DE930947C

DE930947C - Verfahren zum Schutz der Faeden in einer fortlaufenden Glasfadenlitze

Info

Publication number: DE930947C
Application number: DEO2313A
Authority: DE
Inventors: Jack H Waggoner
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1951-05-01
Filing date: 1952-04-25
Publication date: 1955-07-28
Also published as: US2710275A; FR1061882A; GB729754A; BE511067A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bündeln oder Litzen aus Glasfäden, in welchem die die Litzen bildenden Fäden voneinander getrennt und gegeneinander abgepufrert sind, um derart die Fäden während des Wirkens, Webens oder anderer Verarbeitungsvorgänge gegen Verletzungen zu schützen, und das Volumen oder die Masse einer eine gegebene Anza'hl von Glasfäden eines bestimmten Durchmessers enthaltenden Litze zu vergrößern.

Glasfadenlitzen, weldie für Textilzwecke verwendet werden, können aus 200 oder mehr einzelnen Glasfäden bestehen, deren jeder so· fein ist, daß er praktisch unsichtbar ist. Die 200 oder mehr Glasfäden sind in einer fortlaufenden Litze miteinander vereinigt, die dann annähernd die Maße bzw. das Volumen eines verhältnismäßig feinen Textilgarne wie eines Baumwoll-, Seide- oder anderen Garns oder Zwirns besitzt, der in der gleichen Weise verwendet wird, in der andere Textillitzen für die Her-Stellung von gewebten, gewirkten, verzwirnten u. dgl. Erzeugnissen und Gegenständen benutzt werden.

Ein Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Schutz der Glasfaden gegeneinander dadurch, daß jeder derselben gegen seine Nachbarfäden derart abgepuffert wird, daß die abschleifende Wirkung von Glas auf Glas sehr erheblich verringert wird.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Überziehen von Glasfäden, aus denen Litzen gebildet werden, mit

sehr feinen abpuffernd wirkenden Mitteln, die in einem Bindemittel· enthalten sind, in solcher Weise, daü jeder einzelne Faden mit einer sehr, dünnen Schicht dieses abpuffernden Stoffes überzogen und gegen seine Nadhbarfäden geschützt wird, ohne die wertvollen Eigenschaften oder das Aussehen der Fäden zu beeinträchtigen.
Von den Figuren ist
Fig. ι eine schematische Ansicht einer an eich bekannten Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung und

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. ι dargestellten Vorrichtung. .. ... -

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung zu behandelnde Glasfaden werden hergestellt, indem sie aus Strömen von geschmolzenem Glas ausgezogen werden, die aus einem in einem Behälter 10 enthaltenen Glasvorrat ausfließen. Diese Glasströme fließen durch Öffnungen von kleinstem Querschnitt ao in einer Wandung 11 des Behälters. Die Fäden 12 werden über eine Rolle 13 und dann durch eine Sammelrille 14 in einer Führung 15 geführt, die so angeordnet ist, daß sie die Fäden miteinander zu der Form einer Litze 16 von gruppierten Fäden vereinigt. Auf die Litze 16 wirkt dann ein Paar von Nocken 17 an einer umlaufenden Querwelle, worauf sie auf eine auf einer Spindel 20 sitzende umlaufende Spule 19 aufgewickelt wird.

Die Querwelle 18 dient dazu, die Litze 16 quer über die Oberfläche der umlaufenden Spuk 19 hin und 'her zu führen, um derart die Windungen der Litze in scharfen Winkeln zu vorher aufgelegten Windungen von Litzen aufzulegen, wie dies bei den beiden Litzen α und b in Fig. 2 ersichtlich ist. Nachdem eine erhebliche Litzerilänge auf die Spule 19 aufgewickelt worden ist, wird die Spindel 20 stillgesetzt und¹ die Litze 16 auf eine neue Spule 19, die auf die Spindel 20 aufgesetzt worden ist, aufgewickelt. Die gefüllte Spule mit der darauf befindlichen Litzenmenge dient als Vorrat für folgende Textilverarbeitungsvorgänge.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wirkt auf den Umfang der Rolle 13 eine Übertragungsrolle 2i, welche andererseits in einen in einem Behälter 23 enthaltenen Vorrat einer Überzugsflüssigkeit eintaucht. Der auf die fortlaufenden Glasfäden aufgetragene Überzug kann eine oder mehrere Arten von Überzugsstoffen enthalten. Wenn beispielsweise Cellulosefasern sehr sorgfältig gestampft und auf sehr feine Größe gemahlen werden, so können sie in Form einer sehr feinen Suspension in einem flüssigen Träger, beispielsweise Wasser, dispergiert werden und verbleiben lange Zeit in einem gleichmäßig suspendierten Zustand. Wenn eine solche Suspension von sehr feinen Fasern bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung verwendet wird, so ist es nicht notwendig, außerdem der Flüssigkeit ein Klebmittel zuzusetzen." Die kurzen Fasern bilden, wenn sie auf die langen Glasfäden aufgelagert werden, eine Art Matte, in welcher sich die kurzen Fasern miteinander um die Oberfläche der fortlaufenden Glasfaden herum verfilzen. Diese Wirkung ist sehr gleichartig der, die bei der Herstellung von Papier auftrifft, wobei die gestampften Holzbreifasem in sehr dünner Schicht 6g ausgebreitet und während des Trocknens in eine bestimmte Struktur übergeführt werden. Unter "gewissen Bedingungen kann es jedoch erwünscht sein, auch wenn die Fasern sorgfältig gestampft worden sind, in der beschriebenen Weise ein Klebmittel zuzusetzen. Wenn dies geschieht, so wird zweckmäßig ein verhältnismäßig leichtes, dünnes und vergleichsweise schnell trocknendes Mittel verwendet.

