Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen.
Es ist bekannt, wässrige Polymerisatdispersionen zum Verfertigen von Flächengebilden aus ungewebten Fasern, sogenannte Vliesen, zu verwenden. Dafür geeignet sind Polymerisatdispersionen (Latices) aus Butadien und Styrol, Butadien und Acrylnitril, Acrylsäureestern und ähnliche. Zur Erhöhung der Festigkeit der Vliese wird meist eine Vulkanisation oder anderweitige Vernetzung des Polymerisats auf dem Flächengebilde vorgenommen.
Bei kautschukartigen Mischpolymerisaten des Butadiens als Bindemittel kann eine Vulkanisation durch gebräuchliche Vulkanisationsmittel erfolgen. Es ist auch bekannt, kautschukartige Polymerisate mit Carboxylgruppen als Bindemittel einzusetzen und diese durch Zugabe von z. B. Zinkoxyd oder Aminen zu vernetzen.
Es ist ferner bekannt bzw. bereits vorgeschlagen worden, Copolymerisate, z. B. Mischpolymerisate von Acrylestern, als Bindemittel einzusetzen, deren Polymerisatmoleküle Carbonamidme thylolgruppen oder Methyloläthergruppen enthalten (vgl. hierzu belgische Patentschrift 605 456, französische Patentschrift 1 276 799 und französische Patentschrift 1 260 307). Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, durch N, N-disubstituierte Aminomethylgruppen substituierte Carbonamidgruppen enthaltende Mischpolymerisate für diesen Zweck zu verwenden (vgl. franzosische Patentschriften 1 250 491, 1 260 307, 1 276 799).
Solche Polymerisate können lediglich durch Einwirkung von Wärme und/ oder Säure vernetzt werden. In allen Fällen handelt es sich um Copolymerisate und nicht um Pfropfmischpolymerisate.
Alle diese bekannten Verfahren zur Herstellung von Flä- chengebilden, insbesondere von gebundenen Vliesen, besitzen hinsichtlich der als Bindemittel verwendeten Polymerisatdispersionen erhebliche Nachteile.
Mischpolymerisate des Butadiens verleihen den damit hergestellten Gebilden zwar den sehr erwünschten sprungelastischen Griff, bedingen Jedoch aufgrund ihres ungesättigten Charakters unter der Wirkung von Luft, Licht und Wärme das Auftreten von Verfärbungen, so dass es z. B. nicht möglich ist, mit Hilfe dieser Filme rein weisse Vliese oder andere Flächengebilde herzustellen.
Besser geeignet zur Herstellung weisser Vliese sind Polymerisate von Acrylsäureestern, da sie gegen atmosphärische Einflüsse weitgehend indifferent sind. Sie besitzen jedoch auch in vernetztem Zustand wiederum den Nachteil, dass die damit hergestellten Vliese nicht oder nur wenig sprungelastisch sind.
Es kurde nun gefunden, dass man unter atmosphärischen Einflüssen nicht verfärbende, sehr gut sprungelastische Vliesstoffe durch Behandeln von Vliesen mit Mischpolymerisaten auf Basis von Acrylsäureestern als Bindemittel erhält, wenn man als Bindemittel wässrige Dispersionen von Pfropfmischpolymerisaten verwendet, welche durch Pfropfmischpolymerisation von a) 1-50% eines Polymerisats eines aliphatischen konjugierten Diolefins mit b) 0,2-20% eines Acryl-oder Methacrylamidmethyloläthers der Formel 1 oder einer Acryl-oder Methacrylamid-Mannichverbindung der Formel II
EMI3.1
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, R1 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
R2 einen gesät- tigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, welche durch-COOH,-OS03X, wobei X = H, Na, K oder NH4 it,-S03X, wobei X = H, Na, K oder NH4 ist, oder-CN,-(CH2CH20) nH-Gruppe mit n = 1 bis 20, oder Halogen substituiert ist, R4 und R5 unabhängig voneinander je eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, einen Cycloalkylrest oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, welche durch-COOH,-OS03X, wobei X = H, Na, K oder NH4 ist,-S03X, wobei X = H, Na, K oder NH4 ist, oder-CN, - (CH2CH20)
nH-Gruppe mit n = 1 bis 20, oder Halogen substituiert ist, oder
EMI4.1
fur den Piperidinorest oder Morpholinorest steht, bedeuten und mit c) der zur Erganzung auf 100% erforderlichen Menge eines Acrylsäurealkylesters mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen in der Estergruppe oder eines Gemisches eines solchen Esters mit mindestens einer anderen mischpolymerisierbaren Verbindung (d), in welchem Gemisch der Acrylsäurealkylester mindestens die Hälf- te ausmacht, erhalten werden.
