FI63211B - Foerfarande foer framstaellning av glasfibermattor med jaemn kvalitet medelst vaotfoerfarande - Google Patents

Description

-Iiriin 1 rft1 KUULUTUSJULKAISU , , 0 . .

jj/BTif ^ (11) utlAggningsskiiipt 6321 1 C Patentti nycrmelty 10 05 1933 • Patent codec Int (51) K».ik.Va3 C 03 C 25/02 // D 04 H 1/40 SUOMI —FINLAND (Z1) hiwttM^-PitewwrtHmliv 783348 (¾) H«hn>Upll«* — AmBtalnp02.11.78 (23) Ailatpllvl—eiM|fctM4af 02.11.78 (41) Tullut Julktouk·! — MlvK off«Mli| 16.05.7 9

Patentti· ja rekisteri hallitus ... . , ..... _ ,- ' (44) NlhUvakflpanon |« kuutJulkaUun e*m. —

Patent- och registerstyraisen ' ' Anittan utk«d «h utUkrUtou paMtemd 31.01.83 (32)(33)(31) Pjrr^«wy ««uelkeus-iugIN ptorlut 15.11.77 USA(US) 851683 (71) GAF Corporation, l40 West 51st Street, New York, N.Y., USA(US) (72) Paritosh Mohan Chakrabarti, Wayne, New Jersey, USA(US) (74) Oy Kolster Ah (54) Menetelmä tasalaatuisten lasikuitumattojen valmistamiseksi märkä-menetelmällä - Förfarande för framställning av glasfibermattor med jämn kvalitet medelst v&tförfarande Tämä keksintö koskee menetelmää tasalaatuisten lasikuitu-mattojen valmistamiseksi märkämenetelmällä suurella tuotantonopeu-della,

Hyvin suuren lujuuden omaavat, tasaiset, ohuet arkit tai matot lasikuiduista ovat saamassa lisääntyvää käyttöä rakennusaineteollisuudessa, esimerkiksi bitumikattolaatoissa ja taustale-vyinä vinyylilattioita varten. Nämä lasikuitumatot korvaavat samanlaisia arkkeja ja levyjä, jotka perinteellisesti on tehty asbestikuiduista, Lasikuitumatot valmistetaan kaupallisesti tavallisesti märkäkerrostusprosessilla, joka toteutetaan modifioidulla paperinvalmistuskoneistolia, kuten on selvitetty esimerkiksi 0,A.

2 63211

Battistan kirjassa Synthetic Fibers in Papermaking (Wiley) N.Y. 1964, Märkäroenetelmää on laajalti kuyatty myös US-patentti-julkaisuissa 2 906 660; 3 012 929; 3 021 255; 3 050 427; 3 103 461; 3 108 891; 3 228 825; 3 634 054; 3 749 638; 3 760 458; 3 766 003; 3 838 995 ja 3 905 067, Myös DE-hakemusjulkaisu 2 454 354(FR 2 250 719)koskee tätä tekniikkaa,

Tunnetuissa märkämenetelmissä lasikuitumattojen valmistamiseksi muodostetaan tavallisesti ensin vesisuspensio lyhyistä lasikuiduista sekoittaen sekoitussäiliössä minkä jälkeen suspensio syötetään liikkuvan suodattimen läpi, jossa kuidut verkkoutuvat keskenään samalla, kun vesi erotetaan niistä. Kuitenkin toisin kuin luonnonkuidut, kuten selluloosa- ja asbestikuidut, lasikuidut eivät dispergoidu hyvin veteen. Tosiasiassa, kun lasikuituja, jotka tulevat yhdensuuntaisten kuitujen hahtuvina tai kimppuina, pannaan veteen ja sekoitetaan, ne eivät muodosta hyvin dispergoi-tua järjestelmää. Sekoittamista jatkettaessa kuidut kasaantuvat suuriksi möhkäleiksi, jotka on hyvin vaikea uudelleen dispergoida.

Tämä lasikuiduille ominainen ongelma on teollisuudessa yritetty ratkaista käyttämällä lasikuitujen suspendointia ja pinta-aktiivisia aineita kuitujen pitämiseksi erillään toisistaan suh-tellisen dispergoidussa tilassa, Tällaiset suspendointiaineet ovat tavallisesti aineita, jotka lisäävät väliaineen viskositeettia, niin että kuidut voivat suspendoitua aineeseen. Eräät suspendointiaineet ovat tosiasiassa pinta-aktiivisia aineita, joiden tehtävänä on pienentää pinta^vetovoimaa kuitujen välillä .Valitettavasti kuitenkaan mikään käytettävissä olevista suspendointiaineista ei ole täysin tyydyttävä käyttökelpoisten, tasaisten lasikuitumattojen valmistukseen suuressa mittakaavassa.

Esimerkiksi sellaiset polymeeriset suspendointiaineet kuin polyakryyliamidit, hydroksietyyliselluloosa ja senkaltaiset, aikaansaavat hyvin viskooseja vesiliuoksia suurilla materiaalikon-sentraatioilla, mutta ne ovat vaikeita käsitellä ja erityisesti vesi poistuu niistä hitaasti maton muodostaman suodattimen tai reikämäisen hihnan läpi, Lisäksi tällaisia aineita käyttämällä muodostetut suspensiot ovat vain kohtalaisia laadultaan ja suspensiot, joiden kuitupitoisuus on yli 0,005%, antavat huonolaatuisia mattoja. Viskoosit suspensiot myös sulkevat sekoitettaessa sisäänsä ilmaa lähelle muodostusvyöhykettä muodostaen stabiileja vaahtoja, jotka haitallisesti vaikuttavat mattojen tasaisuuteen 3 63211 ja lujuuteen, Lopuksi, polymeerit eiyät ole tehokkaita pienissä konsentraatioissa ja siten ne oyat kalliita käytettäväksi prosessissa, jonka tulisi olla taloudellisesti edullinen.

