DE69210056T2 - Stärke-Öl-Behandlung für Glasfasern - Google Patents
Stärke-Öl-Behandlung für GlasfasernInfo
- Publication number
- DE69210056T2 DE69210056T2 DE69210056T DE69210056T DE69210056T2 DE 69210056 T2 DE69210056 T2 DE 69210056T2 DE 69210056 T DE69210056 T DE 69210056T DE 69210056 T DE69210056 T DE 69210056T DE 69210056 T2 DE69210056 T2 DE 69210056T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- amount
- weight
- starch
- range
- aqueous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 title claims description 51
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 title claims description 40
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 title claims description 40
- 239000008107 starch Substances 0.000 title claims description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 68
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 58
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 31
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 23
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 15
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 13
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 9
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 9
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 8
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 5
- -1 sorbitan ester Chemical class 0.000 claims description 5
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 claims description 3
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 3
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 3
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical group C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 claims description 2
- PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N Trioleoylglycerol Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002385 cottonseed oil Substances 0.000 claims description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 2
- 239000008172 hydrogenated vegetable oil Substances 0.000 claims description 2
- LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N octadecanamide Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000020777 polyunsaturated fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001593 sorbitan monooleate Substances 0.000 claims description 2
- 229940035049 sorbitan monooleate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 claims description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 2
- BAECOWNUKCLBPZ-HIUWNOOHSA-N Triolein Natural products O([C@H](OCC(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC)C(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC BAECOWNUKCLBPZ-HIUWNOOHSA-N 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 4
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 4
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920001685 Amylomaize Polymers 0.000 description 3
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 3
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluorocyclohexane Chemical compound FC1(F)CCCCC1 ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-Octylphenol monoethoxylate Chemical compound CC(C)(C)CC(C)(C)C1=CC=C(OCCO)C=C1 JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- APQHKWPGGHMYKJ-UHFFFAOYSA-N Tributyltin oxide Chemical compound CCCC[Sn](CCCC)(CCCC)O[Sn](CCCC)(CCCC)CCCC APQHKWPGGHMYKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002979 fabric softener Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical class [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 235000011069 sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229940117972 triolein Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/24—Coatings containing organic materials
- C03C25/40—Organo-silicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/24—Coatings containing organic materials
- C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
- C03C25/32—Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C03C25/321—Starch; Starch derivatives
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung ist ausgerichtet auf eine verbesserte wäßrige chemische Stärke-Öl-Behandlung für Glasfasern.
- Bei der Herstellung von Glasfasern für Textilanwendungen wird eine wäßrige chemische Behandlung vom Stärke-Öl-Typ hei den Glasfasern während ihrer Gestaltung angewandt. Diese Behandlung schützt die Fasern vor Zwischenfaserabrieb, wenn eine Vielzahl von Fasern zur Herstellung eines Strangs zusammengefaßt wird und bei jedem nachfolgenden Drillvorgang. Die während der Gestaltung der Glasfasern angewandte wäßrige chemische Behandlung wird gewöhnlich als eine Schlichtenzusammensetzung bezeichnet. Die Herstellung gedrillter Glasfaserstränge umfaßt die Bildung der Stränge und das Zusammenfassen von einem oder mehreren Strängen auf einer Garnformungsspule sowie das anschließende Verdrillen der Stränge auf der Garnformungsspule auf einem Drillrahmen und das Sammeln der gedrillten Stränge oder des Garnes auf einer Spule.
- Wie in der US-A- 4.397.913 (Fahey) erwähnt, die wie die vorliegende Anmeldung dem gleichen Inhaber zugeteilt wurde, können in der Textilindustrie verwendete Glasfaserstränge in Form gedrillter, gefachter, geflochtener oder gewebter Produkte existieren. Eine Art von Glasfaserstranggarn hat einen einzelnen Strang, der gedrillt wird, und gefachte Garne haben mehrere Stränge, die gleichzeitig zusammengedrillt werden. Wie in der US-A- 4.397.913 erwähnt werden Glasfasergarne zur Herstellung von Massiggarnen verwendet. Die Schlichtenzusammensetzung spielt eine Rolle in der Herstellung von Massiggarnen. Sie ermöglicht eine richtige Vollständigkeitsmenge, um die Fasern vor dem Aufquellen zu schützen, ermöglicht aber auch die Absonderung einer oder mehrerer Fasern, wenn das Garn zum Aufguellen mit Flüssigkeit oder Luftdruck in Kontakt gebracht wird, wie in der US-A- 4.397.913 beschrieben.
- Die US-A- 4.397.913 offenbart eine wäßrige Stärke-Öl- Schlichtenzusammensetzung zur Behandlung von Glasfasern, die eine Stärke, ein nichtionisches Gleitmittelwachs, ein oder mehrere nichtionische Emulgatoren, einen Stärkeweichmacher, ein kationisches Gleitmittel, ein Vernetzungsmittel und einen oder mehrere estermodifizierte Aminosilan- Haftvermittler in einer Menge von 7 bis 15 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile umfaßt.
- Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Zurverfügungstellen einer wäßrigen Schlichtenzusammen-setzung vom Stärke-Öl-Typ für Glasfasern, die eine gute Verarbeitung in und/oder Ausführung von Massiggarnen ergibt.
- Die vorerwähnten Ziele und andere Ziele werden durch eine wäßrige stärkehaltige Schlichtenzusammensetzung zur Behandlung von Glasfasern erreicht, enthaltend:
- a. Stärke mit einem Brabender-Wert entsprechend einer Geltemperatur im Bereich von ungefähr 65ºC bis ungefähr 90ºC und einer maximalen Viskosität im Bereich von ungefähr 500 BU bis ungefähr 1200 BU bei einer Konzentration von 5 % bezogen auf die Trockensubstanz in einer Menge im Bereich von 30 bis 60 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile der Zusammensetzung.
