DE2110612A1 - Verfahren zum Verfestigen von vorwiegend aus anorganischem Material bestehenden Faservliesen und -matten - Google Patents
Verfahren zum Verfestigen von vorwiegend aus anorganischem Material bestehenden Faservliesen und -mattenInfo
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Description
FARBWERKE HOECHST AG vormals Meister Lucius & Briining
Aktenzeichen: Hoe 71/F 070 Dr.TG/le
DatUm: 2. März 1971
Verfahren zum Verfestigen von vorwiegend aus anorganischem Material bestehenden Faservliesen und -matten
Zur Herstellung von vorwiegend aus anorganischem Material bestehenden
Fasergebilden, vorzugsweise Glasfaservliesen, wird häufig nach dem Düsenzieh-, Düsenblas- und Stabziehverfahren
zunächst eine Glasfaser hergestellt, die hauptsächlich nach den folgenden drei an sich bekannten Verfahren weiterverarbeitet
wird:
a) Das gesponnene Glas wird zu Faserbündeln von 0,3 - 10 cm Länge geschnitten und mit Hilfe eines Luftstromes auf ein Sieb
geblasen. Dann wird Bindemittel aufgesprüht und die auf diese Weise erhaltene Glasfasermatte durch Erhitzen getrocknet.
b) Das geschmolzene Glas wird zu Glasfaden ausgezogen, diese
werden mittels eines Luftstromes auf ein Transportband aufgeblasen, und das entstehende Vlies wird nach Hinzufügen eines
flüssigen Bindemittels ebenfalls unter Erhitzen getrocknet. Dieses Verfahren wird Trockenformierungsverfahren genannt.
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c) Nach dem sogenannten Naßformierungsverfahren wird die Glasfaser
in Form einer wäßrigen Suspension, die bereits das Bindemittel enthalten kann, auf ein Transportsieb aufgebracht, wobei
die hierzu verwendete Maschine einer Papiermaschine ähnlich sein kann.
Wird als Bindemittel zur Verfestigung von Glasfaservliesen Polyvinylalkohol
allein verwendet, so zeichnen sich die auf diese Weise hergestellten Vliese zwar durch hervorragende Reißfestigkeit
bei Normaltemperatur aus, jedoch fällt die Reißfestigkeit
bei höheren Temperaturen stark ab.
Derartige Vliese sind daher für Einsatzgebiete, die eine gewisse thermische Stabilität verlangen, ungeeignet, z.B. für die Herstellung
von Dachbelägen, bei der das Vlies mit Bitumen bei etwa l8o - 200 C getränkt werden muß. Außerdem weisen ausschließlich
S C I"! 3 G C 1*1 "t G
mit Polyvinylalkohol verfestigte Vliese eine/Wässerfestigkeit
auf; schon bei 10-minütigem Kochen in Wasser zerfällt das Vlies vollständig, entsprechend einem 100 %igen Bindemittelverlust.
Darüber hinaus schwankt die Reißfestigkeit der Vliese je nach
Art des verwendeten Polyvinylalkohols sehr stark.
Aus dem Belgischen Patent 715130 ist die Verwendung von Kombinationen
aus Polyvinylalkohol mit einem Überschuß von in Wasser unlöslichem Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat zur Bindung von
Glasfaservliesen mit niedrigem Flächengewicht bekannt. So hergestellte
Vliese besitzen zwar ebenfalls eine ausgezeichnete Reiß- und Biegefestigkeit, ihre Wärmestabilität ist aber immer noch
unbefriedigend.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verfestigen
von anorganisches Material enthaltenden Fasergebilden, vorzugsweise Gläsfaservliesen und -matten unter Verwendung eines
Bindemittels und anschließendarWärmetrocknurig , das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man als Bindemittel eine Kombination aus a) einem hochmolektilaren Polyvinylalkohol, b) einem wärmehärtbaren
Aldehydharz und c) einer Säurekomponente verwendet.
Anorganische Materialien, die gemäß der Erfindung verfestigt werden können, sind insbesondere Glasfasern, außerdem Mineralfasern
(Asbest-, Schlacken-, Gesteins- und Basaltfasern). Sie
können gewünschtenfalls mit organischen Fasern auf der Basis von Polyäthylen", Polypropylen, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid,
Polycarbonat, Polyurethan, Polyester und Polyvinylalkohol u.a.
vermischt sein. Das Gewichtsverhältnis von anorganischem zti
organischem Material kann innerhalb der Grenzen von 100 : 0 bis 10 : 90 variiert werden.
