DE1921458A1 - Manufacture of nonwovens - Google Patents
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Description
Köln, den 22.4.1969 AvK/AxCologne, April 22nd, 1969 AvK / Ax
500 South Main Street, Akron, Ohio 44318 (V.St.A.).500 South Main Street, Akron, Ohio 44318 (V.St.A.).
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faservliesen mit verbesserten physikalischen Eigenschaften, insbesondere mit verbesserter innerer Festigkeit und erhöhtem AufspaltwiderstandoThe invention "relates to a process for the production of Nonwovens with improved physical properties, especially with improved internal strength and increased Splitting resistance o
Polymerlatices werden seit vielen Jahren zum Beschichten und Imprägnieren von Papier und in neuerer Zeit für die Herstellung von Faservliesen verwendet. Hierbei wird gewöhnlich das Papier oder das Vlies mit dem Latex getränkt, worauf das Wasser entfernt wird und das Polymere zurückbleibt, das die Fasern im fertigen Faservlies abbindet. Abgesehen von der Art des verwendeten Bindemittels ist einer der wichtigeren Faktoren, der die endgültigen physikalischen Eigenschaften bestimmt, die mit einem Faservlies erreichbar sind, die im Vlies vorhandene Bindemittelmenge und außerdem die Gleichmäßigkeit, mit der das Bindemittel im Vlies dispergiert ist. Wenn das Vlies insgesamt oder örtliche Bereiche zu wenig Bindemittel enthalten, sind die physikalischen Eigenschaften des Faservlieses, insbesondere die innere Bindefestigkeit und der Widerstand gegen Aufspaltung sehr schlecht, und häufigPolymer latices have been used for coating for many years and impregnation of paper and more recently used for the manufacture of nonwovens. This becomes common the paper or fleece is soaked in the latex, whereupon the water is removed and the polymer remains, that binds the fibers in the finished fiber fleece. Regardless of the type of binder used is one of the more important factors that determines the ultimate physical properties associated with a Fiber fleece can be achieved, the amount of binder present in the fleece and also the evenness with which the Binder is dispersed in the fleece. If the fleece as a whole or local areas contain too little binder, are the physical properties of the fiber fleece, in particular the internal bond strength and the Resistance to splitting is very poor, and frequent
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ist das Vlies hierdurch für zählreiche Anwendungen ungeeignet«, this makes the fleece unsuitable for numerous applications «,
Das Problem, eine ausreichende Bindemittelmenge gleichmäßig im gesamten Vliesmaterial zu verteilen, ist besonders wichtig, wenn Latexbindersyateme verwendet werden. Bei diesen Latexsystemen ist es häufig so schwierig, genügend Bindemittel zur Erzielung der gewünschten physikalischen Eigenschaften einzuarbeiten, daß es notwendig wird, das Vlies erneut mit dem Latex ein zweites Mal zu tränken, nachdem die erste Binderlösung getrocknet i3t0 Dies ist jedoch eine zeitraubende und kostspielige Behandlung und daher allgemein unerwünscht.The problem of distributing a sufficient amount of binder evenly throughout the nonwoven material is particularly important when using latex binder systems. In these latex systems, it is often difficult to incorporate sufficient binder to achieve the desired physical properties, that it becomes necessary to impregnate the nonwoven again with the latex a second time after the first binder solution I3T 0 This is dried, however, a time consuming and costly Treatment and therefore generally undesirable.
Die Bemühungen, das Problem eines angelassenen Bindemittelgehaltes zu lösen, führten zu umfangreichen Arbeiten in erster Linie auf dem Gebiet der Entwicklung verbesserter Latexbindersysteme ο Im allgemeinen enthalten die bisher entwickelten verbesserten Latexbindersysteme Monomere, die bei Einwirkung von Wärme, chemischen Reagentien oder Katalysatoren unter Bildung vernetzter Polymerisate mit verbesserten physikalischen Eigenschaften zu reagieren vermögen. Dieser Lösungsweg ist jedoch nicht vollständig befriedigend, da die Bindemittel zwar wirksamer sind, jedoch zur Wanderung durch das faservlies neigen. Diese Wanderung findet während des Trocknens oder Härtens des Vlieses statt. Bei der Entfernung des Wassers gelangt das polymere Bindemittel zur Oberfläche des Vliesmaterials. Hierdurch ergeben sich eine ungleichmäßige Verteilung des Bindemittels im Vlies und demzufolge schlechte physikalische Eigenschaften.Efforts to solve the problem of tempered binder content to solve, led to extensive work primarily in the field of development of improved Latex binder systems ο In general contain the previously developed improved latex binder systems, monomers that, when exposed to heat, chemical reagents or to react catalysts to form crosslinked polymers with improved physical properties capital. However, this approach is not completely satisfactory because the binders are more effective but tend to migrate through the fiber fleece. This migration takes place during drying or hardening of the fleece instead. When removing the water, the polymeric binder reaches the surface of the nonwoven material. This results in an uneven distribution of the binder in the fleece and consequently poor Physical Properties.
