DE1292129B

DE1292129B - Verfahren zur Bindung von Fasern untereinander

Info

Publication number: DE1292129B
Application number: DEC31783A
Authority: DE
Inventors: Anspon Harry Davis; Hurst Jack Merriam Kan
Original assignee: CHEMICAL INVESTORS SA
Current assignee: CHEMICAL INVESTORS SA
Priority date: 1962-12-31
Filing date: 1963-12-30
Publication date: 1969-04-10
Also published as: JPS5113800B1; SE316145B; SE316144B; GB1078496A; FR1519502A

Description

Weiterhin können die Fasern der Substrate aneinandergewoben sein, z. B. Gewebe, Teppiche, industrielle Filter, Isoliermaterialien, Absorber o. ä.

Der Ausdruck »Faser« schließt Stapelfasern, Garn, Fäden, gedrehte zusammenhängende Fäden u. ä. ein. Der Ausdruck »Gewebe« schließt Materialien ein, die gewoben, gestrickt, gewalkt, verschmolzen oder auf irgendeine andere Weise aus Fasern her-

Flachs, Hanf, Jute, Ramie, Sisal, Seide, Wolle, Fell, Haare aller Arten, tierische Borsten aller Arten, Stroh u. ä.

Beispiele für synthetische Fasern sind Polyamidfasern, wie solche z. B. aus Polyhexamethylenadipinsäureamid, Polyhexamethylensebacinsäureamid, Polycapronsäureamid und Mischpolyamide; Polyester und Mischpolyester, wie z. B. Konden-

sein und außerdem ist es erforderlich, daß die mit io teile und physikalischer Eigenschaften, wie z. B.

dem Bindemittel verbundenen Fasern eine hohe Dichte, Porosität, Oberflächenbeschaffenheit, Festig-

Widerstandsfähigkeit gegen Reinigung besitzen, wie keit u. ä. aufweisen. Die Faser kann natürlich, syn-

z. B. Trockenreinigung mit chlorierten Kohlenwasser- thetisch, organisch oder anorganisch sein. Die Fasern

Stoffen oder Waschen mit handelsüblichen Seifen und Substrate müssen nicht gewebt sein, wobei die

oder Waschmitteln. Zusätzlich verlangen bestimmte 15 Fasern in einer ordnungsgemäß oder auch völlig

verbundene Substrate eine Widerstandsfähigkeit ge- zufälligen Weise aufeinandergelegt sein können, gen chemische Angriffe, wie z. B. Säuren, Alkohole,
Alkali usw. Die gebildeten Bindungen müssen auch
eine gute Zugfestigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegen Ultraviolettbestrahlung aufweisen.

Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen aus regellos verteilten Fasern unter Verwendung eines wasserunlöslichen Mischpolymerisats als Bindemittel sind bereits bekannt. Dabei werden die Fasern mit

einer wäßrigen Dispersion des Polymerisats imprä- 25 gestellt sind.

gniert. Bei diesen bekannten Verfahren sind jedoch Beispiele für natürliche Fasern sind Baumwolle, Emulgiermittel notwendig.

Bei dem beanspruchten Verfahren wird dagegen ein selbstemulgierendes Äthylen-Acrylat-Mischpoly-

merisat mit 0,01 bis 0,5 Mol Acrylgruppen je Mol 30 Äthylen, wobei wenigstens 10 Molprozent der Acrylgruppen hydrophile Acrylatgruppen sind, in Emulsion auf ein Fasersubstrat aufgebracht, die überschüssige Emulsion entfernt und das so erhaltene

Imprägnat zur Härtung des Bindemittels einer 35 sationsprodukte von Äthylenglycol mit Tereph-

Wärmebehandlung unterworfen. thalsäure, Äthylenglycol mit einer 10 : 100-Mi-

Erfindungsgemäß ist das Bindemittel zur Bindung schung von Terephthalsäure zu Isophthalsäuren, von Fasern untereinander ein Äthylen-Acrylat- Äthylenglycol mit einer 98 : 2-Mischung von Tereph-Mischpolymerisat, das nicht wasserlöslich ist, doch thalsäure zu 5,-Natriumsulfoisophthalsäuren und stabile wäßrige Emulsionen bildet, ohne daß dazu 40 Trans-p-hexahydroxyglycol mit Terephthalsäure; Pozusätzliche Emulgatoren zugesetzt werden müssen. lyacrylnitril, Mischpolyacrylnitrilen (mit Vinylacetat, Das unter Wärmeeinwirkung aushärtbare Misch- Vinylchlorid, Methylacrylat, Vinylpyridin, Natriumpolymerisat weist dabei 0,01 bis 0,5, vorzugsweise styrolsulfonat), Terpolymere von Acrylnitril-Methyl-0,025 bis 0,25, insbesondere 0,05 bis 0,15MoI acrylat-Natriumstyrolsulfonat, hergestellt nach der Acrylgruppen je Mol Äthylen auf, wobei mindestens 45 USA.-Patentschrift 2 837 501, Vinyl und Vinylinen-10 Molprozent der Acrylgruppen hydrophile Acrylat- polymere und Mischpolymere, Polycarbonate, PoIygruppen sind. Im einzelnen können die Acrylgruppen urethane, Polyesteramide, Polyäthylene, Polyproin den folgenden Verbindungen und Anteilen (be- pylene, fluorierte Äthylenpolymere und deren Mischzogen auf die Gesamtheit aller vorhandenen Acryl- polymere (Polytetrafluormethylen); Cellulosederigruppen) vorliegen: 5° vate, wie z. B-. Celluloseacetat, Cellulosetriacetat,