Als Beispiele für die Komponente b) seien genannt :
EMI4.2
EMI5.1
EMI6.1
Unter Polymerisaten aliphatischer konjugierter Diolefine werdewerstanden : Homopolymerisate aliphatischer konjugierter Diolefine, insbesondere des 1,3-Butadiens, Isoprens oder 3 Chlorbutadiens sowie Mischpolymerisate dieser Diene mit anderen mit diesen mischpolymerisierbaren Verbindungen wie z. B. Styrol, Halogenstyrole, kernalkylierte Styrole, a-Methylstyrol, Acrylsäureester, Methacrylsäureester, Acrylnitril, Vinyläther, Acrylund Methacrylsäure, Acryl-und Methacrylsäureamid. Diese Polymerisate können nach bekannten und gebräuchlichen Verfahren durch Polymerisation der monomeren Verbindungen in wässriger Emulsion hergestellt werden.
Diese Polymerisate sollen, sofern sie Mischpolymerisate darstellen, einen Anteil an konjugierten Diolefinen von mindestens 50% enthalten.
'Beispiele für bevorzugt verwendete Mischpolymerisate sind z. B. Mischpolymerisate des Butadiens mit Acrylnitril mit einem Acrylnitrilanteil von grössenordnungsmässig 35%, Mischpolymerisate des Butadiens mit Styrol mit einem Styrolanteil von gröesenordnungsmässig etwa 30%, sowie ternäre Mischpolymerisate aus Butadien (etwa 60%), Styrol (etwa 20%) und Acrylnitril (etwa 20%), ferner Butadienacrylsäureester-Mischpolymerisate, wie z. B. solche mit etwa 60% Butadien und 40% Methacrylsäureme- thylester.
Als Mischpolymerisatkomponente (c) kommen die Ester der Acrylsäure mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im veresternden A1koholanteil in Betracht. Beispielhaft seien hierfür genannt : Acrylsäuremethylester, Acrylsäureäthylester, Acrylsäurebutylester, Acrylsäureisobutylester sowie Acrylsäure-2-äthylhexyl- ester.
Die erfindungsgemäss verwendeten Pfropfmischpolymerisate enthalten vorzugsweise 3 bis 30% Dienpolymerisat, 94,5 bis 60% Acrylsäureester und 0,5 bis 10% der Verbindungen I oder II. Bis zu 50% des Acrylsäureesters (c) können gegebenenfalls durch andere polymerisierbare Verbindungen (d) ersetzt werden.
Polymerisierbare Verbindungen (d), die bis zu 50% der Acrylsäureester-Komponente (c) ersetzen können, können sein : Methacrylsäureester mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen in der Esteralkylgruppe, Methacrylsäure, Methacrylamid, Acrylsäure, Acrylamid, Styrol, im Kern substituierte Styrole, a-Methylstyrol, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinyläther, Vinylester wie z. B.
Vinylacetat oder Vinylpropionat, Maleinsäure und ihre Derivate.
Die Herstellung der durch die vorstehenden Komponenten charakterisierten Mischpolymerisations-Dispersionen erfolgt zweckmässig durch Polymerisation der Komponenten in wässriger Emulsion oder Dispersion unter Anwendung üblicher, freie Radikale bildender Katalysatoren in Gegenwart bekannter anionischer, kationischer oder nichtionischer Emulgatoren.
