DE2055057A1

DE2055057A1 - Stärkehaltige Schlichte fur Glas faden

Info

Publication number: DE2055057A1
Application number: DE19702055057
Authority: DE
Inventors: Richard Hugo Aiken SC Ingatius (V St A)
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1969-11-12
Filing date: 1970-11-09
Publication date: 1971-05-27
Also published as: FR2067249A1; GB1323732A; BE758740A; CA928594A; NL7014561A; FR2067249B1; US3615311A

Description

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Owens-Corning Fiberglas Corporation Toledo, Ohio, U. S. A.

Stärkehaltige Schlichte für Glasfaden

Die Erfindung betrifft eine neuartige wässrige,stärkehaltige Schlichte für Glasfäden. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit stärkehaltigen Schlichten, die unmittelbar nach dem Ziehen auf die Glasfäden aufgebra-cht werden, um sie während des nachfolgenden Sammelns, Zwirnens, Aufspulens, Aufbiiumens und Webens gegen Abrieb zu schützen.

Stärkehaltige Schlichten dos vorstehend beschriebenen Typs

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werden auf die Glasfasern unmittelbar nach dein Ziehen aufgebracht, und bevor die Glasfasern zu einem C tr an β ζ us amme; gefasst werden. Danach wird der Strang mit hoher Geijchwindig- ' keit zu einem etwa röhrenförmigen gewickelten Paket aufgewil:- kelt, und dieses Paket lässt man trocknen, bevor¹ die Fäden wieder abgespult und durch Zwirnen, Aufbäumen, Aufspulen und Weben weiterverarbeitet werden. Während der Trocknung des gewickelten Paketes wandert das Wasser vom Innern des Paketes zu dessen aussenliegenden Oberflächen, und während dieser Wanderung bzw. Migration wird ein gewisser Teil des Schlichtematerials, insbesondere Stärke und kationisches Schmiermittel mit dem Wasser fortgetragen, so dass eich an den aus5erliegenden Oberflächen des Paketes eine höhere Konzentration dieser Materialien ergibt, als im Innern des Paketes.

Löslich gemachte Amylose erzeugt ein gelatinierbares Material',¹ dessen Gelatinierung erreicht werden kann, ehe es in das Paket eingewickelt wird, und dieses Material besitzt gewisse ' ^J ·' wünschenswerte Eigenschaften, von denen eine darin besteht, '■-.'■"^t·"¹ dass es schnell trocknet. Amylose ist der lineare Bestandteil' '" der in der Natur vorkommenden Stärke. Amylose wird löslich gemacht, indem die primären und sekundären OH-Gruppen des Stärke^' moloküls solvatisiert werden. Beim Abkühlen findet über eine Anzahl von Wassermolekü.len eine gewisse Wasserstoffbriickenbil-¹' dung statt, durch welche die OH-Gruppen ho verbunden werden,· dass sie ein Gel bilden. Es ist eine Eigenschaft der'Amylose', da:;c sie während des Trocknens eine Antriebskraft besitzt, un:

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einige dieser Warserinolckülc dos Gels ab va γλ to j: s en , bis ledig-3 ich cd η oner vielleicht ::wci War soriiiOlektlle in der Krücke zwischen den OÜ-Oruppon benachbarter Molckülkctton verbleiben.

Es ist ber-eitr, bekannt, Stärker.viterialiei^einschlies.-ilich solcher mit einem hohen Amylcsogehüät, kationische und nicht- " ionische Schmierniittel beizugeben, um den Schniereffekt der Stärke, insbesondere Vv'lhrend der Formung, zu unterstütaen. Die kationischen Schmiermittel sind in Wasser sehr gut leslich, und diese Schmiermittel scheinen zu einem grossen Teil mit dem Wasser su v.-andorn. Kationische Schmiermittel werden daher zu einem gregori Teil, obwohl sie £ur Wasserstcffbrückenbildung mit der Stärke fähig sind, während de·" Gelbildung und der Trocknung von der Stärke getrennt und erzeugen daher Schn.ier-Wirkungen, die eher diesen Materialien selbst als einer Kodifikation der Stärke zugeschrieben werden kennen.

Ausgehend von diesem Stande der Technik lag der vorliegender: ^ Erfindung nunmehr die Aufgebe zugrunde, eine verbesserte stärkehaltige Schlichte vorzuschlagen, die schnell trocknet und die bei der Veraschung koino Streifen in den aus mit ihr behandelten GlarfäOen hergestellten Gewesen erzeugt. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung lag darin, eine verbesserte stärkoh;.lt:i ge Schlichte vertusch] agen, die gelliert ,bei der jedoch gegenüber den bekannten stärkehaltigen Schlichten mit hohem Ariylosegeha.lt die Tendenz zur Di ü dung von Klumpen in der Vorrichtung zur Aufbringung der Schlichte auf die