a) Als Acrylsäurealkylester mit einem Anteil von zusammengesetzte Fäden, wie z. B. eine Hülle von 0 bis 90 Molprozent; Polyamid um einen Kern von Polyester, und selbst-

b) als Acrylsäureamid mit einem Anteil von 1 bis gekräuselte zusammengesetzte Fäden, wie z. B. aus 90, vorzugsweise 5 bis 70 Molprozent; 2 Acrylnitrilpolymeren, die sich im Gehalt ihrer

c) als hydrophiles Acrylat, d. h. Acrylsäuresalz, 55 ionisierbaren Gruppen unterscheiden und als Kern vorzugsweise Natrium- oder Kaliumacrylat mit und Mantel versponnen sind, regenerierte Cellulose, einem Anteil von 10 bis 99, vorzugsweise 20 bis Glas u. ä. Mischungen von zwei oder mehr syn-80 Molprozent. thetischen oder natürlichen Fasern können ebenso

Unter den zu verwendenden Acrylverbindungen wie Mischungen von synthetischen und natürlichen

sind in diesem Zusammenhang nicht nur die Deri- 60 verwendet weiden. Die Fasern und Fäden können

vate der eigentlichen Acrylsäure zu verstehen, gekräuselt oder ungekräuselt, gezogen oder ungezo-

sondern auch beispielsweise die der Methacrylsäure. gen und gewalkt oder ungewalkt sein. Zwei oder

Die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzen- mehr synthetische Fasern mit oder ohne natürliche

den Mischpolymerisate können vorteilhafterweise Fasern können gemischt werden. Außerdem kom-

ausgehend von einem Mischpolymerisat mit Äthylen- 65 _men in Beträcht: Polyäthylenterephthalsäurepoly-

und Alkylacrylatgruppen hergestellt werden, indem mere, Homopolymere, reguläre Mischpolymere, so-

die letztgenannten Gruppen modifiziert werden, bei- wie eingefügte Mischpolymere, segmentierte Elasto-

spielsweise mittels Natrium- oder Kaliumhydroxyd, mere. Kunstseiden und eiweißenthaltende Fasern,

die aus Kasein, Erdnußprotein usw. hergestellt sind, Glasfasern, Asbest, Steinwolle und Silicafasern.

Die wasserunlöslichen Äthylen-Acryl-Mischpolymerisate können aus einer geeigneten, vorgebildeten Mischpolymerform, die Gruppen enthält, die Äthylen und Alkylacrylestern, wie z. B. Methylacrylat, entsprechen, hergestellt werden durch Behandlung mit einer geeigneten, z. B. der theoretischen Menge von Basen, um einen gewünschten Teil oder alle Estergruppen zu Carbonsäuregruppen zu hydrolisieren. Äthylen - Alkylacrylester - Mischpolymerisate, die in wäßrige Emulsionen übergeführt werden können, haben einen weiten Bereich von Molekulargewichten, wie es durch ihre entsprechenden inhärenten Viskositäten in p-Xylol (Deciliter/g) bei 100 C angezeigt wird. Geeignete Mischpolymere können inhärente Viskositäten von 0.001 Deciliter/g oder weniger bis hinauf oder über 10 Deciliter/g haben. Oft kann eine Kombination oder ein bestimmter Bereich des Molekulargewichts angewendet werden. um eine Modifizierung des Materials, Hitzebeständigkeit, Lösungsmittellöslichkeit u. ä. bei dem schließlich erhaltenen Bindemittel zu beeinflussen.

Weiterhin können andere, augenblicklich bevorzugte, wasserunlösliche Mischpolymere dadurch gebildet werden, daß man der hydrolysierenden Base (Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd) Ammoniak (oder ein anderes geeignetes Amin) zusetzt. Wenn man Ammoniak (oder ein anders geeignetes Amin) bei der chemischen Umwandlung eines Teils der Alkylacrylestergruppen verwendet, kann ein wesentlicher Teil von nichtumgewandelten Alkylacrylestergruppen in dem wasserunlöslichen Mischpolymer vorhanden sein, das in der Lage ist. eine stabile wäßrige Emulsion zu bilden. Allgemein gesprachen kann das hierdurch vermittelte Mischpolymer, das 0,01 bis etv/a 0,5 Mol Acryiatgruppen pro Mol enthaltener Äthylengruppen enthält, in Abhängigkeit von den verschiedenen beeinflussenden Faktoren (wie z. B. Gesamtgehalt von Acrylgruppen, Molekulargewicht u. ä.) eine Verteilung der Acrylformen innerhalb des folgenden Bereiches enthalten, wenn sowohl Ammoniak (oder ein anderes geeignetes Amin) und eine Base (Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd) verwendet werden, um alle oder einen Teil der Alkylacrylestergruppen eines Äthylen Alkylacrylesters umzuwandeln: von 0 bis etwa 90% bei Alkylacrylesterform, wobei etwa 1 bis 90% der Acrylgruppen in Amidform vorliegen (möglichst von etwa 5 bis 70%) und wobei etwa 10 bis 99% der Acrylgruppen in Carboxylatsalzform (möglichst von etwa 20 bis 80%) auf molarer Basis vorliegen. Carboxylatsalze sollen schwache oder starke Stickstoffbasen, wie z. B. Dimethylamin, Morpholin, Cholin, Ammoniak u. ä., einschließen.

