CH364110A

CH364110A - Verfahren zur Herstellung von nichttextilen Gegenständen aus verfilzten Fasern

Info

Publication number: CH364110A
Application number: CH2666655A
Authority: CH
Inventors: Milligan Hawley Don; Covington Williams John
Original assignee: Hawley Products Co
Priority date: 1955-11-17
Filing date: 1955-11-17
Publication date: 1962-08-31
Also published as: BE542656A

Description

Verfahren zur Herstellung von nichttextilen Gegenständen aus verfilzten Fasern
Gegenstand des vorliegenden Patentes ist ein Verfahren zur Herstellung von nichttextilen Gegenständen aus verfilzten Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass man hydratisierbare und nichthydratisierbare Fasern verwendet, dass man als nichthydratisierbare Fasern wenigstens zum grössten Teil Glasfasern verwendet, welche zu geschnittenen garnartigen Bündeln zusammengefasst sind und auf die ein daran haftendes wasserunlösliches Überzugsmaterial aufgebracht wird, dass man die beiden Fasersorten mit Wasser zu einer Aufschlämmung verarbeitet, dass man dieser Aufschlämmung ein Bindemittel zugibt, welches die hydratisierbaren Fasern und die überzogenen nichthydratisierbaren Faserbündel miteinander zu verbinden vermag, und dass man schliesslich unter Verfilzung der Fasern aus der Aufschlämmung einen Gegenstand formt.

Ferner ist Gegenstand des Patentes ein nach diesem Verfahren hergestellter nichttextiler Gegenstand aus verfilzten Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass die hydratisierbaren Fasern mit einem wasserunlöslichen Überzug versehen sind, dessen Farbe sich von derjenigen des Überzuges auf mindestens einem Teil der Glasfaserbündel unterscheidet, und dass die beiden Fasersorten in einem Harzkörper eingebettet sind.

Wie oben erwähnt, dienen als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der nichttextilen Gegenstände hydratisierbare und nichthydratisierbare Fasern. Hydratisierbare Fasern sind jene, die die Eigenschaft besitzen, in Gegenwart von Wasser zu quellen, wie z. B. Kraft Zellstoff, Baumwollinters, Caroafasern, gereinigte Hadern und andere Cellulosefasern. Zu den hydratisierbaren Fasern gehören auch feine Glasfasern, aber nur von einem ganz bestimmten Durchmesser, und zwar etwa 0,5 bis 1,5 Mikron von der Qualität AA und AAA. Als nichthydratisierbare Fasern werden wenigstens zum grössten Teil die im Handel erhältlichen Glasfasergespinste verwendet. In diesen Gespinsten haben die Glasfasern einen Durchmesser von ungefähr 0,01 mm. Etwa 204 solcher Einzelfasern sind in einem Bündel zusammengefasst, und das Gespinst umfasst etwa 60 solcher Stränen.

Solche Bündel oder Gespinste werden vorzugsweise in Stapel von etwa 3-15 mm Länge zerschnitten. Die Bündel können ein Bindemittel, wie Stärkekleister, enthalten, welches die einzelnen Fasern zusammenhält. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Bündel mit einer Substanz vorbehandelt werden, welche deren Affinität zu dem verwendeten tÇber- zugsmaterial erhöht, z. B. Stearato-chromylchlorid oder Vinyl-trichlorsilan.

Als Material zum Überziehen der Glasfaserbündel werden vorzugsweise wärmehärtbare Harze verwendet, die als integrierenden Bestandteil der Hauptkette oder der Seitenketten Estergruppen enthalten; ein solches Harz erhält man beispielsweise durch Umsetzung von zwei Mol Äthylenglykol mit einem Mol Phthalsäureanhydrid und einem Mol Maleinsäure- anhydrid während zwei Stunden bei 1600 C in inerter Atmosphäre wie Stickstoff, Kohlendioxyd oder Edelgas, und anschliessendes Zufügen von 10-40 O/o Styrol in monomerer Form. Auch andere ungesättigte Polyesterharze aus mehrwertigen Alkoholen und mehrbasischen Säuren oder Säureanhydriden sind geeignet.

Gewöhnlich besteht die saure Komponente mindestens teilweise aus Maleinsäureanhydrid. Die Steifheit oder Biegsamkeit-des Harzes kann durch entsprechende Wahl des Alkylenglykols oder durch Zufügen einer gewissen Menge einer zweibasischen Säure wie Adipinsäure oder einer andern Dicarbonsäure von höherem Molekulargewicht variiert werden.

Lösungen von solchen Harzen in monomeren Vinylverbindungen wie Styrol sind flüssig und haben gewöhnlich eine Säurezahl von 10-50. Wenn diese flüssige Lösung mit einem Härtungskatalysator versetzt wird, entsteht allmählich ein festes, unschmelzbares Harz. Durch Erhitzen wird die Bildung dieses unschmelzbaren Harzes beschleunigt. Als Katalysatoren eignen sich organische Peroxyde, welche im Harz löslich sind, beispielsweise Benzoylperoxyd, Cumolhydroperoxyd, und andere fettlösliche sauerstoffabgebende Katalysatoren.

