DE60001423T2

DE60001423T2 - Vorrichtungen und verfahren zur vorbereitung von polymerverkapselten glasfaserteilchen, sowie erzeugnisse

Info

Publication number: DE60001423T2
Application number: DE60001423T
Authority: DE
Inventors: A. Michael STRAIT; G. Homer HILL; A. Robert SCHWEIZER; Stephen Seng; J. Leonard ADZIMA
Original assignee: Owens Corning; Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: NO20020215D0; US6365090B1; EP1204610B1; US20020119310A1; WO2001005722A1; EP1204610A1; CA2379083C; US6659756B2; ZA200200228B; BR0012472B1; KR20020021668A; AU6081500A; MXPA02000575A; KR100628017B1; ATE232509T1; TWI229658B; JP2003505322A; CA2379083A1; NO20020215L; BR0012472A

Description

TECHNISCHES GEBIET UND INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Glasfaserpellets. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von polymerbeschichteten Glasfaserpellets durch das Zusammenführen von vielen Segmenten eines geschnittenen mehrfasrigen Glasfadens zu Pellets und das Einkapseln der Pellets in eine Polymerhülle. Solche Pellets weisen eine für die Aufbewahrung und die Handhabung von geschnittenen Glasfasern für Verstärkungsmaterialien in Verbundstrukturen günstige Form auf.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In thermoplastischen Artikeln werden oft geschnittene Glasfasern als Verstärkungsmaterial verwendet. In der Regel werden die Glasfasern dadurch erzeugt, daß geschmolzenes Glas durch eine Düse oder eine Düsenplatte zu Fasern ausgezogen wird, eine Schlichtmittelzusammensetzung mit einem Gleitmittel, Verbindungsmitteln und schichtbildenden Bindeharzen auf die Fasern aufgebracht wird, die Fasern zu Fäden zusammengefaßt werden, die Fäden in Abschnitte der gewünschten Länge geschnitten werden und die Schlichtmittelzusammensetzung getrocknet wird. Diese geschnittenen Fadenabschnitte werden dann mit einem Polymerharz vermischt, und die Mischung wird einer Preßform- oder Spritzgußmaschine zugeführt und dort zu dem glasfaserverstärkten Kunststoffartikel geformt. Dabei werden die geschnittenen Fäden meist mit Pellets eines thermoplastischen Polymers vermischt, und die Mischung wird einem Extruder zugeführt, in dem das Kunstharz aufschmilzt, die Integrität der Glasfaserfäden zerstört wird und die Fasern im geschmolzenen Kunstharz verteilt werden und die Faser/Harz-Dispersion zu Pellets geformt wird. Diese Pellets werden dann dem Formwerkzeug zugeführt und zu Formgegenständen mit einer im wesentlichen homogenen Verteilung der Glasfasern ausgebildet.
Unglücklicherweise sind die mit einem solchen Prozeß erzeugten geschnittenen Glasfasern in der Regel unförmig und fließen nicht gut. Folglich sind solche Fasern schwer handzuhaben und führen in automatischen Verarbeitungsanlagen zu Schwierigkeiten.
Zur Lösung dieses Problems wurde versucht, die geschnittenen Fäden in dichtere stabförmige Bündel oder Pellets zu verdichten, um das Fließverhalten der geschnittenen Fäden zu verbessern und die Verwendung von automatischen Anlagen zum Wiegen und Transportieren der Glasfasern zur Vermischung mit den thermoplastischen Kunstharzen zu ermöglichen. Ein solcher Prozeß ist im US-Patent Nr. 4 840 755 beschrieben, wobei die nassen geschnittenen Fäden gerollt werden, vorzugsweise auf einem vibrierenden Träger, um die Stränge rund werden zu lassen und sie zu dichteren, zylindrisch geformten Pellets zu verdichten. Mit solchen Verfahren und Vorrichtungen können zwar dichtere und besser zylindrisch geformte Pellets hergestellt werden, die ein besseres Fließverhalten zeigen, sie sind jedoch in vielerlei Hinsicht nicht optimal.
Zum Beispiel ist dabei die Pelletgröße und der Fasergehalt im allgemeinen durch die Größe und die Anzahl der Fasern im geschnittenen Strang begrenzt, da der Prozeß so abläuft, daß ein Zusammenhaften von vielen geschnittenen Strangabschnitten unter Bildung von Pellets mit mehr Fasern als in einem einzigen geschnittenen Strang vermieden wird. Folglich muß, um Pellets mit einer geeigneten Dichte und mit einem geeigneten Verhältnis vom Durchmesser zur Länge für ein gutes Fließverhalten zu erhalten, der Strang, von dem die Abschnitte abgeschnitten werden, in der Regel aus einer großen Anzahl von Einzelfasern bestehen. Ein Erhöhen der Anzahl von Einzelfasern, die zu einem einzigen Strang zusammengeführt und geformt werden, verkompliziert jedoch den Formprozeß erheblich.
Das US-Patent Nr. 5 578 535 beschreibt einen Versuch, diese Nachteile zu überwinden, wobei Glasfaserpellets mit einer Dichte erhalten werden, die etwa 20 bis 30 Prozent über der Dichte der einzelnen Glasstränge liegt, aus denen sie gemacht sind, und der Durchmesser etwa 5 bis 15 mal größer ist. Diese Pellets werden durch das Hydratisieren von geschnittenen Strangsegmenten in einem Ausmaß, das ausreicht, um eine Faserbildung zu verhindern, das jedoch nicht ausreicht, damit sich die Strangsegmente zu Klumpen zusammenballen, und Vermischen der hydratisierten Strangsegmente für eine Zeit erhalten, die zur Bildung von Pellets ausreicht. Das Mischen umfaßt einen Prozeß, bei dem die Fasern in Bewegung um- und übereinander gehalten werden, etwa durch Verwirbeln, Rühren, Mischen und dergleichen.
Die beschriebenen Pellets können zwar mit den verschiedenen Mischverfahren hergestellt werden, es wurde jedoch festgestellt, daß viele dieser Prozesse entweder zu uneffektiv sind, um kommerziell genutzt werden zu können, oder nicht ausreichend steuerbar sind, um ein gleichmäßiges Pelletprodukt herzustellen, das einen fertigen Verbundartikel mit Festigkeitseigenschaften ergibt, die mit denen vergleichbar sind, die mit nicht pelletierten geschnittenen Fasersträngen erhalten werden. Zum Beispiel hat die Verwendung eines modifizierten Plattenpelletierers häufig eine übermäßige Verweilzeit der gebildeten Pellets im Mischer zur Folge, was wiederum zu einer Verschlechterung der Pellets aufgrund der abrasiven Natur der Bewegung von aneinanderreibenden Glasfaserpellets führt. Eine solche Pelletverschlechterung verringert im Endergebnis die Festigkeitseigenschaften des daraus hergestellten Formartikels.
In den US-Patenten 5 945 134 und 5 868 982 wurde vor kurzem ein wirkungsvoller Pelletbildungsprozeß und eine Vorrichtung dafür beschrieben, der bzw. die kontrollierbar ein gleichmäßiges Glasfaserpelletprodukt ergibt, dessen Festigkeitseigenschaften die gleichen sind wie für nicht pelletierte geschnittene Faserstränge in Verbundartikeln. Bei dieser Vorrichtung und bei diesem Prozeß werden Glasfaserstränge aus einer Vielzahl von im wesentlichen kontinuierlichen Glasfasern in Abschnitte der gewünschten Länge geschnitten und auf einen Feuchtigkeitsgehalt hydratisiert, der ausreicht, daß sich die Fadenab schnitte beim Verwirbeln zu Pellets verbinden. Die Fadenabschnitte werden einer ersten Verwirbelungsaktion unterworfen, um die hydratisierende Lösung im wesentlichen gleichmäßig über die Fadenabschnitte zu verteilen und um die Fadenabschnitte zu veranlassen, sich unter Bildung von Pellets zusammenzulagern. Die Dichte der Pellets wird dann durch Verdichten der Pellets in einem zweiten Verwirbelungsvorgang erhöht. Dieser Prozeß kann mit einer Vorrichtung ausgeführt werden, die (a) eine Einrichtung zum Schneiden der Glasfaserfäden in geschnittene Fadenabschnitte; (b) eine Einrichtung zum Befördern der geschnittenen Fadenabschnitte zu einer ersten Verwirbelungseinrichtung; (c) eine Einrichtung zum Aufbringen einer hydratisierenden Lösung auf die geschnittenen Fadenabschnitte; (d) eine erste Verwirbelungseinrichtung zum Ausüben einer Verwirbelungsaktion auf die geschnittenen Fadenabschnitte und zum Verteilen der hydratisierenden Lösung sowie zum Bewirken des Ausrichtens der geschnittenen Fadenabschnitte und zur Verbindung zu Pellets; (e) eine Einrichtung zum Befördern der Pellets zu einer zweiten Verwirbelungseinrichtung; (f) eine zweite Verwirbelungseinrichtung zum Verwirbeln zum Verdichten und dem Erhöhen der Dichte; (g) eine Einrichtung zum Befördern der verdichteten Pellets zu einem Trockner; und (h) eine Trockeneinrichtung zur Aufnahme und zum Trocknen der Pellets umfaßt.
