DE1469257C3 - Verfahren zur Herstellung von Fliesstoffen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen unter Verwendung von Imprägnier- bzw. Bindemitteln, wie beispielsweise Kunstkautschukdispersionen unter Zusatz von Modifikationen sowie gegebenenfalls weiteren Stoffen, wie Füllstoffen, Farbstoffen, Vulkanisationsmitteln od. dgl.

Es sind bereits verschiedene derartige Verfahren bekannt.

Zunächst gehört es zum Stand der Technik, Faservliese mit Natur- oder Kunstkautschuklatizes in Mischung mit Vulkanisationsmitteln zu imprägnieren und die so imprägnierten Faservliese unter Hitzeeinwirkung zu verfestigen bzw. zu vulkanisieren. Bei derartigen Verfahren werden Fasergebilde mit ausgezeichneten Festigkeitseigenschaften erhalten, die jedoch insofern zur Herstellung von beispielsweise Teilen von Bekleidungsstücken nicht geeignet sind, da sie nicht lösungsmittelresistent sind und bei der Reinigung der Kleidungsstücke die Vliesstoffe durch die verwendeten Reinigungsmittel, wie beispielsweise Trichloräthylen, Perchloräthylen, Benzin usw. zum Quellen gebracht werden und das Bindemittel, nämlich der Natur- oder Kunstkautschuk, ganz oder teilweise herausgelöst wird, wodurch die Vliesstoffe ihre Gebrauchstüchtigkeit verlieren.

Dieses Verfahren wurde im Laufe der Zeit dahingehend modifiziert, daß als Bindemittel die zur Knitterfestausrüstung von Geweben bereits bekannten Mischungen der Vorkondensate von beispielsweise Harnstoff, Phenol und Formaldehyd mit künstlichem oder natürlichem Kautschuklatex eingesetzt wurden. Tränkt man ein Faservlies mit einer Mischung aus Latex von Natur- oder Kunstkautschuk mit Vorkondensaten von beispielsweise Harnstoff und Formaldehyd, wobei diese Vorkondensate in einer Menge von etwa 1 bis K) Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis S Gewichtsprozent, bezogen auf die vorhandene Kautschukmenge, in der Imprägnierflüssigkeit vorhanden sind, so erhält man Faservliese, die elastisch im Sinne von knitterfest und außerdem durch dreidimensionale Vernetzung der Vorkondensationsprodukte zu den Endkondensaten lösungsmittelbeständiger geworden sind. Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise in der österreichischen Patentschrift 197 320 beschrieben.

Die Tatsache, daß die fertigen Vliesprodukte weitgehend lösungsmittelresistent sind, ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die einzelnen Kautschukmoleküle von Pheno- bzw. Aminoplastmolekülen umgeben und dadurch von der Einwirkung des Lösungsmittels geschützt sind. Eine chemische Reaktion zwischen Kautschukmolekül und Pheno- bzw. Aminoplastvorkondensat findet nicht oder nur in völlig untergeordnetem Ausmaß statt.

Die zur Ausrüstung von Vliesstoffen bekannten Verfahren benötigten somit als Bindemittel eine Mjschung von einerseits Latizes aus Natur- oder Kunstkautschuk und andererseits Vorkondensate von Pheno- oder Aminoplasten.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß Vliesstoffe erhalten werden können, die in ihren Eigenschaften den bisher hergestellten Vliesstoffen mindestens gleichwertig sind, bezüglich Billigkeit der Herstellung den bisher hergestellten Vliesstoffen jedoch überlegen sind, wenn man als Imprägnier- bzw. Bindemittel einerseits Dispersionen von Kunstkautschuk oder anderen filmbildenden Kunststoffen, die reaktionsfähige Gruppen, wie z. B. —COOH-. —NH.,-, —OH-Gruppen, enthalten, wie beispielsweise Polyacrylsäureester oder carboxylgruppenhältige Homo- oder Copolymerisate, z. B. carboxylgruppenhältige Butadien-Styrol-Copolymerisate, und andererseits als Modifikator hierfür Lösungen der einzelnen Kondensationskomponenten im monomeren Zustand bei einem pH-Wert von weniger als etwa 7 verwendet. Obwohl bei der bisherigen alleinigen Verwendung der monomeren Ausgangsprodukte und deren sauren Kondensaten zur Herstellung von knitterechten Stoffen bisher lediglich Ergebnisse erzielt wurden, die den Ergebnissen unterlegen waren, die bei der Verwendung von Resolvorkondensaten zum gleichen Zweck erzielt werden konnten, hat sich überraschenderweise herausgestellt, wie bereits erwähnt wurde, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Vliesstoffe den bisher bekannten Stoffen in ihren mechanischen Eigenschaften wenigstens gleichwertig, meist jedoch sogar noch überlegen sind, und daß das Herstellungsverfahren durch die Möglichkeit des direkten Einsatzes der Lösungen der monomeren Kondensationsbestandteile wesentlich ökonomischer und billiger gestaltet werden kann. Die Steigerung bzw. die Verbesserung vor allem der chemischen Eigenschaften bei den nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Vliesstoffen ist vermutlich dahingehend zu begründen, daß der als Monomerprodukt eingesetzte Formaldehyd als solcher zunächst mit den hierfür in Frage kommenden Gruppen der Kunstkautschuk- oder Kunststoffmoleküle des Bindemittels reagiert und diese selbst so zu einer Vernetzung vorbereitet, welche dann bei der Kondensation mit der zweiten Kondensationskomponente, wie beispielsweise Phenol, Harnstoff, Cyan-

