25, die mit einer geeigneten Stromquelle (nicht gezeigt) elektrisch so verbunden sind, daß zwischen aufeinanderfolgenden, entgegengesetzt geladenen Elektroden ein elektrisches Hochfr equenzj-Wechs el stromfei d 27 entsteht. Da Bau und Betriebsprinzip dielektrischer Heizanlagen als solche nicht Teil der Erfindung· sind, werden im Hinblick auf der artige Einzelheiten die U.S.A.-Patentschriften 2.503.779 und 2.865.790 angeführt. Für ein vollständiges Ver ständnis der Erfindung genügt der Hinweis darauf, daß bei der Wanderung der mit der wässrigen Kautschukmasse überzogenen und imprägnierten Stränge 5 über die Elektroden 25 - ohne diese zu berühren - und durch die Felder der flüssige Bestandteil der Tauchmasse, der eine höhere Dielektrizitätskonstante hat als der feste Bestandteil, elektrisch so aktiviert wird, daß durch das ganze Tauch material 13 hindurch eine gleichmäßige Wärmewirkung entsteht. Für den erfindungsgemäßen Zweck werden Geschwindigkeit und Ausmaß der elektrischen Aktivierung oder di elektrischen Erhitzung so gesteuert, daß praktisch der gesamte flüssige Bestandteil des wässrigen Tauchmaterials entfernt oder verflüchtigt wird, während dir feste Be standteil im wesentlichen uribeeinträchtigt bleibt. Die überzogenen und imprägnierten Stränge 5 sind beim Verlassen

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der dielektrischen Heizanlage 17 blasenfrei, ausreichend trocken und nicht klebrig, um über Rollen, Scheiben oder dergl. weiterverarbeitet werden zu können, ohne daß befürchtet werden muß, daß sich Überzugsmaterial ablöst und/oder auf Stütz- und Forderelement en oder ähnlichem ablagert.

Anschließend werden die überzogenen Stränge nach obeh und dann durch einen Heißgasofen 21 oder durch eine andere geeignete Heizvorrichtung geführt, um - wie nachstehend noch ausführlicher erläutert wird - den festen Bestandteil des Haftmaterials 13 zu härten oder umzu setzen. Nach Erreichung des gewünschten Härtegrades werden die mit dem Haftmittel überzogenen Faserglasstränge aus dem Härtungsofen 21 herausgenommen und entweder auf einer entsprechenden Aufnahmevorrichtung 23 gesammelt oder zur Weiterbehandlung geführt.

Nach der Härtung lassen sich die überzogenen Glasfaserstränge leicht handhaben und insbesondere zu Strängen, Garnen, Corden, Kabeln, Geweben oder dergl. wickeln, drehen, fachen oder weben, ohne daß eine Verhaftung oder Verklebung des überzogenen Glasfasermaterials eintritt und ohne daß ein zusätzlicher " Gleit " -Überzug darauf aufgebracht werden muß ο

Beispiel ;

Zur Herstellung eines Kautschuk-Haftmitteis wurden Bestandteile Gewichtsteile

Resorcin	352	BAn t
Wässrige CHgO-Lösung (37 %)	518
NaOH	9,6
Butadien-Styrol-Vinylpyridin	7800
Terpolymerlatex (Gen-Tac, 41 i» Fest
stoffe, dispergiert in HpO)
NH₄OH (28 io NH₃ in H₃O )	362
^H2° 009883/0795

wie folgt miteinander vermischt;

