DE2110612C3 - Verfahren zur Verfestigung von Glasfaservliesen und -matten - Google Patents
Verfahren zur Verfestigung von Glasfaservliesen und -mattenInfo
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Description
Zur Herstellung von Glasfaservliesen und -matten wird häufig nach dem Düsenzieh-, Düsenblas- und
Stabziehverfahren zunächst eine Glasfaser hergestellt, die hauptsächlich nach den folgenden drei an sich bekannten
Verfahren weiterverarbeitet wird:
a) Das gesponnene Glas wird zu Faserbündeln von 0,3-10 cm Länge geschnitten und mit Hilfe eines Luftstromes
auf ein Sieb geblasen. Dann wird Bindemittel .!'jfgcsprüht und die auf diese Weise erhaltene Glas
fasermatte durch Erhitzen getrocknet
b) Das geschmolzene Glas wird zu Glasfaden ausgezogen, diese werden mittels eines LuftsUomes auf ein
Transportband aufgeblasen, und das entstehende Vlies wird nach Hinzufügen eines flüssigen Bindemittels
ebenfalls unter Erhitzen getrocknet Dieses Verfahren wird Trockenformierungsverfahren genannt
c) Nach dem sogenannten Naßformierungsverfahren wird die Glasfaser in Form einer wäßrigen Suspension
ίο die bereits das Bindemittel enthalten kann, auf ein
Transportsieb aufgebracht, wobei die hierzu verwendete Maschine einer Papiermaschine ähnlich sein
kann.
Wird als Bindemittel zur Verfestigung von Glasfaservliesen Polyvinylalkohol allein verwendet, so zeichnen sich die auf diese Weise hergestellten Vliese zwar durch hervorragende Reißfestigkeit bei Normaltemperatur aus, jedoch fällt die Reißfestigkeit bei höheren Temperaturen stark ab.
Wird als Bindemittel zur Verfestigung von Glasfaservliesen Polyvinylalkohol allein verwendet, so zeichnen sich die auf diese Weise hergestellten Vliese zwar durch hervorragende Reißfestigkeit bei Normaltemperatur aus, jedoch fällt die Reißfestigkeit bei höheren Temperaturen stark ab.
Derartige Vliese sind daher für Einsatzgebiete, die
eine gewisse thermische Stabilität verlangen, ungeeignet, z. B. für die Herstellung von Dachbelägen, bei
der das Vlies mit Bitumen bei etwa 180-200 C getränkt werden muß. Außerdem weisen ausschließlich
mit Polyvinylalkohol verfestigte Vliese eine schlechte Wasserfestigkeit auf; schon bei lOminütigem Kochen
in Wasser zerfällt das Vlies vollständig, entsprechend einem 100%igen Bindemittelverlust Darüber hinaus
schwankt die Reißfestigkeit der Vliese je na>,h Art des
verwendeten Polyvinylalkohole sehr stark.
Aus der belgischen Patentschrift 7 15 130 ist die Verwendung von in kaltem Wasser unlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat
oder von Polyvinylalkohol zur Bindung von Glasfaservliesen mit niedrigern Flächengewicht bekannt. So hergestellte Vliese
besitzen zwar ebenfalls eine ausgezeichnete Reiß- und Biegefestigkeit, ihre Wärmestabilität ist aber immer
noch unbefriedigend.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verfestigung von Glasfaservliesen und
-matten unter Verwendung eines Bindemittels und anschließender Wärmetrocknung, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man als Bindemittel eine Kombination aus a) einem hochmolekularen Polyvinylalkohol,
b) einem wärmehärtbaren Aldehydharz und c) einer Säurekomponente verwendet.
Anorganische Materialien, die gemäß der Erfindung verfestigt werden können, sind insbesondere Glasfasern,
außerdem Mineralfasern (Asbest-, Schlacken-, Gesteins- und Basaltfasern). Sie können gewünschtenfalls
mit organischen Fasern auf der Basis von Polyäthylen, Polypropylen, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid,
Polycarbonat, Polyurethan, Polyester und Polyvinylalkohol u. a. vermischt sein. Das Gewichtsveihältnis
von anorganischem zu organischem Material kann innerhalb der Grenzen von 100:0 bis 10:90 variiert
werden.