Erilaisia pinta**aktiivisia aineita on myös yritetty käyttää lasikuitujen dispergoimiseksi veteen, Tällaisia ovat esimerkiksi kationiset typpi-pinta-aktiiviset aineet, joita on kuvattu DE-hakemusjulkaisussa 2 454 354(FR 2 250 719).Näitä pinta- aktiivisia aineita käytettäessä lasikuitusäikeet vedetään suulakepuristimen suuttimesta, päällystetään kationisella pinta-aktii-visella aineella ja kostutetaan ennen pätkimistä lyhyiksi kuiduiksi. Katkotut kuidut sekoitetaan sitten kationisen pinta-ak-tiivisen aineen toiseen vesiliuokseen, Tässä prosessissa katio-nisia pinta-aktiivisia aineita käytetään siis kahdessa vaiheessa muodostamaan vesidispersio hyväksyttävien mattojen aikaansaamiseksi kohtuullisella valmistusnopeudella. Käyttämällä ko. aineita saadaan dispersioita, joiden laatu on heikko,

Sen vuoksi on ilmeistä, että jotta lasikuitujen dispersio-tekniikka olisi tehokasta, täytyy dispersioiden samanaikaisesti täyttää useita kriteerejä, jotka vaikuttavat haluttujen, korkealaatuisten, tasaisten lasikuitumattojen muodostumiseen suurella tuotantonopeudella taloudellisesti hyväksyttävällä menetelmällä. Tällaisia kriteerejä on lueteltu seuraavassa: 1, Dispergoivan pinta-aktiivisen aineen tulisi aikaansaada lasikuitujen tasainen dispersio veteen tehokkaasti ja pienillä pinta-aktiivisen aineen konsentraatioilla.

2, Dispersioiden tulee olla tehokkaita suurissa lasikuitu-pitoisuuksissa, niin että matot voidaan muodostaa käyttämättä tarpeettoman suurta energiamäärää suurten vesimäärien erottamiseen ja käsittelemiseen, 3. Dispersiokoostumuksiin ei edullisesti tulisi liittyä olennaista viskositeetin lisääntymistä väliaineessa, mikä tekisi tarpeelliseksi kalliit pumppauslaitteet sihdillä kuitujen erottamiseksi vedestä ja mikä tekisi märän maton kuivattamisen vaikeaksi.

4. Dispersiokoostumuksista tulisi voida muodostaa lasi-kuitumattoja, joissa kuitujen jakaantuminen on tasainen ja joille on luonteenominaista kuitujen monisuuntainen järjestely. Lopullisen maitotuotteen tulisi omata tasaiset, hyvin lujat ominaisuudet, 6321 1

If erityisesti hyyä yetolujuus, 5, Dispersiota tulee olla mahdollista käyttää märkämene-telmässä tavanomaisessa laitteistossa suurilla matonvalmistus-nopeuksilla ilman, että syntyy ei-toivottuja vaahtoja ja ilman, että dispersio syövyttää laitoksen koneistoa.

6, Pinta-aktiivisten aineiden tulee olla helposti saata»· via pienillä kustannuksilla ja niiden tulee olla sopivia käytettäviksi joko suoralla lisäyksellä vedessä oleviin kuituihin taikka kuitujen ennaltapäällystämiseksi pinta-aktiivisella aineella ennen veteen sekoittamista vesipitoisen dispersiokoostumuksen muodostamiseksi.

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää tasalaatuisten lasi-kuitumattojen valmistamiseksi märkämenetelmällä suurella tuotanto-nopeudella jolle menetelmälle on tunnusomaista, että muodostetaan lasikuitujen vesidispersio sekoittamalla kuitunippuja, joissa kuitujen pituus on noin 0,63-7,62 cm, vesipitoisessa väliaineessa, jonka kuitupitoisuus on noin 0,001-3 %, noin 5-500 ppa:n kanssa pinta-aktiivista amiinioksidia, jonka kaava on

R

Λ λ2 —~N > 0 jossa R^, R2 ja R^ ovat samoja tai erilaisia ja merkitsevät substituoituja tai substitoimattomia alifaattisia tai aromaattisia hiilivetyryhmiä, jotka sisältävät 1-30 hiiliatomia niin, että ryhmien R^, R^ ja R^ hiiliatomien summa on noin 14-40, jolloin niput pääasiallisesti dispergoituvat yksittäisiksi kuiduiksi vesipitoisessa väliaineessa, minkä jälkeen dispersio johdetaan sinänsä tunnetulla tavalla maton muodostaman suodattimen läpi tasalaatuisen lasikuitumaton saamiseksi, Tertiäärisen amiini-oksidin hiilivetyryhmät R^, R2 ja R^ voivaj: olla alifaattisia tai aromaattisia ja jos ne ovat alifaattisia, ne voivat olla lineaarisia, haaroittuneita tai syklisiä ja voivat olla sama tai erilaiset kussakin radikaalissa. Al.ifaatt.inen hiilivetyradikaali voi sisältää etyleenisen tyydyttämättömyyden, Alifaattiset ryhmät ovat edul- 5 63211 lisesti alerapi-alkyyli- tai hydroksialkyyliryhmiä, joissa on 1-4 hiiliatomia, tai substituoituja alkyyliryhmiä tai pitkä-ketjuisia alkyyliryhmiä, joissa on 12-30 hiiliatomia, kuten stearyyli, lauryyli, oleyyli, tridekyyli, tetradekyyli, heksa-dekyyli,dodekyyli, oktadekyyli, nonadekyyli tai näiden substituoituja ryhmiä ja jotka on saatu luonnollisista lähteistä tai synteettisesti, R^, R2, Rg ryhmien summa on edullisesti noin 18-24 hiiliatomia.

