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
Process for the production of non-textile objects from felted fibers
The subject of the present patent is a process for the production of non-textile objects from felted fibers, characterized in that hydratable and non-hydratable fibers are used, that at least for the most part glass fibers are used as non-hydratable fibers, which are combined into cut yarn-like bundles and on the one water-insoluble coating material adhering to it is applied, that the two types of fibers are processed with water to form a slurry, that a binder is added to this slurry, which is able to bond the hydratable fibers and the coated non-hydratable fiber bundles with one another, and that the fibers are finally entangled the slurry forms an article.
Furthermore, the subject of the patent is a non-textile article made of felted fibers produced by this method, characterized in that the hydratable fibers are provided with a water-insoluble coating, the color of which differs from that of the coating on at least part of the glass fiber bundles, and that the two types of fiber are embedded in a resin body.
As mentioned above, hydratable and non-hydratable fibers serve as starting materials for the manufacture of the non-textile articles. Hydratable fibers are those that have the property of swelling in the presence of water, e.g. B. Kraft pulp, cotton linters, caroa fibers, cleaned rags and other cellulose fibers. The hydratable fibers also include fine glass fibers, but only of a very specific diameter, namely about 0.5 to 1.5 microns of the quality AA and AAA. The commercially available fiberglass webs are used at least for the most part as non-hydratable fibers. The glass fibers in these webs have a diameter of approximately 0.01 mm. Around 204 such individual fibers are combined in a bundle, and the web comprises around 60 such strands.
Such bundles or webs are preferably cut into stacks of about 3-15 mm in length. The bundles can contain a binding agent, such as starch paste, which holds the individual fibers together. For the purposes of the present invention it is preferable that the bundles are pretreated with a substance which increases their affinity for the coating material used, e.g. B. stearatochromyl chloride or vinyl trichlorosilane.
As a material for covering the glass fiber bundles, thermosetting resins are preferably used which contain ester groups as an integral part of the main chain or the side chains; Such a resin is obtained, for example, by reacting two moles of ethylene glycol with one mole of phthalic anhydride and one mole of maleic anhydride for two hours at 1600 C in an inert atmosphere such as nitrogen, carbon dioxide or noble gas, and then adding 10-40 O / o styrene in monomeric form. Other unsaturated polyester resins made from polyhydric alcohols and polybasic acids or acid anhydrides are also suitable.
Usually the acidic component consists at least in part of maleic anhydride. The rigidity or flexibility of the resin can be varied by appropriate choice of the alkylene glycol or by adding a certain amount of a dibasic acid such as adipic acid or another dicarboxylic acid of higher molecular weight.
Solutions of such resins in monomeric vinyl compounds such as styrene are liquid and usually have an acid number of 10-50. When a curing catalyst is added to this liquid solution, a solid, infusible resin is gradually formed. The formation of this infusible resin is accelerated by heating. Organic peroxides which are soluble in the resin, for example benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, and other fat-soluble, oxygen-releasing catalysts are suitable as catalysts.
Examples of other monomeric aryl compounds with unsaturated side chains, which can replace styrene in whole or in part, are: vinyltoluenes, vinylnaphthalenes, vinylethylbenzenes, α-methylstyrene, vinylchlorobenzenes, vinylxylenes, divinyltoluenes, divinylnaphthalenes, divinylethylbenzenes, divinyletherinyl and diallylphthalinylphenyl-vinylates, divinylethylphenylates.
Certain thermosetting resins are mixed with siccatives, such as lead and cobalt salts of 2-ethylene hexylic acid, oleic acid, naphthenic acids and others. The thermosetting resins to be advantageously used in the practice of the present invention may contain such siccatives. However, good results have also been achieved when using thermosetting resins which do not contain siccatives.
When carrying out the process according to the invention, the hydratable fibers are preferably first slurried in water and only then are the non-hydratable fibers added. The coating material is preferably added to the slurry simultaneously with the non-hydratable fiber bundles or shortly after them. The coating of the nonhydratable fibers, d. H. the fiber optic bundle serves different purposes. Without this addition, the cut glass fiber bundles would soon fall apart in the water and form a fluffy, difficult-to-process mass, even if the individual fibers are coated with a film of polyvinyl acetate or another substance that increases the adhesion of the coating material to the glass.
