MXPA02004259A - Metodo para producir una malla de fibra de vidrio. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con mallas de vidrio y su metodo de fabricacion. En particular, la invencion se relaciona con un metodo de colocacion en humedo para hacer una malla de vidrio y las mallas formadas por este metodo. El metodo incluye combinar un dispersante, agua, ases de fibra de, vidrio y un modificador de viscosidad cargado para formar una suspension, agregar un modificador de viscosidad cargado opuestamente a la suspension, y quitar el agua de la suspension para formar una malla de vidrio humeda. La presente invencion permite un mejor control de la dispersion de la fibra y posterior empaquetado de las fibras para formar, por ejemplo, mallas de vidrio empaquetadas con alta porosidad y peso uniforme. Las mallas producidas por la presente invencion pueden formarse en una variedad de productos, tal como papel de fibra de vidrio, tejamaniles para techado y articulos compuestos.

Description

MÉTODO PARA PRODUCIR UNA MALLA DE FIBRA DE VIDRIO Campo de la Invención La presente invención se refiere a mallas de fibra de vidrio y su método de fabricación. En particular, la invención se refiere a un método de colocación en húmedo para elaborar una malla de fibra de vidrio, particularmente una malla de fibra de vidrio empaquetada, y las mallas formadas por éste método. Estas mallas se pueden formar en una variedad de productos, tal como tejamaniles para techar, artículos compuestos, forros automotrices de espuma de poliuretano, y empleados en aplicaciones de plásticos reforzados tal como cascos de botes y bandejas de servicio alimenticio .

Antecedentes de la Invención Las mallas de fibra de vidrio se usan como elementos de refuerzo para tejamaniles para techar, pisos y cubiertas de pared, así como en la formación de partes moldeadas que usan resinas poliméricas. La industria de las mallas de fibra de vidrio usa típicamente fibras de vidrio de 3/18 centímetros (1.25 pulgadas) para elaborar las mallas. Estas fibras de vidrio se revisten en general con un agente de apresto, típicamente un compuesto antiestático, tal como un suavizante catiónico, y se forman en mallas. Los dos métodos más comunes para producir mallas de fibra de vidrio a partir de estas fibras, comprende el proceso de colocación en húmedo y colocación en seco. Típicamente, en un proceso de colocación en seco, las fibras se cortan y se soplan con aire en un transportador, y entonces se aplica un aglutinante para formar una malla. Los procesos de colocación en seco pueden ser particularmente adecuados para la producción de mallas altamente porosas que tienen empaques de fibras de vidrio. Sin embargo, estos procesos de colocación en seco tienden a producir mallas que no tienen un peso uniforme a todo lo largo de sus áreas superficiales. Esto es especialmente cierto para las mallas de peso ligero colocadas en seco, que tienen un peso base de 200 g/m2 ó menos. Además, el uso de fibras de entradas cortadas en seco puede ser más costoso de procesar que aquellas usadas en un proceso de colocación en húmedo, puesto que las fibras en un proceso de colocación en seco se secan típicamente y empacan en pasos separados antes de que se corten, que no puede ser necesario en los procesos de colocación en húmedo. En un proceso de colocación en húmedo, una solución acuosa, frecuentemente referida en la técnica como "agua blanca" , se forma en la cual se dispersan las fibras de vidrio. El agua blanca puede contener dispersantes, modificadores de viscosidad, agentes despumadores u otros agentes químicos . Las fibras cortadas entonces se introducen en el agua blanca y se agitan tal que las fibras se llegan a dispersar, formando una suspensión espesa. Las fibras de la suspensión espesa entonces se pueden depositar en un tamiz móvil, después de lo cual se remueve una porción sustancial del agua para formar una trama. Entonces se aplica un aglutinante a la trama y la malla resultante se seca para remover el agua restante y curar el aglutinante. La malla no tejida resultante es un montaje de filamentos dispersos de fibra de vidrio. El agua blanca y la suspensión espesa resultante pueden jugar un papel principal en el logro de la distribución deseada de fibras dentro de las mallas de fibra de vidrio. Por ejemplo, el tipo y carga de fibras de vidrio, el dispersante y/o modificadores de viscosidad en el agua blanca pueden afectar el nivel de dispersión de las fibras. Además, el nivel de dispersión de las fibras durante el procesamiento tienen efecto significativo en la porosidad, resistencia a la tracción y resistencia al desgarre de la malla terminada de fibra de vidrio. Los procesos de colocación en húmedo han empleado sistemas no iónicos de modificación de viscosidad, que pueden contener un modificador de viscosidad, catiónico o sistemas aniónicos de modificador de viscosidad. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos No. 4,869,932 propone tratar las fibras de vidrio con polímeros de vinilo aniónicos solubles en agua de bajo peso molecular, para el uso en un agua blanca que tiene un modificador de viscosidad aniónico de cadena larga, para impedir que los precipitados interfieran con la formulación del agua blanca. En contraste, la Patente de los Estados Unidos No. 4,526,914 se refiere a un sistema de dispersante de agua blanca que emplea un agente tensioactivo catiónico, un sistema de modificador de viscosidad que tiene un modificador de viscosidad catiónico y de 0 a 90 % de un modificador de viscosidad celulósico, no iónico. Los sistemas previos no han probado ser completamente satisfactorios para controlar la dispersión de fibras y la subsiguiente formación de mallas de fibra de vidrio con porosidad controlada, particularmente para mallas de fibra de vidrio empaquetadas o estructuradas. Por ejemplo, los procesos de colocación en húmedo que contienen un modificador de viscosidad de poliacrilamida, aniónico, se han usado para elaborar mallas con fibras altamente dispersadas tal como para mallas para techar, pero son inadecuadas para elaborar mallas de fibra de vidrio empaquetadas o estructuradas. Por consiguiente, hay una necesidad por un proceso de colocación en húmedo para elaborar mallas de fibra de vidrio que sea económico y permita mejor control de las interacciones fibra-fibra. De manera más particular, hay una necesidad de un proceso de colocación en húmedo, mejorado para elaborar mallas de fibra de vidrio, empaquetadas o estructuradas que tengan una alta porosidad y un peso uniforme.