Tyypillisessä märkämenetelmässä lasikuitumattojen valmistamiseksi valmistetaan sekoitussäiliössä kuituaineesta varasto-suspensio , jolla on määrätty kuitupitoisuus. Suspensio pumpataan sitten paperikoneen painelaatikkoon (head bos), missä se voidaan edelleen laimentaa vedellä alempaan pitoisuuteen. Laimennettu suspensio levitetään sitten liikkuvalle reikäiselle hihnalle, joka on imun vaikutuksen alaisena, muodostamaan kutomaton (non woven), kuiturakenne tai märkä matto hihnalle, Tämä märkä mat-torakenne voidaan tarvittaessa kuivata, minkä jälkeen.sitä käsitellään sideaineella ja lopuksi perusteellisesti kuivataan tuottamaan lopullinen kutomaton maitotuote.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa prosessissa lasikuitu-mattojen valmistamiseksi lasikuitusäikeet tai hahtuvat yleensä katkotaan kuitukimpuiksi, joiden pitoisuus on noin 0,63-7,62 cm, tavallisesti noin 1,27-5,08 cm ja edullisesti noin 2,54 cm ja halkaisija tavallisesti noin 3-20 mikronia ja edullisesti noin 15 mikronia. Eräässä suoritusmuodossa kuidut lisätään veteen, joka sisältää keksinnön mukaista amiinioksidi-pinta-aktiivista ainetta, muodostamaan hyvin dispergoitu koostumus. Edullisesti amiinioksidia on läsnä konsentraationa noin 10-25 ppm. Vaihtoehtoisesti voidaan katkotut lasikuidut aluksi päällystää suihkuttamalla tai muulla tavoin levittämällä amiinioksidi-pinta-aktiivi-nen aine niille ja sitten dispergoida päällystetyt kuidut vesipitoiseen väliaineeseen. Sopivasti sisältävät päällystetyt kuidut noin 0,01-1 painö-% amiinioksidia ja edullisesti 0,025-0,25 paino-%.

Keksinnön eräänä piirteenä on, että lasikuidut voidaan suspensoida amiinioksidi-pinta-aktiiviseen aineeseen suhteellisen suurina kuitupitoisuuksina säilyttäen kuitenkin samalla koostumuksen tehokkaat dispersio-ominaisuudet. Kuitupitoisuus on edullisesti noin 0,05 - 1 %, Tällaiset koostumukset muodostavat erinomaiset dispersiot sekoitettuina tavanomaisessa sekoituslaittees- 6 63211 sa. Kuten mainittiin yoidaan haluttaessa voimakkaasti konsentroidut kuitudispersiokoostumukset laimentaa paine-laatikossa, tavallisesti pitoisuuteen noin 0,1-3 % ja edullisesti noin 0,2 % mikä kuitenkin on hyvin konsentroitu kui-tudispersio tavanomaiseen standardiin verrattuna.

Keksinnön mukaisesti dispersiokoostumukset valmistetaan ilman että väliaineen viskositeetti olennaisesti muuttuu tai että muodostuu ei-toivottuja vaahtoja prosessin kuluessa. Dispersiot valmistetaan edullisesti neutraaleissa pH-olosuhteis-sa tai lähes neutraaleissa olosuhteissa mahdollisesti heikosti alkaalisissa olosuhteissa, jälleen vaikuttamatta dispersioiden tai niistä valmistettujen lopullisten lasikuitumattojen hyvään laatuun,

Dispersiokoostumuksista saadaan lasikuitumattoja, joissa kuitutiheys on suuri ja kuidut ovat tavallisesti jaetut kautta koko maton monisuuntaiseen tapaan, Lopullisilla matoilla on lisäksi erinomaiset vetolujuusominaisuudet, Mattojen tuotanto-nopeus on todella hyvin suuri tämän keksinnön mukaisessa tuotannossa, Tosiasiassa maton tuotantonopeus yli 152 lineaarista metriä minuutissa on tällä prosessilla helposti saavutettavissa käyttämällä tavanomaista paperivalmistuskoneistoa.

Seuraavat esimerkit kuvaavat keksintöä,

Esimerkissä 1, joka käsittää taulukot I ja II, on keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettyjen amiinioksidipinta-aktiivisten aineiden dispergointiorainaisuuksia verrattu tunnettujen pinta-aktiivisten aineiden vastaaviin ominaisuuksiin. Taulukossa I yhdisteet 1—U, ryhmä A, ovat keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettyjä amiinioksideja ja yhdisteet 5-25, ryhmät B-H, edustavat muita pinta-aktiivisia aineita.

