DE2237902A1 - Verfahren und schlichtemittel zur schlichtung von glasfasermaterialien - Google Patents
Verfahren und schlichtemittel zur schlichtung von glasfasermaterialienInfo
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- C03C25/32—Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
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Description
Dr. Mi'chael Harm H / L / C (456) 4994
Patentanwalt
63 Gießen 31. Juli 1972
Ludwigstraße 67
PPG Industries, Inc., One Gateway Center, Pittsburgh 15222, USA
VERFAHREN UND SCHLICHTEMITTEL ZUR SCHLICHTUNG VON GLASFASER-HATERIALIEN
. .
Priorität: 10. August 1972 / USA / Ser.No. 170,427 ■
/Die■Erfindung bezieht sich auf die Präparation von Glasfaser* ·
materialien zur Verstärkung synthetischer Harze. Mehr im ein*
zelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein Schlichtemittel
zum Schlichten von Glasfasern, damit diese vollständig
von den synthetischen Harzen benetzt werden und insbesondere
zur Pultrusion, Herstellung von Matten, Platten, Laminaten,
Faserwicklungen sowie zum Formpressen geeignet sind. .
Ea ist bekannt, daß Glasfasern wirkungsvoll zur Verstärkung von
synthetischen und natürlichen Harzer* eingesetzt werden können, wenn eine ausreichende Bindung und Haftung zwischen der Glasfaser und dem zu verstärkenden Material besteht. Es ist auch
schon einiges getan worden, um Kupplungsmittel und Schlichtemittel
zu entwickeln, welche die Bindung zwischen den zur Verstärkung
,verwendeten! Glasfasern und der Matrix des zu verstärkenden
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Materials verbessern.
Ein Glasfa$erstrang besteht aus einer Vielzahl von feinen Glas-•eideneinzelfäden,
die Uei hoher Geechwindigkeit au« einem ge-
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I .
schmolzenen Glaskonus gezogen werden, der durch in einer Hülse
befindliche Düsen mit kleiner Austrittsöffnung gezogen wird. Eine derartige Vorrichtung wird in der US-PS 2 133 238 beschrieben. Während ihrer Herstellung werden die Glasseidenfäden
bei einer Ziehgeschwindigkeit von 1,5 - 6,1 χ 10 cm/rain.
(5 bis 20 χ 10 Fuß/min.) mit einer Schlichte überzogen, die ein Bindemittel enthält, damit der Strang bei seiner Weiterverarbeitung zu gewöhnlichen Textilien oder bei Verwendung
als Verstärkungsmateriäl unversehrt bleibt. Anderenfalls fasert der Strang ab und bricht bei seiner Handhabung. Typische
Schlichtemittel enthalten auch andere Materialien, wie z, B. Gleitmittel für die Glasseidenfäden, um eine Zerstörung des
Stranges durch Reibung der einzelnen Elemente gegeneinander oder an der Bearbeitungsanlage zu vermeiden.
Üblicherweise werden Glasfaserstränge und andere Glasfasermaterialien zur Verstärkung von Harzen mit Kupplungsmitteln
oder sogenanntem "Finish-Material" überzogen, die die Oberfläche
der Glasfaser Substantiv und verträglich mit den einzelnen benutzten Harzen machen. Kupplungsmittel erhöhen bekanntlich
die trockene und nasse Festigkeit der Laminate aus Glasfasern und Harzen.
Zur Verstärkung des Harzes werden Glasfasern gewöhnlich in Form eines Stranges verwendet, so ale Roving, Stapelglasseide
oder gezwirnter Strang. Das Kupplungsmittel wird im allgemeinen der Schlichte zugesetzt und mit dieser zusammen auf
die Glasfasern aufgebracht. Für eine typische Schlichte wird gewöhnlich eine wässrige Dispersion aus einem Filmbildner,
einem .Bindemittel und einem Glasfaser-Gleitmittel benutzt.
