DE1794034A1

DE1794034A1 - Vliesstoff und seine Herstellung

Info

Publication number: DE1794034A1
Application number: DE19681794034
Authority: DE
Inventors: Baker Melvin Charles
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1967-08-30
Filing date: 1968-08-29
Publication date: 1971-10-14
Also published as: NL6810687A; BE720123A; GB1177199A; FR1578624A

Description

Vliesstoff und seine Herstellung

Die Erfindung betrifft sogenannte "Eon-Woven Webs" oder Vliesstoffe der τοη locker aufgebauten Polypropylenfaser-Flaeliengofcildcn mit einer Aneinanderbindung mitteln eines XlebM.idcmittels gebildeter» Art, insbesondere solche, mit einem Mischpolymeren τοη Vinylacetat, Äthylen und H-Methylolacrylanrici als Bindemittel gebundene Vliesstoffe.

Angemessen gebundene Vliesstoffe haben gegonüber Geweben hei einer Vielfalt von Verwendung«zwecken Vorteile. Gebundene Vliesstoffe Bind bisher durch Imprägnieren oder Bedrucken mit einem oder sonstiges Aufbringen eines KlebstoffbiudungßBiaterials auf ein überwiegend von rerhältniemässig langen Fasern, einschlieöslich solcher textiler länge von etwa 1,3 bis 6,4 cm ("»/2 bis 2 1/2 Zoll) oder garÖ3seror Länge, gebildetes Flächenmaterial erhalten worden. Bas Vliesstoff-Plächenmaterial, auf wclchao das Bindemittel aufgebracht wird, kann gewöhnlich wohlfeil und

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mit geringen Investitionskosten durch Κτθβρβίη, auf der Garnettmaschine, durch Ablegen aas der Luft, nach Papiereraengrragumethoden, worauf sich, wenn gewünscht» eine Badelung aaschliesat, oder durch andere bekannte Vorgang· hergestellt werden, bei denen eine wirkaane Automation möglich ist· Der Torgang dor Bindungsfeatlegimg der Fasern verursacht weitaus weniger Kosten als das herkömmliche Spinnen und Wehen.

Unter vielen anderen Anwendungazwecken hat eich dem Einsatz von gebundenen Vliesstoffen für Teppichware, die sowohl ira Freien als auch im Innenrauin verwendbar is*t, ein zunehmendes Interesse zugewanCi;. Die im 7ergleich ait der Gewebeetruktur etwas grSssere Porosität dvc Vliesstoff-Struktur macht Vliesstoff-Teppiche für den Einsatz in Freien, bei de» eine Einwirkung von Feuchtigkeit vorlierrneht, besonders attraktiv. Speziell sind Vliesstoff-Teppiche auf Grundlage voo Polypropylenfaser für im Freien wie auch im Innenraum sä verwendende Teppichware erwünscht, da diese Faser über ihre guten VerBtshleiaselgeosehaftee hinaus ein© erhebliche Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Schitamel "besitst.

Vliesstoff-Teppiche auf Grundlage von Polypropylenfaeer sind, wie oben erwähnt, erwünscht, leiden aber bisher unter eine» ernstlichen Kachteil, der ihren Einsäts stark begreuBt. Me Bindung von Polypropylen an sich selbst oder ander· Stoffe ist bekanntlich auaserorüentlich schwierig, waa bei fie* Binfluaf tob Tlieestoff-Teppichware besonders zum Tragen koasat, da für die Bindung

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im Gegensatz zn !Folien nur verhältnismässig kleine Oberflächen {Faserolaerfläche) verfügbar sind· Mit üblichen verfügbaren Bindemitteln, wie Oarbonsäure-etyrol-Butadien-MiocJjpolymeren, gebundene Polypropylen-Vliesstoffteppiehe unterliegen dementsprechend einer Verschlechterung und einem Verlust an Bindefestig&eit, der ohne Anwendung ungewöhnlich grosser Mengen an Bindemitteln nach verhältniamässig »iuiaalea Einsatz im Pusseln des Teppichs und dem sichtbaren Inerscheinungstreten beim iepplchaufbau eingesetzter, missfarbener Abfallfaeer in Erscheinung tritt. Besonders beim Einsats von. Bindemitteln des Styrol-Butadien-Typs sind die Teppiche gegen die; oxidative Verschlechterung dureh Verwitterung, Einwirkung des Sonnenlichts uaw. empfindlich« Im Urgebnie *?er ein voll erfolgreich verlaufender Einsatz von Polypropylen-Vliesstoff teppich\;ar3 im Freien und im Imienrauia bisher nicht erreichbar.