amid, Dicyandiamid, Melamin usw., erfolgt. Auf diese Weise wird ein Gebilde erhalten, welches ein durch und durch modifiziertes Bindemittel enthält, welches somit auf Grund der chemischen Modifikation gegen Lösungsmittel noch beständiger ist als die bisher erhältlichen Textilmaterialien.

Weiterhin ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die Menge der zuzusetzenden Kupplungskomponenten untereinander sowie in bezug auf das Bindemittel weitgehend zu variieren, wodurch je nach dem gewünschten Zweck bzw. den als Vliesgrundstoff verwendeten Fasern die Eigenschaften des fertigen Produktes weitgehend dem gewünschten Zweck angeglichen werden können. Beispielsweise ist es bei Verwendung von Cellulosefasern und Kunstkautschuklatex als Imprägniermittel zweckmäßig, die Kondensationskomponenten (Phenol oder Amin zu Aldehyd) in einem Verhältnis von etwa 1:1 bis 1: 2, vorzugsweise etwa 1:1,63, einzusetzen sowie die Kondensationsgrundstoffe in einer Menge von etwa 5 bis 50%, vorzugsweise 15 bis 30°/o, bezogen auf die Kautschukmenge, zu verwenden. Werden jedoch als Textilgrundstoff synthetische Fasern, beispielsweise auf Basis von Polyamiden, verwendet und wird als Bindemittel eine carboxylhaltige Kunststoff dispersion auf Basis von beispielsweise PoIyj akrylsäure eingesetzt, so werden die Kondensationskomponenten zweckmäßig im gleichen Verhältnis j wie vorher und in einer Menge von etwa 11 bis j 200 %, vorzugsweise 25 bis 100 °/o, bezogen auf den Kunststoffbinder, eingesetzt. Die jeweils im Einzelfall verwendete Menge hängt von den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes ab, das mit wachsender Menge Kondensationskomponenten immer steifer und härter wird. Auf diese Weise ist es möglieh, nicht nur die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Produktes, sondern auch dessen chemische Resistenz beispielsweise gegenüber Lösungsmittel weitgehend den gewünschten bzw. notwendigen Werten anzugleichen. Somit kann insbesondere die obere Grenze unter Umständen auch noch erhöht werden. Das Auf- oder Einbringen des modifizierten Bindemittels kann gemäß der vorliegenden Erfindung auf beliebige Arten, wie sie an sich zum Stand der Technik gehören, erfolgen. Beispielsweise kann eine Mischung von Bindemittel und Modifikator aufgesprüht, aufgeschäumt oder anderweitig in das zu verfestigende Vlies eingebracht werden. Es ist jedoch auch möglich, die Imprägnierung stufenweise durchzuführen, wobei beispielsweise zunächst mit dem unmodifizierten Bindemittel, der Dispersion oder Emulsion des verwendeten Kunstkautschuks oder Kunstharzes und anschließend entweder mit einem Gemisch der beiden Kondensationskomponenten imprägniert wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, alle drei Bestandteile, nämlich Bindemittel, Aldehyd und weitere Kondensationskomponenten hintereinander in beliebiger Reihenfolge aufzubringen. Die Aushärtung des imprägnierten Fasergebildes erfolgt zweckmäßig nach einer Vortrocknung bei niederer Temperatur durch eine thermische Schockbehandlung, für welche Temperaturen im Bereich von etwa 130 bis 16O⁰C in Frage kommen und gegebenenfalls in Gegenwart eines sauren Katalysators.

Schließlich kann die Imprägnierung oberflächlich oder vorzugsweise durch das gesamte Gebilde hindurch erfolgen. Selbstverständlich können auch Stoffe für andere als textile Zwecke hergestellt werden.

Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern, ohne daß diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.

Beispiel 1

Es wird ein Faservlies aus Zellwolle mit einem Quadratmetergewicht von 60 g mit einer wäßrigen Dispersion imprägniert, die wie folgt hergestellt wird:

Zusammensetzung der Dispersion:
Butadienakrylnitrildispersion mit freien

COOH-Gruppen, 50%ig 200 ml

Schwefeldispersion, 5O°/oig 6 ml

Zinkoxyddispersion, 50°/oig 10 ml

Zinksalz der Phenyläthyltrithiocarbamin-

säure als 10°/o-Dispersion 10 ml

Fettalkoholsulfatlösung, 50%ig 4 ml

Dann werden 15 g Harnstoff, 15 g Formaldehyd und 18 g Monoammonphosphat in 0,11 Wasser gelöst und der obigen Mischung zugefügt.