Mit Hilfe der im vorstehenden charakterisierten Polymerisatdispersionen als Bindemittel können Vliese aus allen Arten von Fasern, naturlicher, synthetischer oder mineralischer Herkunft verfestigt werden.
Die Faservliese können auf bekannte Weise durch Kardieren, Krempeln oder nach ähnlichen Verfahren hergestellt werden. Von diesen Vliesen mit parallel liegenden Fasern können mehrere übereinander geschichtet werden, wobei die Fasern der einzelnen Lagen in verschiedenen Richtungen orientiert sind. Es können ferner Faservliese verwendet werden, bei denen die Fasern völlig regellos angeordnet sind.
Zur Herstellung von verfestigten Vliesen mittels der oben beschriebenen Pfropfpolymerisate eignen sich alle üblichen und bekannten Verfahren.
Die Polymerisatdispersionen können beispielsweise durch Tränken oder Besprühen aufgebracht werden. Die Anwendung kann auch in 2 Stufen erfolgen, wobei z. B. in der ersten Stufe durch Besprühen des lockeren Vlieses eine Vorverfestigung eintritt und in der 2. Stufe durch einen Tränkprozess die endgültige Verfestigung vorgenommen wird. Ein gebräuchliches Verfahren ist z. B. auch das Arbeiten mit einem Walzenpaar, durch welches gleichzeitig das gegebenenfalls vorverfestigte Vlies und die Bindemittelmischung hindurch geführt werden, wodurch man eine gleichmässige Imprägnierung erzielt.
Die Polymerisatdispersionen werden zur Verarbeitung zweckmässig auf eine günstige Verarbeitungskonzentration eingestellt, die im allgemeinen zwischen 10 und 30% Feststoffgehalt der Dispersion liegt (durch Verdünnen mit Wasser). An sich kann die Polymerisatdispersion bei der Verarbeitung einen beliebigen pH-Wert aufweisen, praktisch hat sie meist einen mehr oder minder stark sauren pH-Wert, da zweckmässig bereits der Dispersion die für die Vernetzung allgemein zugesetzten Säurespender eine Verschiebung des pH-Wertes zum sauren Bereich hin bewirken.
Die imprägnierten Vliese können vor oder nach dem Trocknen mit anderen Bindemitteln, Appreturmitteln oder Vernetzern nachbehandelt werden, wie z. B. Kondensationsprodukten aus Harnstoff oder Melamin und Formaldehyd. Solche Kondensationsprodukte können gegebenenfalls auch bereits der Imprägniermischung zugesetzt werden, die jedoch im wesentlichen aus den erfindungsge @
EMI9.1
Polymerisatdispersionen besteht.
Das Trocknen der imprägnierten Vliese erfolgt bei Temperaturen, bei denen das Polymerisat aufgrund der eingebauten Me thyloläther-bzw. Mannichbasengruppierungen durch Kondensa tionsreaktionen dieser Gruppierungen Selbstvernetzung erfährt.
Im allgemeinen werden Temperaturen von 100 bis 200 C angewendet.
Durch Zusatz von Säuren oder in der Hitze säureabspaltenden Verbindungen wie z. B. Phosphorsäure, Maleinsäure, Weinsäure, Ammoniumphosphatnitrat,-rhodanid, kann diese Temperatur erniedrigt werden, z. B. auf 80 bis 130oC.
Die beschriebenen Pfropfpolymerisatdispersionen ermöglichen die Herstellung von Vliesstoffen mit einem"sprüngi- gen"elastischen und weichen Griff. Diese Eigenschaft ist sonst nur von Vliesstoffen, welche mit kautschukartigen Polymerisaten, d. h. Polymerisaten mit mehr als 40% Butadien behandelt worden sind, bekannt.
