DE2301561A1 - Mit polytetrafluoraethylen beschichtetes glasfasergewebe und verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

Mit polytetrafluoraethylen beschichtetes glasfasergewebe und verfahren zur herstellung desselben

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Description

Ξ.Ι. -Du PONT DE NEMQURS MD COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19 898, V.St0A,
Mit Polytetraf3.uoräthylen beschichtetes Glasfasergewebe und Verfahren zur Herstellung desselben
Die Erfindung bezieht sich auf Glasfasergewebe, die rissfreie Beläge aus Fluorkohlenstoffpolymerisaten aufweisen.
Mit Polytetrafluorethylen beschichtete Glasfasergewebe sind zwar bekannt, haben aber gewöhnlich eine unzulängliche Verwitterungsbeständigkeit, die ihrer Verwendung Schranken setzt Selbst bei Verwendüngen, die keine Wetterbeständigkeit erfordern, wie im Falle von innerhalb ton Gebäuden laufenden Förderbändern, wird deren Gebrauchswert dadurch beeinträchtigt, dass die auf den Bändern geförderten Gegenstände trotz der nicht-anhaftenden Beschaffenheit des Polytetrafluoräthylenbelages leicht Stücke des Belages von dem Glasgewebe abreissen.
wird angenommen, dass die schlechte Wetterbeständigkeit
wird
von mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Geweben und die Neigung der Beläge, sich von dem Gewebe abreissen zu lassen, auf mikroskopischen Sprüngen in dem Polytetrafluoräthylenbelag
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beruhen. Im Falle der Verwitterung ist anzunehmen, dass Stoffe, wie Feuchtigkeit, den Polytetrafluoräthylenbelag durchdringen und die Glasfasern des Gewebes angreifen. Abreissen τοη Stükken des Belages wird beobachtet, wenn die geförderten Gegenstände fliessfähig genug sind, um in die Sprünge des PoIytetrafluoräthylenbelages einzudringen, und dann, wenn- sie von dem Förderband abgenommen werden, den Belag von dem Gewebe abreissen. ·
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfugung, durch das die Ausbildung mikroskopischer Sprünge in der Gewehebeschichtung vermieden werden kann, so dass man ein mit einem rissfreien Belag beschichtetes Produkt erhält. Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung ein Glasfasergewebe mit einem Grundbelag aus gesintertem Polytetrafluoräthylen und einem darauf aufgeschmolzenem Deckbelag aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymerisat des Tetrafluoräthylens. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.
Pig. 1 ist eine Draufsicht auf ein Stück Glasfasergewebe in etwa vierfacher Yergrösserung.
Pig* 2 ist eine Seitenansicht des Gewebes gemäss fig, I.
Pig. 3 ist eine noch stärker vergrösserte Draufsicht auf einen Seil des Gewebes gemäss Pig. 1, das einen Belag aus Polytetrafluorethylen aufweist, der die Öffnungen zwischen den Garnen des Gewebes teilweise schliesst.
Pig. 4 ist eine Draufsicht auf das beschichtete Gewebe gemäss Pig. 3, das in diesem Falle einen weiteren Polytetrafluoräthylenbelag trägt, der die in Pigo 3 noch freigelassene "Öffnung schliesst.
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Figo 5 ist eine Draufsicht auf das Gewebe gemäss Pig. 4 mit einem auf den Polytetrafluoräthylenbelag aufgeschmolzenen Deckbelag aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolyrnerisat des Tetrafluoräthylens.
Fig. 6 zeigt schematisch in Seitenansicht ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Beschichten von Glasfasergewebe mit Polytetrafluoräthylen.
Als Glasfasergewebe kann man im Sinne der Erfindung alle herkömmlichen Glasfasergewebe verwenden« In Fig. 1 und 2 besteht das Gewebe 2 aus Kettgarn 4 und Schussgarn 6. Die sich kreuzenden Garne 4 und 6 bilden miteinander Öffnungen 8. Der Titer des Garns und die Webart des Gewebes können je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck gewählt werden, sofern nur die Möglichkeit bestellt, dass der Polytetrafluoräthylen-Grundbelag und der Deckbelag aus dem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymerisat des Tetrafluoräthylens einen zusammenhängenden Belag auf dem Gewebe bilden, so dass das beschichtete Gewebe für Luft undurchlässig ist.
