NO164757B - Laserstraalesveising. - Google Patents

Description

Vandig dispersjon av en parafinvoks og stivelse for dannelse av

et beskyttelsesovertrekk på fibre, spesielt glassfibre.

Foreliggende oppfinnelse vedrører belegningsmateriale

for beskyttelse av glassfibre under deres formingsoperasjon ved vevingen, og glassfibre belagt med dette materiale.

Fibre beregnet for tekstiler fremstilles ved samtidig uttrekning av flere hundre små glsss-strømmer under dannelse av mono-filamenter (enkelttråder) med en diameter på under 0,0125 ™« Disse enkelttråder belegges under formingen med et beskyttende overtrekksmateriale som vanligvis består av et bindemiddel og et smøremiddel,

ved å trekke fibrene over en svamp eller en pute mettet med belegningsmateriale. Monofilamentene føres deretter sammen til en tråd ved å trekkes gjennom en samledyse, og tråden vikles opp på en roterende spole eller en trommel som trekker monofilamentene over nevnte appa-

Kfr. kl. 29b-5/01

råtur. Selv om glass har en bruddstyrke på over 28.000 kg/cm , har tråder av tidligere fabrikat aldri vært så sterke på grunn av at monofilamentene har brukket under formingen. Glasset brekkes lett når det utsettes for skraping, og monofilamentene er meget følsomme for gnidning eller skraping på grunn av deres store forhold overflate/ volum. Rivingen eller slipingen av monofilamentene kan finne sted enten når de trekkes over de faste ledeflater eller når de gnis mot hverandre. Siden glassfibrene utsettes for en rekke bøyninger under fremstillingen, og siden glasset lett brekker og knuses når overflaten ripes, vil enhver gnidning av monofilamentene resultere i brudd av disse, og bruddendene stikker ut av tråden og gir opphav til vanskeligheter.

Glassfibertråder fremstilt som ovenfor, utsettes for en rekke former for vridning, bøying og gnidning før trådene veves sammen til et ønsket tekstilprodukt. De betingelser hvorved denne mang-foldighet av gnidning og bøyning finner sted, er så mangeartet at det er vanskelig, hvis ikke umulig, å frembringe et enkelt betrekk-smøre-middel som fullstendig vil beskytte fibrene mot brudd under vridning og veving. Dette formingsovertrekk må påføres fiamentene fra en opp-løsning, slik at overtrekket vil dekke filamentene fullfctendig. Opp-løsningen er fortrinnsvis en vandig oppløsning, for å unngå eksplo-sjoner eller andre fare-momenter. Endel formingsovertrekk beskytter fiberen tilstrekkelig før vannet er fjernet fra overtrekket, men beskytter fiberen dårlig i senere fabrikasjonstrinn, hvor overtrekket har tørket nesten fullstendig.

De formingsspoler som fremstilles som ovenfor nevnt, holdes vanligvis under værelsesmiljø tilstrekkelig lenge til at ca. halvparten av vannet migerer til spolens overflate, slik at det resterende vann utgjør bare ca. 6% av spolens totalvekt. Idet vannet beveger seg mot spolens overflate, vil en del av de kjente belegnings-materialtyper vandre med dette, hvilket betegnes som "vandfcing", slik at fibre ved spolens ytterparti har større belegg enn fibrene i spolens indre. Et godt formingsovertrekk må ikke vandre for meget.

Etterat vanninnholdet i formingspolen er nedsatt til omkring 6%, vikles glassfibrene av ved værelsesbetingelser og snos opp på en ny spole. Dette kalles en tvinneoperasjon. Filamenter som brekkes under avvikling av første formingsspole, kommer vanligvis til å løsne fra tråden og danner da løse filmstykker, som tafser seg sammen og samler seg opp rundt tråden inntil tråden brekker. Glassfibre med mer enn 1$ vanninnhold når trådene går fra formingsspolen og over tvinnings-operasjonen opp på tvinnspolen, mister vann til den om-givende luft. Fibrene på tvinnspolen inneholder ikke mer enn ca. 1% vann. Hvis det er tilbake mer enn ca. 1% vann, får man en krympning av det rør hvorpå fibrene vikles, og denne krympning forandrer fiber-legget, slik at trådlagene bindes sammen og forårsaker brudd av trådene ved avvikling fra tvinnspolen. For stor fuktighetsgrad i de tvunne tråder vil også gi vanskeligheter ved de følgende operasjoner. Hvis den indre sammenheng i filmdanneren ikke er god, vil filmdanneren falle av som partikler under tvinningen.

Den tvunne tråd fra tvinnspolene utgjør utgangsmaterialé for fremstilling av glassfibertekstiler. En rekke tvinntråder kan føres sammen til et garn. En rekke garn kan samtidig pakkes på en sylinder i områder i en viss avstand under dannelse av en vevebom,

og bommene kan overføres til en vevstol som varp under vevingen. Veftgarnet vil vikles opp på små spoler som gjennom automatisk mas-kineri, føres til skyttelen som går frem og tilbake over vevstolen.