Diese Sprungelastizität der mit Hilfe der erfindungs- gemäss zu verwendenden Pfropfpolymerisate gebundenen Vliesstoffen ist insofern überraschend, als gewöhnliche Mischpolymerisate mix der gleichen geringen Menge Butadien, z. B. mit 10%, nicht diesen Effekt zeigen. Mit so geringen Mengen Butadien hergestellte Mischpolymerisate ergeben bereits schon den"brettigen, toten" Griff der nicht modifizierten Acrylesterpolymerisate.
Die mit Hilfe der beschriebenen Pfropfpolymerisate hergestellten Vliesstoffe zeichnen sich neben dem guten elasti- schen Griff durch sehr gute Alterungsbeständigkeit aus, d. h. sie vergilben bei der Einwirkung von Licht und Wärme an der Luft nicht. Es ist mit ihrer Hilfe möglich, rein weisse Vliesstoffe herzustellen. Sie sind ausserdem gegen Agentien der chemischen Reinigung, z. B. Perchloräthylen und in der Soda-Kochwäsche beständig, d. h. sie verlieren ihre günstigen Eigenschaften, wie hohe Festigkeit, Sprungelastizi tät, dabei nicht. Weitere Vorteile sind die gute Reiss-und Sticheinreissfestigkeit und Porosität.
Die in den nachfolgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, sofern nicht anders vermerkt.
Beispiel 1 :
Ein Wirrfaservlies aus natürlichen Cellulosefasern, welches sich zwischen Sieben befindet, wird mit folgender Mischung durch Tränken imprägniert : 400 Teile einer auf eine Polymerisatkonzentration von
25% verdünnten Polymerisatdispersion, hergestellt durch Mischpolymerisation von
25 Teilen Polybutadienlatex (40% ig)
75"Acrylsäurebutylester
10"Styrol
5"Methacrylamidmethylmethyloläther
135"Wasser 5"oxäthyliertem Oleylalkohol mit ca.
15 Aethylenoxydeinheiten
6 Teilen einer 30% igen wässrigen Lösung eines handels üblichen Melamin-Formaldehyd-Vorkondensats 20"einer l0% igen wässrigen Ammoniumchloridlösung.
Das getränkte Vlies wird zwischen Abquetschwalzen von der überschüssigen Mischung befreit und dabei gleichzeitig auf die gewünschte Stärke zusammengepresst. Anschliessend wird an der Luft getrocknet und dann in einem Durchlaufofen zur Vernetzung 30 Minuten auf 130 C erhitzt.
Das Vlies zeigt bei Verwendung von weissem Fasermaterial eine rein weisse Farbe, die durch das im Bindemittel enthaltende Polymerisat nicht nachteilig beeinflusst wird, wie dies bei kautschukartigen Bindemitteln sonst der Fall ist. Es zeichnet sich durch einen weichen und gleichzeitig elastischen Griff aus.
Zur Prüfung der Kochwaschechtheit wird das Vlies ca.
10 Minuten in einer 0, igen Lösung eines handelsüblichen alkalischen Waschmittels gekocht. Es verliert dabei nicht seinen elastischen Griff. Zur Prüfung der Losungsmittelbeständigkeit wird das Vlies 20 Minuten im Trichloräthylen bei Raumtemperatur geschüttelt. Der gute elastische Griff bleibt dabei voll erhalten. Zur Prüfung der Alterungsbeständigkeit wird das Vlies in der Sauerstoffbombe bei 70 C und einem Sauerstoffdruck von 21 atü der Einwirkung von Sauerstoff ausgesetzt. Nach 10 Tagen ist die aufgetretene Verfärbung nur sehr gering. Es tritt keine Verhärtung des Griffs auf.
Bei der Belichtung des Vlieses mit einer UV-Lampe (Ul- t travitalux) in 40 cm Abstand ist die nach 72 Stunden aufgetretene Vergilbung kaum wahrrlehmbar.