Die angeführte Bindemittelmenge beträgt 5-50 Gew.-7o, vorzugsweise 15-25 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Vlieses, Aufgebracht wird das Bindemittel in Lösung durch Aufsprühen, Aufwalzen
oder Tränken, wenn nicht direkt von einer Suspension von Fasern in der Bindemittelmischung ausgegangen
wird. In allen Fällen ist es notwendig, die auf
h.s dem sich bewegenden Siebtuch gebildeten Vliese zwischen
100 und 250 C zu trocknen, wobei die gleichzeitige Aushärtung der Bindemittclkombination erfolgt.
Als Polyvinylalkohole eignen sich die im Handel erhältlichen hochmolekularen Polyvinylalkoholtypen;
besonders bevorzugt sind solche mit einer Esterzahl zwischen 8 und 140 mg KOH/g. Der Polymerisationsgrad des verwendeten Polyvinylalkohole soll größer
als 1000 sein und vorzugsweise zwischen 2000 und 4500 liegen, wobei der Polymerisationsgrad über den Mittelwert
des Molekulargewichts zuvor reacetylierter PoIyvinylalkoholproben nach der Lichtstreuungsmethode
mit Quecksilberlicht der Wellenlänge 546 nm gemessen wird.
Als Zusatzharz in der erfindungsgemäßen Bindemittelkombination
kommen Aldehydharze mit Harnstoff, Benzoguanamin, Dicyandiamid, Aminotriazinverbindungen
wie Melamin oder Ammelin, ferner mit ein- oder mehrkernigen, gegebenenfalls verätherten
Phenolen wie Phenol und deren Substitutionsprodukten, z. B. Alkylphenolen, Diphenylolpropan und Ha!ogenphenoien
sowie deren wasserlösliche Vorkondensate in Betracht.
Als Aidehydkomponente in dem erfindungsgemäß angewendeten Aldehydharz eignen sich vorzugsweise
Formaldehyd oder dessen polymere Formen wie z. B. Trioxan, ferner Hexamethylentetramin als Formaldehydspender,
Glyoxal, Acetaldehyd oder Benzaldehyd.
Man kann die genannten Aldehydharze einzeln oder im Gemisch verwenden.
Es war überraschend, daß die Verwendung der erfindungsgemäß beanspruchten Säuren eine wesentliche
Verbesserung der Reißfestigkeit bei 23 und 210 C sowie der Wasserfestigkeit bewirkt. Als Säurespender erwiesen
sich als geeignet: Gesättigte und ungesättigte organische Monocarbonsäuren wie Ameisensäure, Essigsäure
oder Acrylsäure; gesättigte mehrbasische organische Säuren wie Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure,
Glutarsäure, Weinsäure, vorzugsweise Zitronensäure und Adipinsäure; ungesättigte mehrbasische organische
Säuren wie Fumarsäure, Itakonsäure, vorzugsweise Maleinsäure; Ammoniumsalze und Anhydride
der obengenannten Säuren, vorzugsweise Maleinsäureanhydrid; organische Sulfonsäuren, vorzugsweise p-Toluolsulfonsäure;
ferner Mineralsäuren, vorzugsweise Phosphorsäure. Besonders bevorzugt sind gesättigte
und ungesättigte organische Di- und Polycarbonsäuren. Das Mischungsverhältnis von Polyvinylalkohol zu Aldehydharz
liegt zwischen 0,5 :9,5 und 9,5 :0,5 (Gewicht:
Gewicht), der Säureanteil des Bindemittels beträgt 1-40, vorzugsweise 1-10, insbesondere 1-5
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels.
Eine bevorzugte Kombination ist beispielsweise: Polyvinylalkohol: Aldehydharz 2:8 bis 8:2 unter Zusatz
von 2 Gewichts-% Säure.
Mit einer derartigen Bindemittelkombination ausgerüstete Faservliese und -matten zeichnen sich durch
eine hervorragende Wärmefestigkeit aus. Sie können mit den verschiedensten Thermoplasten beschichtet
ίο werden, z.B. mit Polyamiden, Polyestern, Polyvinylchlorid,
Polyvinylacetaten und deren Copolymerisaten, Polyvinylbutyralen, Acrylaten, Polyäthylen, Polypropylen,
vorzugsweise Bitumen und Asphalten, und somit zur Herstellung von Schichtkörpern wie Dachpappe
Verwendung finden.
a) Zunächst wird eine 10%ige Lösung eines PoIyvinylalkohole
vom Polymerisationsgrad etwa 2900 und der Esterzahl 140 hergestellt. 680 Gewichtsteile dieser
Polyvinylalkohol-Lösung werden mit 300 Gewichtsteilen einer ebenfalls 10%igen Lösung eines wäßrigen
Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensates vereinigt und 2 Gewichtsteile Maleinsäure in wäßriger Lösung eingerührt.
