DE1803986B2

DE1803986B2 - Herstellung und verwendung waessriger bindemittelsuspensionen

Info

Publication number: DE1803986B2
Application number: DE19681803986
Authority: DE
Inventors: Willem Jan van der Osterbeek Geer (Niederlande)
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1967-10-20
Filing date: 1968-10-19
Publication date: 1976-11-04
Also published as: DE1803986A1; BE722122A; SE378021B; NO132966C; FR1591133A; NL6714246A; NO132966B; SE343350B; US3668195A; GB1198898A; NL149203B

Description

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Die Erfindung betrifft die Herstellung von wäßrigen Suspensionen von Teilchen, die flächige Produkte bilden, durch Behandlung eines Polymerlatex mit einem Koaguliermittel unter kräftigem Rühren, insbesondere die Verwendung dieser Suspensionen für die Herstellung von flächigen Produkten.

Unter »Teilchen, die flächige Produkte bilden«, sind nichtstarre Teilchen zu verstehen, die wenigstens eine Dimension haben, die nicht größer als etwa 10 μ und kleiner als die übrigen Dimensionen ist.

Es ist bekannt, Teilchen dieses Typs durch Behändlung eines Latex mit einem Koaguliermittel unter turbulenten Mischbedingungen herzustellen. Dieses Verfahren ist unter anderem in der USA.-Patentschrift 36 22 447 beschrieben, die insbesondere die Verwendung eines gewissen Schutzmittels beim Koagulierungs-Vorgang zur Verhinderung des Verschmelzens des PoIymerkoagulats betrifft.

Flächige Produkte bildende Teilchen sind sehr gut als Bindemittel bei der Herstellung von papierartigen oder textilartigen (nichtgewebten) flächigen Faserfilzen geeignet, wie in der holländischen Patentanmeldung 64 02 859 beschrieben.

Es wurde festgestellt, daß die nach diesem Verfahren hergestellten, die flächigen Produkte bildenden Teilchen eine starke Streuung in der Größe zeigen, und daß ihre Form hauptsächlich von körnig bis faserförmig variiert. Als Folge dieser starken Streuung werden die Teilchen bei dem Verfahren zur Herstellung der flächigen Werkstoffe verhältnismäßig schlecht auf dem Sieb zurückgehalten, weil die kleinen Teilchen durch das Sieb gleiten, und die erhaltenen flächigen Produkte zeigen Ungleichmäßigkeiten. Da ferner die Teilchen häufig eine körnige Gestalt haben, ist die verfügbare Verklebungsfläche pro Volumeneinheit der Teilchen verhältnismäßig klein. Dies macht sich unter anderem in einer im allgemeinen ungenügenden Naß- und Trockenfestigkeit der erhaltenen flächigen Produkte bemerkbar.

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren bei dem flächige Produkte bildende Teilchen, die nicht die vorstehend genannten Nachteile aufweisen, erhalten werden können Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die turbulente Regulierung unter Verwendung eines Latex durchgeführt wird, der vorher geschäumt worden ist.

Grundsätzlich eignet sich jeder Latex eines synthetischen oder natürlichen Polymeren für das Verfahren gemäß der Erfindung. Insbesondere seien Styrol-Butadien-Copolymere und aus Acrylaten, Acryln.tr.l, Vinylchlorid usw. hergestellte Polymere erwähnt. D.ese Polymeren und andere geeignete Typen sind auch in der holländischen Patentanmeldung 64 02 859 und der USA.-Patentschrift 36 22 447 genannt. Die dort genannten Koaguliermittel, insbesondere Elektrolytlösungen, können auch für das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden.

Der Latex wird zuerst nach einer üblichen mechanischen und/oder chemischen Methode geschäumt und dann mit dem Koaguliermittel zusammengebracht. Fs zeigte sich überraschenderweise, daß hierbei hauptsächlich flockige und blättchenartige Teilchen gebildet werden die eine wesentlich geringere Größenstreuung zeigen, 'als dies beim bekannten Verfahren möglich war. Dieses unerwartete Ergebnis läßt jedenfalls die Annahme zu daß durch Verwendung eines Latexschaums des beschriebenen Typs das Polymere so vorgeformt wird, daß es zu Teilchen der gewünschten Form und Größe koagulieren kann. .