Unter manchen Bedingungen, unter denen es erwünscht ist, dkm Brei ein Klebmittel· zuzusetzen, wird zweckmäßig ein solches benutzt, welches etwa bei Zimmertemperatur in flüssiger Form verbleibt und welches, wenn es der Lufteinwirkung ausgesetzt wird, verhältnismäßig schnell trocknet und die kleinen durch die Flüssigkeit getragenen Fasern zum Anhaften an den einzelnen Glasfaden 12 bringt. Beispielsweise kann der flüssige Stoff eine wäßrige Stärkelösung oder eine Lösung eines wasserlöslichen Harzes wie von Hydroxy-Methyl-Cellulose oder eine wäßrige Lösung von Gelatine, Leim, Kasein oder anderen filmbildenden Stoffen sein. In manchen Fällen kann es erwünscht sein, Lösungen von Knochenleim oder ■ Wachsemufeionen zu verwenden. In anderen Fällen kann der Leim unter der Verwendung eines Trägers, der auis Latex besteht, hergestellt werden.

Der Zweck des flüssigen Trägers ist, wie beschrieben, die in dem Brei enthaltenen Fasern auf die einzelnen fortlaufenden Glasfäden aufzutragen und dann das Anhaften der Breifaserh an den Glasfäden zu bewirken.

' Die Art und Beschaffenheit der Überzugsfasern ist nicht von grundsätzlicher Bedeutung. Es ist lediglich notwendig, daß sie sehr fein sind, Vorzugsweise viel feiner, aber wenigstens nicht viel größer an Durchmesser als die Durchmesser der einzelnen Glasfaden, an denen sie zum Anhaften gebracht werden sollen. Sie müssen hinreichend weit aufgeschlossen werden, nämlich so weit, daß ihre Langen nur wenige Male so groß sind als ihre Durch · messer. Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist eine große Zahl von verschiedenartigen Fasern geeignet. . Zum Beispiel haben sich Asbestfasern als zweckmäßig erwiesen, no Feingemahlene Cellulosefaser η, wie Holzbrei, oder gereinigte Alpha-Cellulose haben, wie sich gezeigt hat, die notwendigen Eigenschaften, um als Fasern in dem Brei getragen zu werden und an den verschiedenen erwähnten Klebmitteln anzuhaften· und in der beschriebenen Weise den Schutz der Glasfäden zu bewirken. Gewisse Erfolge sind auch bei Verwendung von feingemahlenem Palygorskit, wie er mitunter als »Bergleder« bezeichnet wird, d. h. einem natürlich vorkommenden asbestartigen Material in feinkristalliner Form, welches zum größten Teil aus Kieselsäure besteht, erzielt worden. .Obwohl die genauen Längen im Durchmesser der verwendeten kurzen Fasern nicht von großer Bedeutung sind, scheinen doch gewisse Maximalwerte nicht überschritten zu werden dürfen, um in der

beschriebenen Weise befriedigend volumenvergrößernde Fasern zu bilden. Im allgemeinen können die zu verwendenden Fasern in einer Scheibenmühle üblicher Bauart gemahlen oder in einer üblichen Papierstampfe gestampft werden, beispielsweise bis der Dispersionszuständ des Breis eine »Freeness« von einem so niedrigen Wert wie wenigstens Null und nicht mehr als Zehn besitzt. »Freeness« oder Freiheitsgrad ist das Maß der Hydration der

ίο Fasern, gemessen an einer willkürlich gewählten Skala, die die Werte von Null bis Hundert zeigt, auf welcher die kleineren Zahlen eine größere »Freeness« anzeigen, gemäß dem Schopper-Riegler-Apparat, der in dem »Paper Trade Journal.«, Vol. 82, S. 58, vom JaJhre 1928 beschrieben ist. Die Skala wird hierbei entsprechend der Versutihsanordnung 414 nach den Richtlinien des Paper-Institute Appleton, Wisconsin, gewählt. Jüngere Untersuchungen haben ergeben, daß der damals vorgeschlagene ursprüngliche Nullpunkt nicht mehr hinreichend niedrig ist und die »Freeness«- Werte nun bis unterhalb Null gehen.