Breve Descripción de la Invención La invención responde a la necesidad de un método económico de colocación en húmedo para producir mallas de fibra de vidrio, fibrosas, de alta calidad. La invención logra esto al proporcionar el control tanto de la dispersión de fibras de vidrio como el empaquetado subsiguiente de las fibras a través del uso de modificadores de viscosidad de carga opuesta. Al secuenciar apropiadamente la adición de los modificadores de viscosidad de carga opuesta, las fibras de vidrio se pueden dispersar en el agua blanca y entonces atraer conjuntamente para formar empaques. Las fuerzas electrostáticas generadas por los modificadores de viscosidad primero dispersan las fibras de vidrio, luego atraen las fibras de regreso de manera controlada, de modo que las mallas de fibra de vidrio, particularmente aquellas con alta porosidad y peso uniforme, se pueden producir de manera más eficiente y con mejor control que lo que se hizo previamente . De manera más específica, la invención proporciona un método para elaborar una malla de fibra de vidrio, de manera preferente una malla de fibra de vidrio, empaquetada. El método comprende formar una malla de fibra de vidrio al dispersar primero fibras de vidrio en un agua blanca que contiene un dispersante y un modificador de viscosidad cargado para formar una suspensión espesa. Un modificador de viscosidad opuestamente cargado entonces se puede adicionar a la suspensión espesa. El agua entonces se puede remover en la suspensión espesa para formar una malla de fibra de vidrio. Las mallas de la invención pueden contener fibras de vidrio uniformemente dispersadas o empaques de fibras de vidrio, dependiendo del uso final deseado. La invención también se refiere a una suspensión espesa. En general, una suspensión espesa de la invención contiene fibras de vidrio, un modificador de viscosidad catiónico o positivamente cargado, un modificador de viscosidad aniónico o negativamente cargado, un agente tensioactivo y agua. Típicamente, el modificador de viscosidad catiónico esta presente en una cantidad que varía desde 100 partes por millón (ppm) a aproximadamente 1000 ppm, o de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.1 por ciento en peso de la suspensión espesa. El modificador de viscosidad aniónico esta presente en una cantidad de aproximadamente 1 a aproximadamente 35 por ciento en peso del modificador de viscosidad catiónico, o aproximadamente 0.0001 a aproximadamente 0.035 por ciento en peso de la suspensión espesa. La invención se analiza en más detalle posteriormente .

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una fotografía de una malla de fibra de vidrio elaborada de acuerdo con la invención usando las condiciones descritas en el Ejemplo I. La Figura 2 es una fotografía de una malla de fibra de vidrio elaborada de acuerdo con la invención usando las condiciones descritas en el Ejemplo II. La Figura 3 es una fotografía de una malla de fibra de vidrio elaborada de acuerdo con la invención usando las condiciones descritas en el Ejemplo III.