Ein Roving wird durch parallele Zusammensetzung mehrerer Stränge und eine Aufwicklung derselben auf einen rohrförmigen
Spulenkörper derart gebildet, daß die zusammengesetzten Stränge abgewickelt warden können und fllf die Weitervererbe!tun« von
309801/1123
//is
«J
glasfaserverstärkten Produkten zur Verfügung stehen,, Der An=
wendimgsbereich.reicht von der Matte ©der Platte bis zur F^rm=
gebung von liätimlichen oder anderen flächenhaften Produkten.
Zur Herstellung eines gezwirnten Strazages wird die konventionelle,
textile Zwijritechnik angewandt 9 wobei dar Strang von dem Formings«
wickel abgezogen und auf ©ine Zwirnspule gewiekelt wird» Bei den
vorgenannteil Herstellungs= und Verarfoeitraigsmethoden ist es'
notwendig, daß der Strang -unversehrt nnä widerstandsfähig gegen
Abfasern ist*,
•Eine gewünschte Eigenschaft der geschlichteten oder zum Gebrauch
,als Vcrstärkungsniaterial überzogenen Glasfasermaterialien ist
eine breite Verträglichkeit im Hinblick auf das Harz» Die für einen Roving oder für eine Strangpräparation vorgesehene Behandlung sollte das Glasfasermaterial bezüglich seiner erhöhten
Festigkeit allgemein für Glasfasesr-Hars-Kombinationen und nicht.
nur für die Kombination mit einem bestimmten Harz geeignet machen. So ist z. B. ein Roving erwünscht, der gleichermaßen . ,
.zur Verstärkung von Polyesterharzen,, Epoxidharzen und anderen
natürlichen oder synthetischen Polymeren eingesetzt werden kann.,
ein derart vielseitiges Glasfasermaterial würde natürlich die Lagerurigs- und'Inventaranforderung für die Hersteller und Anwender
herabsetzen.
Es ist ferner wünschenswert, daß der geschlichtete oder über- ■
zogcne Proving oder entsprechend ein Glasfaserstrang gute Benetzungseigenschaften
aufweist. Dazu ist es bei der Herstellung der Glasfaser-Harz-Kombination notx^endig, daß das Harz den
Strang vollständig imprägniert und die Oberfläche der Fasern schnell benetzt, um die zur Herstellung der Kombination erforderliche
Zeit herabzusetzen und die maximal mögliche Festigkeit cloir Kombination zu erreichen, die auf der vollständigen
Imprägnierung des Stranges mit dem zu verstärkenden Material
l"Jruhl- 3O'i 0 0 7/122 3
Zum Stand der Technik, insbesondere insoweit er sich auf Epoxidharze
und mit diesen verträglichen Schlichtemassen und Schlichteverfahren
bezieht, wird auf die US-Patente 3 249 412, 3 437 und 3 459 585 verwiesen.
Wong et al (US-PS 3 533 768) haben vorgeschlagen, ein-durch
Scherbeanspruchung reversibles Verdünnungsgel zu verwenden, das als Überzugsmaterial für Glasfasern geeignet ist und das zu
einem besseren Ergebnis bezüglich der Imprägnierung führt als das bis dahin verwendete pseudoplastische Gelmaterial. Die in
der vorgenannten Patentschrift angeführten Ausführungsbeispiele beinhalten die Pultrusion von mit Harz überzogenen Strängen, die
vorher mit dem reversiblen Verdünnungsgel überzogen wurden. Diese Verdünnungsgele sind verhältnismäßig komplexe Mischungen von
nicht Newtonsehen, flüssigen Emulgiermitteln, Harzen, organischen
Lösungsmitteln und Kupplungsmitteln.
Es besteht daher das Bedürfnis, ein Schlichteverfahren und ein Schlichtemittel derart verfügbar zu machen, daß eine relativ
stabile Zusammensetzung der Bestandteile und ein geschlichtetes Glasfaserprodukt erhalten wird, das mit den üblichen Harzen verträglich
ist und gute BenetZungseigenschaften bezüglich der verwendeten
Harze aufweist.