Der Polytetrafluoräthylenbelag auf dem Glasfasergewebe besteht aus feinpulverigein oder Dispersions-Polytetrafluoräthylen, das nach dem Auftragen auf das Gewebe gesintert worden ist. Diese Art von Polytetrafluoräthylen ist in Form von wässrigen Dispersionen erhältlich, die zweckmässig zum Beschichten des Glasfasergewebes verwendet werden* Ber mittlere Teilchendurchmesser der Polymer!satteilchen in der Dispersion liegt gewöhnlich zwischen 0,1 und 0,5 μ und beträgt vorzugsweise mindestens 0,22 μ, insbesondere mindestens 0,30 μ. Der mittlere Teilchendurchmesser kann nach der in der USA-Patentschrift 3 391 099 beschriebenen Lichtstremmgsmothode bestimmt werden, und wenn die Dispersion Tenside enthält, wird die Zunahme der Brechungszahl mit einem Wert von 0,020 eingesetzt. Gewöhnlich enthalten wässrige Polytetrafluoräthylendisper-sionen Tenside in Mengen von 1 bis 15 Gewichtsprozent, bezo-
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gen auf das Polytetrafluoräthylen, um die Benetzung der Oberflächen, auf die die Dispersion aufgetragen wird, herbeizuführen. Beispiele für solche Tenside sind nicht-ionogene Tonside, wie äthoxylierte aliphatisch^ Alkohole und äthoxylierte Alkylphenole, a.B. Polyäthylenglykol-mono-p-octylphenyläther ("Triton-X-IOO"), sowie die Tenside der allgemeinen Formel EAnOH, in der An die Gruppe (OG2H4^n oder ein β*3™!·13011 aus Gruppen (°G2H4-'a und ^OG3H6^l) ΐ"3^1^'8^ wobei η in allen Fällen eine ganze Zahl- von 2 bis 50, vorzugsweise von 2 bis 18, b eine ganze Zahl von 0 bis 30 und a eine ganze Zahl von mindestens 2 bedeutet, mit der Massgabe, dass die Summe a + b = η ist, und R einen gesättigten oder ungesättigten, gerad- oder verzweigtkettigen oder cyclischen aliphatischen Rest mit im allgemeinen 6 bis 24 Kohlenstoffatomen bedeutet. Die bevorzugten Tenside haben die allgemeine Formel CIL, (CH2)n(OGH2OH2)m0H, in der η eine ganze Zahl von 6 bis 10 und m eine ganze Zahl von 3 bis 6 bedeuten.
Bisher wurden Glasfasergewebe durch Eintauchen in wässrige Polytetrafluoräthylendispersionen und ansohliessena.es Trocknen und Sintern beschichtet. Das beschichtete Gewebe wurde gewöhnlich mehrmals durch Tauchen, Trocknen und Sintern nachbeschichtet, um einen Überzug der gewünschten Dicke aufzubauen« Der Geschwindigkeit," mit der das Gewebe dabei dtirch die Dispersion für den ersten-Überzug und die Dispersionen für* weitere Überzüge geleitet wurde, waren durch die Geschwindigkeit Grenzen gesetzt, mit der die Dispersion von dem Gewebe der Länge nach aufgesaugt und die Luft dadurch verdrängt werden konnte ο Wenn die Geschwindigkeit zu hoch war, wurden in dem Gewebe oder in dem Polytetrafluoräthylenuberzug mikroskopische Luftblasen eingeschlossen. Die angrenzend an das Garn eingeschlossenen Luftblasen vorhinderten das Überziehen des Garns mit dem Polytetrafluorätliylen, und wenn die Luftblasen in dem Überzug eingeschlossen waren, schwächten sie den Überzug. In beiden Fällen verursachten die Luftblasen das spätere Eindringen von"korrosiven Stoffen in das Gewebe» Ferner neig-
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ten die Blasen dazu, sich in Form von Schaumflecken anzuordnen, die das Aussehen des Gewebes beeinträchtigten.
Den durch Blasen verursachten Schwierigkeiten giiig man gewöhnlich, dadurch aus dem Wege, dass man mit einer Tauehge-schwindigkeit arbeitete, die nicht höher war als die Geschwindigkeit, mit der die luft aus dem Gewebe verdrängt .werden konnte. Die laufgeschwindigkeit (Beschichtungsgeschwindigkeit) konnte ohne gleichzeitigen Einschluss von Blasen etwas erhöht werden, indem man die Polytetrafluoräthylendispersion von der Konzentration von 55 bis 65 $, mit der sie gewöhnlich geliefert wird, mit V/asser auf eine Konzentration von 25 bis 50 $> verdünnte. Durch die Verdünnung wurde die Yiscoßität der Dispersion herabgesetzt und dadurch die Geschwindigkeit, mit der sie von dem Gewebe aufgesaugt wurde, erhöht. Jedoch hatte die Verdünnung den Nachteil, dass dadurch die Menge des je Tauchvorgang auf das Gewebe aufgetragenen Überzuges verririge?-t wurde, so dass man das Gewebe öfter in die Dispersion tauchen musste, um einen Überzug von einer gegebenen Dicke (einem gegebenen Gewicht) zu erhalten.