Die oben beschriebenen Mischpolymere können als trockengesprühte Pulver, feste Körper, Flüssigkeiten, Pasten, wäßrige Emulsionen, Coagulate von wäßrigen Emulsionen u. a. vorliegen.

Eine bevorzugte Form des Mischpolymers ist die wäßrige Emulsion, die eine stabile, wäßrige Polymeremulsion ist, in der das Polymer ein wasserunlösliches, Äthylen-Acryl-Mischpolymer mit etwa 0,01 bis etwa 0,5 Mol Acrylgruppen pro Mol der enthaltenen Athylengruppen ist, wobei die besagte Mischpolymeremulsion ohne Anwendung eines Emulgators aus einem thermoplastischen Äthylen-Alkylacrylester-Mischpolymer mit etwa 0,01 bis 0,5 Mol Acrylgruppen pro Mol der enthaltenen Äthylengruppen hergestellt wird und wobei die besagten wasserunlöslichen Äthylenacrylmischpolymere einen emulsionsfördernden Anteil der besagten Alkylestergruppen in hydrophiler Form enthalten. Natürlich sind die stabilen, wäßrigen Polymeremulsionen eingeschlossen, wobei die Polymere der Emulsion ein Teil der unten beschriebenen Mischpolymere sind, wie auch andere Mischpolymere, die durch die unten angeführte allgemeine Beschreibung vermittelt werden.

Die Mischpolymere werden dargestellt, indem man von einem Äthylen-Alkylacryl-Mischpolymer ausgeht, vorzugsweise von einem Äthylen-Alkylacrylester-Mischpolymer, das eine hohe Einheitlichkeit aufweist, d. h. in dem die Alkylacrylgruppen gleichmäßig durch die Polymerkette angeordnet sind, wie es durch folgende, allgemein übliche Verfahren des Molekülabbaus gezeigt wird (wie z. B. der pyrolytische Abbau in Kombination mit gaschromatografischer Analyse der Pyrolysate). Für die Anwendung bei dieser Erfindung sehr geeignete Acrylmischpolymerisate sind die Äthylen-Alkylacryl-Mischpolymere, in denen der Alkylester ein Alkylester der unsubstituierten Acrylsäure oder einfach eine «-substituierte Acrylsäure sein kann, wie z. B. eine durch Kohlenwasserstoff substituierte Acrylsäure, die anschaulich gesprochen eine durch niedrigeres Alkyl substituierte Acrylsäure, wie z. B. Methacrylsäure, sein kann. Von den augenblicklich bevorzugten Ausgangsmischpolymeren werden die niedrigeren Äthylen-Alkylaeryl-Mischpolymere bevorzugt, besonders diejenigen der niedrigeren Alkylacrylester der unsubstituierten Acrylsäure, wie z. B. Methylacrylat.

Die hierin gegebene Beschreibung der Mischpolymerisate ist besonders gerichtet auf die Äthylen-Acryl-Mischpolymere. Die Hauptkette dieser Mischpolymere ist eine Polyäthylenkette. Darüber hinaus können die Mischpolymere allgemein als Polyäthylen mit einem Teil von ursprünglichen Acrylcomonomermolekülen angesehen werden, die als Seitenkette oder Seitengruppen an der Hauptpolyäthylenkette hängen. Zur Veranschaulichung bei den Äthylen-Methylacrylester-Mischpolymeren haben die Seitenketten die Struktur COOCH₃. Weiterhin sind in der Beschreibung dieser Erfindung mit Äthylen-Acryl-Mischpolymeren diejenigen gemeint, die eine solche Hauptkette mit Seitenketten oder entsprechendes enthalten, aus denen wäßrige Emulsionen, was im Bereich dieser Erfindung liegt, hergestellt werden können.