Die vorliegende Erfindung macht ein Verfahren zur Herstellung auBsergewöfcnlich fest gebundener Polypropjlen-Vliesstoffe und die fest gebundenen Stoffe selbst verfügbar. Grundlegend wird genass der Erfindung sin Vliesstoff Bit einem Gehalt an einer grösceren Tlenge an Polypropylenfasor mit einem vernetzton Mischpolvaeren aus mischpolyiiierieierten Einheiten von Vinylacetat, ÄthyJeu und einer H-Hethylolsäureamidverbinäung gebunden. Bas Mischpolymere enthält 50 bis 97,S Gew.< aischpclymerieiertes Vinylacetat, 2 bis 49,8 Cew.jS mischpolyaerisiertes Äthj/len und 0,2 bis 15 Gew.?:· mischpolymcji'ieiertes !!»-Hethyloleäureaiirid und bat eine

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Tiscosität (Inherent Viscosity) von 0,5 bis 2,0 dl/g. So erhaltene Polypropylen-Vlieestoffe erweisen eich als überraschend fest gebunden und besonders für Teppichzwecke im freien und Innenraum geeignet, wenn eine Stabilität dee Teppiehbindemittels bei verschiedenen Witterimgbedingungen gewünscht wird·

Die Herstellung des Vliesstoffe kauft nach all den vielen verfügbaren Techniken erfolge», Itft allgemeinen wird bei solchen Techniken eine Fasermasse (mit Fasern von gewöhnlich 1,3 bis 7,6 cm Länge) nach Methoden in Art des Krempeins, Behandelns auf der Garnettmaschine, Ablegens au3 der luft usw. abgelegt und dann in einen gewinnen Grade ein Ineinandereingriff der Fasern bewirkt. Wäiirend für die Zwecke der Erfindung der Faserineinandereingriff nach ,jeder Methode erzeugt werden kann, ist das !Tadeln besonders geeignet« Das Eadeln ist, wie in einer Vielfalt von Aufsätzen (z. B. den auf S. 20, 23, 28, 35 und 53 beginnenden Aufsätzen des "Modern Textiles Magazine", Juli 1966, und dem Aufsats auf S. 1037 des "Textile Research Journal", Dezember 1966) beschrieben, verhältnismässig einfach und stellt eine besonders vorteilhafte Methode zur Herstellung von Vliesstoffen in einer Vielfalt von Dicken, Porositäten und Dichten dar·

Die ,jeweils r.ur Herstellung der Stoffe angewandte Methode und die Stoffeigenschaften richten sich in allgemeinen nach dom Endverwendungszweck. 2. B. kann ein Polypropylen-Teppichfliesstoff fvr den Einoatn im Freien und Innenraum bie zur Aufbringung

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des Bindemittels wie folgt hergestellt werden: Man bringt zu Anfang auf eine Seite eine: lage billigen, muaselinartigen PcIypropylen-ßriradgewebes bssw« -Scrimgewebee (von etwa 68 Md 13» g/m²) eine Schicht (τοη etwa 102 bis 170 g/m²) Polypropylen-Rtickflächenfaser auf, behandelt dann in einem oder mehreren Durchgängen auf einem Hadelatuhl,· wobei sieb, die Paaer auf der Oberseite befindet, bringt dann auf die andere Gewebeseit© nacheinander ei«* Iiage (rmt 102 bie 203 g/a²) einer farbrichtigen oder aisefarbigen Polypropylenfaeer (im allgemeinen Abfallfaser) und eine Lage (von 407 biß 644 g/m ) einer hochwertigen Polypropylenfaser auf und nadelt mieder, wobei sich die hochwertige Faser
auf der Oberseite befindet, in einem oder mehreren Durchgängen. Aus Kostengründen werden Teppiche im allgemeinen mit einem Plächengewichti vor der Bindemittelaufbringung, von etwa 678 bis
1017 und vorzugsweise 746 bis 949 g/ra gefertigt. Die voratehends Beschreibung erläutert eine bevorzugte Bildung des Vliesstoffε für Polypropylenteppich, aber die Erfindung ist auch auf in
anderer Weise (z. B. durch Ηβαβί» uaraittelbar nach dem Aufbringen der Abfallfaeerochicht, unter Anwendung anderer Hadelungsfolgen und -«Ahlen usw.) hergestellte Teppichatoffe anwendbar· 3)ie Erfindung i»t echlieaelich auch bei TeppichetoffQn anwendbar, die Anteile an anderen, nicht von Polypropylen gebildeten Pasarn
(z· B. ein Jute-Grundgewebe) enthalten, aber »ur wirklichen Ersielung der überraschenden Bindungamittel-Peetigkelt&eteigerung sollen die Stoffe einen grSeeeren Anteil (mindestene etwa 60
und vorzugsweise nehx als etwa &5 Gew.^) Polyprcpylenfasor enthalten.»

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Die Bindemischpolymerön geraäss der Erfindung werden, da eie bequem in Form wässriger Dispersionen herstellbar sind, in dieser Form auf die Polypropylenstoffe aufgebracht. Jedoch ist ebenso wie. bei der Stoffherstellung die Methode zur Auftragung der Bindesiitteldlsperaionen bezüglich der überlegenen Wirksamkeit bei Polypropylen nicht auf irgendeine Technik beschränkt. Im allgemeinen wird der Endverwendungsaweck des Faserflfichenmateriala die Methode der Bindern!ttelaufbringung bestimmen. Venn ζ. Β. eine steife, pappartige Fertigstoffart gewünscht wird, kann eine Tauchbehandlung des Stoffs in einem eine wässrige Dispersion des Mischpolymeren enthaltenden Bad angezeigt sein· Bei Teppichwsre andererseits wird das Bindemittel im allgemeinen als wässrige Dispersion nur auf die Teppichrüekseite durch Spritsera oder Vfalzenauftrag aufgebracht. In entsprechender Weise hängt die (Trolo ken-)Menge des Bindemittels von dem Endverwendungßsweck das Stoffs ab, wenngleich auch bei dem Bindemittel &ejsäss der Erfindtmg für einen gegebenen Verwendungszweck eine geringere Menge als bei den herkömmlichen Bindemitteln benötigt wir©. Beim Einsatz der Bindenittel gemäss der Erfindung bei Polj/propylen-Teppich sind schon derart geringe Bindemittelmengen (trocken) wie 136 g/m (4 oz/yd ) wirksam, wenngleich man auch vorzugsweise mit mindestens 203 g/a (6 oz/yd²) arbeitet. Aus praktischen Wirtschaftlichkeitserwägungen heraus wird man ein« Bindemittelauf bringung von über etwa 339 g/m (10 os/yd ) Termeiden.