Jedenfalls war, gleich ob man einen einzigen Überzug oder mehrere Überzüge mit oder ohne Beseitigung von Blasen unter Verwendung von konzentrierten oder verdünnten Polytetrafluoräthylendispersionen auftrug, das Ergebnis immer das gleiche; In dem Überzug bildeten sich immer mikroskopische Sprünge, besonders bei Geweben von hohem Flächengewicht, nämlich von einem Gewicht von mindestens 277 g/m" je GewebeOberfläche (eine Oberfläche). Die schweren Gewebe haben im allgemeinen eine Dicke von mindestens- 0,2 rom. Bei 20-fächer Vergrößerung sind die mikroskopischen Sprünge in dem Überzug zu. sehen. Leichtere Gewebe lassen sich mitunter mit rissfreien PoIytetrafluoräihvlenüburzügen beschichten, wenn man den Überzug Ik;noriderν, sorgfältig und nur sehr dünn aufträgt» Die Sprünge, d:t ο si ch in dem Polytetrafluoräthylenüborzug bilden, sind in Fig» 5 durch die gezackten Linien 10 dargestellt. Hier hat
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die Menge des Polytetrafluorethylene nicht genügt, um die Öffnung 8 (Fig. 1) zwischen den Garnen zu schliessen, und daher' ist in dem Überzug eine Öffnung 11 offengeblieben, die das Gewebe seiner ganzen Dicke nach durchsetzt. Diese Sprünge bilden sich besonders beim Trocknen aus und werden durch Sintern nicht vollständig geheilt. Durch mehrmaliges Beschichten des Gewebes rait Polytetrafluoräthylen gelingt es zwar, die Öffnung 11 zu füllen, jedoch werden Sprünge in den vorher aufgetragenen Überzügen dadurch nicht geheilt, und diese können zur Ausbildung neuer Sprünge führen, wie es in Pig. 4 dargestellt ist. Dies gilt besonders für schwere Gewebe. Bei schweren Geweben tritt das Rissigwerdon in besonders ausgeprägter Form auf, weil die Dispersion dazu neigt, sich unter dem Einfluss der Schwerkraft zu den Kreuzungsstellen zwischen den Kett- und Schussgarnen und den Öffnungen 8 hinzuziehen. Daher gehen die mikroskopischen Sprünge im allgemeinen von diesen Stellen aus, und wenn man die Dicke des Überzuges durch Nachbeschichtung erhöht, dehnen sich die Sprünge über die ganze Oberfläche des Gewebes in einem schmutzig wirkenden Muster von Pd.ssen aus.
In der Praxis hat man der Rissbildung durch Kalandern des Gewebes nach dem Beschichten mit Polytetrafluoräthylen entgegengewirkt. Dieser Arbeitsvorgang wird an dem getrockneten, aber ungesinterten Polytetrafluoräthylen durchgeführt. Das Sintern erfolgt später als gesonderter Arbeitsvorgänge Durch Kalandern wird das getrocknete, ungesinterte Polytetrafluoräthylen in einen zusammenhängenden, riesfreien Überzug umgewandelt, der beim Sintern rissfrei bleibt» Obwohl das Kalandern im allgemeinen zu diesem Zweck erfolgreich ist, lässt sich diese Verfahrensweise nicht anwenden, wenn man eine Verzerrung dos Glasfasergewebes vermeiden will, oder- wenn das Glasfasergewebe so breit ist, dass es in den zur Verfügung stehenden Kalandern nicht verarbeitet werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, rissfreie PoIytetrafluoräthylenüberzüge auf Glasgeweben zur Verfügung zu stellen, ohne das beschichtete Gewebe durch den Kalander .schicken zu müssen. Erf indungsgemäss geht man von einem Gewebe aus, das in an sich bekannter Weise durch Überziehen mit einer Polytetrafluoräthylendispersion und Trocknen der Dispersion beschichtet worden ist. Hierbei bilden sich, wie bereits erwähnt, in dem getrockneten Überzug mikroskopische Sprünge. Dieser Polytetrafluoräthylen-Grundbelag auf dem Gewebe kann je nach der gewünschten Beschichtungsdicke aus einem oder mehreren Polytetrafluoräthylenüberzügen bestehen. Voi-zugsweise reicht die Menge des Grundbelages aus, um die Öffnungen 8 in dem Gev/ebe zu füllen»
Der Polytetrafluoräthylen-Grundbelag wird erfindungsgeraäss rissfrei gemacht, indem man einen Deckbelag aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymer!sat des Tetrafluorethylen auf ihn aufträgt. Wenn das Gev/ebe dann so stark erhitzt wird, dass das Polytetrafluorethylen sintert, schmilzt das Copolymer!sat, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, und bindet sich beim Erkalten an den Polytetrafluoräthylen-Grundbelag auf dem Gewebe, und gleichzeitig verschwinden die mikroskopischen Sprünge in dem Grundbelag. Es ist nicht bekannt, ob das Copolymerisat nur die Sprünge ausfüllt oder bewirkt, dass die Sprünge sich beim Sintern von selbst heileii. Jedenfalls muss das Copolyroerioat mit dem Polytetrafluoräthylen so verträglich sein, dass es sich, wenn das Polytetrafluoräthylen in Berührung mit dem Copolymerisat gesintert wird, beim Abkühlen an das Polytetrafluoräthylen bindet.