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung ist eine einwandfreie Regelung und Einstellung der Form der Teilchen und der Teilchengrößenverteilung möglich. Die verschiedenen Faktoren, die hier eine Rolle spielen, können vom Fachmann so beherrscht und beeinflußt werden, daß optimale Ergebnisse für jede gegebene Anwendung erzielt werden.

Variable Faktoren, die eine Rolle beim Schäumen spielen sind beispielsweise der Feststoffgehalt des Latex der Schäumfaktor (Volumenzunahme als Folge der in'den Latex eingeschlagenen Luft) und der Zusatz von Verdickungsmitteln, wie Carboxymethylcellulose, Stabilisatoren und anderen Hilfsstoffen, z. B. Harzen Beispiele von Variablen bei der Koagulierung sind die Rührgeschwindigkeit, die Konzentration und Art des Koaguliermittels, das Mischungsverhältnis von Latexschaum und Koaguliermittel und die Temperatur Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders zur Herstellung und Verarbeitung der Koaeulatteilchen in einem kontinuierlichen Verfahren. Es ist beispielsweise möglich, den Latexschaum und das Koaguliermittel, z. B. eine Lösung eines Elektrolyten, wie Aluminiumsulfat, in getrennten und kontinuierlichen Strömen einer turbulenten Mischzone zuzuführen, die gebildete Teilchensuspension kontinuierlich auszutragen, sie mit einer Fasersuspension zu mischen und das Gemisch anschließend zu einem papierartigen oder textilartigen flächigen Produkt beispielsweise auf einer Papiermacchine zu verarbeiten. Diese Verarbeitung kann unter anderem eine Trocknung, Pressen mit oder ohne Einwirkung von Wärme, Imprägnierung mit Harzen usw., Mustern usw. umfassen. Bezüglich dieser und ähnlicher Verarbeitungsverfahren wird auf die holländische Patentanmeldung 64 02 859 verwiesen

Es ist noch hinzuzufügen, daß es insbesondere bei der direkten Verarbeitung der Teilchensuspension gemäß der Erfindung nicht notwendig ist, die Koagulierung in Gegenwart eines Überschusses von Schutz-

mitteln durchzuführen, wie dies in der USA.-Patent- Bildung von Teilchen führt, die hauptsächlich flockig schrift 36 22 447 beschrieben ist. Eine weitere Mög- sind und eine verhältnismäßig geringe GröBenstreuung lichkeit, die in gewissen Fällen zu weitgehender Zurück- zeigen, während die aus den nicht geschäumten Latices haltung der Teilchen und verbesserter Verklebung erhaltenen Teilchen hauptsächlich körnig bis faserführt, besteht darin, daß der Latexschaum zuerst mit 5 förmig sind und eine erhebliche Größenstreuung zeigen, einer geringen Fasermenge gemischt wird. Die aus den vorstehend beschriebenen Latices her-

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durch das gestellten Teilchensuspensionen werden anschließend

folgende Beispiel weiter erläutert. mit einer 0,1 %igen wäßrigen Suspension von Reyon-

. . fasern (1,5 den, 6 mm lang) gemischt. Das Mischungs-

^Beispiel ίο verhältnis beträgt etwa 15 Gewichtsteile der das flä-

In einem kontinuierlich arbeitenden Schaummischer chige Produkt bildenden Teilchen zu 100 Gewichts-

(Oaks Type 4) werden Latices der nachstehend ge- teilen Fasern.

