DE69415893T2

DE69415893T2 - Verfahren zur Herstellung von geschnittenen Fasern und Vorrichtung dafür

Info

Publication number: DE69415893T2
Application number: DE69415893T
Authority: DE
Inventors: Eric Augier; Timothy Johnson; Patrick Moireau
Original assignee: Vetrotex France SA
Current assignee: Saint Gobain Adfors SAS
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2014-07-22
Also published as: ES2129600T3; DE69415893D1; EP0640570A1; CZ286731B6; FR2708590B1; US5849085A; SK280868B6; BR9402985A; CZ183594A3; JPH0769668A; DK0640570T3; CA2128929A1; KR950003200A; KR100318141B1; SK91194A3; US5601882A; FR2708590A1; EP0640570B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kurzfäden aus Fasern, die mit einem im flüssigen Zustand befindlichen Gemisch beschichtet sind, das in der Lage ist, unter der Einwirkung einer aktinischen Strahlung zu reagieren.
Insbesondere ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Kurzfäden aus Endlosfäden, die speziell als Verstärkung dienen, wie Glasfäden, gerichtet, wobei diese Fäden aus Filamenten bestehen, welche mit einer Schlichtezusammensetzung auf der Grundlage von Verbindungen beschichtet sind, die in der Lage sind, unter der Einwirkung einer aktinischen Strahlung zu reagieren. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Kurzfäden werden üblicherweise als Verstärkung von unterschiedlichen Matrizen wie thermoplastischen Harzen, wärmeaushärtbaren Harzen, Gips, Zement oder Papier verwendet.
Es ist bekannt, diese Kurzfäden ausgehend von einer oder mehreren Anlagen zur Faserherstellung direkt auf folgende Weise herzustellen: Durch die Öffnungen einer oder mehrerer Spinndüsen werden Glasstrahlen mechanisch zur Form von Filamenten gezogen und anschließend in dieser Form mit einer Schlichtezusammensetzung beschichtet, bevor sie zu Fäden vereinigt und diese Fäden zerschnitten werden, wobei der mechanische Ziehvorgang durch das Amboßrad des Schneidmittels durchgeführt wird.
Die zur Beschichtung der Filamente eingesetzte. Schlichte ermöglicht es unter anderem, die Bindung der Filamente untereinander und den Schutz der Fäden vor Abrieb sicherzustellen, wobei ihnen die Eigenschaften verliehen werden, welche für die späteren Verarbeitungsvorgänge unerläßlich sind. Die am häufigsten verwendeten Schlichten sind die wäßrigen Schlichten, die im allgemeinen etwa 90 Gew.-% Wasser enthalten. Durch das Vorhandensein von Wasser in einer nicht zu vernachlässigenden Menge ist es möglich, daß der ordnungsgemäße Ablauf des Verfahrens gestört wird, wobei man gezwungen ist, in verschiedenen Stufen Maßnahmen zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts zu ergreifen.
Ein Teil des Wassers wird vor dem Zerschneiden durch Reibung in der Vorrichtung zur Vereinigung der Filamente entfernt. Es kann sich jedoch herausstellen, daß diese Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts nicht ausreicht. Insbesondere können die Fäden nach dem Zerschneiden untereinander sowie auf den Organen, die dazu dienen, sie zu sammeln, verkleben. Mittel zur Verringerung der Feuchtigkeit vor dem Zuschneiden, speziell das im Patent WO 92/05122 beschriebene, stehen zur Verfügung.
Es sind noch andere Mittel zum Verringern des Feuchtigkeitsgehalts nach dem Zerschneiden und vor Verwendung der Kurzfäden als Verstärkung von Matrizen vorhanden, da durch das Wasser die ordnungsgemäße Haftung zwischen Glas und Matrix und die Alterungseigenschaften des erhaltenen Verbundes verschlechtert werden können. So ist im Patent FR 2 253 718 ein Verfahren zur Herstellung von Kurzfäden beschrieben, in dessen Verlauf der Feuchtigkeitsgehalt der Fäden nach dem Zerschneiden mittels Durchlauf der Kurzfäden unter einer Reihe von Infrarotlampen oder in einem Umluftofen verringert wird.