Obwohl auch höhere Konzentrationen verwendet werden können, haben sich Dispersionen, die ungefahr 3 Gewichtsprozent an Fasern enthalten, wie hochgradig hydratisierter Brei in einem flüssigen Träger, der beispielsweise 2 bis 5 °/o Klebmittel enthält, als brauchbar erwiesen.

Eine Konzentration dieser Höhe entspricht dem Vorhandensein von einer bis mehreren Millionen an weichen Cellulosefaserteilchen je Kubikzentimeter der Dispersion. Es kann auch ein Mehrfaches dieser Teilchenzahl bis zu beispielsweise 30000000 je Kubikzentimeter vorhanden sein, wenn Fasern aus härteren Hölzern verwendet werden.

Es können nicht nur organische, anorganische und gereinigte natürliche Fasern anderer Art als Glasfasern zur Beladung der fortlaufenden Glasfäden in den Litzen verwendet werden, sondern auch kurze Glasfasern selbst mit einem Durchmesser im Bereich von 5 Zehntausendstel- bis 40 Zehntausendstelmillimeter und etwa 25 Zehntausendstel- bis zu 50 oder 75 Tausendstelmillkneter Länge können für diesen Zweck verwendet werden.

Der zur Bildung des Breis mit beispielsweise kurzen Glasfasern verwendete Träger überzieht jede der kurzen Fasern mit einem dünnen Überzug- und bewirkt einen ebensolchen Überzug der fortlaufenden Glasfaden. Dieser Überzug zusammen mit den darin enthaltenen kurzen Fasern bildet, den fortlaufenden Fäden anhaftend, ein Schutzmittel zwischen dem Glas sowohl der fortlaufenden Fäden wie der kurzen Fasern.

Die genaue Beschaffenheit des Trägers und der in dem Brei enthaltenen Fasern ist, wie dies bereits oben erläutert wurde, nicht von grundsätzlicher Bedeutung. Jedoch muß darauf geachtet werden, daß die Viskosität einerseits hinreichend gering ist, um die Fasern zu tragen, andererseits hinreichend hoch, um den Träger sorgfältig über die Oberfläche der fortlaufenden Fäden zu verteilen. Die in dem Brei selbst enthaltenen Fasern müssen so kurz sein, daß sie die die Litzen bildenden Fäden nicht verwirren.

Die abpuffernden Mittel können nicht nur solche in Form von Fasern, sondern auch in Form einer Art von Blasen sein, welche in dem Klebmittel und/oder der Flüssigkeit, die den Träger des Breis oder der Lösung bildet, erzeugt werden. Das Gegeneinanderabpuffern der Glasfäden kann demnach nicht nur durch das Überziehen jedes der durchgehenden Fäden mit den kurzen Fasern in der beschriebenen Weise erzielt werden, sondern auch durch ein Verfahren, welches die Entwicklung einer großen Zahl von Blasen von mikroskopischer Größe in dem flüssigen Träger und damit um die einzelnen Glasfäden herum bewirkt. Wenn diese Art der Herstellung der Abpufrerung angewendet wird, so kann die hierfür angewendete Technik eine von mehreren möglichen sein, soweit der Erfolg erzielt wird, die mikroskopisch kleinen Bläschen auf solche Weise 80" zu erzeugen, daß sie mit der Flüssigkeit zusammen übertragen werden. Der Überzug auf den einzelnen Fäden ist in diesem Falle hinsichtlich seiner allgemeinen Merkmale als im allgemeinen porös zu bezeichnen.

Die mikroskopischen Bläschen können auf verschiedene Art erzeugt werden. Beispielsweise kann die die Bindung bewirkende oder den Träger bildende Zusammensetzung einer Erhitzung auf hohe Temperatur oder einer elektrischen oder c'hemisehen Behandlung in solcher Weise unterworfen werden, daß hierdurch Gase aus Bestandteilen der das Bindemittel· oder den Träger darstellenden Flüssigkeit frei gemacht werden. Es kann ferner auch ein Bindemittel oder ein Träger verwendet werden, in welchem die mikroskopischen Bläschen bereits vorhanden sind, wenn er in den Vorratsbehälter eingebracht wird.

Die Gasbläschen können sowohl bereits in dem Brei gebildet oder frei gemacht werden wie auch später, nämlich nachdem die Flüssigkeit bzw. Bindemittelzusam>mensetzung auf die Glasfäden übertragen worden ist.