Die angeführte Bindemittelmenge betragt vorzugsweise 5 - 5^ Gew.%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Vlieses. Aufgebracht wird das erfindungsgemäß beanspruchte Bindemittel in Lösung durch Aufsprühen,
Aufwalzen oder Tränken, wenn nicht direkt von einer Suspension von Fasern in der Bindemittelmischung ausgegangen wird.
In allen Fällen ist es notwendig, die auf dem sich bewegenden Siebtuch gebildeten Vliese zwischen 100 und 25O C zu trocknen,
wobei die gleichzeitige Aushärtung der Bindemittelkombination erfolgt.
Als Polyvinylalkohole eignen sich die im Handel erhältlichen hochmolekularen Polyvinylalkoholtypen; besonders bevorzugt sind
solche mit einer Esterzahl zwischen 8 bis l'lO mg KOH/g. Der Polymerisationsgrad
des verwendeten PolyvinylaikohoIs soll größer als
lOOO sein und vorzugsweise zwischen 2000 und 45OO liegen, wobei
der Polymerisationsgrad über den Mittelwert des Molekulargewichts zuvor reacetylierter Polyvinylalkoholproben nach der Lichtstreuungsmethode
mit Quecksilberlicht der Wellenlänge 5Ί6 nm gemessen
wird. 209838/1151
Als Zusatzharz in der erfindungsgemäßen Bindemittelkombinatxon
kommen Aldehydharze mit Harnstoff, Benzoguanamin, Dicyandiamid, Aminotriazinverbindungen wie Melamin oder Ammelin, ferner mit
ein- oder mehrkernigen, gegebenenfalls verätherten Phenolen wie
Phenol und deren Substitutionsprodukten, z.B. Alkylphenolen,
Diphenylo!propan und Halogenphenolen sowie deren wasserlösliche
Vorkondensate in Betracht.
Als Aldehydkomponente in dem erfindungsgemäß angewendeten Aldehydharzen
eignen sich vorzugsweise Formaldehyd oder dessen polymere Formen wie z.B. Trioxan, ferner Hexamethylentetramin als Formaldehydspender,
Glyoxal, Acetaldehyd oder Benzaldehyd.
Man kann die genannten Aldehydharze einzeln oder im Gemisch verwenden.
Es war überraschend, daß die Verwendung der erfindungsgemäß beanspruchten
Säuren eine wesentliche Verbesserung der Reißfestigkeit bei 23 und 210 C sowie der Wasserfestigkeit bewirkt. Als
Säurespender erwiesen sich als geeignet: Gesättigte und ungesättigte organische Monocarbonsäuren wie Ameisensäure, Essigsäure
oder Acrylsäure; Gesättigte mehrbasjedie organische Säuren wie
Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, vorzugsweise Zitronensäure und Adipinsäure} Ungesättigte niehrbasjshe
organische Säuren wie Fumarsäure, Itakonsäure, vorzugsweise Maleinsäure; Ammoniumsalze und Anhydride der obengenannten
Säuren, vorzugsweise Maleinsäureanhydrid; organische Sulfonsäuren,
vorzugsweise p-Toluolsulfonsäure; ferner Mineralsäuren, vorzugsweise
Phosphorsäure. Besonders bevorzugt sind gesättigte und ungesättigte organische Di- und Polycarbonsäuren. Das Mischungsverhältnis
von Polyvinylalkohol zu Aldehydharz liegt zwischen 0,5 : 9,5 und 9,5- f 0,5 (Gewicht : Gewicht), der Säureanteil des Bindemittels
beträgt 1 - 4o, vorzugsweise 1-10, insbesondere 1- 5
Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels.
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Eine bevorzugte Kombination ist beispielsweise: Polyvinylalkohol: Aldehydharz 2 : 8 bis 8 : 2 unter Zusatz von 2 Gewichts^ Säure.
Mit einer derartigen Bindemittelkombination ausgerüstete Faservliese
und -matten zeichnen sich durch eine hervorragende Wärmefestigkeit aus. Sie können mit den verschiedensten Thermoplasten
beschichtet werden, z.B. mit Polyamiden, Polyestern, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetaten und deren Copolymerisate^ Polyvinylbutyralen,
Acrylaten, Polyäthylen, Polypropylen, vorzugsweise Bitumen und Asphalten, und somit zur Herstellung von Schichtkörpern
wie Dachpappe Verwendung finden.
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Beispiel 1
a) Zunächst wird eine 10 ?6ige Lösung eines Polyvinylalkohole
vom Polymerisationsgrad ca. 2900 und der Esterzahl lAO hergestellt.