Aus der oben gegebenen Beschreibung ist ersichtlich, daß andere chemische Abwandlungen bei einem thermoplastischen Äthylen-Alkylacryl-Mischpolymer vorgenommen werden können, die andere hydrophile Verbindungen ergeben und brauchbare Emulsionen bilden. Die abgewandelten Verbindungen mit Acryiatgruppen, die von den Ausgangsäthylen - Alkylacrylester - Mischpolymeren abgeleitet werden, sind allgemein beschrieben durch die folgende Gleichung:

Formel I
■ CH₂ — CH

Formel Ii

CH₂

— Alkyl

-CH-1

C = O

wobei Formel I die Alkylacrylgruppe des Polymers und Formel II die umgewandelte hydrophile Acrylverbindung darstellt. Folgendes dient zur Veranschaulichung von weiteren Reaktionen:

Ein thermoplastisches Äthylen - Alkylacrylester-Mischpolymerisat wird zur Reaktion gebracht

a) mit einer aliphatischen Aminosäure, wie z. B. Glycin, wobei z. B. das Natriumacrylsalz entsteht: reaktion zur Bildung von Acrylverbindungen dienen, dargestellt durch

— CH₂ — CH₂ —
C=O

O —CH₂-CH₂-O(—CH₂-j -O —)„CH₂ — CH₂ — OH

NH- (CH₂),,- COONa wobei η eine kleine Zahl bedeutet;

b) mit einer Aminosulfonsäure, wie z. B. p-Aminobenzolsulfonsäure, wobei hydrophile Gruppen hergestellt werden:

— CH₇-CH-

C=O
NH

wobei η eine Zahl geeigneter Größe darstellt, wie sie bei augenblicklich handelsüblichen, nichtionischen Emulgatoren vermittelt wird. Diese Acrylverbindung kann so behandelt werden, so daß eine weitere hydrophile Form, wie sie durch folgendes Formelbild dargestellt ist, entsteht:

— CH₂ -CH₂-C=O

O — CH₂ — CH₂ — O(—CH₂ —1 L-O—)„CH₂—CH₂-O-SO₃-Na

SO₂-O-Na

e) mit einem ungesättigten aliphatischen Amin oder Alkohol, wie z. B. Allylamin oder Allylalkohol, um ein Mischpolymerisat herzustellen mit allylsubstituierten Acrylgruppen, die durch eine Zusatzreaktion abgewechselt werden können, wobei Acrylformen entstehen, wie sie durch die Sulfate dargestellt sind:

-CH₂-CH-C = O
0-CH₂-CH-CH₃

O — SO₃ — Na

— CH₂ — CH —

C = O

NH — CH₂ — CH — CH₃

O — SO₃ — Na

d) mit einem Alkyldiamin, wie z. B. Äthylendiamin, wobei Mischpolymerisate mit aminoalkyl-substituierten Amidacrylformen entstehen, wie sie dargestellt sind durch

— CH₂ — CH —

C = O

NH — CH₂ — CH₂ — NH₂

e) mit einem geeigneten Polyäther, wie er bei Äthylenoxydkondensation entsteht, der Hydroxylgruppen enthält, die zu einer Esteraustausch-Obwohl die Emulsionen, die im obigen Verfahren verwendet werden, unter besonderer Verwendung von Ammoniak als Amin und Alkalimetallhydroxyd als Base beschrieben sind, um die gewünschten Emulsionen herzustellen, können auch andere Amine teilweise oder ganz den Ammoniak ersetzen, wenn ihre Anwendung zu stabilen Emulsionen führt.

Darüber hinaus werden auch tertiäre Amine, wie z. B. Cholin, verwendet, wobei quartäre Aminsalze entstehen.

Wie oben ausgeführt, können gewisse andere Verbindungen, die in der Lage sind, die Acrylestergruppen umzuwandeln, um einen emulsionsfördernden Anteil von hydrophilen Acrylgruppen zu bilden, an Stelle der Metallhydroxydverbindungen treten, um die notwendigen Gruppen herzustellen.

Die Emulsionen der Bindemittel weisen im allgemeinen einen hohen Grad von Stabilität auf und haben eine einheitliche Kombination von gewünschten Eigenschaften. Im folgenden sind einige der Eigenschaften der Emulsionen aufgeführt: Die in vorliegender Erfindung verwendeten Emulsionen =sintf stabil. Sie zeigen nach 48stündigem Stehen und gewöhnlich sogar nach 30 Tage langem Stehen in üblichen Glasbehältern bei Raumtemperatur keine erkennbare Änderung. Diese Stabilität wird im allgemeinen ohne Anwendung von zugesetzten Emulgatoren erreicht. Es können jedoch handelsübliche Emulgatoren zugesetzt werden, ohne daß der Emulsionszustand der Verbindungen gestört wird. Die Emulgatoren haben sich als besonders nützlich erwiesen, wenn man die gemäß dieser Erfindung angewendeten Emulsionen mit Polymeremulsionen mischt, die für ihre Stabilität Emulgatoren benötigen. Die Emulsionen zeigen allgemein ungewöhnliche Stabilität gegen extreme Temperaturen, d. h. sie zeigen Stabilität beim Gefrierpunkt und bei relativ hohen Temperaturen, wie z. B. beim Siedepunkt des Wassers und höher.

Das Mischpolymer der Emulsionen kann ohne weiteres koaguliert werden durch Zusatz eines

Elektrolyten, wie ζ. Β. Calciumchlorid, oder durch Zusatz einer starken Mineralsäure. Diese Koagulate können bei dieser Erfindung als Bindemittel verwendet werden.