Beispiele für andere monomere Arylverbindungen mit ungesättigten Seitenketten, welche das Styrol ganz oder teilweise ersetzen können, sind: Vinyltoluole, Vinylnaphthaline, Vinyläthylbenzole, a-Methyl-styrol, Vinylchlorbenzole, Vinylxylole, Divinyltoluole, Divinylnaphthaline, Divinyläthylbenzole, Divinylchlorbenzole, Divinylphenyl-vinyläther und Diallylphthalate.

Gewisse wärmehärtbare Harze werden mit Sikkativen, wie Blei- und Cobaltsalzen von 2-Äthylen- hexylsäure, Ölsäure, Naphthensäuren und andern versetzt. Die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung mit Vorteil zu verwendenden wärmehärtbaren Harze können solche Sikkative enthalten. Gute Resultate wurden aber auch erzielt bei Verwendung von wärmehärtbaren Harzen, die keine Sikkative enthalten.

Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden vorzugsweise zunächst die hydratisierbaren Fasern in Wasser aufgeschlämmt und erst dann die nichthydratisierbaren Fasern zugefügt. Das Überzugsmaterial wird der Aufschlämmung vorzugs- weise gleichzeitig mit den nichthydratisierbaren Faserbündeln oder kurz nach diesen zugegeben. Das Über- ziehen der nichthydratisierbaren Fasern, d. h. der Glasfaserbündel, erfüllt verschiedene Zwecke. Einmal würden ohne diesen Zusatz die geschnittenen Glasfaserbündel, auch wenn die Einzelfasern mit einem Film aus Polyvinylacetat oder einer andern, die Haftung des Überzugsmaterials auf dem Glas erhöhenden Substanz überzogen sind, im Wasser bald auseinanderfallen und eine flaumige, schwer verarbeitbare Masse bilden.

Eine andere Wirkung des Überzugsmaterials besteht im Steifmachen der Glasfaserbündel, so, dass keine Knicke entstehen, wenn nachher unter Verfilzung der Fasern der Gegenstand geformt wird. Gewöhnlich erzielt man mit einer Zugabe von etwa 10 Gewichtsprozent eines Polyesterharzes als Überzugsmaterial, bezogen auf das Trockengewicht der Glasfasern, ein Optimum an Steifheit. Im allgemeinen wird als tÇber- zugsmaterial etwa 5 bis 25 Gewichtsprozent Harz, bezogen auf das Trockengewicht der geschnittenen Glasfaserbündel, verwendet. Als Bindemittel, welches die hydratisierten und die überzogenen nichthydratisierbaren Faserbündel miteinander zu verbinden vermag, wird vorzugsweise ein Harz verwendet.

Dieser zweite Harzzusatz ist vorteilhafterweise schwach katalysiert und wird nicht gehärtet, bevor der Gegenstand unter Verfilzung geformt und getrocknet ist. Der zweite Harzzusatz ermöglicht auch die Herstellung von viel stärkeren Vorformen. Dies ist besonders wünschenswert, wenn die Vorform bestimmte Umrisse erhalten und ihre Gestalt beibehalten soll, welche ungefähr mit derjenigen des fertigen Gegenstandes übereinstimmt.

Die als Bindemittel verwendbaren Harze können die gleichen sein wie die als Überzugsmaterial verwendeten, doch ist es in verschiedener Hinsicht wünschbar, beim zweiten Zusatz andere Harze zu verwenden, um andere Eigenschaften des Endproduktes zu erzielen. Das im zweiten Zusatz verwendete Harz kann auch ein thermoplastisches Harz sein. Bei der Verwendung von Polyesterharzen für den zweiten Zusatz ergeben die üblichen Typen eine eher zähe Verbindung, und es werden hier vorzugsweise Harze mit hoher Viskosität, z. B. 100 bis 2000 Centipoise oder feste Harze, verwendet. Diese Harze können in Form von Lösungen in Lösungsmitteln wie Methyläthylketon, zur Anwendung gelangen. Sie können auch Füllstoffe wie Ton enthalten, welche zur Verdickung dienen.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird vor der Zugabe des Bindemittels eine Substanz zugesetzt, welche bewirkt, dass dieses die hydratisierbaren Fasern benetzen kann. Dies kann erreicht werden durch Zugabe einer in Wasser dispergierbaren kationischen Substanz oder eines Ätzmittels, wie z. B. Alaun. Beispiele sind kationische Melamin-Formaldehyd-Kondensate, kationische Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate, Laurylpyridiniumchlorid und Cocosaminacetat.

Nachdem nun die hydratisierbaren und die nichthydratisierbaren Fasern nach Zugabe des tJberzugs- materials und des Bindemittels unter Verfilzung der Fasern zu einem Gegenstand geformt wurden und dieser Gegenstand hernach getrocknet wurde, entstehen zwischen den Fasern Zwischenräume, die noch nachträglich mit einem wärmehärtbaren Imprägnierungsharz gefüllt werden können. Man erhält zum Schluss einen Gegenstand, in welchem die oben genannten beiden Arten von Fasern in einem Harzkörper eingebettet sind.