Zum Beispiel kann der Dispersion eine kleine anteilige Gewichtsmenge an Calcium-Carbonat zugesetzt und zusammen mit dem Träger auf die Glasfäden übertragen werden. Die Glasfaden können dann, nachdem aus ihnen Litzen gebildet und sie getrocknet worden sind, mit einer sauren Lösung behandelt werden, welche in das Bindemittel eindringt und Kohlendioxyd in Form kleiner mikroskopischer Bläschen frei macht, die in der Überzugsflüssigkeit eingeschlossen werden und die Abpufrerung um die Glasfaden herum bilden. Das Calcium-Carbonat kann auch zwecks Bildung der Bläschen bereits in dem Brei zersetzt werden, bevor dieser auf die Glasfäden aufgebracht wird oder das Gas in dem Brei gelöst und die Bläschen durch eine Wärmebehandlung oder Ultraschallschwingungen frei gemacht werden. Es ist auch möglich, in der Flüssigkeit, in welcher der Brei dispergiert ist, Luft zu emulgieren.

Falls eine höhere abpuffernde Wirkung erwünscht ist, so können Überzugsmischungen, die sowohl mikroskopische Bläschen wie mikroskopische kurze Fasern enthalten, verwendet werden. Beispielsweise

ist die Wirkung der Bläschen und der mikroskopischen kurzen Fasern, wenn Cellulosefasern, die auf dem oben beschriebenen »Freeness«-Grad gestampft und in Wasser suspendiert worden sind, und zwar so, daß der Feststoffanteil der Dispersion 3 % beträgt und ein gasförmiges Agens zugesetzt oder Luft in dem Wasser emulgiert wird:, so, daß eine große Zahl von kleinen. »Nestern« gebildet wird. Diese »Nester« sind kleine, ineinander verfilzte, in willkürlicher Verteilung dispergierte Kugelschalenkörper aus den kurzen Fasern, die um die Oberflächen der kleinen Bläschen gebildet werden. Wenn die Bläschen in einem Träger erzeugt werden, der beispielsweise aus einer Harz- oder Kautschuklösung besteht, so behalten die Bläschen ihre Unabhängigkeit und binden die Fasern in den kugelförmigen Massen zusammen mit den auf den Oberflächen der Bläschen befindlichen Fasern ein. Falls Wasser verwendet wird, so verbleiben, sobald,

ao das Wasser trocknet, die kleinen kugelschalenförmigen Massen von Fasern in ihrer Form mit hohlem Inneren, und' die so· gebildeten »Nester« sind in hohem Grade federnd nachgiebig, wobei die Hohlräume in ihren Mitten die Fasern in noch größeren Abstand voneinander bringen, als dies sonst der Fall sein würde.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zum Schutz der Fäden in einer fortlaufenden Glasfadenlitze, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der einzelnen Fäden mit einem in. einem flüssigen Träger feinst verteil te, mikroiskopisdhe, voneinander getrennte Teilchen enthaltenden, die Fäden gewissermaißen polsternd wirkenden Stoff überzogen und die überzogenen einzelnen Fäden in Gruppen von geeigneter Zahl zu einer Litze oder Lunte vereinigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dkß für das Überziehen der Fäden eine breiartige wäßrige Mischung, die ein bei normaler Temperatur flüssiges Klebmittel enthält, verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mikroskopischen, polsternd bzw. puffernd wirkenden Teilchen aus kurzen Fasern in der Zahl von einer bis zu mehreren Millionetirje Kubikzentimeter des B-reis bestehen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, d'adurch gekennzeichnet, daß die mikroskopischen, polsternd bzw. puffernd' wirkenden Teilchen aus hydratisierten Cellulosefasern mit einem Freiheitsgrad von zwischen wenigstens Null und' nicht mehr als Zehn bestehen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mikroskopischen, polsternd bzw. puffernd; wirkenden Teilchen aus mikroskopisch feinen Gasbläschen bestehen, die in dem flüssigen Träger dispergiert und von ihm umschlossen sind. .
6. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaden vor ihrer Vereinigung zu einer Litze mit einem flüssigen Überzugsstoff überzogen werden, der ein Klebmittel und einen Stoff enthält, der dazu befähigt ist, mikroskopische Gasbläschen frei zu machen, worauf die Litze einer Behandlung unterworfen wird, durch welche die Gasbläschen in dem Klebmittel frei gemacht werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaden mit einer Flüssigkeit überzogen werden, in welcher kurze Fasern von mikroskopischer Feinheit dispergiert sind und in der Flüssigkeit mikroskopisch feine Gasbläschen erzeugt werden, durch deren Wirkung die mikroskopischen kurzen Fasern sich zu hohlen kugeTschalenfÖrmigen Körpern um die in dem Überzug auf den Glasfaden enthaltenen Bläschen herum verfilzen.

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Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 726 122.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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