Für die Präparation von Glasfasermaterialien zur Verstärkung * ■ ■
synthetischer Harze wurde nun gefunden, daß ein beträchtlicher
Anteil von Stärke in der Schlichte, die bevorzugt bis zum Quellen, aber nicht bis zum Zerbersten gekocht wurde, geschlichtete Glasfasern
verfügbar machtV die mit sehr guter Wirkung zur Verstärkung
von Harzen verwendet werden können. Die derart geschlichteten Glasfasern werden als Roving oder einer anderen Form von dem Harz
leicht durchtränkt.
Bei der Verwendung von stärkehaltigen Schlichten ohne Zusatz
3 0 9 3 0 7/1223'
Von·Kupplungsmitteln zur Verbesserung der Festigkeit des Stranges
während der Verarbeitung war es früher vorteilhaft, die Stärke
vor der jeweiligen Weiterverarbeitung oder der Verwendung als Verstärkungsmaterial durch Abglimmen oder Abbrennen zu entfernen.
Nunmehr wurde gefunden, daß für die Verwendung als Verstärkungsmaterial die Stärke wirksam auf den Glasfasern verbleiben kann,
wodurch eine gute Benetzung der geschlichteten Glasfasern mit dem zu verstärkenden Harz erzielt wird.
Es wurde ferner gefunden, daß eine breite Verträglichkeit des
geschlichteten Glasfasermaterials durch einen wirksamen Zusatz von Kupplungsmitteln zur Schlichte erreicht wird» Eine Zusammensetzung
aus Stärke, einer Vielzahl von Kupplungsmitteln, harzförmigen
Bindern, Filmbildnem und wahlweise geringere Anteile von Gleitmitteln^ Emulgatoren u. äo Substanzen ermöglichen eine
leichte Handhabung der Schlichte, die hervorragend zur Präparation .von .Glasfasern für die Verstärkung von Harzen geeignet ist.
Im einzelnen zeigte es sich auch, daß die gemäß der Erfindung
präpararierten Gl.asfasernaterialicn sowohl zur Verstärkung von
Polyester- als auch Epoxidharzen bei der Herstellung von Faserwicklungen,
runden Werkstoffen, Laminaten oder der Pultrasions»
technik eingesetzt werden können,, Eine bevorzugte Glasfaserschlicht
gemäß der.Erfindung, die eine breite-Harzverträglichkeit und
gute Benetzungseigenschaften aufweist„ besteht aus einer wässrigen
dispersion mit folgenden Bestandteilen, deren Anteil in Gew„%,
bezogen auf den nichfcwässrlgcn Anteil der Schlichte, angegeben
ist?
Epoxidharz 28-32 'Gewi %
Melaminharz-Formaldehyd 7„5-8„5 Gew. %
Athylenoxid-Polypropylenglycol»
Kondensationsprodukt 3„4-3„8
309807/12 23
r.nnrta-Ilethacryloxypropyltriniethoxy-
10.8-12.2 Gew.
Essigsäure 0-1.2 Gow. %
nanma-Glycidoxypropyltrimethoxy-
-^ilan 11.4-12.8 Gew. %
kationaktives
Fettsäureamid Gleitmittel 0->·2.0 Gew. X
Stärke (bis zum Quellen gekocht) 18-22 Gew. 7,
Bei jedem der Anwendungsbeispiele kann die Schlichte zusätzlich ein stabilisierendes Mittel bzw. einen Emulgator,wie z.B. PoIyäthylenglycol,in
einer Menge von 3,4 bis 3,8 Gew.7,, bezogen auf
den wasserfreien Anteil enthalten. Die Schlichte kann ferner ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel,z.B. Octylphenoxypolyoxyathylenäthanol,
in Mengen von 1,8 bis 2,2 Gev;.7vbezogen'auf
den wasserfreien Anteil der Schlichte, enthalten. Weiterhin kann ein Filmbildner, wie Polyvinylpyrrolidon, in
Mengen bis zu 8 Gew.% auf den nichtwässrigen Anteil, vorgesehen
werden. Damit die Silane mit Sicherheit in Lösung gehen, kann außer Essigsäure eine weitere Säure, z.B. eine andere organische
Säure, zugesetzt werden.