Näitä kokeita varten pinta-aktiiviset yhdisteet liuotettiin veteen eri konsentraatioina, alueella 100 ppm (0,01 %) -5ppm (0,0005 %) paino-osaa pinta-aktiivista ainetta vedessä.

100 ml:aan pinta-aktiivisen aineen liuosta lisättiin 1 g katkottua M-lasikuituhahtuvaa (1 % kuitupitoisuus ), kuitujen pituus oli 3,81 cm ja halkaisija 15 mikronia,. Sitten seosta sekoitettiin viisi minuuttia.

Saadun dispersion laatu arvosteltiin asteikolla 1-5; arvo 1 annettiin huonoimmalle suspensiolle, kun kuituhahtuvat 7 63211 kasaantuvat ja/tai eivät ayaudu yksittäisiksi kuiduiksi, Kontrollina oli pinta^aktiivisesta aineesta vapaa järjestelmä, joka arvioitiin arvolla 1. Korkein dispersiolaatu arvosteltiin arvosanalla 5, jolloin olennaisesti kaikki kuidut olivat erillään toisistaan, Välillä olevat arvot '4, 3 ja 2 osoittivat kuitujen asteittaista trendiä kasaantumiseen.

6321 1 tflÖ

H

H

g «

g D

<U

« % · JS

β Γ oo o a>

g Ö 2 W00 ' a oo f1 00 ° H

g <u m o - a - o a l a a 2 c oo oo υ - a - o a A a x g -h m tn oo o /h o o ® h o - a - o t— oo oj cm h h oo , a ala** « „ a VO o I o

Ö ·Η Ej OO rH C\l 1 OJ VO

_2 s Jn h o a a a o « o o - a - o ai •H Ui »o β pf «d 3 h -P b a ·η & •H *Ö 01 A -H Λ

3 M (U

a Λ -O

•HO Oj 3 ·Η p

.¾ -S .-S

3 3 £ Ή <? ·Η Ή

Ό to OO

2 I -H >j

β . Μ ·Η O

•H <! Ό ·Η »· 3 O ·Η β !0) 1¾ ·Η ·Η OJ ·Η ·Η

β § C Ό Μ ·Η H

2 -Ο ·Η Ή O Sh β >> ·Η Μ -Η 3 h •Η Κ Β X Ο ·Η ^ > 3 ο ·η Η 4) •H I Ή ·Η 3 Tj •Η ·Η C θ ρ 3 Ρ Η ·Η 3 Ρ .¾ 3 ·Η ·Η ·Η Λί 1 40 Ö Η Η Ο 3 3 ·Η ** Ρ Ρ Η 03 ρ

β ·Η ρ h 0) <U VO

•Η β 3 h Ό ·Η Η (¾ ·Η β β 3 m β ό 3 oj χ - ’3 S (ϋ O «Ö ΗΗ ÖÄ ρ (U β ·Η Η 0) I 03 Ä >σ Η

•Η «3 β ·Η ·Η ·Η >> S

,Χ S <D ·Η H H H S S

3 >3 a H S >, S, 1 3

β '3 01 H h S h OJ <U

4>03·η3ρ p p —- ·β S -H Ό -H o ai t» 3 •h h a a a a a « 2 we wo o o a <u 2 β a * β 3

Se ·η ** g -s * J2 3 -a »- s ρ ·η a a h ä a c\j<u g 33 3 | 8 | I -g Ό X i3 a O 3 -H -H h g I Ö H >> a 3 ·η sp a β n il S'— 3 β ·Η II II VO OJ χ β ·Η J«J En O H H O Eh o & x m ra S -- aa 3 β g Q e· 3 01 S 2 Q X β 3 a β S χ X aa e a 3 χ β o o <ua a> o e o o a β a 3 a a 3 g g S o - β w S ► o 1 β β ia -9 I ‘1 g S * * 5 a n n

01 EH

o eh a o o aa M H ·· O 3 β id •H rH O 3 οι οι x ai m

fc 01 ^ 03 H cvi oo a- S

& £ *3 3 Q 3 EH Sh 9 63211 - ted

•H

H

m S

a <u u -e I O Ö

Hl O

0) O H ! . Pj -¾ O OHI ° o ^ e o h O +> S M o te ,

M X tH I IA

Λ on on a M - „ CT m00 I «-> u ta M o m o o on o « 1 2 ® o o CM a CM CM a CM o h ö T , a o a w o a ιλ | 03 0|00 |OH I „ " e on on on on cm 1 cm cm , VJ. „ ,1 e*1 -P *5 •h a + a a + 1 a a +1 a w +j_ ar n « +_ w , w -h h o—a—o o — a—o o —a—o o—a—o o—a—o + a h h o- —- '—S h CÖ (Ή * CVI λ •g “co et ta o + S IH f

Son os x ιλ a >d a - a o Λ MD Ό o

H

t- H· n

scO

•H

r-1 £ +3 +5 Ά 3 0 'Ö •a 03 ** •rl l t I ^ α ·η ·η , ’li . ^ d rt rt ‘rt £ .

g & ^ -- o -S '5 9 *h m -h ic\ a m 5 Id

Θ 8 «rl I -H 03 ·Η H O -H -P ·Η ® H

+3 «H 03 'Ö Ή Tl M -Ö ---0¾ C Ό -jf P»

