DE2334263A1

DE2334263A1 - Verfahren zur herstellung eines glasfaserproduktes

Info

Publication number: DE2334263A1
Application number: DE19732334263
Authority: DE
Inventors: Harland Everett Fargo; Clayton Amos Smucker
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1972-07-05
Filing date: 1973-07-05
Publication date: 1974-01-31
Also published as: AU470890B2; ZA734486B; AR203625A1; LU67940A1; AT326289B; AU5771073A; ATA593973A; ES416574A2; CA1009458A; IT1046495B; FR2236804A2; US3819441A; BE801816R; GB1382963A; JPS4958165A

Description

Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserproduktes

[Zusatz zu P 19 45 O97.6-44]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserproduktes, bei dem eine Vielzahl von geschmolzenen Glasströmen fließen gelassen, die Ströme bis zu dem gewünschten Faserdurchmesser verfeinert, die Fasern auf eine geeignete Fördereinrichtung auflaufen gelassen, beim Auflaufen auf die Fördereinrichtung bis zu einer Temperatur von nicht mehr als etwa 1?7°C (55O⁰F) abgekühlt, die Fasern (bevor sie auf der Fördereinrichtung gesammelt werden) mit einem Bindemittel vereinigt und die gesammelten und mit dem Bindemittel vereinigten Fasern durch einen Ofen geführt v/erden, um das Bindemittel zu härten und die Fasern durch das gehärtete Bindemittel an den Kontiiktpunkten miteinander zu verbinden, gemäß Patent

(Patentanmeldung P 19 45 097.6-44); sie betrifft

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insbesondere einen wirksamen Umweltschutz "bei der Herstellung von Fasern und Faserprodukten, die mit einem organischen Bindemittel im "fortgeschrittenen Härtungszustand" beschichtet v/erden, nachdem sie auf eine Temperatur von nicht mehr als etwa 177°^ (35O⁰F) abgekühlt worden sind.

Ein konventionelles Verfahren zur Herstellung von Fasern aus Glas oder einem anderen, in der V/arme weich v/erdenden Material, das sogenannte Itotationsverfahren, besteht daxin, daß man durch Wärme weich gerechtes oder geschmolzenes Glas in eine hohle Spinnvorrichtung oder Zentrifuge einführt, die mit einer vergleichsweise großen Anzahl von Öffnungen in ihrer Urafangswand versehen int. Bei der Hochtieschwindigkeitsrotation der Spinnvorrichtung wij?d dan weich gemachte oder geschmolzene Glas unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft durch die öffnungen gedrückt. Dabei werden Körper, Ströme oder primäre Fäden aus Glas gebildet, die durch einen ringförmigen Gasstrahl zusammengehalten und dadurch zu Fasern verfeinert (dünner gemacht).werden, die in Form eines hohlen Faserbündels oder einer hohlen Fasersäule in dem Gasstrahl mitgeführt werden.

Bei der Faserherstellung war es bisher üblich, ein nichtgehärtetes Bindemittel, beispielsweise ein Phenol - Forrnaldehyd-Kondensat,in Form einer Lösung auf die gerade verfeinerten Fasern in einen Abschnitt unterhalb des Verdünnungsbereiches so aufzubringen, daß die Fasern durchgehend mit dem nicht-gehärteten Bindemittel überzogen werden. Fasern dieser Art Werden durch Bewegen der Fördereinrichtung zu einer Masse gesammelt. Die Dicke der Masse wird so reguliert, daß man eine Fasermatte erhält, die durch einen Ofen oder eine Härtungssone geführt wird, um das Bindemittel in der Matte zu verfestigen bsw. zu härten.

Die in dem Abschnitt der Auftragung des Bindemittels nach unten

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ι ■ , BADORIGINAt

laufenden Fasern weisen eine Temperatur von 260 "bis J16 G (500 bis 600⁰P) oder mehr auf, selbst wenn die Zone der Aufbringung des Bindemittels auf die Fasern beträchtlich unterhalb der Verfeincrungszone liegt. Es wurde bereits vorgeschlagen, das Kühlen der Fasern dadurch zu bewerkstelligen, daß man die dünn gemachten Fasern mit einem verdampfbnren Medium, beispielsweise Y/asser, besprüht, bevor nan das Bindern.littelbar2 aufbringt. Die Verflüchtigung des Wassers zu Wasserdampf und das anschließende Ablassen des Y/asnerdampfcr. in die Atmosphäre ist nicht nachteilig und kann leicht eingeschränkt werden. V/enn jedoch das Bindemittel bei einer derart niedrigen Temperatur auf die Fasern r-.nf gebracht wire!, tritt eine merkliche Verdampfung dos f luchbigcn organischen Bentandteils dos Bindemittels auf. Diese organischen Dämpfe kondensieren beim Abkühlen y,u einer Fahne (Flürsigkeitströpfchon), entsprechend dem Mechanismus dor V/csserdair:i>i'}ionQeiir-;ation zu einer V/as scr danrpff ahne (V.'aasexvTaTnpfsi'.'.'.le)« Obwohl der Ab ström gewaschen und filtriert werden kann, werden mindestens ein Teil des vor- ' dampften T.ciüungsnittels und einige Bindeinittelteilchen oder Feststoffe durch einen Alrrrugsschornstein, der durch eine ßi/.U:;_:;:;obläoeE'-iiordnuns unterhalb der Soiimlungszone der Fasern auf der Fördereinrichtung auge schlossen ist, in die Atniosphäro abgolasocii. Bisher gingen v.äh:-eiid der Aufbreirtr-iing und wahrer;·! der Troc3:nung bis au 20 ,"5 oder mehr dos Bindemittels durcli Ver-vianpf-ang verloren. V;egon der Umweltver3chr.mt::ung ist (uv, Ablassen dieses Da^npfes in die Atmosphäre nachteilig, I.Iit Hilfe des erfindungs;;e;cäß verwendeten Bindemittels tritt eine stärkere Reduktion (Verhinderung) des freien Phenols in den Feststoffaustragsschlot und in dem 7.^:aschwar.oer avif.