Die Angabe, dass der Deekbelag auf den Grundbelag aufgeschmolzen ist, bedeutet, dass der Deekbelag in Berührung mit dem Grundbelag geschmolzen wprden ist und sich beim Abkühlen an den Grundbelag bindet. Die Verträglichkeit des Copolymerisate mit dem Polytetrafluoräthylen und mithin seine Fähigkeit,
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sich an den Grundbelag zu binden oder an den Grundbelag anzuschmelzen, kann dadurch gekennzeichnet werden, dass sich zwischen beiden Belägen eine Bindung mit einer Abziehfestigkeit von mindestens 0,7 kg je cm Breite bildet. Die Absiehfestigkeit kann mit dem Instron-Zugfestigkeitsprüfgerät bestimmt werden, wenn sich dessen Greifbacken mit einer Geschwindigkeit von 25>4 cm/min auseinanderbewegen und dabei den aufgeschmolzenen Copolymerisatüberzug unter einem Winkel von 180 von dem gesinterten Homopolymerisatbelag abziehen. Die Kraft, die zum Einleiten des Abziehens des Copolymerisats von dem Belag erforderlich ist, d.h. die Abreisskraft, ist die Abzieiifestigkeito Die Versuchsproben sind dabei 2,54 cm breit, und die Kraft wird von dem Prüfgerät in Einheiten je 2,54 cm Breite abgelesen.
Unter einem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymerisat wird ein solches verstanden, das sich aus der Schmelze nach herkömmlichen Methoden, wie durch Schmelzstrangpressen, verarbeiten läset, was auf Polytetrafluorethylen nicht zutrifft. Um sich aus der Schmelze verarbeiten zu lassen, hat das Copolymerisat eine bei 380 C unter einer Scherspannung von 0,457 kg/cm2 mit Hilfe'der in der USA-Patentschrift 2 946 Ίβ'5-beschriebenen Vorrichtung bestimmte spezifische Schmelzviscosität von weniger als 10 Poise» Polytetrafluorethylen (das Homopolymerisat) hat unter "diesen Bedingungen eine spezifi-
9 sehe Schmelzviscosität von mehr als 10 P.
Das Oopolymerisat wird unter Beachtung des Erfordernisses, dass es mit dem Homopolymerisat verträglich sein muss, durch Copolymerisation von Tetrafluoräthylen mit mindestens einem anderen, copolymerisierbaren, äthylenungesättigten Monomeren in ausreichender Menge hergestellt, um ein Produkt zu erhalten, das sich einerseits noch aus der Schmelze verarbeiten lässt und andererseits ein hohes Molekulargewicht hat, Im allgemeinen soll das Copolymerisat unter den oben genannte}). Bedingungen eine spezifische Sohmelzviscosität -von mindestens
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1O^ P aufweisenο Der Gehalt an anderen Monomereinheiten "beträgt gewöhnlich 1 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf das Copolymerisat. Die "bevorzugten Monomeren sind Perfluoralkylene mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen, wie Hexafluorpropylen, Perfluor-(alkylvinyläther), z.B. Perfluor-(propylvinyläther), und Perfluor-(2-methylen-4-methyl-1,3-dioxolan). Copolymerisate des Tetrafluoräthylens mit diesen Monomeren sind mit dem Homopolymerisat verträglich.
Das aus der Schmelze verarheitbare Copolymerisat des Tetrafluoräthylens wird zweckmässig durch Tauchteschichtung oder anderweitig aus einer wässrigen Copolymerisatdispei'sion a/uf den Polytetrafluoräthylen-Grund"belag aufgetragen. Dieser Vorgang kann so oft wiederholt werden, wie erforderlich, um die zum Heilen der Sprünge in dem Polytetrafluoräthylen-Grundbelag erforderliche Copolymerisatmenge aufzubringen. Die Copolymerisatdispersion kann die gleichen Tenside in den gleichen Konzentrationen enthalten wie die Polyte trafluoräthylendispersion.
Da das aus der Schmelze verarbeitbare Copolymerisat des Tetrafluoräthylens für imgosintertes Polytetrafluoräthylen ein höheres Bene12Amgsverinögen aufweist, wird es vorzugsweise auf den Polytetrafluoräthylenbelag aufgetragen, solange dieser sieh noch in ungesinterter Ροχτη auf dem Glasgewebe befindet. Das Copolymerisat kann aber, auch auf den gesinterten PoIytetx'afluoräthylen-Grundbelag aufgetragen werden, wenn man Massnahmen ergreift% damit das Copolymerisat den Grundbelag benetzt. Jedenfalls wird das Gewebe schliessli'ch so lange, bis das Polyto trafluoräthylen des Grundbelages sintert, auf die ointortoiopcratur- dieses Polymerisats ex'hitzt, die mindestens 'j2'{° C und vorzugsweise mindestens 35O^ C beträgt„ Der so auf dom Gewebe erhaltene Überzug ist (bei 20-facher Vergrösnerung) rissfrei, bedookt zusammenhängend die Oberfläche aos Gewebes und hat das in Pig* 5 dargestellte Aussahen.