Die Polymerteilchen der bevorzugten Emulsionen haben gewöhnlich eine überraschend kleine Teilchengröße und liegen im allgemeinen im niedrigen Mikronbereich. Bei den bevorzugten Emulsionen fallt die Mehrzahl der Teilchen in einen Durchmesserbereich von 0,1 oder sogar unter 1 Mikron. Die Teilchengröße kann bestimmt werden durch Filtrieren durch Filter, die zur Bestimmung der Teil- · chengröße von Emulsionen dienen, durch Lichtstreuungsverfahren oder durch Elektronenmikroskopie.

Verschiedene, mit Wasser mischbare Lösungsmittel können den Emulsionen ohne Zerstörung der Emulsionen zugesetzt werden. Man hat z. B. gefunden, daß niedrige, mit Wasser mischbare Alkohole den Emulsionen zugesetzt werden können, wie z. B. Methanol, Äthanol und Isopropanol. Man hat gefunden, daß die Lösungsmittel, z. B. die niedrigen, obenerwähnten Alkohole in relativ großer Menge zugesetzt werden können und dann eine Eindickung und eine Zunahme der Viskosität der Emulsionen bewirken, die erwünscht sein kann oder nicht, was von der Verwendung abhängt. Lösungsmittelverträglichkeit ist eine sehr erwünschte Eigenschaft, da sie das überziehen von hydrophoben Fasern erlaubt.

Mit Hilfe der zuvor beschriebenen Bindemittel können auch Pigmentfarbstoffe auf das Fasersubstrat aufgebracht werden. Desgleichen kann die so erhaltene Färbesubstanz oder -mischung in Form einer Druckpaste vorliegen.

Geeignete hitzehärtbare Harze, die den Bindemitteln zugesetzt werden können, sind Aminoaldehydharze, wie z. B. Harnstofformaldehyd- oder Melaminaldehydharze, die alkyliert werden können und in organischen Lösungsmitteln löslich sind. Auch andere hitzehärtbare Harze können verwendet werden. Die Mischpolymerisate können auch durch Verwendung anderer Mittel, wie z. B. Aldehyde, quervernetzt werden, wenn geeignete Acrylverbindungen vorhanden sind. Anschauliche, geeignete Aldehyde schließen sowohl aliphatische als auch aromatische Aldehyde, wie z. B. Formaldehyd, Acetaldehyd, Isobutyraidehyd, n-Caproaldehyd, n-Heptaldehyd, Chloral, Glyoxal, Benzaldehyd u. ä., ein. Wenn Amidgruppen und Alkalimetallcarboxylatgruppen im Mischpolymerisat vorhanden sind, kann man Quervernetzung ohne Anwendung eines zugesetzten quervernetzenden Mittels herbeiführen, und zwar lediglich durch Verwendung eines geeigneten sauren Katalysators. Zuweilen kann Quervernetzung die Eigenschaften der schließlich verbundenen Substrate günstig beeinflussen, z. B. was verbesserte Festigkeit u. ä. anbetrifft. Gewisse, mit den Verbindungen verträgliche Katalysatoren können verwendet werden, obwohl es im allgemeinen kein Vorteil ist, einen Katalysator in Verbindung mit den in dieser Erfindung verwendeten Bindemitteln anzuwenden. Man hat jedoch gefunden, daß gewisse Aminkatalysatoren, wie z. B. Ammoniumchlorid, Ammoniumhydroxyd oder handelsübliche Katalysatorzusammensetzungen, im Hinblick auf ihre Verträglichkeit mit dem System verwendet werden können. Andere Katalysatorsysteme werden Fachleuten im Hinblick auf die hierin gegebenen Lehren bekannt sein. Ein wesentlicher Fortschritt des hier vermittelten Verfahrens besteht in der Tatsache, daß keine Katalysatoren oder hitzehärtbare Harze verwendet werden müssen. Das macht eine Anzahl von Verfahrensschritten überflüssig. Diese Eigenschaft bringt natürlich weniger Aufwand an Zeit und Material bei der Herstellung gut verbundener Substrate mit sich.

In der obigen Beschreibung des Bindemittels kann das Polymer, aus dem das Bindemittel besteht, auf das Substrat als wäßrige Emulsion, durch Besprühen einer getrockneten pulverisierten Säure oder einer anderen koagulierten Form des Mischpolymers, wie es in der wäßrigen Emulsion vorliegt, aufgebracht werden. Das Bindemittel kann ebenfalls in einem geeigneten organischen Lösungsmittel aufgelöst oder dispergiert aufgebracht werden.

Man kann einen AATCC-Test (American Association of Textile Chemists and Colorists) zur Messung der Bindeeigenschaften der hier beschriebenen Bindemittel erhalten.

Die folgenden Tests und Kriterien werden zur Messung der gebundenen faserigen Substrate verwendet:

1. Mit Bezug auf den Prozentgehalt des Bindemittels wird folgende Gleichung verwendet:

% Bindemittel =

Gewicht des verbundenen

getrockneten Gewebes

minus dem Gewicht des un-

verbundenen Gewebes · 100

Gewicht des unverbundenen

Gewebes

Dann wird der Prozentgehalt des getrockneten, unverbundenen Gewebes, das die Faser darstellt, einfach nach folgender Gleichung bestimmt :

% Faserverbundenen Gewebes

= 100 - % des Bindemittels.