Dieser Prozeß und diese Vorrichtung weisen zwar bei der Herstellung von geschnittenen Glasfaserpellets für Verstärkungszwecke in Polymerzusammensetzungen viele Vorteile auf, die Pellets können jedoch bei der Herstellung, der Aufbewahrung und der Handhabung vor dem Gebrauch immer noch eine Verschlechterung erfahren. Eine solche Verschlechterung kann zum Beispiel zu Pellets führen, die vorzeitig aufbrechen, mit der Folge der Freigabe von Fasern oder Fusseln, die sich ansammeln können und den Fluß der Pellets über Förderer oder durch Verarbeitungsanlagen blockieren oder stören können. Eine solche Verschlechterung kann auch das Brechen von Fasern zur Folge haben, woraus sich eine Verringerung der mittleren Länge der Fasern im Verbundartikel ergibt und folglich eine Verringerung der physikalischen Eigenschaften des Verbundartikels.
Es bleibt folglich ein Bedürfnis nach einem Mittel bestehen, das den sich ergebenden Pellets eine größere Stoßfestigkeit und Härte verleiht, um die Verschlechterung zu vermeiden, die die Pellets bei der Aufbewahrung und bei der Handhabung vor dem Vergießen und Formen erfahren. Dieses Bedürfnis wird durch die Erfindung beseitigt, die im folgenden im einzelnen beschrieben ist.
Die WO 98/43930 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß wird die Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und Patentanspruch 13 und das Verfahren gemäß Patentanspruch 16 geschaffen sowie das Glasfaserpellet nach Patentanspruch 30.
Die Außenseite der Glasfaserpellets wird entsprechend mit einer Polymer-Bindemittel-Zusammensetzung beschichtet, die nach dem Setzen, Aushärten oder Abbinden (im folgenden alles zusammen als "Aushärten" bezeichnet) den sich ergebenden Pellets eine erhöhte strukturelle Festigkeit und Härte verleiht. Die im wesentliche vollständige Einkapselung der Pellets im ausgehärteten Bindemittel verbessert die Fähigkeit der Pellets, mit geringerem Qualitätsverlust aufbewahrt und transportiert zu werden. Das Vorhandensein der Bindemittelbeschichtung an der Pelletoberfläche ermöglicht es auch, daß sich die Pellets beim Mischen weiter durch den Extruder bewegen, bis eine Auflösung des Bündels auftritt. Dies hat in der Regel eine Erhöhung der mittleren Faserlänge der Verstärkungsfasern im Verbundmaterial zur Folge, was wiederum gewöhnlich bessere physikalische Eigenschaften ergibt. Wegen des Vorhandensein dieser äußeren Beschichtung können die Pellets darüberhinaus aus Strängen mit geringerem Bindemittelanteil und entsprechend niedrigerer Fadenintegrität geformt werden, was für eine schnelle Verteilung der Fasern sorgt, nachdem die äußere Hülle aufgebrochen wurde. Darüberhinaus ist, da das Bindemittel auf die Außenseite der fertigen Pellets aufgebracht wird, die für die gewünschte Integrität erforderliche Menge an Bindemittel in der Regel kleiner als wenn das Bindemittel vor oder während der Pelletbildung auf die einzelnen Fäden aufgebracht wird. Folglich kann das Aufbringen des Bindemittels auf die Pelletoberfläche den Gesamtgehalt des Bindemittels in den Pellets herabsetzen, was offensichtlich auch wirtschaftliche Vorteile hat.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Pellets nach ihrer Bildung mit einer aushärtbaren Bindemittelzusammensetzung beschichtet, was nach dem Aushärten Glasfaserpellets ergibt, die im wesentlichen in eine dünne Schicht oder Umhüllung des Polymer-Bindemittels eingekapselt sind. Solche Pellets zeigen eine erhöhte Festigkeit und Fähigkeit, der Handhabung mit geringerem Qualitätsverlust zu widerstehen, sie verteilen sich jedoch andererseits beim Mischen sehr schnell, nachdem die Umhüllung aufgebrochen wurde. Wenn die Pellets im Ofen getrocknet werden, kann es vorteilhaft sein, das Bindemittel dann auf den Pellets aufzubringen, wenn sie den Trockenofen verlassen. Das Aufbringen des Bindemittels auf diese Weise ermöglicht das Ausnutzen der Wärme, die in den Pellets enthalten ist, die den Ofen verlassen, zum Verdampfen des Lösungsmittels oder des flüssigen Trägers in der Bindemittelzusammensetzung, wodurch kein zweiter Trockenprozeß zum Trocknen des Bindemittels erforderlich ist und was zum Abkühlen der Pellets zur Aufbewahrung oder zum Einpacken beiträgt. Außerdem kann, wenn das Bindemittel durch Wärme aushärtet, die in den Pellets enthaltene Wärme das Bindemittel aushärten. Alternativ kann auf die Pellets ein durch Licht aushärtbares Bindemittel aufgebracht werden, nachdem sie getrocknet wurden, wobei das Bindemittel dadurch ausgehärtet wird, daß die mit dem Bindemittel beschichteten Pellets durch eine geeignete Lichtkammer laufen, damit die Bindemittelzusammensetzung vor dem Aufbewahren oder dem Einpacken aushärtet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a ist eine Darstellung eines Drehtrommel-Pelletiersystems, das bei der Erfindung verwendet werden kann; 1b ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines bei der Erfindung nützlichen Pellet-Verdichtungssystems.
2 ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Mischvorrichtung zum Pelletieren und für die Verdichtungsschritte.
3 ist eine Darstellung einer bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausbilden von Fasern und zum Verarbeiten der Fasern zu verdichteten Pellets, die im wesentlichen in eine Polymerhülle eingekapselt sind.
4(a) ist ein Längsschnittansicht einer Prallwand, die bei der Drehtrommel der Erfindung verwendet werden kann; 4(b) ist eine Endansicht der Prallwand der 4(a) längs der Linie A-A; 4(c) ist eine Endansicht der Prallwand der 4(a) längs der Linie B-B; 4(d) ist eine Längsschnittansicht einer Drehtrommel der Erfindung mit darin angeordneter Prallwand der 4(a); und 4(e) ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht der Drehtrommel mit angebrachter Prallwand der 4(d).
5(a) ist eine Seitenansicht einer alternativen Prallwand, die bei der Drehtrommel der Erfindung verwendet werden kann; 5(b) ist eine radiale Schnittansicht der Drehtrommel der Erfindung mit darin angeordneter Prallwand nach 5(a); und 5(c) ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht der Drehtrommel mit angebrachter Prallwand der 5(b).
6 ist eine Darstellung einer Vorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung aus einem Polymer-Bindemittel auf die Pellets, die bei der Erfindung nützlich ist.
GENAUE BESCHREIBUNG UND BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch herkömmliche Techniken wie dem Abziehen von geschmolzenen Glas durch eine geheizte Düse zum Ausbilden einer Anzahl von im wesentlichen kontinuierlichen Glasfasern und Zusammenführen der Fasern zu einem Strang ein Strang aus im wesentlichen kontinuierlichen Glasfasern erzeugt. Bei der vorliegenden Erfindung kann jede geeignete Vorrichtung zum Herstellen von solchen Fasern und zum Zusammenführen der Fasern zu einem Strang verwendet werden.
Geeignete Fasern sind Fasern mit einem Durchmesser von etwa 3 Mikrometern bis etwa 90 Mikrometern, und geeignete Stränge enthalten von etwa 50 Fasern bis etwa 2000 Fasern. Vorzugsweise enthalten die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten Stränge etwa 400 bis etwa 800 Fasern mit einem Durchmesser von etwa 3 Mikrometern bis etwa 23 Mikrometern.
Nach dem Ausbilden der Fasern und vor ihrem Zusammenführen zu einem Strang können die Fasern mit einer geeigneten wässrigen Schlichtmittelzusammensetzung beschichtet werden, etwa einem der bekannten Schlichtmittel. Vorzugsweise besteht die Schlichtmittelzusammensetzung im wesentlichen aus Wasser, einem oder mehreren Verbindungsmitteln und wahlweise einem oder mehreren Gleitmitteln und pH-Einstellmitteln.
Geeignete Verbindungsmittel sind organofunktionelle Silane, etwa jene, die von Witco unter den folgenden Handelsnamen erhältlich sind:
Geeignete Verbindungsmittel zur Verwendung bei der Erfindung sind 3-Aminopropyltriethoxysilan und Gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, die von OSi von Witco unter den Handelsnamen A-1100 und A-187 erhältlich sind. Vorzugsweise werden die organofunktionellen Silane in einer Menge von etwa 0,1 Prozent bis etwa 1,0 Prozent der Schlichtmittelzusammensetzung verwendet.