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Obwohl die Erfindung sich zur Herstellung von rissfreien Überzügen auf allen Glasgewebearten eignet, die einen einigermassen dichten Gewebeaufbau aufweisen, eignet sie sich besonders zum Beschichten der schwereren Gewebe mit einem Flächengewicht von mindestens 277 g/m , bei denen das Problem der Rissbildung besonders ausgeprägt ist. Diese schweren Gewebe, z,B» Glasgewebe Nr. 141 mit einer Dicke von 0,22 mm, neigen mehr zum Rissigwerden des Polytetrafluoräthylenüberzuges als die leichteren .Gewebe , wie Z0B. Gewebe Hr0 116 mit einer Dicke von 0,10 Bim, v/eil die dickeren Gewebe eine rauhere Oberfläche haben und die Öffnungen zwischen den Garnen des Gewebes grosser sind» Die rauhere Oberfläche der dickeren Gewebe erfordert einen dickeren Polytetrafluoräthyleiibelag, um das Gewebe vollständig zu beschichten, und Polytetrafluoräthylenbeläge haben bekanntlich eine begrenzte Dicke (kritische Dicke), über die hinaus sich in dem getrockneten Belag Risse bilden. In typischer Weise beträgt die kritische Dicke des Polytetrafluoräthyleribelages auf einer glatten Oberfläche weniger als 0,05 mm. Das auf. das Gewebe aus einer Dispersion aufgetragene Polytetrafluorethylen neigt dazu, zu den Garnkreuzungsstellen zu wandern, so dass der Überzug an diesen Stellen eine grössere Dicke und mithin eine grössere'Heigung zur Rissbildung aufweist als' an anderen Stellen des Gewebes.
Die grösseren Öffnungen in dickeren Geweben erfordern eine genügende Menge,an Polytetrafluorethylen, um die Öffnungen zu füllen. Je dicker das Gewebe ist, desto grosser sind die Öffnungen, und je grosser die Öffnungen sind, desto mehr Polytetrafluorethylen ist erforderlich, um sie zu füllen. Diese an das Polytetrafluoräthyleii zu stellende Anforderung führt ebenfalls zur Rissbildung in dem Belag.
Die Erfindung ist besonders wertvoll zum Beschichten von Glasfasergewebe!!,, bei denen die Breite der Öffnungen zwischen den G.ewebegamen die kritische Dicke des Poly te traf luoräthyleiibelages für die betreffende Oberfläche übersteigt, .cUiu
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bei denen sich nach dem Pullen der Öffnungen mit Polytetrafluorethylen in dem Belag Sprünge ausbilden, die erfindungsgemäss durch einen Deckbelag aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymerisat des Tetrafluoräthylens gehejIt werden müssen. Auf Gewebeoberflächen kann das aus wässrigen Dispersionen aufgetragene Polytetrafluoräthylen mitunter Öffnungen mit Grossen bis zu 0,13 mm überbrücken, ohne dass es beim Trocknen zur Rissbildung kommt; Öffnungen dieser Grosse finden sich in Glasgewebe Nr. 141. Mit Ausnahme dieses besonders schweren Gewebes haben aber schwere Glasfasergewebe im allgemeinen Öffnungen, deren kleinste Breitenabmessung mindestens 0,15 mm beträgt, und daher ist die Erfindung aum Heilen der Hisse in Überzügen auf Geweben mit solchen Öffnungen geeignete Die bevorzugten, erfindungsgemäss zu beschichtenden Glasfasergewebe haben eine Dicke von mindestens 0^38 mm. Gewöhnlich sind die Gewebe nicht dicker als 0,7.6 mm, es sei denn, dass der Endverwendungszweck des Gewebes eine grössere Dicke erfordert. Bei bevorzugten Glasfasergeweben haben die Öffnungen eine kleinste Breite von gewöhnlich weniger als 0,20 ram.
Vorzugsweise wird das- G3.asfasergewebe erfindungngeinäss mit einer konzentrierten, d.h. 55- bis 65~gewichtsprozentigen wässrigen Polytetrafluoräthylendisperoion beschichtet, um bei jedem Durchgang dtirch die Dispersion eine möglichst hohe Beschichtungsdicke zu. erzielen. Wie bereits erwähnt, wird die Geschwindigkeit, mit der das Gewebe sum Auftragen des ersten Überzuges durch die Dispersion geleitet wird, so geregelt, dass die in dem Glasfasergewebe enthaltene Luft durch das Auffangen der wässrigen Dispersion aus dem Gewebe vordrängt wird. ¥erm die Tauchgeschwindigkeit höher iet a] a die Aufcaugogesnhwinüigjveit des Geweben seiner Länge nach, werden von der Dispersion Luftblasen eingeschloEJoen. Die Aufsaugegcsehwindigkeit sinkt nicht nur mit steigender Yisoosität der Dispersion, sondern auch mit steigender Gewebedieice (l?lä< gewicht).