Die Viskosität des Binderlatex kann vor der Imprägnierung des Faservlieses durch Zusatz von Verdickungsmittel^ z.B. natürlichen G-ummen und Pasten, Polyvinylalkohol u9dglas erhöht werden. Diese Maßnahme ist jedoeüi aar teilweise wirksam, da es auf Grund des sefeleohteia EindringvermögensThe viscosity of the binder latex may G-Ummen and pastes, polyvinyl alcohol and 9 are the like increases as before the impregnation of the fiber fleece by the addition of thickening agents such as natural ^. This measure is jedoeüi aar partially effective because it is due to the sefeleohteia penetration ability
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und der Schwierigkeit des Auftrages der verdickten Laticea unmöglich ist, gleich zu Beginn eine gleichmäßige Tränkung des Faservlieses zu erreichen.and the difficulty of the order of the thickened laticea it is impossible to achieve a uniform impregnation of the fiber fleece right from the start.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, nach dem Paservliese mit wesentlich verbesserter innerer Festigkeit (Aufspaltwiderstand) erzielt werden, indem das Faservlies mit einem latex eines carboxylierten Acrylat- oder Butadienpolymeren imprägniert und dann vor dem Trocknen oder Härten der Einwirkung von Ammoniak- oder Amindämpfen ausgesetzt wird. Zur Erzielung dieser verbesserten Eigenschaften wird das Faservlies oder die Matte mit dem Polymerlatex imprägniert, der für die Zwecke der Erfindung durch Interpolymerisation eines oder mehrerer carboxylhaltiger Monomerer, vorzugsweise oc,ß-olefinisch ungesättigter Carbonsäuremonomerer, mit einem Acrylatmonomeren oder Butadien oder durch Mischen eines carboxylhaltigen Polymer— oder Gopolymerlatex mit einem Acrylat- oder Butadienpolymerlatex erhalten werden kann. Auch andere polymerisierbare Comonomere können in geringeren Mengen interpolymerisiert werden, um für die Zwecke der Erfindung geeignete latiees zu bilden.The subject of the invention is a method according to which fiber fleece with significantly improved internal strength (Splitting resistance) can be achieved by covering the fiber fleece with a latex of a carboxylated acrylate or Butadiene polymers impregnated, and then before drying or hardening the action of ammonia or amine vapors is exposed. In order to achieve these improved properties, the fiber fleece or the mat is made with the polymer latex impregnated for the purposes of the invention by interpolymerization of one or more carboxyl-containing Monomer, preferably oc, ß-olefinically unsaturated Carboxylic acid monomer, with an acrylate monomer or butadiene, or by mixing a carboxyl-containing one Polymer or co-polymer latex can be obtained with an acrylate or butadiene polymer latex. Even other polymerizable comonomers can be used in lesser amounts Quantities are interpolymerized to form latiees useful for the purposes of the invention.
Die gemäß der Erfindung behandelten Faservliese haben verbesserte innere Festigkeit im Vergleich zu Vliesen, die in üblicher ¥eise, d.h. ohne Behandlung mit Ammoniak oder Aminen, hergestellt worden sind. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist sowohl auf nicht-gewebte Stoffe als auch Papier anwendbar. Der Aufspaltwiderstand iet bei gewissen Papiersorten um bis zu 100$ erhöht worden. Das Verfahren ermöglicht die Erzielung einer gleichmäßigeren Verteilung des polymeren Bindemittels im fertigen Vlies als Folge der Tatsache, daß der Latexbinder vor dem Trocknen in situ verdickt wird. Diese Verdickung in situ verringert die"Wanderung des Polymeren zur Oberfläche des Vllsses bei der Entfernung des V/assers, nachdem von vornherein eine gleichmäßige Imprägnierung oderThe nonwovens treated according to the invention have improved internal strength compared to nonwovens, in the usual way, i.e. without treatment with ammonia or amines. The method according to the invention is applicable to both non-woven fabrics as well as paper. The splitting resistance iet has been increased by up to $ 100 on certain types of paper. The process enables a more even distribution of the polymeric binder to be achieved in the finished product Fleece as a result of the fact that the latex binder is thickened in situ before drying. This thickening in situ reduces the migration of the polymer to the surface of the material when the water is removed afterwards a uniform impregnation from the outset or
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Tränkung mit dem unverdickteri Binderlatex erzielt worden ist.Impregnation with the unthickened binder latex has been achieved is.
Das Verfahren gemäß der Erfindung iat auf alle Faservliese anwendbar, d.h. duroh die zur Herstellung des Vlieses jeweils verwendete Paser und die Dicke des Vlieses in der Anwendung nicht "begrenzt. Hiermit soll nicht gesagt werden, daß gewisse Pasern für die Verwendung mit den erfindungsgemäß eingesetzten Aorylat- und Butadienpolymerlatioes für gewisse Anwendungen der Vliese nicht geeigneter sind als andere, sondern nur, das in allen Fällen, in denen eine Faser die erforderlichen Eigenschaften hat, um zu Faservliesen oder Matten verarbeitet zu.werden, diese Vliese und Matten gemäß der Erfindung behandelt werden können.The method according to the invention applies to all nonwovens applicable, i.e. depending on the fiber used to manufacture the fleece and the thickness of the fleece Not "limited in use. This is not to say that certain pastes are suitable for use with the aorylate and butadiene polymers used according to the invention for certain applications the nonwovens are not more suitable than others, but only that in all Cases in which a fiber has the necessary properties to be processed into nonwovens or mats zu. werden, these fleeces and mats can be treated according to the invention.