Es steht jedoch fest, daß durch die Trocknungsstufe/n die Produktivität begrenzt werden kann oder sie den Einsatz relativ schwerer Vorrichtungen erfordert/erfordern, wobei ein höherer Energieverbrauch auftritt.
Für Endlosfäden sind weitere Verfahren bekannt, insbesondere ein Verfahren, im Verlaufe dessen ein unter der Einwirkung einer UV-Strahlung reagierendes Gemisch vor der Vereinigung der Filamente zu mindestens einem Faden während des Vorgangs der Faserbildung auf die Filamente aufgebracht wird und der/die Faden/Fäden während des Ziehvorgangs einer UV-Strahlung ausgesetzt wird/werden. Für dieses im Patent EP-B1-243 275 beschriebene Verfahren wird keine Trocknungsstufe erwähnt, es verlangt aber, wegen der hohen Ziehgeschwindigkeit der Filamente nach der Spinndüse, mit sehr reaktiven Schlichtezusammensetzungen und in Gegenwart eines großen Anteils an Photostartern zu arbeiten. Außerdem ertragen die gemäß diesem Verfahren erhaltenen Fäden Biege- und Schervorgänge beim Zerschneiden schwer, und es können in den Vorrichtungen für diesen Arbeitsgang Probleme hinsichtlich Abrieb und Entfaserung auftreten.
Deshalb liegt der Erfindung als erste Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Herstellung von Kurzfäden vorzuschlagen, das obengenannte Nachteile nicht aufweist.
Der Erfindung liegt weiterhin als Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kurzfäden bereitzustellen, das es erlaubt, Fäden zu erhalten, deren Charakteristika über ihre gesamte Länge gleichmäßig sind.
Der Erfindung liegt schließlich als eine Aufgabe die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahren zugrunde.
Diese Aufgaben werden insbesondere durch ein Verfahren zur Herstellung von Kurzfäden gelöst, gemäß welchem Glasfäden, welche aus endlosen Filamenten bestehen, die mit einer nichtwäßrigen Schlichte überzogen sind, die im flüssigen Zustand vorliegt und in der Lage ist, unter Einwirkung einer aktini schen Strahlung zu reagieren, von einem Mittel zerschnitten werden, das auch dazu dient, sie zu ziehen oder mechanisch fortzubewegen, bevor sie einer aktinischen Strahlung ausgesetzt werden.
Es ist festzustellen, daß mit dem erfindungsgemäßen Ausdruck "nichtwäßrige Schlichte" eine Schlichtezusammensetzung bezeichnet wird, die weniger als 10% Wasser enthält, wobei die Anwesenheit von Wasser in bestimmten Fällen, insbesondere in acrylischen Zusammensetzungen, notwendig sein kann, um die Hydrolyse von Silanen zu erleichtern.
Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zur Durchführung des zuvor definierten Verfahrens, welche mindestens ein Schneid- und Ziehmittel oder ein Schneid- und Fortbewegungsmittel für die mit einer Schlichte überzogenen Fäden sowie mindestens eine Aufnahmeeinrichtung für die Kurzfäden, wobei diese durch einfache Schwerkraft von einer Einrichtung auf die nächste fallen, und mindestens eine aktinische Strahlungsquelle, die auf eine der Zonen des Falls der Kurzfäden von einer Einrichtung auf die nächste gerichtet ist, und/oder eine aktinische Strahlungsquelle, die auf eine Zone einer Aufnahmeeinrichtung gerichtet und mit mindestens einer unter dieser Zone befindlichen Blaseinrichtung gekoppelt ist, umfaßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat, verglichen mit den obengenannten Verfahren, zahlreiche Vorteile, welche in der folgenden Beschreibung verdeutlicht werden.
Einer der hauptsächlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine oben definierte nichtwäßrige Schlichte eingesetzt wird, die in der Lage ist, unter der Einwirkung einer aktinischen Strahlung zu reagieren, und die Fäden nach dem Zerschneiden einer Bestrahlung ausgesetzt werden. Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen nicht wäßrigen Schlichte entfällt die Notwendigkeit, auf eine Trocknung der Fäden zurückgreifen zu müssen, und wird es somit insbesondere möglich, bei Steigerung der Produktivität Energie einzusparen.