In der Schlichtmittelzusammensetzung kann jedes geeignete Gleitmittel verwendet werden, etwa wasserlösliche Ethylenglykolstearate, Ethylenglykololeate, Ethoxylat-Fettsäuren, Glyzerin, emulsifiziertes Mineralöl und organische Polysiloxanemulsionen. Bevorzugte Gleitmittel sind Polyethylenglykolmonostearat, Polyethylenglykolmonooleat; Butoxyethylstearat; Stearat-Ethanolamid (Lubsize K12 von Alpha/Owens Corning); das im US-Patent Nr. 3 597 265 beschriebene Gleitmittel, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier eingeschlossen wird (von Emery Corp unter dem Handelsnamen Emerlube 6760 erhältlich); und eine Mischung aus 30% Weißöl, 30% Polyethylenglykol-400-Monopelargonat, 30% Polyoxyethylen-(3)-Myristinalkohol und 10% Ethoxylat-Alkylamin (Parastat S-2) (Emerlube 7607 von Emery Corp.). Vorzugsweise enthält die Schlichtmittelzusammensetzung das Gleitmittel in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 0,10 Gewichtsprozent.
Zur Herabsetzung des pH-Werts der Zusammensetzung von etwa 3,5 auf etwa 8 können kleine Mengen von schwachen Säuren zu der Schlichtmittelzusammensetzung hizugefügt werden, etwa Essigsäure. Vorzugsweise sind solche Säuren in der Zusammensetzung in einer Menge von etwa 0,15 bis etwa 0,3 Gewichtsprozent enthalten, und der pH-Wert der Zusammensetzung liegt zwischen etwa 6 und etwa 8.

Geeignete Schlichtmittelzusammensetzungen für die Erfindung sind:

1. A-1100 organofunktionelles Silan (58% aktiver Gehalt)	0,5%
Entionisiertes Wasser	Rest
2. A-1100 organofunktionelles Silan (58% aktiver Gehalt)	0,5%
Lubsize K12 (Alpha/Owens Corning)	0,07%
Eisessig	für pH-Wert 6 bis 8
Entionisiertes Wasser	Rest
3. A-1100 organofunktionelles Silan (58% aktiver Gehalt)	0,5%
Emerlube 7607 (Emery Corp.)	0,1%
Entionisiertes Wasser	Rest
4. A-1100 organofunktionelles Silan (58% aktiver Gehalt)	0,5%
Polyethylenglykol-400-Monostearat	0,1%
Entionisiertes Wasser	Rest
5. A-1100 organofunktionelles Silan (58% aktiver Gehalt)	0,5%
Emerlube 6760U (Emery Corp.)	0,01%
Entionisiertes Wasser	Rest
6. A-1100 organofiznktionelles Silan (58% aktiver Gehalt)	0,38%
A-187 organofunktionelles Silan	0,12%
Entionisieres Wasser	Rest

Die wässrige Schlichtmittelzusammensetzung kann auf die herkömmliche Weise mit einem aus einer Anzahl von Beschichtungsapplikatoren aufgebracht werden. Für die Verwendung bei der Erfindung geeignete Beschichtungsapplikatoren sind Rollenapplikatoren, Tauchbäder, Bürsten und Sprüher. Vorzugsweise wird die Schlichtmittelzusammensetzung dadurch aufgebracht, daß die Fasern über einen Kissenrollenapplikator geführt werden. Das Schlichtmittel wird vorzugsweise in einer Menge auf die Fasern aufgebracht, die ausreicht, um die Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 8 Prozent bis etwa 13 Prozent zu versehen, am besten mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 11% (falls nicht anders angegeben, sind alle Prozentangaben hier Gewichtsprozent).
Nach dem Ausbilden und dem Aufbringen des Schlichtmittels werden die kontinuierlichen Stränge in Längen von etwa einem Achtel Zoll (3,175 mm) bis zu Eineinviertel Zoll (31,75 mm) geschnitten und zu Pellets geformt. Bei dem Prozeß kann jede bekannte Einrichtung zum Zerschneiden von Glasfasersträngen in solche Längen und zum Ausbilden von Pellets aus den geschnittenen Strangsegmenten verwendet werden.
Vorzugsweise wird der Feuchtigkeitsgehalt der geschnittenen Strangsegmente auf einen Wert eingestellt, der zur Ausbildung von Pellets geeignet ist, wenn die geschnittenen Strangsegmente dazu gebracht werden, sich über- und umeinander zu bewegen, und die geschnitten Strangsegmente werden in einen Verwirbler oder Pelletierer eingeführt, der den Strangsegmenten eine solche Bewegung erteilt. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Strangsegmente vor deren Einführung in den Pelletierer eingestellt wird, werden die Glasfasern vorzugsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt hydratisiert, der zur Pelletbildung im Pelletierer geeignet ist. Vorzugsweise beträgt der Feuchtigkeitsgehalt der Fasern im Pelletierer von etwa 12 Prozent bis etwa 16 Prozent, besser noch von etwa 13 Prozent bis etwa 14 Prozent. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt zu gering ist, bilden die Stränge keine Pellets aus und bleiben in ihrer typischen Strangform. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt dagegen zu hoch ist, neigen die Stränge dazu, sich zusammenzuballen und zu verklumpen und Pellets mit einem zu großen Durchmesser und mit unregelmäßiger, nichtzylindrischer Form zu bilden.
Nach dem Schneiden der Fasern in die gewünschten Längen und vor der Ausbildung von Pellets daraus wird ein zweites Fluid oder eine zweite Lösung auf die Fasern aufgebracht. Dieses Fluid ist ein hydratisierendes Fluid, das vorzugsweise auch ein Bindemittel oder eine zweite Schlichtmittelzusammensetzung enthält. Das hydratisierende Fluid kann damit geeignete Komponenten enthalten, wie sie typischerweise in Glasfaser-Schlichtmittelzusammensetzungen enthalten sind, zum Beispiel Schichtbildner, Benetzungsmittel, Antistatikmittel und weitere Verbindungsmittel und Gleitmittel. Durch das Aufbringen dieses Fluids mit Inhaltsstoffen von der Schlichtmittelart im Pelletierer kann ein Aufbringungswirkungsgrad von 100% erhalten werden. Das Aufbringen des hydratisierenden Fluids außerhalb der faserbildenden Umgebung ermöglicht den Einschluß von Materialien, die vorteilhaft nicht während des Ausbildungsprozesses aufgebracht werden, da sie toxisch sind, Probleme mit der Sauberkeit verursachen oder unangenehme Gerüche oder hohe Kosten oder scherempfindlich sind.

Beispiele für geeignete Bindemittelzusammensetzungen, die im hydratisierenden Fluid enthalten sein können, umfassen die folgenden Zusammensetzungen (falls nicht anders angegeben, sind alle Prozentangaben Gewichtsprozent):

1. EpiRez 3544 – Expoxid-Wasser-Dispersion mit 53% Harz-feststoffen (Shell Chemical Co.)	12,58%
Witco 290H – Polyurethan-Wasser-Dispersion mit 62% Harzfeststoffen (Witco Co.)	0,99%
A-1100 organofunktionelles Silanmit 58% aktiven Fest-stoffen (Witco Co.)	0,10%
Entionisiertes Wasser	Rest
2. Die im US-Patent Nr. 5 236 982 beschriebene Schlichtmittelzusammensetzung, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
3. Terephthalsäure	3,21%
Ammoniumhydroxid mit 28% aktivem Gehalt	3,89%
GenFlo 559 – Polyurethan-Wasser-Dispersion mit 50% Harzfeststoffen (General Tire und Rubber Co.)	4,06%
ChemCor 43N40 Polypropylen-Wasser-Dispersion mit 40% Harzfeststoffen (Chemical Corporation of America)	8,12%
Entionisiertes Wasser	Rest
4. Z6020 – organofunktionelles Silan (Dow Corning Corp.)	2,65%
Pluronic 10R5 – Block-Copolymer von Ethylenoxid und Propylenoxid (BASF Corp.)	1,8%
Entionisiertes Wasser	Rest
5. Z6020	0,89%
Maldene 286 – Copolymer von Maleinanhydrid und Butadien (Lindau Chemicals, Inc.)	13,3%
Ammoniumhydroxid mit 28% aktivem Gehalt	1,6%
Entionisiertes Wasser	Rest

Dies sind Beispiele für Bindemittelformulierungen, die untersucht wurden und sich für den erfindungsgemäßen Prozeß als nützlich herausgestellt haben. Es können jedoch auch andere geeignete Bindemittelformulierungen und andere Komponenten verwendet werden. Es ist in der Tat ein Vorteil der Erfindung, daß fast alle wässrigen Schlichtmittelformulierungen für die Glasfaserbildungstechnologie als Bindemittel zum Aufsprühen auf die Fasern in der Verwirbelungsvorrichtung bei dem erfindungsgemäßen Prozeß Verwendung finden können.
