DE1619056C3

DE1619056C3 - Bindemittel und Verfahren zur Verfestigung von Faservliesen

Info

Publication number: DE1619056C3
Application number: DE19671619056
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Fischer; Erwin Dr. Schmitz
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-10-19
Filing date: 1967-10-19
Publication date: 1974-01-31
Also published as: NL6814666A; SE333914B; DE1619056A1; GB1250200A; CH1556968A4; AT291925B; BE722639A; FR1589762A; CH511313A

Description

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Zur Verfestigung von Faservliesen aus natürlichen sionen aufträgt und danach die Vliese zur Trocknung

oder synthetischen Fasern werden vielfach syntheti- und Härtung des Bindemittels auf Temperaturen von

sehe Polymere in Form wäßriger Dispersionen ange- 60 bis 250⁰C erhitzt.

wandt. So ist es bekannt, Dispersionen von Poly- Der wäßrigen Dispersion können gegebenenfalls

vinylverbindungen, die auf Fasermaterialien nicht ver- 5 Säure bzw. säureabspaltende Härtungskatalysatoren

netzen und mit den Fasern keine chemischen Reaktio- zugegeben werden.

nen eingehen, für die Verfestigun von Faservliesen Sofern harzbildende Aminoplastkondensate zum

einzusetzen. Polymerisate, die reaktionsfähige Gruppen Einsatz kommen, werden diese meist in Mengen bis zu

■besitzen, können dagegen mit sich selbst oder mit einer etwa 5%> bezogen auf das Gewicht der Copolymerisa-

zweiten Komponente auf Fasermaterialien vernetzen 10 te, angewandt. Der wäßrigen Dispersion des Binde-

und ergeben Verklebungen, die beständiger gegenüber mittels wird dann zweckmäßig außerdem eine geringe

Wasser und Lösungsmitteln sind. Menge eines sauren Katalysators zugesetzt. Als saure

Als derartige vernetzende Bindemittel für Faser- Katalysatoren können organische oder anorganische vliese hat man z. B. Copolymerisate aus Acrylsäure- Säuren wie zum Beispiel Maleinsäure, Oxalsäure oder estern, Vinylacetat, Vinylalkoholeinheiten und Meth- xs Phosphorsäure oder in der Hitze säureabspaltende acrylsäureamid verwendet, die sich zusammen mit Verbindungen, wie zum Beispiel Magnesiumchlorid-Aminoplastkondensaten oder Polyepoxidharzen auf Chloralhydrat, verwendet werden.
Faservliesen härten lassen. Man hat auch schon N-Me- Als gegebenenfalls mitzuverwendende harzbildende thylol-amidgruppen enthaltende "Copolymerisate so- Aminoplastkondensate können teilweise oder vollverwie Copolymerisate, die einen Glycidester der Acryl- 20 ätherte Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate oder oder Methacrylsäure enthalten, als Bindemittel für niedermolekulare Umsetzungsprodukte von Formal-Faservliese eingesetzt und dabei mehr oder weniger dehyd mit Harnstoff, Melamin, Thioharnstoff, Äthygute wasser-und lösungsmittelbeständige Verklebungen lenharnstoff oder anderen Homologen oder Derivaten erhalten. Derartige Bindemittel sind z. B. beschrieben des Harnstoffes verwendet werden. An Stelle der Amiin der belgischen Patentschrift 691151, der franzö- 25 noplastharze können auch Epoxidharze, Polyestersischen Patentschrift 1388 473 und der britischen harze, Reaktantharze oder Aziridinylverbindungen Patentschrift 997 921. eingesetzt werden.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß viele dieser bekann- Die erfindungsgemäß als Bindemittel verwendeten ten Bindemittel verschiedene Nachteile aufweisen. So Copolymerisate werden nach den an sich bekannten wird z. B. die leichte Anschmutzbarkeit von mit sol- 30 Verfahren der Emulsionspolymerisation in Gegenwart chen Bindemitteln verklebten Faservliesen bei der anionaktiver und/oder nichtionogener Emulgatoren Wäsche und chemischen Reinigung als sehr unange- sowie Aktivatoren aus den genannten Monomeren nehm empfunden. Bei einigen Bindemitteln ist auch hergestellt. Als Ester der Acrylsäure kommt vornachteilig, daß sie leicht klebrig werden. Andere Binde- zugsweise Butylacrylat zur Anwendung,
mittel wiederum, die zwar die vorstehend genannten 35 Es ist möglich, zu den Dispersionen der erfindungs-_> Nachteile vermeiden, weisen eine ungenügende Haf- gemäßen Bindemittel andere Homo- oder Copolyme-' tung auf den Fasern auf. Die bisher bekannten Ver- risate zuzugeben. Weiterhin können auch andere Hilfsfestigungsmittel für Vliese und Filze erfüllen daher mittel wie Weichmacher, Emulgatoren, Netzmittel, hinsichtlich ihrer Wasch- und Chemisch-Reinigungs- Schäummittel, Stabilisatoren, organische Füllmittel, beständigkeit, ihrer Anschmutzbarkeit oder wegen 4° Verdickungsmittel, optische Aufheller und Farbstoffe ihres zu geringen Haftvermögens nicht in jeder Hin- den Dispersionen zugesetzt werden,
sieht die gesteigerten Anforderungen der Praxis. Die wäßrigen Dispersionen der erfindungsgemäßen

