DE2237902A1

DE2237902A1 - Verfahren und schlichtemittel zur schlichtung von glasfasermaterialien

Info

Publication number: DE2237902A1
Application number: DE2237902A
Authority: DE
Inventors: Donald Lee Motsinger; Charles Edgar Nalley
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1971-08-10
Filing date: 1972-08-02
Publication date: 1973-02-15
Also published as: FR2148505A1; JPS5433320B1; BE787378A; CA993283A; IT964631B; GB1364965A; BR7205024D0; NL7209753A

Description

Dr. Mi'chael Harm H / L / C (456) 4994

Patentanwalt

63 Gießen 31. Juli 1972

Ludwigstraße 67

PPG Industries, Inc., One Gateway Center, Pittsburgh 15222, USA

VERFAHREN UND SCHLICHTEMITTEL ZUR SCHLICHTUNG VON GLASFASER-HATERIALIEN . .

Priorität: 10. August 1972 / USA / Ser.No. 170,427 ■

/Die■Erfindung bezieht sich auf die Präparation von Glasfaser* · materialien zur Verstärkung synthetischer Harze. Mehr im ein* zelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein Schlichtemittel zum Schlichten von Glasfasern, damit diese vollständig von den synthetischen Harzen benetzt werden und insbesondere zur Pultrusion, Herstellung von Matten, Platten, Laminaten, Faserwicklungen sowie zum Formpressen geeignet sind. .

Ea ist bekannt, daß Glasfasern wirkungsvoll zur Verstärkung von synthetischen und natürlichen Harzer* eingesetzt werden können, wenn eine ausreichende Bindung und Haftung zwischen der Glasfaser und dem zu verstärkenden Material besteht. Es ist auch schon einiges getan worden, um Kupplungsmittel und Schlichtemittel zu entwickeln, welche die Bindung zwischen den zur Verstärkung ,verwendeten! Glasfasern und der Matrix des zu verstärkenden

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Materials verbessern.

Ein Glasfa$erstrang besteht aus einer Vielzahl von feinen Glas-•eideneinzelfäden, die Uei hoher Geechwindigkeit au« einem ge-

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I .

schmolzenen Glaskonus gezogen werden, der durch in einer Hülse befindliche Düsen mit kleiner Austrittsöffnung gezogen wird. Eine derartige Vorrichtung wird in der US-PS 2 133 238 beschrieben. Während ihrer Herstellung werden die Glasseidenfäden bei einer Ziehgeschwindigkeit von 1,5 - 6,1 χ 10 cm/rain. (5 bis 20 χ 10 Fuß/min.) mit einer Schlichte überzogen, die ein Bindemittel enthält, damit der Strang bei seiner Weiterverarbeitung zu gewöhnlichen Textilien oder bei Verwendung als Verstärkungsmateriäl unversehrt bleibt. Anderenfalls fasert der Strang ab und bricht bei seiner Handhabung. Typische Schlichtemittel enthalten auch andere Materialien, wie z, B. Gleitmittel für die Glasseidenfäden, um eine Zerstörung des Stranges durch Reibung der einzelnen Elemente gegeneinander oder an der Bearbeitungsanlage zu vermeiden.

Üblicherweise werden Glasfaserstränge und andere Glasfasermaterialien zur Verstärkung von Harzen mit Kupplungsmitteln oder sogenanntem "Finish-Material" überzogen, die die Oberfläche der Glasfaser Substantiv und verträglich mit den einzelnen benutzten Harzen machen. Kupplungsmittel erhöhen bekanntlich die trockene und nasse Festigkeit der Laminate aus Glasfasern und Harzen.

Zur Verstärkung des Harzes werden Glasfasern gewöhnlich in Form eines Stranges verwendet, so ale Roving, Stapelglasseide oder gezwirnter Strang. Das Kupplungsmittel wird im allgemeinen der Schlichte zugesetzt und mit dieser zusammen auf die Glasfasern aufgebracht. Für eine typische Schlichte wird gewöhnlich eine wässrige Dispersion aus einem Filmbildner, einem .Bindemittel und einem Glasfaser-Gleitmittel benutzt. Ein Roving wird durch parallele Zusammensetzung mehrerer Stränge und eine Aufwicklung derselben auf einen rohrförmigen Spulenkörper derart gebildet, daß die zusammengesetzten Stränge abgewickelt warden können und fllf die Weitervererbe!tun« von