0) Ö -P >H H -H O -H Λ'Η ® ·Η <U S

03 03 k <0 tn +3^ ^ 5 -g

•HÖ O 430 030 Hio O ® M

U 03 »H H ·Η H H H O 43 H 'H H ·*Η O

:3 C H a H M H M Pt-H M Ha Sm ««i -h ^ i 11 § 0¾ s g -d " e H SP JS P ·ΗΡ ·Η H P SP ‘2 ^ H 43 ·Η 43 ·Η H -rt H ·Η ·Η -P ·Η S 00 t3 « 03 Ö 03 β SÖ S « g 29 3 rt s -g .9 g .s g $% S* i -h g 3 §

£5 a £ i £ i s 1 s ® i £ i ^ pP

cd « "* ,(5 1 « *a « I ^ 13 5 lii 1 1 % i

Ö "S

•H 43 3 -9 cm un a o

•HO H CM

a- t s * “ j s * S 3 i 8 „ ä 3 9 s « s « a *; * « S 1 S % % i as,? s ? f ·§ £ S I s s aa o g Ö o ** % E-· 03 ° *3 rt et a 03 <u co

+S O X

co ir\ vo t- oo On O ·η Φ

•H H

Ti Ö ;.

2 ». .

10 6321 1 α> <υ a c

c C

<υ α> Äj w ä ww ^ k X >> X >> Μ W «

CO O K «O O CCJOJ

4) CM CM LA O O CM (M 4) W « CM 3 — CM CM K W 1Λ CO o •rl O O 3 SC O O ·η cm cm H CM CM II O O CM CM II rH 3 3 rH 3 3 CM CM SS 3 rH 0-3-0

CflO O >j K DG O O >» cd O

•H --3 —— 0-3-0 —* - 3---- ·<Η O

a i + + a h

So E-ι EH 0) O

3 3X3 3X33 •rt

C

•H

•H «H

a e ·η 2 I :ä S « 5 S I g S *3 o '1 C .H ^ i -μ O C -P >5 •rl ·Η -P 0) 5

H O *rt ·Η ·Η ·Η JS

S G S3 S'3 » C W -H ·Η C !CtJ 2 M H to e ·*

CO CO rM e -H O

0) -P -PO D M S

CO) -P C 3 *

• rl ·Η 4) »rl ICO

fH LA tö '— rH Pt P

rH · 3 LA H CO

aj — O —' cd o ·ΰ •h >> -P >» -m M S, 0 H 4) H 0 O 2 0) O *H O 0) O -5 3 A, O CU 3 3 .0

C

O

P -S 3 *3 3 3 I

•H Λ S 0 0 -P 3 3 "-s C ted h X M ·Η ted < •rl 3 <4 <! <! Ό 3 Ö «

•rl ·Η *H

§ a I a 3 rH *ri w

-PCD II II -PC M

C ·Η LA CM LA e -rt Q ·Η .saa s s .¾ a e s

OM O M M

i—I CD C C C H 11) 0) ·Η

•H 0<U 0) 0) ·Η 0 >Ö rH

0104) 4) <D M cd ·Η t>> 3MB 0 a 3 m a >» o cd o o o oeda ui -P > 3 3 3 -P > Ml 05 4) <d p -p -p tv cä et

S, Eh W W M >> En O C

rH rH O

O o CU O CU o o .. .. o

1C 1C H

0 4)— CM CA Q 0) 3 K

p — — — -P — ted u) tcä ta ta} g .H 0 ·η ta 3 tJ 3 Ό ta <5? iS a 11 6321 1 id <d 4-> +j w U) ..

·· oo ro ·η

CO H u -H

9 9 5 ΰ as * -p ® o> ® *H ·Η 0) 0)

»H rH pa C

0 O H 03 C C Ο Ό

¢03 Pj G

+3 -P -H O

01 o) u c M

flj 0) I

-η -η -p c -h m οι -p ·η Ό as a: 03 -p ·η O O 03 +3 0) •H -rl ρ, ® Ai

CC H Λ O

0) 03 O Ή -H

0) 03 P< ·Η C

rH rH rH 03 >t >i C ® 03

P -P 03 H

<u aj cc >< -HP O)

Pa Pa -PC o

H H -p ·Η P

o o ® a a

•H Pi P< ·Η ® O Ή I

S fl ^ 'H S ± •H ·Η ·Η ·Η ·Η I Ή *Η C 03 03 C ι—I ·Η 0¾ AS Αί cS 03 ·Ρ c ο ο α cm 03CC 03 C G 03 Αί C 03 03 C03-P C Ο 'rl <Η l·! ·γΗ C ·Η ·Η -θ

ι-Η *Η · Η ι—I ·Η O rH C

rjiHr—ί H C ·Η rH ® ® pa pa ® Ο «Η to® •Η pa Ή ·Η ·Η ·Η ήί tÖ a cc öitj a >i a 0300 0>·Ηθ 03 4-> ®