Det vil være klart at under alle disse operasjoner vil trådene trekkes over faste ledeflater hvor de vil bøyes frem og tilbake, og at etter vevingen vil trådene bøyes i den ene retning og deretter opp i den andre, inntil vevingen er fast. Et smøreraiddelovertrekk som er for sprødt, vil gå i stykker når det er tørt, slik at fibrene utsettes for gnidning fra hverandre eller mot ledeflåtene, hvoretter brudd er uunngåelig. Hvis friksjonskoeffisienten for belegningsmaterialet~er for stor mot ledeflåtene, vil belegget trekkes av fibrene. Hvis overtrekket har en for ru overflate, vil overtrekket holdes fast av ledeflåtene og trekkes av fra fibrene. Videre må overtrekket ikke kunne gnis av fibrene og over på ledeflatene, slik at tekstilmaskinene får gummiaktige avsetninger, og belegget må heller ikke være for pulver-aktig..

Fremstilling av tekstiler fra glassfibre er en stor industri, og man har forsket meget for å finne smørebelegg for glassfibre som kombinerte alle egenskaper som man kan kreve av overtrekket under vevingen. Man har forsøkt alle kjente smøremidler i forskjellige kombinasjoner. U.S. pfctent nr. 2.272.588 vedrører belegning av glassfibre under formingen, med et smeltet voksmateriale som tetivner på fiberen ved avkjøling. U.S. patent nr. 2.323.684 vedrører påføring av voks på glassfibre, enten i smeltet tilstand eller som vandig emulsjon. U.S. patent nr. 2.723.215 omhandler glassfibre belagt med mineralvoks, et organosilan og polyetylen. Alle de kjente belegnings-materialer for glassfibre som omfatter voks, også de materialer som benyttes ifølge ovennevnte patenter, er utilstrekkelige ved at belegget gnis av fibrene og over på ledeflåtene, spesielt under ae senere fabrikasjonstrinn, slik at maskineriet får uønskede avsetninger og slik at fibrene frilegges mot gnidning og slitasje og derved gir for mange utstående ender og runet i det ferdige produkt.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et nytt og forbedret overtrekksmateriale for glassfibre, som bedre vil beskytte fiberen under de senere formingstrinn som fjalger etter tvinningen, enn tidligere kjente overtrekk.

Videre er det en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe et forbedret belegningsmateriale av ovennevnte type, som holder tilbake den ønskede vannmengde i formingsspolen, og som avgir den ønskede vannmengde når glassfibrene overføres fra formingsspolen til tvinnspolen.

Man har nå i henhold til oppfinnelsen funnet at et belegningsmateriale omfattende vokspartikler under en bestemt størrelse og holdt i avstand fra hverandre ved et filmdannende materiale, når belegningsmaterialet påføres glassfiberet, gir et lavere bruddnivå samt lavere strekkspenninger (50% lavere) i de snere fremstillings-trinn av glasstekstiler enn tidligere kjente materialer. Videre er strekkspenningene jevnere, varierende mellom 5 og 6 gram, sammenliknet med omkring 40 gram for tidligere kjente materialer som ikke inneholder de spesielt definerte små vokspartikler. Videre har tekstiler fremstilt fra materialer med foreliggende oppfinnelses overtrekk, mindre filamentbrudd, og man får ikke pulveravsetning eller støvav-setning i vevstolen.

Oppfinnelsen vedrører en vandig dispersjon av en parafinvoks og stivelse for dannelse av et beskyttelsesovertrekk på fibre, spesielt glassfibre, og dispersjonen er karakterisert ved at parafinvoksen foreligger i dispersjonen i form av partikler med en størrelse under 10 mikron og at vokspartiklene er overtrukket med stabiliseringsmiddel, som består av et polysaccarid med lipofile sidekjeder med 2-10 karbonatomer eller av et annet overflateaktivt middel med hydrofil-lipofil balanse mellom 3 og 16, samt at dispersjonen dessuten inneholder et kationisk smøremiddel som er en kvaternær nitrogenforbindelse, fortrinnsvis en kvaternær ammoniumforbindelse av en fettsyre eller en kvaternær nitrogenforbindelse av en polyester, idet, beregnet på vekten av faste bestanddeler i dispersjonen, voksens vektmengde utgjør 10-80%, stivelsens vektmengde utgjør 20~90%, og det kationiske smøremiddels vektmengde utgjør opptil 30^» fortrinnsvis 5-30$»°S idet stabiliseringsmidlet utgjør mer enn 1% av voksens vekt.

I henhold til oppfinnelsen inneholder dispersjonen fortrinnsvis 1-7 vektprosent faste bestanddeler, idet resten hovedsakelig utgjøres av vann.