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//is

«J

glasfaserverstärkten Produkten zur Verfügung stehen,, Der An= wendimgsbereich.reicht von der Matte ©der Platte bis zur F^rm= gebung von liätimlichen oder anderen flächenhaften Produkten. Zur Herstellung eines gezwirnten Strazages wird die konventionelle, textile Zwijritechnik angewandt ₉ wobei dar Strang von dem Formings« wickel abgezogen und auf ©ine Zwirnspule gewiekelt wird» Bei den vorgenannteil Herstellungs= und Verarfoeitraigsmethoden ist es' notwendig, daß der Strang -unversehrt nnä widerstandsfähig gegen Abfasern ist*,

•Eine gewünschte Eigenschaft der geschlichteten oder zum Gebrauch ,als Vcrstärkungsniaterial überzogenen Glasfasermaterialien ist eine breite Verträglichkeit im Hinblick auf das Harz» Die für einen Roving oder für eine Strangpräparation vorgesehene Behandlung sollte das Glasfasermaterial bezüglich seiner erhöhten Festigkeit allgemein für Glasfasesr-Hars-Kombinationen und nicht. nur für die Kombination mit einem bestimmten Harz geeignet machen. So ist z. B. ein Roving erwünscht, der gleichermaßen . , .zur Verstärkung von Polyesterharzen,, Epoxidharzen und anderen natürlichen oder synthetischen Polymeren eingesetzt werden kann., ein derart vielseitiges Glasfasermaterial würde natürlich die Lagerurigs- und'Inventaranforderung für die Hersteller und Anwender herabsetzen.

Es ist ferner wünschenswert, daß der geschlichtete oder über- ■ zogcne Proving oder entsprechend ein Glasfaserstrang gute Benetzungseigenschaften aufweist. Dazu ist es bei der Herstellung der Glasfaser-Harz-Kombination notx^endig, daß das Harz den Strang vollständig imprägniert und die Oberfläche der Fasern schnell benetzt, um die zur Herstellung der Kombination erforderliche Zeit herabzusetzen und die maximal mögliche Festigkeit cloir Kombination zu erreichen, die auf der vollständigen Imprägnierung des Stranges mit dem zu verstärkenden Material

^l"^Jruhl- 3O'i 0 0 7/122 3

Zum Stand der Technik, insbesondere insoweit er sich auf Epoxidharze und mit diesen verträglichen Schlichtemassen und Schlichteverfahren bezieht, wird auf die US-Patente 3 249 412, 3 437 und 3 459 585 verwiesen.

Wong et al (US-PS 3 533 768) haben vorgeschlagen, ein-durch Scherbeanspruchung reversibles Verdünnungsgel zu verwenden, das als Überzugsmaterial für Glasfasern geeignet ist und das zu einem besseren Ergebnis bezüglich der Imprägnierung führt als das bis dahin verwendete pseudoplastische Gelmaterial. Die in der vorgenannten Patentschrift angeführten Ausführungsbeispiele beinhalten die Pultrusion von mit Harz überzogenen Strängen, die vorher mit dem reversiblen Verdünnungsgel überzogen wurden. Diese Verdünnungsgele sind verhältnismäßig komplexe Mischungen von nicht Newtonsehen, flüssigen Emulgiermitteln, Harzen, organischen Lösungsmitteln und Kupplungsmitteln.

Es besteht daher das Bedürfnis, ein Schlichteverfahren und ein Schlichtemittel derart verfügbar zu machen, daß eine relativ stabile Zusammensetzung der Bestandteile und ein geschlichtetes Glasfaserprodukt erhalten wird, das mit den üblichen Harzen verträglich ist und gute BenetZungseigenschaften bezüglich der verwendeten Harze aufweist.

Für die Präparation von Glasfasermaterialien zur Verstärkung * ■ ■

synthetischer Harze wurde nun gefunden, daß ein beträchtlicher Anteil von Stärke in der Schlichte, die bevorzugt bis zum Quellen, aber nicht bis zum Zerbersten gekocht wurde, geschlichtete Glasfasern verfügbar machtV die mit sehr guter Wirkung zur Verstärkung von Harzen verwendet werden können. Die derart geschlichteten Glasfasern werden als Roving oder einer anderen Form von dem Harz leicht durchtränkt.