Desweiteren werden dadurch, daß die Bestrahlung nach dem Zerschneiden durchgeführt wird, die Entfaserungs- oder Abriebprobleme behoben, die bisher in dem Verfahren auftraten, in welchem während des Ziehvorgangs eine Bestrahlung vor dem Zerschneiden durchgeführt wird. Durch die Viskositäts- und Haftungseigenschaften der Schlichte vor der Bestrahlung bleibt die Kohäsion der Filamente in den Fäden beim Zerschneiden erhalten und wird die Unversehrtheit der so erhaltenen Kurzfäden verbessert.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder ein direktes oder ein indirektes Verfahren sein, wobei die Auswahl des Verfahrens insbesondere vom gewünschten Verwendungszweck abhängt. Das indirekte Verfahren, in welchem die zu zerschneidenden Fäden von Spulen kommen und mechanisch vom Schneidmittel fortbewegt werden, wird vorzugsweise dann, wenn der Anteil der auf den Fäden aufzubringenden Schlichte hoch (über 5 Gew.-%) ist, beispielsweise für Fäden, die zur Verstärkung von Zement vorgesehen sind, angewendet.
In den meisten Fällen ist jedoch das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise ein Direktverfahren, in welchem die durch Ziehen von Glasstrahlen aus den Öffnungen einer oder mehrerer Spinndüsen gebildeten Filamente, bevor sie zu mindestens einem Faden vereinigt werden, mit einer nichtwäßrigen Schlichte überzogen werden, die im flüssigen Zustand vorliegt und in der Lage ist, unter der Einwirkung einer aktinischen Strahlung zu reagieren, wobei der/die Faden/Fäden anschließend von einem Mittel zerschnitten wird/werden, das auch dazu dient, ihn/sie fortzubewegen, bevor er/sie einer aktinischen Strahlung ausgesetzt wird/werden.
Wie bereits mehrfach erwähnt, erfolgt die Bestrahlung der mit der erfindungsgemäßen Schlichte überzogenen Fäden, unabhängig davon, ob das Verfahren ein direktes oder indirektes ist, nach dem Zuschneiden. Wie im Folgenden erläutert, kann diese Bestrahlung an verschiedenen Stellen stattfinden.
Entsprechend einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Kurzfäden der Einwirkung einer aktinischen Strahlung direkt nach dem Zuschneiden und bevor sie von einer Aufnahmeeinrichtung gesammelt werden, ausgesetzt.
Gemäß einer der bevorzugten Abwandlungen dieser Ausführungsform werden die so vorher bestrahlten Kurzfäden von einer Aufnahmeeinrichtung wie einem sich bewegenden Förderer gesammelt und auf dieser Einrichtung der Einwirkung mindestens einer zweiten aktinischen Strahlungsquelle ausgesetzt, um die Vernetzung der Schlichte zu vollenden.
Die gemäß obengenannter Ausführungsform erhaltenen Kurzfäden können anschließend auf eine andere Aufnahmeeinrichtung wie einen weiteren sich bewegenden Förderer übergeben werden.
Gemäß einer anderen Abwandlung obengenannter Ausführungsform ist es auch möglich, zusätzlich zur Bestrahlung der Kurzfäden nach dem Zuschneiden und vor der Aufnahme durch eine erste Aufnahmeeinrichtung eine Bestrahlung der Fäden während der Übergabe der Fäden von der ersten zu einer zweiten Aufnahmeeinrichtung, gegebenenfalls mit einer Zwischenbestrahlung, durchzuführen.
Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Kurzfäden in erster Linie einer Bestrahlung auf einer Aufnahmeeinrichtung und/oder beim Übergang von einer Aufnahmeeinrichtung zur nächsten ausgesetzt. Besonders bevorzugt werden die Kurzfäden zunächst auf einer ersten Aufnahmeeinrichtung wie einem sich bewegenden Förderer gesammelt und anschließend der Einwirkung einer aktinischen Strahlung zwischen der ersten und einer zweiten Aufnahmeeinrichtung, die ebenfalls ein sich bewegender Förderer sein kann, unterworfen.