Videre er i dispersjonen ifølge oppfinnelsen parafin-vok8en fortrinnsvis en parafinvoks med smeltepunkt over 50°C. Som sekundær filmdanner inneholder dispersjonen i henhold til oppfinnelsen fortrinnsvis polyvinylalkohol.

Dispersjonen i henhold til oppfinnelsen inneholder fortrinnsvis

Stabiliseringsmidlet i dispersjonen ifølge oppfinnelsen omfatter fortrinnsvis en eller flere av følgende emulgatorer: sorbitan-monostearat, polyoksyetylen-sorbitan-monostearat, polyoksyetylen-sorbitan-monooleat, etoksylert ricinusolje.

Stabiliseringsmidlet i dispersjonen i henhold til oppfinnelsen omfatter fortrinnsvis propylenglykolalginat.

Oppfinnelsens smørebelegg kan således sies å være dis-persjoner av vokspartikler adskilt av filmdannere. I vandig miljø

vil de faste stoffer vanligvis finnes fra mellom 2 og 8 vektprosent, for beste påføring på fibrene, men kan også påføres med meget høyere innhold av faststoff, som en gel.

Eksempel 1*

En foretrukket sammensetning har følgende innhold;

Ovenstående sammensetning fremstilles ved å tilsette

i alt 3»96 deler av de to stivelsestyper og 0,10 deler polyvinylalkohol til seksti deler kaldt vann i en blandetank. Blandingen røres kontinuerlig og oppvarmes til 94°C, på hvilken temperatur den holdes i 3° minutter. Deretter tilsettes 20 deler kaldt vann og temperaturen senkes til 68°C. I et separat kar oppvarmes 1,7 deler voks til 66-68°C og 0,25 deler overflateaktivt middel samt 0,l8 deler kationisk smøremiddel tilsettes den smeltede voks, og blandes omhyggelig med denne. Tre deler vann ved en temperatur mellom 66 og 77°C blandes langsomt med den smeltede voks og overflatemidlet inntil emulsjonen tynnes og flyter lettere. Deretter tilsettes enda 6 deler vann ved mellom 66 og 77°C. Emulsjonen homogeniseres så i en strålehomogeni-sator med et trykk på 140 kg/cm , og tilsettes til den ovenfor be-skrevne hovedporsjon. Den baktericide organo-tinn-forbindelse ut-blandes i ca. 1 liter varmt vann og tilsettes, og tørrstoffinnholdet reguleres ved tilsetning av beregnet mengde vann. Blandingen holdes på en temperatur mellom 54 og 60°C, og påføres glassfibrene ved deres forming, ved hjelp av en vanlig påføringspute, hvorover monofilamentene trekkes.

Glasstråder som er belagt som ovenfor beskrevet og med

en beleggmengde på omkring 1,2% av trådens totalvekt (beregnet som tørrstoff), en "vandre"-indeks på 1,29» en "oppflisings"-indeks på 1,26, har 4$ tvinnbrudd, en spolestrekk på 26 og 34 gram uten opp-spolingsflising eller pulverdannelse, har 4i6 brukne filamanter under spolingsoperasjonen, en vevbomstrekk på 16 til 28 gram uten belegg på spolerammen.

En sammensetning som ovenfor, men som i stedet for voks inneholder stivelse med 50$ amylose, hvorav en del av stivelsen er delvis kokt, ga et belegg på 1,50 vektprosent av glassfibervekten. Dette materiale hadde: en "vandre"-indeks på 1,37»©n tvinnoppfli-singsindeks på 1,35 med 8$ tvinnbrudd, en oppspolingsspenning på 48 til 70 gram, en svak oppflising med litt pulverdannelse under spoling, og fem brukne filamenter under spolingen. Det samme materiale ga en bomspenning på 40 t*1 60 gram med meget lite oppflising, og middels

til sterk pulveravsetning på spolerammen.

Selv om de stivelser som benyttes i det foretrukne eksempel ovenfor, ble utvalgt på grunn av deres temmelig fullstendige avbrenning ved korona-utladning, kan den synergistiske virkning som oppnås ved kombinasjon med voksen, oppnås med hvilken som helst stivelsestype eller egnet filmdanner. Som ovenfor nevnt, synes det kfitioniske smøremiddel å samvirke med voksen, slik at det fremkommer et spesielt gunstig fysikalsk arrangement på glassfibrene. Det kationiske smøremiddel holder voksen inn mot glassoverflaten, slik at stivelsen i høyere grad omgir og dekker de små vokspartikler. Man kan benytte en hvilken som helst type av kationisk smøremiddel, som f.eks. en av de typer som er nevnt i patentlitteraturen. Det spesielle mol-forhold på 1,8 deler stearinsyre til en del tetraetylen-pentamin gir spesielt gode resultater og foretrekkes.