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Nach einem bevorzugten Verfahren erhält κι an einen blasenfreien Belag mit hoher Geschwindigkeit, indem man das Glasfasergewebe mit der Polytetrafluoräthylendispersion überschwemmt, bevor man es in die Dispersion eintaucht. Das Überschwemmen erfolgt durch Behandeln einer Gewebeoberfläche mit der Dispersion, co dass das Aufsaugen nicht der Länge nach, wie bei der Tauchbeschichtung, sondern in der Dickerichtung des Gewebes erfolgt. JPig. 6 erläutert ein Verfahren, um dieses Überschwemmen durchzuführen. \lenn das Gewebe 2 sich auf den Tauchbehälter 22 zu bewegt, der die wässrige Polymerisatdispersion enthält, läuft es an einem Rohr 20 vorbei, das gegenüber dem Gewebe mit einer schlitzförmigen Öffnung 21 versehen ist. Polymeri-satdispersion wird in das Rohr eingepumpt und aus der öffnung 21 in das Gewebe eingespritzt. Das Gewebe «äugt die Dispersion durch seine ganze Dicke hindurch auf, und die Luftblasen treten an der gegenüberliegenden Oberfläche des Gewebes aus und werden durch das Überschwemmen in den Tauchbehälter 22 mitgenommen. Infolge der Porosität des Glasfasergewebes kann. ein gewisser Teil'der Dispersion an der anderen Seite des Gewebes austreten. Deshalb befindet sich gegenüber der anderen Gewebeseite und der Rohröffnung 21 eine Sixritzplatte 25, um die durch das Gewebe hindurchspritzende Dispersion aufzufangen und sie in den Tauchbehälter zu leiten. Der Abstand zwischen dem Rohr 20 und dem Tauchbehälter 22 wird so eingestellt, dass die Dispersion durch die ganze Dicke des Gewebes hindurchgesaugt wird, bevor das Gewebe in den Tauchbcbälter 22 gelangt. Daher braucht die laufgeschwindigkeit nicht so verringert zu werden, dass sie mit der Geschwindigkeit übereinstimmt, mit ,der die Dispersion der Länge des Gewebes nach aufgesaugt wird. Statt die Dispersion zum Überschwemmen des Gewebes durch eine Rohröffnung zu pumpen,, kann man sie auch unter dein Einfluss der Schwerkraft auf die Gewebooberfläche fliccscn lassen, indem man das Gewebe unter einem die Dispersion- enthaltenden'Fülltrichter mit offenem Boden vorbeileitet.,
Der Vf eg j den das "Gewebe 2 im Tauclibehälter 22 zurücklegt, kann durch eine Führungsrolle 24 erzwungen werde?!. Each der Tauch-
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beschichtung kann überschüssige Dispersion von den Oberflächen des Gewebes durch ortsfeste Stäbe 26 und 28 abgewischt werden. Dann läuft das beschichtete Gewebe durch einen Trockner 30 und einen Ofen 32, und die Fördergeschwindigkeit durch das ganze Aggregat wird durch eine oder mehrere Zugwalzen gesteuert, die das Gewebe durch die Anlage hindux'chziehen. Eine etwaige ITachbeschichtung kann in einer Reihe von weiteren Tauchbehältern 22 erfolgen, zwischen denen eich je ein Trockner 30 und möglicherweise je ein Ofen 32 befindet. Die ersten Tauchbehälter in der Reihe können zum Auftragen einer wässrigen Polytetrafluoräthyiendispersion vorgesehen sein und einer oder mehrex'e der letzten Tauchbehälter können zum Auftragen der wässrigen Dispersion des aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymerisate des Tetrafluoräthylens dienen.
Die Erfindimg eignet sich besonders zum Verbessern des Ablösevermögens von Förderbandmaterial und ähnlichen, aus mit Polytetrafluorethylen beschichtetem Glasfasergewebe gefertigten Erzeugnissen durch Terschliessen aller mikroskopischen Sprünge in dem Polytetrafluoräthylenbelag derart, dass die auf dem Förderband geförderten Gegenstände den Überzug nicht durchdringen und nicht an dem Glasfasergewebe anhaften können. Wenn die Oberfläche eines Förderbandes das typische Ablösevermögen des Polytetrafluoräthylens aufweisen soll, kann man einen oder mehrere weitere Polytetrafluoräthylenbeläge aus wässriger Dispersion (ebenso wie den Grundbelag) vor oder nach dem Sintern des Polytetrafluoräthylen-Grundbelags auf dem Glasgewebe auf den Dockbelag aus dem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymorisab des Tetrafluoräthylens auftragen»
Ein anderes Anwendungsgebiet, auf dem die Erfindung von Wert ist, 1st das Gebiet der aufblasbaren Dächer oder der im Baugewerbe verwendbaren Textilstoffe, denen aus Polytetrafluorethylen eine gute Wetterbeständigkeit und Unentflammbarkeit υπ«! das Glasfasergewebe Festigkeit verleiht» Bisher war.der PolytotrafluüJ/ät.hyleiibelag nicht imstande, das Glasfasergewebe·
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gegen das Verwittern zu schützen, weil sich in dem Belag mikroskopische Sprünge bildeten. Der erfindungsgemässe Überzug aus dem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymer!sat-des Tetrafluoräthylens verschliesst diese Sprünge und verhindert das Verwittern, indem er dafür sorgt, dass die Feuchtigkeit das Glasfasergewebe nicht erreichen kann.