2. Elmendorf- Reißfestigkeit, Fed. Spec. CCC-T-191b., Methode 5132, maschinelle Richtung.

3. MCRA, Fed. Spec. CCC-T-WIb., Methode 5212, maschinelle Richtung (Knitterwinkelmessung).

4. Farbbeständigkeit bei Trockenreinigung, AATCC Methode 85-1960 (perclene).

5. Farbbeständigkeit beim Waschen, AATCC Methode 36-1957-III (71^oC/Seife/Na₂CO3).

6. Farbbeständigkeit gegen Abrieb, AATCC Methode 8-1957 (Naß- und Trockenreiben).

7. Visueller Farbvergleich.

8. Gewebesteifheit, Fed. Spec. CCC-T-19 Ib., Methode 5206, maschinelle Richtung.

9. Trockenreinigungsschnelligkeit, Launder-Ometer, 1 Stunde, Perclene, 20 Stahlkugeln in Stahl rohren 15x5 cm, Testprobe an beiden Enden an 80 χ 80 weiße Baumwollgewebe befestigt.

10. Waschschnelligkeit, Launäer-Ometer, 3 AATCC Waschtest (³/₄ Stunde, 71⁰C, 100 ml 0,5% Seife/ 0,2% Na₂CQ₃), 15 x 5 cm Testprobe an beiden Enden an 80 χ 80 weiße Baumwollgewebe befestigt. Normalerweise wird ein milderer Test bei der Bestimmung der Glasfibersubstrate angewandt.

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Das folgende Verfahren ist ein bevorzugtes, anschauliches Verfahren zur Durchführung der Bindung bei dieser Erfindung: Ein Polyamid-Acetat-Gewebe von 68 g/qm wird mit einer wäßrigen Polymeremulsion eines oben beschriebenen Äthylen-Acryl-Mischpolymerisats gesättigt. Das Eintauchen des Gewebes in das wäßrige Bad wird im Labormaßstab am günstigsten so ausgeführt, daß man das Gewebe zwischen zwei Schichten einer vinylüberzogenen Fiberglashülle vor dem Eintauchen legt. _J0 Die Emulsion enthält am günstigsten eine Konzentration von 5 bis 10 Gewichtsprozent des Mischpolymerisats. Wenn ein Pigment bei der bindenden Zusammensetzung verwendet wird, hat man gefunden, daß eine 5%ige Konzentration von Feststoffen von vielen handelsüblichen Pigmentkompositionen geeignet ist. Das Gewebe wird aus dem wäßrigen Bad herausgenommen, und der Überschuß an wäßriger Mischpolymeremulsion von dem Gewebe entfernt, indem man es durch Gummirollen mit genügend Federdruck zur Entfernung der überschüssigen wäßrigen Emulsion hindurchpreßt. Das behandelte Gewebe wird in einem drehbaren, elektrisch geheizten Ofen 10 Minuten bei 12O⁰C getrocknet. Das getrocknete, behandelte, faserige Gewebe wird kalandriert. Das kalandrierte Gewebe wird in dem sich drehenden, geheizten Ofen 5 Minuten auf 150° C erhitzt.

Die Herstellung des zu verwendenden Bindemittels ist wie folgt:

A. 150 g eines einheitlichen Äthylen-Methyiacrylat-Mischpolymerisats, das 24,8 Gewichtsprozent Methylacrylatgruppen, wie durch Infrarotanalyse bestimmt, enthält, 6 g Natriumhydroxydplätzchen und 1,8 I konzentriertes Ammoniumhydroxyd (etwa 28 Gewichtsprozent Ammoniak) werden in einen 3,8-1-Magne-Dash-Autoklav hineingegeben. Das Ausgangsmischpolymerisat hat einen Schmelzindex von 1,72 und eine Dichte von 0,9365 g pro ecm bei 25° C.

fahren beschrieben ist, behandelt. Die verwendeten faserigen Substrate sind Polyamid-Acetat-Gewebe (20 x 20 cm) mit einem Gewicht von 68 g/qm. Eine wäßrige Äthylen-Acrylmischpolymerisat-Emulsion wird als Bindemittel verwendet. Die Emulsion wird im allgemeinen nach dem Verfahren unter A aus einem Äthylen-Methylacrylat-Mischpolymerisat mit 15 Gewichtsprozent Methylacrylatgruppen hergestellt. Etwa 50% der Acrylestergruppen sind in Natriumcarboxylatgruppen verwandelt und 50% der Acrylestergruppen sind in Diamidform umgewandelt. Die Emulsion enthält etwa 22% Feststoffe, hat eine Viskosität von etwa 14,6 Centipoise bei 250⁰C und einen pH-Wert von etwa 11.