Naturfasern, z.B. Baumwolle, Wolle, Seide, Sisal, Cäntala (Fasern aus den Blättern der Agave cantale), Henequen, Hanf, Jute, Kenaf, Sunn und Ramie, können ebenso wie synthetische Fasern oder Fäden zur Herstellung der Faservliese" oder Matten verwendet werden. Als synthetische Fasern eignen sich beispielsweise Reyon (Viskose), Celluloseester, z.B. Celluloseacetat und Cellulosetriacetat, Proteinfasern beispielsweise aus Casein, Polyamide (Nylon), z.B. die duroh Kondensation von Adipinsäure und Hexamethylendiamin oder Eigenkondensation von Caprolaotam hergestellten Nylontypen, Polyester wie Polyäthylenglykolterephthalat, Acrylfasern, die wenigstens etwa 85$ Acrylnitril mit Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylpyridin, Methacrylnitril ο.dgl. enthalten, und die sog. Modaorylfasern, die geringe Mengen Acrylnitril enthalten, Fasern von Copolymeren von Vinylchlorid mit Vinylacetat oder Vinylidenchlorid, aus den Formalderivaten von Polyvinylalkohol erhaltene Fasern und Polyolefinfasern, z.B. aus Polyäthylen und Polypropylen.Natural fibers, e.g. cotton, wool, silk, sisal, cäntala (Fibers from the leaves of the agave cantale), henequen, hemp, jute, kenaf, sunn and ramie, can as well as synthetic ones Fibers or threads are used for the production of the nonwovens "or mats. As synthetic Fibers are, for example, rayon (viscose), cellulose esters, e.g. cellulose acetate and cellulose triacetate, Protein fibers, for example from casein, polyamides (nylon), e.g. the duroh condensation of adipic acid and hexamethylenediamine or self-condensation of nylon types made from Caprolaotam, polyester such as polyethylene glycol terephthalate, Acrylic fibers that contain at least about $ 85 acrylonitrile with vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl pyridine, methacrylonitrile ο the like. contain, and the so-called modaoryl fibers, the contain small amounts of acrylonitrile, fibers of copolymers of vinyl chloride with vinyl acetate or vinylidene chloride, fibers obtained from the formal derivatives of polyvinyl alcohol and polyolefin fibers, e.g. from polyethylene and polypropylene.
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Die Faservliese oder Matten können nach üblichen Verfahren hergestellt werdene Papier wird "beispielsweise auf einem bewegten feinen Drahtsieb aus einer wässrigen Suspension der Fasern hergestellt. Wenn andere Fasern zu Vliesen yerarbeitet werden sollen, kann die Herstellung des Vlieses in Abhängigkeit von der jeweiligen Faser oder Fasermischung, orientierter oder regelloser Ablage, Dicke des Vliesee usw. durch Kardieren, Garnettieren, Ablage aus einem Luftstrom, aus Lösungen, aus einer Schmelze, Naßlegen o.dgl. erfolgen«The fibrous webs or mats can be prepared e paper by conventional methods, "for example, is produced on a moving fine wire screen from an aqueous suspension of the fibers. When other fibers are to be yerarbeitet to nonwovens, the production of the nonwoven fabric, depending on the particular fiber or fiber blend may , oriented or random deposition, thickness of the fleece etc. by carding, garnishing, deposition from an air stream, from solutions, from a melt, wet laying or the like. "
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft für Spezialpapier, die spezielle Bindemittel erfordern, um die Struktureigenschaften des Papiers zu verändern· Papiere, die aus. gebleichtem oder ungebleichtem Stoff sowie ungebleichtem Sulfidzellstoff, gebleichtem Sulfidzellstoff, ungebleichtem Sulfatzellstoff (Kraftpapier), halbgebleichtem und gebleichtem Sulfatzellstoff hergestellt worden sind, können verwendet werden. Papiere, die ausschließlich aus synthetischen Fasern hergestellt worden sind, und Papiere, die aus Mischungen von natürlichen Cellulose-und synthetischen Fasern hergestellt worden sind, können ebenfalls verwendet werden.The method according to the invention is particularly advantageous for special papers that require special binders, to change the structural properties of the paper · Papers made from. bleached or unbleached Fabric as well as unbleached sulphide pulp, bleached sulphide pulp, unbleached sulphate pulp (Kraft paper), semi-bleached and bleached sulfate pulps can be used. Papers, made exclusively from synthetic fibers, and papers made from blends of natural fibers Cellulosic and synthetic fibers can also be used.
Die für das Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Latexbinder sind wässrige Latices von oarboxylhaltigen Acrylat- oder Butadienpolymeren. Die erforderlichen Carboxylgruppen können entweder chemisoh gebunden sein, d.h. ein oder mehrere α,β-olefinisch ungesättigte Oarbonsäuremonomere werden mit dem Acrylat- oder Butadienmonomeren und gegebenenfalls mit anderen Comonomeren polymerisiert, oder ein carboxylhaltiges Polymeres (Verdickungsmittel) wird mit dem Acrylat- oder Butadienpolymerlatex gemischt. In jedem Fall machen die im Latex vorhandenen Carboxylgruppen etwa 0,05 bis 25 Gew.-0Jo des Gesamtpolymeren aus.The latex binders used for the process according to the invention are aqueous latexes of carboxyl-containing acrylate or butadiene polymers. The required carboxyl groups can either be chemically bonded, ie one or more α, β-olefinically unsaturated carboxylic acid monomers are polymerized with the acrylate or butadiene monomers and optionally with other comonomers, or a carboxyl-containing polymer (thickener) is mixed with the acrylate or butadiene polymer latex. In each case, the latex present in the carboxyl groups constitute about 0.05 to 25 wt -. 0 Jo of the total polymer made.