Vorteilhafterweise ist in sämtlichen obengenannten Ausführungsformen die die Fäden sofort nach dem Zuschneiden aufnehmende Aufnahmeeinrichtung ein Schwingförderer. Dadurch werden die auf einen solchen Förderer fallenden Fäden darauf besser verteilt und ihre Oberfläche weitgehender einer möglichen Strahlung auf ihm ausgesetzt. Außerdem fallen die Fäden nach einer solchen Aufnahmeeinrichtung wie ein Vorhang, eine Gestalt, die es erlaubt, sämtliche Kurzfäden während ihres Falls recht einheitlich zu bestrahlen und einen gleichmäßigeren Übergang der Fäden auf eine andere Aufnahmeeinrichtung ermöglicht.
Weiterhin befindet sich in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform unter mindestens einem Teil des Förderers, der die Fäden sofort nach dem Zuschneiden aufnimmt, eine Blaseinrichtung. Diese ermöglicht insbesondere zu verhindern, daß die mit der Schlichte überzogenen Fäden, die noch keiner aktinischen Strahlung ausgesetzt worden sind, an der Oberseite des Förderers ankleben und sich ansammeln und erlaubt auch eine bessere Exposition der Fäden gegenüber einer möglichen Strahlung auf diesem Förderer. Vorzugsweise sind die auf die Aufnahmeeinrichtungen gerichteten erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtungen mit solchen Blaseinrichtungen gekoppelt, um ein Kleben der Fäden an den Aufnahmeeinrichtungen während der Bestrahlung zu vermeiden, insbesondere dann, wenn die Fäden zuvor nicht bestrahlt worden sind.
Entsprechend einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Kurzfäden auf einer Schwingungen unterworfenen Aufnahmeeinrichtung gesammelt und auf einem Teil dieser Einrichtung, unter welchem sich eine Blaseinrichtung befindet, einer aktinischen Strahlung ausgesetzt.
Die verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen, welche in der bisherigen Beschreibung nicht bis ins einzelne erläutert worden sind, haben den Vorteil, in den meisten Fällen die Dauer der Bestrahlung der mit einer Schlichte überzogenen Kurzfäden, verglichen mit einem vor dem Zuschneiden stattfindenden Bestrahlungsverfahren, bedeutend zu verlängern.
Die Dauer der Bestrahlung kann so mehrere Sekunden erreichen, insbesondere wenn sie auf den Aufnahmeeinrichtungen oder zwischen zwei Aufnahmeeinrichtungen erfolgt, wobei dann die Bestrahlung bei Bewegungsgeschwindigkeiten der Fäden, die deutlich niedriger als die Ziehgeschwindigkeiten sind, stattfindet. In diesen Fällen ist es somit nicht notwendig, Schlichten einzusetzen, die besonders reaktiv und oftmals teurer sind.
Deshalb wird der Bereich der Schlichteformulierungen, die im Erfindungsumfang verwendbar sind, beträchtlich erweitert, wobei bestimmte Erzeugnisse, deren Reaktivität bei Bestrahlungsverfahren während des Ziehvorgangs bisher als ungenügend angesehen worden ist, nun doch dann eingesetzt werden können, wenn sie sich mit den zu verstärkenden Materialien vertragen. Außerdem wird aufgrund dieser breiten Formulierung das Produktspektrum, das erfindungsgemäß hergestellt werden kann, umfangreicher. So können erfindungsgemäß Schlichtezusammensetzungen auf der Grundlage von Monoacrylat-Urethan-Monomeren verwendet werden, die sich mit zu verstärkenden Materialien vom Typ Polyamid oder von Zusammensetzungen auf der Grundlage von beispielsweise Vinylethern und Oxiranen vertragen. Es ist jedoch festzustellen, daß die Verwendung von Schlichtezusammensetzungen auf der Grundlage sehr reaktiver Produkte, beispielsweise in Direktverfahren, bei besonders hohen Ziehgeschwindigkeiten der Fäden, die zu höheren Transportgeschwindigkeiten der Fäden nach dem Zerschneiden zwingen, erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es dann, wenn die angewendete Bestrahlungsart ihr Vorhandensein erfordert, den Einsatz von Photostartern in Anteilen ermöglicht, die deutlich niedriger als diejenigen der Schlichtezusammensetzungen sind, die unter der Einwirkung einer aktinischen Strahlung reagieren können und in den oben erläuterten Verfahren einer Bestrahlung vor dem Zerschneiden verwendet werden.