Um eine gute Bedeckung der Faserstränge sicherzustellen, wird vorzugsweise das hydratisierende Fluid auf die Strangsegmente aufgebracht, wenn diese in den Pelletierer eintreten und bevor sie sich zu Pellets zu verbinden beginnen. Wenn das hydratisierende Fluid an einer anderen Stelle im Pelletierer aufgebracht wird, besteht die Gefahr, daß sich die Pellets bilden, bevor die geschnittenen Stränge vollständig mit dem hydratisierenden Fluid beschichtet sind. Wenn dann solche Pellets bei der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffartikeln verwendet werden, fehlt den nicht beschichteten Fasern die Zwischenschicht, die für gute Verstärkungseigenschaften erforderlich ist, und der sich ergebende Gegenstand weist nicht die optimalen Eigenschaften auf. Das hydratisierende Fluid kann mit Applikatoren aufgebracht werden, die für das Sprühbeschichten, das Aerosolbeschichten oder die Lösungsbeschichtung vorgesehen sind. Vorzugsweise ist der Pelletierer mit einer oder mehreren Sprühdüsen in der Nähe des Strangsegmenteinlasses ausgestattet, die das hydratisierende Fluid beim Eintritt in den Pelletierer auf die Strangsegmente aufsprühen.
Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Pelletierer kann aus jeder Vorrichtung bestehen, die die Strangsegmente derart verwirbelt, daß (1) sie im wesentlichen gleichmäßig mit dem hydratisierenden Fluid aus der wässrigen Bindemittel/Schlichtmittelzusammensetzung beschichtet werden und (2) sich eine Vielzahl von geschnittenen Strangsegmenten ausrichtet und zu Pellets der gewünschten Größe verbindet. Eine solche Verwirbelungsvorrichtung sollte eine mittlere Verweilzeit aufweisen, die ausreicht, damit sichergestellt ist, daß die Strangsegmente im wesentlichen mit dem hydratisierenden Fluid beschichtet sind und sich Pellets bilden, die jedoch andererseits nicht ausreicht, damit die Pellets durch Abrieb oder durch Aneinanderreiben beschädigt werden oder sich verschlechtern. Vorzugsweise liegt die Verweilzeit in der Verwirbelungsvorrichtung zwischen etwa 1 Minute und etwa 10 Minuten. Noch besser liegt die Verweilzeit in der Verwirbelungsvorrichtung zwischen etwa 1 Minute und etwa 3 Minuten.
Ein bevorzugter Pelletierer ist eine rotierende Trommel, wie die Trommel 41 in der Fig. 1a. Der Pelletierer 41 nimmt die geschnittenen Strangsegmente 24 auf, die mit einer faserformenden Düse 11, einem Schlichtmittelapplikator 13, einem Sammelschuh 14 und einer Schneideinrichtung 20 hergestellt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung mit einem System zum Überwachen und/oder zum Einstellen verschiedener Parameter versehen, die über ein Steuerpanel 70 wie das Allen Bradley PLC-5/40 PLC-System automatisch gesteuert werden können. Falls gewünscht, kann der Feuchtigkeitsgehalt der ankommenden Strangsegmente 24 mit einer geeigneten Einrichtung 71 gemessen werden. Es kann eine Strangwiegevorrichtung 72 vorgesehen und geeignet angebracht sein, zum Beispiel vor, nach oder in Verbindung mit einem Strangförderer 30. Eine ähnliche Wiegevorrichtung kann zum Überwachen des Gewichts der Pellets auf dem Förderband 31 vorgesehen sein. Das Zumessen des Bindemittels und des Wassers kann durch das entsprechende Steuern von Pumpen 33 und 34 erfolgen.
Die Trommel 41 nimmt einen Sprühkopf zum Aufbringen des hydratisierenden Fluids auf die Strangsegmente 24 bei deren Eintreten in die Trommel auf. Vorzugsweise ist in der Trommel in der Nähe des Einlasses eine äußere Luftmischdüse 47 zum Zumischen von zusätzlichem Wasser, das über eine Masterflex-Pumpe 34 von einer Wasserversorgung 36 zugeführt wird, zu der wässrigen Bindemittelzusammensetzung, die über eine Masterflex-Pumpe 33 von einem Bindemittelvorrat 35 zugeführt wird, angeordnet, um den Feuchtigkeitsgehalt der geschnittenen Strangsegmente auf den gewünschten Wert zu bringen und um die Mischung auf die geschnittenen Strangsegmente in der Trommel aufzubringen. Die Bindemittelzusammensetzung und das Wasser werden durch die Düsenmündung, auf die zwei Luftströme gerichtet sind, die 180 Grand auseinander und unter einem Winkel von 60 Grad zu der Richtung des Stromflusses liegen, zu einem Fluidstrom vereinigt. Dadurch wird ein Nebel erzeugt, der auf die Oberfläche der verwirbelten Strangsegmente in der Trommel getrieben wird. Die Drehung der Trommel bewirkt, daß die nassen Strangsegmente umeinander wirbeln, wobei die Oberflächenspannung, die von dem nassen Schlichtmittel oder der Beschichtung ausgeht, dazu führt, daß Strangsegmente miteinander über einen wesentlichen Teil ihrer Länge in Kontakt kommen und sich so zueinander ausrichten und zu einem zylindrisch geformten Pellet verbinden. Dadurch werden feinere oder Einzelfasern, bei beim Schneiden entstehen, wieder zusammengeführt und dann in die sich bildenden Pellets eingebaut, so daß die fertigen Pellets im wesentlichen keine einzelnen feinen Fasern enthalten. Vorzugsweise ist die Trommel leicht geneigt, so daß das Ende der Trommel, aus dem die Pellets austreten, niedriger liegt als das Ende, in das sie eintreten, damit sichergestellt ist, daß die Pellets, die in der Trommel entstehen, nicht übermäßig lange in der Trommel bleiben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trommel so geneigt, daß ihre Rotationsachse unter einem Winkel (θ) von etwa 1 Grad bis etwa 3 Grad gegen die Horizontale geneigt ist. Der Neigungswinkel kann unter Verwendung einer geeigneten Einstelleinrichtung 43a manuell oder automatisch verstellt werden.
Die Größe der Pellets, die sich in der Trommel bilden, wird vor allem durch den Feuchtigkeitsgehalt der Strangsegmente gesteuert. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt auf einem hohen Pegel gehalten wird, verbindet sich eine größere Anzahl von Strangsegmenten zu einem Pellet, und das Pellet hat daher einen größeren Durchmesser. Wenn die Feuchtigkeit auf einem niedrigen Pegel gehalten wird, verbinden sich weniger Strangsegmente zu einem Pellet, und das Pellet hat damit einen kleineren Durchmesser.
Vorzugsweise haben die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten Pellets einen Durchmesser von etwa 20% bis etwa 65% ihrer Länge. Solche Pellets werden in der Regel dadurch gebildet, daß etwa 70 Strangsegmente bis etwa 175 Strangsegmente zusammengebracht werden, wobei jedes Strangsegment von etwa 500 Einzelfasern pro Strang bis etwa 2000 Einzelfasern pro Strang umfaßt.
Die Größe der Pellets wird auch vom Trommeldurchsatz beeinflußt. Wenn der Trommeldurchsatz hoch ist, weisen die Strangsegmente in der Trommel eine kürzere Verweilzeit auf. Die kürzere Verweilzeit führt zur Bildung von kleineren Pellets, da sich das aufgebrachte Fluid nicht auf den Strängen verteilt und die Stränge nicht zu Pellets verbinden. Da die in der Trommel gebildeten Pellets darin kürzer verweilen, ist auch die Verdich- tung der Pellets kleiner.
Auch wenn im Pelletierer unvermeidlich eine gewisse Verdichtung der gebildeten Pellets erfolgt, reicht diese in der Regel nicht aus, die Pelletdichte auf einen Wert zu bringen, der ein optimales Fließverhalten ergibt. Aus diesem Grund wird im allgemeinen vorgezogen, daß die Pellets nach ihrer Ausbildung im Pelletierer 41 zu einem zweiten Verwirbler oder Verdichter 42 geführt werden, in dem die Pellets weiter verdichtet und kompaktiert werden. Es kann jede stoßarme Verwirbelungsvorrichtung verwendet werden, die die Pellets verdichtet, ohne daß sie durch Abrieb oder anderweitig beschädigt werden. Vorzugsweise weist der Verdichter eine sanftere, weniger heftige Verwirbelungswirkung auf wie der Pelletierer, um eine Verschlechterung der Pellets zu verhindern. Außerdem ist die mittlere Verweilzeit im Verdichter vorzugsweise kleiner als etwa 5 Minuten, damit sichergestellt ist, daß die Pellets nicht durch Abrieb schlechter werden. Am besten liegt die mittlere Verweilzeit im Verdichter zwischen etwa 1 Minute und etwa 2 Minuten.
Ein bevorzugter Verdichter ist eine Zick-Zack-Röhre, die um ihre Längsachse (x) gedreht werden kann, wie es in der 1b gezeigt ist. Das Zick-Zack-Rohr 42 ist mittels Rollenanordnungen 44 drehbar an einem Gestell 43 angebracht und wird von einem An triebsmotor 45 in Drehung versetzt. Beim Drehen des Rohrs werden die Pellets im Rohr durch die Rohrdrehung sanft umhergewirbelt, während sie durch die Schwerkraft durch das Rohr befördert werden. Wie bei der obigen Drehtrommel ist der Zick-Zack-Rohrverdichter vorzugsweise unter einem kleinen Winkel geneigt, um sicherzustellen, daß die Pellets ohne übermäßige Verweilzeit durch die Vorrichtung laufen. Vorzugsweise liegt die Längsachse des Rohrs gegen die Horizontale unter einem Winkel von etwa 1 Grad bis etwa 3 Grad, wobei der Rohreinlaß 39 höher liegt als der Rohrauslaß 49.
