NO122144B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av en glassfiberholdig bane med lav vekt pr. m og med en høy foldestyrke og bruddfasthet.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av glassfiberbaner. Glassfiberbaner eller glassfibermatter blir for tiden brukt i betydelig utstrekning for å forbedre styrkeegenskapene av produkter fremstilt fra syntetiske plastmaterialer.

For fremstilling av matter eller baner av glassfiber er det vanlig fcSrst å kutte opp et spunnet glass til fiberbunter med lengde på 0,3 - 10 cm, hvilke bunter typisk består av 200 - h00 separate glassfilamenter. Disse oppkuttede bunter blåses mot en roterende sikteduk ved hjelp av en luftstrom, påsproytes et bindemiddel og varmes opp under tilveiebringelse av en mer eller mindre sammen-hengende glassfibermatte. Denne tidligere fremgangsmåte har imidlertid den ulempe at, på grunn av de tykke glassfiberbunter, blir det umulig å fremstille homogene matter med en basisvekt på mindre enn 300 g/m 2. Disse glassfibermatter med en basisvekt på 300 -

500 g/m p er hoyst ujevne med hensyn til styrkeegenskaper og har dessuten en meget ujevn overflate med punktvis utstående glassfiberbunter.

For armeringsformål blir det folgelig i tillegg vanligvis brukt en overflatebane for å oppnå en glatt overflate.

Ved en annen fremgangsmåte trekkes smeltet glass ut til filamenter som legges på en beveget transportduk ved hjelp av en luftstrom. Etter tilsetning av bindemiddel fulgt av torking, er produktet en mer eller mindre homogen glassbane som kan fremstilles i tynnere form enn det er mulig ved bruken av glassfiberbunter. Av tekniske grunner tillater ikke denne prosess bruken av hoytsmeltende (1200°C) alkalifritt glass (E-glass), men er begrenset til det lavere smeltende A-glass (600°C) eller C-glass (ca. 900°C). Da A-glass har et alkali-innhold på omkring 13$ og E-glass et alkali-innhold på omkring 0,6$, vil det forstås at A-glass er betraktelig mindre mot-standsdyktig mot påvirkning av været enn E-glass, slik at den nevnte begrensning er tungtveiende. Fiberbaner bestående av opptil 100$ glassfibre har dessuten den store ulempe at deres folde-styrke og bruddfasthet nærmer seg null etter at de er blitt foldet adskillige ganger.

De nevnte betegnelser for de glasstyper som er omhandlet i det ovenstående er vanlig anvendte betegnelser innenfor glassfiber-industrien (se for eksempel "World Textile Abstract", bind 1,

nr. 19, oktober 1969, side 935) > og for oversiktens skyld anfores deres kjemiske sammensetning og smeltepunkt:

Endelig beskriver U.S. patent nr. 3*035.965 en fremgangsmåte for fremstilling av glassfiberholdige baner ved å fore et ikke-fibrillerende, organisk fibermateriale sammen med omkring 10 vektprosent (beregnet på de organiske fibre) glassfibre ved hjelp av en våtprosess. Da fiberbanene fremstilt på denne måte for en stor del består av organiske fibre, har disse baner mer karakter av de anvendte organiske fibre enn karakter av glassfiberbaner.

I realiteten tjener glassfibrene bare som et bæremateriale for bindemiddelet, hvilket understrekes ved bruken av meget kostbare ultrafine glassfibre med en diameter på 0,2 - 2,5 mikron for å sikre en jevn fordeling av bindemiddelet. Typiske kommersielle glassfibre har imidlertid diametre varierende fra 3 til 15 mikron, vanligvis 7 til 12 mikron.

Foreliggende oppfinnelse angår glassfiberholdige baner som har karakter" av glassfiberbaner, men som ikke har de ovenfor beskrevne ulemper, spesielt med hensyn til det store tap i bruddfasthet etter å være foldet flere ganger.

Oppfinnelsen vedrorer således en fremgangsmåte for fremstilling av en glassfiberholdig bane med lav vekt pr. m 2 , særlig 30 - 60 g/m 2, og med en hby foldestyrke og bruddfasthet, hvor det tilberedes en homogen vandig suspensjon av glassfibre og organiske syntetiske fibre, suspensjonen fores inn på en beveget sikteduk, overskudd av vann fjernes, et bindemiddel tilsettes ett eller annet sted under prosessen, og fiberbanen med bindemiddelet torkes ved oppvarming, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at det som glassfibre anvendes fibre fremstilt fra alkalifattig glass med hbyt smeltepunkt, nemlig glass med alkali-innhold 0,6-8 vektprosent og smeltepunkt 900 - 1200°C, idet glassfibrene har diameter på 3 - 15 mikron, og at det som syntetiske fibre anvendes polyester-, polyamid- og/eller polyvinylklorid-fibre, idet vektforholdet mellom glassfibre og syntetiske fibre varieres fra 10:1 til 1:1, fortrinnsvis fra 7:1 til 3:1 .

Andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene.

Tilsetningen av polyesterfibre forer til det uventede resultat at verdiene for bruddfastheten, bruddforlengelsen, foldetallet og bruddfastheten etter adskillige gangers folding ikke har et lineært forhold til den prosentvise sammensetning, men avviker gunstig for blandingenes vedkommende. Det samme gjelder, om enn i noe mindre utstrekning, tilsetning av polyamid- og polyvinylkloridfibre. Den vedfoyde tegning viser som et eksempel bruddfastheten og bruddforlengelsen avsatt i forhold til glass-polyestersammensetningen i vektprosent for en fiberbane på 50 g/m og inneholdende 25$ polyvinylalkohol som bindemiddel.

Disse gunstige mekaniske egenskaper for de angjeldende blandingsfiberbaner gjor dem egnet ikke bare for armering av syntetiske plastmaterialer, men også som et bæremateriale hvis det kreves et sterkt, men dog elastisk, råtebestandig og dimensjonsstabilt bæremateriale.

Glassfibermaterialet er fortrinnsvis laget av hbytsmeltende alkalifritt E-glass, skjbnt også C-glass kan brukes. Dette glass kan suspenderes i vann i form av oppkuttet glassgarn, glass-stapelfibre eller glassull. Den utstrekning hvori glassfiberbuntene eller glass-ullen skilles i enkelt filamenter kan styres i avhengighet av den forventede anvendelse av den ferdige bane. Hvis det er bnskelig å bruke sluttproduktet som overflatebaner, er det foretrukket at buntene skilles i sine enkeltfilamenter så meget som mulig. Hvis det på den annen side er bnskelig å bruke glassfiberbanen som armering, bor glassfiberbuntene males i mindre utstrekning og absolutt ikke slik at det dannes et åpent materiale som lett absor-

berer plastmaterialet.

Som for nevnt, kan det som organiske fibre anvendes fibre av polyvinylklorid, polyamider og polyestere. Blandinger av disse fiber-sorter kan naturligvis også anvendes. Fortrinnsvis brukes stapelfibre med en lengde på 5 - 50 mm og en tykkelse på 1,5- 50 denier. Tverrsnittsformen av fibrene kan f.eks. være rund, men også flat

eller trekantet. Andre tverrsnittsformer er også egnet og fibrene kan både være hule og massive.

Vektfdrholdet mellom glassfibrene og de organis_e fibre varierer fra 10:1 til 1:1, fortrinnsvis frå 7:1 til 3:1. Glassfibrene og de organiske fibre kan dispergeres i vann sammen ved hjelp av egnet måleutstyr, alternativt kan glassfibrene og de organiske fibre suspenderes hver for seg i vann, hvoretter de to suspensjoner kom-bineres.

Ved valg av organiske fibre er den forventede anvendelse av banen av vesentligste betydning. For et dimensjonsstabilt sluttprodukt foretrekkes polyesterfibre, men for armering av polyvinylklorid anbefales bruken av polyvinylkloridfibre hvorved oppnås bedre adhesjon, og strekkegenskåpene blir faktisk talt like hvorved risikoen for delaminering reduseres til et minimum.

Som bindemiddel kan anvendes en lang rekke i og for seg kjente materi-aler som f.eks. urea-formaldehyd-, melamin-formaldehyd- og fenolplaster, polyestere, epoksyplaster, polyvinylacetat, polyvinylalkohol, polyvinylklorid, polyakrylater, polyuretaner, stivelse og cellulose-derivater samt forskjellige sampolymere. Hvis banen er beregnet på armering av et smeltbart materiale, slik som biturnen, anbefales det å bruke et bindemiddel med hoyere bruddfasthet, en lavere for-lengelse og et hoyere smeltepunkt enn det smeltbare materiale. En mulig anvendelse av en slik lombinasjon er som taktekningsmateriale. Hvis på den annen side glassfiberbanen er bestemt for bruk som armering av et varmeherdende materiale, anbefales det å velge et bindemiddel som er opplbselig i det ikke herdnede, varmeherdende materiale. Etter herdningen vil da bindemiddelet inngå sdm en del av det herdnede, varmeherdnende materiale. For fibrose baner beregnet på innlemmelse i en polyesterblanding foretrekkes bruken av

et styren-opplbselig bindemiddel.

Andelen av bindemiddel er fortrinnsvis 5-50 vektprosent beregnet

på banens totale vekt.