So enthält bei Direktverfahren, dann, wenn Photostarter erforderlich sind und bei ähnlichen Ziehgeschwindigkeiten und Umwandlungsgraden eine Schlichtezusammensetzung, die in der Lage ist, unter der Einwirkung einer aktinischen Strahlung gemäß dem Bestrahlungsverfahren vor dem Zerschneiden zu reagieren, vorzugsweise 7 bis 12 Gew.-% Photostarter, während die erfindungsgemäße Schlichtezusammensetzung nur 2 bis 5 Gew.-% Photostarter enthält. Die erfindungsgemäßen Schlichtezusammensetzungen sind somit billiger.
Darüber hinaus ist festzustellen, daß das erfindungsgemäße Verfahren den Einsatz leichterer Vorrichtungen erlaubt. So ist es nicht notwendig, Trocknungsmittel vorzusehen; außerdem können mehrere Schneidmittel von einer Transporteinrichtung umgeben sein, wobei in diesem Fall eine einzige Strahlungsquelle ausreichen kann.
Wie weiter oben erläutert, umfaßt die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mindestens ein Schneid- und Ziehmittel oder ein Schneid- und Fortbewegungsmittel für die mit Schlichte überzogenen Fäden, eine Aufnahmeeinrichtung für die Kurzfäden und eine Strahlungsquelle, wobei sich die Strahlungsquelle nach dem Schneidmittel befinden kann.
Vorzugsweise ist die Aufnahmeeinrichtung, die sich unter dem Schneid- und Ziehmittel oder unter dem Schneid- und Fortbewegungsmittel befindet, ein schwingender Drahtgewebeförderer, der eine bessere Verteilung und Ausrichtung der Fäden erlaubt, und ist/sind vorteilhafterweise die Aufnahmeeinrichtungen, insbesondere die Aufnahmeeinrichtungen, auf welche die Strahlungsquellen gerichtet sind, Drahtgurtförderer, deren Wartung einfach ist und wo keine Gefahr besteht, daß sie durch Strahlung verändert werden.
Wie zuvor erläutert, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Strahlungsquelle, die auf eine der Zonen des Hinabfallens der Kurzfäden von einer Einrichtung auf die nächste gerichtet ist, und/oder eine Strahlungsquelle, die auf eine Zone einer Aufnahmeeinrichtung, unter welcher sich eine Blaseinrichtung befindet, gerichtet ist. Wenn die Blaseinrichtung eingesetzt wird, ist der Förderer, auf welchen sie gerichtet ist, perforiert und die Strahlungsquelle vor Gasströmen durch eine Siliciumdioxidplatte und eine Haube, die das Absaugen der Gasströme ermöglicht und um diese Quelle herum angebaut ist, geschützt.
Anschließend werden drei erfindungsgemäße Ausführungsformen in Verbindung mit drei Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die im Anhang befindlichen Zeichnungen erläutert, wobei
- Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, worin die Exposition gegenüber aktinischer Strahlung unter dem Schneidmittel und auf einer Aufnahmeeinrichtung erfolgt,
- Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, worin die Exposition gegenüber aktinischer Strahlung während der Übergabe von einer Aufnahmeeinrichtung zur nächsten erfolgt und
- Fig. 3 eine schematische Teilansicht einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform, worin die Exposition gegenüber aktinischer Strahlung auf einer Aufnahmeeinrichtung erfolgt, die Schwingungen ausgesetzt ist und unter welcher sich eine Blaseinrichtung befindet,
zeigt.
Es ist festzustellen, daß die nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind.