Die vorliegende Erfindung eignet sich ganz besonders für die Erzeugung von neuartigen dekorativen Wirkungen, wie aus den im folgenden zusammenfassend dargestellten Ausführungsformen des erfindungs- gemässen Verfahrens hervorgeht.

A. Als hydratisierbare Fasern werden Cellulosefasern verwendet, welche anfänglich ungefärbt sind.

Die nichthydratisierbaren Fasern bestehen aus ge schnittenen Glasfaserbündeln von 12-50 mm Stapellänge. Das Überzugsmaterial besteht aus einem hellen, schmelzbaren, wärmehärtbaren Polyesterharz, welches die geschnittenen Glasfaserbündel umhüllt, hingegen die Cellulosefasern unberührt lässt. Durch Härten des Polyesterharzes in der wässerigen Aufschlämmung wird dieses auf den geschnittenen Glasfaserbündeln fixiert. Nun wird der wässerigen Aufschlämmung eine kationische Substanz oder ein Ätzmittel wie Alaun zugegeben, worauf die Zugabe des Bindemittels erfolgt, welches aus einem schmelzbaren, schwach kata lysierten Polyesterharz besteht, das einen lipophilen Farbstoff oder ein Pigment enthält. Die kationische Substanz, z.

B. ein kationisches Melamin-Formaldehyd-Kondensat, Laurylpyridiniumchlorid oder Cocosaminoacetat, bewirkt, dass das nachher zugegebene, schwach katalysierte und gefärbte Polyesterharz die Cellulose benetzt, wobei die Cellulose eine Farbe annimmt, welche verschieden ist vom hellen Überzug der geschnittenen Glasfaserbündel. Aus der entstehenden wässerigen Aufschlämmung wird sodann ein Halbfabrikat geformt, in welchem die geschnittenen Glasfaserbündel, welche einzeln von hellem Polyesterharz umhüllt sind, zwischen den mit dem zweiten Polyesterharz gefärbten Cellulosefasern verteilt sind. Die Umrisse des Halbfabrikats entsprechen ungefähr der Form des gewünschten Endproduktes. Das Halbfabrikat wird in einem Ofen oder in einer Pressform getrocknet.

Wenn es in einem Ofen getrocknet wird, kann der getrocknete Formling mit zusätzlichen Mengen eines Polyesterharzes, welches vorzugsweise hell ist, aber auch gefärbt sein kann, imprägniert werden, worauf der Gegenstand in einer Pressform verformt und genügend lange erhitzt wird, um das letztgenannte Harz zu erhärten. Das als Bindemittel zugesetzte, schwach katalysierte Harz wird beim Trocknen im Ofen oder in der Pressform gehärtet. Gute Ergebnisse erzielt man bei Verwendung von 0,2 bis 2 Gewichtsteilen Imprägnierungsharz auf einen Gewichtsteil des Halbfabrikats. Wenn für die Imprägnierung Polyesterharze verwendet werden, kann die Presstemperatur beispielsweise zwischen 104 und 132 C liegen. Eine Behandlungsdauer von 2 bis 5 Minuten bei diesen Temperaturen genügt gewöhnlich zum Härten des Harzes. Der Druck kann 0 bis 140 kg pro cm2 und mehr betragen.

Beim Niederdruckverformen steigt der Druck gewöhnlich nicht über 14 kg/cm2 beim Schlie ssen der Presse. Für die Herstellung eines Produktes mit hohem Glasfasergehalt und niedrigem Harzgehalt (z. B. 25 zur Harz) sind Drucke von 70 bis 140 kg/cm2 und darüber erforderlich. Durch Imprägnieren eines in einer Matrize getrockneten Formlings mit einem Lack, Firnis oder Harz und anschliessendes Trocknen in einem Ofen bei Atmosphärendruck erhält man starke, zähe Gegenstände.

B. Das Verfahren wird gleich durchgeführt wie unter A angegeben, ausgenommen dass die erste Harzzugabe zur wässerigen Aufschlämmung aus einem Polyesterharz besteht, in welchem ein Farbstoff dispergiert ist. Der zweite Harzzusatz zur wässerigen Aufschlämmung besteht aus einem Polyesterharz, welches einen andern Farbstoff enthält, so dass das Halbfabrikat wie auch das Endprodukt in verschiedenen Tönen gefärbt ist.

C. Das Verfahren wird gleich durchgeführt wie unter B angegeben, ausser dass die Färbung der ersten und zweiten Harzzugabe gleich ist und dass eine kleine Menge kontrastierender, separat gefärbter Glasfasern zugegeben wird.

D. Das Verfahren wird gleich durchgeführt wie unter C angegeben wurde, ausser dass für den zweiten Polyesterharzzusatz eine ungefärbtes Harz verwendet wird, und dass der wässerigen Aufschlämmung ein Farbpigment separat zugesetzt wird.

E. Das Verfahren wird gleich durchgeführt wie unter A bis D angegeben wurde, ausser dass als zweiter Harzzusatz Polyvinylacetat gefüllt mit Getreidestärke verwendet wird.