Das in der Schlichte verwendete Epoxidharz kann aus solchen
Epoxidharzen ausgewählt werden, die in den vorgenannten Patenten referiert sind. Für eine solche Schlichte gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere ein Bisphenol-A Epoxidharz.
Derartige Harze sind mit verschiedenen Molekulargewichten im Handel erhältlich, so z.B. die EponSerie für Epoxidharze der
Shell-Chemical-Company.
Wie bereits ausgeführt, kann die verwendete Stärke dadurch
besonders wirksam gemacht.werden, daß sie nicht bis zum Zu-
stand des Zerberstens, sondern nur· bis zum Aufquellen gekocht
wird. Durch mikroskopische Untersuchungen der bei verschiedenen Zeiten und verschiedenen Temperaturen gekochten Stärke lässt
sich die beste Kochzeit und Temperatur die zu einer Stärke in dem gewünschten Quellzustand führt, ohne Schwierigkeit ermitteln.
Die Stärke kann durch Zusatz trockener Stärke zu einem Teil, des für die fertige Schlichte benötigten Wassers aufbereitet werden,
wobei der Kochvorgang in einem Durchlauferhitzer oder einem
offenen Kessel stattfinden kann.
'Bevorzugt wird amylosehaltige Stärke.verwendet, die von irgendeiner
Ausgangsstärke, wie Korn-, Weizen-, Kartoffel-, Sago-, Reis-, einer gemischten Stärke oder ähnlichen Ausgangsstärken
stammt. Eine Stärke mit hohem Amylοsegehalt, z.B. 50 bis 60 Gew.%
Amylose, wird bevorzugt,benutzt.
Der relative Anteil von Wasser und die nichtwässrigen Bestandteile-der
Schlichte sind durch die gewünschte Viskositäts- ■ ■ Charakteristik der auszubringenden Schlichte festgelegt und
werden durch das verwendete Schlichteverfahren bestimmt. Wird die Schlichte mittels einer Walze aufgebracht, wie es in der
US-PS 2 729 972 beschrieben ist, ist eine Viskosität von weniger als 100 centipoise bei 20 C erwünscht. Eine gebräuchliche
Schlichte enthält 3,2 bis 7,2 Gew.% wasserfreie Anteile und als Restbestandteil Wasser. ·
Nachfolgend werden zum näheren Verständnis der Erfindung noch
weitere Einzelheiten und bevorzugte Ausführung«formen der Erfindung
beschrieben und zunächst drei verschiedene Schlichtezusammensetzungen gegenübergestellt:
Eine dieser Schlichten ist eine bevorzugte Ausführungsform nach de
Erfindung? eine andere Schlichte stellt «ine typische, nicht
1223
BAD
mit einem Stärkezusatz gemäß der vorlW.anden Erfindung versehene,
aber im übrigen sehr ähnliche Zusammensetzung dar, v/ährend die dritte Schlichte ebenfalls keine Stärke enthält und
bezüglich der übrigen Bestandteile der erfindungsgemäßcn Zusammensetzung
sehr ähnlich ist. Die beiden Kontrollschlichten, mit denen de Schlichte gemäß der Erfindung verglichen wird,
enthalten jede gesondert eines der beiden Kupplungsmittel, wie sie in der bevorzugten Ausführungsform vorliegen. Die einzelnen
Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 aufgeführt.