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Die verwendeten Alkylacrylatpolymerlatices werden hergestellt durch Polymerisation von Estern von a,ß-olefinisch ungesättigten Carbonsäuren der allgemeinen FormelThe alkyl acrylate polymer latices used are produced by polymerization of esters of α, ß-olefinically unsaturated carboxylic acids of the general formula
CH2=C-CuOR1 RCH 2 = C-CuOR 1 R
in der R für Wasserstoff, einen Methylrest oder Äüiylrest und R.. für einen Kohlenwasserstoff rest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen steht. Repräsentative Monomere des vorstehend genannten Typs sind Methylacrylat, Äthylacrylat, die Propylacrylate, Butylacrylate, Amylacrylate, Haxylacrylate, Cyclohexylacrylat, Phenylacrylat, 2-Methylhexylacrylat, n-Octylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, n-Octylmethacrylat und Dodecylmethacrylat. Besonders bevorzugt werden die niederen Alky!ester von Acryl- und Methacrylsäure mit 4 1Ms 10 Kohlenstoffatomen. Die polymeren Acryl atTbinder können ein oder mehrere andere polymerisierbare Comonomere vorzugsweise vom Vinylidentyp (ΟΗρ=Ο^) mit den niederen Alkylacrylatraonomeren interpolymerisiert enthalten. Diese polymeriaierbaren Comonomeren können bis etwa 49,95 Gew. -0Ja in which R represents hydrogen, a methyl radical or Äüiylrest and R .. represents a hydrocarbon radical with 1 to 12 carbon atoms. Representative monomers of the type mentioned above are methyl acrylate, ethyl acrylate, the propyl acrylates, butyl acrylates, amyl acrylates, hydroxyl acrylates, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, 2-methylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethylhexyl methacrylate, and methyl methacrylate, ethyl methodacrylate, nacrylate, and octyl methacrylate. The lower alkyl esters of acrylic and methacrylic acid with 4 1 Ms 10 carbon atoms are particularly preferred. The polymeric acrylic atTbinder can contain one or more other polymerizable comonomers, preferably of the vinylidene type (ΟΗρ = Ο ^) interpolymerized with the lower alkyl acrylate monomers. This polymeriaierbaren comonomers to about 49.95 percent -. 0 Yes
20 des Polymeren ausmachen.Make up 20 of the polymer.
Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Butadienpolymerlatices werden durch Polyaerisation "on etwa 29,5 bis 95,5 Gew.-56 Butadien vorzugsweise mit bis zu etwa 70 Gew.-?£ Styrol oder bis zu etwa 50 Gew.-^ Acrylnitril hergestellt. Außer diesen Monomeren können bis etwa 40 Gew.-ji eines oder mehrerer anderer polymerisierbarer Comonomerer damit interpolymerisiert werden.The butadiene polymer latices suitable for the purposes of the invention are through polyaerization "on about 29.5 to 95.5% by weight butadiene, preferably up to about 70% by weight Styrene or up to about 50 wt .- ^ acrylonitrile produced. In addition to these monomers, up to about 40 wt or more other polymerizable comonomers therewith be interpolymerized.
Die verwendeten polymerisierbaren Comonomeren gehören zum Vinylidentyp (CH2=C^). Als polymerisierbare Comonomere eignen sich für die Zwecke der Erfindung beispielsweise konjugierte Diene wie Isopren, a-Olefiae me Äthylen, Propylen und Isobutylen, Vinylhalogenide wie Yinyl-The polymerizable comonomers used belong to the vinylidene type (CH 2 = C ^). Suitable polymerizable comonomers for the purposes of the invention are, for example, conjugated dienes such as isoprene, a-Olefiae me ethylene, propylene and isobutylene, vinyl halides such as Yinyl-
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Chlorid, Vinylbromid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid, Vinylester wie Vinylacetat, Alkylvinyläther wie Hethylvinyläther, Iaopropylvinylather, n-Butylvinylather und Isopropylvinyläther, atß-olefinisoh unge- · sättigte Amide wie Acrylamid, N-Methylacrylamid, N-tert,-Butylacrylamid, N-Cyclohexylacrylamid, Biacetonaorylamid, Methacrylamid und li-Äthy !methacrylamid, a,ß-olefinisch ungesättigte H-Alkylolamide der allgemeinen FormelChloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride, Vinylester as vinyl acetate, alkyl vinyl ether as Hethylvinyläther, Iaopropylvinylather, n-Butylvinylather and Isopropylvinyläther, a t beta olefinisoh un- · saturated amides, such as acrylamide, N-methyl acrylamide, N-tert, butylacrylamide, N-cyclohexyl acrylamide, biacetona ylamide, methacrylamide and li-ethy! Methacrylamide, α, ß-olefinically unsaturated H-alkylolamides of the general formula
0 H
OH2-O-C-N-(0H2)x-0H0 H
OH 2 -OCN- (0H 2 ) x -0H
in der R ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen und χ eine Zahl von 1 "bis 4 ist, z.B. N-Methylolacrylamid, H-Äthanolacrylamid, K-Propanolacrylamid, N-Methylο!methacrylamid und N-Äthylolmethaorylamid, polyfunktionelle Verbindungen wie Methylen-bis-acrylamid, Äthylenglykoldimethaorylat, Diäthylenglykoldiacrylat, Ally!pentaerythrit und Divinylbenzol. Die Latices auf Basis von Acrylatpolymeren können auch geringe Mengen interpolymerisiertes Butadien enthalten, während die Latices der ButadÜienpolymeren als Comonomere geringe Mengen von Estern von α,β-olefinisch ungesättigten Carbonsäuren wie Methylacrylat, Xthylacrylat, Propylaorylate, Butylacrylate, Amylacrylate, Cyclohexylaorylat, 2-Methylhexylacrylat, n-Octylacrylat, 2-lthylhexylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Methyläthacrylat und