Das Bindemittel gem&es der Erfindung ist leicht durch Hi&chpoly-

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meriaation von Vinylacetat, Äthylen und dem II-Metliylolsäureamd in einer wässrigen Emulsion herstellbar. Während das N-Motliylolacrylamid bevorzugt wirä_f sind auch andere N-Methylolsäureamidß verwandbar. So "kann man mit den F-Methylol-Derivaten der Amide von Itaeon-, Citracon- oder Maleinsäure wie auch den Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-.oder ButylSthem dieser K-Methylol-Derlvate arbeiten. Bas H-Methylol enthaltende Mischpolymere kann andererseits auch hergestellt werden, indem man £u Anfang, als das dritte Monomere, Acrylamid oder eines der obigan a,ß-Ungesätt.-carbonsäure-amide polymerisiert und das Polymere dann mit Formaldehyd "behandelt.

Eine Begrenzung auf ©ine spezielle Methode ειιτ Herstellung der Mischpolymeren besteht nicht» aber in besonders sweckmässigev* Weise arbeitet man in einem diskontinuierlichen Verfahren, bei dem suerat ein Teil (gewöhnlich etwa 10 ^) des Yinvlßcetates bei Äthylondruck in einer Emulsion polymerisiert und danach kontinuierlich in den Beaktionsbehälter das restliche Vinylacetat und M-Hethylolacrylamid eingegeben wird. Die Polymerisation erfolgt in Gegenwart eines Katalysators und mindestens eines Emulgators, wobei man Anteile zu Aafang und mit der kontinuierlichen Gutzuführung zusetzt. Das wässrige Systen wird vorzugsweise wahrend der Polymerisation mit einem entsprechenden Puffer auf einem pH-Wert von 5 bis 7 gehalten. Vorsugsweise arbeitet man bei einer Polymerisations temperatur von 40 Me SO⁰ C und einem Äthylendruck ▼Ott 7 feis 141 at (100 bis 2000 Pounds/Quadratzoll), wobei die

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höheren Drücke Anwendung finden, wenn die Einführung einer vorhältnismässig grossen Menge an Äthylen in das Mischpolymere gewünscht wird.

Eine weitere allgemeine, zur Herstellung der vorliegenden Mischpolymeren geeignete Arbeitsweise ist in der niederländischen φ Patentanmeldung 6 604 289 und der französischen Patentschrift 1 422 857 beschrieben:

Han mischpolymerisiert Vinylacetat und Äthylen in Gegenwart dos N-Möthylolacrylamids in einem wässrigen Medium bei Drücken nicht über 100 Atm. in Gegenwart eines Katalysators und mindestens eines Emulgators, \v'obei das wässrige System mittels eines entsprechenden Puffers auf einem pH-Wert von 2 bis 6 gehalten und wobei der Katalysator in Anteilen zugesetzt wird. Das Verfahren ist diskontinuierlich, wobei zuerst in einer Homogenisierperiode das in Wasser suspendierte Vinylacetat in Gegenwart von Äthylen bei dem der jDosung des Äthylens in dem Vinylacetat bis zu im wesentlichen seiner Löslichkeitsgrenze bei den in der Eeafctionszone vorliegenden Bedingungen entsprechendem Arbeitsdruck gründlich bewegt wird, während man das Vinylacetat allmählich auf die PoIymerißationstemperatur (30 bis 80° C, vorzugsweise 50° C) erhitzt, und nach dar Hoinogenisierperiode in einer Polymerisationsperiode der Katalysator, dor aus einem Hauptkatalysator oder Initiator besteht und einen Aktivator aufweisen kann, in Anteilen sugesetßt und das H-Methylolacrylamid in ähnlicher Weise in Anteilen zuge-

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geben wird, wobei man den Druck in dem System durch Ausübung eines konstanten Ithylendrucks im wesentlichen konstant hält (10 Ms 100 Atm.).