Bindemiddelet kan påfbres fibrene ved påsproyting, dusjing og/eller impregnering av fibrene med bindemiddelet. Fortrinnsvis tilsettes bindemiddelet til den vandige fibersuspensjon og en bane formes av denne sammensetning på den bevegede sikteduk. I dette tilfelle må bindemiddelet brukes i en slik form at det etter fjerning av vannet blir igjen på sikteduken og i den fibermatte som dannes, fortrinnsvis i form av fibre, vanndispergerbare granuler eller et latex-presipitat.

De våtfremstilte blandingsfiberbaner kan fremstilles i hvilken som helst bnsket tykkelse. Vanligvis vil vekten variere fra 10 til

500 g/m 2 ., fortrinnsvis fra 30 til 60 g/m 2. Disse baner har utmerkede styrkeegenskaper sammenliknet med fiberbaner fremstilt på torr vei. Dette skyldes den ytterst jevne struktur av banen. Det er således mulig å lage fiberbaner med eri bruddfasthet i tverr-retnign. og i lengderetningen på 25 kg/5 cm. Disse verdier er det dobbelte av verdiene for vanlige baner.

Oppfinnelsen er illustrert i og ved folgende eksempler:

Eksempel I:

I en mblle med romfang på 2 liter og en hastighet på 2800 omdr./min., ble 20 g glassfiberbunter, fremstilt av E-glass og som hadde en lengde på 10 mm og en tykkelse på 12 mikron, dispergert i vann i 20 min. Denne fibersuspensjon ble så fortynnet med vann inntil torrstoff-innholdet var 0,1$. 7 g pulverformet urea-formaldehyd forkondensat, uopplbselig i kaldt vann, ble tilsatt og jevnt fordelt i fibermassen ved omroring. 500 ml av den således oppnådde suspensjon ble formet til en bane på en baneformende innretning. Banen ble befridd for vann og overfort til en tbrkeplate som hadde en temperatur på 150°C. Under oppvarmingen loses bindemiddelet i det fremdeles tilstede-værende vann, beveger seg til de punkter hvor fibrene er i kontakt med hverandre og bevirker sammenbinding av fibrene under den fortsatte torking. Til slutt oppvarmes produktet ved 160°C i ytterligere to minutter for fullstendig å kondensere urea-formaldehydplasten.

Hele denne behandling ble gjentatt under anvendelse av 15 g glassfiberbunter og 5 g polyamid- (poly-E-kaprolaktam)-stapelfibre som hadde en lengde på 15 mm og en tykkelse på 20 denier.

Egenskapene til de to fiberbaner er vist i den folgende tabell:

Eksempel II;

Eksempel I ble gjentatt idet det i stedenfor urea-formaldehyd forkondensat ble anvendt den samme mengde polyvinyl-alkohol, og i stdenfor poly -E-kaprolaktamfibre ble anvendt den samme mengde polyetylenglykol-tereftalatfibre ("Terlenka") som hadde en lengde på 6 mm og en tykkelse på 1,5 denier.

Egenskapene er vist i fblgende tabell:

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en glassfiberholdig bane med lav vekt pr. m 2 , særlig 30 - 60 g/m 2, og med en hoy foldestyrke og bruddfasthet hvor det tilberedes en homogen vandig suspensjon av glassfibre og organiske syntetiske fibre, suspensjonen fores inn på en beveget sikteduk, overskudd av vann fjernes, et bindemiddel tilsettes ett eller annet sted under prosessen, og fiberbanen med bindemiddelet torkes ved oppvarming, karakterisert ved at det som glassfibre anvendes fibre fremstilt fra alkalifattig glass med hoyt smeltepunkt, nemlig glass med alkali-innhold 0,6-8 vektprosent og smeltepunkt 900 - 1200°C, idet glassfibrene har diameter på 3 - 15 mikron, og at det som syntetiske fibre anvendes polyester-, polyamid- og/eller polyvinylklorid-fibre, idet vektforholdet mellom glassfibre og syntetiske fibre varieres fra 10:1 til 1:1, fortrinnsvis fra 7:1 til 3:1.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at bindemiddelet tilsettes under tilberedningen av fiber-suspensjonen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at det tilsettes en slik mengde bindemiddel at det utgjor 5-50 vektprosent av den ferdige fiberbane. h.

Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at det som glassfibre anvendes fibre fremstilt av alkalifritt glass med hoyt smeltepunkt (1200°C) og med eksempelvis sammensetning:

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - k, karakterisert ved at det som syntetiske fibre anvendes polyester-stapelfibre med lengde 1 - 30 mm og en tykkelse på 1,5- 50 denier.