Another effect of the coating material is to stiffen the glass fiber bundles so that there are no kinks when the article is subsequently formed with felting of the fibers. Usually, an addition of about 10 percent by weight of a polyester resin as a coating material, based on the dry weight of the glass fibers, achieves optimum stiffness. In general, about 5 to 25 percent by weight resin, based on the dry weight of the cut glass fiber bundles, is used as the coating material. A resin is preferably used as a binder capable of bonding the hydrated and the coated non-hydratable fiber bundles to one another.
This second resin addition is advantageously weakly catalyzed and is not cured before the article is formed with felting and dried. The second resin addition also enables much stronger preforms to be made. This is particularly desirable if the preform is to be given certain contours and to maintain its shape which roughly corresponds to that of the finished article.
The resins which can be used as binders can be the same as those used as the coating material, but it is desirable in various respects to use different resins in the second addition in order to achieve different properties in the end product. The resin used in the second additive can also be a thermoplastic resin. When using polyester resins for the second addition, the usual types result in a rather tough connection, and resins with high viscosity, e.g. 100 to 2000 centipoise or solid resins are used. These resins can be used in the form of solutions in solvents such as methyl ethyl ketone. They can also contain fillers such as clay, which are used for thickening.
According to a preferred embodiment of the method according to the invention, before the addition of the binder, a substance is added which enables it to wet the hydratable fibers. This can be achieved by adding a water-dispersible cationic substance or an etchant such as e.g. B. alum. Examples are cationic melamine-formaldehyde condensates, cationic urea-formaldehyde condensates, laurylpyridinium chloride and coconut amine acetate.
Now that the hydratable and non-hydratable fibers have been formed into an object after adding the coating material and the binding agent with felting of the fibers and this object has been dried afterwards, spaces are created between the fibers which can be filled with a thermosetting impregnation resin afterwards. Finally, there is obtained an article in which the above two types of fibers are embedded in a resin body.
The present invention is particularly suitable for producing novel decorative effects, as can be seen from the embodiments of the method according to the invention which are summarized below.
A. The hydratable fibers used are cellulosic fibers which are initially undyed.
The non-hydratable fibers consist of cut glass fiber bundles with a stack length of 12-50 mm. The coating material consists of a light-colored, meltable, thermosetting polyester resin, which envelops the cut glass fiber bundles, but leaves the cellulose fibers untouched. By hardening the polyester resin in the aqueous slurry, it is fixed on the cut fiberglass bundles. A cationic substance or an etchant such as alum is then added to the aqueous slurry, followed by the addition of the binder, which consists of a fusible, weakly catalyzed polyester resin which contains a lipophilic dye or a pigment. The cationic substance, e.g.
B. a cationic melamine-formaldehyde condensate, laurylpyridinium chloride or coconut aminoacetate, causes the subsequently added, weakly catalyzed and colored polyester resin to wet the cellulose, whereby the cellulose takes on a color which is different from the light coating of the cut glass fiber bundle. A semi-finished product is then formed from the resulting aqueous slurry, in which the cut glass fiber bundles, which are individually wrapped in light-colored polyester resin, are distributed between the cellulose fibers dyed with the second polyester resin. The outlines of the semi-finished product roughly correspond to the shape of the desired end product. The semi-finished product is dried in an oven or in a press mold.
If it is dried in an oven, the dried molding can be impregnated with additional amounts of a polyester resin, which is preferably light colored, but can also be colored, after which the article is deformed in a compression mold and heated for a sufficient time to give the latter resin hardening. The weakly catalyzed resin added as a binding agent is hardened during drying in the oven or in the press mold. Good results are obtained when using 0.2 to 2 parts by weight of impregnation resin for one part by weight of the semi-finished product. If polyester resins are used for the impregnation, the pressing temperature can be between 104 and 132 ° C., for example. A treatment time of 2 to 5 minutes at these temperatures is usually sufficient to cure the resin. The pressure can be 0 to 140 kg per cm2 and more.
With low-pressure forming, the pressure usually does not rise above 14 kg / cm2 when the press is closed. To produce a product with high fiberglass and low resin content (e.g. 25 to resin), pressures of 70 to 140 kg / cm2 and above are required. By impregnating a molding dried in a die with a lacquer, varnish or resin and then drying it in an oven at atmospheric pressure, strong, tough objects are obtained.
B. The process is carried out in the same way as under A, except that the first resin addition to the aqueous slurry consists of a polyester resin in which a dye is dispersed. The second resin additive for the aqueous slurry consists of a polyester resin which contains a different dye, so that the semi-finished product as well as the end product are colored in different shades.