Die Pelletbildung und die Verdichtung kann zwar in getrennten Vorrichtungen erfolgen, etwa der Drehtrommel 41 und dem davon durch ein Förderband 31 getrennten Zick-Zack-Rohr 42, wie es in der Fig. 1a gezeigt ist, das Verfahren der vorliegenden Erfindung läßt sich jedoch auch mit anderen geeigneten Einrichtungen ausführen. Zum Beispiel kann die Pelletbildung und die Verdichtung in getrennten Verwirbelungsbereichen oder Zonen in einer einzigen Vorrichtung erfolgen. Ein bevorzugtes Beispiel dafür ist der "Zick-Zack-Mischer", der kommerziell von Patterson Kelly erhältlich ist und der in der 2 und bei 40 in der 3 dargestellt ist.
Der Mischer 40 umfaßt eine Drehtrommel 41, die an einem Ende mit einem Zick-Zack-Rohr 42 verbunden ist. Sowohl die Trommel 41 als auch das Rohr 42 sind über Rollenanordnungen 44 drehbar an einem Rahmen 43 angebracht und werden von einem Motor 45 mit variabler Geschwindigkeit in Drehung versetzt. Das Zick-Zack-Rohr ist an der Trommel an einer Stelle angebracht, die radial vom Drehzentrum der Trommel entfernt ist und damit in Flußverbindung steht, so daß bei jeder Umdrehung der Trommel Material aus dem Inneren der Trommel in das Rohr fließt, wenn sich der Rohr-Anbringungsort unter dem Pegel des Materials in der Trommel befindet. Die geschnittenen Strangsegmente 24 treten durch den Einlaß 46 in die Pelletiertrommel 41 ein. Die eintretenden Strangsegmente werden aus Sprühdüsen 47 in der Nähe des Einlasses 46 mit einem hydratisierenden Fluid oder einer Lösung besprüht, die vorzugsweise Bindemittel, Schichtbildner, Gleitmittel, Antistatikmittel und Verbindungsmittel enthält. Durch die Drehung der Pelletiertrommel 41 werden die Strangsegmente in der Trommel umeinander gewirbelt, wodurch die hydratisierende Lösung über die Oberfläche der Strangsegmente verteilt wird und sich die Strangsegmente ausrichten und zu Pellets 48 verbinden. Die Pellets in der Trommel verlassen die Trommel durch eine Öffnung 41a im Auslaßende der Trommel und treten dabei in das Zick-Zack-Rohr 42 ein, in dem sie weiter verdichtet werden.
In der bevorzugten Ausführungsform weist die Trommel 41 eine innere Prallwand auf, die den Freifallweg der Glaspellets und der Strangsegmente bei der Drehung der Trommel verringert. Durch das Verringern dieses Wegs verschlechtern sich die Glasfasern und die Pellets durch Stöße und Abrieb weniger, wodurch die daraus hergestellten glasfaserverstärkten Gußartikel bessere physikalische Eigenschaften erhalten.
Geeignete Prallwände können viele verschiedene Formen haben, die besonders bevorzugten Ausgestaltungen umfassen im wesentlichen zylindrisch geformte Prallwände, wie es in der 4 gezeigt ist, und gekrümmte Platten-Prallwände, wie es in der 5 gezeigt ist. Diese Prallwände sind vorzugsweise an der Austritts-Endwand der Trommel 41 angebracht und stehen davon um etwa 10 bis etwa 50 Prozent der Länge der Trommel nach innen vor. Die Prallwände können aus jedem Material sein, das den Betriebsbedingungen in der Trommel standhält, zum Beispiel aus Edelstahl, und sie können an der Trommelwand durch Bolzen, Schrauben, durch Schweißen oder durch eine andere geeignete Einrichtung angebracht sein. Wenn Befestigungsmittel wie Bolzen oder Schrauben verwendet werden, weisen die Ränder der Prallwände vorzugsweise angrenzend an die Trommel Flansche 83 auf, die das Anbringen erleichtern.
Wie in der 4 gezeigt, ist die im wesentlichen zylindrische Prallwand 80 vorzugsweise hohl mit verschlossenen Enden, die verhindern, daß Glasfasern eindringen, und sie ist an der Austritts-Endwand der Trommel 41 so angebracht, daß ihre Mittel-Längsachse in etwa der der Trommel entspricht. "Im wesentlichen zylindrisch" bedeutet hier, daß sowohl echte Zylinder als auch pseudozylindrische Elemente mit abgeflachten, sich verjüngenden oder ausgeschnittenen Abschnitten oder mit sich über die Länge änderndem Radius gemeint sind. Vorzugsweise haben die Prallwände einen Durchmesser von etwa 20 bis etwa 35 Prozent des Trommeldurchmessers, damit eine ausreichende Verringerung des freien Falls der Pellets erreicht wird, die eine Verschlechterung der Fasern verhindert. Der Durchmesser der jeweiligen Prallwand kann vorteilhaft längs zumindest eines Teils der Länge der Prallwand derart abnehmen, daß das nach innen vorstehende Ende der Prallwand einen kleineren Durchmesser hat als das Ende, das an der Trommel angebracht ist. Das Versehen der Prallwand mit einer solchen Form verringert seinen Einfluß auf den Längsfluß der Glasfasern durch die Trommel. Vorzugsweise besitzt das nach innen vorstehende Ende der Prallwand einen Durchmesser von etwa 25 bis etwa 60 Prozent des Durchmessers der Trommel.
Außerdem ist die Prallwand vorzugsweise derart an der Austritts-Endwand der Trommel angebracht, daß sie teilweise die Austrittsöffnung 41a der Trommel überdeckt, um einen Rückfluß der Pellets aus dem Zick-Zack-Rohrverdichter 42 in die Trommel beim Drehen der Trommel zu verhindern. Dadurch verringert sich die mittlere Verweilzeit der Pellets in der Trommel, und es wird sichergestellt, daß sie Pellets nicht durch einen übermäßigen Abrieb beschädigt oder verschlechtert werden. Vorzugsweise verschließt die Prallwand etwa 20 bis etwa 30 Prozent der Fläche der Austrittsöffnung. Außerdem kann, wie in der 4 gezeigt, der über der Austrittsöffnung liegende Teil der Prallwand abgeflacht, verjüngt oder anderweitig wie gewünscht modifiziert sein, um die Wirkung einer Verhinderung des Rückflusses der Pellets zu erhöhen, während die Störung des Flusses der Pellets in den Zick-Zack-Rohrverdichter minimal bleibt.
Wie in der 5 gezeigt, weisen die bevorzugten gekrümmten Platten-Prallwände im allgemeinen einen gekrümmten Abschnitt 84 und einen linearen Abschnitt 86 auf und sind an der Austrittswand der Trommel senkrecht dazu so angebracht, daß sie nach innen in das Innere der Trommel vorstehen. Der gekrümmte Abschnitt der Prallwand weist vorzugsweise einen im wesentlichen konstanten Krümmungsradius auf, der zu dem Radius der Austrittsöffnung paßt, und der lineare Abschnitt ist vorzugsweise von einer der Austrittsöffnung gleichwertigen Höhe.
Außerdem ist, wie in der 5 gezeigt, die Prallwand vorzugsweise so an der Trommelwand angebracht, daß der lineare Abschnitt neben dem in Drehrichtung nachlaufenden Rand der Austrittsöffnung 41a liegt, so daß, wenn sich die Austrittsöffnung bei der Drehung am Boden befindet, der lineare Abschnitt vertikal ausgerichtet ist und sich der gekrümmte Abschnitt über der Austrittsöffnung zu der Mittelachse der Trommel hin krümmt. Durch diese Ausrichtung der Prallwand wird nicht nur der Freifallweg der Pellets bei der Drehung der Trommel verringert, sondern die Prallwand wirkt auch als Schaufel oder Führung, die den Fluß der Pellets durch die Austrittsöffnung in den Zick-Zack-Rohrverdichter dadurch erhöht, daß mit jeder Drehung der Trommel mehr der davor liegenden Glaspellets in den Verdichter fließen können. Dadurch wird auch die mittlere Verweilzeit der Pellets in der Trommel verringert und ein übermäßiger Abrieb der Pellets verhindert.
Das Vorsehen der erwähnten Prallwände in der Trommel des Pelletierers verringert die mittlere Verweilzeit der Pellets in der Trommel von etwa 2 Minuten und 35 Sekunden ohne Prallwand auf etwa 1 Minute und 40 Sekunden mit einer im wesentlichen zylindrischen Prallwand und auf 1 Minute und 20 Sekunden mit einer gekrümmten Platten-Prallwand. Aus der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften der Gegenstände, die aus den sich ergebenden Pellets geformt werden, ergibt sich eine Verringerung der Faserverschlechterung durch das Vorsehen von solchen Prallwänden, mit einem mittleren Anstieg in der Zugfestigkeit von etwa 2 bis etwa 3 Prozent, einem Anstieg in der Biegefestigkeit von etwa 1 bis etwa 2 Prozent, und mit einem Anstieg in der Stoßfestigkeit von etwa 4 bis etwa 5 Prozent.