- b. Ein nichtionisches Gleitmittel in der Menge von 15 bis 36 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile,
- c. ein oder mehrere Wachse in der Menge von 3 bis 6 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile,
- d. einen oder mehrere nichtionische Emulgatoren, die ein Gesamt-HLB im Bereich von 8 bis 20 ergeben,
- e. einen Stärkeweichmacher in der Menge von 3 bis 6 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile,
- f. ein kationisches Gleitmittel in der Menge von 7 bis 14 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile,
- g. eine Wassermenge zum Erzeugen eines Gesamtfeststoffgehalts der Schlichte im Bereich von 0,5 bis 4 Gewichtsprozent, dadurch gekennzeichnet, daß sie
- h. einen Iminalkylalkoxysilan-Haftvermittler, der ein Reaktionsprodukt einer Imin-Verbindung, ausgewählt aus Ehtylenimin und Polyethylenimin, und eines Aminoalkylalkoxysilans, ausgewählt aus Monoaminoalkylalkoxysilan und Diaminoalkylalkoxysilan, ist, in einer Menge von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile enthält.
- Zusätzlich können hydrolisierte Derivate des Silans und Salze der Silane, im allgemeinen als Silanolate charakterisiert, verwendet werden.
- Die wäßrige Schlichtenzusammensetzung wird zur Behandlung von Glasfasern während ihrer Gestaltung verwendet, wenn sie als Einzelfasern gebildet und zusammengefaßt werden, um einen aus einer Vielzahl von Fasern geformten Strang herzustellen. Im allgemeinen wird die Menge der Schlichtenzusammensetzung auf den Glasfasern auf Basis des Glühverlustes (LOI) ausgedrückt und liegt im Bereich von 0,1 bis 1,2 Gewichtsprozent des Stranges geschlichteter Glasfasern.
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf Glasfasern, die mit der vorerwähnten Schlichte in einer Menge von 0, bis 1,2 Gewichtsprozent der Fasern beschichtet sind.
- Beim wäßrigen Schlichten gemäß der vorliegenden Erfindung können alle Schlichtenzusammensetzungen vom Stärke-Öl-Typ mit mindestens einem Emulgator zum Emulgieren des Öls in Wasser verwendet werden, die den in der Technik der Behandlung von Glasfasern mit Stärke-Öl-Schlichtenzusammensetzungen Erfahrenen bekannt sind. In den US-A- 4.397.913 (Fahey), 4.296.173, 4.259.190, 4.233.046, 4.221.602, 4.002.445, 3.227.192 und 3.265.516 werden nichtexklusive Beispiele für Schlichten vom Stärke-Öl-Typ angegeben, einschließlich derjenigen mit Stärkemischungen und chemisch modifizierten Stärken, Ölen und Ölemulgatoren, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind. Zusätzlich können Mischungen und Kombinationen der verschiedenen Stärken und verschiedenen Öle verwendet werden, die den in der Technik Erfahrenen bekannt sind.
- Die effektive filmbildende Stärkemenge liegt im allgemeinen im Bereich von 30 bis 60 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile der wäßrigen chemischen Behandlungszusammensetzung. Nichtexklusive Beispiele für Stärkemischungen, die wie in den vorerwähnten Patenten detailliert beschrieben verwendet werden können, schließen eine hohe Amylosestärke- und eine niedrige Amylosestärkemischung ein. Die niedrige Amylosestärke beruht gewöhnlich auf Kartoffel- oder derivierter Maisstärke, wie zum Beispiel kationische, phosphatierte, ethoxylierte oder veresterte Derivate, und ist in einer Menge von rund 20 bis Gewichtsprozent der Mischung vorhanden. Die hohe Amylosestärke, die in einer Menge von rund 50 bis 60 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile der wäßrigen chemischen Zusammensetzung vorhanden ist, enthält gewöhnlich rund 55 Gewichtsprozent Amylose und ais Überrest Amylopektin. Der gesamte Amylosegehalt der Stärkemischung liegt im allgemeinen im Bereich von ungefähr 35 bis ungefähr 55 Gewichtsprozent des gesamten Stärkegehaltes. Eine am besten geeignete Stärkemischung besteht aus ungefähr 75 Gewichtsprozent bis ungefähr 95 Gewichtsprozent einer nichtderivierten, hohen Amylosestärke und rund 5 Prozent einer kationischen Maisstärke mit 50 Prozent Amylose und Granulaten mit einem Durchmesser im Bereich von 3 bis 20 Nanometern. Die verwendete Stärke weist mindestens eine Brabender-Kurve mit Werten auf entsprechend einem im Bereich von ungefähr 500 bis ungefähr 1200 Brabender- Einheiten liegenden Wert bei ungefähr 9,5 Prozent Trockensubstanz und einer Geltemperatur im Bereich von ungefähr 65 bis ungefähr 90ºC sowie einer maximalen Viskosität. Solch eine modifizierte, Amylose enthaltende Stärke kann aus jeder Stärkequelle stammen, wie zum Beispiel Mais, Weizen, Kartoffeln, Tapioka, wachshaltigem Mais, Sago, Reis und Hybridstärken etc. Ein am meisten geeignetes Beispiel für eine handelsüblich verfügbare Stärke ist die entweder von Maisstärke oder Hybridmaisstärke stammende Stärke, beziehbar von der National Starch and Chemical Company unter der Handelsbezeichnung Nabond-Stärken und von der American Maize Products Company unter der Handelsbezeichnung Amaizo 310 Stärke.
- Bevor die Stärke in der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung angewendet wird, wird sie gekocht, um ihre Suspension in der Schlichte zu erleichtern. Das Kochen geschieht in einem Strahlkocher, wie zum Beispiel dem von der National Starch and Chemical Company gelieferten, und die Kochtemperatur liegt im Bereich von ungefähr 113ºC (235ºF) bis ungefähr 129ºC (265ºF). Die Art der Stärke, die gekocht wird, ermöglicht nur teilweises, aber leichtes Kochen. Die modifizierten Stärken werden in der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung in einer Menge im Bereich von ungefähr 0,7 bis ungefähr 2 Gewichtsprozent, basierend auf der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung, angewendet.