Descripción Detallada y Modalidades Preferidas de la Invención A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente tienen el mismo significado como se entiende comúnmente por un experto en la técnica el cual corresponde a esta invención. Aunque algunos métodos y materiales similares o equivalentes a aquellos descritos en la presente, se pueden usar en la práctica o prueba de la presente invención, se describen los métodos y materiales preferidos. La presente invención se refiere a un método para elaborar una malla de fibra de vidrio, fibrosa, así como la malla producida. En una modalidad de la invención, un método para elaborar una malla de fibra de vidrio, fibrosa incluye formar una suspensión espesa al combinar un dispersante, agua, empaques de fibra de vidrio, y un modificador de viscosidad cargado, tal como un modificador de viscosidad catiónico o positivamente cargado. Las fibras se dispersan dentro de la suspensión espesa para formar un material grueso. Un modificador de viscosidad opuestamente cargado, tal como un modificador de viscosidad negativamente cargado o aniónico, entonces se adiciona a la suspensión espesa, permitiendo que los modificadores de viscosidad cargados y opuestamente cargados, entren en contacto entre sí. El material espeso se puede diluir con agua para formar un material diluido. Para formar una malla de fibra de vidrio, húmeda, se remueve el agua de la suspensión espesa. De manera preferente, entonces se aplica un aglutinante a la malla húmeda, y se remueve la humedad en exceso y se cubre el aglutinante. Este método es particularmente adecuado para elaborar mallas de fibra de vidrio, empaquetadas o estructuradas, que tienen una estructura porosa y una distribución uniforme de empaques de fibra a través de la malla. El método inventivo utiliza modificadores de viscosidad opuestamente cargados no solo para modificar la viscosidad del agua blanca sino también para controlar la cantidad de dispersión de fibra y empaquetar subsiguientemente las fibras para formar, por ejemplo, una malla de fibra de vidrio, empaquetada. El control de las fuerzas electrostáticas generadas por los modificadores de viscosidad permite la dispersión de las fibras de vidrio en un agua blanca y la tracción subsecuente de las fibras para formar mallas de fibra de vidrio, particularmente, mallas de fibra de vidrio empaquetadas o estructuradas. Las mallas de fibra de vidrio, resultantes, producidas por este método, pueden comprender empaques pequeños o grandes de fibras con una estructura altamente porosa y una distribución uniforme de los empaques de fibra a través de la malla, dando por resultado un peso de fibra uniforme a través de la malla. Además, el método de colocación en húmedo de la invención es más económico de usar que los procesos típicos de colocación en seco.

Fibras de Vidrio El tipo de fibras de vidrio que se puede introducir en el agua blanca de la presente invención no se limita de manera particular. Por ejemplo, las fibras de vidrio se pueden introducir en el agua blanca en empaques, cada empaque que contiene una pluralidad de fibras de vidrio o filamentos. Adicionalmente, el número de filamentos por empaque se puede seleccionar para optimizar la dispersión de los empaques de fibra en el agua blanca. Por ejemplo, los empaques pueden contener entre aproximadamente 1000 a aproximadamente 10,000 filamentos individuales de fibra de vidrio, de manera preferente de aproximadamente 4,000 a aproximadamente 6,000 filamentos de vidrio, de manera más preferente aproximadamente 5,000 filamentos de vidrio. La longitud y diámetro de las fibras individuales de vidrio o filamentos, se pueden seleccionar para aumentar al máximo la dispersión en el agua blanca y en una modalidad preferida de la invención para optimizar el empaque subsiguiente de las fibras para formar una malla de fibra de vidrio, empaquetada. Por ejemplo, los filamentos individuales de vidrio pueden tener una longitud de fibra de aproximadamente 3 a aproximadamente 50 milímetros, de manera preferente aproximadamente 18 milímetros a aproximadamente 25 milímetros. Los diámetros adecuados para las fibras de vidrio incluyen de manera enunciativa y sin limitación, aproximadamente 5 a aproximadamente 25 mieras, de manera preferente a aproximadamente 10 a 20 mieras, y de manera más preferente a aproximadamente 16 mieras. Se prefiere que además de la adición del agua blanca, las fibras de vidrio se han tratado con un agente de apresto o composición de apresto. Una composición de apresto adecuada proporciona protección a las fibras de vidrio de la abrasión entre filamentos durante la producción de las fibras, por ejemplo, del vidrio fundido. Cualquiera de una amplia variedad de agentes de apresto se puede usar, en tanto que sean compatibles con los otros componentes del agua blanca. Un ejemplo de una fibra de vidrio aprestada que es adecuada para la presente invención esta comercialmente disponible bajo la designación comercial 786A de Owens Corning, Toledo, Ohio. La cantidad de fibras o empaque de fibra en el agua blanca no se limita de manera particular, en tanto que las fibras sean capaces de ser dispersadas en el agua blanca y formar una malla en la remoción del agua. Por ejemplo, cuando se dispersa en un material espeso, la suspensión espesa puede tener una consistencia de fibra de aproximadamente 0.3 a aproximadamente 1.2 por ciento en peso, de manera preferente, aproximadamente 1 por ciento en peso. Cuando se diluye para formar un material diluido, la suspensión espesa puede tener una consistencia de fibra de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.08 por ciento en peso, de manera preferente aproximadamente 0.3 por ciento en peso.