Diese Lösung wird auf 2 Gewichts-% Bindemittelgehalt verdünnt. Das unverfestigte Glasfaservlies
wird in einer Wanne auf einem Sieb liegend durch Eintauchen in die obengenannte Lösung getränkt. Nach
dem Herausnehmen und Abtropfenlassen der überschüssigen Bindemittellösung wird das Vlies bei 180 C
10 Min. lang im Trockenschrank getrocknet. Nach dieser Behandlung weist das Vlies einen Bindemittelgehalt
von 20 Gewichts-% auf; das Flächengewicht be-
.VS trägt 50 g/m2.
b) Wie Beispiel 1 a), jedoch 490 Gewichtsteile Polyvinylalkohol (10%), 490 Gewichtsteile Harnstorf-Formaldehyd-Vorkondensat
(10%), 2 Gewichtsteile Maleinsäure.
c) Wie Beispiel 1 a), jedoch 880 Gewichtsteile Polyvinylalkohol (10%), 100 Gewichtsteile Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat
(10%), 2 Gewichtsteile Maleinsäure,
d) Wie Beispiel la), jedoch ohne Maleinsäure (Vergleichsversuch).
d) Wie Beispiel la), jedoch ohne Maleinsäure (Vergleichsversuch).
Das Ergebnis ist in Tabelle 1 zusammengefaßt. Die darin angegebenen Reißfestigkeitswerte sind jeweils
nach 48stündiger Klimatisierung der Vliese bei 20 C und 65 % relativer Feuchtigkeit gemessen worden.
| Beispiel | Bindemittel- uullagc |
Bruchlast 23 C | Bruchlast 210 C | Bindemitlel- verlust nach 10 Min. Kochen |
| (%) | (kp/5cm) | (%) | ||
| la) | 20 | 22 | 14 | 10 |
| Ib) | 20 | 20 | 14 | 9 |
| Ic) | 20 | 24 | 11 | 15 |
| Id) | 20 | 19 | 10 | 17 |
Der Versuch zeigt, daß die Zugabe von Maleinsäure eine beträchtliche Zunahme der Reiß- und Wasserfestigkeit
zur Folge hat.
Wie Beispiel 1 a)t jedoch wird anstelle des wasserlöslichen HarnstofT-Formaidehyd-Vorkondensates ein wasserlösliches
Phenolformaldehyd-Vorkondensat verwendet; die zugesetzte Menge an Maleinsäure beträgt in diesem
Falle 4 Gewichtsteile. Das erhaltene Ergebnis ist in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Beispiel Bindemittelauflage Bruchlast 23 C
(kp/5cm)
Bruchlast 210 C
Bindemitteivcrlust nach 10 Min. Kochen
20
21
a) Wie Beispiel la), jedoch unter Zusatz von 2 Gewichtsteilen Zitronensäure anstelle von Maleinsäure.
b) Wie Beispiel la), jedoch unter Zusatz von 2 Gewichtsteilen Adipinsäure anstelle von Maleinsäure.
c) Wie Beispiel 1 a), jedoch unter Zusatz von 3 Gewichtsteilen p-ToIuolsulfonsäure anstelle von Maleinsäure.