- Ein typisches nichtionisches Gleitmittel wird aus der Gruppe hydrierter Pflanzenöle ausgewählt, wobei die Öle folgende sind: Baumwollsaatöl, Maisöl, Sojaöl, fettes Triglycerid, Glycerintrioleat, ihre Hydrierprodukte und ähnliche. Die Menge des in der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung vorhandenen nichtionischen Gleitmittels oder der Gleitmittel liegt im Bereich von ungefähr 0,3 bis ungefähr 0,7 Gewichtsprozent der wäßrigen Zusammensetzung. Auf Festsubstanzbasis (nichtwäßrige Bestandteilbasis) liegt die Menge des in der Schlichtenzusammensetzung vorhandenen nichtionischen Gleitmittels im weiten Bereich von 15 bis 36 Gewichtsprozent.
- Da das Öl in der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung vorkommt, ist ein Emulgator vorhanden, um das Öl in der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung mischbar zu machen. Jeder den in der Technik Erfahrenen bekannte, geeignete Emulgator mit der angemessenen hydrophilen-lipophilen Balance (HLB) kann verwendet werden. Ein geeigneter Emulgator ist ein Ethylenoxid-Derivat eines Sorbitanesters, ausgewählt aus Polyoxyethylen (5) Sorbitanmonooleat und Polyoxyethylen (20) Sorbitanmonostearat in einer effektiven emulgierenden Menge. Geeignete Emulgatoren und Dispergiermittel für die Öle sind diejenigen, die nichtionisch sind und die eine HLB im Bereich von ungefähr 8 bis ungefähr 20 aufweisen, oder irgendwelche Mischungen von Emulgatoren und Dispergiermitteln, die eine HLB in diesem Bereich ergeben.
- Die wäßrige Schlichtenzusammensetzung kann auch einen oder mehrere Wachsbestandteile haben, die alle geeigneten Wachse sein können, die den in der Technik Erfahrenen bekannt oder wie in der US-A- 4.397.913 angegeben sind. Ein nichtexklusives Beispiel für ein geeignetes Wachs ist Paraffin. Die Wachsmenge in der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung liegt im Bereich von ungefähr 0,07 bis ungefähr 0,37 Gewichtsprozent, basierend auf der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung. Auf Basis nichtwäßriger Bestandteile liegt die vorhandene Wachsmenge im allgemeinen im Bereich von 3 bis 6 und höher, spezifischer in einem Bereich von 3 bis weniger als 5.
- Die wäßrige Schlichtenzusammensetzung kann auch einen Stärkeweichmacher enthalten, um die Sprödigkeit der Glasfaserstränge zu verringern. Solch ein in der vorliegenden Erfindung nützlicher Weichmacher ist ein Polyethylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von ungefähr 300, verfügbar als das Produkt "Carbowax 30C". Anstelle des Polyethylenglykols mit niedriegem Molekulargewicht kann Glycerin in einer ahnlichen Gewichtskonzentration verwendet werden. Die Menge des in der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung vorhandenen Stärkeweichmachers liegt im Bereich von ungefähr 0,07 bis ungefähr 0,14 Gewichtsprozent. Auf Basis nichtwäßriger Bestandteile liegt die Menge des vorhandenen Starkeweichmachers im allgemeinen im Bereich von 3 bis 6, spezifischer in einem Bereich von 3 bis weniger als 5.
- Die wäßrige Schlichtenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält auch ein kationisches Gleitmittel oder einen Textilweichmacher, um die geschlichteten Glasfasern weichzmachen. Typische kationische Gleitmittel oder Weichmacher sind Alkylimidazolin-Derivate, wie zum Beispiel die in den US-A- 2.200.815, 2.267.965, 2.268.273 und 2.355.837 beschriebenen. Das als "Cation-X " bezeichnete Material ist ein Beispiel für solch ein Material, bei dem das Alkylimidazolin-Derivat das Reaktionsprodukt von Stearinsäure, Tetraethylenpentamin und Essigsaure ist. In Säure gelöste, wasserdispergierbare, stearinsaure Amide und wasserfreie Säure und aufgelöste, wasserdispergierbare Fettsäureamide mit niedrigem Molekulargewicht sowie wasserfreie Säure, aufgelöste polyungesättigte Fettsäureamide mit niedrigem Molekulargewicht können auch als kationische Gleitmittel verwendet werden. Die Menge der in der Schlichtenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendeten kationischen Gleitmittel liegt im Bereich von ungefähr 0,14 bis ungefähr 0,28. Auf nichtwäßriger Basis liegt die Menge des kationischen Gleitmittels im Bereich von 7 bis 14, spezifischer im Bereich von 7 bis 12.
- Die wäßrige Schlichtenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält auch einen besonderen Typ eines Silan- Haftvermittlers der eine gute Verarbeitbarkeit beim Auftragen der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung auf die Glasfasern ergibt und den geschlichteten Glasfasersträngen gute Textilgebrauchseigenschaften verleiht. Dieser Silan- Haftvermittler ist ein Iminorganosilan, das ein Reaktionsprodukt eines Mono- oder Diaminoalkylalkoxysilans mit Ethylenimin oder Polyethylenimin ist. Ein geeignetes Monoaminoalkylalkoxysilan ist Aminopropyltrimethoxysilan, und es kann mit Polyethylenimin zur Reaktion gebracht werden. Das sich ergebende Reaktionsprodukt karin eine Formel haben, wie zum Beispiel:
- NH&sub2;-CH&sub2;-CH&sub2;-(NH-CH&sub2;-CH&sub2;)n-NH-CH&sub2;-CH&sub2;-CH&sub2;-Si(OR')&sub3;, in der R' C&sub1; bis C&sub4; Alkyl (z.B. Methyl, Ethyl, Propyl etc.) ist und n eine ganze Zahl von 4 bis 37 oder ausgedrückt als Molekulargewicht von ungefähr 400 bis ungefähr 1800 darstellt.