Folgende Bindemittelmengen sind auf Fasern aufgebracht worden:

Behandeltes Gewebe	% Bindemittel	% Faser
1	7	93
2	10	90
3	25	75
4	34	66

Die behandelten Gewebe weisen ausgezeichnete Bindeeigenschaften, wie sie durch den Reißtest festgestellt werden, auf. Die Weichheit und Schmiegsamkeit des Gewebes sind bei niedrigerem Gehalt an Bindemittel etwas höher.

Beispiel 2

Es werden Polyamid-Acetat-Gewebe wie im Beispiel 1 verwendest. Die Bindemittel und das ange-

Die Mischung wird auf etwa 200° C 16 Stunden lang 40 wendete Verfahren sind die von Beispiel 1. Die folerhitzt, wobei die Reaktionsmischung heftig gerührt genden allgemeinen Beobachtungen werden an den wird. Bei Unterkühlung wird das Reaktionsprodukt entfernt und durch ein wollenes Filzfilter von 1,6 mm Dicke filtriert. Das filtrierte Bindemittel ist eine weiße Emulsion mit einem Polymerfeststoff- 45. gehalt von etwa 9,3 Gewichtsprozent.

Eine Probe des gegossenen Films zeigt bei der Stickstoffanalyse, daß 50,2% der ursprünglichen Estergruppen in Amidgruppen und daß im wesentlichen alle übrigen Gruppen in Natriumcarboxylatgruppen verwandelt sind. Die Infrarotanalyse zeigt eindeutig Abwesenheit von Alkylestergruppen.

Wasser wird der Emulsion entzogen, um eine größere Mischpolymerkonzentration (20% oder höher) zu erhalten. Die Teilchengröße der konzentrierten Emulsion zeigt bei der Elektronenmikroskopie Dhhi id Dh verbunden Substraten gemacht.
Reißfestigkeit:

Verminderter Gehalt an festen Bindestoffen vermindert in allen Fällen die Reißfestigkeit. Bei allen Gehalten mit oder ohne Katalysatoren vermittelt das Bindemittel ausgezeichnete Bindung.

Widerstandsfähigkeit beim Waschen:

im Durchschnitt wiederum Durchmesser mit weniger als 0,1 Mikron, wobei eine große Anzahl der Teilchen wesentlich unter dem 0,1-Mikronbereich liegt.

Wäßrige Emulsionen oder Sole von Bindemitteln, die höhere Gewichtsprozentanteile von Mischpolymerisaten enthalten, können im allgemeinen direkt nach der obigen Methode hergestellt werden.

Beispiel 1

Ein faseriges Substrat wird nach dem folgenden Verfahren, wie es als bevorzugtes anschauliches Ver-Die ausgezeichnete Waschbarkeit der verbundenen Gewebe wird sogar bei niedrigerem Gehalt an Bindemittel und ohne Verwendung eines Katalysators beibehalten.

60 Widerstandsfähigkeit bei Trockenreinigung:

Verbundene Gewebe zeigen ausgezeichnete Durchführbarkeit bei allen Prozentgehalten.

MCRA:

Die Knitterfestigkeit der verbundenen Gewebe ist ausgezeichnet. Spezielle Ergebnisse der Experimente sind in folgender Tabelle aufgeführt:

	11	1 292129	gkeit beim Trocken reinigen	12	Reißfestigkeit***)
			ausgezeichnet		880
		Tabelle 1	ausgezeichnet		1260
	Zusätze	Gewebebehandlung	ausgezeichnet	Knittermittel MCRA-Grad	1070
Bindemittel: Faser (Gewichts prozentteile)	—	Fest beim Waschen	ausgezeichnet	154 ■	960
13 : 87	—■	ausgezeichnet		140
28 : 72	1% Katalysator	ausgezeichnet	156
13 : 87	Finish **)	ausgezeichnet	149
13 : 87	ausgezeichnet

*) Der angewendete Katalysator ist eine 35,5gewichtsprozentige wäßrige Lösung des Katalysators 2-Amino-2-methyl-propanol-

1-hydrochlorid. Die Katalyse erfolgt »in Lösung«.

**) Angewendeter Finish ist eine nichtionische Emulsion von epoxydiertem Sojabohnenöl mit 20 Gewichtsprozent Feststoffgehalt. ***) Elmendorf-Reißfestigkeitswerte.

Beispiel 3

Um die ausgezeichnete Fähigkeit der in dieser Erfindung vermittelten Bindemittel zur Bindung nichtgewebter faseriger Substrate zu zeigen, wird eine medizinische Gaze mit einer wäßrigen Emulsion eines Äthylen-Acryl-Mischpolymerisats mit folgender Beschreibung behandelt: Aus einem Äthylen-Methylacrylat-Mischpolymerisat mit 15 Gewichtsprozent Methylacrylatgruppen, wird eine wäßrige Emulsion eines bindenden Mischpolymerisats hergestellt, die 50% der Acrylgruppen in Natriumacrylatform und 50% der Gruppen in Amidform enthält. Die Baumwollgaze wird mit wäßriger Emulsion gesättigt und die überschüssige Emulsion durch Hindurchpressen der behandelten Gaze durch Gummirollen unter Federdruck entfernt. Die behandelte Gaze wird in einem Ofen 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 110⁰C behandelt. Nichtgewebte Substrate werden ebenfalls unter Anwendung der oben beschriebenen Äthylen-Acryl-Mischpolymerisate verbunden, in denen alle Acrylgruppen in Form von Natriumacrylat vorliegen. Die Gaze wird weiterbehandelt, um ein beständiges, verbundenes faseriges Material in der oben beschriebenen Art zu erhalten.