In der UC-Pa tont schrift ;3 JOO 427 iot angegeben, daß es sveckriäßig ist, ein riieiJOl-Aldoli.yd-Kesolhaj.-'Z ausreichend zu

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RAH ORIGINAL

kochen, so daß ein Harz mit einem hohen Molekulargewicht gebildet wird. We mi jedoch das Kochen des Harzes zu weitgehend durchgeführt wird, fällt das Harz aus der Lösung axis, wenn sie zur Herstellung eines Bindemittels verdünnt wird. So ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 300 427 clas Kochen einer Phenol-Aldehyd-Mischung bis zu einem Zeitpunkt, zu dem sie nur eine 1:1-Verdünnung mit Wasser vor Beginn der Ausfällung toleriert, und die Zugabe eines anionischen oberflächenaktiven Mittels vom Sulfosäure-, d.h. von Sulfat- oder Sulfonatsalztyp, beschrieben. Bei Verwendung von SuIfοsäuresalzen tritt jedoch das Problem einer übermäßigen Schaumbildung und Klebrigkeit auf, die eine Verstopfung der 7/aschwasser-Kreis lauf syst C---K:! zur .Folge hat. Es hat sich auch gezeigt, daß Sulfosäuresalae keine wirksamen Solubilisatoren (löslich machenden Mit bei) in einem Plienol-Harnotoff-Fornalöehyd-Harssystein darstellen.

Ziel der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines faserbeschichteten Produktes sowie ein verbessertes Verfahren zur Herabsetzung der Flüchtigkeit der organischen Bindemittelbestraidteile während der Herstellung eines faserbeschichteten Produktes anzugeben.

En wurde nun gefunden, daß fliese Ziele durch ein Verfahren zum wirksameren Umweltschutz bei der Herstellung von mit einen Bindemittel beschichteten Fasern und Faserprodukten und durch ein verbessertes Verfahren zur Herabsetzung der Verdampfung λ^οη flüchtigen organischen Bindemitteln während der Herstellung von faserbeschichteten Produkten erreicht v/erden können. Dabei v/ird ein durch Y/ärme weich gemachtes Material in Fasern überführt (zu Fasern verfeinert), auf eine Temperatur von nicht mehr als etwa 1?7°C (35O°P) abgekühlt, nit einem Bindemittel überzogen, auf einer Fördereinrichtung gesammelt und zur

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Härtung des Bindemittels in einem Ofen erhitzt, wobei als Bindemittel ein aus einem Phenol-Aldehyd-Harz im "fortgeschrittenen Härtungszustand"- (advanced-cure) hergestelltes Bindemittel verwendet wird. Das Harz wird bis zu einer fortgeschrittenen Stufe, d.h. bis zu einem vollständigeren Umsetzungsgrad,gekocht, so daß das Kondensat bei einem pH-Wert zv/ischen 7 und 8 unlöslich ist. In dieser Umsetzungsstufe ist die Kondensation bereits über den I⁵UnICt der Verdünnbarke it mit Wasser hinaus fortgeschritten. Das Harz wird dann durch Zugabe einer geringen Menge eines anionischen oder ionischen Mittels in V/asser dispergierbar gemacht.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserproduktes, bei dem eine Vielzahl von geschmolzenen Glasströmen fließen gelassen, die Ströme bis zu den gewünschten Faserdurchmesser verfeinert (dünner gemacht), die Pasern auf eine geeignete Fördereinrichtung auflaufen gelassen, beim Auflaufen auf die Fördereinrichtung bis zu einer Temperatur von nicht mehr als etwa 177 G (35O⁰F) abgekühlt, die Fasern (bevor sie auf der Fördereinrichtung gesammelt werden) mit einem Bindemittel vereinigt und die gesammelten und mit dem Bindemittel vereinigten Fasern durch einen Ofen geführt werden, um das Bindemittel zu härten und die Fasern durch das gehärtete Bindemittel an den Kontaktpunkten miteinander zu verbinden, gemäß Patent (Patentanmeldung P 19 4-5 097.6-44), das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Bindemittelharz ein Phenol-Aldehyd-Kondensat verwendet wird, das durch Kondensieren eines Aldehyds mit Phenol in einem Molverhältnis von mindestens 1,5¹^ in Gegenwart eines Kondensat!onsmittoIs auf Metallbasis, bis praktisch das gesamte Phenol-Aldehyd-Kondensat bei einem pH-Wert von etwa 7»5 unlöslich ist, und Herstellen einer Emulsion den Phenol-Aldehyd-Kondensats durch Zugabe einer zur Bildung