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Glasfasern stark verringert ist und die ausserdem schneller als diese bekannten Schlichten trocknet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die stärkehaltige Schlichte für Glasfäden gemäss der Erfindung kationische Stärke enthält, und zwar insbesondere unvernetzte kationische Stärke, welche Aranionium-und Phosphoniumradikale enthält. Eine derartige kationische Stärke kann mit einer gelatinierbaren, nicht abgeleiteten Stärke hohen Amylosegehalts gemischt werden, um bessere Trocknungseigenschaften zu erreichen , während gleichzeitig ein ebenso guter Wanderungs- bzw. Migrationswiderstand erreicht wird wie bei der nicht derivatisierten Stärke. Eine derartige Modifikation wurde bisher nicht für möglich gehalten. Erfindungsgemäas erfolgt die Modifikation eines in der Natur vorkommenden Stärkebestandteils,der vorzugsweise einen hohen Amylosegehalt besitzt, in der Weise, dass das Stärkemolekül kationisch gemacht wird, und dieses Material wird mit anderen, in der Natur vorkommenden Stärkematerialien gemischt. Dabei hat sich herausgestellt, dass die in der Natur vorkommenden Stärkematerialien kationisch gemacht werden können, indem ihnen ein Stickstoff- oder Phosphoratom angehängt wird, welches ein ungebundenes Elektronenpaar besitzt. Danach wird mit diesem Stärkemolekül Bronstead-Lowry-Säure oder eine Lewis-Säure zur Reaktion gebracht, um ein kat- . ionisches Stärkemolekül zu erzeugen. Es versteht sieh, dass das Material, welches an das ursprünglich freie Elektronenpaar angehängt wird, nicht ein Proton sein muss, sondern jede

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Gruppe sein kann, die einen positiven Überschuss besitzt.

Es hat sich herausgestellt, dass derartige kationische Stärkematerialien, wenn sie anderen Stärkematerialien beigemischt werden, von diesen nicht wie die kationischen Schmiermittel λ getrennt werden. Es scheint, dass die kationischen Stärkemoleküle viährend der Gelbildung über eine Vielzahl von Wassermolekülen durch Wasserstoffbrückenbildung mit den in der Natur vorkommenden Stärkeniolekülen verbunden werden, und dass sie zu einer stabilen Form trocknen, in der sie mit einem anderen Stärkemolekül über nicht mehr als ein oder zwei Viassermoleküle verbunden sind. Das kationische Stärkematerial wirft daher das Wasser im wesentlichen in der gleichen Weise ab, wie die in der Natur vorkommenden Stärkematerialien und ist somit mit dem in der Natur vorkommenden Stärkematerial kompatibel, so dass nur eine sehr geringe Kraft besteht, die die Tendenz hat, die kationische Stärke während des Trocknens von einer Wasserkette zu trennen. Das kationische Stärkema-. ™ terial bleibt somit an seinem Platz und vermindert die Wasserstoffbrückenbildung zwischen den Ketten des in der Natur vorkommenden Stärkematerials. Hierdurch werden nicht nur die Eigenschaften bei dem Gcliieren der Mischung und während der beschleunigten Trocknung, sondern auch die Kigenschaften des getrockneten Films permanent modifiziert.

Als günstig hat sich erwiesen, wenn die orfindungsgomänaü · Schlichte einen Anteil nicht vollständig geplatzter ri.ärke-

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körner enthält. Dabei wird besonders eine Schlichtemischunp; bevorzugt, die etwa 2 bis 12 % einer Stärkeniischung enthält, die neben der kationischen Starke weiteres Stärkematerial umfasst und zu etwa 5o bis 9o % der gesamten Stfirkendschung aus nicht vollständig geplatzten Stärkekörnern besteht . Vorzugsweise liegt dabei der Anteil der nicht vollständig geplatzten Stärkekörncr an der gesamten StärkernischunG zwischen etwa 6o und 8o %. Insbesondere hat es sich als günstig erwiesen, wenn die erfindungsgemässe Schlichte etwa 2 bis 6 % einer Stärkemischung enthält und wenn der Amyloseanteil dor Stärke höher als ^o % liegt.

Vorteilhafterweise liegt der Anteil der kationischen Stärke an der gesamten Stärkemischung zwischen etwa ¹J und 15 '%· Dabei ist es günstig, wenn die kationische Stärke eine Stärkeverbindung mit einem Ammonium- oder Phosphoniuniradikal ist, insbesondere wenn sie ein unvernetzter Stickstoff- oder Phosphor-Stärke-Ä'ther oder -Ester ist.

Neben der Stärkemischung enthält die erfindungsgemässe Schlichte vorzugsweise weitere Beimengungen, und zwar insbesondere 5 bis 5o % des Gewichtes der Stärkemischung an nicht-ionischem Schmiermittel, sowie bis zu Io Ji des Gewichtes der Stärkemischung an kationischcm Schmiermittel, dos x^eitcren mindestens einen Emulgator und ein netzmittel. Für weitere Anwendung?.fälle ist es günstig, wenn die Schlichte ein Fungizid enthält.