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Bindemittel werden nach an sich bekannten Verfahren

Bindemittel zur Verfestigung textiler Flächengebilde zum Beispiel durch Aufsprühen, Aufstreichen, Pflat-

wie Faservliesen und Filzen zu entwickeln, bei denen 45 sehen oder Tauchen auf die zu verfestigenden Faser-

die beschriebenen Nachteile möglichst weitgehend ver- materialien aufgebracht.' Nach dem. Auftragen · der

mieden werden. Bindemitteldispersion werden die Vliese oder Filze bei

Gegenstand der Erfindung sind wäßrige Bindemittel- Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur ge-

dispersionen zur Verfestigung von Faservliesen mit trocknet und zur Aushärtung der Bindemittel auf

einem Feststoff gehalt von 10 bis 60 Gewichtsprozent, 50 Temperaturen von etwa 60 bis 250⁰C, vorzugsweise

enthaltend Copolymerisate aus 45 bis 55 Gewichts- ' 100 bis 140°C, erhitzt. Die Erhitzungsdauer richtet

prozent eines Acrylsäureester von einwertigen sich nach der angewandten Temperatur; sie kann we-

aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomen, nige Sekunden bis zu etwa 1 Stunde betragen. Selbst-

24 bis 30 Gewichtsprozent Acrylsäurenitril, 12,5 verständlich kann das Härten der Bindemittel auch in

bis 30,5 Gewichtsprozent Styrol und 0,5 bis 2,5 Ge- 55 einem Arbeitsgang vorgenommen werden,

wichtsprozent Acrylsäureamid, die in üblicher Weise Mit den erfindungsgemäßen Bindemitteln werden

durch Emulsionspolymerisation in Gegenwart anio- gegen Wasser, Waschflotten und den Lösungsmitteln

nenaktiver und/oder nichtionogener Emulgatoren so- der Chemisch-Reinigung beständige Verklebungen von

wie Aktivatoren hergestellt worden sind, sowie andere Vliesen oder Filzen aus natürlichen oder synthetischen

übliche Hilfsmittel und gegebenenfalls bis zu 5 Ge- 60 Fasern erhalten. Die Verklebungen haben weiterhin

wichtsprozent, bezogen auf die Copolymerisate, übli- den Vorteil, daß sie außerordentlich abriebfest sowie

ehe Aminoplastkondensate. licht- und alterungsbeständig sind. Auch ist ihre Nei-

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur gung zum Anschmutzen während der Trocknungspro-Herstellung von gebundenen Faservliesen durch Be- zesse und bei den Wasch- und Reinigungsoperationen handlung der Vliese mit wäßrigen Bindemitteldisper- 65 sehr gering. Die gehärteten Bindemittel besitzen eine sionen und anschließendes Trocknen. Das Verfahren hohe Quellfestigkeit in Wasser und den Lösungsmitwird dadurch gekennzeichnet, daß man auf Faservliese teln der chemischen Reinigung. Diese Eigenschaft verdie vorstehend genannten wäßrigen Bindemitteldisper- bunden mit der geringen Thermoplastizität der Binde-

mittel hat zur Folge, daß die mit diesen Bindern verfestigten Fasermaterialien beim Erwärmen oder bei der Einwirkung von Wasch- und Reinigungsflotten nicht aneinanderkleben. Gegenüber den aus der französischen Patentschrift 1 388 473, der belgischen Patentschrift 691151 und der britischen Patentschrift 997 921 bekannten Vliesverfestigungen wiesen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Vliesverbindungen eine überlegene Beständigkeit bei der Chemisch-Reinigung auf und zeigen auch eine vorteilhafte Waschbeständigkeit.