Dispersantes Para ayudar en la dispersión de las fibras de vidrio, se adiciona típicamente un dispersante al agua blanca. Los dispersantes adecuados incluyen aquellos que puedan dispersar de manera efectiva las fibras de los empaques de fibra de vidrio en el agua blanca sin reaccionar adversamente con cualquiera de los otros componentes del agua blanca. Los dispersantes ayudan en la desintegración de los empaques de fibra y la dispersión de los filamentos. De manera preferente, el dispersante es un agente tensioactivo. Los agentes tensioactivos adecuados para la invención incluyen de manera enunciativa y sin limitación, agentes tensioactivos no iónicos, catiónicos y anfotéricos. Por ejemplo, los agentes tensioactivos catiónicos adecuados para el uso en la invención incluyen de manera enunciativa y sin limitación, aminas etoxiladas tal como aquellas comercialmente disponibles de Rhone Poulenc, Cranbury, New Jersey, bajo la designación comercial Rhodameen VP-532 SPB, y agentes tensioactivos comercialmente disponibles bajo las designaciones comerciales Shercopol DS-140 y DS-140 NF de Scher Chemicals, Inc., Clifton, New Jersey. De manera ilustrativa, los agentes tensioactivos anfotéricos adecuados para el uso en la presente invención incluyen de manera enunciativa y sin limitación, cocamidopropil-hidroxisultainas, tal como aquellas comercialmente disponibles de Rhone Poulenc bajo la designación comercial Mirataine CBS. Otros agentes tensioactivos adecuados están comercialmente disponibles de Nalco Chemical Company, Naperville, Illinois. Los dispersantes preferidos para la presente invención incluyen aminas etoxiladas y cocamidopropil-hidroxisultainas anfotéricas. Las aminas etoxiladas más preferidas y las cocamidopropil-hidroxisultainas son Rhodameen VP-532-SPB, y Mirataine CBS, respectivamente. El dispersante puede estar presente en cualquier cantidad efectiva para dispersar las fibras de vidrio en el agua blanca. De manera preferente, el dispersante esta presente en el material diluido en la cantidad de aproximadamente 30 a aproximadamente 250 ppm, o aproximadamente 0.003 a aproximadamente 0.025 por ciento en peso del material diluido, de manera más preferente aproximadamente 120 ppm a aproximadamente 120 ppm a aproximadamente 180 ppm o aproximadamente 0.012 a aproximadamente 0.018 por ciento en peso del material diluido .

Modificadores de Viscosidad Los modificadores de viscosidad que se pueden usar en la presente invención no se limitan de manera particular. Se puede usar cualquier modificador de viscosidad con las características de carga adecuadas. Por ejemplo, los modificadores de viscosidad adecuados bajo las designaciones comerciales Hyperfloc CP 905L, Hyperfloc CE193, Hyperfloc AE847, y Hyperfloc AF307, todos comercialmente disponibles de Hychem, Inc., Tampa, Florida; Superfloc MX60, Magnifloc 1885A, y Superfloc A1885, comercialmente disponibles de Cytec Industries, West Paterson, New Jersey; y Jayfloc 3455L y Jayfloc 3462, comercialmente disponibles de Callaway Chemical Company, Columbus, Georgia, son adecuados para el uso en la presente invención. De manera preferente, los modificadores de viscosidad empleados en la presente invención son materiales poliméricos. Cuando se usan modificadores de viscosidad poliméricos en la presente invención, el peso molecular de los polímeros no se limitan de manera particular, en tanto que se obtenga la viscosidad deseada, usualmente, aproximadamente 1.5 a aproximadamente 4 centipoise para el material diluido. En general, el peso molecular promedio en peso de los modificadores de viscosidad puede ser de aproximadamente 500,000 o mayor, de manera preferente mayor de aproximadamente 10,000,000. En la práctica de la invención, se utilizan tanto modificadores de viscosidad catiónicos como aniónicos. De manera preferente, el modificador de viscosidad catiónico es una poliacrilamida catiónica, elaborada al hacer reaccionar una poliacrilamida con formaldehído y una amina secundaria, tal como dimetilamida, en una solución acuosa para formar una amina terciaria positivamente cargada. De manera preferente, el modificador de viscosidad aniónico es una poliacrilamida aniónica, de manera más particular, un copolímero hidrolizado que contiene grupos acrilamida y acrilato. De manera más preferente, la poliacrilamida aniónica usada es Jayfloc 3455L, y la poliacrilamida catiónica usada es Jayfloc 3462, ambas disponibles de Callaway Chemical Company, Columbus, Georgia. La cantidad del modificador de viscosidad catiónico y aniónico adicionado al agua blanca puede depender del grado deseado de dispersión de las fibras y la cantidad deseada del empaquetamiento subsiguiente de las fibras. Por ejemplo, el modificador de viscosidad catiónico puede estar presente en un material diluido en la cantidad de aproximadamente 100 a aproximadamente 1000 ppm, o aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.1 % en peso del material diluido, de manera preferente, aproximadamente 400 a aproximadamente 600 ppm, o aproximadamente 0.04 o aproximadamente 0.04 o aproximadamente 0.06 % en peso. El modificador de viscosidad aniónico puede estar presente en el material diluido en la cantidad de aproximadamente 1 ppm a aproximadamente 350 ppm, o aproximadamente 0.0001 a aproximadamente 0.035 % en peso del material diluido. De manera ilustrativa, el modificador de viscosidad aniónico puede estar presente en el material diluido en un intervalo entre aproximadamente 1 ppm y aproximadamente 350 ppm. De manera preferente, el modificador de viscosidad aniónico esta presente en el material diluido en la cantidad de aproximadamente 1 por ciento en peso a aproximadamente 35 por ciento en peso del modificador de viscosidad catiónico. Por ejemplo, una cantidad preferida del modificador de viscosidad aniónico en el material diluido puede ser entre aproximadamente 4 ppm y aproximadamente 210 ppm; ilustrativamente, entre aproximadamente 20 ppm y 30 ppm. Los modificadores de viscosidad utilizados en la invención pueden estar en la forma sólida o líquida. Por ejemplo, los modificadores de viscosidad pueden estar en la forma de un polvo o en la forma de una solución acuosa.