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Eine bevorzugte Anwendung der erfimlungsgen;:".r.?en Schlichte bei der Herstellung von Glacfaserstrüngen besteht darin, dass die Schlichte während, des Ziehens bzw. unmittelbar nach dem Ziehen auf die Glasfäden aufgebracht wird, und dass die Glasfaden dann aufgewickelt werden. Bei der Anwendung der Schlichte bei der Herstellung von Gewoben aus Glasfäden hat es sich " als günstig erwiesen, wenn die Schlichte während bzw. unmittelbar nach dempiehen auf die Glasfaden aufgebracht wird, wenn aus mehreren Glasfaden bestehende Stränge von einer schnell rotierenden Ziehwalze aufgewickelt werden, wenn die Stränge auf der Ziehwalze konditioniert werden, um den Feuchtigkeitsgehalt so weit abzusenken, dass die Stränge zu Garn gezwirnt werden können, und wenn dau fertige Gewebe auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der die Schlichte verascht.

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mnd iEinauUhiSUien der vorlißßctnden !Erfindung worden inaahstdhond ,anhand ίφχν&τ Xeidhnung sowie anhand shewroraugtcr /Ausifiühr.unsöhaaQpiieOüe jriäher» eiitäuiant und/adcr ibiloflon cäan. sßQgünötanä der rsioh .an täiie Beeohreibung anaöhlißssoncden

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Mb thait ;aidh ihorauqgoSteiliJit^iaaBS ;eine rMisdliunß !kationdsdher Stöcke und iin ^äer IKatur vojikommenüor Stärke vom iEell^;lder?önäen T^p zu ..eiinom ;ätigo«randciten UeI-^p führt,, dor \weidhcr jist iund dar siidh ^ährsanä iscsiner /Attfbrinßung ailf diije (Qiasfäücn rntLdht 'in Klunjpon aiiitfei?ennt. Eb Jhat eich fcrnör ;herau^gostcri!t_:, föa^s Jfür don IEaIIiI₅, idaes das ikÄtlonisdhe Stärke- >nüdht mähr .aSte mrigeifiihr ein Drifetel des löolich ,gc-

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machten Materials darstellt, die Mischung das Wasser schneller abstösst als dies unniodifiziertes Stärkematerial tut, wenn es von selbst ein Gel bildet, und zwar ohne Verschlechterung der Wanderung bzw. Migration und anderer Eigenschaften des zusammengesetzten Films.

Obwohl das kationische Stärkematerial mit Amylopectin in der gleichen Weise binden kann, wie es dies mit Amylose tut, um die Amylopectin-Eigenschaften zu modifizieren, wird deutlich werden, dass die Modifikation der Amylose und deren gelbildender Merkmale besondere Vorteile besitzt, die diese Klasse von Materialien zu den bevorzugten Materialien werden lässt.

Es hat sich herausgestellt, dass, wenn ein unvernetztes kationisches Stärkematerial nur λ % von gelatiniertem und/oder löslich gemachtem Stärkematerial enthält, eine merkliche Reduktion in der Anzahl der Streifen in den appretierten Geweben erfolgt. Diese Verminderung der Streifen ist offensichtlich in allen Prozentbereichen bis zu jenen, bei denen das kationische Stärkederivat 5o % der gesamten gollierten und/ oder löslich gemachten Stärke darstellt. In einigen Fällen ist es wünschenswert, unvollständig geplatzte Stärkekörner einzubringen, die in der gesamten geliierten und/oder löslich gemachten Stärke verteilt sind. Wenn solche Materialien verwendet werden, hat es sich herausgestellt, dass die Menge des Stärkeabriebs während dos folgenden Zwirnens und Aufwikkeln3 merklich reduziert ist, und zwar bis zu Konzentrationen

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bei denen das kationische Stärkederivat mehr als 33 %. dor· gcllierten und/oder löslich gemachten Stärke darstellt. Eine Mischung mit insgesamt verbesserten Eigenschaften Viird erzielt, wenn das kationisch^ Stärkederivat einen Anteil von etwa 4 bis etwa 33 Gew.# der gellierten und/oder löslich gemachten Stärke der Mischung bildet. Die stärker bevorzugten Zusammensetzungen scheinen zu entstehen, wenn das kationische Stärkederivat etwa 4 bis 15 % der gesamten gellierten und/ oder löslich gemachten Stärke ausmacht.

Beispiel 1

Ein bevorzugtes stärkehaltiges Gleitmaterial besitzt die folgende Zusammensetzung in Gew.Jf;.

Stärke mit hohem Amylosegchalt ,. (5o - 6o % Amylose und 5° - ^o
Ji-Amylopectin) 3,82 % ■

katio,nische^: Stärke ⁺ o,i|2 %

Nicht-ionisches Gleitmittel . ■

(gehärtetes Pflanzenöl) 1,27 % .