Beispiel 2 :
Ein Wirrfaservlies bestehend aus einem Gemisch synthetischer und natrlicher Fasern wird wie im Beispiel 1 beschrieben mit folgender Mischung imprägniert : 400 Teile einer auf eine Polymerisatkonzentration von 25% verdunnten Polymer. isatdispersion, hergestellt durch Pfropfmischpolymerisation von 52, 6 Teilen eines 38% Butadien-Acrylnitril-Misch polymerisatlatex mit 35% Acrylnitril
75, 0 Teilen Acrylsäurebutylester
5, 0"Methacrylamidmethylolbutyläther 117, 4"Wasser
3, 0"Natrium-alkylsulfonat mit ca. 16 Kohlen stoffatomen
20 Teile einer 10% igen wässrigen Lösung von Ammonium chlorid.
Das nasse Vlies wird wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt. Bei der wie in Beispiel 1 beschriebenen Prüfung werden die gleichen guten Resultate erhalten.
Beispiel 3 :
Ein Wirrfaservlies, bestehend aus einem Gemisch nattr- licher und synthetischer Fasern wird wie im Beispiel 1 beschrieben mit folgender Mischung imprägniert : 400 Teile einer auf einen Polymerisatgehalt von 25% Poly merisatdispersion, hergestellt durch Pfropfmischpoly merisation von
28,6 Teilen eines 35% igen Butadien-Styrol-Mischpoly merisatlatex mit 25% Styrol 45, 0 Teilen Acrylsäurehutylester 36, o"Acrylsäureäthylester
4,0"der Verbindung :
CH2=C-CONH-CH2OCH2COOH
CH3
121,4"Wasser
2,0"Idatriumalkylsulfonat mit 16 Kohlenstoff atomen
3,0"oxäthyliertem Stearylalkohol mit ca. 20
Aethylenoxydeinheiten
6,0"einer 30% igen wässrigen Lösung eines han delsüblichen Melamin-Formaldehyd-Vorkonden sats
20,0"einer 10% igen wässrigen Ammoniumchlorid lösung.
Das nasse Vlies wird wie im Beispiel 1 beschrieben behandelt. Bei der im Beispiel 1 beschriebenen Prüfung werden die gleichen guten Resultate erhalten.
Beispiel 4 : 4
Ein Wirrfaservlies, bestehend aus einem Gemisch von Cellulose-und Perlonfasern, wird wie im Beispiel 1 beschrieben mit folgender Mischung imprägniert : 400 Teile einer auf einen Polymerisatgehalt von 25% ver dünnten Polymerisatdispersion, hergestellt durch
Pfropfmischpolymerisation von 38, 5 Teilen eines 39% igen Polychloroprenlatex
69,0"Acrylsäurebutylester
10,0"Acrylnitril 2, 0"Acrylamid 4, 0"der Verbindung
EMI15.1
126, 5"Wasser
5, 0"eines oxäthyliertem Oleylalkohols mit etwa
15 Aethylenoxydeinheiten
20 Teile einer 10% igen wässrigen Ammoniumphosphatlösung.
Das imprägnierte Vlies wird wie im Beispiel 1 beschrieben behandelt.
Bei der im Beispiel 1 beschriebenen Prüfung zeigt das reine weisse Vlies einen guten sprungelastischen Griff, gute Kochwaschbeständigkeit, sehr gute Lösungsmittelbeständigkeit und ein gutes Alterungsverhalten.
Process for the production of nonwovens.
It is known to use aqueous polymer dispersions for the production of flat structures from non-woven fibers, so-called nonwovens. Polymer dispersions (latices) of butadiene and styrene, butadiene and acrylonitrile, acrylic acid esters and the like are suitable for this. In order to increase the strength of the nonwovens, vulcanization or other crosslinking of the polymer is usually carried out on the flat structure.
In the case of rubber-like copolymers of butadiene as the binder, vulcanization can be carried out using customary vulcanizing agents. It is also known to use rubber-like polymers with carboxyl groups as binders and to add these by adding, for. B. zinc oxide or amines to crosslink.