Otros Componentes del Agua Blanca Se pueden adicionar otros aditivos convencionales al agua blanca de la invención. Por ejemplo, un biocida que sea compatible con el agua blanca se puede adicionar para reducir o eliminar organismos de la contaminación o que afecten adversamente la producción de las mallas de fibra de vidrio de la invención. También, un despumador que sea compatible con el agua blanca se puede usar para disminuir el nivel de aire arrastrado en el agua blanca que puede resultar durante el procesamiento. Los despumadores adecuados incluyen de manera enunciativa y sin limitación, Nalco 71-D5 Plus, comercialmente disponible de Nalco, Naperville, Illinois, y Foam Master-NXZ, comercialmente disponible de Henkel Corporation. De manera preferente, se utiliza un biocida y un despumador en la presente invención.

Métodos Preferidos de Formación de Mallas de Fibra de Vidrio En una modalidad de la invención, se puede elaborar una malla de fibra de vidrio, fibrosa al combinar primero un dispersante, agua, empaques de fibra de vidrio y un modificador de viscosidad cargado para formar una suspensión espesa. El orden de adición de estos componentes no se limita de manera particular. Sin embargo, en tanto que el orden de adición de los componentes puede variar, se prefiere que se forme un agua blanca al adicionar primero el dispersante y un modificador de viscosidad cargado al agua. Las fibras _de vidrio entonces se adicionan al agua blanca para formar una suspensión espesa. El modificador de viscosidad cargado se puede adicionar al agua blanca en la forma de un polvo bajo agitación vigorosa. Sin embargo, se prefiere que el modificador de viscosidad cargado se adicione como una solución acuosa por ejemplo al agitar vigorosamente un modificador de viscosidad en polvo en agua hasta que se disuelva el polvo. Cuando se combina el dispersante, agua, empaques de fibra de vidrio y el modificador de viscosidad cargado, la suspensión espesa se agita de manera preferente para asegurar el mezclado apropiado y la dispersión de las fibras. Por ejemplo, el agua se puede agitar en tanto que se adicione el dispersante, a fin de dispersar de manera uniforme el dispersante en la solución. También, el agua que contiene el dispersante se puede agitar en tanto que se adiciona el modificador de viscosidad, cargado. Además, el agua blanca que contiene el dispersante y el modificador de viscosidad cargado se puede agitar en tanto que se adicionan los empaques de fibra de vidrio. La cantidad de tiempo y la intensidad de agitación no son críticos, en tanto que los componentes del agua blanca y/o suspensión espesa se agiten, si es necesario, durante un periodo suficiente de tiempo e intensidad para dispersar uniformemente los componentes, incluyendo las fibras de los empaques de fibra. De manera preferente, después de que los empaques de fibra se adicionan, la suspensión espesa se agita durante un periodo de aproximadamente 10 a aproximadamente 60 minutos a fin de desintegrar los empaques de fibra de vidrio y dispersar las fibras individuales en el agua blanca. Sin embargo, se debe entender que la cantidad de tiempo necesaria variará con la intensidad de la agitación. Después de dispersar las fibras de vidrio en la suspensión espesa, se puede adicionar un modificador de viscosidad opuestamente cargado. Por "opuestamente cargado" quiere decir que la carga en el modificador de viscosidad es la opuesta a aquella del modificador de viscosidad cargado adicionado en el paso previo. Por ejemplo, si el modificador de viscosidad cargado adicionado inicialmente al agua blanca es aniónico, entonces se adiciona un modificador de viscosidad catiónico a la suspensión espesa que contiene las fibras dispersadas. En una modalidad preferida, el modificador y viscosidad cargado adicionado inicialmente el agua blanca es catiónico y el modificador de viscosidad opuestamente cargado adicionado a la suspensión espesa es aniónico. En una modalidad aún más preferida, el modificador y viscosidad cargado es una poliacrilamida catiónica y el modificador de viscosidad opuestamente cargado es una poliacrilamida aniónica. Como con el modificador de viscosidad cargado, el modificador de viscosidad opuestamente cargado se puede adicionar a la suspensión espesa en la forma de un polvo. Sin embargo, se prefiere adicionar el modificador de viscosidad opuestamente cargado en la forma de una solución acuosa, que reduce al mínimo la probabilidad de que cualquier precipitado se forme de la interacción de los modificadores de viscosidad cargado y opuestamente cargado. También, la suspensión espesa se agita de manera preferente durante la adición del modificador de viscosidad opuestamente cargado. Al combinar el agua, fibras de vidrio, dispersante y el modificador de viscosidad cargado y el opuestamente cargado, se forma una suspensión espesa preferida de la invención. De manera ilustrativa, se puede presentar un modificador de viscosidad catiónico en la suspensión espesa en una cantidad que varía de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.1 por ciento en peso y el modificador de viscosidad aniónico se puede presentar en una cantidad que varía de aproximadamente 1 a aproximadamente 35 por ciento en peso del modificador de viscosidad catiónico. El pH de la suspensión espesa, aunque no se limite de manera particular, varía desde aproximadamente 5 a aproximadamente 10, de manera más preferente de aproximadamente 7 a aproximadamente 8.5. La viscosidad de la suspensión espesa puede estar en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 6 centipoise, de manera preferente de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 4 centipoise, para el material diluido. El intervalo de temperatura preferido de la suspensión espesa es de aproximadamente 10°C a 40°C (aproximadamente 50°F a 104 °F) . Después de formar la suspensión espesa, se puede formar la malla de fibra de vidrio. Por ejemplo, la suspensión espesa se puede diluir con agua para formar un material diluido. El material diluido se puede pasar a través de un tamiz o cilindro en donde se depositan las fibras de vidrio. Se puede remover el agua por gravedad y/o succión, y se forma una malla de fibra de vidrio. Se puede aplicar un aglutinante a la malla de fibra de vidrio húmeda de cualquier manera adecuada, tal como por ejemplo, un método de lavado y extracción. Cualquier aglutinante capaz de unir las fibras para formar una malla de fibra de vidrio de la invención, se puede usar. Además, se puede variar la cantidad de aglutinante tal que se forme la malla deseada. Por ejemplo, el aglutinante puede se una resina de urea-formaldehído con un con un polímero de látex de estireno-butadieno y puede incluir adicionalmente un monómero de acrilamida tal como acrilamida, metacrilamida y N-metilolacrilamida . Se puede remover cualquier humedad en exceso de la malla y el aglutinante se puede curar por un medio convencional conocido en la técnica. Por ejemplo, la composición de aglutinante se puede curar al calentar la composición de aglutinante a una temperatura elevada, típicamente al menos 200°C (392°F), aunque se puede emplear una temperatura por debajo de 200°C (392 °F) . Aunque la curación vía tratamiento térmico sólo es usualmente eficiente para efectuar la curación, se puede usar un catalizador tal como cloruro de amonio, p-tolueno, ácido sulfónico, sulfato de aluminio, fosfato de amonio o nitrato de zinc para mejorar la velocidad de curación y la calidad del aglutinante curado.