Der Terpolymerlatex wurde mit 1940 Gewichtateilen Wasser vermischt. In einen gesonderten Behälter brachte man 7632 Gewichtsteile Wässer, in dem anschließend das NaOH gelöst wurde. Als nächstes löste man das Resorcin in der wässrigen NaOH-Losung. Nachdem Resorcin und Mischung 5 Minuten gerührt worden waren, wurde der Fo rmaldehyd zugegeben und 2 bis 6 Stunden bei Raumtemperatur altern gelassen. Diese Alterung ermöglicht eine geringe Kondensation von Resorcin und Formaldehyd und bewirkt eine höhere "H"-Prüfhaftung der anschließend überzöge nen Garne an dem Kautschukmaterial. Die "Η-Haft"-Prüfung stellt einen Standardtest der Kautschukindustrie dar, der als AÖTM-D-2138-62T (1964) bezeichnet wird. Nach der Alterung wurde diese Mischung zu dem Gen-Tac-Latex gege ben und -die erhaltene Mischung 15 Minuten langsam gerührt. Danach gab man Ammoniumhydroxyd hinzu und rührte langsam weitere 10 Minuten, Das Ammoniumhydroxyd ver hindert eine weitere Kondensation von Resorcin mit Formaldehyd. Gemäß der bereits angeführten U.S.A.-Patentanmeldung 535,683 hergestellte, zugerichtete Glasfaser stränge wurden mit obigem Haftmittel wie nachstehend beschrieben überzogen und imprägniert.

Fünf Stränge (SCG-75's) mit 1/2 Verdrehung je 2,5 cm verzwirnt, wurden parallel vereinigt und unter geringfügiger Spannung über die teilweise in das Haft material 13 herabhängenden Drehwalzen 9 geführt. Die Aufnahme an Haftmittel betrug etwa 50-125 Gew.-#, bezogen auf das Stranggewicht, und genügte für einen auf den Strängen verbleibenden fertigen Überzug von etwa 10-25 Gew.-fd haftenden Feststoffen, bezogen auf das Strang -_< gewicht. Ia Normalfall sind über 7 Gew.-#, Vorzugs weise über 12 Gew.-5t Haftfeststoffe, bezogen auf das Stranggewioht, erforderlich, damit Stränge die zur Verwendung als mechanisches Verstärkungsmaterial für Kautschukwaren gewünschte Zugfestigkeit bekommen. Für die »eieten Zwecke erwiesen ei oh 15 Gew. -Si Haftfeststoffe als

geeignet. i509883/Ö78S BAD ORIGINAL

Bei einer Haftmaterial-Auf nähme, die für einen fertigen Überzug von über 7 G-ew.-# festen Haftstoffen auf den Strängen ausreicht, entsteht ein klebriges Produkt, ■wenn dieses durch herkömmliche Heißgas- oder Strah - lungserhitzer getrocknet wird. Ein getrocknetes, aber klebriges Strangmaterial läßt sich anschließend nicht leicht Über Rollen oder dergl, fördern, ohne daß Überzugsmaterial abgelöst und/oder auf den Walzen oder anderen Handhabungsmitteln abgesetzt wird. Die über zogenen Stränge 5 wurden in senkrechter Richtung durch einen dielektrischen, 91»44 cm hohen Trockenofen 17 geführt, um Wasser und NH, aus dem klebenden Material zu entfernen. Der dielektrische Erhitzer oder Trockenofen 17 arbeitete mit einer !Elektrodenspannung von 4000 5000 Volt und einer. Frequenz von 27-30 Megahertz. Im Gegensatz zur Trocknung mit Hilfe eines üblichen Heiß gas- oder Strahlungserhitzers sind die Stränge beim Verlassen der dielektrischen Heizanlage blasenfrei und ausreichend trocken und klebefrei, um über Rollen oder dergl. transportiert zu werden, ohne daß sich Überzugs material ablöst und/oder auf den Rollen ablagert.