Äthyläthacrylat enthalten können«in which R is a hydrogen atom or an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms and χ is a number from 1 "to 4, e.g. N-methylolacrylamide, H-ethanol acrylamide, K-propanol acrylamide, N-methyl o! Methacrylamide and N-ethylol methaorylamide, polyfunctional Compounds such as methylene-bis-acrylamide, Ethylene glycol dimethaorylate, diethylene glycol diacrylate, Ally! Pentaerythritol and divinylbenzene. The latices on Acrylate-based polymers can also contain small amounts of interpolymerized butadiene, while the Butadiene polymer latices are low as comonomers Quantities of esters of α, β-olefinically unsaturated carboxylic acids such as methyl acrylate, xethyl acrylate, propyl aorylate, Butyl acrylate, amyl acrylate, cyclohexyl aorylate, 2-methylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, Ethyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, Contain methyl ethacrylate and ethyl ethacrylate can"
Wenn die für das Verfahren gemäß der Erfindung notwendigen Carboxylgruppen in den Polymerlatices chemisch gebunden sind, werden sie durch Polymerisation eines oder mehrerer α,β-olefinisch ungesättigter Carbonsäuremonomerer, die 3 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, mit demWhen the carboxyl groups necessary for the process according to the invention are chemically bonded in the polymer latices are, they are made by polymerizing one or more α, β-olefinically unsaturated carboxylic acid monomers, containing 3 to 10 carbon atoms with the
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Acrylat oder Butadien und mit den sonstigen gegebenenfalls vorhandenen, Coraonomeren eingeführt. Geeignete monomere Säuren dieser Art sind beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Äthacrylsäure, α-Ohloracrylsäure, α-Cyanacrylsäure, Crotonsäure, ß-Acryloxypropionsäure, Hydrosorbinsäure, Sorbinsäure, ce-Chlorsorbinsäure, Zimtsäure, ß-Styrylacrylsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Maleinsäure, fumarsäure, Mesaconsäure, Glutacοnsäure und Aoonitsäure. Bevorzugt als monomere Carbonsäuren werden die α,β-monoolefinisch ungesättigten Monocarbonsäuren wi© Acrylsäure und Methacrylsäure. Gegebenenfalls können auofa Gemische einer oder mehrerer der oben genannten Carbonsäuren verwendet werden. Die carboxylhaltigen Monomeren können durch Interpolymersation, die die tTberpolymtPisation, Pfropf- oder Blockpolymerisation o„ägle einschließt, chemisch an die Butadienpolymeren gebunden werden, für die Zwecke der Erfindung notwendigen gehalt zu erzielen. Im allgemeinen enthalten die Butadienpolymeren etwa 0,5 bis 20 Gew«-$ interpoljnerlslsrt© α,β-alefinisch ungesättigte Carbonsäuren* Ein besonders vorteilhafter Polymerlatex für die Zwecke der Erfindung enthält etwa 50 bis 70 Gew.-# Butadien, 20 bis 45 Gew^-fC Styrol oder Acrylnitril, 1 bis 5$ Acrylsäure oder Methacrylsäure und bis zu etwa 20 Gew«-$ andere polymerisiert bare, interpolymerisierte Comonomere. Styrol und Acrylnitril können einzeln oder in Kombination in den Butadienlatices vorhanden sein. Gute Faservliese wurden erhalten, wenn der Butadienlatex etwa gleiche Teile Styrol und Acrylnitril interpolymerisiert enthielt. Die bevorzugten Polyacrylatbinder für die Zwecke der Erfindung enthalten etwa 70 bis 95 Gew.-$ des Acrylsäureesters, etwa 0,1 bis 10 Gew.-$ der carboxylhaltigen Monomeren und etwa 5 bis 29 Gew.-fo andere polymerisierbar Comonomere·Acrylate or butadiene and introduced with the other coraonomers that may be present. Suitable monomeric acids of this type are, for example, acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, α-chloroacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, crotonic acid, ß-acryloxypropionic acid, hydrosorbic acid, sorbic acid, ce-chlorosorbic acid, cinnamic acid, ß-styryl acrylic acid, itaconic acid, citraconic acid, citraconic acid, itaconic acid, citraconic acid , Glutaconic acid and aoonitic acid. Preferred monomeric carboxylic acids are the α, β-monoolefinically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid. If appropriate, mixtures of one or more of the abovementioned carboxylic acids can also be used. The carboxyl containing monomers can be achieved by Interpolymersation content that includes the tTberpolymtPisation, graft or block polymerization o "AEGL e, be chemically bonded to the butadiene polymer, necessary for the purposes of the invention. In general, the butadiene polymers contain about 0.5 to 20% by weight of interpolnerlsrt © α, β-alefinically unsaturated carboxylic acids. A particularly advantageous polymer latex for the purposes of the invention contains about 50 to 70% by weight of butadiene, 20 to 45% by weight -fC styrene or acrylonitrile, 1 to 5 $ acrylic acid or methacrylic acid and up to about 20% by weight of other polymerized, interpolymerized comonomers. Styrene and acrylonitrile can be present individually or in combination in the butadiene latices. Good nonwovens were obtained when the butadiene latex contained approximately equal parts of styrene and acrylonitrile interpolymerized. The preferred polyacrylate binders for the purposes of the invention contain about 70 to 95% by weight of the acrylic acid ester, about 0.1 to 10% by weight of the carboxyl- containing monomers and about 5 to 29% by weight of other polymerizable comonomers.