De to emulgeringsmidler som ble benyttet ovenfor i om-trent like mengdeforhold, gir en HLB på omkring 10, som er funnet å være den foretrukne HLB for parafinvoks. Andre vokstyper kan benyttes, som f.eks. bie-voks, karnauba-voks, mineralvokser, Japanvoks, vege-tabilske vokser, mikrokrystallinske vokser eller liknende, og blan-dinger av disse. Den optimale HLB kan variere noe med den spesielle voks som benyttes, men vil vanligvis ligge mellom 8 og 16. Voksene bør fortrinnsvis ha et lavt smeltepunkt, slik at de kan påføres i smeltet tilstand, uten at den vandige emulsjons temperatur er for høy. Voksen bør fortrinnsvis ha et smeltepunkt på 170°C, vanligvis under 60°C og mest hensiktsmessig under 55°C'

Polyvinylalkoholen er en ytterligere filmdanner som hjelper til å danne et glatt, jevnt legeme til voks- og stivelses-molekylene. En sekundær filmdanner er ikke nødvendig, men andre typer som kan benyttes er gelatin, dyrelim, vannoppløselige acetater, hydroksyetyl-cellulose osv., og hjelpe til med å forbedre virknings-graden under tvinningen. Polyvinylalkohol foretrekkes imidlertid, fordi den brenner fullstendig av under korona-utladningen etterat fibrene er vevet.

Stivelse foretrekkes som filmdanner for glassfibre, på grunn av stivelsens egenskaper når den er i tørr tilstand. Generelt bør den vandige voks-emulsjon og filmdanner belegningsmaterialene inneholde fra omkring 1 til omkring 7 vektprosent faststoff, hvori filmdanneren utgjør mellom omkring 15 og 85 vektprosent av de faste stoffer. Vokeen bør inneholde fra ca. 10 til ca. 80 vektprosent faststoff. Det overflateaktive middel bør utgjøre over ca. 0,01 del pr. del voks, vanligvis mellom 0,1 og 0,2, og fortrinnsvis ha en HLB mellom ca. 3 °S 16. Det kationiske smøremiddel er ikke nødvendig, og kan i mengde ligge mellom 0 og ca. 0,80 vektdeler pr. vektdel voks, fortrinnsvis mellom 0,010 og 0,50 deler pr. del voks. En annen filmdanner er ikke nødvendig, og er effektiv mellom 0 og 0,25 vektdeler pr. vektdel filmdanner, for å variere dennes egenskaper.

Det er ikke nødvendig å anvende en enkelt overflateaktiv bestanddel for å komme frem til den egnede HLB. To overflateaktive midler med kjente HLB-størrelser kan kombineres i riktige mengdeforhold, og hvis HLB-størrelsen ikke er kjent for et spesielt overflateaktivt middel, kan den beregnes ifølge en av de to nedenstående formler:

hvori: S er ester-forsåpningstallet, A er syretallet for den syre som fraskilles ved forsåpning, E er vektprosenten etoksyinnhold og P er vektprosenten polyol i forbindelsen. Det skal her henvises, for en mer fullfetendig forklaring på HLB og dens anvendelse i overflate-kjemien, til en artikkel av W.C. Griffing med titelen: "Calculation of HLB Nonionic Surfactant", desember-nummeret 1954 i Journal of the Society of Cosmetic Chemistry.

Som ovenfor nevnt, holdes beleggsammensetningen på en temperatur som ligger høyere enn voksens smeltepunkt, før påføring på fibrene, slik at vokspartiklene vil forbli stabile i finfordelt tilstand. Beleggsammensetningen avkjøles etter påføringen på fibrene,

og i løpet av denne tid oppnår den den egnede fordeling på fibrene, uten agglomerering. Voksens partikkelstørrelse på fibrene, vil således være i det vesentlige den samme som i emulsjonen. Voksemulsjonen vil vanligvis ha en partikkelstørrelse på mellom 0,1 og 10 mikron, og i den foretrukne homogeniserte tilstand vil partikkelstørrelsen ligge mellom 3 og 5 mikron. Fordi den synergistiske virkning for voks-dispersjonen i overtrekk for fibre, spesielt glassfibre, er av fysikalsk natur, vil den synergistiske virkning merkes ved meget lave kon-sentrasjoner.

Eksempel 2.

Et beskyttende overtrekk for bruk på glassfibre ved formingen, inneholdende en lav voks-konsentrasjon, har følgende sammensetning:

Denne blanding kan fremstilles, ifølge samme fremgangs-måte som.i eksempel 1, og gir en forbedring overfor tidligere kjente stivelsesovertrekk som ikke inneholder voksemulsjoner. Garn belagt med blandingen ifølge eksempel 2 har en lavere og jevnere spenning enn liknende fibre som ikke er belagt med voksemulsjon. Sammensetningen har imidlertid ikke så lave spenninger og så stor jevnhet som oppnås med de foretrukne stoffer ifølge eksempel 1.