C. The process is carried out in the same way as indicated under B, except that the coloring of the first and second resin addition is the same and that a small amount of contrasting, separately colored glass fibers is added.
D. The process is carried out in the same way as indicated under C, except that an undyed resin is used for the second polyester resin addition, and that a colored pigment is added separately to the aqueous slurry.
E. The process is carried out in the same way as under A to D, except that polyvinyl acetate filled with corn starch is used as the second resin additive.
Unless stated otherwise, the amounts given in the examples below are to be understood as parts by weight.
EXAMPLE 1 3.64 kg of white Kraft pulp are slurried in 1135 liters of water at 50 ° C. with the aid of a plate stirrer until a Williams-freedom of 5-6 seconds is achieved. 22.7 kg of cut fiberglass webs are added, namely 11.35 kg with a stack length of 31.8 mm and 11.35 kg with a stack length of 12.7 mm. The glass fibers had a surface treatment with chromium complexes and polyvinyl acetate.
At the same time, a resin composition of 2.5 kg of rigid polyester resin (IC 625), 0.91 kg of turquoise pigment rubbed in polyester (Glidden Turquoise), 60 g of a mixture of 50 percent by weight of benzoyl peroxide and 50 percent by weight of tricresyl phosphate, 30 g of cobalt siccative, is made of cobalt naphthenate with 6 percent by weight of Co, 30 g of a mixture of 50 percent by weight of methyl ethyl ketone peroxide and 50 percent by weight of dibutyl phthalate and 0.91 kg of methyl ethyl ketone were added.
The mixture is stirred and heated to 820.degree.
Heating is continued until the resin has hardened on the cut glass fibers, which takes about 15-20 minutes.
5.7 liters of a 100% hydrochloric acid solution of cationic melamine-formaldehyde condensate (Parex 607)>) are then added. This solution can be prepared in a conventional two hundred liter kettle by adding 40 cm9 of 50% water, adding 91/2 liters of concentrated hydrochloric acid, then adding 18.2 kg of melamine-formaldehyde resin (e.g. Parex 607), mixing and finally topping up of the boiler with water.
0.34 kg of turquoise pigment rubbed in polyester, 0.68 kg of non-hardened, non-sticky, practically solid, highly viscous polyester (Vibrin 1055B), 0.68 kg of liquid polyester (Interchemical 625) and 18 g of Luperco ATC are added to this batch .
This batch is diluted with water in such a way that the total amount of fibers intended for felting can withstand 1/4 to 6 percent by weight and preferably 1/4 to 1/2 percent by weight of the water.
The following mixture is prepared separately: 4.1 kg (on a dry basis) wet rags are divided in a grinding machine in 945 liters of water at 65 "C to a Willlams-freedom of 5-6 seconds.
To this end, 16.3 kg of fiberglass sliver cut to a staple length of 12.7 mm are added and the opening in the crusher is continued for another 15 seconds.
A mixture of 800 g of a paste made of TiO2 in polyester, 1350 g of polyester resin (Interchemical No. 625), 50 g of Luperco ATC, 20 g of cobalt naphthenate with 6 / o Co, 300 g of methyl ethyl ketone and 40 g of Lupersol DDM is then added. Stirring of the resulting mixture in the grinding machine is continued for 30 seconds, then it is heated to 93o C and at this temperature during
Continued for 20 minutes. A quarter of the resulting mixture is added to the batch previously described, and the fibrous mixture immediately by placing in a porous former, e.g. B. that of a chair body, matted.
The resulting preform is dried in an air-circulating drying oven. The chair body preform with a wet weight of around 1.8 kg has a weight of around 0.9 kg after drying.
The preform received 1.25 kg of catalyzed, colorless polyester resin (Interchemical 625, Rohm & Haas P-47, Laminac 4123 or Selectron 5003) per kg of dry weight by immersion, and the impregnated resin body is then shaped in a press for 4-5 Minutes at a temperature of 1050 C and a pressure of 7 kg / cm2.
The end product is two-tone and contains turquoise-colored glass fiber bundles of 31.8 mm and
12.7 mm long, turquoise colored cellulose and white colored glass fiber bundles of 12.7 mm long.
All fibers are distributed in a colorless resin, which gives a very unusual and pretty color effect.
Example 2
The procedure is the same as that given in Example 1, except that 0.91 kg of a black pigment (Laminac black) are used instead of the turquoise pigment in the preparation of the resin added first. Furthermore, instead of the 30 g of cobalt siccative from Example 1, only 20 g of cobalt siccative are used.