- Ein handelsüblich zur Verfugung stehendes Material, das solch ein Reaktionsprodukt hat, ist als (N-Trimethoxysilylpropyl)polyethylenimin, auch bekannt als Potyethyleniminopropyltrimethoxysilan, in einer 50prozentigen Isopropanol-Lösung verfügbar, zu beziehen von Hills America Inc., 2570 Pearl Buck Road, Bristol, Pennsylvania 19007, unter der Handelsbezeichnung CPS076. Dieses Material hat ein mittleren Molekulargewicht von 1000 und einen Brechungsindex von 1,442 sowie ein spezifisches Gewicht von 0,91 und eine Viskosität von 1,75-2,50 cm²/s (175-250 Zentistokes) und ist in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent der nichtwäßrigen Bestandteile der Schlichte vorhanden. Ein anderes geeignetes Iminorganosilan ist ein Reaktionsprodukt von
- NH&sub2;-CH&sub2;-CH&sub2;-NH-CH&sub2;-CH&sub2;-CH&sub2;-Si(OR')&sub3;,
- worin R' C&sub1; bis C&sub4; Alkyl (z.B. Methyl, Ethyl, Propyl etc.) ist, mit Ethylenimin
- um die folgendermaßen dargestellten Verbindungen zu bilden:
- worin x 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 2 ist, um ein Molekulargewicht für diesen Molekulanteil im Bereich von ungefähr 400 bis ungefähr 1800 zu ergeben, und worin R' Methyl ist, obgleich klar sein sollte, daß die anderen Alkoxy-Derivate auf die gleiche Art zubereitet werden können. Im allgemeinen werden 1 bis 10 Mole des Imins pro Mol des Diamino-Ausgangsmaterials benutzt.
- Die Menge des Silan-Haftvermittlers in der wäßrigen Schlichtenzusammensetzung liegt im Bereich von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, basierend auf den nichtwäßrigen Bestandteilen.
- Auch kann die Schlichtenzusammensetzung ein Vernetzungsmittel enthalten, das vorzugsweise nichtionisch ist, obgleich es auch ein kationisches Vernetzungsmittel sein kann. Jedes Material, mit dem man in der Technik Erfahrung hat, kann verwendet werden, um die Oberflächenspannung der wäßrigen Schlichte zu verringern, so daß sie ungefähr 25 bis 35 Dien pro Zentimeter beirägt. Ein besonders geeigiletes nichtionisches Vernetzungsmittel ist Octyl-Phenoxypoly(ethylenoxy)ethanol, verfügbar unter der Handelsbezeichnung IGEPAL CA630. Dieses Material ist in einer effektiven Vernetzungsmittelmenge vorhanden.
- Da Stärke vorhanden ist, kommt gewöhnlich auch ein kleine Menge Fungizid und/oder Bakterizid in der Schlichtenzusammensetzung vor, um das Wachstum von Pilzen und/oder Bakterien in der Schlichte zu unterdrücken. Jedes den in der Technik Erfahrenen bekannte Fungizid oder Bakterizid kann verwendet werden, wie zum Beispiel eines der organometallischen Fungizide vom quaternären Typ, zum Beispiel Tributylzinnoxid. Das Fungizid wird in ausreichenden Mengen angewendet, um einem Schimmelangriff oder -wachstum auf den Stärkederivat enthaltenden Glasfasern vorzubeugen oder dies zu hemmen. Geeignete effektive Mengen entsprechen ungefähr 3 Millilitern auf alle 283,9 l (75 Gallonen) der Schlichtenzusammensetzung, und diese Menge kann abhängig von der in der Schlichte verwendeten Stärkemenge variiert werden.
- Der gesamte Festsubstanzgehalt (nichtwäßrig) der wäßrigen Schlichte liegt im Bereich von 0,5 bis 4 Gewichtsprozent, vorzugsweise im Bereich von rund 1,9 bis 2,6 Gewichtsprozent. Unter allen Umständen sollte die Gesamtfestsubstanz auf ein Niveau eingestellt werden, durch das die Viskosität der Schlichte zum Auftragen auf die Glasfasern während ihrer Bildung akzeptabel wird; diese Viskosität beträgt typischerweise ungefähr 0,01 (10) bis 0,05 Pas (50 Zentipoise) bei 60ºC.
- Die Schlichtenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird für das Auftragen auf die Fasern während ihrer Bildung verwendet, um die Fasern gegen Zwischenfaserabrieb zu schützen, wenn sie zu Strängen zusammengefaßt werden, um ein schnelles Entfernen des Stranges oder der Stränge aus den Lieferspulen fur einen Aufquellvorgang der Stränge und schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeiten beim Aufguellen zu ermöglichen, wobei die Fasern im Strang bis zu einem bestimmten Grad getrennt werden, wenn der Strang oder die Stränge der Absonderungskraft des Aufquellverfahrens unterworfen werden.
- Die Schlichtenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird während der Gestaltung der Fasern durch eine Appliziereinrichtung auf die Glasfasern aufgetragen. Die Schlichte kann auf Glasfasern aufgetragen werden, die irgendeine den in der Technik Erfahrenen bekannte Glaszusammensetzung aufweisen. Dies schließt E-Glas, 621- Glas, S-Glas und Derivate davon ein, die niedrig in oder frei von Bor und/oder Fluor sind. Nachdem die Schlichtenzusammensetzung auf die Fasern aufgetragen ist, werden die Fasern durch einen Sammelschuh zu einem oder mehreren Strängen zusammengefaßt und auf einer rotierenden Haspel vom Trommeltyp aufgewickelt, um eine Garnformungsspule herzustellen. Der Glasbruch, auf dem die Garnformungsspule sitzt, kann mit ungefähr 4000 bis 5000 Umdrehungen pro Minute gedreht werden, und eine Spirale kann verwendet werden, um den Strang auf die Garnformungsspuie zu leiten. Die Appliziereinrichtung, mit der die Schlichte auf die Fasern aufgetragen wird, ist im allgemeinen eine rotierende Appliziereinrichtung vom Riementyp, aber jede den in der Technik Erfahrenen bekannte Appliziereinrichtung kann verwendet werden. Nach Abschluß der Wicklung der Garnformungsspule wird die Garnspule zum Trocknen in einen Ofen gegeben. Andere herkömmliche Methoden zum Auftragen der Schlichte auf die Fasern können angewandt werden, wie zum Beispiel Sprühen, Tauchen und ähnliche. Die Faserdurchmesser der Fasern, auf die die Schlichte aufgetragen wird, können im Bereich von ungefähr 3 bis höher als 30 µm liegen. Die Glasfasern können zu irgendeiner Strangform zusammengefaßt werden, die den in der Technik Erfahrenen bekannt ist; zum Beispiel können D, DE-75, G-37, G-75 und/oder G-150 Strangausführungen geformt werden. Die auf die Fasern aufgetragene wäßrige Schlichte ergibt behandelte Fasern, die nach dem Trocknen einen Trockenrückstand der wäßrigen Schlichte auf den Fasern in einer Menge von 0,1 bis 1,2 Gewichtsprozent, vorzugsweise von weniger als 1 Gewichtsprozent, des geschlichteten Glasfaserstranges auf Basis des Glühverlustes (LOI) aufweisen. Ein Glühverlusttest ist eine gut bekannte Methode zur Bestimmung der chemischen Beschichtungsmenge auf Glasfasern.