Durch Verändern des Durchsatzes und des Feuchtigkeitsgehalts der Glasstrangsegmente lassen sich Glasfaserpellets erhalten, die etwa 13% bis etwa 60% dichter sind wie die entsprechenden unpelletierten Glasstrangsegmente und die um etwas das zehnfache bis etwa das 65-fache größer sind im Durchmesser. Zum Beispiel weisen geschnittene 4 mm lange Segmente eines 2000-Faser-Strangs aus 14-Mikrometer-Fasern (Durchmesser) in der Regel eine Dichte von etwa 33 lb/ft³ (528,66 kg/m³) bis 36 lb/ft³ (576,72 kg/m³) auf. Nach dem Hydratisieren auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 13 Prozent bis etwa 14 Prozent und dem Ausbilden von verdichteten Pellets nach dem erfindungsgemäßen Verfahren weisen die sich ergebenden getrockneten Pellets in der Regel eine Dichte von etwa 40 lb/ft³ (640,8 kg/m³) bis etwa 55 lb/ft³ (881,1 kg/m³) auf. Als Folge ihres erhöhten Durchmesserzu-Längen-Verhältnisses und der erhöhten Dichte zeigen die sich ergebenden Pellets ein wesentlich verbessertes Fließverhalten im Vergleich zu nicht pelletierten geschnitten Strangprodukten.
Nach dem Verdichten können die Pellets auf ein Förderband 50 abgegeben und in einer geeigneten Trockenvorrichtung getrocknet werden. Zum Beispiel können die Pellets durch einen Haubenofen, dem Warmluft 61 und Kaltluft 62 zugeführt wird, oder eine andere geeignete Trockenvorrichtung 60 geführt werden. Um die Trockenzeit auf einen Wert herabzusetzen, der für eine kommerzielle Massenproduktion annehmbar ist, werden die Fasern vorzugsweise bei einer erhöhten Temperatur zwischen etwa 250°F (121,1°C) und etwa 560°F (293,3°C) in einem Wirbelschichtofen getrocknet. Nach dem Trocknen werden die verdichteten Pellets 48 vorzugsweise mit einer dünnen Schicht aus einer aushärtbaren, polymerbildenden Bindemittelzusammensetzung beschichtet. Geeignete Bindemittelzusammensetzungen können jedes herkömmliche Bindemittel enthalten, das (1) den Pellets die gewünschte Festigkeit verleiht; (2) mit den Bestandteilen der Glasfaserpellets und mit dem damit verstärkten Matrixmaterial kompatibel ist und (3) durch einen Mechanismus in einen nicht-klebrigen Zustand ausgehärtet werden kann, durch den die Pellets nicht verschlechtert werden. Brauchbare Bindemittel können Polyvinylalkohol, Polyvinylacetate, Polyvinylpyrrolidon, Tetrafluorethylen-Fluorkohlenstoff-Polymere (zum Beispiel Teflon), Acryle, Acrylate, Vinylester, Epoxide, Stärke, Wachse, Zellulose-Polymere, Polyester, Polyurethane, Silikon-Polymere, Polyetherurethane, Polyanhydrid/Polysäure-Polymere, Polyoxazoline, Polysaccharide, Polyolefine, Polysulfone und Polyethylenglykole umfassen. Vorzugsweise sind die Bindemittel thermoplastisch oder können mit Wärme oder durch Strahlung ausgehärtet werden. Bevorzugte Bindemittel ergeben eine reibungsarme, hochfeste Beschichtung, sie umfassen Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Silikon-Polymere, Polyethylenglykole und Vinyl-Halogenid-Polymere wie Teflon.
Der Fachmann erkennt, daß das Bindemittel mit einem Beschichtungsapplikator aufgebracht werden kann, der aus einer Anzahl von Geräten ausgewählt wird, etwa aus den elektrostatischen Sprühapplikatoren für Pulver oder den herkömmlichen Sprühern für flüssige Bindemittellösungen, Suspensionen und Emulsionen. In Abhängigkeit von der Art des ausgewählten Bindemittels kann ein nachfolgendes Aufheizen der mit dem Bindemittel beschichteten Pellets erforderlich sein, um Lösungsmittel oder flüssige Trägerstoffe zu verdampfen, das Bindemittel zum Fließen und zum Bedecken, der Pelletoberfläche zu bringen und/oder das Bindemittel auszuhärten.
Im allgemeinen wird bevorzugt, das Bindemittel als wässrige Lösung, Emulsion oder Dispersion auf die Pellets aufzubringen, wenn die Pellets den Trockenofen verlassen und während die Pellets sich noch auf einer ausreichenden Temperatur befinden, damit das Wasser wenigstens teilweise verdampft, das Bindemittel über die Oberfläche des Pellets fließt und/oder das Bindemittel in einen nicht-klebrigen Zustand aushärtet. Vorzugsweise verlassen die Pellets den Ofen bei einer Temperatur von über etwa 260°F (126,7°C). Es können daher einige Modifikationen an herkömmlichen Trockenöfen erforderlich sein, um Kühlbereiche zu entfernen oder entsprechend einzustellen, damit sichergestellt ist, daß die Pellets den Ofen mit der gewünschten Temperatur verlassen. Zusätzlich kann gegebenenfalls ein nochmaliges Aufheizen der mit dem Bindemittel beschichteten Pellets durch Durchlaufen der Pellets durch einen zweiten Trockenofen nach dem Aufbringen des Bindemittels vorgesehen werden.
Das Bindemittel kann zwar auf jede Art auf die Pellets aufgebracht werden, mit der die Pelletoberfläche ausreichend bedeckt wird, vorzugsweise werden die Pellets jedoch dadurch mit dem Bindemittel beschichtet, daß sie eine geeignete Sprühkammer durchlaufen, wie es in der 6 gezeigt ist. Wenn die Pellets durch die Sprühkammer 91 fallen, wird das Bindemittel durch die Sprühdüse 92 auf die Oberfläche der Pellets aufgesprüht. Das Bindemittel wird vorteilhaft mit einem Durchlauferhitzer 93 erhitzt, um, abhängig von der Temperaturempfindlichkeit der Bindemittelchemie, eine Bindemitteltemperatur von bis zu etwa 95°F–100°F (35°C–82,2°C) oder heißer zu erhalten. Das Bindemittel wird vorzugsweise mittels einer Verdrängerpumpe 94 abgemessen von dem Versorgungsbehälter 97 zum Durchlauferhitzer geführt und zum Aufbringen auf die Pellets 48 durch die Sprühdüse 92 gedrückt. Bei Passieren der Düse wird die Bindemittelzusammensetzung zum Aufbringen auf die Glaspelletoberfläche zu einem Nebel aus kleinen Tropfen verteilt, wobei der plötzliche Abfall im Druck bewirkt, daß ein Teil des Wassers in den Bindemitteltropfen sofort in Dampf übergeht. Dieses Verdampfen verringert die Wassermenge im Spray und erleichtert das Trocknen/Aushärten der Bindemittelzusammensetzung. Wenn der verbleibende Nebel mit dem Bindemittel auf die Pelletoberfläche trifft, verdampft der Rest des Wassers, und nur das Bindemittel verbleibt auf der Oberfläche der Pellets. Das Verdampfen des Wassers aus der Zusammensetzung verringert vorteilhaft auch die Temperatur der Glaspellets.
Die Sprühkammer 91 ist vorzugsweise mit einer Abluftöffnung 98 versehen, die mit einem geeigneten Naßreiniger 99 zum Sammeln von Bindemittelresten verbunden ist, um ein Ansammeln des Bindemittels in der Sprühkammer zu verhindern. Nach dem Waschen können die aus der Sprühkammer abgeführten Dämpfe über die Entlüftungsöffnung 100 aus dem Naßreiniger abgegeben werden.
Alternativ können die Pellets mit einer unter Licht aushärtenden Bindemittelzu sammensetzung beschichtet werden, die dadurch aushärtet, daß die mit dem Bindemittel beschichteten Pellets durch eine geeignete Lichtaushärtekammer laufen. Brauchbare lichthärtende Bindemittel sind UV-härtende Polyurethane, Acrylate und Epoxide. Wenn solche Bindemittel verwendet werden, wird die Sprühvorrichtung vorzugsweise wie in der 6 gezeigt modifiziert und umfaßt eine UV- oder andere geeignete Lichtkammer 95, die die mit dem Bindemittel beschichteten Pellets durchlaufen, damit das Bindemittel aushärtet. Die Lichtkammer kann sich neben der Sprühkammer befinden oder weiter weg davon entfernt sein. Im allgemeinen befindet sich die Sprühkammer jedoch vorzugsweise direkt über der Lichtkammer und in Fließverbindung damit, so daß die Pellets frei durch zuerst die Sprühkammer und dann durch die Lichtkammer fallen können, wie es in der 6 gezeigt ist.