Anschließend leitete man die überzogenen Stränge aufwärts duroh einen bei etwa 150-r260°0 gehaltenen Heißgasofen 21j um das Resorcin-Formaldehyd zu härten. Die Härtung oder Kondensation des Resorcin-Formaldehyds kann mit der NE*-Bntfernung erfolgen. Sie ist Zeit-Temperatur-abhängig. Befriedigende Srgebnisse erzielt man beispielsweise, wenn die überzogenen Stränge 30 Sekunden auf 188⁰C oder 20 Sekunden auf 216⁰O erhitzt werden, wobei die Stränge den Ofen 21 mit einer Geschwindigkeit von etwa 4517 bis 91,5 m/Minute mehrmals durch laufen. Jedenfalls stellte sich heraus* daß bei gegebenem Zeit-Temperatur-Verhältnist um'eine Härtung des Reeorcin-formaldehyda zu bewirken, und bei gegebener Ofenlänge, in der die gewünschte Härtung eintreten soll, das überzogene Strangmaterial fünf- bia sechsmal schneller duroh den Härtungsofen gefahren werden kann, wenn dieses

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zunächst dielektrisch erhitzt worden war, als dies bei Nichtanwendung einer dielektrischen Erhitzung und Trocknung möglich war. Wie "bereits ausgeführt, lassen sich die Stränge 5 bei Verlassen des Heißgasofens 21 leicht hand haben und wickeln, drehen, fachen oder weben, ohne daß eine Verhaftung oder Verklebung des überzogenen Glas fasermaterials eintritt und ohne daß der Auftrag eines zusätzlichen "Gleit "-Überzugs notwendig würde.

Die nachstehende Kautschukmasse wurde mit Glas fasern verstärkt, die auf die obenbeschriebene Weise zugerichtet, beschichtet und behandelt worden waren. Nach dem ASTM-Test D-2138-62T wurde die Verstärkung auf ihre "H"-Haftung hin geprüft. Als Glasverstärkung verwendete man Cord entsprechend ECG-75 5/3· Der chemische Nachweis der Bestandteile der Kautschukmasse ist aus " Materials and Compounding ingredients of Rubber and Plastics", in Rubber World veröffentlicht, zu ersehen.

Bestandteile SBR-Naturkautschukgemi sch

SBR 1500 75

RSS Nr. 1 (Gerippter und geräucherter Gummi in Blättern) 25

HAF-Ruß 50

ZnO 5

Stearinsäure 1

Age-Rite-Harz (Antioxydationsmittel) 1

Sundex 790 (Weichmacher) 10

Santocure (Beschleuniger) 1

DOTG 0,2

Schwefel 2,0

"H-Haftungs "-Test 30 Minuten bei 110°C (im Durchschnitt 12,7 bis 14,5 kg).

Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile werden durch die bereits herangezogenen Ausführungen in den U.S.A.-

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Patentschriften 3.029.589, 3.029.590 und 3.287.204 sowie in der bekanntgemachten südafrikanischen Patentanmeldung 65/5536 vom 14. Okt. 1965 voll gestützt.

So ist z.B. in den U.S.A.-Patentschriften Nr. 3.029.589 und 3.029.590 ein Elastomerüberzugsverfahren beschrieben, bei dem der mit Latex überzogene Glasfaserstrang in einem herkömmlichen Heißluft of en bei solcher Temperatur getrocknet und gehärtet wird, daß das Überzugsmaterial nicht kocht oder auf andere Weise während der Härtung wahllos gestört wird. Wie I.e. angegeben, liegt im Falle von Latexkautschukmaterial die Temperatur, die nicht allgemein ein Kochen der Feuchtigkeit darin be wirkt und die somit nicht zu einer Blasenbildung im Überzug infolge Kochens führt, bei etwa 121 C. Doch geben diese beiden Patentschriften auch an, daß die Be handlung von überzogenen Strängen mit einer Geschwindigkeit von etwa 30,48 m/Minute durch einen herkömmlichen Ofen einer Länge von 3,66 m und einer bei etwa 12O⁰C gehaltenen Temperatur gehärtetes, aber klebriges Strangmaterial ergab. Damit stieß man bei dem Versuch, das Problem der Blasenbildung zu lösen, auf weitere, sich aus der Klebrigkeit ergebende Schwierigkeiten. Die Verwendung einer dielektrischen Heizvorrichtung oder elektrisehen Hochfrequenz-Heizanlage in Verbindung mit irgendeiner der beiden angeführten Patentschriften ist nicht beschrieben worden.