In der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden aus den Öffnungen einer oder mehrerer nicht veranschaulichter Spinndüsen Glasstrahlen gezogen, wobei sich Filamente bilden, welche mit einer nichtwäßrigen Schlichte überzogen werden, die sich im flüssigen Zustand befindet und in der Lage ist, unter der Einwirkung einer aktinischen Strahlung zu reagieren. Danach werden die Filamente zu mindestens einem Faden vereinigt, wobei der/die Faden/Fäden anschließend von einem Mittel, das auch dazu dient, ihn/sie zu ziehen, wie eine Einrichtung, die ein Amboßrad 1 und ein Lamellenschneidrad 2 enthält, zerschnitten wird/werden. Dabei fallen die Kurzfäden auf eine Aufnahmeeinrichtung 3 wie einen sich bewegenden Förderer, der vorzugsweise ein Drahtgewebeförderer ist, und werden während des Hinabfallens einer vorläufigen Bestrahlung durch eine Ultraviolettstrahlungsquelle 4 ausgesetzt, die unter dem Schneidmittel angeordnet ist. Anschließend werden sie durch eine zweite Ultraviolettstrahlungsquelle 5 auf der Aufnahmeeinrichtung einer endgültigen Bestrahlung unterworfen, bevor sie von einer Sammeleinrichtung 6 aufgenommen werden. Dabei ist festzustellen, daß es die vorläufige Bestrahlung der Kurzfäden erlaubt, eine Vorvernetzung der auf den betreffenden Fäden aufgebrachten Schlichte durchzuführen, wobei es diese Vorvernetzung ermöglicht, Klebeerscheinungen der Fäden an der Aufnahmeeinrichtung zu vermindern. Außerdem erlaubt diese Bestrahlung bei weniger reaktiven Schlichtezusammensetzungen, den Vernetzungsvorgang zu starten, der von der zweiten Vernetzungsreaktion vollendet wird.
Die in Fig. 2 dargestellte zweite erfindungsgemäße Ausführungsform ist an den Fall besser angepaßt, in welchem die verwendete Schlichtezusammensetzung eine größere Reaktivität hat.
In der erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Kurzfäden keiner vorläufigen Bestrahlung unter dem Schneidmittel unterworfen; sie werden in erster Linie auf einer Aufnahmeeinrichtung 7 gesammelt, die vorzugsweise mit einer Schwingbewegung angetrieben wird, wie einem Dosier-Schwingförderer, anschließend fallen sie auf eine zweite Aufnahmeeinrichtung wie einen sich bewegenden Förderer 8 und werden während dieses Übergangs der Einwirkung einer aktinischen Strahlung durch eine Ultraviolettstrahlungsquelle 9 ausgesetzt.
In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Bestrahlung in einer einzigen Stufe durchgeführt. Wenn die Bestrahlung auch immer noch beim Hinabfallen der Kurzfäden vor sich geht, ist aber dafür der Ort der Strahlungsquelle ein anderer und sie führt nicht zu denselben Ergebnissen wie denen, die bei einer Bestrahlung unter dem Schneidmittel beobachtet werden.
Bei der Exposition der Fäden gegenüber einer aktinischen Strahlung während des Übergangs von der ersten zur zweiten Aufnahmeeinrichtung fallen die Fäden, welche auf der ersten Aufnahmeeinrichtung durch insbesondere die Verwendung eines Schwingförderers gut verteilt sind, mit geringer Geschwindigkeit in Form eines Vorhangs vor der Strahlungsquelle, wodurch eine einheitliche Bestrahlung der mit Schlichte überzogenen Fäden begünstigt wird.
Das trifft nicht auf die Bestrahlung unter dem Schneidmittel zu, wo die Fäden im freien Fall mit von der Strahlungsquelle unterschiedlicher Entfernung und höherer Anfangsgeschwindigkeit herabfallen und aus diesem Grund nicht alle derselben Strahlungsmenge ausgesetzt sind. Die Bestrahlung unter dem Schneidmittel ist deshalb in den meisten Fällen nur darauf gerichtet, eine Anfangsvernetzung herbeizuführen, wobei die Bestrahlung während des Übergangs von einer Aufnahmeeinrichtung zur nächsten eine vollständige Vernetzung zu erreichen ermöglicht.