Bei der Durchführung der Polymerisation zur Herstellung der Mischpolymeren gemäss der Erfindung können verschiedene, freie Radikale bildende Katalysatoren Verwendung finden. Z. B„ kann man Katalysatoren des Kombinationstyps unter Verwendung von sowohl Reduktionsmitteln als auch Oxidationsmitteln einsetzen. Die Verwendung dieser Art von Kombinationskatalysator wird im allgemeinen als Redoxpolymeriaation oder -system bezeichnet* Das Reduktionsmittel wird auch oft als Aktivator und das Oxidationsmittel als Initiator bezeichnet. Zu den Reduktionsmitteln oder Aktivatoren gehören Bisulfite, Dithionite, Sulfoxylate oder an~ dere, reduzierende Eigenschaften aufweisende Verbindungen, wie Eisen(II)-salze und tertiäre Amine, z. B. !!,N-Dimethylanilin. Zu den Oxidationsmitteln oder Initiatoren gehören Wasserstoffperoxid, organische Peroxide, wie Benzoylperoxid, tert.-Butylhydroperoxid und dergleichen, Persulfate, wie Ammonium- oder Kaliumpersulfat, Perborate und dergleichen. Spezielle Katalysatoren des Kombinationstyps oder Redox3ysteme für die Zwecke der Erfindung sind Wasserstoffperoxid, Aramoniumpersulfat oder Kaliumpersulfat mit Hatriummetabisulfit, ITatriumbisulfit, Eisen(II)-sulfat, Dimethylanilin, Zinkformaldehydaulfoxylat, Natriumdithionit oder Hatriumformaldehydsulfoxylat. Die Redox-Katalysatorsysteme sind allgemein z. B. in G. F. D'Alelio, "Fundamental Principles of

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Polymerization", John Wiley and Sons, Inc., Hew York, 1962, S. 333 ff. beschrieben. Zur Polymerisation der Monomeren können auch andere vertraute Katalysatoren unter oder ohne Zusatz von Reduktionsmitteln oder anderen aktivierenden Stoffen eingesetzt werden.

w Im allgemeinen wird eine Katalysatormenge von 0,1 bis 2, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 ^S vom Gewicht des in das System eingeführten Yinylacetates eingesetzt. Bei einem Redoxkatalysator liegt der Initiator im allgemeinen in einer das 2- bis 5fache derjenigen des Aktivators betragenden Menge vor.

Bei der Herstellung der Mischpolymeren gemäss der Erfindung können nichtionische oder anionische Emulgatoren wie auch Mischungen derselben Verwendung finden. Zu den nichtiöniaehen Emulgato- £ ren gehören Polyoxyäthylenkondensate \ Polyoxyäthylenkondensate lassen sich durch die allgemeine Formel

R (CH₂-CH₂-O)_nH

darstellen, worin R den Rest von Fettalkohol sdLt 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, Alkylphenol, Fettsäure Kit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, Amid, Amin oder Mercaptan bedeutet und n eine ganze Zahl gleich 1 oder darüber ist. Spezielle Beispiele für PoIyoxyäthylenkondenaate für die Zwecke der Erfindung sina Polyoxyäthylen-aliphat-äther, wie Polyoxyäthylenlauryläther, Polyoxyäthylenoley lather» Polyoxy j^entotogbietyläther und derglei-JA,..; w.rO Ο A3 - 10 - BADORJGiNAl.

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chen, Polyoxyäthylenalkaryläther, wie Polyoxyäthylennonylphenyläther, Polyoxyäthylenoctylphenyläther und dergleichen, Polyoxyäthylenester von höheren Fettsäuren, wie Polyoxyäthylenlaurat, Polyoxyäthylenoleat und dergleichen, wie auch Kondensate von Äthylenoxid, mit Harzsäuren und 5?3llölsäuren, Polyoxyäthylenamid- und -amin-Konüensate, wie N-Polyoxyathylenlauramid und S-lauryl-H-polyoxyäthylenamin und dergleichen, und Polyoxyäthylenthioäther, wie Polyoxyäthylen-n-dodecylthioäther. Andere nichtionische Emulgatoren, wie die Zuckerester langkettiger Monocarbonsäuren mit 8 Ms 20 Kohlenstoffatomen sind ebenfalls geeignet.

Als anionische Emulgatoren für die Zvjecke der Erfindung seien Salze von Sulfobernsteinsäureesteru, Salze von Höheralkyl-sulfonsäuren und Alkylarylsulfonsäuren und Salze von langkett.-alkylmonocarbonsäuren genannt. Der Konssentrationstereich für die Gesamtmenge der Emulgatoren beträgt etwa 0,5 "bis 5 $, bezogen auf die wässrige Phase der Dispersion unabhängig vom Peststoffgehalt.

Bei der Herstellung der Dispersionen können auch Dispersionsstabilisatcren eingesetzt werden, deren Wahl zum Teil von der Teilehengröase des Mischpolymeren abhängt. Haben die Mischpolymeren eine geringe, durchschnittliche Teilchengrösse, 2. B. von unter 0,25 Mikron, wird vorteilhafterweise als Stabilisator eine äthylenungesättigte Säure mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen eingesetzt. Typische Säuren dieser Art sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Vinylsulfonsäure und dergleichen. Diese

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ungesättigten Säuren erteilen den Dispersionen eine erhöhte Stabilität und neigen zur Mischpolymerisation k£t den Honomeren in dem System. Die ungesättigte Säure wirä sweckfflässig in einer Menge von 0,1 bis 3, vorzugsweise 0,2 bis t⁵ #, bezogen auf das Vinylacetat, eingesetzt.