Bei der Verwendung von stärkehaltigen Schlichten ohne Zusatz

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BAD ORIGINAL

Von·Kupplungsmitteln zur Verbesserung der Festigkeit des Stranges während der Verarbeitung war es früher vorteilhaft, die Stärke vor der jeweiligen Weiterverarbeitung oder der Verwendung als Verstärkungsmaterial durch Abglimmen oder Abbrennen zu entfernen. Nunmehr wurde gefunden, daß für die Verwendung als Verstärkungsmaterial die Stärke wirksam auf den Glasfasern verbleiben kann, wodurch eine gute Benetzung der geschlichteten Glasfasern mit dem zu verstärkenden Harz erzielt wird.

Es wurde ferner gefunden, daß eine breite Verträglichkeit des geschlichteten Glasfasermaterials durch einen wirksamen Zusatz von Kupplungsmitteln zur Schlichte erreicht wird» Eine Zusammensetzung aus Stärke, einer Vielzahl von Kupplungsmitteln, harzförmigen Bindern, Filmbildnem und wahlweise geringere Anteile von Gleitmitteln^ Emulgatoren u. ä_o Substanzen ermöglichen eine leichte Handhabung der Schlichte, die hervorragend zur Präparation .von .Glasfasern für die Verstärkung von Harzen geeignet ist.

Im einzelnen zeigte es sich auch, daß die gemäß der Erfindung präpararierten Gl.asfasernaterialicn sowohl zur Verstärkung von Polyester- als auch Epoxidharzen bei der Herstellung von Faserwicklungen, runden Werkstoffen, Laminaten oder der Pultrasions» technik eingesetzt werden können,, Eine bevorzugte Glasfaserschlicht gemäß der.Erfindung, die eine breite-Harzverträglichkeit und gute Benetzungseigenschaften aufweist„ besteht aus einer wässrigen dispersion mit folgenden Bestandteilen, deren Anteil in Gew„%, bezogen auf den nichfcwässrlgcn Anteil der Schlichte, angegeben ist?

Epoxidharz 28-32 'Gewi %

Melaminharz-Formaldehyd 7„5-8„5 Gew. %

Athylenoxid-Polypropylenglycol»

Kondensationsprodukt 3„4-3„8

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r.nnrta-Ilethacryloxypropyltriniethoxy-

10.8-12.2 Gew.

Essigsäure 0-1.2 Gow. %

nanma-Glycidoxypropyltrimethoxy-

-^ilan 11.4-12.8 Gew. %

kationaktives

Fettsäureamid Gleitmittel 0->·2.0 Gew. X

Stärke (bis zum Quellen gekocht) 18-22 Gew. 7,

Bei jedem der Anwendungsbeispiele kann die Schlichte zusätzlich ein stabilisierendes Mittel bzw. einen Emulgator,wie z.B. PoIyäthylenglycol,in einer Menge von 3,4 bis 3,8 Gew.7,, bezogen auf den wasserfreien Anteil enthalten. Die Schlichte kann ferner ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel,z.B. Octylphenoxypolyoxyathylenäthanol, in Mengen von 1,8 bis 2,2 Gev;.7_vbezogen'auf den wasserfreien Anteil der Schlichte, enthalten. Weiterhin kann ein Filmbildner, wie Polyvinylpyrrolidon, in Mengen bis zu 8 Gew.% auf den nichtwässrigen Anteil, vorgesehen werden. Damit die Silane mit Sicherheit in Lösung gehen, kann außer Essigsäure eine weitere Säure, z.B. eine andere organische Säure, zugesetzt werden.

Das in der Schlichte verwendete Epoxidharz kann aus solchen Epoxidharzen ausgewählt werden, die in den vorgenannten Patenten referiert sind. Für eine solche Schlichte gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere ein Bisphenol-A Epoxidharz. Derartige Harze sind mit verschiedenen Molekulargewichten im Handel erhältlich, so z.B. die EponSerie für Epoxidharze der

Shell-Chemical-Company.

Wie bereits ausgeführt, kann die verwendete Stärke dadurch besonders wirksam gemacht.werden, daß sie nicht bis zum Zu-

stand des Zerberstens, sondern nur· bis zum Aufquellen gekocht wird. Durch mikroskopische Untersuchungen der bei verschiedenen Zeiten und verschiedenen Temperaturen gekochten Stärke lässt sich die beste Kochzeit und Temperatur die zu einer Stärke in dem gewünschten Quellzustand führt, ohne Schwierigkeit ermitteln. Die Stärke kann durch Zusatz trockener Stärke zu einem Teil, des für die fertige Schlichte benötigten Wassers aufbereitet werden, wobei der Kochvorgang in einem Durchlauferhitzer oder einem offenen Kessel stattfinden kann.