It is also known or has already been proposed to use copolymers such. B. copolymers of acrylic esters to use as binders, the polymer molecules of which contain Carbonamidme thylolgruppen or methylolether groups (cf. Belgian Patent 605 456, French Patent 1,276,799 and French Patent 1,260,307). It has also already been proposed to use copolymers containing carbonamide groups substituted by N, N-disubstituted aminomethyl groups for this purpose (cf. French patents 1,250,491, 1,260,307, 1,276,799).
Such polymers can only be crosslinked by the action of heat and / or acid. In all cases it is a question of copolymers and not graft copolymers.
All of these known processes for the production of flat structures, in particular bonded nonwovens, have considerable disadvantages with regard to the polymer dispersions used as binders.
Copolymers of butadiene give the structures produced with them the very desirable resilient grip, but due to their unsaturated character under the action of air, light and heat, discoloration occurs, so that there is, for. B. is not possible to use these films to produce pure white fleeces or other fabrics.
Polymers of acrylic acid esters are more suitable for producing white fleeces, since they are largely indifferent to atmospheric influences. However, even in the crosslinked state, they in turn have the disadvantage that the nonwovens produced with them are not or only slightly elastic.
It has now been found that non-wovens which do not discolour under atmospheric influences, are very elastic by treating nonwovens with copolymers based on acrylic acid esters as binders, if aqueous dispersions of graft copolymers are used as binders, which are obtained by graft copolymerization of a) 1-50 % of a polymer of an aliphatic conjugated diolefin with b) 0.2-20% of an acrylic or methacrylamide methyl ether of the formula 1 or an acrylic or methacrylamide Mannich compound of the formula II
EMI3.1
where R is hydrogen or a methyl group, R1 is hydrogen or an alkyl group with 1 to 8 carbon atoms,
R2 is a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical or an alkyl group with 1 to 3 carbon atoms, which is represented by -COOH, -OS03X, where X = H, Na, K or NH4 it, -S03X, where X = H, Na, K or NH4, or-CN, - (CH2CH20) nH- group with n = 1 to 20, or halogen, R4 and R5 independently of one another each represent an alkyl group with 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl radical or an alkyl group with 1 to 3 carbon atoms, denoted by -COOH, -OS03X, where X = H, Na, K or NH4, -S03X, where X = H, Na, K or NH4, or-CN, - (CH2CH20)
nH group with n = 1 to 20, or halogen, or
EMI4.1
stands for the piperidino radical or morpholino radical, and with c) the amount of an acrylic acid alkyl ester with 1 to 8 carbon atoms in the ester group required to make up 100% or a mixture of such an ester with at least one other copolymerizable compound (d), in which mixture the Acrylic acid alkyl ester makes up at least half.
Examples of component b) include:
EMI4.2
EMI5.1
EMI6.1
Polymers of aliphatic conjugated diolefins were formed: Homopolymers of aliphatic conjugated diolefins, in particular of 1,3-butadiene, isoprene or 3-chlorobutadiene, and copolymers of these dienes with other compounds that can be copolymerized with these, such as B. styrene, halostyrenes, ring-alkylated styrenes, α-methylstyrene, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylonitrile, vinyl ethers, acrylic and methacrylic acid, acrylic and methacrylic acid amide. These polymers can be prepared by known and customary processes by polymerizing the monomeric compounds in an aqueous emulsion.
These polymers should, if they are copolymers, contain a proportion of conjugated diolefins of at least 50%.
'Examples of preferably used copolymers are z. B. copolymers of butadiene with acrylonitrile with an acrylonitrile content of the order of 35%, copolymers of butadiene with styrene with a styrene content of about 30%, and ternary copolymers of butadiene (about 60%), styrene (about 20%) and acrylonitrile (about 20%), also butadiene acrylic acid ester copolymers, such as. B. those with about 60% butadiene and 40% methyl methacrylate.
The esters of acrylic acid with 1 to 8 carbon atoms in the esterifying alcohol content are suitable as copolymer component (c). Examples include: methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
The graft copolymers used according to the invention preferably contain 3 to 30% diene polymer, 94.5 to 60% acrylic acid ester and 0.5 to 10% of the compounds I or II. Up to 50% of the acrylic acid ester (c) can optionally be replaced by other polymerizable compounds (d) be replaced.