Wenn der latex andererseits eine durchschnittliche ¥eilchengrb'srse von über 0,25 Mikron aufweist, kann man itt der Pölyiiörisationsmischung als Stabilisator ein Schutzkolloid einsetzen, wenngleich auch, wenn gewünscht, auch eine utigieöSti;igte^; Säure verwendbar ist. Die Kolloide können den Disp^rsiÄenitt der Jeweils gewünschten ¥eise in verschiedenen Meng^Mnvei'ie'itÄ werden, aber vorzugsweise hält man die Kolloiäkotsz^nirftticrei ^ewShnlich auf dem niedrigstmöglichen Wert. Die Kolloidiiteftge'hingt auch von dem Jeweils eingesetzten Kolloid ab. Höhermoltflferäre Kolloide tendieren zur Bildung einer viscöseren Dispersionals gleiche Mengen niedermolekularen Kolloids. Über ihr Moleliialergewiifht hinaus "beeinflussen auch andere Eigenschaften dei»--Si>iioi^r<ie''^TMfe-ⁱTie'&OBi^;t&t¹ der Dispersionen und auch die Eigenschaften der aus diesen erhaltenen Filme. Vorteilhafterweise holt iütt ten 6#ftÄl% der^ä Mspersionen an Kolloid, wenn ein solches elag^eetat wtrÄi zwiseilen etwa 0,05 und 2 # vom Gewicht der &eBamtdisp©*siöll. vorteilhafte Kolloide stellen Hydroxyäthylifclltttoi*^ kohol und Hydroxyäthylpolyvinylalkohol flsti HÄm kann-jeäooh auch, mit anderen Kolloiden arbeiten, einschlieeilieÄ Gfa«ein, äthylstärke, Carboxymethylcellulose, ßuami arabiöuft wa.& der*· gleichen.

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Zur Aufreehterhaltaiig des gewünschten pH-Wertes des Systeme wird zweckffiässig ein alkalischer Puffer irgendeiner zweckbequemen Art zugesetzt. Diammoniumphosphat und Hatriurabicarbonat werden bevorzugt. Die Puffermenge beträgt ia allgemeinen etwa 0,1 bis 0,5 # vom Gewicht der Monomeren. Andere Puffer, wie Ammonium- und latriumbicarbonat, Dinatriumphosphat, Hatriumacetat und dergleichen sind ebenfalls verwendbar.

Während der Polymerisation können auch Polymerisationsmodifisiersr vorliegen. Solche Hodifizierer werden i» allgemeinen von einer schwefelhaltigen Verbindung, wie einem aliphatischen Mercaptan oder einem organischen Polyaulfid, gebildet. Primäre, sekundäre oder tertiäre, aliphatisch* Mercaptane mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Laurylmercaptan und tert.-Dodecylaercaptan, werden bevorzugt. Wird ein Modifizierer eingesetzt, arbeitet man normalerweise mit etwa 0,05 bis 0,5 5^ vom Gewicht der vorliegenden, polyaerisierbaren Materialien.

lach den oben beschriebenen Methoden sind Dispersionen mit den verschiedensten Feststoffgehalten herstellbar. Während der Festetoffgehalt der Mischpolymer-Dispersionen für die Zweoke der Erfindung für die Herstellung von dauerhaften Faaerflächenmaterialien für die Teppichherstellung an sich keinen besonderen Begrenzungen unterliegt, fordern verfahreneÖkonomieehe Erwägungen gewöhnlich einen Festetoffgehalt von Über etwa 45 £· In ähnlicher Weicre betragen die Aufbringungsviecoeitaten der Dispersion etwa

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10 bis 1000, vorzugsweise 30 bis 500 (beatiamt mit einer Brookfield-Spindel Kr. 1 oder 2 oder anderen, zweckentsprechenden Spindel bei 60 ü/Min. und 25° C). Pur die Polypropylen-Vliesstoff -Bindemittel eignen eich die Mischpolymeren mit einem Gehalt von 50 bis 97,8, vorzugsweise 68 bis 93,5 &ew»5C an mischpolyaerisiertem Vinylacetat, 2 bis 49,8_t vorzugsweise 5 bis 25 Gew.# an mischpolyoerisiertem Äthylen ύ&ά 0,2 bis 15» vorzugsweise 1,5 bis 7 Gew.56 aa aisohpolyrorisiertea S-Jüföikylolßäuröanid und mit einer inhärenten Viscosität von 0,5 bis 2₉ vorzugs weise 0,7 bis 1,7 dl/g. Da das Hischpoiyfflere bein Trocknen in einem gewissen Grade vernetzt und danach in Wasser oder gewöhnlichen organischen Lösungsmitteln nicht löslich ist, muss die Bestimmung der inhärenten Viscosität wie folgt durchgeführt werden: Man ninsBt eine Probe der Dispersion iait einen ffeststoffgehalt von 0,5 g, stellt die wässrige Komponente der Probe dann bis zua Vorliegen von 1,0 g Wasser ein üaft Ijifct hierauf Aceton auf 100 si Lösung hinzu« Die inhärente Viecösitit wird dann bei 25° C nach bekannten Techniken