In einem Beispiel der vorgenannten südafrikanischen Patentanmeldung wurden zugerichtete Faserglasstränge mit nachstehendem Latex-Tauchrnaterial überzogen und imprägniert:

40-80 Gew.-% eines Naturkautschuklatex/Resorcin-Formaldehyd-Harzes, das zu einem Feststoff gehalt von 38 Gew.-# in wässrigem Medium dispergiert war.

(Lotol 5440 - U.S. Rubber Company,

Naugatuck Chemical Division)
•60-20 Gew.-% Wasser.

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Das mit obigem Gemisch imprägnierte Strangmaterial wurde durch einen herkömmlichen zwischen 12Ö und 205 C gehaltenen Trockenofen geleitet, um das Verdünnungs mittel aus dem Imprägniergemisch zu entfernen und die Härtung der elastomeren Stoffe in dem Überzug fast vollständig oder vollständig zu machen. Is wurde keine dielektrische Heizvorrichtung oder elektrische Hoch frequenz-Heizanlage verwendet, und es wird ausgeführt, daß der elastomere Überzug auf den zugerichteten Glasfasern klebrig war oder leicht hängen blieb, wenn das Gut gewickelt, gedreht, gefacht bzw. gewebt wurde, um als Verstärkung in Kautschukreifen, Kautschukbändern, mit Kautschuk beschichteten Geweben oder in anderen durch Glasfasern verstärkten llastomerprodukten verwendet zu werden.

. In der U.S.A.-Patentschrift 3.287.204 ist überdies ein ähnliches Verfahren beschrieben, bei dem der Trockenofen auf erhöhter Temperatur, z.B. bei etwa 205°C , also auf ausreichend hoher Temperatur gehalten wird, um das Verdünnungsmittel aus dem aufgebrachten elasto meren Überzug zu entfernen und um das elastomere Material in dem Überzug bis zu einem nicht ganz vollständigen Grade zu härten oder zu vulkanisieren. Die Verwendung einer dielektrischen oder einer elektrischen Hochfrequenz-Heizanlage ist nicht beschrieben worden.

In jeder der vorstehend genannten Veröffentlichungen wird direkt oder indirekt darauf hingewiesen, daß man zur Klebrigkeit neigende, elastomerüberzogene Fas erglasst r-änge erhält, was zu einer Haftung oder Verklebung der Stränge während der Wicklung, Drehung, Faohung oder Verwebung führt. Dee weiteren wird in der obengenannten Literatur jeweils auf die Notwendigkeit verwiesen, als Behelfemittel verschiedene pulverförmigβ Überzüge, z.B. Zinkstearat, Maisstärke, T alk, Polyäthylen, Kieselerde, Ruß und dergl. aufzubringen, um dadurch dem klebrigen Zustand vor der anschließenden Handhabung und Behandlung

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- · entgegenzuwirken. Überdies werden in jedem Falle diese verschiedenen "Gleit" -Überzüge vorzugsweise entfernt, und zwar durch Waschen oder dergl. zu einem Zeitpunkt vor der endgültigen Verwendung der elastomeriiberzogenen Stränge. Daß diese zusätzlichen Verfahrensstufen lästig sind, ist offensichtlich.

Hingegen wurde nun ein der vorgenannten südafrikanischen Patentanmeldung entsprechendes, elastomeres Tauchgemisch aus 50 Gew.-^ Lotol 5440 und 50 Gew.-# Wasser erfindungsgemäß behandelt, und man erhielt ein blasenfreies, elastomerüberzogenes Faserglas-Strang -

fc material, das sich leicht handhaben und zu Strängen, Garnen, Corden, Kabeln, Geweben oder dergl. verarbeiten ließ, ohne daß Verhaftung oder Verklebung des überzogenen Glasfasermaterials eintraten, so daß also die Auftragung eines zusätzlichen " Gleit " -Überzugs nicht ■ notwendig wurde. Überdies war das Überzogehe und im prägnierte Strangmaterial nicht nur ganz ohne die lästige Blasenbildung geblieben, sondern es war auch ausreichend trocken und klebefrei, um im Härtungsofen über Rollen, Scheiben oder dergl. weiterbehandelt zu werden, ohne daß sich Überzugsmaterial ablöste und/oder auf die Trag- und Förderelemente absetzte. Brfindungsgemäß wird es also möglich, die zusätzlichen Aufwendungen durch Behand-