Μ Pi C G Pi W 2 -P PS H CO

•rH ·Η H p 03

O 0) -P

C 03 -P

® P BO

Ή 03 -H ® Pa 03 I 'Ö •H -d rH >ö rH Td ä C ® ο λ co 3 s

Ph t® <ί< <Q tqj < <5 ft s® «J Pa ® >it3 oo o oo o J m ;x ca

* A! AS

Ή ·Η rH ·Η *H

® a „ „ « a » » -n a n « •H II II -Η ·Η LO Ο Ό ·Η <- f—

-Ή COOC COJOO-H COJ CVI

G ·Η ΓΟ <- ® -H OJ ΓΟ 03 ·Η t- T-

•HPOOPiPCQCq P

Pi 03 O O A< 03 ·Η 03 O O

-p g h a x k c g ·η ·η ®3hh®®oo®3c c ·ΗΡ®®·ιΗΡΡΡ®ΡΟ o

03®ftfttn®®®AS®P P

ASPO303ASP-P-PHP3 3

0®ttJ«30®GC<B®rH rH

Pa EH M M !>i tH <1 S Pa EH Ph Ph

rH r—I r—I

O O O

Ph o Ph O Ph O

1C 1C 1C

W ornvoPn 03 C— oo O 03 ö\ O

pr-r- -p r- r- -P H- OJ

t® 03 I® 03 I® 03 J 3 J! *3 j! 3 £ £ I? £ I? £ 12 63211 -μ φ ·η C -Ρ β ί φ + 3 Μ 3 ν β K m β I m ο + ο <Μ β cd co α> » -a· -ρ β ιο « φ •h o νο m ιΗ ο ο ·Η H m ΙΑ (ί cd οο cm 3 •η W W cd cd a c- oj mi a Φ t— i- P 3

W O O O CO

c •p •H dj r-l -p a o

-Ρ ·Η C

cd 05 id cd jj

C C <D

ο φ

Vi c -H

I—) Ή ·Η CO

3 -P > M aS

CO «Ρ ·Η OH

•H cd ·Η ·Η O

β as -ρ q 3 Φ Vi Ai φ co dl Μ CD φ a CO Ο I Η 3 -Ρ Vi 0) >ι·Η Q +3 +3 Ρ φ a c φ -ρ ,α φ ·η ^ cd β a >> c •Η Ή ' γ-Η •H Η β β Ο β a ·η 3 φ ρ,-η •Η -Ρ ϊ>> 3 β ·Η β β -Ρ Λ! 60·Ρ C0 Φ CÖ Φ β β AI +3 β 3 O O O C0 Φ Φ Ο ·Η β Φ β Η Ό ·Η β φ ·Η •Η Ο Μ 3 Vi -Ρ H g Β A! —' ·Η -Ρ rH ρ β φ ·η η 3 3 ·η ·Η Η β 3 • Η β β Ρι Φ 3 f>a Vi Ρ S -Ρ -Ρ g Ρ Β Α! Η Φ φ 33OC03H3 φ Ui β β Αί Φ to 3 co β •Η 3 V I . . 5¾ g § •Η -Ρ ·Η 3 .3 ι e ιι ιι on 3 ·η o o on -Ρ Ai ι- ^ ρ}· β M on -3- ι •Η β I I Ο Ρι Φ ΟΣΟ 4. 8 Κ S Η φ β υ φ 3 co 3 3 3 Ρι •Η > Vi Vi ·Η β 3 I I 3 3 Η Ο Ε-ι I I Ο Ο <! •Η <! ο ι β 33 φ ι- cm on pr un P WWW C\J C\J >3 co I 3

K iS

Taulukko II

13 6321 1

Lasikuitudispersioiden laadun arvostelu käytettäessä taulukon I pinta-aktiivisia yhdisteitä eri konsentraationa

Laadun arvostelu • (1 )

Konsentraatio 100 ppm 50 ppm 25 ppm 5 ppm

Kontrolli ei pinta-aktiivista ainetta 1

Ryhmä A

Yhdiste 1 5 5 5 3 2 5 5 5 3 3 5 4 4 3 4 5 5 5 3

Ryhmä B Yhdiste 5 2 2 1 1 6 2 2 1 1 7 2 2 1 1 8 2 111 9 2 111 10 2111

Ryhmä C Yhdiste 11 2211 12 2111 13 1,2 1 1 1

Ryhmä D

Yhdiste 14 1,2 1 1 1 14

Taulukko II (jatkoa) 63211

Ryhmä E

Yhdiste 15 2,3 211 16 1,2 '1,2 1 1

Ryhmä F

Yhdiste 17 1,2 1,2 1 1 18 1,2 1,2 1 1

Ryhmä G

Yhdiste 19 1,2 1,2 1 1 20 1,2 1,2 1 1

Ryhmä H

Yhdiste 21 1111 22 1111 23 1111 24 1111 25 1111 (1) Ilmaistuna 100 % aktiivisesta aineesta

Taulukoista I ja II ilmenee selvästi, että keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetyt amiinioksidi-pinta-aktiiviset aineet ovat ylivoimaisesti parempia kuin muut pinta^aktiiviset aineet mitä tulee kykyyn muodostaa tasaisia lasikuitudispersiokoostumuksia veteen. Esimerkiksi kationiset pinta^aktiiviset aineet (ryhmä B) ovat huonoja dispergointiaineita lasikuiduille, erityisesti alhaisina konsen-traatioina. Samalla tavoin muut pinta-aktiiviset aineet (ryhmä C-H) myös muodostavat heikkoja dispersioita riippumatta niiden konsentraa-tioista. Yhteenvetona voidaan todeta, että vain ryhmän A pinta-ak-tiivisilla aineilla saadaan korkeat dispersioarvot ja, kuten jäljempänä osoitetaan, näitä aineita käyttämällä saadaan muodostetuk- 15 6321 1 si korkealaatuisia lasikuituraattoja märkämenetelmällä, jotka matot ovat sopivia käytettäviksi rakennusaineteollisuudessa.