Zu den nachfolgenden Beispielen sind die Mengenangaben, wenn nichts anderes angegeben ist, als Gewichtsteile zu verstehen.

Beispiel 1 3,64 kg weisser Kraft-Zellstoff werden mit Hilfe eines Plattenrührers in 1135 Liter Wasser von 50O C aufgeschlämmt bis zur Erzielung einer Williams-Freiheit von 5-6 Sekunden. Dazu gibt man 22,7 kg geschnittene Glasfasergespinste, nämlich 11,35 kg mit Stapellänge 31,8 mm und 11,35 kg mit Stapellänge 12,7 mm. Die Glasfasern hatten eine Oberflächenbehandlung mit Chromkomplexen und Polyvinylacetat erfahren.

Gleichzeitig wird eine Harzkomposition aus 2,5kg steifes Polyesterharz ( IC 625 ), 0,91 kg türkisfarbenes, in Polyester verriebenes Pigment ( Glidden Turquoise ), 60 g einer Mischung aus 50 Gewichtsprozent Benzoylperoxyd und 50 Gewichtsprozent Trikresylphosphat, 30 g Cobalt-Sikkativ, bestehend aus Cobaltnaphthenat mit 6 Gewichtsprozent Co, 30 g einer Mischung aus 50 Gewichtsprozent Methyläthylketonperoxyd und 50 Gewichtsprozent Dibutylphthalat und aus 0,91 kg Methyläthylketon zugesetzt.

Das Gemisch wird gerührt und auf 820 C erhitzt.

Das Erhitzen wird so lange fortgesetzt, bis das Harz auf den geschnittenen Glasfasern gehärtet ist, wozu etwa 15-20 Minuten nötig sind.

Nun werden 5,7 Liter einer 100/oigen salzsauren Lösung von kationischem Melamin-Formaldehyd Kondensat ( Parex 607 ) > ) zugegeben. Diese Lösung kann in einem üblichen Zweihundertliterkessei hergestellt werden durch Eingeben von 40 cm9 50 igem Wasser, Zufügen von 91/2 Liter konzentrierter Salzsäure, hiernach Zugeben von 18,2 kg Melaminformaldehydharz (z. B. Parex 607 ), Vermischen des Ganzen und schliesslich Auffüllen des Kessels mit Wasser.

Zu diesem Ansatz gibt man weiter 0,34 kg türkisfarbenes, in Polyester verriebenes Pigment, 0,68 kg nichtgehärteten, nichtklebrigen, praktisch festen, hochviskosen Polyester ( Vibrin 1055B ), 0,68 kg flüssigen Polyester ( Interchemical 625 ) und 18 g Luperco ATC .

Dieser Ansatz wird mit Wasser so verdünnt, dass die zur Verfilzung bestimmte, gesamte Fasermenge 1/4 bis 6 Gewichtsprozent und vorzugsweise 1/4 bis 1/2 Gewichtsprozent des Wassers verträgt.

Separat wird folgende Mischung hergestellt: 4,1 kg (auf trockener Basis) nasse Hadern werden in einer Mahlmaschine in 945 Liter Wasser von 65" C zerteilt bis zu einer Willlams-Freiheit von 5-6 Sekunden.

Hierzu werden 16,3 kg auf 12,7 mm Stapellänge geschnittenes Glasfasergespinst gegeben, und das Öffnen im Brecher wird weitere 15 Sekunden fortgesetzt.

Dann gibt man ein Gemisch aus 800 g einer Paste aus TiO2 in Polyester, 1350 g Polyesterharz ( Interchemical No. 625 ), 50 g Luperco ATC , 20 g Cobaltnaphthenat mit 6 /o Co, 300 g Methyläthylketon und 40 g Lupersol DDM zu. Das Rühren der entstehenden Mischung in der Mahimaschine wird während 30 Sekunden fortgesetzt, dann wird auf 93o C erhitzt und bei dieser Temperatur während
20 Minuten weitergefahren. Ein Viertel der entstehenden Mischung wird zu dem vorher beschriebenen An satz zugegeben, und das faserige Gemisch sofort durch Eingeben in einen porösen Former, z. B. derjenigen eines Stuhlkörpers, verfilzt.

Die entstehende Vorform wini in einem Trockenofen mit Luftzirkulation getrocknet. Die Stuhlkörper Vorform mit einem Nassgewicht von etwa 1,8 kg hat nach dem Trocknen ein Gewicht von rund 0,9 kg.

Die Vorform erhielt durch Eintauchen pro kg Trockengewicht 1,25 kg katalysiertes, farbloses Polyesterharz (Interchemical 625 , Rohm & Haas P-47 , Laminac 4123 oder Selectron 5003 ), und anschliessend formt man den imprägnierten Harz-Körper in einer Presse während 4-5 Minuten bei einer Temperatur von 1050 C und einem Druck von 7 kg/cm2.

Das Endprodukt ist zweifarbig und enthält türkisfarben gefärbte Glasfaserbündel von 31,8 mm und
12,7 mm Länge, türkisfarben gefärbte Cellulose und weiss gefärbte Glasfaserbündel von 12,7 mm Länge.