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der Emulsion ausreichenden Menge eines anionischen oder nicht-ionischen SoluMlisators und einer zur Einstellung des pH-Wertes derselben auf einen V/ert innerhalb des Bereiches von etwa 7 bis 8 ausreichenden Menge Säure zu der Keaktionsmischung, bevor die Kondensation so weit fortgeschritten ist, daß eine Ausfällung des Kondensats auftritt, wenn der pH-Wert derselben 9 oder mehr beträgt, hergestellt worden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, die einen seitlichen Aufriß einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren rotierenden Faserbildungs-, -verteilung^- und —sammeleinrichtung darstellt, näher erläutert.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Phenol-Aldehyd-Kondensat hergestellt durch Kondensieren eines Aldehyds mit Phenol in einem Molverhäl^nis von mindestens 1,5:1 in Gegenwart eines Kondensationsmittels auf Metallbasis. Das Kondensat wird bis zu einer Stufe jenseits des Punktes der Verdünnbarkeit mit Nasser gehärtet, so daß das Kondensat bei einem pH-V/ert zwischen 7 und 8 unlöslich ist. Das Kondensat wird durch Zugabe eines nicht-ionischen oder anionischen Mittels als solubilisierendem (löslich-machendem) Mittel in V/asser dispergierbar gemacht. Das Kondensat wird zur Herstellung einer Bindemittelmischung mit anderen Bindemittelbestandteilen gemischt. Die Bindemittelmischung wird dann auf dünn gemachte Glasfasern aufgetragen, die eine Temperatur von nicht mehr als etwa 177°C (35O⁰P) aufweisen. Das Bindemittel wird in der Weise auf die Glasfasern aufgebracht, daß das Bindemittel in die Zwischenräume zwischen den Fasern läuft. Die mit dem Bindemittel, überzogenen Fasern v/erden dann auf einer Fördereinrichtung gesammelt und zur Härtung des Bindemittels in einem Ofen erhitzt.

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Die erfindungsgemäß verwendete Bindemittelmasse wird aus einem Phenol-Aldehyd-Resol hergestellt. Die Art des Phenols und des Aldehyds, die zur Bildung des Resols miteinander umgesetzt v/erden, ist nur von nebensächlicher Bedeutung. Demgemäß kann es sich 'bei dem Resol, um ein Kondensationsprodukt irgendeines geeigneten Phenols mit irgendeinem geeigneten Aldehyd handeln (bezüglich einer Diskussion der Resole vgl Martin ,'Che Chemistry of Phenolic Resins", John Wiley & Sons, Inc., Hew York, 1956» insbesondere Seiten bis 98 und die dort genannten Literaturhinweise). Vom praktischen Standpunkt aus gesehen ist jedoch ein zu einem nicht-schmelzbaren Ren it (rcsite) härtbares Resol für die Verwendung in Verbindung mit Glasfasern in der Regel bevorzugt, so daß mindestens eine beachtliche I.Ienge an trifunktionel.lem Phenol, in der Regel aus wirtschaftlichen Gründen Hydroxybenzole bevorzugt verwendet wird, v/ob ei Formaldehyd aus wirtschaftlichen Gründen und wegen der größeren Einfachheit seiner chemischen Umsetzungen mit einen Phenol der bevorzugt verwendete Aldehyd ist. Dae Resol wird an sveckmäßigsten hergestellt durch Umsetzung von Formaldehyd nit Phenol (Hydroxybenzol), in der Regel in Mengenverhältnissen von vorzugsweise 1 bis ⁷T, insbesondere von 2,5 bis 3,5 Mol Formaldehyd pro Mol Phenol.