Øvre grense for den mengde voksemulsjon som kan anvendes, avhenger av det overflateaktive middels og filmdannerens evne til å hindre agglomerering, både når voksen er i vandig emulsjonsform og når den utsettes for skjærspenninger og turbulens ved påføring på fibrene. Følgende er et eksempel på en høy vokskonsentrasjon som stabiliseres i vandig oppløsningsform, av et overflateaktivt middel, og som kan påføres fibere uten vanskelighet.

Eksempel 3.

Denne sammensetning fremstilles på samme måte som anført i eksempel 1, og gir et beskyttende overtrekk for anvendelse spesielt på glassfibre, for oppnåelse av belagte fibre med lave og jevne strekkspenninger. Det er imidlertid en viss tendens til voks-avsetning

på ledeflatene.

Det overflateaktive middels hensikts, og dets virkemåte er allerede forklart. Det overflateaktive middel må ha en oleofil del som går inn i voksen, og en hydrofil del som vil holde vannet, samt en hydrolysert eller vanndispergert filmdanner, rundt utsiden av vokspartiklene, slik at partiklene hindres fra å agglomereres i den vandige oppløsning. Videre vil det overflateaktive middel ad-skille vokspartiklene, slik at voksen kan påføres fibrene som separate enkeltpartikler adskilt av filmdanner. Det overflateaktive middel skal være ikke ionisk, -og det følgende er et eksempel på et stabilt beskyttende overtrekk som anvender en ikke ionisk overflateaktiv forbindelse med lavt HLB-forhold.

Eksempel 4.

Denne sammensetning gir en stabil emulsjon som egner seg for overtrekk på fibre, men nødvendiggjør vanligvis en høyere prosent-del overflateaktivt middel for at det skal være tilstrekkelig "fast-holdingskraft" for den vannoppløselige filmdanner omkring vokspar-tiklenes utside.

Polysaccarid med lipofil sidekjede.

En foretrukket stabilisator er et polysaccarid med en lipofil sidekjede, som får molekylet til å trekkes mot vokspartiklene når disse er i bevegelig tilstand. Deretter adherer sidekjedene seg til vokspartiklene mens polysaccariddelen i molekylet omgir og beskytter vokspartikkelen. Belegningsstoffene kan også omfatte en vann-oppløeelig filmdanner som er et smøremiddel i tørr tilstand, og som også går inn mellom de belagte vokspartikler. Filmdanneren i tørr tilstand i belegget hindrer vokspartiklene fra å kline seg sammen og derved i å belegge eller tilstoppe de stasjonære ledeflater i f.eks. tekstil-maskineriet. Vokspartiklene er imidlertid mer mobile enn filmdanneren, og.hjelper derfor til å nedsette friksjonen når de møter de stasjonære ledeflater eller når fibrene vikles opp i kontakt med hverandre. Vokspartiklene er vanligvis under 10 mikrons størrelse,

fortrinnsvis mellom 0,5 og 5 mikron.

Før smøreovertrekkene i henhold til foreliggende oppfinnelse påføres fibrene, foreligger disse vanligvis i en vandig dispersjon av vokspartikler som enten er i fast eller flytende form, og som stabiliseres ved hjelp av polysaccarider som inneholder lipofile sidekjeder. Filmdanneren kan enten være i oppløsning mellom vokspartiklene, når filmdanneren blandes i vann, eller dispergert som fast stoff i vann mellom vokspartiklene, slik at når smøremidlet påføres glassfibrene, vil de polysaccarid-belagte vokspartikler holdes adskilt av filmdanneren, og dette fysikalske arrangement tørkes deretter.in situ. Overtrekksblandingen inneholder fortrinnsvis også et kationisk smøremiddel som har en lipofil del og en kationisk del. Det lipofile parti adherer til vokspartiklene og hjelper også til å stabilisere voks-dispersjonen, idet den kationiske del av molekylet stikker ut fra vokspartikkelen og trekkes mot glassets overflate. Belegnings-materialer ifølge foreliggende oppfinnelse, som omfatter kationisk smøremiddel, er foretrukket, fordi samvirket mellom det kationiske smøremiddel og vokspartikkelen får vokspartikkelen til å legge seg tettere inntil glassflaten, med filmdanneren mellom vokspartiklene på toppen av disse. Dette arrangement hjelper til å nindre vokspartiklene fra å klistre seg sammen når de belagte tråder trekkes over til stasjonære ledeflater. Arrangementet hjelper også til å gi fibrene tekstur, fordi filmdanneren kommer inn mellom de saccaridbelagte vokspartikler, slik at vokspartiklene avsettes som enkeltpartikler på trådene.