Mallas de la Invención Se pueden producir mallas de fibra de vidrio que tengan un amplio intervalo de propiedades por la invención. Por ejemplo, mallas de fibra de vidrio altamente dispersadas con menor área superficial abierta, mallas con menos empaques y/o mallas con grandes empaques y más área superficial abierta se pueden producir de acuerdo con la presente invención. De manera ilustrativa, las mallas que comprenden fibras altamente dispersadas se pueden producir al limitar la cantidad de modificador de viscosidad opuestamente cargado, usado y/o limitar el tiempo de contacto de los modificadores de viscosidad cargado y opuestamente cargado antes de remover el agua y curar el aglutinante. De manera similar, se pueden producir mallas que comprenden empaques más grandes al incrementar la cantidad de modificador y viscosidad opuestamente cargado, usado y/o al incrementar el tiempo de contacto de los modificadores de viscosidad cargado y opuestamente cargado antes de remover el agua y curar el aglutinante. Estas mallas empaquetadas, que son mallas de fibra de vidrio estructurados, tienen en general una estructura porosa y una distribución uniforme de empaques de fibra. Las mallas de fibra de vidrio de la presente invención se pueden elaborar usando equipo convencional en un proceso de lotes, semi-lotes o un proceso continuo. Por ejemplo, en un proceso a pequeña escala de lotes, el dispersante, el modificador de viscosidad cargado y los empaques de fibra de vidrio se pueden combinar en un recipiente de forma para dispersar las fibras de vidrio y se puede adicionar el modificar de viscosidad opuestamente cargado. El agua se puede drenar del recipiente de forma y las fibras se pueden atrapar en la parte superior del tamiz del recipiente de forma. La malla de fibra de vidrio húmeda se puede secar y curar con un aglutinante adecuado para formar una hoja de mano. Para un proceso a escala comercial, las mallas colocadas en húmedo de la presente invención se procesan en general a través del uso de máquinas tipo fabricación de papel tal como la Fourdrenier comercialmente disponible, cilindro de alambre, Formador Stevens, Roto Formador, Formador Invertido, Formador Venti, y máquinas Formadoras Delta. De manera preferente, un Formador Delta inclinado se utiliza. Una malla de fibra de vidrio de la presente invención se puede preparar al formar una agua blanca al combinar un dispersante y un modificador de viscosidad cargado, por ejemplo, un modificador de viscosidad catiónico, con agua en un tanque de mezclado. La cantidad de agua usada en el proceso puede variar dependiendo del tamaño del equipo usado. Los volúmenes típicos de agua varían de aproximadamente 300,000 litros a aproximadamente 1,850,000 litros. Como se menciona anteriormente, se pueden adicionar otros componentes tal como un despumador y/o biocida al agua blanca. Se pueden adicionar fibras cortadas, húmedas al agua blanca y agitar para formar un material espeso. La consistencia fibrosa del material espeso puede estar en la cantidad de aproximadamente 0.3 % a aproximadamente 2.0 % en peso, de manera preferente aproximadamente 1.2 % en peso, de manera aun más preferente aproximadamente 1 % en peso. El material espeso se puede distribuir a través de una serie de tanques de mezclado y almacenamiento y se pueden mezclar con un modificador de viscosidad opuestamente cargado. El material espeso se puede distribuir donde se diluye la concentración de las fibras de vidrio a una consistencia de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.08 % en peso, de manera preferente aproximadamente 0.03 % en peso. El material diluido se puede pasar en un recipiente elevado convencional donde se desagua y deposita en un tamiz de alambre móvil donde se desagua por succión o vacío para formar una malla de fibra de vidrio no tejida. La malla entonces se puede revestir con un aglutinante por medios convencionales, por ejemplo, por un método de lavado y extracción y se pasa a través de un horno de secado que seca la malla y cura el aglutinante. La malla resultante se puede recolectar en un rodillo grande . En una modalidad de la invención, se puede usar una malla que comprende empaques de fibra en varias aplicaciones diferentes. Por ejemplo, la malla se puede usar en artículos compuestos y plásticos. También, las mallas colocadas en húmedo se pueden usar también en la producción de cascos de botes y bandejas de servicio alimenticio. Por la adición secuencial de modificadores de viscosidad opuestamente cargados, la dispersión de los empaques de fibra y el empaquetado subsiguiente de las fibras dispersadas se puede controlar a través de la interacción electrostática. Las mallas empaquetadas con alta porosidad y peso uniforme a través de la malla pueden producirse de manera eficiente y confiable usando la presente invención. La descripción detallada anterior se ha dado para claridad de entendimiento únicamente y no se deben entender limitaciones innecesarias de la misma puesto que las modificaciones serán obvias para un experto en la técnica. En tanto que la descripción se ha descrito en unión con modalidades específicas de la misma, se entenderá que es capaz de modificaciones adicionales y esta solicitud se propone que cubra cualquier variación, uso o adaptación de la invención a partir en general, de los principios de la invención y que incluya estos apartados de la presente descripción como que están dentro de la practica conocida o habitual dentro de la técnica a la cual corresponde la invención y como que se puede aplicar a las características esenciales expuestas anteriormente en la presente y como sigue en el alcance de las reivindicaciones anexas.