d) Wie Beispiel 1 a), jedoch unter Zusatz von 2 Gewichtsteilen 85%iger Phosphorsäure anstelle von Malein-
saure.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt:
| Tabelle 3 | Bindemittelauflage | Bruchlast 23 C" | Bruchlast 210 C | Bindemitlel- verlust nach 10 Min. Kochen |
| Beispiel | (%) | (kT)/5cm) | (kp/5cm) | (%) |
| 20 | 21 | 14 | 18 | |
| 3a | 20 | 20 | 12 | 28 |
| 3b | 20 | 20 | 12 | 13 |
| 3c | 20 | 18 | 9 | 12 |
| 3d | ||||
Beispiel 4
Eigenschaften von Glasfaservliesen bei Variationen der Bindemittelmenge
Eigenschaften von Glasfaservliesen bei Variationen der Bindemittelmenge
| Beispiel | Bindemittel | Bruchlast 23 c | Bindemittelverlust |
| auflage | nach 10 Min. Kochen | ||
| (%) | (kp/5 cm) | (%) | |
| "1 A | 28 | 26 | 12 |
| 1 a | 23 | 26 | 13 |
| I a | 20 | 22 | 10 |
| 1 a | 18 | 18 | 10 |
| 1 a | 13 | 16 | 10 |
Claims (12)
1. Verfahren zur Befestigung von Glasfaservliesen und -matten, unter Verwendung eines Bindemittels
und anschließender Wärmetrocknung, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel eine
Kombination aus a) einem hochmolekularen Polyvinylalkohol, b) einem wärmehärtbaren Aldehydharz
sowie c) einer Säurekomponente verwendet, und die Bindemittelmenge 5—50 Gewichts-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht des beschichteten Fasergebildes, beträgt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelmenge 15-25 Gewichts-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des beschichteten Fasergebildes beträgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyvinylalkohol ein solcher
mit einem Polymerisationsgrad von über 1000 eingesetzt wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyvinylalkohol ein solcher
mit einem Polymerisationsgrad zwischen 2000 und 4500 eingesetzt wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyvinylalkohol mit einer
Esterzahl von 8—140 mg KOH/g verwendet wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Aldehydharze wasserlösliehe
Vorkondensate aus Formaldehyd mit Harnstoff, Melamin und/oder Phenolen verwendet werden.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Polyvinylalkohol und Aldehydharz
im Gewichtsverhältnis von 9,5 :0,5 bis 0,5 :9,5 verwendet werden.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Polyvinylalkohol und Aldehydharz
im Gewichtsverhältnis 8:2 bis 2:8 verwendet wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Säurekomponente
eine gesättigte oder ungesättigte organische Dioder Polycarbonsäure verwendet.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1,2 und 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil der Säurekomponente 1-40, vorzugsweise 1-10, insbesondere 1-5
Gewichts-% beträgt.
11. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 10 hergestellten
Produkte zur Herstellung von Bitumen enthaltenden Schichtkörpern.
12. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 10 hergestellten Produkte zur Herstellung von isolierenden
Schichtkörpern.
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712110612 DE2110612C3 (de) | 1971-03-05 | Verfahren zur Verfestigung von Glasfaservliesen und -matten | |
| NL7202619A NL7202619A (de) | 1971-03-05 | 1972-02-29 | |
| CH296672A CH534642A (de) | 1971-03-05 | 1972-03-01 | Verfahren zum Verfestigen von vorwiegend aus anorganischem Material bestehenden Faservliesen und -matten |
| SE272472A SE381037B (sv) | 1971-03-05 | 1972-03-03 | Forfarande for stabilisering av fiberalster |
| IT2139972A IT951049B (it) | 1971-03-05 | 1972-03-03 | Procedimento per irrobustire veli e studie di fibre costituiti preva lentemente da materiale inorganico |
| NO67672A NO127294B (de) | 1971-03-05 | 1972-03-03 | |
| AT177872A AT322496B (de) | 1971-03-05 | 1972-03-03 | Bindemittel zum verfestigen von anorganisches material enthaltenden fasergebilden |
| JP2196072A JPS5529184B1 (de) | 1971-03-05 | 1972-03-04 | |
| FR7207676A FR2128652B1 (de) | 1971-03-05 | 1972-03-06 | |
| GB1036772A GB1391793A (en) | 1971-03-05 | 1972-03-06 | Process for stabilizing inorganic fibre structures |
| BE780267A BE780267A (fr) | 1971-03-05 | 1972-03-06 | Procede pour consolider des nappes de fibres minerales |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712110612 DE2110612C3 (de) | 1971-03-05 | Verfahren zur Verfestigung von Glasfaservliesen und -matten |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2110612A1 DE2110612A1 (de) | 1972-09-14 |
| DE2110612B2 DE2110612B2 (de) | 1977-05-12 |
| DE2110612C3 true DE2110612C3 (de) | 1978-01-26 |
Family
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