- Die wäßrige Schlichtenzusammensetzung kann mit irgendeiner den in der Technik Erfahrenen bekannten Methode für den Einschluß von Bestandteilen gebildet werden, die mit Wasser verträglich sind, in wechselnden Stufen von wasserlöslich bis leicht wasserlöslich bis wasserunlöslich für ein Öl. Typischerweise wird das Öl zusammen mit einem oder mehreren Wachsen emulgiert, wobei sich die verschiedenen Wachse in ihrem Grad der Wasserlöslichkeit voneinander unterscheiden können. Diese Variabilität kann von wasserlöslich bis wasserunlöslich reichen. Auch kann das Vernetzungsmittel der Emulsion hinzugefügt werden. Die Stärke wird auf irgendeine den in der Technik Erfahrener bekannte Art gekocht, und die Bestandteile können gleichzeitig oder nacheinander so hinzugefügt werden, daß eine stabile Schlichtenzusammensetzung gebildet wird.
- Die wäßrige Glasfaserschlichte der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise folgenden Mischungsansatz. TABELLE I
- Die wäßrige Schlichte wird unter Benutzung von gefiltertem oder entmineralisiertem Stadtwasser zubereitet. Die Stärke wird mit kaltem Wasser in einem Stärkeschlammbehälter gemischt und bei einer Temperatur von ungefähr 118ºC (145ºF) gekocht, obgleich alternativ ein Kochen bei einer Temperatur von ungefähr 125ºC bis 129ºC (255ºF bis 265ºF) in einem Strahlkocher geschehen kann. In ein separates Mischgefäß wird Wasser gefüllt, und das Paraffin, das nichtionische Öl, der Emulgator und das Vernetzungsmittel werden zusätzlich in das Mischgefäß gegeben. Die Temperatur im Mischgefäß wird auf 76ºC bis 82ºC (170ºF bis 180ºF) gebracht, um das Wachs zu schmelzen. Die Mischung wird mit einem Eppenbach-Mischer ungefähr fünf Minuten lang gemischt. Heißes Wasser mit einer Temperatur von ungefähr 76ºC bis 82ºC (170ºF bis 180ºF) wird langsam hinzugefügt, bis die Mischung ihren Umwandlungspunkt durchläuft und eine Öl-in-Wasser-Emulsion entsteht. Eine Warmwassermenge von ungefähr 3 bis 6 Volumenprozent des Gesamtvolumens der zuzubereitenden Schlichte wird mit einer Temperatur von ungefähr 63ºC (145ºF) in einen Vormischbehälter gegeben. Das kationische Gleitmittel Cation-X wird zusätzlich in den Vormischbehälter gefüllt und unter Warmtemperatur bis zur Auflösung umgerührt. Die Temperatur sollte ungefähr 71ºC (160ºF) nicht übersteigen. Dieses verdünnte kationische Gleitmittel wird zusätzlich in den Hauptmischbehälter gegegeben. Glyzerin wird in der spezifizierten Menge direkt in den Hauptmischbehälter gegeben. Die spezifizierte Menge Essigsäure wird in den Vormischbehälter gefüllt, der kaltes Wasser in einer Menge von ungefähr 3 bis 6 Volumenprozent des Gesamtvolumens der zuzubereitenden Schlichte enthält. Das kalte Wasser hat eine Temperatur von 15ºC bis 27ºC (60 bis 80ºF). Diese Hinzufügung geschieht unter langsamem Rühren. Das Imin-Organosilan wird langsam unter Umrühren hinzugefügt, was rund 10 Minuten lang fortgeführt wird oder so lang, bis die Lösung klar wird. Dieses verdünnte Silan wird zusätzlich in den Hauptmischbehälter gefüllt. Das Bakterizid wird dann direkt in den Hauptmischbehälter gegeben. Die Mischung in dem Hauptmischbehälter wird mit heißem Wasser bis auf ihr Endvolumen verdünnt und langsam ungefähr fünf Minuten lang vermischt. Die Stärke-Öl- Schlichte hat einen Festsubstanzanteil von 2,1 bis 2,5 Prozent, einen pH-Wert von 5,2 bis 6,2, eine maximale Viskosität von ungefähr 0,02 Pas (20 Zentipoise) und wird so auf die Fasern aufgetragen, daß sich ein LOI im Bereich von ungefähr 0,3 bis 0,7 Prozent ergibt.