Bei dem für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren geeigneten Harz handelt es sich um ein P^enol-Aldehyd-Harz. Je nach den gewünschten Eigenschaften des Faserproduktes kann das Phcnol-Aldehyd-Harz zusätzlich ein oder mehrere Aminoplaste, z.B. Melamin, Harnstoff, Thioharnstoff und Dicyandiamid, enthalten.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, 2iäher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Die darin angegebenen Prozentsätze und Teile beziehen sich, wenn

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nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht. Beispiel 1

Ein Reaktionskessel wurde mit 12 297,5 kg (27 215 pounds) Phenol und 26 04-7 kg (57 325 pounds) 50 tigern Formaldehyd beschickt. Die dabei erhaltene Charge wurde insgesamt 5 Minuten lang gerührt. Es wurde eine- Probe entnommen und der Brechungsindex und das spezifische Gewicht kontrolliert. Der Brechungsindex sollte innerhalb eines Bereiches von 1,44-2J bis 1,4426 liegen und das spezifische Gewicht sollte innerhalb eines Bereiches von 1,121 bis 1,125 liegen. Es wurden 2961 1 (782 gallons) Wasser in den Reaktionskessel eingeführt und die Reaktionsmischuiig wurde 5 Minuten lang gerührt. Dann wurde die Beschickung 2 Stunden lang bei 4-3⁰C (110°]?) gekocht, während langsam 114-3 kg (2520 pounds) Bariimnonohydrat zugegeben wurden. Each 2~sbündigem Kochen bei 4-3⁰C (11O⁰F) wurde die Temperatur über einen Zeitraum von 1/2 .Std. auf 5*,5⁰G (125⁰P) erhöht und eine weitere 1/2 ßtd. bei diesem V.'er-t gehalten. Die Reaktionsmiscbimg wurde eine Stunde lang bei 51,5°C (125⁰Ii¹) gekocht, während weitere J81 kg (8':-0 pounds) Bariummonohydrat in den Reaktion;;-kessel eingeführt wurden. Die Temperatur wurde dann über einen Zeitraiiia von 1 Std. auf 66⁰C (150⁰I?) erhöht und weitere ⁷j 1/2 Stunden lang gekocht. Der in der ReaktionsniGcbi/irig vorhandene freie Formaldehyd wurde geprüft, über einen Zeitravuü von 1/2 Std, wurden 4-54- kg (1000 pounds) Helaninkrista.ile zugegeben. Die Charge wurde dann vor der Zugabe von 3720 kg (8200 pounds) Harnstoff (als Peststoff) so schnell wie möglich über einen Zeitraum xov, 1/2 Std. auf 4-3⁰C (110⁰I¹) abgekühlt. Die dabei erhaltene ReaktionsLiischung wurde dann auf eine Temperatur unter 38⁰C (1CO⁰P) abgekühlt und mit einer 20 zeigen oder einer schwächeren Schwefelsäure bis auf pH 7*2 bis 7,3 neutralisiert. Yor den Abkühlen auf 7,2°C (4-5°2?) wurden 254· ^u (560 pounds) eines Solubilisierung-iaittels, Kokosnußfettsäurcanin, zu dem Reaktionskondensat Kugegeben,

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Die beiliegende Zeichnung zeigt eine Vorrichtung 10 zur Herstellung von mit einem Bindemittel beschichteter Glasfaserwolle. Aus einem üblichen Glasschmelzofen (nicht dargestellt) wird geschmolzenes Glas in einen Vorwärmofen 11 eingeführt. Aus dem Vorwärmofen 11 fließt ein Strom von geschmolzenem Glas 12 unter der Einwirlnmg der Schwerkraft von einer Aufgabeeinrichtung (Abstichgraben) 13 durch einen rohrförmigen Teil oder eine Hohlwelle 14. in eine Spinnvorrichtung oder einen hohlen Rotor 15· Die Spinnvorrichtung liegt auf dem rohrförmigen Teil 14 auf, das an dem Gehäuse 16 zapfangelagert ist. Das rohrförmige Teil 14 und die Spinnvorrichtung 15 v/erden mittels eines üblichen Elektromotors (nicht dargestellt) mit hoher Geschwindigkeit gedreht.

Das geschmolzene Glas 12 fließt aus dem Zentrum des rohrförmigen Teils 14 in das Innere der Spinnvorrichtung 15· Durch die durch die Hochgeschwindigkeitsrotation der Spinnvorrichtung 15 erzeugte Zentrifugalkraft-wird das geschmolzene Glas gegen eine mit Öffnungen versehene Umfangswand I7 der Spinnvorrichtung 15 gedrückt, wobei das geschmolzene Glas durch die mit Öffnungen versehene ;7and extrudiert wird. Das aus der mit Öffnungen versehenen Umfangswand I7 austretende Glas liegt in Form von Glasströmen vor.