Esimerkki 2

Lasikuitujen päällystäminen pinta-aktiivisella aineella ennen dispersioiden muodostamista ja dispersioiden laadun arvostelu Näissä kokeissa punnitut katkotut M-lasikuidut(3,81 cm pituus, 15 mikronia halkaisija) päällystettiin pinta-aktiivisella aineella sekoittamalla kuituja taulukon I mukaisten pinta-aktii-visten yhdisteiden liuoksissa pinta-aktiivisen aineen konsentraa-tion ollessa 1 %, 0,2 % ja 0,1 % (paino - %). Sitten liuokset suodatettiin ja punnittiin uudelleen. Kuitujen painon kasvun katsottiin johtuvan pinta-aktiivisen aineen muodostamasta päällysteestä. Kuidut, joita oli käsitelty pinta-aktiivisen aineen 1, 0,2 ja 0,1 %:lla liuoksilla sisälsivät 0,35 %, 0,07 % ja 0,035 % pinta-aktiivista ainetta laskettuna kuitujen alkuperäisestä painosta. Täten päällystetyt katkotut lasikuidut lisättiin sitten veteen (1 g/100 ml) sekoittaen ja saatujen dispersioiden laatuarvioita verrattiin, kuten edellä.

Taulukko III

Pinta-aktiivi- Laadunarvostelu pinta-aktiivisen aineen eri pi-nen yhdiste toisuuksilla laskettuna kuitujen painosta 0,35 % 0,07 % 0,035 % 15 5 M- 5 2 1 1 11 2 1 1 IM· 1,2 1 1 'Taulukko III osoittaa, että amiinioksidi-pinta-aktiivinen yhdiste 1 muodostaa erinomaisia dispersiokoostumuksia käytettynä kuitujen esipäällysteenä ja että tämä tulos saavutetaan jopa pienillä määrillä pinta-aktiivista ainetta kuitujen pinnalla.

Muut pinta-aktiiviset aineet sitävastoin antavat huonoja tuloksia myös suurina konsentraatioina.

6321 1 16

Esimerkki 3 pH:n ja veden koyuuden yaikutus dispersion laatuun Tässä esimerkissä yhdistettä 1 liuotettiin veteen eri pH - ja vedenkovuus-olosuhteissa, Pinta^aktiivisen aineen kon-sentraatio oli 25 ppm ja kuitupitoisuus oli 1 g/100 ml vettä.

Taulukko IV

pH Yeden kovuus ppm (1) Dispersion laatu 5 0 5 7 0 5 9 0 5 5 100 5 7 100 5 9 100 5 5 300 5 7 300 5 9 300 5 (1) Ilmaistuna ppm:na CaC03 Tämä esimerkki osoittaa, että esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty pinta-aktiivinen aine toimii hyvin neutraaleissa tai lähes neutraaleissa olosuhteissa taikka emäksisessä liuoksessa ja sen dispersion laatu on riippumaton vesiväliaineen kovuudesta.

Esimerkki 4

Lasikuitumattojen muodostaminen märkämenetelmällä dispersioista, joissa on käytetty nyt kuvattuja pinta-aktiivisia yhdisteitä 7 litraan 20 ppm amiinioksidi-pinta-aktiivisen yhdisteen 1 liuosta lisättiin 7 g katkottua M-lasikuitua (pituus 3,81 cm, halkaisija 15 mikronia) sekoittaen tavallisen hyvän dispersion muodostamiseksi. Sitten dispersio johdettiin laboratoriotyyppi-sen Williams paperinvalmistuslaitteiston läpi maitotuotteen 25,4 x 2,54 cm muodostamiseksi. Tässä matossa olivat lasikuidut kauttaaltaan hyvin tasaisesti jakautuneet. Muodostamisen jälkeen mattoa käsiteltiin huolellisesti urea-formaldehydi-hartsilla ja kovetettiin tavalliseen tapaan. Lopullisen maitotuotteen kuitu- 17 6321 1 pitoisuus oli 85 % ja se sisälsi 15 % hartsia. Kuitutiheys oli 2 noin 141 g/100 cm maton pinta-alaa.

Esimerkki 5

Esimerkin 4 menettely toistettiin yhdisteellä 1 käyttäen 3,5 g lasikuitua. Tuloksena olevan maton tiheys oli 70 g/ 100 cm maton pinta-alaa ja siinä olevilla kuiduilla oli tasainen jakaantuminen ja monisuuntainen järjestys.

Esimerkki 6

Esimerkki 4 toistettiin käyttäen 14 g lasikuituja 7 g:n . 2 sijasta. Muodostetun maton tiheys oli noin 281/100 cm ja maton laatu oli jälleen erinomainen,

Esimerkki 7 Käytettiin tavanomaista koetuotantoyksikköä. Valmistettiin 0,5 % lasikuitudispersio sekoitussäiliössä käyttäen pinta-aktii-visen yhdisteen 1 20 ppm liuosta. Tämä dispersio pumpattiin koelaitteiston painelaatikkoon ja samanaikaisesti laimennettiin tuoreella pinta-aktiivisen yhdisteen 1 20 ppm vesiliuoksella lopulliseen lasipitoisuuteen 0,14 % painelaatikossa. Tämä laimennettu dispersio levitettiin sitten liikkuvalle reikäiselle hihnalle sellaisella nopeudella, että saatiin matto, jossa oli 141 g kuitua/ 2 100 cm . Täten muodostetun maton laatu oli erinomainen, mitä tulee kuitujakaantuman tasaisuuteen ja kuitujen järjestykseen matossa. Mitään vaahtoutumista ei tapahtunut laitteessa prosessissa käytetyllä pinta-aktiivisen aineen konsentraatiolla.