68O GT dieser Polyvinylalkohol-Lösung werden mit 300 GT einer ebenfalls IO J^igen Lösung eines wäßrigen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensates
vereinigt und 2 GT Maleinsäure in wäßriger Lösung eingerührt. Diese Lösung wird auf 2 Gewichts%
Bindemittelgehalt verdünnt. Das" unverfestigte Glasfaservlies
wird in einer Wanne auf einem Sieb liegend durch Eintauchen in die obengenannte Lösung getränkt. Nach dem Herausnehmen und
Abtropfenlassen der überschüssigen Bindemittellösung wird das
Vlies bei l80 C IO Min. lang im Trockenschrank getrocknet.
Nach dieser Behandlung weist das Vlies einen Bindemittelgehalt von 20 Gewichts % auf; das Flächengewicht beträgt 50. g/m .
b) Wie Beispiel 1 a), jedoch 490 GT Polyvinylalkohol (10 %),
49O GT Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat (10 %),
2 GT Maleinsäure.
c) Wie Beispiel 1 a), jedoch 88O GT Polyvinylalkohol (l()" Si),
100 GT Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat (10 %) ,
2 GT Maleinsäure.
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d) Wie Beispiel la, jedoch ohne MafeLnsäure (Vergleichsversuch).
Das Ergebnis ist in Tabelle 1 zusammengefaßt. Die darin angegebenen
Reißfestigkeitswerte wurden jeweils nach k8 stündiger Klimatisierung der Vliese bei 20 C und 65 % relativer Feuchtigkeit
gemessen.
Beispiel Bindemittel- Bruchlast 23°C Bruchlast 210°C Bindeauflage
% kp/5cm mittel-
verlust
•»ach lo' Kochen
. ; in %■
22 Ik 10
20 Ik 9
0 2k 11 15 ■
19 10 17
Der Versuch zeigt, daß die Zugabe von Maleinsäure eine beträchtliche
Zunahme der Reiß- und Viasserfestigkeit zur Folge hat.
Wie Beispiel 1 a) , jedoch wird anstelle des wasser löslichen Harnstoff-Formaldehydvorkondensates ein wasser-lösliches Phenolformaldehydvorkondensat
verwendet; die zugesetzte Menge ai Maleinsäure beträgt in diesem Falle k GT. Das erhaltene Ergebnis ist in
Tabelle 2 zusammengefaßt.
Beispiel Bindemittel- Bruchlast 23°C Bruchlast 210°C Bindeauflage % kp/5 cm mittel-
verlust nach 10' Kochen i#
2- 20 .21 Ik 8
| 1 a) | 20 |
| 1 b) | 20 |
| ί c) | 20 |
| 1 d) | 20 |
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Beispiel 3
a) Wie Beispiel 1 a), jedoch unter Zusatz von 2 GT Zitronensäure
anstelle von Maleinsäure.
b) Wie Beispiel 1 a), jedoch unter Zusatz von 2 GT Adipinsäure
anstelle von Maleinsäure.
c) Wie Beispiel 1 a), jedoch unter Zusatz von 3 GT p-Toluolsulfosäure
anstelle von Maleinsäure.
W d) Wie Beispiel 1 a), jedoch unter Zusatz von 2 GT 85 %iger
Phosphorsäure anstelle von Maleinsäure.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt:
Tabelle 3
Beispiel Bindemittel- Bruchlast 23°C Bruchlast 21O°C Bindemittelauflage
% lcp/5 cm kp/5 cm verlust nach
10' Kochen(%)
28 13 12
Eigenschaften von Glasfaservliesen bei Variation derBindenibtelmengi?
Beispiel Bindemittelauf- Bruchlast 23 C Bindemittelverlust nach
lage % kp/5 cm 10 Min..Kochen in %
la 28 % 26 12
la 23 % 26 13
la 20 % 22 10
la l8 % l8 10
la 13 % ' 16 10
209838/1 151
| 3a | 2U |
| 3b | 20 |
| 3c | 20 |
| 3d | 20 |
| Beispiel { |
| 21 | 14 |
| 20 | 12 |
| 20 | 12 |
| 18 | 9 |
Claims (14)
1) Verfahren zur Verfestigung von anorganisches Material enthaltenden Fasergebilden, vorzugsweise Glasfaservliesen und -matten
unter Verwendung eines Bindemittels und anschließender Wärmetrocknung, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel eine
Kombination aus a) einem hochmolekularen Polyvinylalkohol , b)
einem wärmehärtbaren Aldehydharz sowie c) einer Säurekomponente verwendet.
einem wärmehärtbaren Aldehydharz sowie c) einer Säurekomponente verwendet.
2) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Polyvinylalkohol ein solcher mit einem Polymerisationsgrad
von über 1000 eingesetzt wird.
als Polyvinylalkohol ein solcher mit einem Polymerisationsgrad
von über 1000 eingesetzt wird.
3) Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Polyvinylalkohol ein solcher mit einem Polymerisationsgrad zwischen 2000 und 4500 eingesetzt wird.
k) Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet,
daß ein Polyvinylalkohol mit einer Esterzahl von 8 - ΐΛθ mg KOH/g
verwendet wird.
5) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Aldehydharze wasserlösliche Vorkondensate aus Formaldehyd mit Harnstoff, Melamin und/oder Phenolen verwendet werden.
als Aldehydharze wasserlösliche Vorkondensate aus Formaldehyd mit Harnstoff, Melamin und/oder Phenolen verwendet werden.
6) Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß Polyvinylalkohol und Aldehydharz im Gewichtsverhältnis von
9,5 '' 0,5 bis 0,5 ! 9,5 verwendet werden.
9,5 '' 0,5 bis 0,5 ! 9,5 verwendet werden.
7) Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß Polyvinylalkohol und Aldehydharz im Gewichtsverhältiiis β :
bis 2:8 verwendet wird.
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8) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man als Säurekomponente eine gesättigte oder ungesättigte
organische Di- oder Polycarbonsäure verwendet.
9) Verfahren gemäß Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Säurekomponente 1 - 40, vorzugsweise 1 - 10,
insbesondere 1-5 GevrichtsSfc beträgt.
10) Verfahren gemäß Anspruch I1 dadrirch gekennzeichnet, daß
die Bindemittelmenge 5 - 50 Gewichts%, bezogen auf das Gesamtgewicht
des beschichteten Fasergebildes beträgt.
11) Verfahren gemäß Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bindemittelmenge 15 - 25 Gewichts$o, bezogen auf das
Gesamtgewicht des beschichteten Fasergebildes beträgt.
12) Verfestigte, anorganisches Material enthaltende Fasergebilde,
hergestellt nach Anspruch 1 bis 11.
der
13) Verwendung/nach Anspruch 1 bis 11 hergestellten Produkte
zur Herstellung von Bitumen enthaltenden Schichtkörpern.
14) Verwendung der nach Anspruch 1 bis 11 hergestellten Produkte
zur Herstellung von isolieimden Schichtkörpern.
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Priority Applications (11)
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| CH296672A CH534642A (de) | 1971-03-05 | 1972-03-01 | Verfahren zum Verfestigen von vorwiegend aus anorganischem Material bestehenden Faservliesen und -matten |
| AT177872A AT322496B (de) | 1971-03-05 | 1972-03-03 | Bindemittel zum verfestigen von anorganisches material enthaltenden fasergebilden |
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| IT2139972A IT951049B (it) | 1971-03-05 | 1972-03-03 | Procedimento per irrobustire veli e studie di fibre costituiti preva lentemente da materiale inorganico |
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| GB1036772A GB1391793A (en) | 1971-03-05 | 1972-03-06 | Process for stabilizing inorganic fibre structures |
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| BE780267A BE780267A (fr) | 1971-03-05 | 1972-03-06 | Procede pour consolider des nappes de fibres minerales |
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|---|---|---|---|
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Publications (3)
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|---|---|
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| DE2110612B2 DE2110612B2 (de) | 1977-05-12 |
| DE2110612C3 DE2110612C3 (de) | 1978-01-26 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991016490A1 (en) * | 1990-04-12 | 1991-10-31 | George Bodnar | Fabric stabiliser |
| EP4019479A1 (de) | 2020-12-23 | 2022-06-29 | Prefere Resins Holding GmbH | Wasserverdünnbare bindemittel |
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|---|---|---|---|---|
| WO1991016490A1 (en) * | 1990-04-12 | 1991-10-31 | George Bodnar | Fabric stabiliser |
| EP4019479A1 (de) | 2020-12-23 | 2022-06-29 | Prefere Resins Holding GmbH | Wasserverdünnbare bindemittel |
| WO2022136698A1 (en) | 2020-12-23 | 2022-06-30 | Prefere Resins Holding Gmbh | Water-dilutable binders |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH534642A (de) | 1973-04-30 |
| IT951049B (it) | 1973-06-30 |
| AT322496B (de) | 1975-05-26 |
| GB1391793A (en) | 1975-04-23 |
| SE381037B (sv) | 1975-11-24 |
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| DE2110612B2 (de) | 1977-05-12 |
| FR2128652A1 (de) | 1972-10-20 |
| NO127294B (de) | 1973-06-04 |
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| CH296672A4 (de) | 1973-04-30 |
| NL7202619A (de) | 1972-09-07 |
| FR2128652B1 (de) | 1980-04-04 |
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