Die Spinnvorrichtung I5 ist von einem kreisförmigen Gehäuse 1S umgeben, das einen Brenner 19 enthält. Der Brenner I9 begrenzt eine ringförmige Brennkammer 20, die so geformt, ist, daß die bei der Treibstoffverbrennung entstehenden heißen Gase in Abwärtsrichtung entlang der Umfangswand I7 der Spinnvorrichtung 15 gelenkt worden. Die heißen Verbrennungsgase halten die Ströme in einem erweichten Zustand. Das Gehäuse 18 enthält auch ein Gebläse 21, das aus einem ringförmigen Körper 22 und einem Abdeckteil 23 besteht. Der Kürpox* 22 und das Abdeckte! 1 23 begrenzen eine ringförmige Rohrleitung (Verteiler) 24, die sich zu einem ringförmigen, nach unten gerichteten Trichter 25 öffnet. Durch eine Itohr-

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leitung 26 wird komprimierte Luft oder Wasserdampf in den Verteiler 24 geleitet. Die komprimierte Luft oder der Wasserdampf treten aus dem ringförmigen Trichter 25 in •Form eines Hochgeschwindigkeits-Gasstrahls aus und verringern die Ströme zu feinen Fasern. Der Faserbildungsbereich oder die Faserbildungszone, angrenzend und unmittelbar unterhalb der Umfangsv/and 17 der Spinnvorrichtung 15>v/ird auf einer Temperatur innerhalb des Bereiches von 871 bis 1093°^ (1600 bis 2000⁰F) gehalten.

Die verfeinerten (dünner gemachten) Fasern unterhalb der Spinnvorrichtung 15 liegen in Form einer hohlen oder rohrförmigen Hülle (Schleier) 27 vor. Die Hülle 27 gelangt in das obere Ende 28 eines Trogs oder Kastens 29, der die Fasern seitlich über die obere Bahn eines sich bewegenden perforierten endlosen Förderbandes 30 verteilt. Der Trog 29 ist mittels eines Stützenpaars 31 (nur eine Stütze ist dargestellt) und mittely otunimelwellon 32 an dem Gehäuse 13 drehbar befestigt. Durch einen Exzenter, der einen linken Arm 33 auf v/eist, der mit einer motorgetriebenen Kurbelscheibe 34 mittels eines Stiftes 35 verbunden ist, wird der Trog 29 in Schwingungen versetzt. Der Trog 29 oszilliert, um die Faserhiille (den Faserschleier) 27 in ^orm einer !.lasse 36 auf der Fördereinrichtung 30 zwischen den Wänden einer sich oberhalb der Fördereinrichtung 30 erstreckenden Einfriedung 37 gleichmäßig zu verteilen. Die Masse 36 auf der Fördereinrichtung 30 wird durch eine übliche Kompaktier- oder Dinensioniervoi'richtung und einen Härtungsofen (nicht dargestellt) geführt, wobei sie zu einem matten- oder brettartigen Produkt verformt wird.

Das Gehäuse 38 ist unterhalb der Fördereinrichtung 30 angeordnet und begrenzt eine Saugkammer 39· Die Saugkammer 39 ist durch ein ^uslaßrohr 40 und ein übliches Sauggebläse (nicht dargestellt) an einen Abzugsachlot (nicht dargestellt) angeschlossen. Die Saugkaraner· 39 wird unter Unterdruck gehalten,

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■um zu bewirken, daß Luft von einem offenen oberen Ende 4-1 der Umfriedung 57 nach unten durch die gesammelte Masse 36 \md die perforierte Fördereinrichtung 30 strömt. Der nach unten gerichtete Luftstrom in der Umfriedung 37 kühlt die auf der Fördereinrichtung" 30 gesammelte Fasermasse 36. Die durch die Fördereinrichtung 30 gesogene Luft wird durch die Faserüiasse 36 auf praktisch die gleiche Temperatur wie die Fasernasse erv/ärmt.

ITachden die Faserhülle 27 den Trog 29 verlassen hat, wird sie mit einem organischen, durch V/äriae hartbaren Bindemittel, beispielsweise dem in Beispiel 1 beschriebenen Phenol-Melamin-Harnstof f-Foriaaldchyd-Bindemittel,beschichtet. Das Bindemittel wird durch ein flexibles Zuführungsrohr 4-2 in einen ringförmigen Vor beiler 4-3 eingeführt. Der-Verteiler 4-3 ist mit einer Vielzahl von Düsen 44 versehen, mit deren Hilfe es möglich ist, das Bindemittel nach innen und nach unten auf, die Faserhülle 27 aufzusprühen. Der Verteiler 43 ist vorzugsweise mittels einer Vielzahl von starren trägerstützen 45 an dem Trog 29 befestigt oder daran aufgehängt, so daß sich der Verteiler 4-3 mit dem Trog 29 bewegt, wenn der Trog 29 oszilliert (schwingt). Die nicht-gekühlte Faserhülle (FaserschleiexO in dem Bereich, in dem das Bindemittel normalerweise aufgebracht wird, hat normalerweise eine Temperatur von beispielsweise 260 bis 316°C (500 bis GOO⁰F). Die Hasse 36 der auf der Fördereinrichtung 30 gesammelten, mit dem Bindemittel beschichteten Fasern hätte andererseits normalerweise eine Temperatur in der Größenordnung von 93 bis 121⁰C (200 bis 25O⁰P). Bei diesen Temperaturen verdampft eine beträchtliche ' Menge des Binaeinittelharzes, wenn es mit dem heißen Glas in Kontakt kommt. Die Bindemitteldämpfο werden mit der Luft in die Sauglcai.Tr.ior 39 gezogen und durch das Auslaßrohr 40 und den Schornstein (nicht dargestellt) in die Atmosphäre abgelassen. Dies führt zu einer unerwünschten Luftverschmutzung und zu einen Verlust an Bindemittel, der beträchtliche Kosten verursachen Irr.rn. Außerdem bewirkt die wllrne der Fasern, daß das

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zurückbleibende Bindemittel teilweise härtet, bevor die Masse 36 zu matten- oder brettartigen Produkten gepreßt worden ist.