Die latices der carboxylhaltigen Polymeren können nach beliebigen üblichen EmulsionspolymerisationsverfahrenThe latices of the carboxyl-containing polymers can according to any conventional emulsion polymerization process
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hergestellt werden. Das wässrige Medium kann emulgatorfrei sein oder einen Emulgator enthalten. Bei Verwendung eines Emulgators zur Herstellung der Binderlatioes kann seine Menge "bis etwa 6 Gew»-$ oder mehr, bezogen auf die Gesamtmonomeren, betragen. Der Emulgator kann zu'i Beginn der Polymerisation oder während der gesamten Polymerisation portionsweise zugesetzt oder zudosiert werden. Beliebige übliche anionaktive, kationaktive oder nichtionogene Emulgatoren können verwendet werden, jedoch werden die besten Ergebnisse erhalten, wenn anionaktive Emulgatoren verwendet werden. Typische anionaktive Emulgatoren, die verwendet werden können, sind die Alkali- oder Ammoniumsalze der Sulfate von Alkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen, z.B. Natriumlaurylsulfat, Äthanolaminlaurylsulfat und Äthylaminlaurylsulfat, Alkali- und Ammoniumsalze von sulfonierten Erdölfraktionen oder Paraffinölen, Natriumsalze von aromatischen Sulfonsäuren wie Dodeoan-1-sulfonsäure und Ootadien-1-sulfonsäure, Aralkylsulfonate wie Natriumisopropylbenzolsulfonat und Natriumdodecylbenzolsulfonat, Alkali- und Ammoniumsalze von sulfonierten Dicarbonsäureestern wie Natrlumdioctylsulfosuccinat und Dinatrium-N-ootadecylsulfosuccinamat, Alkali- oder Ammoniumsalze der freien Säuren von komplexen organischen Mono- und Diphosphatestern u.dgl. Als Jcationaktive Emulgatoren eignen sich die Salze von starken anorganischen Säuren und organischen Basen mit langen Kohlenwasserstoffketten, z.B. Laurylaminhydrochlorid, Diäthylaminoäthyldecylamin, Decylaminhydrochlorid, Trimethyloetylammoniumbromid und Dodecyltrimethylammoniumbromid. Als niohtionogene Emulgatoren kommen beispielsweise Ootyl- oder Nonylphenylpolyäthoxyäthanol u.dgl. in Präge. Bevorzugt als Emulgatoren werden die Alkalisalze der aromatischen Sulfonsäuren und die Natriumsalze von Aralkylsulfonaten. Es kann zweckmäßig und vorteilhaft sein, außer den oben genannten Emulgatoren Nachpolymerisationaemulgatoren den polymeren Latexbindern zuzusetzen, um die Latexstabilitätgetting produced. The aqueous medium can be emulsifier-free or contain an emulsifier. When using an emulsifier to produce the binder latioes, its Amount "up to about 6% by weight or more, based on the total monomers, be. The emulsifier can be used at the beginning of the Polymerization or added portionwise or metered in during the entire polymerization. Any Customary anion-active, cation-active or nonionic emulsifiers can be used, but the get best results when using anionic emulsifiers. Typical anionic emulsifiers that can be used are the alkali or ammonium salts of the sulfates of alcohols with 8 to 18 carbon atoms, e.g. sodium lauryl sulfate, ethanolamine lauryl sulfate and Ethylamine lauryl sulfate, alkali and ammonium salts of sulfonated petroleum fractions or paraffin oils, sodium salts of aromatic sulfonic acids such as dodeoan-1-sulfonic acid and ootadiene-1-sulfonic acid, aralkyl sulfonates such as Sodium isopropylbenzenesulfonate and sodium dodecylbenzenesulfonate, Alkali and ammonium salts of sulfonated dicarboxylic acid esters such as sodium dioctyl sulfosuccinate and Disodium N-ootadecylsulfosuccinamate, alkali or ammonium salts the free acids of complex organic mono- and diphosphate esters and the like as cationic emulsifiers the salts of strong inorganic acids and organic bases with long hydrocarbon chains are suitable, e.g. laurylamine hydrochloride, diethylaminoethyldecylamine, Decylamine hydrochloride, trimethyloetylammonium bromide and dodecyltrimethylammonium bromide. As niohtionogenic Emulsifiers are, for example, ootyl or nonylphenyl polyethoxyethanol and the like in embossing. The alkali metal salts of aromatic sulfonic acids are preferred as emulsifiers and the sodium salts of aralkyl sulfonates. It can be expedient and advantageous, in addition to the abovementioned emulsifiers, post-polymerization emulsifiers add polymeric latex binders to maintain latex stability
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su verbessern, wenn der Latex längere Zeit vor dem Gebrauch gelagert werden soll. Als Nachpolymerisationemulgatoren können die gleichen oder auch andere Emulgatoren verwendet werden, wie sie für die Durchführung der PoIymerisation gebraucht werden.su improve if the latex a long time before use should be stored. As post-polymerization emulsifiers The same or different emulsifiers can be used as are used for carrying out the polymerization to be needed.