In Fig. 3 ist eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. In dieser Ausführungsform werden die Kurzfäden von einem Schwingförderer 7 aufgenommen, der vorteilhafterweise aus Metall besteht und mit nicht veranschaulichten Perforationen versehen ist, danach werden sie, während sie sich über einer Blaseinrichtung 11 befinden, durch eine Ultraviolettstrahlungsquelle 10 einer aktinischen Strahlung ausgesetzt. Dabei wird die Strahlungsquelle von einer Siliciumdioxidplatte 12 vor der eingeblasenen Luft geschützt und werden die Gasströme, wie mit Hilfe der Pfeile angegeben, durch eine Abzugshaube 13 abgesaugt, welche die Strahlungsquelle umgibt. Anschließend werden die so bestrahlten Kurzfäden von einer Sammeleinrichtung 6 aufgenommen.
In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es auch möglich, die Kurzfäden vorher auf einem Schwingförderer aufzunehmen, danach fallen die Fäden auf einen perforierten Metallförderer, wo über einer Blaseinrichtung die Bestrahlung stattfindet.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, Kurzfäden zu erhalten, die gute Unversehrtheit, Fließfähigkeit und Verträglichkeit mit den zu verstärkenden Matrizen aufweisen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung auf eine nicht erschöpfende Weise, indem insbesondere Schlichtezusammensetzungen, die im Erfindungsumfang verwendbar sind, und Ergebnisse der dynamischen Unversehrtheit an den erhaltenen Kurzfäden angegeben werden.

Beispiel 1

In diesem Beispiel werden die Filamente durch Ziehen von Glasstrahlen aus den Öffnungen einer Spinndüse gebildet und mit folgender, in Gewichtsprozenten angegebener Schlichtezusammensetzung überzogen:
- Acrylat-Urethan-Präpolymer vertrieben von der Gesellschaft HARCROS unter der Bezeichnung Actilane 17 16%,
- monofunktionelles Acrylat-Urethan-Monomer vertrieben von der Gesellschaft HARCROS unter der Bezeichnung CL 959 23,3%,
- N-Vinylpyrrolidon 17,4%,
- Trimethylolpropantriacrylat-Monomer vertrieben von der Gesellschaft CRAY VALLEY unter der Bezeichnung SR 351 23,3%,
- radikalischer Photostarter vertrieben von der Gesellschaft CIBA-GEIGY unter der Bezeichnung Irgacure 651 5%,
- γ-Aminopropyltriethoxysilan vertrieben von der Gesellschaft UNION CARBIDE unter der Bezeichnung Silane A 1100. 15%
Anschließend werden die so mit Schlichte überzogenen Filamente zu einem Faden vereinigt, der von einem Mittel zerschnitten wird, das auch dazu dient, ihn zu ziehen, danach werden die Kurzfäden auf einem Schwingförderer aus Metall gesammelt und, während sie über einer Blaseinrichtung entlanglaufen, einer Ultraviolettstrahlung ausgesetzt.
Zur Bewertung der dynamischen Unversehrtheit der erhaltenen Kurzfäden werden die betreffenden Kurzfäden mit Thermoplastgranulat vermischt und anschließend etwa zehn Minuten lang geschleudert, wonach sie zurückgewonnen und auf ein Rüttelsieb aufgegeben werden. Danach wird der verbleibende Abrieb aufgenommen und gewogen, um den entsprechenden Anteil an Abrieb zu bestimmen. Die Unversehrtheit ist um so größer, je kleiner dieser Anteil ist.
Der Anteil an Abrieb, der mit den gemäß diesem Beispiel hergestellten Kurzfäden erhalten wurde, beträgt 0%.

Beispiel 2

In diesem Beispiel werden die Kurzfäden gemäß demselben Verfahren wie zuvor im Beispiel 1 beschrieben erhalten, wobei die Filamente mit folgender, in Gewichtsprozenten angegebener Schlichtezusammensetzung überzogen werden:
- Acrylat-Urethan-Präpolymer vertrieben von der Gesellschaft HARCROS unter der Bezeichnung Actilane 19 24,4%,
- monofunktionelles Acrylat-Urethan-Monomer vertrieben von der Gesellschaft HARCROS unter der Bezeichnung CL 959 20,6%,
- N-Vinylpyrrolidon 15,4%,
- Trimethylolpropantriacrylat-Monomer vertrieben von der Gesellschaft CRAY VALLEY unter der Bezeichnung SR 351 20,6%,
- radikalischer Photostarter vertrieben von der Gesellschaft CIBA-GEIGY unter der Bezeichnung Irgacure 651 4%,
- γ-Aminopropyltriethoxysilan vertrieben von der Gesellschaft UNION CARBIDE unter der Bezeichnung Silane A 1100, 15%.