Das Bindemittel wird, wie oben erwähnt, ale wässrige Dispersion auf den Vliesstoff aufgetragen, worauf dieser getrocknet wird. Eine gewisse Härtung des Bindemittels ergibt sich schon beim Trocknen bei Raumtemperatur, so dass man keiner Erhitzung oder Anwendung von Härtungskatalysatoren bedarf, aber die Härtung kann durch leichtes Erhitzen in Gegenwart oder Abwesenheit von Katalysator beschleunigt werden« Zur Erzielung fest gebundener Poly-

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propylenstoffe ;]edocli wird ein Katalysator in einer Menge von etwa 0,15 bis 4 $> vom Gewicht des Mischpolymeren eingesetzt und das Mischpo7„ymere durch Erhitzen gehärtet. Geeignete Katalysatoren sind allgemein "bekannt; su ihnen gehören Säurekatalysatoren, wie Mineralsäure (z, B. HOl) oder organischen Säuren (z. B. Oxalsäure)* und Salze, wie Ammoniumchlorid. Zum Trocknen und Härten werden die Stoffe gewöhnlich durch einen Luftofen oder dergleichen geführt. Das Trocknen und Härten erfolgt gewöhnlich in einer Stufe 5 Ms 15 Min. "bei etwa 107 "bis 149° C (225 "bis 300° F), aber man kann, z.B. in Abhängigkeit von dem Feststoffgehalt, in vertrauter Weise auch mit anderen Zeit-Temperatur-Bezlehungen arbeiten. Z. B. kann man den Stoff anfänglich etwa 8 Min. "bei etwa 93° 0.(200° P) trocknen und danach etwa 2 Min. bei etwa 138° C (280° P) härten. Aus wirtechaftlichen Erwägungen sind tiberlange Arbeitszeiten unerwünscht, und die obere Temperaturgrenze richtet sich nach dem Grenzwert, bei dem die Polypropylenfaser in dem Stoff zur Verschlechterung oder zum Schrumpfen neigt.

Ä'ussere Weichmacher sind bei den Mischpolymerbindemitteln gemäss der Erfindung unnötig, was die Herstellung der Polypropylen-Vliesstoffe wesentlich vereinfacht, können jedoch, wenn gewünscht, zur Modifizierung der Stoffeigenschaften Verwendung finden. So kann man verschiedene, aussere Weichmacher zusetzen, wenn ein extrem weicher Stoff gewünscht wird. Durch Zusatz eines hydrophoben, äusseren Weichmachers zu dem Bindemittel kann auch die

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Flexibilität des Stoffs ohne Verlust an erwünschten Eigenschaften erhöht werden* Beispiele für äussere Weichmacher für die Zwecke der Erfindung sind Dibutoxyäthylphthalat _f Dibutylphthalat_s Trikresylphosphat und niedermolekulare Polyester. Der Zusatz dieser äusseren Komponenten kann unmittelbar vor der Aufbringung erfolgen, wenn ihre Stabilität in der !Dispersion gering ist, α aber man kann sie. wenn ihre Stabilität in einer wässrigen Dispersion hoch ist, auch in der wässrigen Bindemitteldispersion vorlegen und mit dieser lagern.

Die folgenden Beispiele, in denen sich Teil- und Prozentangaben_r soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht beziehen, dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beis'öioli

In einen aiii; oinem Bewegungsorgan, zwei Flüssigkeits- und einer ß-aö3i'.führleiii.ra£_T Temperatur- und Druckmess- und -registriergeräten imcl οΐΏ.οη v;assergefüllten Mantel zur Kühlung und Erhitsimg ausgestatteten 76-l~Autoklaven aus rostfreiem Stahl werden in getrennten Plüssigkeits-Zuführleittmgen die Lösung 1 und 10 # Lösung 4 (ZutiC-nmiensetzung siehe Tabelle I) eingepumpt. Man presst in den Autoklaven dann Äthylen auf 28 atti ein, erhitzt den Behälterinhalt unter Rühren auf 60° C, erhöht den Äthylendruck nach Einführung der gesamten Lösung 2 in den Autoklaven auf 49 atü, erMtst den Autoklavinhalt und beginnt beim Erreichen

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einer Temperatur des Autoklavinhalts von 64° C mit der kontinuierlichen Zuführung von Lösung 3 fflit 45 g/Min.₅ wobei glöiciizeitig mit der kontinuierlichen Zuführung von lösung 4 durch eine getrennte Zuführleitung mit 68 g/Min, "begonnen wird. Während der sur Einführung der "beiden Lösungen in den Autoklaven "benötigten Zeit wird die Temperatur des Autoklavinhalts auf 64 + 1° C und der itthylendruek auf 49 atü gehalten. Nach Einführung "beider Lösungen in den Autoklaven wird die Lösung 5 im "Verlaufe von 20 Min. eingepumpt. Each dem Zusatz der Lösung 5 wird der Autoklavinhalt 70 Mn. auf 64 + 2° C und einem Äthylendruck von atü gehalten, worauf raan die Polymerdispersion auf 40° C abkühlt und die Lösung 6 einrührt.