- Die bevorzugte Schlichtenzusammensetzung und die Schlichtenzusammensetzung der alternativen Ausführung werden verwendet, um Stränge mit Glasfasern mittleren Durchmessers, zum Beispiel bekannt als E-Fasern bis K- Fasern mit Faserdurchmessern von ungefähr 63,5 x 10&supmin;&sup5; cm (25 x 10&supmin;&sup5; Zoll) bis ungefähr 127 x 10&supmin;&sup5; cm (50 x 10&supmin;&sup5; Zoll), auf irgendeine herkömmliche Art zu behandeln. (Auch die Schlichte der alternativen Ausführung wird in herkömmlicher Art zur Behandlung von 25,4 (10) x 10&supmin;&sup5; bis ungefähr 101,6 (40) x 10&supmin;&sup5; cm (Zoll) verwendet.) Die Schlichtenzusammensetzung kann auf die Glasfasern aufgetragen werden, bevor sie zur Bildung eines eine unzählige Menge von Fasern - im allgemeinen im Bereich von 200 oder mehr - enthaltenden Stranges zusammengefaßt werden, mittels einer Rollappliziereinrichtung, die teilweise in die in einem Reservoir enthaltene Schlichtenzusammensetzung eingetaucht wird. Solch eine Appuziereinrichtung ist detaillierter in der US-A- 2.728.972 dargestellt. Jede andere Appliziereinrichtung, die den in der Technik Erfahrenen für das Auftragen einer wäßrigen Schlichtenzusammensetzung auf Glasfasern bekannt ist, kann verwendet werden. Die Fasern werden durch einen Sammelschuh zu Strängen zusammengefaßt und auf eine Garnformungsspule gewickelt, die sich im allgemeinen mit 4000 bis 5000 RPM und höher dreht, abhängig von der Leistungsfähigkeit des Wicklers, die im Bereich von ungefähr 4,267 m (14.000 Fuß) pro Minute liegt. Alle anderen Methoden zum Auftragen der Schlichtenzusammensetzung auf die Glasfaserstränge, wie zum Beispiel eine Kissenappliziereinrichtung, können angewendet werden, und ein Strang kann mit anderen Methoden als durch Aufwickeln auf den Formrohren geformt werden, wie zum Beispiel mittels eines Paares sich drehender Radabzieher, die die Fasern in ein geeignetes Sammelgerät führen. Die auf eine Garnformungsspule gewickelten Glasfaserstränge werden dann in einem Ofen oder an der Luft getrocknet. Die Garnformungsspule des Glasfaserstranges oder der -stränge kann direkt in einem Aufquellverfahren verwendet werden, um Massiggarn aus Glasfasersträngen herzustellen.
- Alternativ können der auf einer Garnformungsspule vorhandene Glasfaserstrang oder die vorhandenen Glasfaserstränge zur Verwendung in einem Aufguellverfahren auf eine Spule plaziert werden. Der Glasfaserstrang von einer Garnformungsspule wird auf eine Spule gebracht indem Stränge von einer Vielzahl von Garnformungsspulen auf einem Drillrahmen auf eine Vielzahl von Spulen mit einem Strang oder mehreren Strängen pro Spule abgewickelt werden. Während des Abwickel- und Wiederaufwickelvorgangs wird der Strang verdreht, wodurch für eine Ganzheit für die nachfolgende Verarbeitung gesorgt wird.
- Der getrocknete Glasfaserstrang, vorzugsweise von Garnformungsspulen, kann mit irgendeiner Methode zum Aufquellen von Glasfasersträngen aufgequollen werden, um Garn mit verknäuelten Schleifen oder Knoten herzustellen, aber bevorzugt wird die Herstellung von texturiertem Glasfasergarn. Das texturierte Glasfasergarn kann aus einem oder einer Vielzahl von Strängen bestehen, die das Garn enthalten. Eine Herstellungsmethode für texturiertes Glasfasergarn kann die in der US-A- 4.003.111 dargestellte sein. Bevorzugt wird die Herstellung des texturierten Glasfasergarns durch den Durchlauf des aus einem oder mehreren Strängen zusammengesetzten Garns durch eine Nadelluftdüse vom Venturi-Typ.
- Um die wäßrige Schlichtenzusammensetzung sowie die geschlichteten Glasfaserstränge und das aufgequollene Glasfaserstranggarn der vorliegenden Erfindung näher zu erläutern, wird auf die folgenden Beispiele Bezug genommen.
- Eine wäßrige Schlichtenzusammensetzung wurde auf die in der bevorzugten Ausführung beschriebene Art mit folgendem Mischungsansatz hergestellt:
- Der Festsubstanzgehalt der Schlichtenzusammensetzung betrug 2,3 Prozent mit einem pH-Wert von 5,68 und einer Viskosität von 0,008 Pas (8,0 Zentipoise).
- Die Schlichte gemäß Beispiel 1 wurde auf Glasfasern mit einem Faserdurchmesser G aufgetragen un(i in eine Strangform von G37 gebracht. Die Garnformungsspulen wurden 24 Stunden lang luftgetrocknet und auf Spulen gedreht, um Maschinengarn mit einer Drehung von 1/0 0,7 % herzustellen. Das Material wurde anschließend zu texturiertem Einzelfadengarn aufgequollen bei Geschwindigkeiten von annähernd 731,5 m (800 Yards) pro Minute mit minimaler Düsenausblasung und minimalem Spulennachrutsch. Das aufgequollene Garn wies eine Verbesserung von 25 Prozent in bezug auf die Zugfestigkeit und eine Verbesserung von 5 Prozent in bezug auf das Aufquellniveau, basierend auf der Luftdurchlässigkeit, auf. Die Bearbeitung des Garns geschah mit minimalem Spulennachrutsch und minimaler Düsenausblasung sowie ohne Aufbauprobleme der Garnspule. Im Aufquellniveau zeigte das Produkt einen Durchschnitt von 74 Verflechtungen pro Meter, gewonnen aus 8 Messungen mit Werten im Bereich zwischen 70 bis 80. Das Produkt besaß eine Zugfestigkeit von 4,13 kg (9,1 Pfund) im Vergleich zu einem handelsüblich verfügbaren Garn mit einer Zugfestigkeit von 3,31 kg (7,3 Pfund).
- Vorhergehend wurde eine wäßrige Schlichtenzusammensetzung für Glasfasern zur Herstellung von Massiggarn beschrieben, die mit höheren Geschwindigkeiten und mit minimalen Verarbeitungsproblemen durchgeführt werden kann. Die Schlichtenzusammensetzung kann in einem breiten Bereich von Faserdurchmessern angewendet werden, ohne die Notwendigkeit von Sonderbestandteilen für feine Fasern. Die Schlichtenzusammensetzung ist eine Stärke-Ol-Schlichte mit einem Imin-Alkoxy-Silan, der auch einen oder mehrere Emulgatoren, ein oder mehrere Stärkeweichmacher, ein kationisches Gleitmittel und ein nichtionisches Vernetzungsmittel enthält. Unerwartet wurde entdeckt, daß diese Stärke-Öl-Schlichte verbesserte Leistungsergebnisse der geschlichteten Glasfasern ergibt mit einer reduzierteren Silanmenge als in früheren handelsüblichen Stärke-Öl-Schlichten verwendet.