Polymerizable compounds (d) that can replace up to 50% of the acrylic acid ester component (c) can be: methacrylic acid esters with 1 to 12 carbon atoms in the ester alkyl group, methacrylic acid, methacrylamide, acrylic acid, acrylamide, styrene, styrenes substituted in the core, a -Methylstyrene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl ethers, vinyl esters such as. B.
Vinyl acetate or vinyl propionate, maleic acid and their derivatives.
The copolymerization dispersions characterized by the above components are conveniently prepared by polymerizing the components in an aqueous emulsion or dispersion using conventional, free radical-forming catalysts in the presence of known anionic, cationic or nonionic emulsifiers.
With the aid of the polymer dispersions characterized above as binders, nonwovens made of all types of fibers, of natural, synthetic or mineral origin, can be consolidated.
The fiber fleeces can be produced in a known manner by carding, carding or similar processes. Several of these fleeces with parallel fibers can be layered on top of each other, the fibers of the individual layers being oriented in different directions. It is also possible to use nonwovens in which the fibers are arranged in a completely random manner.
All customary and known processes are suitable for the production of consolidated nonwovens by means of the above-described graft polymers.
The polymer dispersions can be applied, for example, by impregnation or spraying. The application can also take place in 2 stages, with z. B. a pre-consolidation occurs in the first stage by spraying the loose fleece and in the 2nd stage the final consolidation is carried out by an impregnation process. A common method is e.g. B. also working with a pair of rollers, through which the optionally pre-consolidated fleece and the binder mixture are simultaneously passed, whereby a uniform impregnation is achieved.
For processing, the polymer dispersions are expediently adjusted to a favorable processing concentration, which is generally between 10 and 30% solids content of the dispersion (by dilution with water). As such, the polymer dispersion can have any desired pH during processing; in practice it usually has a more or less strongly acidic pH, since the acid donors generally added to the dispersion are expediently shifted to the acidic range bring about.
The impregnated nonwovens can be treated with other binders, finishing agents or crosslinking agents before or after drying, such as. B. condensation products from urea or melamine and formaldehyde. Such condensation products can optionally also be added to the impregnation mixture, which, however, essentially consist of the
EMI9.1
Polymer dispersions.
The impregnated nonwovens are dried at temperatures at which the polymer due to the built-in methyl ether or. Mannich base groupings experience self-crosslinking through condensation reactions of these groupings.
In general, temperatures from 100 to 200 ° C. are used.
The addition of acids or compounds that split acids when hot, such as B. phosphoric acid, maleic acid, tartaric acid, ammonium phosphate nitrate, rhodanide, this temperature can be lowered, e.g. B. to 80 to 130oC.
The graft polymer dispersions described enable the production of nonwovens with a "cracked" elastic and soft handle. This property is otherwise only available from nonwovens made with rubber-like polymers, i.e. H. Polymers treated with more than 40% butadiene are known.
This elasticity of resilience of the nonwovens bound with the aid of the graft polymers to be used according to the invention is surprising insofar as conventional copolymers mix the same small amount of butadiene, e.g. B. with 10%, do not show this effect. Copolymers produced with such small amounts of butadiene already give the "boardy, dead" feel of the unmodified acrylic ester polymers.
The nonwovens produced with the aid of the graft polymers described are not only distinguished by their good elastic handle but also by very good resistance to aging; H. they do not yellow when exposed to light and heat in the air. With their help it is possible to produce pure white nonwovens. They are also against chemical cleaning agents such. B. perchlorethylene and resistant to soda hot laundry, d. H. they do not lose their favorable properties, such as high strength and elastic elasticity. Further advantages are the good tear and puncture tear resistance and porosity.
The parts given in the following examples are parts by weight, unless otherwise stated.