Esimerkki 8 Tämä koe suoritettiin käyttämällä 300 ppm kovuista vettä, 10 ppm pinta-aktiivista yhdistettä 1 ja riittävästi M-lasikuitua (pituus 0,63 - 3,18 cm) antamaan likimain 141 g/100 cm mattoa. Tuotantonopeus oli 163,1 lineaarista metriä minuutissa. Mattoa käsiteltiin sitten urea-formaldehydisideaineella ( 15 % laskettuna maton painosta) ja kovetettiin antamaan lopullinen mattotuote, jolla oli erinomaiset fysikaaliset ominaisuudet ja erinomainen kuitujen jakaantuminen.

18 6321 1

Esimerkki 9

Vaissiteräsastioita (noin 15 g kukin) punnittiin ja upotettiin 225 ml:aan pelkkää vesijohtovettä (kovuus 50 ppm CaCOgina) ja vesijohtoveteen, joka sisälsi 200 ppm pinta-aktiivista yhdistettä 1. 120 tunnin kuluttua huoneen lämpötilassa astiat poistettiin, pestiin ja punnittiin uudelleen. Liuosten rautapitoisuus analysoitiin myös. Kokeiden tulokset on esitetty taulukossa V.

Taulukko V

Liuos Astian painonmenetys Rautaa liuokses- % 120 h kuluttua sessa 120 h ku luttua (ppm)

Pelkkä vesi 0,17 80

Vesi, joka sisälsi 200 ppm pinta-aktiivista yhdistettä 1 0,12 44

Tulokset osoittavat, että keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetyt pinta-aktiiviset aineet eivät syövytä maton muodostamisessa käytettyä teräslaitteistoa.

B. VERTAILEVAT ESIMERKIT MUILLA PINTA-AKTIIVISILLA AINEILLA

Esimerkki 10

Esimerkki 4 toistettiin käyttäen yhdisteen 1 sijasta pinta-aktiivista yhdistettä 5. Maton laatu ei ollut hyväksyttävä, siinä esiintyi kuitujen huomattavaa möykkyyntymistä eri osissa mattoa.

Esimerkki 11

Esimerkki 9 toistettiin käyttäen pinta-aktiivista yhdistettä 5 konsentraationa 100 ppm. Maton laatu oli edelleen ei-hyväk-syttävä ja eri kohdissa mattoa esiintyi huomattavia kuitumöykky-jä ja suhteellisen huonoa kuitukonsentraatiota.

Esimerkki 12

Esimerkki 10 toistettiin käyttäen esimerkin 11 pinta-aktiivista ainetta esimerkin 5 pinta-aktiivisen aineen sijasta. Jälleen oli maton laatu ei-hyväksyttävä.

Claims (10)

19 63211

1, Menetelmä tasalaatuisten lasikuitumattojen valmistamiseksi märkämenetelmällä suurella tuotantonopeudella,t u n-n e t t u siitä, että muodostetaan lasikuitujen vesidisper-sio sekoittamalla kuitunippuja, joissa kuitujen pituus on noin 0,63-7,62 cm, vesipitoisessa väliaineessa, jonka kuitupitoisuus on noin 0,001-3 %, noin 5*500 ppm;n kanssa pinta-aktiivista amiinioksidia, jonka kaava on Ri. R2 —-> 0 R3^ jossa R^, R2 ja R^ ovat samoja tai erilaisia ja merkitsevät substituoituja tai substitoimattomia alifaattisia tai aromaattisia hiilivetyryhmiä, jotka sisältävät 1-30 hiiliatomia niin, että ryhmien R1, R2 ja R3 hiiliatomien summa on noin 14-40, jolloin niput pääasiallisesti dispergoituvat yksittäisiksi kuiduiksi vesipitoisessa väliaineessa, minkä jälkeen dispersio johdetaan sisänsä tunnetulla tavalla maton muodostaman suodattimen läpi tasalaatuisen lasikuitumaton saamiseksi.

2, Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että R1? R2 ja R3 ovat alifaattisia ryhmiä,

3, Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että R^, R2 ja R^ ovat alkyyli- tai hydroksidialkyyliryh-miä, jotka voivat olla substituoituja,

4, Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ryhmien R^, R2 ja R3 hiiliatomien summa on noin 18-24.

5, Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ainakin yksi ryhmistä R1, R2 ja R3 on alempi-al-kyyli- tai hydroksi-alempi-alkyyliryhmä ja että ainakin yksi ryhmistä R^, R2 ja Rg on pitkäketjuinen alkyyliryhmä joka voi olla substituoitu. 20 6321 1

6, Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että lasikuitupitoisuus on noin 0,05-1 %.

7, Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että amiinioksidi on dimetyyli-hydrattu-taliamiiniok-sidi,

8, Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että amiinioksidi on dimetyylistearyyliamiinioksidi.

9, Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että amiinioksidi on dimetyyliheksadekyyl.iamiiniok-sidi.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-tu siitä, että amiinioksidi on bis (2-hydroksietyyli)-taliamiini-oksidi. 6321 1 21