Emulgator _: ■ ,

(Polyoxyäthylensorbitanmonooloat) ^: o,13 ^ ·

weiterer Emulgator -..■·■ ^! : ^i ■'

(Polyäthylenglycol) . _; . ._t ._,_.·. o,13> 5f -·, .-.

Netzmittel . ... . ,;,.,· .....

(Alkylphcnoxypoly (äthylerioxy)
äthanol) o,o3 %

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kationischey Schmiermittel

(Τ*·· traäthylenpentamindistearat) ο,21 %

Fungizid

(Tributylairlüxyd) Io PPIi

"Wasser Rost

Eine Stärke, die pro Glucose-Hi nho.it eine b - D iä* thy laminat hy 1- f chloridhydrochlorid-Grufpe ber-itzt.

Kino Mischung von lösD.ich gemachten und nicht löslich gedachten Materialien wird erzeugt, indem eine wässrige Lösung einer Tdschung von in der Natur vorkommender Stärke und kationischer Stä'i'ke durch einen Düsenkocher geleitet wird, dessen Ausgangateniperatur auf 98,9° C +^ 1,1° C gehalten wird.

Um diese AusgangoteBiperatur zn erhalten, wird dem Düsenkocher .über eine Drossel gesättigter Dampf mit einem Druck von etwa 7jO3 kg/qcr;i zugeführt, und diese Ausgangstemperatur führt zu einem Grad teilweiser Kochung, der demjenigen entspricht, der bei den gleichen !Materialien erreicht wird, worin diese gemein» sam in einen Druckgefäß bei einer Temperatur von etwa 123,^ C erhitzt v/erden. Das kationisch^ Schmiermittel und das Polyäthy.lenglycol (einer der Emulgatoren) v/erden sorgfältig gemischt und auf ^ine Temperatur von etwa 76,7° C erwärmt und zv;ar in etv.a einem Zwanzigstel des gesantcn Volumens εη V,'a:;~ ser, welchem benutzt wird, und diese Mischung lässt man auf etwa ^Jl5,9° C abkühlen, bevor man sie zu der Stärke hinzugibt, die, wie oben beschrieben, gekocht wurde. Das Pflanzenöl, das

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Netzmittel und das Poüyoxyäthylensorbitanmonooleat werden ixvS etwa 71,1 C erwärmt, und es wird ein Zwanzigstel des gesäten Volumens an Wasser hinzugegeben, um eine Emulsion herzustellen. Diese Emulsion wird mit der oben beschriebenen Hischung gemischt und das Tributylzinoxyd v;ird hinzugegeben. Das restliche Wasser wird in dic^ischung gemischt und die lon,-peratur der Mischung wird auf einen Wert zwischen etwa Co⁰ C und 65,6° C reduziert, um sie auf die Glasfäden zu geben, und zwar unmittelbar nachdem diese gezogen sind und bevor sie mittels einer der üblichen Vorrichtungen zti einem Paket gewickelt werden.

Die aufgewickelten Pakete aus Glasfasern, die wie oben beschrieben ,erzeugt wurden, besitzen bei der Trocknung die Merkmale, die als Beispiel 1 nachstehend in Tabelle I aufgezeichnet sind. Tabelle I vergleicht die Trocknungseigenschaften des Materials■gemüse Beispiel 1 mit denen von Glasfadenpaketen, die in gleicher Weise vorbereitet wurden, aber bei denen unterschiedliche Verhältnisse von kationischem Stärkematerial zu in der Natur vorkommenden Stärkematerialien vorliegen. (Tabelle I siehe S.23a)

siehe S.23a

Tabelle Il/gibt einen Vergleich weiterer Eigenschaften der gleichen Materialien, die in Tabelle I angeführt sind. Die in Tabelle II angeführten Schlagworte haben im einzelnen folgende Bedeutung:

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Ringbdldar ~ bezeichnet den Prozentsatz von kowicl'ulteri

Paketen, in denen gebrochene Fäden κ ich au einem Ring sammeln, während, die Strände von den gewickelten Paketen abgezogen werden.

Abrieb - ist die Menge des Stärkematerials in Gewichtseinheit pro Zeiteinheit, die in Pulverform verlorengeht, v/enn die mit άΰΓ Schlichte bedeckten Stränge über einen Kontaktpunkt gezogen werden.

Flugfasern - bezeichnet die Gewichtseinheit pro Zeiteinheit an kurzen, zerbrochenen Fasern, die verlorengehen, wenn der mit der Schlichte bedeckte Strang über einen Kontaktpunkt gezogen wird.

Migrations-Index - bezeichnet das Verhältnis von Gewicht der

Schlichteschicht auf den Fäden auf der Ausßonseite des Paketes geteilt durch das Gewicht der Schlichteschicht auf den Fäden in der Mitte des Paketes.

Streifen ·- ein Bewertungssystem von 0,0 bis *l,o, rias

sich aus der visuellen Beobachtung von Streifen auf teilweise hitzcgereinif.-ter, Garn und/oder Gewebe ergibt. Diu Abwesenheit von Streifen wird dabei n;it 0,0 ein-

KOHt lift .