Nach dem Aushärten der Bindemittelbeschichtung können die beschichteten Pellets dann in eine Verwirbelungstrommel 96 fallen, die beheizt und gekühlt werden kann, wie es der Prozeß gerade erfordert. Die Trommel dient zum Trennen von Pellets, die aneinander haften, und zum Normalisieren der Temperatur des fertigen Produkts. Die Pellets können dann gegebenenfalls mit einem Syntron, einem Sieb oder einer anderen geeigneten Vorrichtung 65 in Größenklassen eingeteilt werden.
Alternativ können die Sprühkammer 91 und die Verwirbelungstrommel 96 derart zu einer einzigen Einheit verbunden werden, daß das Bindemittel beim Eintreten in die Trommel oder innerhalb der Trommel mit dem Bindemittel besprüht werden. Eine bevorzugte Vorrichtung zum Beschichten der Pellets mit Bindemittel, während die Pellets umhergewirbelt werden, um eine Zusammenballung beim Trocken des Bindemittels zu verhindern, ist ein Zick-Zack-Mischer, wie er von Patterson Kelly kommerziell erhältlich ist und wie er bei 40 in der 3 dargestellt und oben beschrieben ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit der in der 3 gezeigten Vorrichtung ausgeführt, wobei in der Faserformvorrichtung 10 Faserstränge ausgebildet werden, die in der Schneidvorrichtung 20 geschnitten und vom Förderer 30 zu der Verwirbelungsvorrichtung 40 befördert werden, in der die geschnittenen Stränge pelletiert und verdichtet werden. Die sich ergebenden Pellets werden vom Förderer 50 zur Trockenvorrichtung 60 befördert und laufen dann durch den Bindemittelapplikator 90, in dem die Pellets mit einer geeigneten Polymer-Bindemittelzusammensetzung beschichtet werden.
Die Faserformvorrichtung 10 umfaßt vorzugsweise einen Glasfaserformofen mit faserbildenden Düsen 11a, 11b und 11c, aus denen eine Vielzahl von Einzelfasern 12a, 12b und 12c abgezogen oder vereinzelt werden kann, auf die mittels eines Schlichtmittelapplikators wie den Rollen 13a, 13b und 13c eine wässrige Schlichtmittelzusammensetzung mit Verbindungsmitteln und wahlweise auch Gleitmitteln und pH-Einstellmitteln aufgebracht wird. Mit den Sammelschuhen 14a, 14b und 14c werden dann Gruppen der Einzelfasern zu unabhängigen Strängen 15a, 15b und 15c zusammengefaßt und dann in die Schneidvorrichtung 20 eingeführt.
Die Schneidvorrichtung 20 weist eine Führungsrolle 21 mit einer der Anzahl von Strängen entsprechenden Anzahl Nuten, ein frei drehbare Zuführrolle 22 mit einer Oberfläche aus einem elastischen Material mit einem großen Reibungskoeffizienten bezüglich Glasfasern, zum Beispiel Gummi oder Kunstharz, und eine Schneidrolle 23 auf, die elastisch gegen die Führungsrolle 22 gedrückt wird und die von einem Motor angetrieben wird, wobei die Schneidrolle eine Anzahl von Klingen besitzt, die radial davon wegstehen. Die feuchten Stränge 15a, 15b und 15c, die in die Schneidvorrichtung 20 eingeführt werden, werden von den Nuten der Führungsrolle 21 auf die Zuführrolle 22 geführt und an der Kontaktstelle zwischen der Zuführrolle 22 und den Klingen der Schneidrolle 23 in Stücke, das heißt in geschnittene Stränge 24 mit einer Länge geschnitten, die vom Abstand der Klingen in Umfangsrichtung bestimmt wird.
Die geschnittenen Stränge 24 fallen auf eine geeignete Fördereinrichtung wie dem Förderer 30 und werden zu der Verwirbelungsvorrichtung 40 befördert. Der bevorzugte Förderer zum Transportieren der feuchten geschnittenen Strangsegmente ist ein Förderband mit einer genoppten, nicht klebenden Oberfläche, wie das, das von Sparks unter dem Handelsnamen Ultraline Food Belt Monoflex WU220M (weißes Polyurethan mit Mini-Diamant-Deckschicht) kommerziell erhältlich ist.
Die Verwirbelungsvorrichtung 40 umfaßt eine Pelletiertrommel 41, die an einem Ende fest mit einem hohlen, zick-zack-förmigen Pelletverdichtungsrohr 42 verbunden ist, das drehbar mittels Rollenanordnungen 44 an einem Rahmen 43 angebracht ist und von einem Antriebsmotor 45 in Drehung versetzt wird, zum Beispiel von einem 30-Ampere-Motor mit variabler Geschwindigkeit. Das Verdichtungsrohr 42 ist an einer Stelle an der Trommel 41 angebracht, die radial aus dem Drehzentrum der Trommel verschoben ist, und steht damit in Flußverbindung. Vorzugsweise beträgt das Arbeitsvolumen der hydratisierten Strangsegmente und Pellets in der Trommel etwa 20% bis etwa 50% des Trommelinhalts, am besten beträgt es 50% des Trommelinhalts, um eine Verweilzeit in der Trommel sicherzustellen, die zur Bildung von Pellets ausreicht, die aber nicht ausreicht, diese durch Abrieb zu beschädigen.
Die verdichteten Pellets laufen von der Trommel 41 durch das Verdichtungsrohr 42 und treten aus dem Verdichtungsrohr an dessen Auslaß 49 aus. Die Dichte der Pellets, die aus dem Verdichtungsrohr austreten, liegt vorzugsweise zwischen etwa 46 lb/ft³ (736,92 kg/m³) und etwa 62 lb/ft³ (993,24 kg/m³), was etwa 14 Gew.-% Feuchtigkeit einschließt.
Der Rahmen 43 der Verwirbelungsvorrichtung ist vorzugsweise mit einer Höhenverstellvorrichtung 43a versehen, damit die Verwirbelungsvorrichtung unter einem kleinen Winkel von bis zu 5 Grad gegen die Horizontale gehalten werden kann; um einen guten Floß des Materials durch die Pelletiertrommel und das Verdichtungsrohr sicherzustellen. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Winkel zwischen etwa 1 Grad und etwa 3 Grad.
Die aus dem Verdichtungsrohr austretenden Pellets fallen auf den Förderer 50 und werden zum Ofen 60 transportiert, in dem die hydratisierende Lösung getrocknet wird. Vorzugsweise ist der Förderer 50 das Förderband mit der genoppten, nicht klebenden Oberfläche, das von Sparks unter dem Handelsnamen Ultraline Food Belt Monoflex WU220M (weißes Polyurethan mit Mini-Diamant-Deckschicht) kommerziell erhältlich ist.
Die getrockneten Pellets verlassen dann den Ofen 60 und werden in die Sprühkammer 91 eingeführt, in der sie auf der Oberfläche mit einer Bindemittelzusammensetzung beschichtet werden. Die Bindemittelzusammensetzung wird aus Sprühdüsen 92 beim Durchlaufen der Pellets durch die Sprühkammer 91 auf die Pellets 48 aufgesprüht. Das Bindemittel wird vorzugsweise einem geeigneten Behälter 97 entnommen und von einer Verdrängerpumpe 94 und über geeignete Leitungen durch die Sprühdüsen 92 gedrückt. Zwischen der Pumpe und den Düsen kann zum Einstellen der Temperatur des Bindemittels für ein leichteres Trocknen und Aushärten ein Durchlauferhitzer 93 vorgesehen sein. Wenn das Bindemittel durch Licht aushärtet, laufen die Pellets von der Sprühkammer 91 in die Lichtkammer 95, in der sie einer Strahlung mit einer geeigneten Wellenlänge ausgesetzt werden, um die Bindemittelzusammensetzung auszuhärten.
Die mit dem Bindemittel beschichteten Pellets können dann in eine Verwirbelungstrommel 96 oder eine andere geeignete Vorrichtung eingeführt werden, um Pellets zu trennen, die aneinander haften, und um die Temperatur der Pellets zu normalisieren. Da nach können die Pellets mit einem Syntron oder einer anderen geeigneten Vorrichtung 65 der Größe nach sortiert oder klassifiziert und verpackt oder als Schüttgut aufbewahrt werden.
Die Erfindung wurde zwar im Einzelnen anhand von bevorzugten Merkmalen und Ausführungsformen beschrieben, bei der Ausführung der Erfindung werden dem Fachmann aber die verschiedensten Modifikationen offensichtlich werden. Entsprechend soll die Erfindung nicht durch die vorstehende Beschreibung, sondern nur durch die anhängenden Patentansprüche eingeschränkt werden.