Das erfindungsgemäss verwendete Glasfase'rgewebe kann in Form von Rohware verwendet werden, bei der das Garn noch das bei seiner Herstellung angewandte Schmiermittel trägt, welches bei der Garnherstellung aufgetragen wird, damit sich das Garn ohne Bruch zu Geweben verarbeiten lässt» Gewöhnlich besteht der Schmiermittelüberzug aus einem Gemisch aus Stärke und Öl. Beim Sintern des Polytetrafluoräthylenbelages auf dem Glasfasergewebe zersetzt sich der Schmiermittelüberzug und färbt sich dunkel; dies beeinträchtigt jedoch nicht die physikalischen Eigenschaften des beschichteten Glasfasergewebes. Wenn eine solche Verfärbung vermieden werden soll, kann man den Überzug aus Stärke und Öl entfernen, bevor man das Glas-'fasergewebe mit dem orfindungsgemässen Belag versieht, indem man das Gewebe so stark erhitzt, dass das Schmiermittel sich verflüchtigt, und es sodann gegebenenfalls wäscht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, sodann auf das Gewebe einen Schmiermittelüberzug aufzutragen, der so wärmebeständig ist, dass er sich bei dem anschliessenden Sintern des Polytetrafluoräthylens nicht zersetzt. Ein Beispiel für einen solchen Überzug ist eine Siliconschlichte, die auf das durch Erhitzen gereinigte Gewebe durch Eintauchen in ein Bad aufgetragen werden kann, welches eine Siliconemulsion ("Dow Corning ET-4327"-) enthält und mit Wasser auf eine Silicon-Feststoffkonzentration von 1 bis 5 Gewichtsprozent verdünnt worden ist. Sodann wird das Gewebe im Ofen bei Temperaturen von 200 bis 260° C getrocknet.
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Beispiele
Ein Gewebe (35 χ 35 - 150/2/2 Kette und Schuss - ß-Glasfaaergarn mit 2 χ 2-Würfelbindung) mit einem Flächengewicht von 415 g/m2, einer Dicke von 0,48 mm und quadratischen Öffnungen mit einer Seitenlänge von 0,25 mm wird folgendermassen beschichtet: Die wässrige Polytetrafluoräthylendispersion enthält 60 Gewichtsprozent Polytetrafluoräthylenteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,35 μ und 6 Gewichtsprozent eines nicht-ionogenen Tensids ("Triton X-100")»' "bezogen auf das Polytetrafluoräthylen. Die Dispersion wird mit destilliertem Wasser auf 45 $ Feststoffe verdünnto Das Gewebe wird in einem technischen Aggregat beschichtet, bei dem ein die Dispersion enthaltender Tauchbehälter einem Trockner vorgeschaltet ist, in dem das Gewebe bei einer Höchsttemperatur von 310° C getrocknet wird, ohne dass der Belag sintert. Das Gewebe wird mit einer Geschwindigkeit von 1,7 cm/sec durch die Anlage geleitet. Das so beschichtete Gewebe hat ein Flächengewicht von 640 g/m . Die Öffnungen zwischen den Garnen des Gewebes sind teilweise mit ungesintertera, getrocknetem Polytetrafluoräthylen gefüllt. Dieser Besehichtungsvorganig wird wiederholt, worauf das Gewebe ein Fläcliengewicht von 691 g/m hat. Nach nochmaliger V/iede3?holung des BeSchichtungsvorganges mit einem dritten Belag weist das Gewebe ein Flächengewicht ύοώ. 80? g/rn auf. Diese Nachbesehichtung füllt die meisten Öffnungen zwischen den Garnen des Gewebes mit einem Überzug aus trockenem, ungesintertem Polytetrafluor~ äthylen aus. Es bleiben jedoch noch mikroskopische Sprünge in diesem Belag übrig, und einige von ihnen erstrecken sich auch über das Glasfasergarn. Das Gewebe wird nunmehr mit■ einer Geschwindigkeit von 1,7 cm/sec durch eine 27-prozentige wässrige Dispersion eines Copolymerisate aus Tetrafluoräthylen und 15 bis 20 Gewichtsprozent Hexafluorpropylen (F. 275° C) und dann durch einen auf eine Maximaltemperatur von 315° C erhitzten Ofen geleitet, wo das Copolymerisat schrailzt, der Grundbelag aus dem Homopolymerisat jedoch nicht sintert. Durch Beobachtung des so beschichteten Gewebes wird
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festgestellt, dass die-mikroskopischen Sprünge ausgefüllt worden sind, woraus sich ergibt, dass das Copolymerisate die Sprünge geheilt hat. In der gleichen Weise wird ein zweiter Überzug aus dem Oopolymerisat aufgetragen, wobei man jedoch mit einer Ofentemperatur von 388° C arbeitet, um nicht nur den Deckbelag aus dem oopolymerisat vollständig zum Schmelzen zu bringen, sondern auch den Grundbelag aus Polytetrafluoräthylen zu sintern. Das so beschichtete Gewebe hat nunmehr ein Flä-
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chengewicht von 862 g/m , und das Produkt hat bei 20-facher Vergrösserung ein rissfreies Aussehen« Das so beschichtete Gewebe· wird 1000 Stunden im Bewitterungsmesser untersucht, worauf die in Kettrichtung durchgeführten Weiterreissfestigkeitsversuche ergeben, dass das beschichtete Gewebe nicht an Reissfestigkeit eingebüsüt hat.