Polysaccaridene med lipofile sidekjeder, som benyttes som stabilisator for voksemulsjonene, hjelper også til å gi en gunstig avsetningstype for smøremidlet på fibrene, fordi de langkjedede polysaccaridmolekyler vanligvis vil ligge som en bro over to eller flere vokspartikler, slik at disse holdes i avstand fra hverandre. Polysaccarid-stabilisatoren er forenlig med filmdanneren som så for-deles i og blant stabilisatorstrengene, slik at man får et bedre fysikalsk voks-stabilisator-filmdannerarrangement enn man har kunnet oppnå ved noe belegningsmateriale av kjent type.

Man kan benytte et hvilket som helst langkjedet polysaccarid som stabilisator, forutsatt at polysaccaridet inneholder

lipofile sidekjeder. De lipofile sidekjeder er fortrinnsvis organiske grupper inneholdende mellom 2-10 karbonatomer. De lipofile sidekjeder kan omfatte en eller flere hydrofile grupper som hydroksyl, eter eller

karboksylgrupper, men må ikke være så tallrike at de overskygger den lipofile natur for sidekjeden. Når de lipofile sidekjeder av propylen-grupper, kan de omfatte hydroksylgruppe, når de lipofile sidekjeder inneholder seks karbonatomer, kan siaekjedene inneholde to OH-grupper, og når sidekjedene inneholder ti karbonatomer, kan sidekjedene inneholde tre hydroksylgrupper. I hvert av disse tilfeller vil den foretrukne forbindelse ikke ha OH-gruppen plasert på enden av sidekjeden. Man vil se at en OH-gruppe i enden av den lipofile sidekjede vil gjøre det nødvendig at voksen adherer til midten av sidekjeden, mens en hydrokarbonende på sidekjeden muliggjør en bedre og foretrukket adhe-sjon til voksen. Lengden av de lipofile sidekjeder bør holdes under 10 karbonatomer, for at polysaccaridet skal ligge tettere inn til voksens overflate, og sidekjedene er fortrinnsvis ikke lenger enn omkring seks karbonatomer, mest gunstig, ikke lenger enn tre karbonatomer.

De polysaccarider som kan benyttes som stabilisator, omfatter stivelsesf raks joner, amylose og amylopektin, polyuronider som pektiner, arabaner, galaktaner, pentosaner, planteslim, polysaccarider inneholdende nitrogen og svovel, kitin, heparan, xylåner og alginater. Alle disse stoffer kan utgjøre i det minste en del av filmdanneren,

og når de inneholder en lipofil sidekjede som ovenfor beskrevet, lar de seg også forene med voksen, slik at man får den bestemte fysikalske oppbygning av belegningssammensetningen ifølge oppfinnelsen.

Filmdannerne omfatter ovennevnte polysaccarider, med eller uten lipofile sidekjeder, og også stivelse, gelatin og polyvinylalkohol.

I en foretrukket utførelse inneholder overtrekket en kombinasjon av stivelse og en suspensjon av ørsmå, faste vokspartikler som i følgende eksempel:

Eksempel 5.

I ovennevnte sammensetning inneholdt vokssuspensjonen partikler av parafinvoks med et smeltepunkt på under 52°C, med midlere diameter på 1 mikron, og under fremstillingen av slike suspensjoner, benyttes fortrinnsvis stabilisatorer eller beskyttende kolloider.

Ved fremstilling av dette formingsovertrekk, ble 40 vektdeler parafinvoks smeltet ved 71°C og tilsatt under røring til 60 vektdeler vann ved 71°C» inneholdende 1,5 vektprosent propylenglykolalginat med molvekt på omkring 3000, hvor sistnevnte virker som stabilisator for suspensjonen. Det resulterende system ble deretter homogenisert inntil den midlere vokspartikkelstørrelse var 1 mikron. Blandingen ble avkjølt til romtemperatur og til under stivne-punktet for voksen. Man fikk en stabil og lett fortynnbar suspensjon som under røring ble tilsatt en oppløsning av kokt stivelse inneholdende 10 vektdeler stivelse i 100 deler vann.

Ovennevnte sammensetning ble påført glassfibre under formingen ved temperaturer både over og under voksens smeltepunkt. Følgelig ble voksen påført som suspensjon i både fast og flytende tilstand. Påføringen av overtrekket ble foretatt vea hjelp av belte-metoden eller skjørtmetoden ifølge U.S. patent nr. 2.873*718, °S sammensetningen ble påført fibre som beveget seg med en hastighet på omkring 4- 000 meter pr. minutt. Stabilisatoren besto av propylen-glykolestere av alginsyre, fremstilt fra forskjellige arter brun tang. Dette fløtefargede, fiberaktige pulver har en størrelse på omkring 80 mesh, er lett oppløselig i vann under dannelse av en opp-løsning med pH lik omkring 4-

Eksempel 6.

Metoden ifølge eksempel 6 ble gjentatt, og man tilsatte dessuten 0,5 vektprosent gelatin til overtrekkssammensetningen.