Um ein Bindemittel zu verwenden, in den das Harz einen hohen Härtungsgrad hut, wird die Paserhi.ille 27 vor der Aufbringung def5 Bindemittels gekühlt* Dan Kühlen wird beispielsweise dadurch bewirkt, daß nan die Hü? Ie (den Schleier) nit ein on verdampfbaren llediun, vorlagεweise Wasser, besprüht. Da« verdai;!nfbo.ro Hedium wird aus einer Quölle (nicht dargestellt) tintea? Druck durch .ein Bohr 46, ein ^tellerventil 47, ein flexibles lir>hr 48 und einen ripgförL-iigen Vox-teiler zugeführt. Der Verteiler 49 ist v;ie der Verteiler 4J» mit einer Vielrahl von Düccn |30 verrieben, nit deren Hilfe es möglich ist, ein Spray aus zerstäubt on Teilchen des durch V/ämo verdr.-npfbaren J.iodixrrjs auf die sich nach u?i!:cn bewegor-de Panorhülle 27 »n richten. Der Vevteilor 49 kann an irgendeinen geeigneten I³UIiI;t awinchen dom Verteiler 43 und dem Pacerbildungsabschnitt angeorJn-^t sein, in αοτ,ι die otrö'ine zu Fasern verfeinert v-erden. Vcrf-Uirsweioc ist je.-loch der Verteiler 49 zwischen den Bo-le-a^nchiiitt des Trog:.: 29 und den Bindei".-.ittelvertei."Ol· 43 EiigeurclneL'. V/enn der Verteiler in dieser Position angeordnet ist, }:ar;;j zu" Kühlen der Fascrhülle 27 gewöhnliches Leitungsv."isrj:;r verv.^:endet werden. V.⁷enn arilerersc-its der Verteiler 49 oberhalb des Troges 29 und in der Kühe der Paserbildungssoiie angeordnet ist, kann es wogen der durch die I.Iineral:;':-lagorungon in Leitungswasser verursachten Probleme erforderlich sein, destilliertes Wasser zu verv/cnden. Die grofe V/ürne in diesen Abschnitt bewirkt, daß ein Teil des Spra-s an den Düsen vcrd:;.:rnf i;. Die von verdampften V/asser zurückge3.assenen LIineralablagerungen können eveirtuell die Düsen verstopfe;·. Außerdem können sich auf- den Trog 29 IIineralablngeinmgen ans ähneln, wenn kein dostin liiertos V/asscr ver.vondot ^v:ir'l. 2l3 ist klar, rl aß auch andere-vcrd.'.a./of bare J.'.odi en zun Kühlen C.cr Paserhülle 27 ν ο ·>:■·- wende"¹; werdcji können, xn-i die Ιΐ-ουΐοηο aus",uräunv;n, die aufgrund

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dor Miiioralablagerungen entstehen können, wenn der Verteiler ^J\^r-) zu nahe an der Faserbildungszone und der Spinnvorrichtung 15 angeordnet ist. Durch die Verwendung anderer verdampfbarer I.Iedien werden jedoch die Herstellungskosten für die Masse 36 erhöht und möglicherweise Unweitschutzproblerae geschaffen.

können auch ana ore Verfahren zur Herstellung von verfeinertem (düunr.r gemachten) Glasfasern angewendet werden. Ströme aus geschmolzenem Glas können mittels nach unten aus Gebläsen aiiütr ο tender Y/as s er danpf strahl en durch kleine öffnungen in Reduzicrstückspiti;en aus uineia Schiue lzb ehält er gezogen werden. Die Y/asserdanpf strahlen bewirken eine starke BeschleunioTurjQ; und Verfeinerung (Verringerung) der Glasströme bin au doia gemanscht on Fascrdu:·'climes ö er und das Auflaufen der Fasern in Abwart.^richtung durch eine Kanbo auf eine perforierte Fördei'G-inrichtaznn. Auf die vex-feinerten Fasern wird innerhalb der Haube eine geeignete Bindenittolnasse aufgebracht.