'Bevorzugt wird amylosehaltige Stärke.verwendet, die von irgendeiner Ausgangsstärke, wie Korn-, Weizen-, Kartoffel-, Sago-, Reis-, einer gemischten Stärke oder ähnlichen Ausgangsstärken stammt. Eine Stärke mit hohem Amylοsegehalt, z.B. 50 bis 60 Gew.% Amylose, wird bevorzugt,benutzt.

Der relative Anteil von Wasser und die nichtwässrigen Bestandteile-der Schlichte sind durch die gewünschte Viskositäts- ■ ■ Charakteristik der auszubringenden Schlichte festgelegt und werden durch das verwendete Schlichteverfahren bestimmt. Wird die Schlichte mittels einer Walze aufgebracht, wie es in der US-PS 2 729 972 beschrieben ist, ist eine Viskosität von weniger als 100 centipoise bei 20 C erwünscht. Eine gebräuchliche Schlichte enthält 3,2 bis 7,2 Gew.% wasserfreie Anteile und als Restbestandteil Wasser. ·

Nachfolgend werden zum näheren Verständnis der Erfindung noch weitere Einzelheiten und bevorzugte Ausführung«formen der Erfindung beschrieben und zunächst drei verschiedene Schlichtezusammensetzungen gegenübergestellt:

Eine dieser Schlichten ist eine bevorzugte Ausführungsform nach de Erfindung? eine andere Schlichte stellt «ine typische, nicht

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BAD

mit einem Stärkezusatz gemäß der vorlW.anden Erfindung versehene, aber im übrigen sehr ähnliche Zusammensetzung dar, v/ährend die dritte Schlichte ebenfalls keine Stärke enthält und bezüglich der übrigen Bestandteile der erfindungsgemäßcn Zusammensetzung sehr ähnlich ist. Die beiden Kontrollschlichten, mit denen de Schlichte gemäß der Erfindung verglichen wird, enthalten jede gesondert eines der beiden Kupplungsmittel, wie sie in der bevorzugten Ausführungsform vorliegen. Die einzelnen Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 aufgeführt.

3 I) ü H t) 7 / 1 7 7 3

BAD ORIGINAL Tabelle "1

Vernlcichsschlichten ■

Bestandteil Zusannen- Zusammen- bavorz.Zu-

setzuns Λ setzung B sammens.
p/l (Ibs/lOOgal) g/1 (Ibs/lOOgal) g/1 (Ibs/lOOgal

Bisphcnol-Λ

Epoxidharz 25,0 (20.9) 19,3 (16.1) 12,8 (10.7)

Polyvinylacetat,

Polyoxyäthyliertcs ·'.··«

pflanzliches Ol 2,5 ( 2.1) 2,4 ( 2.0) T,G ( 1.3)

Octylpheno::ypoly-

o^yäthylcnäthanol 2,5 ( 2.1) 1,1 ( 1.1) Q,ß ' (0.7),

Polyvinylpyrrolidon ^p>₉0 ( 4.2) ⁷^⁹ ( 4.1)

Garnma-Glycidoxypro-

pytrimethoxysilan '/"> ( A. 2) -- »- 5,3 ( 4.4)·

Essigsäure O₉ 25 nl (*>5 ml) 0, Π ml (50 ml) 0,40 ml (150

Polyäthylenglycolmono-

leat ■ 1,2 ( 1.0)

Melamin-Formaldehyd-

Harz . .... 5,1 ( 4.3) 3,5 ( 2.9)

Äthylen-Oxid-Polypropylen-Glycol-Kondenstions-

produkt — — 2,4 ( 2.0) 1,6 ( 1.3)

Gamma-Methacryloxy-

propyltriraethoxysilan -- -- 4,9 ( 4.1) 5_p0 ( 4.2)

Särke (Amylose) « — *■" 1 ■- 8,8 ( 7.3)

