DE68911493T2

DE68911493T2 - Schlichtemittel für Glasfasern.

Info

Publication number: DE68911493T2
Application number: DE89311023T
Authority: DE
Inventors: Kazuyo Aketa; Takeshi Fujita; Tadayuki Sugimoto
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1989-10-25
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPH054350B2; DE68911493D1; EP0371613B1; US4968776A; EP0371613A1; JPH02120258A

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Schlichte oder ein Bindemittel für Glasfasern.
Als herkömmliche Schlichten für Glasfasern wurden viele Materialien, wie zum Beispiel Stärke, modifizierte Stärke, Dextrin, Amylose, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol und dergleichen vorgeschlagen.
Eine derartige herkömmliche Schlichte für Glasfasern, wie zum Beispiel Stärke, erfordert jedoch zur Herstellung einer brauchbaren Lösung viel Zeit. Die Lösung ist darüber hinaus nicht sehr stabil.
Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol und dergleichen wohnt das Problem inne, daß sie während des thermischen Entfernungsverfahrens kaum abgebaut werden und folglich das Entölen unvollständig erfolgt oder eine Langzeitbehandlung erforderlich ist, um sie vollständig abzubauen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges Problem zu lösen und eine Schlichte für Glasfasern bereitzustellen, die leicht wasserlöslich ist und beim Entölungsverfahren bei einer relativ niedrigen Temperatur über eine kurze Zeitspanne hinweg abgebaut werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus, eine Schlichte für Glasfasern bereitzustellen, die eine überlegene filmbildende Fähigkeit besitzt und selbst unter sehr feuchter Bedingung leicht einen Film ergibt, um Abrieb zwischen den Filamenten zu verhindern.
EP-A-0 027 942 und JP-A-06 005 044 offenbaren Schlichten für Glasfasern, wobei die Schlichten Polyester enthalten, die aus der Reaktion eines Polyethylenglykols und einer Dicarbonsäure hergestellt werden. Die Schlichten werden als Haftmittel zur Verbesserung der Haftung der Glasfasern an Kunststoffen benutzt, das heißt die Schlichten werden nicht von den Glasfasern entfernt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Schlichte gemäß der vorliegenden Erfindung enthält als wesentlichen Bestandteil eine hochmolekulare Verbindung, die durch Reaktion
(A) einer Polyhydroxyverbindung mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht weniger als 1.000, die durch Additionspolymerisation von Ethylenoxid oder Ethylenoxid umfassenden Alkylenoxiden zu einer organischen Verbindung mit zwei aktiven Wasserstoffen hergestellt wird, mit
(B) einer Polycarbonsäure, einem Polycarbonsäure-Anhydrid oder einem niederen Alkylester einer Polycarbonsäure hergestellt wird,
worin diese hochmolekulare Verbindung ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 50.000 bis 300.000 besitzt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Unter den organischen Verbindungen mit zwei aktiven Wasserstoffen, die zur Herstellung der vorgenannten Polyhydroxyverbindung benutzt werden, sind Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polybutylenglykol, Butylamin, Polytetramethylenglykol, Anilin und dergleichen enthalten.
Die Polyhydroxyverbindung mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht weniger als 1.000 wird durch Additionspolymerisation von Ethylenoxid allein oder Ethylenoxid enthaltenden Alkylenoxiden zu einer derartigen organischen Verbindung erhalten. Es wird bevorzugt, daß die Polyhydroxyverbindung Ethylenoxid-Einheiten in einer Menge von mindestens 50%, besonders mindestens 70% umfaßt.
Als das zusammen mit Ethylenoxid benutzte Alkylenoxid werden Propylenoxid, Butylenoxid und dergleichen beispielhaft erwähnt.
Die Additionspolymerisation von Ethylenoxid oder Ethylenoxid enthaltenden Alkylenoxiden zur organischen Verbindung kann anhand eines bekannten Verfahrens durchgeführt werden.
Es ist erforderlich, daß die sich ergebende Polyhydroxyverbindung ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von nicht weniger als 1.000 besitzt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann nicht erreicht werden, wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht weniger als 1.000 beträgt.
Als der mit der Polyhydroxyverbindung zu reagierende Bestandteil (B) sind Polycarbonsäuren, Polycarbonsäure- Anhydride und niedere Alkylester der Polycarbonsäuren, wie zum Beispiel Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Sebazinsäure, Dimethylester oder Diethylester der vorstehend erwähnten Säuren, Pyromellitsäure-Anhydrid und dergleichen enthalten.
Die Esterkondensationsreaktion des Bestandteils (A), nämlich Polyhydroxyverbindung mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht weniger als 1.000, mit dem Bestandteil (B), wie beispielsweise Polycarbonsäuren und dergleichen, muß in einem dicht verschlossenen Gefäß durchgeführt werden, da sie mit thermischein Abbau einherzugehen pflegt.
Das Reaktionsverhältnis des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B) kann beliebig gewählt werden. Zur Erzielung des gewichtsmittleren Molekulargewichts der resultierenden hochmolekularen Verbindung zwischen 50.000 und 300.000 kann jedes Verhältnis benutzt werden.
Die Schlichte der vorliegenden Erfindung enthält als wesentlichen Bestandteil eine hochmolekulare Verbindung, die durch eine Esterkondensationsreaktion des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B) hergestellt wird. Es ist erforderlich, daß die hochmolekulare Verbindung ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen 50.000 und 300.000 besitzt. Wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht unter 50.000 liegt, besitzt der erhaltene Film nur eine unzureichende Festigkeit. Andererseits, wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht höher als 300.000 ist, so besitzt die resultierende Lösung eine zu hohe Viskosität, und die Verarbeitbarkeit ist herabgesetzt.
Die Schlichte der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus zusammen mit einer anderen Schlichte, wie zum Beispiel gegebenenfalls mit Stärke, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure und dergleichen benutzt werden.
Andere Zusatzmittel, wie zum Beispiel Weichmacher, Emulgatoren, Gleitmittel, Antistatika und dergleichen können der Schlichte der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden.
Da die Schlichte der vorliegenden Erfindung im wesentlichen eine hochmolekulare Verbindung dergestalt wie vorstehend beschrieben enthält, verfügt sie über eine hohe filmbildende Fähigkeit und ist in bezug auf die Binderwirkung, die Flusenverstreichwirkung während des Webens, die Gleitfähigkeit, die antistatische Wirksamkeit und dergleichen ausgezeichnet. Sie kann darüber hinaus im Entölungsverfahren leicht thermisch abgebaut und bei einer niedrigen Temperatur fast vollkommen entfernt werden.
Dementsprechend erbringen Glasgewebe, Roving-Gewebe und dergleichen, die unter Verwendung der Schlichte der vorliegenden Erfindung gewebt werden, keine schlechte Wirkung in den Anwendungsbereichen, in denen die elektrischen Charakteristika wichtig sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung

Die folgenden Beispiele dienen der ausführlicheren Veranschaulichung der Erfindung, obwohl die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Sofern nicht anderweitig angegeben, sind Teile und % als Gewichtsteile bzw. Gew.-% zu verstehen.

Beispiel 1

2,2 Teile Dimethylterephthalat wurden mit 100 Teilen Polyethylenglykol mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 10.000 gemischt, um durch eine Esterkondensationsreaktion eine hochmolekulare Verbindung A mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 130.000 zu erzielen und diese wurde zu einer 5%igen wäßrigen Lösung verdünnt.
Der wäßrigen Lösung wurde als Gleitmittel 2% hydriertes Rizinusöl zugesetzt, und die Mischung wurde mit einem Walzenbeschichter auf lange Glasfasern aufgebracht, und danach wurden die Fasern zu Garnen zusammengefaßt, und sie wurden mit einer Aufwickelmaschine zur Erhaltung von Glasfasergarnen aufgewickelt. Aus den Glasfasergarnen wurde ein Glasgewebe hergestellt.
Das Webverfahren führte nur zu wenig Flusen und zur Erhaltung eines guten Gewebes.
Dieses Gewebe wurde durch Backen bei 350ºC für eine Zeitspanne von 5 Stunden fast vollkommen entölt.

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der hochmolekularen Verbindung A eine modifizierte Stärke benutzt wurde. In diesem Fall waren zur Herstellung der wäßrigen Lösung mehr Wärme und eine längere Zeitspanne erforderlich als in Beispiel 1.
Wurde darüber hinaus für eine Zeitspanne von 5 Stunden bei 350ºC gebacken, so blieb etwas von der modifizierten Stärke auf dem Gewebe als ein Karbid zurück.

Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der hochmolekularen Verbindung A ein Polyvinylalkohol benutzt wurde. In diesem Fall wurden zur Herstellung der wäßrigen Lösung mehr Wärme und eine längere Zeitspanne erforderlich als in Beispiel 1.
Wurde darüber hinaus für eine Zeitspanne von 5 Stunden bei 350ºC gebacken, so wurde der Polyvinylalkohol nicht wesentlich abgebaut und ließ eine große Ölmenge auf dem Gewebe zurück.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der hochmolekularen Verbindung A eine hochmolekulare Verbindung B mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 200.000 benutzt wurde, die durch eine Esterkondensationsreaktion eines Adduktes von 1.900 Teilen Ethylenoxid und 100 Teilen Polypropylenglykol mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 2.000 mit 20 Teilen Dimethylsebazat hergestellt wurde.
Das Webverfahren wurde zur Herstellung eines guten Gewebes auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gleichmäßig durchgeführt. Das Gewebe wurde bei 300ºC fast vollständig entölt.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der hochmolekularen Verbindung A eine hochmolekulare Verbindung C mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 170.000 benutzt wurde, die durch eine Esterkondensationsreaktion eines Adduktes von 300 Teilen Ethylenoxid und 100 Teilen Polybutylenglykol mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 5.000 mit 4,6 Teilen Pyromellitsäure- Anhydrid hergestellt wurde.
Das Webverfahren wurde zur Herstellung eines guten Gewebes auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gleichmäßig durchgeführt.
Das Gewebe wurde bei 350ºC für eine Zeitspanne von 2 Stunden vollständig entölt.
Die Schlichte der vorliegenden Erfindung, wie in den Beispielen erlangt, hat viele Vorteile wie folgt:
1) Sie ist in kaltem Wasser leicht löslich.
2) Da die Lösung eine geringe Viskosität besitzt und keine Schnürenbildung aufweist, ist die Verarbeitbarkeit verbessert, und eine übermäßige Haftung der Schlichte kann verhindert werden.
3) Sie ist hinsichtlich der filmbildenden Fähigkeit überlegen und führt selbst unter sehr feuchter Bedingung leicht zu einem Film, um Abrieb zwischen den Filamenten zu verhindern.
4) Sie kann während des thermischen Abbauverfahrens selbst bei niedriger Temperatur fast vollständig entölt werden.
5) Da sie in Wasser und Lösungsmitteln leicht löslich ist, kann sie mit Wasser, Lösungsmitteln, Dampf und dergleichen entölt werden.
Demgemäß weist die Schlichte der vorliegenden Erfindung Schlichtungsfähigkeit mit geringem Flusen und einer niedrigen Fadenbruchzahl auf. Sie kann auch im Entölungsverfahren über eine kurze Zeit bei niedriger Temperatur abgebaut werden. Das resultierende Glasgewebe, Roving-Gewebe und dergleichen kann für IC-Substrate, faserverstärkte Kunststoffe und dergleichen ohne Verminderung der elektrischen Charakteristika benutzt werden.

Claims

1. Schlichte für Glasfasern, die als wesentlichen Bestandteil eine hochmolekulare Verbindung enthält, die durch Reaktion

(A) einer Polyhydroxy-Verbindung mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht weniger als 1.000, die durch Additionspolymerisation von Ethylenoxid oder von Ethylenoxid umfassenden Alkylenoxiden zu einer organischen Verbindung mit zwei aktiven Wasserstoffen hergestellt wird, mit

(B) einer Polycarbonsäure, einem Polycarbonsäure- Anhydrid oder einem niederen Alkylester einer Polycarbonsäure hergestellt wird,

worin diese hochmolekulare Verbindung ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 50.000 bis 300.000 besitzt.

2. Schlichte nach Anspruch 1, worin diese organische Verbindung unter Ethylenglykol, Propylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Butylamin, Polytetramethylenglykol und Anilin ausgewählt wird.

3. Schlichte nach Anspruch 1 oder 2, worin dieser Bestandteil (B) unter der Gruppe ausgewählt wird, die aus Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Sebazinsäure, Dimethylestern oder Diethylestern der vorstehend erwähnten Säuren und Pyromellitsäure-Anhydrid besteht.

4. Schlichte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin sie ferner mindestens eines der Zusatzmittel umfaßt, die unter der Gruppe ausgewählt werden, die aus Weichmachern, Emulgatoren, Gleitmitteln und Antistatika besteht.

5. Schlichte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin diese Polyhydroxy-Verbindung Ethylenoxid-Einheiten in einer Menge von mindestens 50 Gew-% umfaßt.

6. Verfahren zum Schlichten von Glasfasern, welches das Aufbringen auf die Glasfasern einer Schlichte nach einem der vorangegangenen Ansprüche umfaßt.