Alle Fasern sind in einem farblosen Harz verteilt, was einen sehr ungewöhnlichen und hübschen Farbeffekt ergibt.

Beispiel 2
Man geht gleich vor wie in Beispiel 1 angegeben wurde, ausser dass bei der Herstellung des zuerst zugegebenen Harzes anstelle des Türkispigments 0,91 kg eines schwarzen Pigments ( Laminac black ) verwendet werden. Ferner werden anstelle der 30 g Cobaltsikkativ von Beispiel 1 nur 20 g Cobaltsikkativ genommen.

Das Harzgemisch für die zweite Harzzugabe wird hergestellt durch Emulgieren von 9,1 kg hochviskosem Polyester ( Vibrin 1055B ), 0,91 kg Imprägnierungs polyesterharz( Interchemical 625 ), 0,23kg schwarzer Pigmentpaste und 0,91 kg Methyläthylketon in 3,2 kg Wasser, welches 0,45 kg 50/obige Methylcellulose enthält ( Methocel mit 4000 Centipoise).

Der letzte Zusatz von 12,7 mm langem, in Wasser dispergiertem, mit Polyesterharz überzogenem und weisspigmentiertem, geschnittenem Glasfasergespinst wird hergestellt wie in Beispiel 1, wobei dann aber nur l/ls des entstehenden Gemisches zu der vorher hergestellten Fasersuspension zugegeben wird, anstelle von 1/4 wie in Beispiel 1.

Ein mit den genannten Ausnahmen, im Verhältnis zum Beispiel 1, hergestellter Stuhlkörper besteht aus schwarz gefärbten Glasfaserbündeln von 31,8 und 12,7 mm Länge, welche Fasern alle in durchsichtigem Harz dispergiert sind. Es ergibt sich damit ein neuartiger und sehr ungewöhnlicher dekorativer Effekt.

Beispiel 3
Dieses Beispiel betrifft eine Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung eines Tafelmaterials mit besonderer dekorativer Wirkung.

50 Gewichtsteile (Trockengewicht) eines gebleichten Packpapierbreis werden in viel Wasser bei 49o C geöffnet. Der entstehenden Dispersion gibt man 5 Gewichtsteile eines hellen Polyesterharzes bei ( Laminac 4123 ), welches katalysiert ist mit 2 Gewichtsprozent Luperco ATC , 1 Gewichtsprozent Cobaltnaphthenat mit 6 O/o Co und 10/o Lupersol DDM , und gefärbt mit einem öldispergierten grünen Pigment.

Zu diesem Gemisch gibt man 50 Gewichtsteile geschnittene Glasfasern von 12,7 bis 22,2 mm Länge, die an der Oberfläche mit einem Chromkomplex Polyvinylacetat-Finish behandelt worden sind. Das Polyesterharz umhüllt die Glasfasergespinste, während es die Cellulose vollständig unberührt lässt. Das entstehende Gemisch wird auf 71 C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten, bis das Harz vom schmelzbaren in den unschmelzbaren Zustand übergegangen ist.

Dann gibt man 11 Teile einer Lösung von kationischem Melaminformaldehyd-Kondensat, hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben, zu und hierauf 5 Gewichtsteile nichtkatalysiertes Polyesterharz ( Laminac 4123 ) und 10 Teile einer Emulsion mit 50 Gewichtsprozent Polyvinylacetat (Carbide and Carbon WC130 ).

Diese Fasersuspension wird mit Wasser so verdünnt, dass sie 0,2 Gewichtsprozente Fasern enthält, worauf das Material auf einer Oliver-Tafelformma- schine verfilzt wird; man erhält flache Blätter, welche in einem gasgeheizten Ofen bei 145 C flach getrocknet werden.

Die Fasern der so hergestellten Blätter oder Tafeln bestehen ungefähr zu je 50 O/o aus Cellulose und Glas.

Sie können in dieser Form verwendet werden, z. B. als Tischbedeckung oder Unterlagen, Wandbedeckung usw., oder sie können auch mit einem Polyesterharz imprägniert und geformt werden zur Bildung von Formgegenständen mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften.

Beispiel 4
Dieses Beispiel betrifft eine Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung eines konturierten, pressgetrockneten Gegenstandes, z. B. einer Gepäckhülle.

Man stellt eine Dispersion her durch zu :) Öffnen von 45,4 kg Kraft-Zellstoff, 10,4 kg Umschlagabschnitten, 13,1 kg zerfaserte Hadern und 4,5 kg Holzschnitzeln in 945 Liter Wasser bei 49o C bis zu einer Williams Freiheit von etwa 6 Sekunden.

Separat wird ein Polyesterharz hergestellt durch Vermischen von 1,9 Liter eines handelsüblichen Polyesterharzes ( Interchemical 625 ) mit einem Gewichtsprozent Lupersol DDM und 1/2 0/ Cobalt Sikkativ. Dieses Harzgemisch wird dann zur Cellulosedispersion zugegeben, und gleichzeitig oder kurz nach her gibt man 8,2 kg Glasfasergespinst der Stapellänge von 50,8 mm zu. Das Gemisch wird während 1 Minute in einem Brecher gerüht und auf eine Temperatur von 71"C erwärmt, bis das schmelzbare Polyesterharz völlig in den unschmelzbaren Zustand übergegangen ist.