¹S a b e 1 1 e

Lösung 1

«Aerosol» MA.-80^¹^ 381

"Aerosol" 0^rf-75^²^ 203

Wasser 9070

Ammoniumpersulfat 95

Viassor 2404

"Aerosol" OT-75^²^ 68

KatriummetabLsulfit 8

V 1 7 7 5

,* SAD

PC-3489 "*

Ll

60 $ wässrige Lösung von ίΤ-IIethylol-

acrylamici 1905

Wasser 5126

«Aerosol» OT-75^ 337

Diainmoniumphosphat 38

Methylalkohol 1361

Katriumraetabisulf it 40 Lösung 4

Vinylacetat 14 830

Wasser 998

"Triton" X-100^ 418

Aamoniumpersulfa-¹; 28 Lösung 6

Wasser 405

Ua-briurabiearbonat 38

15 $ vfäesrige Loöunn von Asnnoniitia-

thiosulfat 127

(1) anioniscli3S, oberflächenaktives Mittel - g, wässrige Lösung von MatriumdihexylsulfoßuacJ'iat,

(2) anioniöch^s, oborflächcnaktives Mittel - 75 *?* wässrige Lösung vo>i Eatriiiffldicetylsulf oßuccinat

(5) anionisches, oberfl£chenalri;iYeg Mittel -- 0etylphenylpo Itheralico..iol nil; 9 bis 10 Ätliylenoxid-EinlieiteB/Holekül

Die anfallende Diupersion hat einon JODtstoffselyiit ron 47»? f>_t einen pH-Wert von 6,3 _# eine Brookfield-Tiecoaität ron 652 e*

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bei 55° C (Spindel Ir* 2, €0 U/Kin.) und einen Restvinylacetatgehalt von- 1,7 $>· Das dispergierte Polymere enthält 79 »6 £ Vinylacetat, 14» 1 # Äthylen und 6,0 $ H-Methylolacrylaoid und hat eine inhärente ViBcositSt (i#ige wässrige AcetonliSsung bei 25° C) Ton 1,06.

nach der Herstellung verdünnt man 50 g der Dispersion von Beispiel 1 mit 50 g Wasser und 0,5 g einer 1Obigen, wässrigen Oxalsäurelösung und spritzt die Dispersion dann auf eine Aufnahme von Bindemittel (trocken) von 163 g/m² auf die Rückseite eines auf einem Spannrahmen gehaltenen 22,2 χ 50,2 cm Polypropyleniepplchstiicks auf, das ein Plächengewicht (vor der Bindeinittclaufbringung) von etwa 949 g/ar hat und aus einem Aufbau mit den folgenden, aufeinanderfolgenden Schichten hergestellt ist: Polypropylenrückseite von 136 g/m , musselinartigen Polypropylen-Grunägewebe von 102 g/m , Polypropylenunterfaser (missfarben, Abfallfaser) von 170 g/o und hochwertige Polypropylen-Iteuisser (Yirgin) von 509 g/m . Vor der Bindemittelaufbringung werden die Yorder- und Rückseite des Aufbaus einmal genadelt, wob?i die rückseitige Haäelung vor dem Aufbringen der missfarbenen Alifailfaser erfolgt. AnschliesBend an die Aufbringung der wässrigen Bindemitteldi;.)-peraion wird der !Teppich 10 Min. bei 121 bis 124° 0 getrocknet und gehärtet.

Zur Ermittlung der Wirksamkeit des Bindemittels gemäss der Erfindung wird der mit der Dispersion von Beispiel 1 hergestellte 5ep-

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ORIGINAL

pich einer Scheuerprtifung ("Taber Standard Abrasion Test" unter Verwendung von zwei Scheiben H-18 τοη 1000 g/Scheibe, Keubelegung alle 1000 Zyklen, Durchführung bei 23° C und 50 $> relativer Feuchte) unterworfen. Der Gewichtsverlust nach 4000 Zyklen beträgt 3,0 g, wobei die missfarbene Abfall-ünterfaaer nicht sichtbar wird.

In einem Vergleichsversuch wird ein Teppich der gleichen Art wie in Beispiel 1 mit einer CarbonsÖure-Styrol-Butadien-Handelsdispersion auf eine Aufnahme (trooken) von etwa 271 g/m gebunden und wie in Beispiel 1 getrocknet." Wird dieser Teppich der Abriebprüfung nach Beispiel 1 unterworfen, erhält man einen Gewichtsverlust von 3 g, wobei die Abfall-Unterfaser merklich in Erscheinung tritt.

Beispiel 2

Der gleiche Autoklav wie in Beispiel 1, jedoch mit drei Flüssigkeits- und einer Gaszuführleitung, wird durch getrennte Zuführungsleitungen mit der Lösung 1 (Zusammensetzung nach Tabelle II) und 1,54 leg der Lösung 4 beschickt, worauf man in den Autoklav Äthylen auf 20 atü einpresst und den Behälterinhalt unter Rühren auf 60° C erhitzt. Fach Einführen von 0,44 Teilen der Lösung 2 im Verlaufe von 20 Min. mittels der dritten Zuführleitung in den Autoklav wird der Äthylendruck auf 49 atti erhöht, der Autoklavinhalt dann auf 64° C erhitet und mit der kontinuierlichen Zuführung der Lösungen 2, 3 und 4 mit 0,0050, 0,045 bzw.