3 I) ü H t) 7 / 1 7 7 3
Vernlcichsschlichten ■
Bestandteil Zusannen- Zusammen- bavorz.Zu-
setzuns Λ setzung B sammens.
p/l (Ibs/lOOgal) g/1 (Ibs/lOOgal) g/1 (Ibs/lOOgal
p/l (Ibs/lOOgal) g/1 (Ibs/lOOgal) g/1 (Ibs/lOOgal
Bisphcnol-Λ
Epoxidharz 25,0 (20.9) 19,3 (16.1) 12,8 (10.7)
Polyvinylacetat,
Polyoxyäthyliertcs ·'.··«
pflanzliches Ol 2,5 ( 2.1) 2,4 ( 2.0) T,G ( 1.3)
Octylpheno::ypoly-
o^yäthylcnäthanol 2,5 ( 2.1) 1,1 ( 1.1) Q,ß ' (0.7),
Polyvinylpyrrolidon p>90 ( 4.2) 7^9 ( 4.1)
Garnma-Glycidoxypro-
pytrimethoxysilan '/">
( A. 2) -- »- 5,3 ( 4.4)·
Essigsäure O9 25 nl (*>5 ml) 0, Π ml (50 ml) 0,40 ml (150
Polyäthylenglycolmono-
leat ■ 1,2 ( 1.0)
Melamin-Formaldehyd-
Harz . .... 5,1 ( 4.3) 3,5 ( 2.9)
Äthylen-Oxid-Polypropylen-Glycol-Kondenstions-
produkt — — 2,4 ( 2.0) 1,6 ( 1.3)
Gamma-Methacryloxy-
propyltriraethoxysilan -- -- 4,9 ( 4.1) 5p0 ( 4.2)
Särke (Amylose) « — *■" 1 ■- 8,8 ( 7.3)
3098 0 7/ 12 2.1 " ' BAD ORIGINAL
Jede Gchlichtezusamraensetzung wurde auf einzelne Glasfasern während der in der Figur dargestellten Herstellung aufgebracht.
Die Schlichtelösung wird auf die einzelnen Glasfasern nach ihi>em· Austritt aus den Düsen 11 aufgetragen. Das geschmolzene
Glas befindet sich in einer elektrisch beheizten Wanne 12 aus einer Platinlegierung, an deren Unterseite die Düsen 11 angebracht
sind. Die Schlichtelösung wird auf die einzelnen Glasseidenfäden aufgebracht, bevor sich diese zu einem Strang vereinigen.
Das Aufbringen des Schlichtemittels erfolgt mittels einer Auftragswalze 13, die teili/eise in die in einem Behälter
15 befindliche Schlichtelösung eintaucht. Die dargestellte
Auftragsvorrichtung ist im einzelnen in der US-PS 278972 beschrieben. Die Glasseidenfäden werden von einem Fadenführer 16 aus
Graphit zu einem Strang vereinigt und auf einer Formungsspule bei einer Rotationsgeschwindigkeit von angenähert 1800 - GOOO Upm
aufgewickelt, um eine Strangbewegung von 1.2x10 1^ - 4 χ TO cm/min.
(3900 - 13000 Fuß/min.) zu erreichen. Es können auch andere Verfahren, beispielsweise unter Verwendung eines Druckrollers, zum
Auftragen der Schlichte benutzt werden. Ebenso braucht dei* Strang
nicht auf einer Formwalze geformt zu werden, sondern kann auch mittels eines Paares rotierender Abziehwalzen in eine geeignete
Auffangvorrichtung geführt werden. Anstelle der mit Düsen versehenen
Unnne kann auch eine andere Vorrichtung verwendet werden, "um einen Strang mit gewünschtem Durchmesser und bestimmter Länge
herzustellen.
Die auf der Formungswalze 18 als Roving aufgewickelten Glasfaserstränge
werden anschließend getrocknet. Dies erfolgt bei eine derart bemessenen Temperatur und Ausheizzeit, beispielsweise
8 Stunden bei
entfernt wird.
entfernt wird.
8 Stunden bei etwa 135°C (2750F), daß das Wasser vollständig
Die mit den drei verschiedenen Schlichten hergestellten Rovings -wurden zur Verstärkung von Epoxid- und Polyesterharzen verwendet.