Obwohl das erfindungsgenäße Verfahren vorstehend rai Hand von Fase-rbildurigsGinheiton erläutert wurde, in denen Strüne von prinäron Fäden aus einem durch Warne weich gemachten Material, wie Glas, zu Strönen oder primären Fäden verfeinert werden, kann das Verfahren selbstverständlich auch zur Herstellung von Fasern aus anderen, durch V/ärine erweichbaren Materialien, wie tonartigeiii Gestein, Schlacke und dgl., angewendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar, wenn die verfeinerten Fasern eine Temperatur von nicht mehr als etwa 177°G (35O°F) haben. Das Verfahren ist daher nicht auf durch V/ärne weich gemachte Materialen, wie kunststoffe, anwendbar.

Beispiel 2

Ein Roaktionskessel wurde mit 12 297,5 kg (27 215 pounds) Phenol und 26 047 kg (57 325 pounds) 50 tigern Formaldehyd

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beschickt. Die dabei erhaltene Charge wurde insgesamt 5 Minuten lang gerührt. Es wurde eine Probe entnommen und der Brechungsindex und das spezifische Gewicht wurden geprüft. Der Brechungsindex sollte innerhalb eines Bereiches von 1,4423 bis 1,4426 liegen und das spezifische Gewicht sollte innerhalb eines Bereiches von 1,121 bis 1,125 liegen. Dem Reak-fcionskesae] wurden 2 961 1 (782 grJJoios') \7assor zugegeben und die Reaktionsnischurig wurde 5 Hinuten, lang gerührt. Die Charge wurde dann 2 Stunden lang bei Ao G (11O⁰E) gekocht, während langsam 114,3 kg (252,0 poirn U,) Bariumnonohydrat zugegeben wurden. Uach 2-stündigem Kochen bei 45°C (11O⁰F) wurde die Temperatur über einen Zeitraum von 1/2 Std. auf 51,5⁰C (125⁰F) gesteigert und 1/2 Std. bei diesen Y/ert gehalten. Die lieaktioiisiriischung wurde 1 Stunde lang bei 51,5°C (125°F) gekocht, während weitere 381 kg (840 pounds) Bariujunionohydrat in den Recktionskcssel eingeführt wurden. Die Temperatur wurde dann über einen Zeitraum von 1 Std. auf 66⁰C (15O⁰F) erhöht und es wurde weitere 3 1/2 Stunden lang gekocht. Der in der Reaktionsmischung vorhandene freie Formaldehyd wurde geprüft. Über einen Zeitraum von 1/2 Std. wurden 4^4 kg (1OCO pounds) Melaminkristalle zugegeben. Die Charge wurde dann über einen Zeitraum von 1/2 Std. auf 43°C (11O⁰F) abgekühlt, bevor so schnell wie möglich 3720 kg (8200 pounds) Harnstoff (als Feststoff) zugegeben wurden. Die Reaktionsmischung wurde dann auf eine Temperatur von weniger als 38⁰C (1GO⁰F) abgekühlt und mit 20 /^iger oder schwächerer Schivefelsäure bis pH 7*2 bis 7,3 neutralisiert. Vor dein Abkühlen auf 7,2°C (45⁰F) wurden 231 kg (510 pounds) eines Solubilisierungsmittels, ein nicht-ionisches Polymethacrylat, zu dem Reaktionskondensat zugegeben.

Die in den obigen Beispielen 1 und 2 hergestellten Harzdispersionen wurden zxiv Herstellung einer Dicyandiamid enthaltenden Bindemittelmasse verwendet, indem man in einen mit einem Propellerrührer versehenen Mischbehälter die in der

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weiter unten folcenden" Tabelle I angegebenen Bestandteile einführte. Der Wassergehalt der Bindeinittolmasse kann in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften der init dem Bindemittel beschichteten Fanern oder Faserprodukte je nach Y/unsch so eingestellt werden, daß ein Feststoff gehalt innerhalb der; Bereiches von etv/a 3 bis 50 % !feststoff) erhalten wird.

Die Bindemitteln:-.::?.<■; on wurden in eine Fo:n,iKone eingesprilht, durch welche die Glasfasern auf eine po3;forierto Fördereinrichtung r;efülu?t v.arden. I'io Pas on ι v/urdon in For¹:! einer v;oll?:rui::c2i Πα«se ^crux:^::ielt, dio ΐ:ιίΐ der Bin']o.:.1 ttelinasno i'crei-ii^jt wurde. Dc.:; Härten wurde in eine?.! auf eine rJoj.-ipora— •c-ov von ctv:.·?. PCVi⁰C (-¹IOO⁰?) cchaltcnoji Ofen du^oh-ieführt, uu:.'oh welchen die Clfi.'.-.fr.fjern und drr; damit ve:ecin:'-Gte Binden:^:"l;[;el innerhalb eine.". /iei^!--x'au:.i3 vor· etv;a 5 I-.iii'aiten geführt ν. υ :'3-on und innrv-halb de ζ non die LTa^rj-e ai'tsreicjiond 3:o:npj?iniert •.-!!"■ο, so c -iß ein brett art Ifjer.; Irodi-ut erhalten vairdc.

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Weitere Bindeinittelmasscn, die Dicyandiamid bsw. Harnstoff enthalten, sind in den folgenden Tabellen II bis IV ange- geben.