Zur entstehenden Dispersion gibt man 18 Liter kationisches Melamin-Formaldehyd-Kondensat wie in Beispiel 1 beschrieben, 18,1 kg Polyvinylacetat, 3,2 kg Getreidestärke und 0,95 Liter einer 500/obigen Emulsion von Petrolwachs ( Alwax ). Das entstehende Gemisch wird in einer konturierten Form, ungefähr in der Gestalt eines Schreibmaschinentraggehäuses, verfilzt, und die verfilzte Vorform in einer porösen Pressform bei einer Temperatur von etwa 2320 C und einem Druck von 3,5 kg/cm2 während 3 Minuten pressgetrocknet. Das fertige Stück kann mit Gewebe oder einem andern Material überzogen werden. In gleicher Weise können Hüllen für Gepäck hergestellt werden.

Es sei darauf hingewiesen, dass in diesem Beispiel auch die Verwendung eines thermoplastischen Harzes, nämlich von Polyvinylacetat, als zweite Harzzugabe beschrieben ist. Thermoplastische Harze von diesem Typus sind dadurch gekennzeichnet, dass sich die Estergruppen vorwiegend in Seitenketten, weniger in der Hauptkette befinden. Die Stärke ist, obwohl sie kein Harz darstellt, ein völlig wasserunlöslicher Stoff, welcher den Oberflächen-Finish des entstehenden Produktes verbessert und ebenso dessen Fähigkeit, einen für das Aufbringen eines Überzugsmaterials verwendeten Klebstoff aufzunehmen.

Beispiel 5
In diesem Beispiel wird die Verwendung verschiedener Substanzen angegeben, welche bewirken, dass die hydratisierbaren Fasern ein Polyesterharz aufnehmen. Es werden auch die ohne eine solche Substanz erzielten Ergebnisse beschrieben.

10 g gereinigte Hadern werden in 7,6 Liter Wasser bei 500 C geöffnet zur Herstellung einer Dispersion mit einer Williams-Freiheit von etwa 6 Sekunden.

Hierzu gibt man gleichzeitig unter Vermischen 40 kg
Glasfasergespinste mit Stapellänge 12,7 mm von dem zur Verstärkung von Kunststoffgegenständen verwendeten Typus, die eine Chromkomplex-Polyvinylacetat Oberflächenbehandlung erfahren haben, und ein Harzgemisch aus 5 g Polyesterharz ( Interchemical 625 ) und 1 g Polyesterfarbpaste, katalysiert mit 2 Gewichtsprozent Luperco ATC , 1/2 5/o Cobalt-Sikkativ von dem in Beispiel 1 beschriebenen Typus und 1 0/o Lupersol DDM .

Der entstehende Brei wird unter Rühren etwa auf 850 C erwärmt, wobei sich das Harz an die Glas fasern setzt. Das Harz wird bei dieser Temperatur während 15-20 Minuten gehärtet, wonach die Glas fasern gefärbt und drahtartig steif sind.

Der Brei wird nun auf 600 C abgeschreckt, und es wird eine der unten angeführten Substanzen zu gefügt, welche bewirkt, dass ein Polyesterharz auf der Cellulose haftet. Hiernach wird eine Harzlösung zugegeben, welche hergestellt wurde durch- Vermischen folgender Ingredienzien: 2 g Polyester ( Interchemical 625 ), 2 g hochviskoser Polyester ( Vibrin 1055B ), 2 g orangefarbene Polyesterfarbpaste, 3 g Methyl äthylketon, 0,12 g Luperco ATC . Während der Zugabe dieses harzartigen Zusatzes wird das Gemisch gerührt.

Wenn keine die Adhäsionseigenschaften der Cellulose verändernde Substanz zugegeben wird, sammelt sich der zweite Harzzusatz in Form von Tropfen an den Seiten des Gefässes, oder er ist in Form grosser Tropfen in der Masse verteilt.

Wenn vor der zweiten Harzzugabe 10 g einer 100/0 gen Alaunlösung zugegeben wurden, ergibt sich eine dünne Ablagerung des zweiten Harzzusatzes auf sämtlichen Fasern. Dasselbe tritt ein, wenn an Stelle der Alaunlösung 10 g einer 10 0/obigen kationischen Melaminformaldehydlösung in Salzsäure, 1 g Cocosaminacetat ( Armac CD ) oder ¸ g Laurylpyridi niumchlorid zugegeben wird.

Prüfstücke, welche durch Verfilzen der Fasern in einer Form und Trocknen hergestellt werden, erweisen sich als fest gebunden und können mit einem Polyesterharz durch Eintauchen imprägniert werden zur Bildung eines weichen Formgegenstandes, welcher nicht splittert, wenn vor der zweiten Harzzugabe Substanzen wie Alaun, kationisches Melaminformaldehyd, Cocosaminacetat oder Laurylpyridiniumchlorid zur Dispersion zugegeben werden. Wenn solche Substanzen nicht zugegeben werden, sind die Fasern schwach gebunden, das durchsichtige Formharz imprägniert das Werkstück nicht gleichmässig, und es können im Endprodukt Lückenstellen entstehen.