Das Zellwollfaservlies wird nach der Imprägnierung abgequetscht, bei etwa 50 bis 80° C vorgetrocknet und dann einer thermischen Schockbehandlung zugeführt, wobei das Faservlies kurzzeitig durch Infrarotstrahler auf eine Temperatur von etwa 15O⁰C erhitzt wird; bei dieser Temperatur findet die Vulkanisation bzw. Vernetzung der eingesetzten Bestandteile statt. Es wird ein Faservlies erhalten, das auch bei tagelanger Lagerung in Trichlorethylen gegen das Lösungsmittel resistent bleibt und ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich Sprungelastizität und mechanischer Festigkeit besitzt.

Beispiel 2

Ein Faservlies mit einem Faseranteil von 20% Polyakrylnitril, 40% Polyamid und 40% viskose Fasern mit einem Quadratmetergewicht von 110 g wird mit einer Imprägnierdispersion folgender Zusammensetzung getränkt:

Akrylsäureisobutylester, 5O°/oig 15 1

Harnstoff 3 kg

Formaldehyd, 4O°/oig 7,5 1

Ammonchlorid 500 g

Netzmittel 500 g

Wasser 20 1

Nach Behandlung des getränkten Faservlieses, wie im Beispiel 1 angegeben, wird ein Endprodukt erhalten, das sowohl bezüglich Lösungsmittelresistenz als auch bezüglich mechanischer Eigenschaften ausgezeichnete Werte besitzt.

Beispiel 3

Es wird wie im Beispiel 1 angegeben verfahren, jedoch wird das Faservlies zunächst mit der Butadienakrylnitrildispersion samt Zusätzen imprägniert, abgequetscht und dann in noch feuchtem Zustand mit der Harnstoff-Formaldehyd-monoammonphosphatlösung behandelt. Nach weiterer Aufarbeitung, wie im Beispiel 1 beschrieben, wird ein Faservlies mit analogen Eigenschaften erhalten.

Beispiel 4

Es wird ein Faservlies gemäß Beispiel 1 zunächst mit der Butadienakrylnitrildispersion samt Zusätzen

getränkt und hierauf abgequetscht. Anschließend wird das noch feuchte Faservlies mit einer Harnstofflösung von 5 g Harnstoff pro Liter Wasser, dann mit einer Formaldehydlösung von 5 g Formaldehyd pro Liter Wasser und schließlich mit einer Lösung von 5 g Diammonphosphat pro Liter Wasser besprüht. Nach Vortrocknen und Hitzebehandlung des Vlieses wird ein fertiges Vlies erhalten, das sich in seinen Eigenschaften von den Eigenschaften des gemäß Beispiel 1 hergestellten Vlieses nur wenig unterscheidet.

Beispiel 5

Ein Faservlies gemäß Beispiel 2 wird zunächst mit einer 40%igen Akrylsäureisobutylesterdispersion ge-

tränkt und hierauf abgequetscht. In das noch feuchte Vlies wird eine Lösung von 100 g Formaldehyd. 120 g Dicyandiamid und 5 g Zinkchlorid pro Liter eingebracht. Nach der weiteren Aufarbeitung, wie im Beispiel 1 beschrieben, wird ein Faservlies erhalten, das in seinen Eigenschaften dem gemäß Beispiel 2 erhaltenen Faservliesfweitgehend¹ gleicht. -

Je nach Wahldes Verhältnisses zwischen Kondensationskomponenten einerseits und Polymerisat andererseits läßt sich die Elastizität bzw. Steifheit der fertigen Gebilde je nach Wunsch beeinflussen, ohne daß dabei die Resistenz gegen Lösungsmittel verlorengeht; dies ist insbesondere zur Herstellung von Vliesstoffen für technische Zwecke von größter Bedeutung.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von in ihren Eigenschaften weitgehend modifizierbaren Textilstoffen auf Basis von Vliesstoffen unter Verwendung von Bindemitteln, unter Zusatz von Mcdifikatoren und gegebenenfalls Füllstoffen, Farbstoffen, Vulkanisationsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Emulsionen bzw. Dispersionen von Kunstkautschuk bzw. Kunststoffen mit reaktionsfähigen Gruppen, wie Carboxyl-, Amino- oder Hydroxylgruppen enthaltenden Polymerisaten, und als Modifikatoren Lösungen von Aldehyden einerseits und Phenolen oder Aminen andererseits, gegebenenfalls unter Zusatz eines sauren Katalysators verwendet werden und das einstufig oder mehrstufig imprägnierte Gebilde, gegebenenfalls nach Vortrocknung, vulkanisiert und bzw. oder kondensiert bzw. ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung bei etwa 130 bis 160° C erfolgt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kondensationskatalysator potentielle oder reelle Säuren verwendet werden.