Die Beispiele 2, 3 und ¹I der Tabelle I enthalten die ent^pre-

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chendon Ergebnisse für Mischungen, die in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 bereitet wurden und sich davon lediglich im prozentualen Anteil von unmodifizierter Stärke und kationischer Stärke unterscheiden. Der prozentuale Anteil diese/¹ Materialien ist jeweils in der Tabelle angegeben.

Wie oben aufgezeigt, enthält die wässrige, auf die Fasern aufgebrachte Schlichte etxva 5 % feste Bestandteile, während der Rest der Schlichte aus Wasser besteht. Das Material mit hohem Amylosegehalt, welches 5o bis Go % Amylose und Ίο bis 5o % Amylopektin enthält, liefert nach dem Kochen bei den oben angegebenen Temperaturen ungefähr 75 % unvollständig geplatzter Stärkekörner, von denen einige teilweise gebrochen sind, um weiche Hülsen zu ergeben, während der Rest gequollen, aber nicht geplatzt ist. Es wird angenommen, dass die Stärke aus den geplatzten Körnern, die in Lösung ging, dies in dem gleichen Verhältnis von Amylose zu Amylopektin tat, wie dios bei den ungeplatzten Stärkekörnern der Fall ist, so das-s sich folgende Zusammensetzung der Mischung ergab: ; Ungefähr o,95 % vollständig geplatzte Stärkekörner, 2,85 % Vollständig geplatzte Stärkekörner und · o,52 % kationische Stärke.

In der obigen Zusammensetzung sind also ungefähr 2,ο Teile unvollständig geplatzte Stärkekörner pro Teil gelöster Stärke vorhanden, und die kationische Stärke ist in einer Menge von ungefähr o,3o5 Teilen pro Toll gelöster Stärke vorhanden. Damit wird deutHch, dass die unvollständig geplatzten Stärke-

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körner koine Wanderung odor Streifen hervorrufen und dass die unvollständig Geplatzten Stärkekörner ihre physikalischen Eigenschafcn der Mischung verleihen. Diese Effekte sind bei den Arbcitsgängen nach dem Formen ebenso wichtig wie bei der Steuerung der Migration während der Formung, und die unvollständig geplatzten Stärkekörner sollten vorauge- f weise in einer Menge von etwa l,o bis 2o,o Teilen pro Teil gelöster,in der Natur vorkommender Stärke vorhanden sein.

Natürlich beeinflusst die Menge der Schlichte, die auf die Fasern aufgebracht wird , die Dicke der Beschichtung, die vor dem Trocknen auf die Fasern aufgebracht wird, sowie die Menge, welche nach dem Trocknen auf den Fasern bzw. Fäden verbleibt. Der Prozentsatz an festen Bestandteilen,der in der wässrigen Mischung vorhanden ist, beeinflusst ebenso wie der Typ der verwendeten Stärke die Viskosität der wässrigen Mischung. In den Fällen, in denen das Stärkematerial im wesentlichen Amylopektin ist, kann eine höhere Menge veη Λ in der Natur vorkommenden festen Stärkebestandteilen benui^b werden, und bei hoch Aniylopektin-haltigen Stärken kann das Material, welches die vollständig gekochte Stärkelösung bildet, im Bereich von etwa 5 bis etwa 12 Gew.% liegen. Wo hoch Aniylose-haltiges Material, d.h. ein Material, welches mehr als etwa ^o % Amylose enthält, verwendet wird, um das Gel zu bilden, ist es in den meisten Fällen erforderlich, die gellierte Stärkemenge zwischen etwa 2 und 6 Gew.% der wässrigen Mischung zu halten.

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Beispiel 5

Eine Schlichte wurde in der gleichen Weise, wie dies Ijai Zusammenhang mit Beispiel 1 beschrieben wurde, vorbereitet, wobei die gleichen Proportionen benutzt, wurden mit der Ausnahme, dass anstelle der kationischen Stärke gemäss iB£ispiel 1 eine kationische Stärke mit einer einzigen 2-Cloro<ithyi~ tributylphosphoniunichlorid-öruppe pro G&cosa-Einhcit vcrwendefc wurde. .Das Phosphonium-Material führte im wesentlichen zur gleichen Verbesserung der Eigenschaften wie die kationisehe Stärke vom AßunoniuKttyp geiaäss BEispiel 1.

Die Fähigkeit der meisten Materialien, zu brennen, wird mindert, wenn Stickstoff- und/oder Phosphoratome den Verbindungen hinzugefügt werden. Im vorliegenden Fall wird jedoch die Abbrennrate erhöht, wenn Ammonium- und an das Stärkemolekül angehängt werden.