Claims (11)
1. Eine wäßrige stärkehaltige
Schlichtenzusammensetzung zur Behandlung von Glasfasern, enthaltend:
a. Stärke mit einem Brabender-Wert entsprechend einer
Geltemperatur im Bereich von ungefähr 65ºC bis ungefähr
90ºC und einer maximalen Viskosität im Bereich von
ungefähr 500 BU bis ungefähr 1200 BU bei einer Konzentration
von 9,5%, bezogen auf die Trockensubstanz, in einer Menge
im Bereich von 30 bis 60 Gew.-% der nichtwäßrigen
Bestandteile der Zusammensetzung,
b. ein nichtionisches Gleitmittel in einer Menge von
bis 36 Gew.-% der nichtwäßrigen Bestandteile,
c. ein oder mehrere Wachse in einer Menge von 3 bis 6
Gew.-% der nichtwäßrigen Bestandteile,
d. einen oder mehrere nichtionische Emulgatoren, die
ein Gesamt-HLB im Bereich von 8 bis 20 ergeben,
e. einen Stärkeweichmacher in einer Menge von 3 bis 6
Gew.-% der nichtwäßrigen Bestandteile,
f. ein kationisches Gleitmittel in einer Menge von 7
bis 14 Gew.-% der nichtwäßrigen Bestandteile,
g. eine Wassermenge zum Erzeugen eines Gesamtgehaltes
von Feststoffen für die Schlichte im Bereich von 0,5 bis
4 Gew.-%,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie
h. einen Iminalkylalkoxysilan-Haftvermittler, der ein
Reaktionsprodukt einer Imin-Verbindung, ausgewählt aus
Ethylenimin und Polyethylenimin, und eines
Aminoalkylalkoxysilans, ausgewählt aus Monoaminoalkylalkoxysilan und
Diaminoalkylalkoxysilan, ist, in einer Menge von 0,1 bis
3 Gew.-% der nichtwäßrigen Bestandteile enthält.
2. Die Schlichte nach Anspruch 1, wobei der Imin-Silan-
Haftvermittler (N-Trimethoxysilylpropyl)polyethylenimin
in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.-% der nichtwäßrigen
Bestandteile der Schlichte ist.
3. Die Schlichte nach Anspruch 1, wobei der Imin-Silan-
Haftvermittler (N-Trimethoxysilylpropyl)polyethylenimin
mit einem mittleren Molekulargewicht von 1.000 und einem
Brechungsindex von 1,442 und einem spezifischen Gewicht
von 0,91 und einer Viskosität von 1,75 bis 2,50 cm²/s
(175 bis 250 Centistokes) in einer 50 prozentigen
Isopropanol-Lösung ist und in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.-
% der nichtwäßrigen Bestandteile der Schlichte vorhanden
ist.
4. Die Schlichte nach Anspruch 1, wobei der Imin-Silan-
Haftvermittler ein Reaktionsprodukt von
Aminopropyltrimethoxysilan und Polyethylenimin ist mit der Formel
NH&sub2;-CH&sub2;-CH&sub2;-(NH-CH&sub2;-CH&sub2;)n-NH-CH&sub2;-CH&sub2;-CH&sub2;-Si(OR')&sub3;,
in der R' C&sub1;- bis C&sub4;-Alkyl ist und n eine ganze Zahl von
4 bis 37 ist oder einem Molekulargewicht von ungefähr 400
bis ungefähr 1800 entspricht.
5. Die Schlichte nach Anspruch 1, wobei der Imin-Silan-
Haftvermittler ein Produkt der Reaktion eines
Diaminoalkylalkoxysilans mit der Formel
NH&sub2;-CH&sub2;CH&sub2;-NH-CH&sub2;-CH&sub2;-CH&sub2;-Si(OR')&sub3;,
in der R' C&sub1;- bis C&sub4;-Alkyl (z.B. Methyl, Ethyl, Propyl
etc.) ist, mit 1 bis 10 Molen Ethylenimin
pro Mol der Diamino-Ausgangsverbindung ist.
6. Die Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Stärke in einem Strahlkocher bei einer
Temperatur im Bereich von 113ºC (235ºF) bis 124ºC (255ºF)
gekocht wird, was nur teilweises, aber einfaches Kochen
ermöglicht.
7. Die Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei das nichtionische Gleitmittel aus der Gruppe
hydrierter Pflanzenöle ausgewählt wird, in der die Öle
ausgewählt werden aus Baumwollsamenöl, Maisöl, Sojaöl,
Fettsäuretriglycerid, Glycerintrioleat.
8. Die Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der Emulgator ein Ethylenoxid-Derivat eines
Sorbitanesters ist, ausgewählt aus
Polyoxyethylen-(5)-sorbitanmonooleat und Polyoxyethylen-(20)-sorbitanmonostearat.
9. Die Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in
dem der Weichmacher ausgewählt ist aus
Polyoxyethylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht von ungefähr 300
und Glycerin.
10. Die Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei das kationische Gleitmittel ausgewählt ist aus der
Gruppe bestehend aus a) einem Alkylimidazol-Derivat, das
das Reaktionsprodukt von Stearinsäure,
Tetraethylenpentamin und Essigsäure ist, und b) durch Säure löslich
gemachten, wasserdispergierbaren Stearinsäureamiden und
wasserfreier Stearinsäure und c) löslich gemachten,
wasserdispergierbaren Fettsäureamiden mit niedrigem
Molekulargewicht sowie der korrespondierenden wasserfreien
Säure, löslich gemachten, polyungesättigten Fettsäureamiden
mit niedrigem Molekulargewicht in einer Menge von
ungefähr 7 bis ungefähr 14 Gew.-% der nichtwäßrigen
Bestandteile.