Die erfindungsgemäß verwendeten Bindemittel zeichnen sich außerdem durch ein hohes Haftvermögen auf natürlichen und synthetischen sowie auch mineralischen Fasern aus. Mit Hilfe der Bindemittel gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich daher mit gutem Erfolg Vliese, Filze u. dgl. verfestigen, die zum Beispiel aus Cellulosefasern wie Baumwolle, Zellwolle oder Jute, Hanf, Palmfasern Sisal oder aus Wolle oder Seide oder aus synthetischen Fasern wie Polyamid, Polyvinylchlorid, Polyestern oder Polyacrylnitril oder Mischungen dieser Fasern oder aus mineralischen Fasern wie Glasfasern, Schlackenwolle oder Asbestfasern bestehen.

Es wurde festgestellt, daß die Einhaltung der in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Zusammensetzung der Copolymerisate zur Erzielung der vorteilhaften überlegenen Effekte beim Einsatz als Bindemittel zur Verfestigung von Faservliesen unbedingt erforderlich ist. Bereits eine Abweichung von der vorgeschlagenen Zusammensetzung der Copolymerisate in nur einer Komponente wirkt sich ungünstig auf die Eigenschaften der hiermit verklebten Vliese oder Filze aus, wie die nachfolgend in dem Beispiel 1 beschriebene vergleichende Prüfung der Wasch- und Reinigungsbeständigkeit von Vliesen zeigt, die mit Copolymerisaten verschiedener Zusammensetzung verfestigt wurden.

In den Ausführungsbeispielen handelt es sich bei den Mengen und Prozentangaben um Gewichtsteile und Gewichtsprozente.

Beispiel 1

Ein unverfestigtes Polyesterfaservlies von 200 g/m² wird beidseitig mit einer Flotte besprüht, die aus 49 Teilen Wasser, 1 Teil Hexamethoxymethylmelamin, 50 Teilen einer mit Maleinsäure auf pH 3 gestellten 42°/₀igen Copolymerisat-Dispersion (A) deren Polymeranteil 52°/o Butylacrylat, 25% Acrylsäurenitril, 21 °/„ Styrol und· 2 °/o Acrylsäureamid besteht. Das Vlies wird anschließend zum Trocknen und Härten während 3 Minuten auf 120 bis 130° C erhitzt. Die Bindemittelauflage beträgt 10 g/m² je Vliesseite.

Die erzielte Oberflächenabbindung ist rein weiß, elastisch und zeigt eine gute Wasgh- und Chemisch-Reinigungsbeständigkeit.

Ebenfalls gute Ergebnisse werden erhalten, wenn nach der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise an Stelle der Copolymerisat-Dispersion (A) ebenfalls 42°/₀ige, mit Maleinsäure auf pH 3 eingestellte, wäßrige Copolymerisat-Dispersionen verwendet werden, deren Polymeranteil aus

(B) 48 °/₀ Butylacrylat,

25 °/₀ Acrylsäurenitril,
25 % Styrol und
2% Acrylsäureamid und andererseits aus

(C) 48% Butylacrylat,
30% Acrylsäurenitril,
20% Styrol und
2 % Acrylsäureamid besteht.
5

Zum Vergleich werden Polyestervliese bei sonst gleicher Arbeitsweise mit den folgenden ebenfalls 42%igen, mit Maleinsäure auf pH 3 eingestellten Copolymerisat-Dispersionen, die in ihrer Zusammensetzung außerhalb des in der vorliegenden Erfindung beanspruchten Bereiches liegen, verfestigt. Es kommen hier Copolymerisate zur Anwendung mit folgenden Monomeranteilen:

(D) 52% Butylacrylat,

35% Acrylsäurenitril,
11 % Styrol und
2 % Acrylsäureamid,

(E) 52%-Butylcrylat,

11 %"Acrylsäurenitril,

35% Styrol und
2 % Acrylsäureamid,

(F) 63% Butylacrylat,

15 % Acrylsäurenitril,

20% Styrol und
2 % Acrylsäureamid,

(G) 48 ⁰Z₀ Butylacrylat,
35% Acrylnitril,

15% Styrol und

2% Acrylamid.