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. : o,.v. BAD

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Ik

0,073 kg/Hin, "begonnen, wobei während des zur Einführung dieser drei Lösungen in den Autoklaven benötigten Zeitraum von 190 Min. die !Temperatur des Autoklavinhalts auf 60 bis 65° C und der Äthyl endruck auf 4.9 atü gehalten wird. Nach Einpumpen aller drei Lösungen in den Autoklaven wird die Lösung 5 mit 0,073 kg/Min, eingepumpt, worauf man den Autoklavinhalt weitere 70 Min. bei 61 Ms 6S° C und 49 atü Äthylendruck hält und dann die Polymerdispersion abkühlt»

T a b. e l 1 e II

Lösung 1	v,t Ii-Me fchylol-	kg
"Aerosol" OT		0,204
"Aerosol" MA.-.80	0,381
Wasser	9*865
Amr>:oniUTapersulfat	0,095
Lösung 2
Wasser	1,157
Hafcriumdi thiDn.it	0.048
Wasser	6,44
"Aerosol" OT	0,250
Maranumi air· pho α uha t	0,038
60 fo wässrige Lo au ng ν acrjLawld	0,95
Mefchanol	0/)l

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BADORfGlNAL

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kg

Vinylacetat 15,42

Was3er 1,00

»iriton" X-100 0,417

Ammoniumpersulfat 0,027

Diese Dispersion hat einen Feststoffgehalt von 47,0 #, einen pH-V/ert ron 5,4 und eine Brookfield-Viscosität von 52 cP bei 25° G (Spindel Nr. 2_S 60 ü/Min.). Das dispergierte Polymere enthält 79 io Vinylacetat» 18 # Äthylen und 3 # N-Methylolacrylamid und hat eine inhärente Viscosität von 1,5

50 g der Dispersion nach Beispiel 2 werden mit 0,5 g 10$iger, wässriger Oxalsäurelösung versetzt und dann wie in Beispiel 1 auf Polypropylenteppich auf eine Aufnahme (trocken) von 207 g/a durch Spritzen aufgebracht. Hach 4000 Zyklen bei der Ahriebprüfimg nach Beispiel 1 beträgt der Gewichtsverlust nur 1,84 g, und das Aussehen des Teppichs ist gut, ohne dass die missfarbene Abfallunterfaser zu erkennen ist.

Be is ρ ie I 5

Man versetst 85 g der Dispersion von Beispiel 1 mit 15 g Wasser und I g 10s&L£-3r, v/äeorigcr Oxalsäurelösung, Die Dispersion wird mib einer Eandrollc wie in Beispiel 1 auf Polypropylenteppich

BAO

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auf cine Aufnahm© (trocken) von 224 g/n² aufgebracht· flach tier AteiebprUfeng bei 4000 Zyklen ist keine Abfallunterfaser siehtbar.

Claims

Patentansp r. fl e % β

1. Vliesstoff alt einem Gehalt an einer gröeseren Beuge en Polypropylenfaser, dadurch gekennzeichnet, dass er alt eines Bindemittel in Fora eines Mischpolymeren sit eisern Gehalt von

a) 50 bis 97«8 Gew,£ an mischpolyneriaiertem Äthylen,

b) 2 bis 49t8 Gew.# an miBchpolyraerisiertea Vinylacetat und

c) 0,2 bis 15 Gew.jfc an miechpolymerisiertem 5-Sethylolsäareamid und mit einer inhärenten Viscosität von 0,5 bia 2 dl/g gebunden ist.

2« Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, does das Säureamid Acryleaiicl ist.

3. Stoff nach Anspruch 1 und bzw. oder 2, gefcennaeichnet durch einen. Gehalt an Polypropylen^aeer voa aäaaeLeetene 85 ^»

4. Stoff nach einem oder mehreren der Ansjprfie&e 1 %is 3» gekennzeichnet durch einen Gehalt des Mischpolymeren, mm. S8 bis 93,5 Gew.^ an (a), 5 bis 25 Gew.^S an (b) und 1,5 Ms 7 Gew.^ an (c).

5. Stoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 Ms 4» dadurch gekennzeichnet, dass er die Form eines feppicha hat.

6. Verfahren but Herstellung eines Vliesstoffs mit einem Gehalt

iao- (im

^ΒΑΣ>

an einer grösseren Menge an Polypropylenfaaer tmttr Aufbringen einer ein Bindemittel in einer flüchtigen Flüssigkeit enthaltenden Masse und danach Entfernung der FLUssigkeit und - Härten des Bindemittels durch Erhitzen, dadurch gekennzeichnet, dasd aan ale Bindemittel ein Hiechpolyeeres «it einem Gehalt von

a) 50 Ms 97»8 Ge\r.# an mischpolymerisiertem Äthylen,

b) 2 bis 49,9 Gew.£ an miechpolymeriBierte» Vinylacetat und

c) 0,2 "bis 15 Gew.# an oiachpolymeriaiertem I-Hethyloleäureamid und mit einer inhärenten Tiacoaität von 0,5 Ma 2 dl/g aufbringt·

7. Verfahren nach Anspruch 6_r dadurch geketmeeiclmet, dass stan ein Mischpolymeres mit Acrylamid als Säureanid verwendet.

8, Verfahren nach Anspruch 6 und bzw, oder 7, dadurch gekenneeich.net, dass man einen Vliesstoff mit einem Gehalt an Polypropylenfaser von mindestens 85 & einsetzt.

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BAD ORI&Wft.