Der Anteil an Abrieb, der mit den gemäß diesem Beispiel hergestellten Kurzfäden erhalten wurde, beträgt 3%.
Die erfindungsgemäß hergestellten Kurzfäden sind insbesondere beispielsweise zur Verstärkung von thermoplastischen oder wärmeaushärtbaren Harzen und von Zement vorgesehen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Kurzfäden, gemäß welchem Glasfäden, welche aus endlosen Filamenten bestehen, die mit einer nichtwäßrigen Schlichte, d. h. einer weniger als 10% Wasser enthaltenden Schlichtezusammensetzung, überzogen sind, die im flüssigen Zustand vorliegt und in der Lage ist, unter Einwirkung einer aktinischen Strahlung zu reagieren, von einem Mittel zerschnitten werden, das auch dazu dient, sie zu ziehen oder mechanisch fortzubewegen, bevor sie einer aktinischen Strahlung ausgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfäden nach dem Zerschneiden und vor der Aufnahme auf einer Aufnahmeeinrichtung der Einwirkung einer aktinischen Strahlung ausgesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfäden auf einer Aufnahmeeinrichtung gesammelt und anschließend der Einwirkung mindestens einer aktinischen Strahlung ausgesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfäden zwischen der Aufnahmeeinrichtung und einer zweiten Aufnahmeeinrichtung, auf welcher sie gesammelt werden, der Einwirkung einer aktinischen Strahlung ausgesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfäden auf einer zweiten Aufnahmeeinrichtung gesammelt und anschließend der Einwirkung mindestens einer aktinischen Strahlung ausgesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfäden der Einwirkung einer akti nischen Strahlung auf mindestens einer Aufnahmeeinrichtung ausgesetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfäden auf der Aufnahmeeinrichtung der Einwirkung einer aktinischen Strahlung ausgesetzt werden, während sie über eine Blaseinrichtung laufen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aufnahmeeinrichtung Schwingungen ausgesetzt ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, welche mindestens ein Schneid- und Ziehmittel oder ein Schneid- und Fortbewegungsmittel für die mit einer Schlichte überzogenen Fäden, mindestens eine Aufnahmeeinrichtung für die Kurzfäden, wobei diese durch einfache Schwerkraft von einer Einrichtung auf die nächste fallen, und mindestens eine aktinische Strahlungsquelle, die auf eine der Zonen des Falls der Kurzfäden von einer Einrichtung auf die nächste gerichtet ist, und/oder eine aktinische Strahlungsquelle, die auf eine Zone einer Aufnahmeeinrichtung gerichtet und mit mindestens einer unter dieser Zone befindlichen Blaseinrichtung gekoppelt ist, umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei aktinische Strahlungsquellen umfaßt, wobei die erste sich zwischen dem Schneid- und Ziehmittel oder Schneid- und Fortbewegungsmittel und einer Aufnahmeeinrichtung befindet und die zweite auf eine Zone einer Aufnahmeeinrichtung gerichtet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Aufnahmeeinrichtungen und eine aktinische Strahlungsquelle umfaßt, die sich zwischen den beiden Aufnahmeeinrichtungen befindet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine aktinische Strahlungsquelle umfaßt, die auf eine Zone einer Aufnahmeeinrichtung gerichtet und mit einer unter dieser Zone befindlichen Blaseinrichtung gekoppelt ist, wobei diese aktinische Strahlungsquelle von einer Siliciumdioxidplatte geschützt wird und von einer Haube zum Absaugen der Gasströme umgeben ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung(en) (ein) Gurtförderer aus Metall ist(sind).

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung, welche sich unter dem Schneid- und Ziehmittel oder dem Schneid- und Fortbewegungsmittel befindet, mit einer Schwingbewegung angetrieben wird.