P lungsstufen, durch Mehraufwand an Zeit und Ausrüstung, die gemäß dem Stande der Technik notwendig waren, um mit den Schwierigkeiten infolge Hängenbleibens oder klebriger Bigenschaf ten fertig zu werden, auszuschalten.

Wie ausgeführt, ermöglicht das erfindungsgemäße zweistufige Trocknungs- und Härtungsrerfahren, ins besondere die Stufe der dielektrischen Erhitzung, eine Strangbehandlung über Rollen, Scheiben und dergl. im Härtungsofen ohne Ablösung von Überzugsmaterial und/oder Ablagerung desselben auf Trag- und Fördervorrichtungen. j See weiteren wird durch die dielektrische Srhitzung die Gleichmäßigkeit de· überzüge auf den Stxttngen erhöht* Dies erwiesen das gleichmäßige Auemaß und die elnheit-

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liehe Färbung des Überzugs wie auch das Ausbleiben der Blasenbildung auf den Strängen und Fehlen von " Belägen " oder Klumpen aus klebendem Material entlang des überzogenen Strangmaterials, was bei herkömmlichen Trocknungsund Härtungsverfahren ohne dielektrisches Erhitzen nicht der Fall ist.

Larüberhinaus erlaubt die dielektrische Erhitzungsstufe höhere Produktionsgeschwindigkeiten bei gegebener Länge des Härtungsofens, die Verwendung kürzerer Härtungsöfen sowie eine bessere Verfahrenssteuerung als bei üblichen Trocknungs- und "Härtungsmethoden ohne·dielektrisches Erhitzen. Wie erwähnt, kann ferner das elastomerüberzogene Strangmaterial, wenn es zunächst dielektrisch erhitzt wird, fünf- bis sechsmal schneller durch den Härtungsofen gefahren werden als dies ohne dielektrisches Erhitzen und Trocknung möglich ist.

Die Bezeichnung "Elastomeres " umfaßt in dieser Beschreibung elastische Stoffe wie Naturlatex des Hevea-Baumes und synthetische Kautschuk- und kautschukartige Materialien. Sie umfaßt auch natürliche und synthetische Kautschuk- und kautschukartige Stoffe, die z.B. durch Chlorierung zwecks Verbesserung ihrer physikalischen Eigenschaften chemisch modifiziert wurden. Synthetischer Kautschuk umfaßt kautschukartige Materialien wie Chloropren, Butadien, Isopren und davon abgeleitete Misch polymerisate mit Acrylnitril, Styrol und Isobutylen. Die Bezeichnung ^M llastomeres " umfaßt natürlichen und synthetischen Kautschuk in ungehärteter oder nicht vulkanisierter sowie in gehärteter oder vulkanisierter Form.

Der Ausdruck " Glasfasern " wird zwar Vorzugs weise für kontinuierliche Glasfasern sowie für daraus hergestellte Stränge, Garne, Corde und Gewebe verwendet, doch umfaßt er im Rahmen der Erfindung auch diskontinuierliche, geschnitzelte oder andere behandelte Glas -

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fasern sowie daraus erhaltene Stränge, Garne, Corde und Gewebe.

Die Bezeichnung "elektrische Hochfrequenz-Erhitzung " ist in dieser Beschreibung nicht allein auf die geoffen harte Verwendung dessen begrenzt, was gewöhnlich unter dielektrischer Erhitzung verstanden wird, sondern sie umfaßt auch alle Formen der elektrischen Hochfrequenz-Er hitzung einschließlich der Ultrakurzwellen-Erhitzung mit einem Arbeitsbereich von etwa 5 bis etwa 3000 Megahertz.