Mit den Dispersionen (D), (E) und (G) werden harte spröde Abbindungen erhalten. Die mit der Dispersion

(F) verfestigten Vliese neigen stark zur Anschmutzung und Vergrauung; diese zeigt sich besonders bei der chemischen Reinigung, wenn die verfestigten Vliese miffarbigen Textilien zusammen gereinigt werden.

Zur Prüfung der Wasch- und Reinigungsbeständigkeit werden die mit den vorstehend genannten Bindern verfestigten Vliesstücke in ein dünnes Gewebe eingenäht und einerseits mehreren Maschinenwäschen und andererseits mehreren chemischen Reinigungen mit Perchloräthylen und Reinigungsverstärker unterworfen. Der nach den Wäschen bzw. Chemisch-Reinigungen auftretende Binderverlust wird durch Wägung ermittelt. Aus mehreren solcher Paralleluntersuchungen werden die Durchschnittswerte bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt:

Zusammensetzung des	Binderverlust	Binderverlust
Polymeren	nach Maschinen	nach chemischen
Butylacrylat/Acryl-	wäschen	Reinigungen
säurenitril/Styrol/
55 Acrylsäureamid	• 3%	2%
(A) 52/25/21/2 ...	4%	3%
(B) 48/25/25/2 ...	4%	4%
6o (C) 48/30/20/2 ...	über 5%	über 5%
(D) 52/35/11/2 ...	über 5%	über 5%
(E) 52/11/35/2 ...	über 5%	über 5%
(F) 63/15/20/2 ...	über 5%	über 5%
(G) 48/35/15/2 ...

Die Prüfungsergebnisse lassen die überlegene Wasch- und Chemisch-Reinigungsbeständigkeit der mit den Bindern (A), (B) und (C) erhaltenen Verklebungen er-

kennen. Die Abbindungen mit den Copolymerisaten (D) und (G) zeigen deutlich Auflockerungserscheinungen. Die Abbindungen mit den Polymerisaten (E) und (F) sind nach den Wäschen und Chemisch-Reinigungen teilweise zerstört.

Beispiel 2

Ein unverfestigtes Zellwoll-Vlies von 50 g/m² wird in einer Flotte, bestehend aus 30 Teilen der im Beispiel 1 erwähnten Dispersion (A), 1,2 Teilen eines 50%igen mit Methanol vollverätherten Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates und 68,8 Teilen Wasser, getaucht, abgequetscht und 4 Minuten auf 125° C erhitzt. Die Trockenauflage beträgt 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des unverfestigten Vlieses.

Man erhält ein fest abgebundenes, abriebfestes, ela-. stisches, wasch- und reinigungsbeständiges Vlies, das sich kalandern, prägen und gut vernähen läßt.

Zur Bestimmung des Binderverlustes werden ver- so festigte Vliesproben mehreren Maschinenkochwäschen und mehreren chemischen Reinigungen mit Perchloräthylen und Reinigungsverstärker unterworfen. Dabei behalten die Vliesstücke ihre ursprüngliche Festigkeit. Der Binderverlust beträgt weniger als 4 %.

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßrige Bindemitteldispersionen zur Verfestigung von Faservliesen mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 60 Gewichtsprozent, enthaltend Copolymerisate aus 45 bis 55 Gewichtsprozent eines Acrylsäureester von einwertigen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomen, 24 bis 30 Gewichtsprozent Acrylsäurenitril, 12,5 bis 30,5 Gewichtsprozent Styrol und 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Acrylsäureamid, die in üblicher Weise durch Emulsionspolymerisation in Gegenwart anionenaktiver und/oder nichtionogener Emulgatoren sowie Aktivatoren hergestellt worden sind, sowie

■ andere übliche Hilfsmittel und gegebenenfalls bis zu 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Copolymerisate, übliche Aminoplastkondensate.

2. Verfahren zur Herstellung von gebundenen Faservliesen durch Behandlung der Vliese mit wäßrigen Bindemitteldispersionen und anschließendes Trocknen, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrigen Bindemitteldispersionen gemäß Anspruch 1 aufträgt und danach die Vliese zur Trocknung und Härtung des Bindemittels auf Temperaturen von 60 bis 250⁰C erhitzt.