Beispiel 6
Beispiel 5 wird wiederholt bis zur Härtung des ersten Harzzusatzes auf den Glasfaserbündeln. Dann gibt man 10 g einer 100/obigen Lösung von kationischem Melaminformaldehydharz (hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben) zu, und hiernach 5 g einer Polyvinylacetatemulsion ( Carbide and Carbon WC
130 ) mit 50pro Feststoffen. Ein aus der entstehenden Dispersion hergestelltes verfilztes Prüfstück weist gut verbundene Fasern auf und lässt sich nach dem Imprägnieren mit einem Polyesterharz durch Hitzebehandlung in einer Pressform gut verformen.

Beispiel 7
20 g AAA-Glas (eine feine, unbehandelte, in Wasser dispergierbare Sorte) zeigt, wenn sie an Stelle der Cellulose in Beispiel 5 verwendet werden, gleiches Verhalten wie diese Cellulose.

Beispiel 8
0,45 kg Glasfasergespinst der Stapellänge 12,7 mm werden vorbehandelt mit 0,23 kg 25 gewichtsprozentigem Polyesterharz, welches katalysiert ist mit 20/0 Luperco ATC , bezogen auf das Gewicht des Har zes, gelöst in Methyläthylketon. Dieses wird für sich zu einer flaumigen Masse verarbeitet, das Lösungs mittel durch Durchblasen von Luft durch die Masse bei 500 C entfernt, und das Harz durch Erwärmen auf 1430 C während 15 Minuten gehärtet. Beim Rühren in Wasser trennt sich die Strähne vom Gespinst. Die Fasern treten aber nicht aus den Strähnen aus.

Die durch diese Behandlung überzogenen Glasfaserbündel werden in Wasser verrührt mit 0,45 kg weissem Packpapier unter Erwärmen auf 500 C und Zugabe von 90 cm3 einer 10 0/obigen Melaminharzlösung wie in Beispiel 1. Dann wird unter Rühren eine Lösung (A) von folgender Zusammensetzung zugefügt:
100 g durchsichtiges Polyesterharz ( Interchemical 625 )
50 g pigmentiertes Polyesterharz
12 g Katalysator ( Luperco ATC )
100 g Methyläthylketon
20 g fein verteiltes Siliciumdioxyd ( Santocel ), vermischt mit 100 g Methyläthylketon.

Das Gemisch zerteilt sich leicht beim Rühren. Das entstehende Gemisch wird verfilzt zu Servierbrett Vorformen, getrocknet und mit je 1,25 kg katalysier tem, durchsichtigem Polyesterharz Interchemical 625 , Rohm & Haas P. 47 , Laminac 4123 oder Selectron 5003 , pro Kilo Trockengewicht der Vorform durch Eintauchen imprägniert. Die imprägnierte Vorform wird sodann in einer Presse bei einer Temperatur von etwa 95O C und einem Druck von 7 kg/cm2 während il 5 Minuten geformt.

Dieses Beispiel bezieht sich auf jene Ausfüh rungsform der Erfindung, bei welcher die Glasfaserbündel zuerst durch eine Vorbehandlung mit einem Harz überzogen werden, um sie daran zu hindern, im wässerigen Brei in die einzelnen Glasfa

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von nichttextilen Gegenständen aus verfilzten Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass man hydratisierbare und nichthydratisierbare Fasern verwendet, dass man als nichthydratisierbare Fasern wenigstens zum grössten Teil Glasfasern verwendet, welche zu geschnittenen garnartigen Bündeln zusammengefasst sind und auf die ein daran haftendes wasserunlösliches Überzugsmaterial aufgebracht wird, dass man die beiden Fasersorten mit Wasser zu einer Aufschlämmung verarbeitet, dass man dieser Aufschlämmung ein Bindemittel zugibt, welches die hydratisierbaren Fasern und die überzogenen nichthydratisierbaren Faserbündel miteinander zu verbinden vermag, und dass man schliesslich unter Verfilzung der Fasern aus der Aufschlämmung einen Gegenstand formt.

II. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1 hergestellter, nichttextiler Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass die hydratisierbaren Fasern mit einem wasserunlöslichen Überzug versehen sind, dessen Farbe sich von derjenigen des Überzuges auf mindestens einem Teil der Glasfaserbündel unterscheidet, und dass die beiden Fasersorten in einem Harzkörper eingebettet sind.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als hydratisierbare Fasern Cellulosefasern oder Glasfasern vom Durchmesser 0,5 bis 1,5 Mikron verwendet.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Überziehen der Glasfasern vor der Bereitung der wässerigen Aufschlämmung durchführt.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Überzugsmaterial, mit welchem die Glasfaserbündel überzogen werden, ein Polyesterharz ist, welches in einer Menge von 5-25 Gewichtsprozenten, bezogen auf die Glasfasern, verwendet wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis der hydratisierbaren Fasern zu den nichthydratisierbaren Fasern im Bereiche von 1 : 9 bis 9:1 liegt.