nannten Zusammensetzung zu einem Schaumgewicht Unmittelbar anschließend werden die Suspensionsvon etwa 250 g/l geschlagen (Geschwindigkeit des gemische in Form von nassen flächigen Produkten auf Rotors 300 UpM). Der erhaltene Schaum wird unter 15 einem Sieb abfiltriert. Die erhaltenen nassen Produkte kräftigem Rühren mit einem KoaguliermiUel zusam- werden auf einer Glanzplatte für photographische Abmengeführi, das aus einer wäßrigen Lösung von züge getrocknet und 5 min an der Luft bei 150° C 0,5 Gewichtsprozent Aluminiumsulfat besteht. Das gehärtet, wobei ein trockenes Blatt erhalten wird, das Mischungsverhältnis beträgt etwa 1,25 I Koagulier- ein Quadratmetergewicht von etwa 60 g hat. Die Reißmittel pro Liter Schaum. 20 länge im trockenen und nassen Zustand wird be-

Zum Vergleich wurden ungeschäumte Latices der stimmt.

gleichen Zusammensetzungen mit dem Koaguliermittel Abschließend werden die Blätter I min bei 75^CC

unter gleichen Bedingungen zusammengeführt, d. h. gepreßt, worauf die Reißlänge erneut im nassen Zu-

das Mischungsverhältnis beträgt etwa 5 1 Koagulier- stand (nach 24 h in Wasser) und im trockenen Zustand

mittel pro Liter Latexgemisch (s. Tabelle I). 25 bestimmt wird. Die Ergebnisse der vorstehend be-

Die Untersuchung der bei diesen Versuchen erhalte- schriebunen Versuche zur Koagulierung und Hersteinen Teilchen unter dem Mikroskop ergibt, daß die lung der flächigen Produkte sind in der Tabelle II Verwendung eines Schaums gemäß der Erfindung zur angegeben:

Tabelle I

Zusammensetzung in PVC-Latex¹) Acrylatlatex') SBR-Latex³)

Gewichtsteilen Feststoff

Polymeres	100	100	100
Emulgator			1,5
Kaliumoleat (Emulgator)			1,0
Kaliumhydroxyd			0,27
Carboxymethylcellulose	2	1,8	11,5
Feststoffgehalt, Gewichtsprozent	12,1	12,8	13,2
Viskosität, cP	83	94	72
pH-Wert	9,6	6,6	9,0

>) »Geon 576«, ein Polyvinylchloridlatex, hergestellt durch B. F. Goodrich Chemical Company, Cleveland, Ohio.
^!) Latex eines durch Wärme härtbaren Interpolymeren eines Monomerengemischs aus 75% Athylacrylat, 20/£ Styrol, 3 % Acrylnitril und je 1 % Acrylsäure und N-Methylolacrylamid.
³) Butadien-Styrol-Copolymerlatex.

Tabelle II	PVC-Latex ungeschäumt	geschäumt	Acrylat-Latex ungeschäumt	geschäumt	SBR-Latex ungeschäumt	geschäumt
Reißlänge in Meter, gemessen am	275 1200 275 1200	300 1280 325 1450	140 830 150 950	150 1040 140 1125	95 420 100 540	105 1010 125 1250
filtrierten Blatt naß trocken gepreßten Blatt naß trocken

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Suspension von Bindemittelteilchen, die sich für die Herstellung von papierartigen und nicht gewebten textlien flächigen Produkten eignen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Latex eines als Bindemittel dienenden Polymeren zuerst schäumt und dann den erhaltenen geschäumten Latex mit einem Koaguliermittel unter kräftiger Bewegung unter Bildung einer wäßrigen Suspension von flockigen Polymerteilchen von gleichmäßiger Größe mischt.

2. Verwendung einer nach Anspruch 1 hergestellten Suspension zur Herstellung eines flächigen Produkts, das Fasern und polymere Bindemittelteilchen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Suspension mit einer wäßrigen Suspenion von Fasern mischt, das Wasser von der erhal'enen » gemischten Suspension unter Ausbildung eines flächigen Produkts aus den gemischten Teilchen und Fasern entfernt und das erhaltene flächige Produkt trocknet.