In einem weiteren Yersuch wird in einer Laboratoriumsanlage ein Gewebe der gleichen Art (ß-Glasfasergarn; Flächengewieht 415 g/m ) in eine. 60-prozentige wässrige Polytetrafluoräthylendispersioii nach dem an Hand von Fig, 6 beschriebenen Überschwemmungsverfahren .getaucht, mit dem Unterschied, dass zum Überschwemmen des Gewebes ein Fülltrichter mit offenem Boden verwendet wird. Dem offenen Boden des Fülltrichters wird so viel Dispersion zugeführt, dass die Oberfläche des unter dem Fülltrichter vorbeilaufenden Gewebes mit der Dispersion bedeckt wird, Der Weg, den das Gewebe zwischen dem offenen Boden des Fülltrichters und der Dispersion in dem Tauchbehälter zurücklegen muss, beträgt 30,5 cm. Die Fördergeschwindigkeit des Gewebes durch die Anlage beträgt 0,5 era/ sec und die maximale Trockenteraperatur 205° G, Das so beschichtete Gewebe hat·ein Flächangewicht von 671 g/n/. In ähnlicher Weise wird ein zweiter Überzug aus einer 60-prozontigen-wässrigen Polytetrafluoräthylendispersion auf das Gewebe aufgetragen, in diesem Falle jedoch bei einer maximalen Ofenteraperatur von 352° Cs wobei das Polymerisat sintert. Daa Flächengewicht des beschichteten Gewebes beträgt 810 g/m2„ In diesem Überzug von ungewöhnlich grosser Dicke sind viele mi-
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kroskopische Sprünge zu sehen» Sodann wird ein dritter Überzug, ähnlich dem zweiten, aufgetragen=. Die mikroskopischen Sprünge sind immer noch zu sehen. Um die Sprünge zu versehliessen, werden drei Überzüge aus einer 30-prozentigen wässrigen Dispersion eines Gopolymerisats aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen (15 bis 20 Gewichtsprozent Hexafluoi'propyleneinheiten; P. 275 C) aufgetragen; Die wässrige Dispersion enthält ausserdem als Hetzmittel ein Silicon-Blockcopolymerisat ("L-77" der Union Carbide Company) in einer Konzentration von 1 1/2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Copolymer isat in der Dispersion. Die Pördergeschwindigkeit des Gewebes beträgt 0,5 cm/sec und die maximale Ofentemperatur 352 C. Beim Auftragen des Copolymerisatbelages ist die Anwendung der oben beschriebenen Überschwemmungsinothode nicht erforderlich, weil die Poren des Gewebes /bereite genügend mit Polytetrafluoräthylen verschlossen sind, so dass kein Aufsaugen der Dispersion mehr stattfindet. Das fertig beschichtete Gewebe hat ein I1I ach engewicht von 862 g/m und zeigt bei 20-facher Yergrösserung keine Sprünge.
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Claims (1)

  1. E.I. du Pont de Nemours
    and Company AD-4652
    Patentansprüche
    , 1.) Glasfasergewebe mit einem Grundbelag aus gesintertem PoIyv-^ tetrafluorethylen, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Grundbelag ein Deckbelag aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymerisat des Tetrafluoräthylens aufgeschmolzen ist.
    2c Glasfasergewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf dem Deckbelag aus dem Copolymerisat ein weiterer Belag aus gesintertem Polytetrafluorethylen befindet.
    3. Glasfasergewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass sein Ilächengewicht mindestens -277 g/m beträgt.
    4. Glasfasergewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen zwischen den Garnen des Gewebes mindestens 0,15 mm weit sind.
    5. Glasfasergewebe nach Anspruch 4, da.durch gekennzeichnet,
    dass sein Flächengewicht mindestens. 277 g/m ' beträgt.
    6. Verfahren zur Herstellung von mit rissfreien Polytetrafluoräthylenbelägen beschichteten Glasfasergeweben nach Anspruch 1, bei dem das Gewebe mit einem Belag aus ungesintertem Polytetrafluoräthylen beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass man auf den Polytetrafluoräthylenbelag
    • einen Deckbelag aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Copolymerisat des Tetrafluoräthylens aufträgt, das beschichtete Gewebe bis zum Sintern des Polytetrafluoräthylenbslages erhitzt und den dabei geschmolzenen Deckbelag
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    - aus dem Copolymerisat durch Kühlen an den Polytetrafluoräthylenbelag "bindet.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Beschichten mit Polytetrafluoräthylen eine Dispersion verwendet, die 55 "bis 65 Gewichtsprozent Polytetrafluoräthylen mit einer mittleren Teilchengrösse von mindestens 0,30 μ und, "bezogen auf das Polytetrafluoräthylen, mindestens 1 Gewichtsprozent Tensid enthält.
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    Leerseite
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