EJEMPLOS Ejemplo I: Se llevó a cabo un proceso de laboratorio para formar una hoja de mano de malla de fibra de vidrio que exhibe la aspereza de fibra deseada y la densidad de malla por el siguiente proceso. Primero, una solución acuosa al 0.25 % en peso de poliacrilamida catiónica "Jayfloc 3462" y una solución acuosa al 0.25 % en peso de una poliacrilamida aniónica "Jayfloc 3455L" se preparó, respectivamente. Para hacer una hoja de mano, se adicionaron 5 gotas del dispersante de amina etoxilada, disponible bajo la marca comercial "Rhodameen VP-532/SPB, "Rhone Poulenc, Cranbury, New Jersey, a 5 litros de agua bajo agitación, seguido por 8.5 gramos de empaques cortados húmedos de fibras de vidrio que- tienen una longitud de 25 mm (1 pulgada) y un diámetro de 16 mieras. Entonces, se adicionó una solución de poliacrilamida catiónica al 0.25 % en peso, 70 ml , bajo agitación vigorosa para formar un material espeso. El material espeso se agitó durante aproximadamente 1 minuto. Entre tanto, se mezclan otros 70 mL de una solución de poliacrilamida catiónica al 0.25 % en peso y 2 ml de una solución de poliacrilamida aniónica al 0.25 % en peso en 35 litros de agua en un segundo recipiente equipado con una malla de alambre de filtración. Una vez que se dispersaron las fibras de vidrio, los 5 litros de material espeso se transformaron y mezclaron en un segundo recipiente y la solución diluida se agitó vigorosamente durante aproximadamente 5 a 8 segundos. Entonces, el agua se drenó y se formó una malla de fibra de vidrio húmeda en la malla de alambre. El agua en exceso de esta malla de fibra de vidrio húmeda se removió al aplicar succión de vacío. Entonces, un aglutinante de urea-formaldehído, previamente preparado al combinar urea-formaldehído disponible de Borden Inc., Columbus, Ohio y látex de estireno-butadieno obtenido de Dow Chemical, Midland, Michigan, se aplicó a la trama de fibra de vidrio húmeda. Se removió el aglutinante en exceso al aplicar succión por vacío y la malla de fibra de vidrio se secó y curó en un horno durante aproximadamente 15 minutos a una temperatura de aproximadamente 176°C (349°F) . Una sección de la malla de fibra de vidrio seca resultante se muestra en la Figura 1.