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung von Glasfaserpellets (48), die im wesentlichen in einer polymeren Hülle eingekapselt sind, aus geschnittenen Abschnitten (24) eines mehrfaserigen Glasfadens, aufweisend: a. einen Applikator (47) zum Aufgingen einer wässrigen hydratisierenden Lösung auf geschnittene Glasabschnitte, die aus einem mehrfaserigen Glasfaden gebildet sind; b. eine Pelletierungseinrichtung (41), um die geschnittenen Fadensegmente einem Verwirbelungsvorgang zu unterwerfen, wobei die Pelletierungseinrichtung eine ausreichende Verweildauer aufweist, um sicherzustellen, daß die geschnittenen Glasabschnitte im wesentlichen mit dem hydratisierenden Fluid beschichtet werden; und c. einen Trockner (60); gekennzeichnet durch d. einen Bindemittel-Beschichtungs-Applikator (90) stromabwärts von der Pelletierungseinrichtung.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bindemittel-Beschichtungs-Applikator (90) eine Kammer (91) aufweist, in der Sprühdüsen (92) in Strömungsverbindung mit einem eine Bindemittel-Beschichtungs-Zusammensetzung enthaltendem Behälter (97) angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei zwischen dem Behälter (97) und den Sprühdüsen (92) eine Verdrängerpumpe (94) als strömungsbewirkende Vorrichtung angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, mit einem zwischen dem Behälter (97) und den Düsen (92) angeordneten Erhitzer (93).
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Verdichter (42).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Trockner (60) einen Ofen umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Härtekammer (95).
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Härtekammer (95) eine Kammer mit einer darin angebrachten Öffnung, durch die Ultraviolettstrahlung einer zum Härten der Bindemittelzusammensetzung geeigneten Wellenlänge eingeführt wird, und eine Strahlungsquelle umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem zweiten Verwirbler (42) und einem zwischen dem ersten Verwirbler (41) und dem zweiten Verwirbler angeordneten Förderband (31).
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der erste Verwirbler (41) eine um seine Längsachse drehend angetriebene Trommel mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste Ende (46) eine Einlaßöffnung zur Aufnahme der Pellets (48) und das zweite Ende (41a) eine Auslaßöffnung zur Abgabe der Pellets aufweist und die Mitte der Auslaßöffnung einen radialen Abstand von der Drehachse der Trommel aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der zweite Verwirbler (42) eine hohle Zick-Zack-Röhre beinhaltet, die drehend um eine Längsachse angetrieben wird und ein erstes und ein zweites offenes Ende aufweist, von denen das erste offene Ende (39) einen Einlaß zur Aufnahme der Pellets (48) und das zweite offene Ende (49) einen Auslaß zur Abgabe der verdichteten Pellets aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der zweite Verwirbler (42) mit der Auslaßöffnung des ersten Verwirblers (41) und in Strömungsverbindung mit ihm verbunden ist.
Vorrichtung zur Erzeugung von Glasfaserpellets (48), die im wesentlichen in einer polymeren Hülle gekapselt, sind, aus geschnittenen Abschnitten (24) eines mehrfaserigen Glasfadens, aufweisend: a. einen Hydratisierungslösungs-Applikator (47); b. eine drehend um ihre Längsachse angetriebene Trommel, die ein erstes und ein zweites Ende aufweist, von denen das erste Ende (46) eine Einlaßöffnung und das zweite Ende (41a) eine Auslaßöffnung beinhaltet, wobei die Mitte der Auslaßöffnung einen radialen Abstand von der Drehachse der Trommel aufweist; c. eine drehend um eine Längsachse angetriebene hohle Zick-Zack-Röhre (42), die ein erstes und ein zweites offenes Ende aufweist, von denen das erste offene Ende (39) mit der Auslaßöffnung der genannten Trommel verbunden ist, so daß Material innerhalb der Trommel bei Drehung der Trommel und der Röhre in die Röhre gelangen kann, wobei das zweite offene Ende (49) einen Abgabeauslaß aufweist; und d. einen Ofen (60) mit einem Einlaß und einem Auslaß; gekennzeichnet durch e. eine stromabwärts vom Ofen angeordnete Sprühkammer (91), die mit darin angeordneten Sprühdüsen (92) ausgestattet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Sprühkammer (91) eine um ihre Längsachse drehend angetriebene zweite Trommel (96) aufweist, die ein erstes und ein zweites Ende aufweist, von denen das erste Ende eine Einlaßöffnung und das zweite Ende eine Auslaßöffnung beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 13, mit einer zweiten hohlen Zick-Zack-Röhre (42) mit einem ersten und einem zweiten offenen Ende, von denen das erste offene Ende (39) in Strömungsverbindung mit der Auslaßöffnung der zweiten Trommel steht und einen Aufnahme-Einlaß aufweist, und wobei das zweite offene Ende einen Abgabeauslaß aufweist.
Verfahren zur Bildung von Glasfaserpellets (48), die im wesentlichen in einer polymeren Hülle gekapselt sind, mit folgenden Schritten: a. Bilden eines Fadens aus vielen im wesentlichen kontinuierlichen Glasfasern; b. Schneiden des Fadens in Abschnitte (24); c. Aufbringen einer wässrigen hydratisierenden Lösung auf die Fadenabschnitte; d. Verwirbeln der Fadenabschnitte in einer Verwirbelungsvorrichtung (41), um die hydratisierende Lösung im wesentlichen gleichförmig über die Fadenabschnitte zu verteilen und zu bewirken, daß sich diese unter Bildung von Pellets verbinden; e. Verringern des Feuchtigkeitsgehalts der Pellets; f. Aufbringen einer Bindemittelzusammensetzung auf die Oberfläche der Pellets; und g. Aushärten der Bindemittelzusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Feuchtigkeitsgehalt der Pellets (48) durch Hindurchführen der Pellets durch einen Ofen (60) verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Bindemittelzusammensetzung auf die Oberfläche der Pellets (48) aufgebracht wird, während sich diese bei einer Temperatur von mehr als etwa 260°F befinden.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Bindemittelzusammensetzung auf eine Temperatur von etwa 95°F (35°C) bis etwa 100°F (38°C) erwärmt wird, bevor sie auf die Pellets (48) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Bindemittelzusammensetzung ein polymerbildendes Material beinhaltet, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylalkohol, Polyvinylacetaten, Polyvinylpyrrolidon, Tetrafluorethylen-Fluorkohlenstoff-Polymeren, Acrylen, Acrylaten, Vinylestern, Epoxiden, Stärken, Wachsen, Zellulose-Polymeren, Polyestern, Polyurethanen, Silikon-Polymeren, Polyether-Urethanen, Polyanhydrid-/Polysäure-Polymeren, Polyoxazolinen, Polysacchariden, Polyolefinen, Polysulfonen und Polyethylenglykolen besteht.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das polymerbildende Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Silikon-Polymeren, Polyethylenglykolen und Vinyl-Halogenid-Polymeren besteht.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Bindemittelzusammensetzung bei Berührung mit den Pellets (48) aushärtet.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Bindemittelzusammensetzung aushärtet, wenn sie elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Bindemittelzusammensetzung aushärtet, wenn sie UV-Licht ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Bindemittelzusammensetzung ein polymerbildendes Material aufweist, das aus der aus Acrylaten, Epoxiden und Urethanen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Pellets (48) in einer zweiten Verwirbelungsvorrichtung (42) verdichtet werden, indem sie einem Verwirbelungsvorgang ausgesetzt werden, der ausreicht, die Fasern der Pellets zu kompaktieren und die Pelletdichte zu erhöhen, bevor die genannte Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts der Pellets stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die erste Verwirbelungsvorrichtung (41) eine sich drehende Trommel umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die zweite Verwirbelungsvorrichtung (42) eine sich drehende Zick-Zack-Röhre umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die erste (41) und die zweite (42) Verwirbelungsvorrichtung verschiedene Bereiche innerhalb einer einzigen Vorrichtung umfassen.
Glasfaserpellet, das im wesentlichen in einer polymeren Hülle eingekapselt ist, aufweisend: a. einen Fadenabschnitt aus vielen ausgerichteten, im wesentlichen kontinuierlichen Glasfasern; b. einen getrockneten Rest einer wässrigen Bindemittelzusammensetzung, die innerhalb des Fadenabschnitts um die Fasern herum angeordnet ist; und c. eine Beschichtung aus einer ausgehärteten Polymer-Zusammensetzung auf der Außenfläche des Fadenabschnitts, die diesen im wesentlichen einkapselt.
Pellet nach Anspruch 30, wobei der Rest der wässrigen Bindemittelzusammensetzung ein Bindemittelmaterial aufweist, das aus der aus Epoxiden, Polyurethanen, Acrylen, Polyalkylen-Polymeren und Mischungen daraus bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Pellet nach Anspruch 30, wobei die ausgehärtete Polymer-Zusammensetzung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylalkohol, Polyvinylacetaten, Polyvinylpyrrolidon, Tetrafluorethylen-Fluorkohlenstoff-Polymeren, Acrylen, Acrylaten, Vinylestern, Epoxiden, Stärken, Wachsen, Zellulose-Polymeren, Polyestern, Polyurethanen, Silikon-Polymeren, Polyether-Urethanen, Polyanhydrid-/Polysäure-Polymeren, Polyoxazolinen, Polysacchariden, Polyolefinen, Polysulfonen und Polyethylenglykolen besteht.