Beispiel

Durch Auflösen in Wasser bei einer TEmperatur von etwa 87,8 C wurde eine 5 #ige Lösung der kationischen Stärke geiiiäss Bei spiel 1 hergestellt. Dieses Material wurde zur Beschichtung von zuvor gewogenen Glasscheiben verwendet und über Nacht bei

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einer Temperatur von etwa 6o C getrocknet. Vier beschichtete Glasscheiben wurden dann gewogen und in einen Ofen eingebracht, der auf etwa 316 C erhitzte Luft enthielt. Eine Glasscheibe wurdet dem Ofen nach einer Zeit von 5 Minuten entnommen, eine zweite nach Io Minuten, eine dritte nach 15 g Minuten und die vierte nach 2o Minuten. Auf jeder der vier Scheiben befand sich ein schwarzer Miederschlag, und die Scheiben wurden erneut gewogen. Der prozentuale Anteil des Teils der Beschichtung,der abgebrannt war, wurde berechnet und die Ergebnisse dieser Berechnung sind unten in Tabelle III aufgeführt. Danach wurde der gleiche Versuch mit dem Material gemäss Beispiel wiederholt. Auch für diese kationische Stärke ist der relative Abbrand in Tabelle III aufgeführt. Der Versuch wurde des weiteren mit den unmodifizierten Stärkematerialien gemäss Beispiel 1, 2 und 3 durchgeführt und die Abbrandrate für die unmodifizierte Stärke ist ebenfalls in Tabelle III festgehalten. (Tabelle III siehe S.23 b)

Beispiel 7

Die Schlicht.; gemäss Beispiel 1 wurde auf hoQ Glasfaden mit einem Durchmesser von o, 0008B9 mm aufgebracht und aw ar während des Formens und bevor sie in einen Strang gezogen wurden. Dur Strang wurde dann zu einem Paket gewickelt, welches zum Trocknen in einen Raum gebracht wurde, der eine relative

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Luftfeuchtigkeit von 5o % hatte. Das Paket v:urde nach 3, 7, 19, 27, 46, 53 und 91 Stunden gewogen. Der Gewiihtsverluot wurde graphisch aufgetragen und ergab die Kurve Io der Zeichnung. Ausscrdem wurden die Versuchsergebnisse in Tabelle IV festgehalten. (Tabelle IV siehe S. 23 c)

Beispiel 8

Es wurde eine Schlichte gemäss BEispicl 1 der US-Patentschrift 3 227 192 von Griffiths hergestellt, wobei die folgenden Materialien mit den gleichfalls angegebenen Gewichtsteilen verwendet wurden:

Zutaten:

Amylon Special (Stärke mit 55 % Amylose )

National HPS (Maisstärke vernetzt mit Phosphoroxychlorid und mit 27 Gew.% Amylose)

Pureco Oil (gehärtetes Baumwollsamenöl)

Twcen 81 (Äthylenoxydderivat eines Sorbitolestors)

Cation X (A1ky1imid asöliη-Re akt i ons produkt von Tetraa'thylenpentaiüin und Stearinsäure)

Carbowax 3oo (Polya'thylenglycol mit einem Molekulargewicht von etwa 3oo)

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Menge (Gew.-Teile) 3oo

3oo

135 3o

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Zutaten: Kengc (Oew.-TJSi^

Igepal CA-C3o

(OctyIphencxypoly (Xthylenozy)

üthanol-.ietzmittel ο ,o'i

Wasser bis λ,υιτί Erreichen eines Feststoff Anteils von. 6 Gew.? in der I-Iirjchung.

Durch Irischen von Aniylon Special 55 und national IJPS mit ctv.a | der Hälfte des gesamten Wassers und durch Kochen dieser Aufschlämmung bei einer TEmperatur zwischen etwa 92,2° C und 9C>3

C in einem Düsenkocher für eine ausreichend lange Zeit, um die Stärke sorgfältig in das wässrige System einzubringen, wurde eine Schlichte erzeugt. Danach wurde das Carbowax 3oo₃ das Kation X, das Tween 81 und eine Emulsion deo Pureco Öls hinzugegcnben, und es wurde sorgfältig gemischt. Diese Schlichte wurde dann entsprechend dein in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren auf Glasfäden aufgebracht und anschliessend getrocknet, und zwar ebenfalls entsprechend dem Verfahren gemäss Beispiel 7. Der Feuchtigkeitsverlust ist inber Kurve 2o der Zeichnung dargestellt.

Beispiel 9

DAs Verfahren gemäss Beispiel 8 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass bei der Zusammensetzung der Schlichte ^5^ Teile Amylon Special 55 und Co Teile National HFS verwendet wurden. Die TRocknungskurve für diese Schlichte zeigt die Kurve 3o der

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Zeichnung. (Tabelle IV siehe S.23c )