Die in der Tabelle I mit A bezeichnete Schlichte wurde
309807/122 3
ziir Verstärkung von Polyesterharz benutzt, während "beide- ·
Harze für sich mit einem Roving verstärkt wurden, der mit einer bevorzugten Schlichte gemäß der Erfindung präpariert war. Die
Zug- und horizontale Biegefestigkeit wurde für jede Probe nach dasn ASTM - Verfahren D - 2290 und D 2344 im trockenen und
nassen Zustand bestimmt. Die Benetzung der geschlichteten Fasern wurde bei jeder der Glasfaser-Harzproben visuell beobachtet. In
Tabelle II sind die Testresultate zusammengefaßt„
30'ΪΠ Π 7/1?? ·*
Physikalische Eigenschaften
Zugfestigkeit ' Biegefestigkeit '
kg/cm2 χ 103 (psi χ 1O3) kg/cm2 χ 103 (psi χ ΙΟ3) Harz
trocken naß trocken naß 72 h
ω Bevorzugte Schlichte K-37,15
ο Endroving 20,7 (295) 18,3 (254) 0,70 (10.0) 0,65 (9.3) 0,55 (7.8) Poly- <
ο- harz
-J Schlichte B. K-37, 15 End- . ,
^ roving 17,9 (255) 16,3 (230) 0,60 ( 8.5) 0,53 (7.5) 0,30 (4.3) PoIy-J
to ester-.
Bevorzugte Schlichte K-37,
15Endroving 20,3 <289) 19,6 (279) 0,77 (11.0) 0,69 (9.9) 0,60 (3.5) Epoxid
Schlichte A. K-37,
15 Endroviiig 18,3 (260) 15,8 (225) 0,77 (11.0) 0,63 (9.0) 0,46 (6.5) Epoxid
I) ASTM B^
2) ASTM Ö-2344 -J
Die gemäß der Erfindung hergestellten Rovings bewirken eine größere Festigkeit des verstärkten Polyesterharzes als das
unter Verwendung der Schlichte B verstärkte Polyesterharz, die das Kupplungsmittel enthält, das als am basten mit einem Polyesterharz
verträglich erachtet wird. Ausserdem geben die Glasfasern gemäß der Erfindung dem Epoxidharz eine größere Festigkeit,
als die mit der Schlichte A behandelten Glasfasern, die ein mit dem Epoxidharz als verträglich erachtetes Kupplungs-. . ,
mittel aufweist. Die Benetzungseigenschaften der drei Glasfaserproben sind in Bezug auf das mit ihnen kombinierte Harz
ausreichend. Jedoch werden die gemäß der Erfindung geschlichteten Glasfasern nicht nur von jedem der beiden Harze besser im- ·
prägniert, sondern sind im Gegensatz zvl den beiden Testproben
sowohl zur Verstärkung von Epoxidharzen als auch Polyesterharzen geeignet. Es ist z.B. die Kombination eines Epoxidharzes
mit einer unter Verwendung der Zusammensetzung B geschlichteten Glasfaser unbefriedigend. Ebenso wird eine'-rmit
der· Schlichte A behandelte Glasfaser ungenügend mit dem Polyesterharz
durchtränkt.
Glasfaserstränge, insbesondere für Formungswalzen vorgesehene K-37 und K-18 Glasfasern, sind nach einer Schlichtung mit dem
bevorzugten Schlichtemittel besonders für Faserwicklungsanwendungen,
wie z.B. die Herstellung von mit Glasfasern verstärkten Röhren, geeignet. -
Insbesondere K-37 und G-67 Glasfasern sind für Pultrusionsanwendungen
brauchbar, wenn sie mit einem Schlichtemittei behandelt v/erden, das aus der zuvor beschriebenen Zusammensetzung
mit einem Zusatz von bis zu etwa 8 Gew.% eines Filmbildners aus Polyvinylpyrrolidon besteht. !Jährend, dieser Filmbildner bei "'_'
typischen Faserwicklungsvorgängen ein Aufschäumen verursacht, ist seine Anwesenheit in der Schlichte bei Pultrusionsanwendungen^
nützlich. Ein Anteil von Polyvinylpyrrolidon von bis zu etwa ' :
8 Gew.%, bezogen auf den nichtwässr.igen Anteil der Schlichte,
3098077 12 2 3
bewirkt eine bessere Integrität des Stranges während der PuItrusionsoperationen.