The resin mixture for the second resin addition is prepared by emulsifying 9.1 kg of high-viscosity polyester (Vibrin 1055B), 0.91 kg of impregnation polyester resin (Interchemical 625), 0.23 kg of black pigment paste and 0.91 kg of methyl ethyl ketone in 3.2 kg of water containing 0.45 kg 50 / above methyl cellulose (Methocel with 4000 centipoise).
The last addition of 12.7 mm long, water-dispersed, white-pigmented, polyester resin-coated, cut glass fiber web is prepared as in Example 1, but then only 1/1 of the resulting mixture is added to the previously prepared fiber suspension instead of 1 / 4 as in example 1.
A chair body produced with the exceptions mentioned, in relation to example 1, consists of black-colored glass fiber bundles of 31.8 and 12.7 mm in length, which fibers are all dispersed in transparent resin. This results in a new and very unusual decorative effect.
Example 3
This example relates to an embodiment of the invention for the production of a board material with a particular decorative effect.
50 parts by weight (dry weight) of a bleached packing paper pulp are opened in plenty of water at 49 ° C. 5 parts by weight of a light-colored polyester resin (Laminac 4123), which is catalyzed with 2 percent by weight of Luperco ATC, 1 percent by weight of cobalt naphthenate with 6 O / o Co and 10 / o Lupersol DDM, and colored with an oil-dispersed green pigment are added to the resulting dispersion.
To this mixture are added 50 parts by weight of chopped glass fibers 12.7 to 22.2 mm long, the surface of which has been treated with a chromium complex polyvinyl acetate finish. The polyester resin envelops the fiberglass webs while leaving the cellulose completely untouched. The resulting mixture is heated to 71 ° C. and held at this temperature until the resin has changed from the meltable to the infusible state.
11 parts of a solution of cationic melamine-formaldehyde condensate, prepared as described in Example 1, are then added, followed by 5 parts by weight of non-catalyzed polyester resin (Laminac 4123) and 10 parts of an emulsion with 50 percent by weight of polyvinyl acetate (Carbide and Carbon WC130).
This fiber suspension is diluted with water so that it contains 0.2 percent by weight of fibers, whereupon the material is felted on an Oliver tablet forming machine; flat sheets are obtained which are dried flat in a gas-heated oven at 145.degree.
The fibers of the sheets or tablets produced in this way consist of approximately 50 per cent each of cellulose and glass.
They can be used in this form, e.g. As tablecloths or pads, wallcovering, etc., or they can also be impregnated with a polyester resin and molded to form molded articles having excellent physical properties.
Example 4
This example relates to an embodiment of the invention for making a contoured, press dried article, e.g. B. a baggage cover.
A dispersion is produced by opening 45.4 kg of kraft pulp, 10.4 kg of envelope sections, 13.1 kg of frayed rag and 4.5 kg of wood chips in 945 liters of water at 49 ° C. to a Williams freedom of about 6 seconds.
A polyester resin is produced separately by mixing 1.9 liters of a commercially available polyester resin (Interchemical 625) with one percent by weight of Lupersol DDM and 1/2/0 / cobalt siccative. This resin mixture is then added to the cellulose dispersion, and at the same time or shortly afterwards 8.2 kg of fiberglass web with a stack length of 50.8 mm are added. The mixture is stirred in a crusher for 1 minute and heated to a temperature of 71 ° C. until the meltable polyester resin has completely changed into the infusible state.
18 liters of cationic melamine-formaldehyde condensate as described in Example 1, 18.1 kg of polyvinyl acetate, 3.2 kg of corn starch and 0.95 liters of a 500 / above emulsion of petroleum wax (Alwax) are added to the resulting dispersion. The resulting mixture is matted in a contoured shape, approximately in the shape of a typewriter support housing, and the matted preform is press-dried in a porous mold at a temperature of about 2320 ° C. and a pressure of 3.5 kg / cm 2 for 3 minutes. The finished piece can be covered with fabric or some other material. Bags for luggage can be produced in the same way.
It should be noted that this example also describes the use of a thermoplastic resin, namely polyvinyl acetate, as the second resin addition. Thermoplastic resins of this type are characterized in that the ester groups are predominantly in side chains and less in the main chain. The starch, although not a resin, is a completely water-insoluble material which improves the surface finish of the resulting product and also its ability to accept an adhesive used to apply a coating material.
Example 5
This example indicates the use of various substances which cause the hydratable fibers to take up a polyester resin. The results obtained without such a substance are also described.