Eksempel 7«

Eksempel 5 ble gjentatt, under tilsetning av 1 vektprosent kationisk smøremiddel inneholdende imidazolinmodifisert polyester. Dette smøremiddel er reaksjonsprodukter mellom dietylenglykol, malein-syre, dietylentriamin og stearinsyre, som angitt i U.S. patent nr. 3.O97'963' Dette reaksjonsprodukt mellom en umettet polyester og fett-syrederivåtet av et diamin eller imidazolin er et kationisk smøremiddel med affinitet til glass.

Eksempel 8.

Eksempel 5 ble gjentatt uten homogeniseringstrinnet for vokssuspensjonen. Man fikk følgelig en midlere diameter for vokspartiklene som lå på omkring 40 mikron,

Eksempel 9.

Man dannet en sammensetning ut fra følgende ingredienser:

Ovennevnte voksemulsjon inneholdt en voks med et smeltepunkt på 50,6°C, og var en virkelig emulsjon, idet voksen var dispergert i vannfasen, mens voksen var i smeltet form, og ble konstant holdt over voksens smeltepunkt også under påføringen på glassfibrene. Stivelsen ble kokt ved 100°C. Selv om påføringen ved dette eksempel ble foretatt ved høyere temperatur enn voksens smeltepunkt, er dette ikke nødvendig eller alltid foretrukket. Sammensetningene påføres vanligvis ved en temperatur på mellom 27 og ') Q°G.

Eksempel 10.

En forbedret overtrekkssammensetning besto av følgende ingredienser, i vektprosent:

Det ble i dette eksempel benyttet parafinvoks med et smeltepunkt på mellom 49 og 52°C, men man kan også benytte andre vokser med høyere smeltepunkt. Voksemulsjonen omfatter fortrinnsvis propylenglykol-alginater, dvs. propylenglykol-estere av alginsyre som stabilisator. Blandingens faststoffinnhold er 3»5%>°S PH omkring 4»6»

Den lille mengde gelatin virker som filmdanner for å gi bedre garnseparasjon, og dens nærvær forbedrer tvinningsoperasjonen. Man kan tilsette et konserveringsmiddel som tertiært butyl-tinn-oksyd eller fenyl-kvikksølvacetat for å konservere stivelsen og gelatinet før og etter påføringen på fibrene.

Det kationiske smøremiddel som ble tilsatt ifølge eksempel 10, ble øket i mengde, uten å forandre innholdet av de andre ingredienser eller deres mengdeforhold. Ved tilsetning på 0,75%» fikfc man forbedret garnseparasjon og nedsatt garnoppflising. Prosentinn-holdet kationisk smøremiddel ble øket til 1,05% me(i gode resultater.

Foretrukne sammensetninger for påføring på fibere av

Man har benyttet forskjellige typer kokt stivelse. Umodifisert potetstivelse, kationisk maisstivelse, etylert kornstivelse, modifisert potetstivelse og umodifisert maisstivelse kan benyttes.

Det kationiske smøremiddel kan også bestå av oktadecyl-aminacetat eller en kvaternær ammoniumforbindelse.

Sammensetningene fremstilles ved å blande stivelsen og vannet i en hovedtank under god røring, for å hindre klumping. Blandingen oppvarmes under fortsatt røring, og avkjøles ved tilsetning av vann. Det kationiske smøremiddel blandes med varmt vann i en separat beholder og tilsettes iivelsen under langsom røring. Gelatin tilsettes varmt vann, og etterat det er oppløst settes det hele til hoved-blandingen under langsom røring. Propylenglykol-alginat tilsettes vannet i en separat tank under hurtig røring, for å hindre klumping. Stabilisatoren og vannet oppvarmes til en oppløsning. Voksen oppvarmes i en separat beholder og tilsettes langsomt til stabilisatoren og vannet under hurtig røring. Voksemulsjonen homogeniseres og tilsettes derpå hovedtlandingen sammen med vann. Faststoffinnholdet justeres deretter. pH justeres ved tilsetning av eddiksyre eller ammoniakk, til det ligger på omkring 4,6.