Eine gute StrangIntegrität ist bei Pultrusionsoperationen besonders
wichtig, da beim Ziehen des mit Harz überzogenen Stranges durch eine Form überschüssiges Harz entfernt wird, wobei eine
Profilierung des Strange durch die Ausgestaltung der Form erzielt wird. Auf diese Weise lassen sich z.B. Rundstäbe, I-Profile
oder andere Formen herstellen. Wenn der Strang nicht die erforderliche Integrität hat, wird durch eine Abfaserunp, eine
Verstopfung der Ziehform verursacht:, und falls der Strang
während der Bearbeitung unter Spannung steht, kann infolge, ungenügender
Integrität der Strang brechen und die Ziehoperation kommt zum Stillstand.
Die gute Benetzung des gemäß der Erfindung geschlichteten
Glasfaserstrangs mit dem verwendeten Hai ζ bei PuI ».xus ions operationen
ist ersichtlich. Bei einer derartigen Verarbeitungsmethode wird eine Vielzahl von geschlichteten Strängen in eine
organische Lösung des zu verstärkenden,Harzes getaucht. Die ;
Lösung enthält 30-70 % eines typischen Polyesterharzes. Dicv
Stränge werden anschließend in der oben beschriebenen Weise
durch die Form gezogen. Die Zeit, in der sich die Stränge in der harzhaltigen Lösung befinden, ist üblichen/eise beschränkt und
die Stränge stehen im allgemeinen unter leichter Spannung.
Diese beiden Bedingungen vermindern das Maß der Harzinprägnierung
des bewegten Strangs. Die Anwesenheit von gequollener
Stärke in der vorliegenden Zusammensetzung bewirkt eine Trennung der Faserelemente des Strangs und begünstigt somit die Imprägnierungsgeschwindigkeit des Stranges.
309807/1223
bad
Platten und Matten lassen sich vorteilhaft mit gemäß der Erfindung
präparierten Glasfasermaterialien herstellen. Sin Plattenroving läßt sich bevorzugt aus einem G 47/4 S Formstrang'
unter Verwendung eines Ballonroving-Lieferwerks auf einem
Haspeler herstellen. Ein derartiger Plattenroving hat eine angemessene Strangintegrität und bricht gut beim Hacken zur
Herstellung von Matt en. Die so erhaltenen Matten weisen eine --■..-.
schnelle Benetzbarkeit auf bei der Imprägnierung mit Harzen .für die Plattenfertigung. Geeignete Platten können nach dem
"Needling-Verfahren" genau so gut wie durch Hacken (chopping-Verfahren)
hergestellt werden und sind ebenso gut für die Harz-· imprägnierung geeinget. Eine gehackte Strangmatte bzw. eine
Matte aus Stapelglasseide kann ohne Zwischenbildung eines ■Rovingstranges direkt aus dem Formwickel hergestellt werden.
Bei der direkten Herstellung von gehackten Strangmatten wurde festgestellt, daß die nach der Erfindung geschlichteten Glasfasern
eine gute StrangIntegrität aufweisen und beim Hacken
nur ein-.geringer Anteil der gehackten Stränge an der Bearbeitungsmaschine haftet oder miteinander verklumpt.