Baumwollsubstrate werden verbunden, wenn man 45· oben beschriebene Äthylen-Acryl-Mischpolymerisate verwendet, die alle Acrylgruppen in Form der freien Carbonsäuren enthalten, die in trocknener, feinverteilter Pulverform auf das Substrat aufgesprüht werden. Die behandelten Stücke werden dann weiterverarbeitet wie oben beschrieben.

Die obigen verbundenen, faserigen Substrate von Baumwollgaze haben eine regellose Faserverbindung. Die verbundenen Proben werden folgenden Waschbedingungen unterworfen: Die behandelten Proben werden in ein irdenes Gefäß mit warmem Wasser und einem Laurylsulfatwaschmittel und einer Anzahl von Stahlkugeln mit einem Durchmesser von etwa 1,5 cm eingebracht. Das wasserdichte verschlossene Waschgefäß wird auf einem Schüttelgerät bewegt. Die behandelten Substrate bleiben nach 15 Minuten Waschen vollkommen unverändert.

Beispiel 4

Ein SoI oder eine Emulsion wird aus einem Äthylen-Methylacrylat-Mischpolymerisat (mit 20 Gewichtsprozent Methylacrylat) nach dem Verfahren unter A hergestellt, so daß die Hälfte der Estergruppen in Natriumcarboxylatgruppen und die übrigen in Amidgruppen CONH2 umgewandelt werden.

Das Sol wird durch Zugabe von Chlorwasserstoffsäure koaguliert. Das koagulierte Mischpolymerisat wird sorgfältig gewaschen, um zurückgebliebene Chlorwasserstoffsäure zu entfernen, und getrocknet.

700 ml destilliertes Wasser werden in einen Labor-Homogenisator gefüllt und in Bewegung gesetzt. 100 g des durch Säure koagulierten Mischpolymerisats werden mit 38 g 50%igem Cholin in Methanol angefeuchtet und langsam zu dem Wasser hinzugegeben. Der Druckausgleich am Ventil wird auf 280 Atm. eingestellt. Es bildet sich eine Emulsion mit Cholincarboxylatgruppen.

200 g Äthylen-Methylacrylat-Mischpolymerisat (20 Gewichtsprozent von Methylacrylatgruppen), 600 ml Wasser, 600 ml konzentrierter Ammoniak und 200 g 50%iges Cholin in Methanol werden in einem 3,8-1-Autoklav erhitzt. Die Temperatur wird bei 180⁰C 3 Stunden gehalten und dann 3 Stunden bei 230⁰C. Eine stabile Emulsion mit Acrylgruppen in Amidform und in Cholinsalzform bildet sich dabei.

Andere geeignete Äthylen-Acrylmischpolymerisat-Emulsionen könne nach dem unter A angegebenen Verfahren allgemein hergestellt werden, wobei ein Teil der Gruppen in N-Äthanolamidform, in Diäthanolaminoäthylesterform, in N-Methylamidform, in Kaliumcarboxylatform und anderen Acrylverbindungen vorliegt.

Andere Äthylen - Alkylacrylester - Mischpolymerisate können ebenfalls gemäß unter A hergestellt werden. Zum Beispiel können Äthylen-methylmethacrylat, Äthylen-äthylacrylat, Äthylen-butylacrylat und ähnliche Mischpolymerisate als Zwischenprodukte bei der Bildung von Bindemitteln verwendet werden.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Bindung von Fasern untereinander unter Verwendung eines härtbaren, wasserunlöslichen Mischpolymerisats als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß ein selbstemulgierendes Äthylen-Acrylat-Mischpolymerisat mit 0,01 bis 0,5 Mol Acrylgruppen je Mol Äthylen, wobei wenigstens 10 Molprozent der Acrylgruppen hydrophile Acrylatgruppen

sind, in Emulsion auf ein Fasersubstrat aufgebracht, die überschüssige Emulsion entfernt und das so erhaltene Imprägnat zur Härtung des Bindemittels einer Wärmebehandlung unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Acrylatgruppen des Bindemittels Derivate der Acryl- oder Methacrylsäure sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die hydrophilen Acrylatgruppen des Bindemittels Natrium- oder Kalium-

acrylatgruppen sind und 10 bis 99 Molprozent der gesamten Acrylatgruppen ausmachen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Acrylatgruppen des Bindemittels zu 0 bis 90 Molprozent Alkylacrylatgruppen sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Bindemittel verwendete Äthylen-Acrylat-Mischpolymerisat Acrylamidgruppen aufweist, welche einen Anteil von 1 bis 90 Molprozent in allen vorhandenen Acrylgruppen ausmachen.