Es hat sich herausgestellt, dass teilweise geplatzte oder gequollene, aber nicht geplatzte Körner einer Stärke mit hohen: Amylosegchalt Gellierungseigenschaften haben, obwohl sie nicht vollständig aufgelöst oder löslich gemacht sind. Es hat sich ferne r herausgestellt, dass diese ungeplatzten Körner grosser als die Zwischen-räume zwischen den Glasfasern eines Stranges sind und dass sie somit nicht wandern können. Ferner hat sich herausgestellt, dass eine Konzentration von katienischer Stärke um diese ungeplatzten Körner herum bei der Entfernung des Wassers von diesen Körnern hilft, so dass ein höherer Prozentsatz kationischer Stärke in der löslich gemachten Stärke um die Körner wünschenswert ist, als er annehmbar wäre, wenn das Gel keine ungeplatzten Körner enthielte. Es ergibt sich somit ein Mittelungseffekt»und es scheint, dass die verbesserten TRocknungseigenschairten erreicht werden, wenn die kationische Stärke in einer Menge von etwa ^ bis etwa 15 % (am meisten werden Io % bevorzugt) des geliierten Stärkematerials vorhanden ist, sei es nun vollständig geplatzt oder nicht. Insgesamt werden günstigere Eigenschaften erreicht, wenn ein hoher Prozentsatz einer Stärke mit hohem Amylosegehalt in Form ungeplatzter Stärkekörner vorliegt. Die bevorzugten Materialien umfassen deshalb ungeplatzte Stärkekörner in einer Menge von etwa 5o % bis 9o % des gesamten Stärkematerials, wobei etwa 6ο % trie etwa 8o % erwünscht sind, und wobei es am meisten erwünscht ist, wenn ungefähr 67 J» vorhanden sind. 67 % unge-

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platzter Stärkekörner werden erhalten, wenn eine Stärkemischung, die 9o % Stärke mit hohem Amylosegehalt und Io % kationische Stärke gekocht werden, so dass etwa 25 % der STärkekÖrner mit hohem Amylosegehalt platzen. Ein vollständiger Ansatz für eine Schlichte enthält ferner eine Emulsion eines nicht-ionischen Schmiermittels von etwa 5 % bis etwa 5o % des gesamten " Stärkematerials (vorzugsweise von Io % bis 3o %) und ein kationisches Schmiermittel von bis zu Io % des gesamten Stärkematerials (vorzugsweise 2 bis 5 %)·

Bevorzugte Schlichteansätze enthalten daher die folgenden Zutaten mit etwa folgenden Gewichts-^:

Bestandteile:

Stärke mit hohem Amylosegehalt kationische Stärke nicht-ionisches Schmiermittel Emulgator Netzmittel kationisches Schmiermittel

Wasser Rest

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, dass die eingangs beschriebenen Ziele sowie einige weitere Vorteile crfindungsgemäss erreicht werden, und dass crfindungsgeiuär.s ein neues und verbessertes Stärke enthaltendes Schmiermittel für Fa- . sern vorgeschlagen wird, welches schnell trocknet, wenn es

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BD ORIGINAL

Gew	Λ	%
2 -	6	O
o,2 -	1,	O
o,*io ~	3,	5o
o,o2o -	ο,	2o
o,öl -	O,	O
o,o5 -	1,

A 38 391 b k-l46 o3.ll.7o

auf die Fasern bzw. Fäden in einem gewickelten Paket aufgobracht ist und v;elchos zu einer geringen Streifigkeit in den fertigen Geweben führt und welches ferner gewisse wünschenswerte GellierungsiTierkmale besitzt, wenn es Bestandteil von Lösungen hoch An;ylose-haltiger Stärke ist.

ORIGINAL

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Tabelle I

(Trocknungsniass (gesamter Feuchtigkeitsverlust in X Std») Stunden nach der Formung

Beispiele Unmodifi- Kationische zierte Stärke Stärke

4
1
2
3

loo % 9o % 85.* 8o'S

^Λ ο,ο Io j, ο 15,ο 2o,o

12

2o

14,7 18,6 22,2 24,6 28,6 3o,6

16,4 21,1 24,o 23,5 28,1 29,8

14,7 17,o 17,o 22,9 25,3 25,9

11,2 14,4 16,6 19,5 21,4 22,9

Beispiele Unmodifizicrte Stärke

4
1
2
3

loo % 9o % 85 % 8o %

Tabelle II

Kat- Ring- Abrieb Flugfaionische bilder sern
Stärke

Statik Streifen

O ρ

Io %

15 % 2o %

45 66,6χ1ο~ΐ 7₉8χ1ο"ί -2,6 2,ο

46 49,6χ1ο~κ 6,5χ1ο~\ -1,8 1,8 29 48,9χ1ο"Ι Io,3xlo7 -Ι»⁶ 1,8 38 36,8xlo"⁴ 7,9xlo"^M -1,7= 1,5