Fiberglassgarn belagt med sammensetningen i henhold til oppfinnelsen, har overlegne bearbeidelsesegenskaper. Fiberglasspro-dukter er av den vesentligste betydning i denne sammenheng. Man får en meget lav grad av "vandring" av belegningsmaterialene i formingsspolen, slik at garnene får en jevn overflate. Brukne filamenter og oppflising forekommer praktisk talt ikke når trådene er belagt ifølge oppfinnelsen. Garnseparasjonen er utmerket. Videre er tekstiler vevet med garn som er belagt i henhold til oppfinnelsen, uten den tidligere nevnte farge- eller fargesigingsproblemer, hvilket klart viser hvor enkelt beleggene ifølge oppfinnelsen kan fjernes. Garnene renses lettere ved varmebehandling. Det er videre mulig å benytte så lite som l/lO av den mengde belegningssammensetning som trenges ved vanlig belegning, med derav følgende besparelser, og fremdeles oppnå overlegne overtrekksegenskaper. Videre har garnene i henhold til oppfinnelsen overlegne egenskaper når det gjelder å gi produktene tekstur av forskjellig type, hvorved garnene gjøres voluminøse ved hjelp av spesielle metoder, for å oppnå en estetisk eller en ny virkning for det ferdige tekstil. Fiberglassgarn med overtrekk av kjent type har oppvist stadige problemer ved slik bearbeiding, ved at garnet ble utilstrekkelig behandlet, formodentlig som et resultat av for sterk og for ujevn belegning, og den stive interiiber-sammenbinding som fulgte av overtrekksmaterialer som stivelse. Endelig er apparatur som er benyttet til behandling av garn belagt i henhold til oppfin-

nelsen, markert fri for avskallet belegg og fiberavskrapninger, med følgende nedsatt avbruddstid og vedlikeholdstid. Overtrekkssammen-

setningen ifølge oppfinnelsen utpreger seg ved liten "vandring" som definert ovenfor, sammenliknet med andre handelsvanlige overtrekks-

sammensetninger. Når det gjelder nedsettelsen av den nødvendige mengde belegningsmateriale, og nødvendigheten av en tørr filmdanner i belegningssammensetningen, har eksperimenter klargjort disse forhold.

I en forsøksserie ble identiske fiberglassgarn belagt under spole-

formingen med 0,2, 0,4, 0,6 og 1,5 vektprosent av et belegg med sam-

mensetning som i eksempel 6 og med 0,75» 1>1>.1>7> 2»2 og 3»5 vekt-

prosent av et stivelsesovertrekk som i overveiende grad benyttes av vevere av fiberglassgarn. I alle tilfeller var garn overtrukket med de forskjellige mengder sammensetninger i henhold til oppfinnelsen,

sterkt overlegne i forhold til alle de garn som ble belagt med de kjente stivelsessammensetninger. For det første, var alle garn belagt i henhold til oppfinnelsen, uten oppflisede filamentender etter tvinning og oppspoling. Derimot var garn belagt med vanlige sammen-

setninger, beheftet med adskillige oppflisede ender, og garn med et belegg på 0,75 °S 1>1% belegg var så oppfliset at garnene måtte kasseres som ubrukbart for vevingen, som et resultat av utilstrekkelig beskyttelse av filamentene, på grunn av for små mengder belegnings-

sammensetning, til tross for at man har benyttet mellom 3 og 5 ganger så meget overtrekk som garnet med 0,2 vektprosent overtrekk i henhold til oppfinnelsen.

Claims (6)

1. Vandig dispersjon av en parafinvoks og fctivelse for dannelse av et beskyttelsesovertrekk på fibre, spesielt glassfibre, karakterisert ved at parafinvoksen foreligger i disper-

sjonen i form av partikler med en størrelse under 10 mikron og at vokspartiklene er overtrukket med stabiliseringsmiddel, som består av et polysaccarid med lipofile sidekjeder med 2-10 karbonatomer eller av et annet overflateaktivt middel med hydrofil-lipofil balanse mellom 3 og 16, samt at dispersjonen dessuten inneholder et kationisk smøremiddel som er en kvaternær nitrogenforbindelse, fortrinnsvis en kvaternær ammoniumforbindelse av en fettsyre eller en kvaternær nitrogenforbindelse av en polyester, idet, beregnet på vekten av faste bestanddeler i dispersjonen, voksens vektmengde utgjør 10-80%, stivel sens vektmengde utgjør 20-90% og det kationiske smøremiddels vektmengde utgjør opptil 30%, fortrinnsvis 5-30%, og idet stabiliseringsmidlet utgjør mer enn 1% av voksens vekt.

2. Bispersjon ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder 1-7 vektprosent faste bestanddeler, idet resten hovedsakelig utgjøres av vann.

3« Dispersjon i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at parafinvoksen har smeltepunkt over 50°C.

4' Dispersjon i henhold til et av kravene l-3i karakterisert ved at dispersjonen inneholder polyvinylalkohol som sekundær filmdanner.

5. Dispersjon i henhold til krav 4» k a r a. k t e r i- s e r t ved at den inneholder

6. Dispersjon ifølge et av kravene 1-5»karakterisert ved at stabiliseringsmidlet omfatter en eller flere av føl-gende emulgatorer: sorbitan-monostearat, polyoksyetylen-sorbitan-monostearat, polyoksyetylen-sorbitan-monooleat, etoksylert ricinusolje. 7. ' Dispersjon i henhold til et av kravene 1-5»karakterisert ved at stabiliseringsmidlet omfatter propylenglykol-alginat.