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Claims

1869585 P atentanspriiohe;

1. Verfahren zum Überziehen von Faserglasmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man das Paserglas mit einer wässrigen Klebmasse mit einem Gehalt an elastomeren Latexfest stoff en von über 7 Gew.-#, bezogen auf das Gewicht des Faserglases, überzieht und das überzogene Paserglas trocknet, um praktisch das gesamte Wasser zu entfernen und ein Faserglasprodukt zu gewinnen, das mit elastomerem Material gleichmäßig überzogen und für eine unmittelbare Behandlung auf Förderanlagen ausreichend trocken und klebefrei ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung durch elektrische Hochfrequenz- Erhitzung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Erhitzung innerhalb eines Bereiches von etwa 5 bis etwa 3000 Megahertz erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Klebmasae ein hitzehärtbares Harz enthält, das durch Anwendung zusätzlicher Wärme gehärtet wird.

5. Verfahren zum Überziehen von Faserglaematerial für die Verstärkung von elastomeren Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Faserglas mit einer wässrigen Kautschukklebmasee mit einem Gehalt von über 7 Gew.-# Slastomerlatex, bezogen auf das Faserglaegewioht, sowie einem hitzehärtbaren Harz und einem Harz-Verzögerunge-

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mittel überzieht und das überzogene Faserglas trock net, um praktisch das gesamte Wasser und Harz-Ver zögerungsmittel zu entfernen und ein Faserglasprodukt zu gewinnen, das mit elastomerem Material gleichmäßig überzogen und für eine unmittelbare Behandlung auf Förderanlagen ausreichend trocken und klebefrei ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Faserglas vor dem Überziehen mit einem Bindemittel enthaltenden Material behandelt wird.

7. Verfahren nach Ansprüchen 5 und 6 , dadurch gekennzeichnet, daß man einen Blastomerlatex aus einem Terpolymeren aus Butadien, Styrol und Vinylpyridin verwendet.

8. Verfahren nach Ansprüchen 5-7 > dadurch gekennzeichnet, daß man ein hitzehärtbares Harz aus Resorcin-Formaldehyd verwendet.

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzehärtbare Harz durch äußere Wärmeanwendung gehärtet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man zur Verwendung in Verbindung alt einem elagtomeren Stoff, wobei der elastomere Überzug die Wicklung, Drehung, Fachung und Verwebung der Glasfasern zur gewünschten Form für ihre Verwendung in Verbindung mit dem elastomere» Stoff beeinträchtigt, die elastomerüberzogenen Glasfasern unter Bildung eines nicht klebenden Slaetomerüberzuges erhitzt, die nicht klebenden elastomerüberzogenen Glasfasern durch mindestens eine der durch Wickeln, Drehen, Fachen und Weben festgelegten fmr fahrensweisen in die gewünschte Form für Ihre Verwendung

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in Verbindung mit dem elastomeren Stoff bringt und die behandelten Glasfasern dann mit dem elastomeren Material vereint.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen durch Anwendung elektrischer Hoehfrequenzenergie eingeleitet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die Erhitzung anfänglich dielektrisch innerhalb eines Bereiches von etwa 5 bis etwa 3000 Megahertz erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Überzug ein hitzehärtbares Harz enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzehärtbare Harz durch zusätzliche, äußere Wärmeanwendung gehärtet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch ge kennzeichnet, daß die Glasfasern vor dem Überziehen mit einem Bindemittel enthaltenden Material behandelt werden.

16. Verfahren nach Ansprüchen 5-16, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomeren Überzüge 15 Gew.-# elastomere Latexfeststoffe auf Gewichtsbasis der Glasfasern enthalten.

PlIr Pittsburgh Plate Glass Company

Rechtsanwalt

009883/0795

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