Migra tions Index

cn O tn

Tabelle III

Abbrand bei 316 C in Prozenten

- 23 b -

IO (λ» «TI

Minuten	Natürliche Stärke Beispiel 4	Kationische Stärke BEispiel 1	Kationische Stärke Beispiel 5	Cato 75 Ammonium derivatisieite normale Maisstärke	£
VJl	52,6	68,4	61,8	69,2	Mm·
Io	63,4	71,4	74,3	74,3
15	68,7	71,5	83,ο	75,o
2o	71,3	71,4	95,4	78,2

cn ο cn

- 23 c -

Tabelle IV

Prozentualer Feuchtigkeitsverlust nach der angegebenen Zeit

Stunden bei Raumtemperatur

-> Kurve 1 3 7 19 27 46 53 91 2 Std. ° bei ca

tO jo- -O

_co XcX₃X

£ Io .69 1,14 2,16 3,62 4,39 5,44 5,73 6,75 9,oo ^ 2o .60 l.ol 1,79 2,79 3,44 4,22 4,49 5,49 8,98 ^ 3o .68 1,09 2,oo 3,21 3,83 4,81 5,o7 6,11 9,23

Claims

Patentansprüche

1. Stärkehaltige Schlichte für Glasfäden, dadurch gekennzeichnet, dass sie kationische Stärke enthält.

2. Schlichte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Anteil nicht vollständig geplatzter Stärkekörner enthält.

3. Schlichte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa zwei bis zwölf Prozent einer Stärkemischung enthält.und dass etwa fünfzig bis neunzig Prozent der gesamten Stärkemischung aus nicht vollständig geplatzten Stärkekörnern bestehen.

4. Schlichte nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der nicht vollständig geplatzten Stärkekorner an der gesamten Stärkemischung zwischen etwa 6o und 8o % liegt.

5. Schlichte nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 2 bis 6 Gew.% einer Stärkemischung enthält und dass der Amylose-

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Λ 38 391 b k-me ο3.11.7ο

anteil der Stärke höher als ho % liegt.

6. Schlichte nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche j dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der kationischen Stärke an der gesamten Stärkeinischung swisehen etwa h und 15 % liegt,

7. Schlichte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kationische Stärke eine Stärkeverbindung mit einen Ammcniumradikal ist.

8. Schlichte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kationische Stärke ein unvernetzter Stickstoff-Stär ke-Äther oder -Ester ist.

9. Schlichte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kationische Stärke pro Glucose-Einheit eine b-Diäthylaminäthylchloridhydrochlorid-Gruppe enthält.

10. Schlichte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kationische Stärke eine Stärkeverbindung mit einem Phosphoniumradikal ist.

11. Schlichte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kationischc Stärke ein unvernetzter Phosphor-Stärke-Äther oder -Ester ist.

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^109822/1235 BADORiSlNAL

A 38 391 b k-116 o3.11.7ο

is

12. Schlichte nach Anspruch 6_P dadurch gekennzeichnet, dass die kationische Stärke pro Qiucose-Einheit eine 2-Chloro· äthyltributylphosphoniumchlorid-ßrupfse enthält.

13. Schlichte nach einem oder mehreren der vorangeg&ngerien Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie 5 bis $0 %

ψ des Gewichtes der Stärkerais«hung an nicht-ionischem Schmiermittel enthält.

Ib. Schlichte nach einem oder mehreren der vor-angegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie bis zu to % des Gewichtes der Stärkemischung an kationischem Schmiermittel enthält.

15. Schlichte nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Emulgator enthält.

tt| 16. Schlichte nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Netzmittel enthält.

17. Schlichte tiach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Fungizid enthält.

18. Schlichte nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus folgenden Bestandteilen besteht:

-26 _m 109822/1235 *d or*W

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Stärke mit hohem Amylosegehalt 2-6 Gew. %

kationische Stärke o,2 - l,o Gew. JS

nicht-ionisches Schmiermittel o,l - 3 Gew.?

Emulgator o,o2o - o,5o Gew.%

Wetzmittel 0,0 - o,26 Gew.%

karionisches Schmiermittel o,o5 - 1 Gew. %

Wasser Rest

19. Schlichte nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus folgenden Bestandteilen besteht:

Stärke mit hohem Amylosegehalt 3,82 Gew. %

kationische Stärke o,^2 Gew. %

nicht-ionisches Schmiermittel 1,27 Gew. %

Emulgator ο,26 Gew. %

Netzmittel 0,03 Gew. %

kationisches Schmiermittel o,21 Gew. %

Wasser Rest

20. Anwendung der Schlichte nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche bei der Herstellung von Glasfasersträngen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlichte während des Ziehens auf die Glasfäden aufgebracht wird und dass die Glasfäden dann aufgewickelt werden.

21. Anwendung der Schlichte nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 - 19 bei der Herstellung von Geweben aus

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10 9 8 2 2/1235 bad original

Λ 30 391 b k-lk6 o3.11.7ο

Glasfäden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlichte während des Ziehens auf die Glasfaden aufgebracht wird, dass aus mehreren Glasfaden bestehende Stränge von
einer schnell rotierenden Ziehwalze aufgewickelt werden, dass die Stränge auf der Ziehwalze konditioniert werden, um den Feuchtigkeitsgehalt soweit abzusenken, dass die Stränge zu Garn gezwirnt werden können und dass das fertige Gewebe auf eine Temperatur erhitzt wird,
bei der die Schlichte verascht.

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