Example 1 :
A random fiber fleece made of natural cellulose fibers, which is located between screens, is impregnated with the following mixture by soaking: 400 parts of a polymer concentration of
25% dilute polymer dispersion, produced by copolymerization of
25 parts polybutadiene latex (40%)
75 "butyl acrylate
10 "styrene
5 "methacrylamide methyl methylol ether
135 "Water 5" oxethylated oleyl alcohol with approx.
15 ethylene oxide units
6 parts of a 30% aqueous solution of a commercially available melamine-formaldehyde precondensate 20 "of a 10% aqueous ammonium chloride solution.
The impregnated fleece is freed from the excess mixture between squeezing rollers and at the same time compressed to the desired thickness. It is then air-dried and then heated to 130 ° C. for 30 minutes in a continuous oven for crosslinking.
When white fiber material is used, the fleece shows a purely white color that is not adversely affected by the polymer contained in the binder, as is otherwise the case with rubber-like binders. It is characterized by a soft and at the same time elastic grip.
To test the fastness to washing in boil, the fleece is approx.
Boiled for 10 minutes in a 0, igen solution of a commercially available alkaline detergent. It does not lose its elastic grip. To test the solvent resistance, the fleece is shaken in trichlorethylene at room temperature for 20 minutes. The good elastic grip is fully retained. To test the resistance to aging, the fleece is exposed to oxygen in the oxygen bomb at 70 C and an oxygen pressure of 21 atmospheres. After 10 days the discoloration is only very slight. There is no hardening of the handle.
When the fleece is exposed to a UV lamp (Ultravitalux) at a distance of 40 cm, the yellowing that occurred after 72 hours is barely noticeable.
Example 2:
A random fiber fleece consisting of a mixture of synthetic and natural fibers is impregnated as described in Example 1 with the following mixture: 400 parts of a polymer diluted to a polymer concentration of 25%. Isate dispersion, prepared by graft copolymerization of 52.6 parts of a 38% butadiene-acrylonitrile mixed polymer latex with 35% acrylonitrile
75.0 parts of butyl acrylate
5.0 "methacrylamide methylol butyl ether 117.4" water
3.0 "Sodium alkyl sulfonate with about 16 carbon atoms
20 parts of a 10% aqueous solution of ammonium chloride.
The wet fleece is treated as described in Example 1. In the test as described in Example 1, the same good results are obtained.
Example 3:
A tangled fiber fleece consisting of a mixture of natural and synthetic fibers is impregnated as described in Example 1 with the following mixture: 400 parts of a polymer dispersion to a polymer content of 25%, produced by graft copolymerization of
28.6 parts of a 35% strength butadiene-styrene mixed polymer latex with 25% styrene 45, 0 parts of butyl acrylate 36, o "ethyl acrylate
4.0 "of the connection:
CH2 = C-CONH-CH2OCH2COOH
CH3
121.4 "of water
2.0 "i-sodium alkyl sulfonate with 16 carbon atoms
3.0 "oxethylated stearyl alcohol with approx. 20
Ethylene oxide units
6.0 "of a 30% aqueous solution of a commercially available melamine-formaldehyde precondensate
20.0 "of a 10% aqueous ammonium chloride solution.
The wet fleece is treated as described in Example 1. In the test described in Example 1, the same good results are obtained.
Example 4: 4
A tangled fiber fleece consisting of a mixture of cellulose and Perlon fibers is impregnated as described in Example 1 with the following mixture: 400 parts of a polymer dispersion diluted to a polymer content of 25%, produced by
Graft copolymerization of 38.5 parts of a 39% strength polychloroprene latex
69.0 "butyl acrylate
10.0 "acrylonitrile 2.0" acrylamide 4.0 "of the compound
EMI15.1
126.5 "water
5, 0 "of an oxethylated oleyl alcohol with about
15 ethylene oxide units
20 parts of a 10% aqueous ammonium phosphate solution.
The impregnated fleece is treated as described in Example 1.
In the test described in Example 1, the pure white fleece shows a good elastic grip, good boil wash resistance, very good solvent resistance and good aging behavior.