10 g of cleaned rags are opened in 7.6 liters of water at 500 ° C. to produce a dispersion that is Williams-free for about 6 seconds.
To this end, 40 kg are added simultaneously with mixing
Fiberglass webs with a stack length of 12.7 mm of the type used to reinforce plastic objects, which have undergone a chromium complex polyvinyl acetate surface treatment, and a resin mixture of 5 g polyester resin (Interchemical 625) and 1 g polyester color paste, catalyzed with 2 percent by weight Luperco ATC, 1 / 2 5 / o cobalt siccative of the type described in example 1 and 1 0 / o Lupersol DDM.
The resulting slurry is heated to about 850 ° C. while stirring, whereby the resin settles on the glass fibers. The resin is cured at this temperature for 15-20 minutes, after which the glass fibers are colored and stiff like a wire.
The pulp is then quenched to 600 C and one of the substances listed below is added, which causes a polyester resin to adhere to the cellulose. A resin solution is then added, which was prepared by mixing the following ingredients: 2 g polyester (Interchemical 625), 2 g highly viscous polyester (Vibrin 1055B), 2 g orange polyester color paste, 3 g methyl ethyl ketone, 0.12 g Luperco ATC. The mixture is stirred during the addition of this resinous additive.
If no substance is added that changes the adhesion properties of the cellulose, the second resin additive collects in the form of drops on the sides of the vessel, or it is distributed in the form of large drops in the mass.
If 10 g of a 100% alum solution were added before the second addition of resin, a thin deposit of the second resin addition results on all fibers. The same occurs if 10 g of a 10 0 / above cationic melamine formaldehyde solution in hydrochloric acid, 1 g of coconut amine acetate (Armac CD) or ¸ g of laurylpyridi nium chloride is added instead of the alum solution.
Test pieces, which are produced by felting the fibers in a mold and drying, prove to be firmly bound and can be impregnated with a polyester resin by immersion to form a soft molded article that does not splinter if substances such as alum, cationic melamine formaldehyde are added before the second resin addition , Coconut amine acetate or lauryl pyridinium chloride can be added to the dispersion. If such substances are not added, the fibers are weakly bound, the transparent molding resin does not impregnate the workpiece evenly, and gaps can arise in the end product.
Example 6
Example 5 is repeated until the first resin additive has hardened on the glass fiber bundles. Then 10 g of a 100% above solution of cationic melamine-formaldehyde resin (prepared as described in Example 1) are added, and then 5 g of a polyvinyl acetate emulsion (Carbide and Carbon WC
130) with 50 per solids. A felted test piece produced from the resulting dispersion has well-connected fibers and, after impregnation with a polyester resin, can be easily deformed by heat treatment in a press mold.
Example 7
When used in place of the cellulose in Example 5, 20 g of AAA glass (a fine, untreated, water-dispersible type) shows the same behavior as this cellulose.
Example 8
0.45 kg of fiberglass spun 12.7 mm in length are pretreated with 0.23 kg of 25 weight percent polyester resin, which is catalyzed with 20/0 Luperco ATC, based on the weight of the resin, dissolved in methyl ethyl ketone. This is processed into a fluffy mass, the solvent is removed by blowing air through the mass at 500 C, and the resin is cured by heating to 1430 C for 15 minutes. When stirring in water, the strand separates from the web. The fibers do not emerge from the strands.
The glass fiber bundles coated by this treatment are stirred in water with 0.45 kg of white wrapping paper while heating to 500 ° C. and adding 90 cm3 of a 10 0 / above melamine resin solution as in Example 1. A solution (A) of the following composition is then obtained with stirring added:
100 g clear polyester resin (Interchemical 625)
50 g pigmented polyester resin
12 g catalyst (Luperco ATC)
100 g of methyl ethyl ketone
20 g of finely divided silicon dioxide (Santocel) mixed with 100 g of methyl ethyl ketone.
The mixture divides easily on stirring. The resulting mixture is felted to form serving board preforms, dried and impregnated with 1.25 kg of catalysed, transparent polyester resin Interchemical 625, Rohm & Haas P. 47, Laminac 4123 or Selectron 5003, per kilo of dry weight of the preform by immersion. The impregnated preform is then molded in a press at a temperature of about 95 ° C. and a pressure of 7 kg / cm 2 for 5 minutes.
This example relates to that embodiment of the invention in which the glass fiber bundles are first coated with a resin by means of a pretreatment in order to prevent them from going into the individual glass fibers in the aqueous slurry