11. Glasfasern, die mit der Schlichte entsprechend den
Ansprüchen 1 bis 10 in einer Menge von 0,1 bis 1,2 Gew.-%
der Fasern beschichtet sind.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/639,618 US5120363A (en) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | Starch-oil treatment for glass fibers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69210056D1 DE69210056D1 (de) | 1996-05-30 |
| DE69210056T2 true DE69210056T2 (de) | 1997-02-06 |
Family
ID=24564862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69210056T Expired - Fee Related DE69210056T2 (de) | 1991-01-10 | 1992-01-04 | Stärke-Öl-Behandlung für Glasfasern |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5120363A (de) |
| EP (1) | EP0496195B1 (de) |
| CA (1) | CA2056354A1 (de) |
| DE (1) | DE69210056T2 (de) |
| ES (1) | ES2089249T3 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018229187A1 (de) | 2017-06-15 | 2018-12-20 | Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. | Schlichtefrei und silanfrei modifizierte glasfaseroberflächen, daraus hergestellte verbundmaterialien und verfahren zur herstellung der modifizierten glasfaseroberflächen |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4028704A1 (de) * | 1990-09-10 | 1992-03-12 | Bostik Gmbh | 2-komponenten-polyurethan-dichtungsmassen |
| US5393335A (en) * | 1993-04-23 | 1995-02-28 | Ppg Industries, Inc. | Starch-oil sizing for glass fibers |
| US5773146A (en) * | 1995-06-05 | 1998-06-30 | Ppg Industries, Inc. | Forming size compositions, glass fibers coated with the same and fabrics woven from such coated fibers |
| US6228496B1 (en) * | 1999-05-26 | 2001-05-08 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Sizing composition for glass fibers |
| GB2360525A (en) * | 2000-03-24 | 2001-09-26 | Dow Corning Sa | Barrier coatings |
| US7829513B2 (en) * | 2009-03-12 | 2010-11-09 | Greenology Products, Inc. | Organic cleaning composition |
| KR20240009968A (ko) * | 2021-05-20 | 2024-01-23 | 사카모토 야쿠힌고교 가부시키가이샤 | 유리 성분 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3664982A (en) * | 1969-12-24 | 1972-05-23 | Owens Corning Fiberglass Corp | Reaction product of hydrolyzed siloxane and an imine polymer and glass strands coated therewith |
| US3873352A (en) * | 1971-12-17 | 1975-03-25 | Owens Illinois Inc | Abrasion resistant one step glass coating with excellent labelability |
| US4221602A (en) * | 1979-05-16 | 1980-09-09 | Ppg Industries, Inc. | Size for forming glass fibers having a reduced tendency to give gumming deposits |
| US4259190A (en) * | 1979-09-13 | 1981-03-31 | Ppg Industries, Inc. | Glass fibers with reduced tendency to form gumming deposits and sizing composition |
| US4397913A (en) * | 1980-11-13 | 1983-08-09 | Ppg Industries, Inc. | Starch-containing treating composition for glass fibers and treated glass fibers and strands |
| WO1986007072A1 (en) * | 1985-05-28 | 1986-12-04 | Scm Corporation | Silane modified polymers |
| US4681805A (en) * | 1985-12-23 | 1987-07-21 | Ppg Industries, Inc. | Strands of chemically treated glass fibers having a reduced tendency to give gumming deposits |
-
1991
- 1991-01-10 US US07/639,618 patent/US5120363A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-03 CA CA002056354A patent/CA2056354A1/en not_active Abandoned
-
1992
- 1992-01-04 ES ES92100082T patent/ES2089249T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-04 EP EP92100082A patent/EP0496195B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-04 DE DE69210056T patent/DE69210056T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018229187A1 (de) | 2017-06-15 | 2018-12-20 | Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. | Schlichtefrei und silanfrei modifizierte glasfaseroberflächen, daraus hergestellte verbundmaterialien und verfahren zur herstellung der modifizierten glasfaseroberflächen |
| DE102017113206A1 (de) | 2017-06-15 | 2018-12-20 | Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. | Schlichtefrei und silanfrei modifizierte Glasfaseroberflächen, daraus hergestellte Verbundmaterialien und Verfahren zur Herstellung der modifizierten Glasfaseroberflächen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0496195B1 (de) | 1996-04-24 |
| EP0496195A1 (de) | 1992-07-29 |
| CA2056354A1 (en) | 1992-07-11 |
| US5120363A (en) | 1992-06-09 |
| DE69210056D1 (de) | 1996-05-30 |
| ES2089249T3 (es) | 1996-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2802243C2 (de) | ||
| US3227192A (en) | Sized glass fabric and method | |
| US4259190A (en) | Glass fibers with reduced tendency to form gumming deposits and sizing composition | |
| US4296173A (en) | Glass fibers with reduced tendency to form gumming deposits and sizing composition comprising two starches with different amylose content | |
| US3664855A (en) | Size for fibers and glass fibers coated therewith | |
| US4397913A (en) | Starch-containing treating composition for glass fibers and treated glass fibers and strands | |
| US4168345A (en) | Sizing for glass fibers and other similarly-coated fibers | |
| US4066106A (en) | Sized woven glass fabric | |
| DE60018884T2 (de) | Degradierte, hydrophobierte und feinteilige Stärke und ihre Verwendung als Papierleimungsmittel | |
| US4370169A (en) | Aqueous dispersion of glass fibers and method and composition for producing same | |
| US3461090A (en) | Coating using wax,surfactant,and film former | |
| DE69210056T2 (de) | Stärke-Öl-Behandlung für Glasfasern | |
| US3265516A (en) | Glass fiber sizing composition | |
| US4681805A (en) | Strands of chemically treated glass fibers having a reduced tendency to give gumming deposits | |
| KR920009554B1 (ko) | 개선된 유리섬유 텍스타일 스트랜드 | |
| US4002445A (en) | Method of forming and sizing glass fibers | |
| US3167468A (en) | Method of applying an aqueous size to strands formed of glass filaments and product produced thereby | |
| DE2505742C3 (de) | Behandlungsmittel für synthetische Füllfasern | |
| US4233046A (en) | Method of making glass fibers having a reduced tendency to give gumming deposits | |
| US4197349A (en) | Glass fibers having a reduced tendency to give gumming deposits, forming size | |
| US4166872A (en) | Migration-resistant forming size compositions for fibrous glass | |
| US4221602A (en) | Size for forming glass fibers having a reduced tendency to give gumming deposits | |
| US3472682A (en) | Texturizable fibrous glass yarns and methods for their manufacture | |
| US4233809A (en) | Size composition for glass fibers | |
| DE69104897T2 (de) | Webbarer Textilglasstrang. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8332 | No legal effect for de | ||
| 8370 | Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: PPG INDUSTRIES OHIO, INC., CLEVELAND, OHIO, US |