Bei'den typischen,■gemäß der Erfindung geschlichteten Glasfasern ·
sowie bei den bereits erläuterten Ausführungs- und Anwendüngsbeispielen
soll der trockene Rückstand der vorliegenden Schlichte etwa 0,5-5 und vorzugsweise 0,5 «· 2,5 Gew.% des blanken Glases,
betragen, Die Menge der auf dem Glas befindlichen Schlichte
kann bei Anwendung der bekannten Zündtechnik aus den ermittelten Verlusten bestimmt werden.
In der vorliegenden Beschreibung wurde die konventionelle Nomenklatur zur Beschreibung von Fasersträngen und Rovings hinsichtlich ihrer Abmessungen und Kenndaten verwendet, Der Faserdur
chnmsser z.EL wird durch eine Buchstabenbezeichnung (K? G, usw)
ausgedruckt, Zur Nenrilänße; gelangt man dadurch, daß der Durchmesser d??§ G.arns mit lÖQ multipliziert und die Garnlänge pro
3ÖöaOt/i7Z3
•wichtseinheit in m/kg (yards/lb) angegeben wird. Die'nach dem
Schrägstrich folgende Bezeichnung gibt die Aufspaltung der Faserelemente des Strangs in Untergruppen von etwa 100 Einzelfäden
an. Z. B. ist ein G 67/4 S Strang aus Faserelcmcnten mit
einem Nenndurchmesser von 0,09 mm (Ο,ΟΟΟΠΟ inch) zusammengesetzt
der Strang v/eist eine Länge von 14 000 m/kg (6700 yards'·per
pound) und eine Aufspaltung nach dem Schlichten in 4 Gruppen mit jeweils etwa 100 Einzelfäden auf.
30980 7/1*»? 3
BAD
Claims (3)
1. Verfahren zur Präparation von Glasfasermater3.al3.en zur Verstärkung
von Harzen, wobei die Glasfasern mit hoher Geschwindigkeit aus einem geschmolzenen Glaskonus gezogen
werden, eine zur Verbindung mit einem einzelnen Harz geeignete Schlichte aufgebaracht und getrocknet und e3'_n Glasfasermaterial
erhalten wird, das an einem spezifischen mit der Schlichte verträglichen Harz haftet, wobei das geschlichtete
Glasfascrmaterial sowohl mit Polyester- als
auch mit Epoxidharz verträglich ist, gekennzeichnet durch Verwendung einer wässrigen Schlichte, die einen Stärkeanteil
von 15 bis 25 Gew.%, bezogen auf den nicht-wässrigen
Schlichteanteil, enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch.die Verwendung
einer wässrigen Schlichte,die beim Aufbringen folgende auf den nichtwässrigen Anteil der Schlichte bezogene
'Bestandteile aufweist:
• 25-35 Gew. /O Epoxidharz
5 - 10 Gew. % Melamin-Formaldehydharz 1 - -6 Gew. % Athylenoxid-Polypropylen-
glycol-Kondonsat ionsprodulit.
8-16 Gew. % gamma-Methacryloxy-
propyltrimethoxysilari
8-16 Gew. % gamma-Glycidoxypropyltrimethoxy-
silan 15 - 25 Gew. % Stärke
und ferner genügend Wasser, um eine Viskosität von weniger als 100 centipoise bei 20 C einzustellen.
30 9807/ l?23 BAD
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlichte in einer derartigen Menge aufgebracht
wird, daß sich ein trockener mickstand von etv/a 0,5 bis
2,5 Gev/. % des blanken Glases ergibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlichte, bezogen auf den nichtwässrigen Anteil,1·bis 6 Gew. % eines Enulgators und 1
bis 3 Gev;. "i eines nichtionischen oberflächenaktiven
. Mittels enthält.
5. Verfahren nach einem 4er Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stärke nach dem Vermengen mit den übrigen Bestandteilen der Schlichte bis zum Quellen gekocht wird.
6. Verwendung der präparierten Glasfasermaterialien nach einem
der Ansprüche 1 bis 5 zur Verstärkung von harzartigen Materialien.
3 0 9H07 / 12 2 Γ?
BAD ORIGINAL
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