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BAD ORIGINAL

Wenn die in den vorstehenden Tabellen I bis IV beschriebenen Bindemittelmassen in Verbindung mit Uaschwassersystemen verwendet werden, müssen den Bindemitteln et v/a 0,4-54 kg (1 pound) Natriumhexamotaphosphat pro Stunde und genügend Ammoniak zugesetzt v/erden, um den pH-V/ert bei etwa 8,5 zu halten. Dies unterstützt die Sauberhaltung der Schüttelsiebe und JOrmketten.

Die Y/asseremulgier- oder -solubilisierungsmittel fungieren nach einem Llechanismus, welcher der Anwesenheit einer gegenüber dem Dispergiermedium hydrophoben Gruppe und, in einem geeigneten Abstand, einer gegenüber dem Dispergiermedium hydrophilen Gruppe innerhalb des Moleküls oder Ions zugeschrieben wird. Anionische Solubilisatoren enthalten Carboxylationen, in denen die Carboxylgruppe direkt oder über eine Zwischenbrücke, beispielsweise einen Ester, ein Amid oder ein Anin, an den hydrophoben Teil gebunden ist. Nichtionische Solubilisatoren sind organische Verbindungen, welche die verschiedensten Gruppen enthalten, die einigen Teilen des Moleküls einen hydrophilen Charakter und anderen Teilen des gleichen Moleküls einen hydrophoben Charakter verleihen. Bei diesen Typ tritt keine Ionisation des Moleküls auf v/ie bei den anionischen Solubilisatoren.

Beispiele für für die erfindungsgemäße Verv/enäung geeignete Solubilisatoren sind oxyäthylierte geradkettige Phenole, Salze von Polycarbonsäuren, die freie Säure von organischen Phosphatestern, das Pentanatriumsalz von Diäthylentriamin, Pentaessigsäure, Polyoxyäthylenalkylaryläther, Polyorcyäthylensorbitanmonolaurat und das Natriumsalz einer polymeren Carbonsaure.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevoriugto Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch klar, daß ijie keineswegs auf diese beschränkt ist,-sondern daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der -v;rliegenden Erfindung verlassen »ira. 30988^/1279

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Glasfaserproduktes, bei dem eine Vielzahl von geschmolzenen Glasströmen fließen gelassen, die Ströme bis zu den gewünschten Faserdurchnesser verfeinert, die Fasern auf eine geeignete Fördereinrichtung auflaufen gelassen, beim Auflaufen auf die Fördereinrichtung bis zu einer Temperatur von nicht mehr als etwa 177°C (350 F) abgekühlt, die Fasern (bevor sie auf der Fördereinrichtung gesammelt v/erden) mit einem Bindemittel vereinigt und die gesammelten und mit dem Bindemittel vereinigten Fasern durch einen Ofen geführt werden, um das Bindemittel zu härten und die Fasern durch das gehärtete Bindemittel an den Kontaktpunkten miteinander zu verbinden, gemäß Patent (Patentanmeldung P 19 4-5 097.6-'W-),

dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittelharz ein Phenol-Aldehyd-Kondensat verwendet wird, das durch Kondensieren eines Aldehyds mit Phenol in einem Mo!Verhältnis von mindestens 1,5ϊΊ in Gegenwart eines Kondencationsmittels auf Ketallbasis, bis praktisch das gesamte Phenol-Aldehyd— Kondensat bei einem pH-Wert von etwa 7»5 unlöslich ist, und Herstellen einer Emulsion des Phenol-Aldehyd-Kondensats durch Zugabe einer zur Bildung der Emulsion ausreichenden Menge eines anionischen oder nicht-ionischen Solubilisators und einer zur Einstellung des pH-Wertes derselben auf einen Wert innerhalb des- Bereiches von etwa 7 bis etwa 8 ausreichenden Menge Säure zu der Reaktionsmischung, bevor die Kondensation so weit fortgeschritten ist, daß eine Ausfällung des Kondensats auftritt, wenn der pH-V/ert derselben 9 oder mehr beträgt, hergestellt worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Solubilisator eine Verbindung aus der Gruppe der

geradkettigen Phenole, der Polycarbonsäuren,

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cloi" organischen I'hoirohat euter, der Diätb^leritri 3-^vontiⁱ-Oo.^r.l_ijGilurc, et ei* Polyor^/äthylcnalkjlaryll äther und PoIyoxyütliylcnsorMtaiDionolaurat verwendet; v/ird.

'{), Vcrfo.hrcn n.-.-.eh Ancpriic}' 1 imd/ociez' 2, dadurch gekerm- :--'.-ii-njoi j daß a.ls Solubilirator xol;-,^ri:ici",hacrylab und/oder ]'.οΐ'.θί--·:ηυβ:Γθ''.·ΐ3ανίΐ.'·.·ΰ!Λϊη vox·;/ende"I; v.-ird.

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BAD ORIGINAL

Leer seife