5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in einer Menge von 1-25 Gewichtsprozenten, bezogen auf die gesamte Fasermenge, zugegeben wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man der Aufschlämmung eine Substanz zugibt, welche bewirkt, dass die darin enthaltenen hydratisierbaren Fasern an einem schmelzbaren Polyesterharz haften, und dass man ein solches Polyesterharz als Bindemittel der Aufschlämmung zusetzt.

7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Überziehen der Glasfaserbündel diese zunächst mit einer Substanz behandelt, welche die Haftung eines Polyesterharzes auf den Glasfasern erhöht, und gleichzeitig der wässerigen Aufschlämmung als Überzugsmaterial ein katalysiertes, schmelzbares Polyeste-rharz in flüssiger Form zugibt und letzteres in der Aufschlämmung in den unschmelzbaren Zustand überführt, dass man ferner der die überzogenen Glasfaserbündel und die hydratisierbaren Fasern enthaltenden Aufschlämmung eine Substanz zusetzt, welche die Haftung eines Polyesterharzes auf den hydratisierbaren Fasern erhöht und dann als Bindemittel ein katalysiertes Polyesterharz in flüssiger Form, der Aufschlämmung in genügender Menge zugibt,

um die hydratisierbaren Fasern zu überziehen und sie mit den überzogenen Glasfaserbündeln zu verbinden.

8. Verfahren nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als die Haftung des Polyesterharzes auf den hydratisierbaren Fasern erhöhende Substanz eine kationische Substanz verwendet wird.

9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Überziehen der Glasfaserbündel der Aufschlämmung ein katalysiertes, schmelzbares, wärmehärtbares Polyesterharz in flüssiger Form zugibt, dieses in der Aufschlämmung in den unschmelzbaren Zustand überführt und dann der Aufschlämmung als Bindemittel ein thermoplastisches Harz zugibt.

10. Verfahren nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man als thermoplastisches Harz Polyvinylacetat verwendet.

11. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als hydratisierbare Fasern Cellulosefasern verwendet, dass die Zugabe der Glasfaserbündel zur wässerigen Aufschlämmung nach derjenigen der Cellulosefasern erfolgt, dass diese Glasfasern mit einer Wernerschen Komplexverbindung und mit Polyvinylacetat überzogen sind, dass man der Aufschlämmung als tSber- zugsmaterial ein katalysiertes, schmelzbares, Polyesterharz zugibt, welches in einer monomeren Arylverbindung mit ungesättigter Seitenkette gelöst ist und dass man dann dieses Harz in der Aufschlämmung in den unschmelzbaren Zustand überführt.

12. Verfahren nach Unteransprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als die Haftung des Bindemittels auf den hydratisierbaren Fasern erhöhende Substanz ein kationisches Melamin-Formaldehyd-Kondensat verwendet und als Bindemittel ein in einer flüssigen monomeren Arylverbindung mit einer ungesättigten Seitenkette gelöstes Polyesterharz, welches so schwach katalysiert ist, dass es in der Aufschlämmung nicht in den unschmelzbaren Zustand übergeht.

13. Verfahren nach Unteransprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass man den geformten Gegenstand trocknet, mit einem Harz imprägniert und bei erhöhter Temperatur und überatmosphärischen Druck verformt.

14. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man der Aufschlämmung als Überzugsmaterial für die Glasfaserbündel ein katalysiertes, schmelzbares Polyesterharz in flüssiger Form zugibt, dieses in den unschmelzbaren Zustand überführt und anschliessend der Aufschlämmung Alaun zusetzt.

15. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man der Aufschlämmung als Überzugsmaterial für die Glasfaserbündel ein katalysiertes, schmelzbares Polyesterharz in flüssiger Form zugibt, dieses in den unschmelzbaren Zustand überführt und anschliessend der Aufschlämmung eine kationische Substanz zusetzt.

16. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel anders gefärbt ist als das Überzugsmaterial.

17. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Überzugsmaterial und das Bindemittel gleich gefärbt sind, und dass nach der Zugabe des letzteren eine weitere Menge geschnittener Glasfaserbündel zugegeben wird, welche separat mit einem Überzugsmaterial versehen wurden, das sich in seiner Farbe vom erstgenannten Überzugsmaterial und vom Bindemittel unterscheidet.

18 Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Brei als Überzugsmaterial für die Glasfaserbündel eine Lösung eines katalysierten, schmelzbaren, wärmehärtbaren Polyesters zugibt und diesen in den unschmelzbaren Zustand überführt, dann ein kationisches Melamin-Formaldehydharz, um das Haften von Polyesterharzen auf den hydratisierbaren Fasern zu erhöhen, und ferner als Bindemittel eine Lösung eines katalysierten, schmelzbaren Polyesterharzes von einer Farbe, die von derjenigen des Überzugsmaterials verschieden ist, beimischt.

19. Gegenstand nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzkörper klar durchsichtig ist.