Ejemplo II : El procedimiento experimental como se describe en el Ejemplo I se ha llevado a cabo excepto que se usaron 7 mL de poliacrilamida aniónica y 70 mL de poliacrilamida catiónica para formar la segunda solución acuosa. Los pasos experimentales restantes fueron idénticos a aquellos escritos en el Ejemplo I. En la Figura 2 se muestra una sección de la malla de fibra de vidrio seco resultante.

Ej emplo III : El proceso experimental descrito en el Ejemplo II se llevó a cabo con la excepción que se agitó la suspensión espesa de fibra de vidrio diluida en el segundo recipiente durante 60 segundos. En la Figura 3 muestra una sección de la malla de fibra de vidrio seca resultante.

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para elaborar una malla de fibra de vidrio empaquetada o estructurada, caracterizado porque comprende los pasos de: (a) formar una suspensión espesa de fibras de vidrio en la forma de empaques de fibra de vidrio que tienen de aproximadamente 1000 a aproximadamente 10,000 filamentos individuales de fibra de vidrio, un dispersante, agua y al menos un modificador de viscosidad cargado, el modificador de viscosidad cargado que esta presente en una cantidad que varía de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.1 por ciento en peso de la suspensión espesa; (b) adicionar subsiguientemente al menos un modificador de viscosidad opuestamente cargado a la suspensión espesa, en una cantidad que varía de aproximadamente 1 a aproximadamente 35 % en peso del modificador de viscosidad cargado; y (c) remover el agua de la suspensión espesa para formar una malla de fibra de vidrio húmeda que contiene empaques de fibra de vidrio.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende, después de que se forma la malla de fibra de vidrio húmeda, los pasos de: (a) aplicar un aglutinante a la malla de fibra de vidrio húmeda; y (b) curar el aglutinante.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el modificador de viscosidad cargado es un modificador de viscosidad catiónico y el modificador de viscosidad opuestamente cargado es un modificador de viscosidad aniónico.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el modificador de viscosidad catiónico es una poliacrilamida catiónica y un modificador de viscosidad aniónico es una poliacrilamida aniónica.
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el modificador de viscosidad opuestamente cargado del paso (b) se adiciona a la suspensión espesa del paso (a) en la forma de una solución acuosa.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la solución acuosa, además del modificador de viscosidad opuestamente cargado, comprende además al menos un modificador de viscosidad cargado .
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el la formación de la suspensión espesa de fibras de vidrio también comprende los pasos de: (a) formar un agua blanca que comprende agua, un dispersante y un modificador de viscosidad cargado; y (b) adicionar empaques de fibra de vidrio al agua blanca.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras de vidrio agitadas tienen una longitud promedio de fibra de aproximadamente 3 a aproximadamente 50 mm.
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispersante es un agente tensioactivo.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el agente tensioactivo se selecciona del grupo que consiste de agentes tensioactivos no iónicos, catiónicos, anfotéricos y mezclas de los mismos.
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el agente tensioactivo es una amina etoxilada, cocamidopropil-hidroxisultaina o una mezcla de los mismos.
12. 12. Una malla de fibra de vidrio caracterizada porque se forma por el método de la reivindicación 1.
13. 13. Un método para elaborar una malla de fibra de vidrio fibrosa caracterizado porque comprende los pasos de : (a) 'formar una suspensión espesa de fibras de vidrio, un dispersante, agua y al menos un modificador de viscosidad cargado, el modificador de viscosidad cargado que esta presente en una cantidad que varía de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.1 por ciento en peso de la suspensión espesa. (b) adicionar subsiguientemente un modificador de viscosidad opuestamente cargado a la suspensión espesa, en una cantidad que varía de aproximadamente 1 a aproximadamente 35 % en peso del modificador de viscosidad cargado; (c) remover el agua de la suspensión espesa para formar una malla de fibra de vidrio húmeda.
14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque además comprende, después de que se forma la malla de fibra de vidrio húmeda, los pasos de : (a) aplicar un aglutinante a la malla húmeda; y (b) remover cualquier exceso de humedad y curar el aglutinante.
15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el dispersante comprende una amina etoxilada o una cocoamidopropil-hidroxisultaina .
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el modificador de viscosidad cargado comprende poliacrilamida catiónica y el modificador de viscosidad cargado opuestamente comprende poliacrilamida aniónica.
17. 17. Una suspensión espesa que comprende: (a) fibras de vidrio que tienen una longitud promedio de fibra de aproximadamente 3 a aproximadamente 50 mm; (b) un modificador de viscosidad catiónico en una cantidad que varía de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.1 por ciento en peso en peso de la suspensión espesa; (c) un modificador de viscosidad aniónico en una cantidad que varía de aproximadamente 1 a aproximadamente 35 por ciento en peso del modificador de viscosidad catiónico; (d) un agente tensioactivo; y (e) agua.
18. 18. La suspensión espesa de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque el modificador de viscosidad catiónico es una poliacrilamida catiónica y el modificador de viscosidad aniónico es una poliacrilamida aniónica .