Zur Auslösung der Polymerisation werden frei Radikale bildende Katalysatoren verwendet. Die Verwendung dieser Katalysatoren ist zwar bei gewissen Systemen nicht unbedingt notwendig, jedoch gewährleisten diese Katalysatoren eine gleichmäßigere und regulierbare Polymerisation und eine gute Polymerisationsgeschwindigkeit * Die gebräuchlichen freie Radikale bildenden Initiatoren können verwendet werden, z.B. die verschiedenen Persauerstoffverbindungen wie Persulfate, Benzoylperoxyd, tert.-Butylhydroperoxyd, 1-Hydroxycyolohexylhydroperoxyd und Azoverbindungen wie Azodiisobutyronitril und Dirnethylazodiisobutyrat. Besonders vorteilhaft als Polymerisationsinitiatoren sind die wasserlöslichen Persauerstoffverbindungen, z.B. Wasserstoffperoxyd, und die Natrium-, Kalium- undFree radical-forming catalysts are used to initiate the polymerization. Using this Catalysts are not absolutely necessary in certain systems, but these catalysts ensure a more uniform and controllable polymerisation and a good polymerisation rate * The usual ones Free radical initiators can be used, such as the various peroxygen compounds such as persulfates, benzoyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, 1-hydroxycyolohexyl hydroperoxide and azo compounds such as azodiisobutyronitrile and dirnethylazodiisobutyrate. Particularly advantageous as polymerization initiators are the water-soluble peroxygen compounds, e.g. hydrogen peroxide, and the sodium, potassium and
20 Ammoniumpersulfate.20 ammonium persulfates.
Die als Katalysatoren dienenden Alkali- und Ammoniumpersulfate können als solche oder in aktivierten Redoxsystemen verwendet werden. Typische Redoxsysteme sind die Persulfate in Kombination mit einer reduzierenden Substanz, z.B. einem Polyhydroxyphenol, und einer oxydierbaren Schwefelverbindung, z.B. Natriumsulfit oder Natriumbisulf it, einem reduzierenden Zucker, einer Diazomeroaptoverbindung, einer Ferrioyanidverbindung, Dimethylamino«· pcopionitril u.dgl. Schwermetallionen, z.B. Silber-, Kupfer(l)-, Bisen-, Kobalt-, Nickelionen, und andere Ionen können ebenfalls zur Aktivierung von mit Persulfat katalysierten Polymerisationen verwendet werden. Im allgemeinen beträgt die Menge des freie Radikale bildenden Initiators etwa 0,"i bis 5$, bezogen auf das G-ev/icht de-rThe alkali metal and ammonium persulfates used as catalysts can be used as such or in activated redox systems be used. Typical redox systems are the persulfates in combination with a reducing substance, e.g., a polyhydroxyphenol, and an oxidizable sulfur compound, e.g., sodium sulfite or sodium bisulf it, a reducing sugar, a diazomeroapto compound, a ferricyanide compound, dimethylamino «· pcopionitril and similar heavy metal ions, e.g. silver, Copper (l), bis-iron, cobalt, nickel ions, and others Ions can also be used to activate persulfate catalyzed polymerizations. In general the amount of free radical initiator is about 0.1 to 5 $, based on the G-ev / icht de-r
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Gesamtisomeren. Der Initiator wird im allgemeinen zu Beginn der Polymerisation auf einmal zugesetzt, jedoch ist häufig portionsweise Zugabe oder Zudosierung des Initiators während der gesamten Polymerisation erwünscht«Total isomers. The initiator is generally at the beginning added to the polymerization all at once, but the initiator is often added or metered in in portions desirable during the entire polymerization «
Bei der Durchführung der Polymerisationen werden die Monomeren gewöhnlioh in den Polymerisationsreaktor gegeben, der bereits das Wasser und den Emulgator enthält. Der Reaktor und sein Inhalt werden dann erhitzt, worauf der Polymerisationsinitiator zugesetzt wird. Die lemperatür, bei der die Polymerisation durchgeführt wird, ist nicht entscheidend wichtig und kann zwischen etwa -30° und 1000O oder darüber liegen. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden jedoch erhalten, wenn die Polyiaerisationstemperatur zwischen 0° und 900O gehalten wurfi©c Ds r p^-Wert wird im allgemeinen während der gesamten Poi^iEJ^iaation unter gehalten. Polymerisationsmodifizierende Μϊΐϋΐ'-..j -«Β· primäre, sekundäre und tertiäre Mercaptane, Püffen Elektrolyte u.dgl. können ebenfalls in den !Polymerisationsansatz einbezogen werden« When carrying out the polymerizations, the monomers are usually added to the polymerization reactor, which already contains the water and the emulsifier. The reactor and its contents are then heated, followed by the addition of the polymerization initiator. The lemperatür, wherein the polymerization is carried out is not critical importance and may be between about -30 ° and 100 0 O or above. Excellent results were obtained, however, when the Polyiaerisationstemperatur between 0 ° and 90 0 O held wurfi © c Ds rp ^ value is generally maintained throughout the Poi ^ ^ IEJ iaation below. Polymerization-modifying Μϊΐϋΐ '- .. j - «Β · primary, secondary and tertiary mercaptans, Püffen electrolytes and the like can also be included in the polymerization approach«
Außer auf Latices auf Acrylat- und Butadienbasis, die interpolymerisierte Carboxylgruppen enthalten, ist das Verfahren auch anwendbar, wenn die Acrylat- oder Butadienpolymerlatices selbst keine Carboxylgruppen oder eine ungenügende Menge Carboxylgruppen enthalten, so daß sie als solche für das Verfahren gemäß der Erfindung unwirksam sein würden. Diese letztgenannten Latices sind jedoch geeignet, wenn ein wasserlösliches Salz eines Oopolymeren, das durch Polymerisation einer α,β-olefinisch ungesättigten Carbonsäure wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure u.dgl. mit einem oder mehreren Estern einer a,ß-Except for latices based on acrylate and butadiene, which Contain interpolymerized carboxyl groups, the process is also applicable if the acrylate or butadiene polymer latices themselves do not contain carboxyl groups or an insufficient amount of carboxyl groups so that they as such would be ineffective for the method according to the invention. However, these latter latices are suitable when a water-soluble salt of an Oopolymer, which by polymerization of an α, β-olefinically unsaturated Carboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and the like with one or more esters of an a, ß-
., -^ _, , ..... , erhalten .w.orden ist,. olefinisch ungesättigten Carbonsaure/oder eines Copolymeren einer a,ß-olefinisoh ungesättigten Carbonsäure mit einem Polyalkenylpolyäther eines mehrwertigen Alkohols zugesetzt wird.., - ^ _,, ....., received .w.orden ,. olefinically unsaturated carboxylic acid / or a copolymer an a, ß-olefinisoh unsaturated carboxylic acid with a polyalkenyl polyether of a polyhydric alcohol is added.