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Jede Gchlichtezusamraensetzung wurde auf einzelne Glasfasern während der in der Figur dargestellten Herstellung aufgebracht. Die Schlichtelösung wird auf die einzelnen Glasfasern nach ihi>em· Austritt aus den Düsen 11 aufgetragen. Das geschmolzene Glas befindet sich in einer elektrisch beheizten Wanne 12 aus einer Platinlegierung, an deren Unterseite die Düsen 11 angebracht sind. Die Schlichtelösung wird auf die einzelnen Glasseidenfäden aufgebracht, bevor sich diese zu einem Strang vereinigen. Das Aufbringen des Schlichtemittels erfolgt mittels einer Auftragswalze 13, die teili/eise in die in einem Behälter 15 befindliche Schlichtelösung eintaucht. Die dargestellte Auftragsvorrichtung ist im einzelnen in der US-PS 278972 beschrieben. Die Glasseidenfäden werden von einem Fadenführer 16 aus Graphit zu einem Strang vereinigt und auf einer Formungsspule bei einer Rotationsgeschwindigkeit von angenähert 1800 - GOOO Upm aufgewickelt, um eine Strangbewegung von 1.2x10 ¹^ - 4 χ TO cm/min. (3900 - 13000 Fuß/min.) zu erreichen. Es können auch andere Verfahren, beispielsweise unter Verwendung eines Druckrollers, zum Auftragen der Schlichte benutzt werden. Ebenso braucht dei* Strang nicht auf einer Formwalze geformt zu werden, sondern kann auch mittels eines Paares rotierender Abziehwalzen in eine geeignete Auffangvorrichtung geführt werden. Anstelle der mit Düsen versehenen Unnne kann auch eine andere Vorrichtung verwendet werden, "um einen Strang mit gewünschtem Durchmesser und bestimmter Länge herzustellen.

Die auf der Formungswalze 18 als Roving aufgewickelten Glasfaserstränge werden anschließend getrocknet. Dies erfolgt bei eine derart bemessenen Temperatur und Ausheizzeit, beispielsweise 8 Stunden bei
entfernt wird.

8 Stunden bei etwa 135°C (275⁰F), daß das Wasser vollständig

Die mit den drei verschiedenen Schlichten hergestellten Rovings -wurden zur Verstärkung von Epoxid- und Polyesterharzen verwendet. Die in der Tabelle I mit A bezeichnete Schlichte wurde

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ziir Verstärkung von Polyesterharz benutzt, während "beide- · Harze für sich mit einem Roving verstärkt wurden, der mit einer bevorzugten Schlichte gemäß der Erfindung präpariert war. Die Zug- und horizontale Biegefestigkeit wurde für jede Probe nach dasn ASTM - Verfahren D - 2290 und D 2344 im trockenen und nassen Zustand bestimmt. Die Benetzung der geschlichteten Fasern wurde bei jeder der Glasfaser-Harzproben visuell beobachtet. In Tabelle II sind die Testresultate zusammengefaßt„

30'ΪΠ Π 7/1?? ·*

Tabelle II .

Physikalische Eigenschaften

Zugfestigkeit ' Biegefestigkeit '

kg/cm² χ 10³ (psi χ 1O³) kg/cm² χ 10³ (psi χ ΙΟ³) Harz

trocken naß trocken naß 72 h

_ω Bevorzugte Schlichte K-37,15

ο Endroving 20,7 (295) 18,3 (254) 0,70 (10.0) 0,65 (9.3) 0,55 (7.8) Poly- <

ο- harz

-J Schlichte B. K-37, 15 End- . ,

^ roving 17,9 (255) 16,3 (230) 0,60 ( 8.5) 0,53 (7.5) 0,30 (4.3) PoIy-J

to ester-.

Bevorzugte Schlichte K-37,

15Endroving 20,3 <289) 19,6 (279) 0,77 (11.0) 0,69 (9.9) 0,60 (3.5) Epoxid

Schlichte A. K-37,

15 Endroviiig 18,3 (260) 15,8 (225) 0,77 (11.0) 0,63 (9.0) 0,46 (6.5) Epoxid

I) ASTM B^

2) ASTM Ö-2344 -J

Die gemäß der Erfindung hergestellten Rovings bewirken eine größere Festigkeit des verstärkten Polyesterharzes als das unter Verwendung der Schlichte B verstärkte Polyesterharz, die das Kupplungsmittel enthält, das als am basten mit einem Polyesterharz verträglich erachtet wird. Ausserdem geben die Glasfasern gemäß der Erfindung dem Epoxidharz eine größere Festigkeit, als die mit der Schlichte A behandelten Glasfasern, die ein mit dem Epoxidharz als verträglich erachtetes Kupplungs-. . , mittel aufweist. Die Benetzungseigenschaften der drei Glasfaserproben sind in Bezug auf das mit ihnen kombinierte Harz ausreichend. Jedoch werden die gemäß der Erfindung geschlichteten Glasfasern nicht nur von jedem der beiden Harze besser im- · prägniert, sondern sind im Gegensatz zvl den beiden Testproben sowohl zur Verstärkung von Epoxidharzen als auch Polyesterharzen geeignet. Es ist z.B. die Kombination eines Epoxidharzes mit einer unter Verwendung der Zusammensetzung B geschlichteten Glasfaser unbefriedigend. Ebenso wird eine'-rmit der· Schlichte A behandelte Glasfaser ungenügend mit dem Polyesterharz durchtränkt.

Glasfaserstränge, insbesondere für Formungswalzen vorgesehene K-37 und K-18 Glasfasern, sind nach einer Schlichtung mit dem bevorzugten Schlichtemittel besonders für Faserwicklungsanwendungen, wie z.B. die Herstellung von mit Glasfasern verstärkten Röhren, geeignet. -

Insbesondere K-37 und G-67 Glasfasern sind für Pultrusionsanwendungen brauchbar, wenn sie mit einem Schlichtemittei behandelt v/erden, das aus der zuvor beschriebenen Zusammensetzung mit einem Zusatz von bis zu etwa 8 Gew.% eines Filmbildners aus Polyvinylpyrrolidon besteht. !Jährend, dieser Filmbildner bei "'_' typischen Faserwicklungsvorgängen ein Aufschäumen verursacht, ist seine Anwesenheit in der Schlichte bei Pultrusionsanwendungen^ nützlich. Ein Anteil von Polyvinylpyrrolidon von bis zu etwa ' ^: 8 Gew.%, bezogen auf den nichtwässr.igen Anteil der Schlichte,

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BAD ORfGfNAL'

bewirkt eine bessere Integrität des Stranges während der PuItrusionsoperationen.

Eine gute StrangIntegrität ist bei Pultrusionsoperationen besonders wichtig, da beim Ziehen des mit Harz überzogenen Stranges durch eine Form überschüssiges Harz entfernt wird, wobei eine Profilierung des Strange durch die Ausgestaltung der Form erzielt wird. Auf diese Weise lassen sich z.B. Rundstäbe, I-Profile oder andere Formen herstellen. Wenn der Strang nicht die erforderliche Integrität hat, wird durch eine Abfaserunp, eine Verstopfung der Ziehform verursacht:, und falls der Strang während der Bearbeitung unter Spannung steht, kann infolge, ungenügender Integrität der Strang brechen und die Ziehoperation kommt zum Stillstand.

Die gute Benetzung des gemäß der Erfindung geschlichteten Glasfaserstrangs mit dem verwendeten Hai ζ bei PuI ».xus ions operationen ist ersichtlich. Bei einer derartigen Verarbeitungsmethode wird eine Vielzahl von geschlichteten Strängen in eine organische Lösung des zu verstärkenden,Harzes getaucht. Die _; Lösung enthält 30-70 % eines typischen Polyesterharzes. Dicv Stränge werden anschließend in der oben beschriebenen Weise durch die Form gezogen. Die Zeit, in der sich die Stränge in der harzhaltigen Lösung befinden, ist üblichen/eise beschränkt und die Stränge stehen im allgemeinen unter leichter Spannung.

Diese beiden Bedingungen vermindern das Maß der Harzinprägnierung des bewegten Strangs. Die Anwesenheit von gequollener Stärke in der vorliegenden Zusammensetzung bewirkt eine Trennung der Faserelemente des Strangs und begünstigt somit die Imprägnierungsgeschwindigkeit des Stranges.

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bad

Platten und Matten lassen sich vorteilhaft mit gemäß der Erfindung präparierten Glasfasermaterialien herstellen. Sin Plattenroving läßt sich bevorzugt aus einem G 47/4 S Formstrang' unter Verwendung eines Ballonroving-Lieferwerks auf einem Haspeler herstellen. Ein derartiger Plattenroving hat eine angemessene Strangintegrität und bricht gut beim Hacken zur

Herstellung von Matt en. Die so erhaltenen Matten weisen eine --■..-.

schnelle Benetzbarkeit auf bei der Imprägnierung mit Harzen .für die Plattenfertigung. Geeignete Platten können nach dem "Needling-Verfahren" genau so gut wie durch Hacken (chopping-Verfahren) hergestellt werden und sind ebenso gut für die Harz-· imprägnierung geeinget. Eine gehackte Strangmatte bzw. eine Matte aus Stapelglasseide kann ohne Zwischenbildung eines ■Rovingstranges direkt aus dem Formwickel hergestellt werden. Bei der direkten Herstellung von gehackten Strangmatten wurde festgestellt, daß die nach der Erfindung geschlichteten Glasfasern eine gute StrangIntegrität aufweisen und beim Hacken nur ein-.geringer Anteil der gehackten Stränge an der Bearbeitungsmaschine haftet oder miteinander verklumpt.

Bei'den typischen,■gemäß der Erfindung geschlichteten Glasfasern · sowie bei den bereits erläuterten Ausführungs- und Anwendüngsbeispielen soll der trockene Rückstand der vorliegenden Schlichte etwa 0,5-5 und vorzugsweise 0,5 «· 2,5 Gew.% des blanken Glases, betragen, Die Menge der auf dem Glas befindlichen Schlichte kann bei Anwendung der bekannten Zündtechnik aus den ermittelten Verlusten bestimmt werden.

In der vorliegenden Beschreibung wurde die konventionelle Nomenklatur zur Beschreibung von Fasersträngen und Rovings hinsichtlich ihrer Abmessungen und Kenndaten verwendet, Der Faserdur chnmsser z.EL wird durch eine Buchstabenbezeichnung (K? G, usw) ausgedruckt, Zur Nenrilänße; gelangt man dadurch, daß der Durchmesser d??§ G.arns mit lÖQ multipliziert und die Garnlänge pro

3ÖöaOt/i7Z3

•wichtseinheit in m/kg (yards/lb) angegeben wird. Die'nach dem Schrägstrich folgende Bezeichnung gibt die Aufspaltung der Faserelemente des Strangs in Untergruppen von etwa 100 Einzelfäden an. Z. B. ist ein G 67/4 S Strang aus Faserelcmcnten mit einem Nenndurchmesser von 0,09 mm (Ο,ΟΟΟΠΟ inch) zusammengesetzt der Strang v/eist eine Länge von 14 000 m/kg (6700 yards'·per pound) und eine Aufspaltung nach dem Schlichten in 4 Gruppen mit jeweils etwa 100 Einzelfäden auf.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Präparation von Glasfasermater3.al3.en zur Verstärkung von Harzen, wobei die Glasfasern mit hoher Geschwindigkeit aus einem geschmolzenen Glaskonus gezogen werden, eine zur Verbindung mit einem einzelnen Harz geeignete Schlichte aufgebaracht und getrocknet und e3'_n Glasfasermaterial erhalten wird, das an einem spezifischen mit der Schlichte verträglichen Harz haftet, wobei das geschlichtete Glasfascrmaterial sowohl mit Polyester- als auch mit Epoxidharz verträglich ist, gekennzeichnet durch Verwendung einer wässrigen Schlichte, die einen Stärkeanteil von 15 bis 25 Gew.%, bezogen auf den nicht-wässrigen Schlichteanteil, enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch.die Verwendung einer wässrigen Schlichte,die beim Aufbringen folgende auf den nichtwässrigen Anteil der Schlichte bezogene 'Bestandteile aufweist:

• 25-35 Gew. /O Epoxidharz

5 - 10 Gew. % Melamin-Formaldehydharz 1 - -6 Gew. % Athylenoxid-Polypropylen-

glycol-Kondonsat ionsprodulit.

8-16 Gew. % gamma-Methacryloxy-

propyltrimethoxysilari 8-16 Gew. % gamma-Glycidoxypropyltrimethoxy-

silan 15 - 25 Gew. % Stärke

und ferner genügend Wasser, um eine Viskosität von weniger als 100 centipoise bei 20 C einzustellen.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlichte in einer derartigen Menge aufgebracht wird, daß sich ein trockener mickstand von etv/a 0,5 bis 2,5 Gev/. % des blanken Glases ergibt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlichte, bezogen auf den nichtwässrigen Anteil,1·bis 6 Gew. % eines Enulgators und 1 bis 3 Gev;. "i eines nichtionischen oberflächenaktiven

. Mittels enthält.

5. Verfahren nach einem 4er Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke nach dem Vermengen mit den übrigen Bestandteilen der Schlichte bis zum Quellen gekocht wird.

6. Verwendung der präparierten Glasfasermaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Verstärkung von harzartigen Materialien.

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