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Geeignete Copolymerzusätze des ersten Typs sind beispielsweise Copolymere, die etwa. 15 bis 70 Gew,-/« Methacrylsäure enthalten, die mit etwa 30 bis 85 Gewe-$> eines Esters einer α,β-olefinisch ungesättigten Carbonsäure interpolymerisiert ist« Vorzugsweise enthalten diese Copolymeren etwa 35 bis 65$ der Methacrylsäure und etwa 40 bis 65$ eines Aorylsäureesters. Für die Herstellung dieser Copolymeren eignen sich beispielsweise Acrylsäureester, die von Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomen wie Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sekundärem Butanol, tertiärern Butanol, Hexanol, Cyclohexanol und Octanol abgeleitet sind. Vorzugsweise werden Ester eines der vorstehend genannten Alkohole mit Acrylsäure oder Methacrylsäure verwendet» Wenn als Acrylsäureester Äthylacrylat verwendet wird, enthält das Copolymere im allgemeinen etwa 40 bis 55/fc Methacrylsäure. Bei Verwendung von Methylacrylat als Acrylsäureester sollten etwa 35 bis 50 Gew,-$ Methacrylsäure im Copolymeren vorhanden sein· Gegebenenfalls können Gemische eines oder mehrerer Acrylsäureester zur Herstellung dieser Copolymerzusätze verwendet werden· Besonders bevorzugt wird Äthylacrylat in Kombination mit Methylmethaorylat. Die vorstehend genannten Copolymeren sind besondere wirksam, wenn sie etwa 0,1 bis 0,8 Gew.-yo eines vernetzenden Monomeren wie Methylen-bis-acrylamid, Äthy-Ienglykoldimethacrylat, Diäthylenglykoldiacrylat, Allylpentaerythrit und Divinylbenzol enthalten.Suitable copolymer additives of the first type are, for example, copolymers which are about. Contain / "methacrylic acid with about 30 to 85 percent by e - - 15 to 70 percent, interpolymerized $> an ester of an α, β-olefinically unsaturated carboxylic acid" preferably contain these copolymers about 35 to 65 $ of methacrylic acid and about 40 to 65 $ of an aoryl acid ester. Acrylic esters derived from alcohols with 1 to 8 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, secondary butanol, tertiary butanol, hexanol, cyclohexanol and octanol are suitable for the production of these copolymers. Esters of one of the alcohols mentioned above with acrylic acid or methacrylic acid are preferably used. If ethyl acrylate is used as the acrylic acid ester, the copolymer generally contains about 40 to 55% methacrylic acid. When using methyl acrylate as the acrylic acid ester, about 35 to 50% by weight of methacrylic acid should be present in the copolymer.If necessary, mixtures of one or more acrylic acid esters can be used to produce these copolymer additives.Ethylacrylate in combination with methyl methacrylate is particularly preferred. The above copolymers are particularly effective when they contain about 0.1 to 0.8 percent by weight of a crosslinking monomer such as methylene-bis-acrylamide, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, allyl pentaerythritol and divinylbenzene.
Als Zusätze für die Verwendung mit den Acrylat- oder Butadienbinderlatioes eignen sich ferner polymere Verdickungsmittel, die durch Polymerisation einer a,ß-olefinisch ungesättigten Carbonsäure wie Acrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und Fumarsäure mit einem Polyalkenylpolyäther einea mehrwertigen Alkohols erhalten werden, wobei der mehrwertige Alkohol etwa 4 C-Atome und wenigstens 3Hydroxylgruppen und der Polyäther mehr als einen Alkenylrest pro Molekül enthält. Diese VerdickungsmittelPolymeric thickeners are also suitable as additives for use with the acrylate or butadiene binder latioes, the polymerization of an a, ß-olefinically unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid, itaconic acid, Maleic acid and fumaric acid are obtained with a polyalkenyl polyether a polyhydric alcohol, the polyhydric alcohol having about 4 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups and the polyether more than one Contains alkenyl radical per molecule. These thickeners
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sind ausführlich in der U.S.Ao-Patentschrift 2 798 053 beschriebeneare detailed in U.S. Patent 2,798,053 described
Die polymeren Verdickungsmittel für die Zwecke der Erfindung werden vor der Imprägnierung des Faservlieses mit den Acrylat- oder Butadienbinderlatices gemischt. In Abhängigkeit vom Carboxylgehalt des Polymerzusatzes und dem gewünschten Carboxylgruppengehalt im Latexbinder variiert die Menge dieser Zusätze in weiten Grenzen» Im allgemeinen machen die vorstehend beschriebenen äußeren Copolymerverdickungsmittel etwa 0,1 bis 10 Gewe-A vorzugsweise etwa 0,5 bis 4 Gew.-$ des gesamten Polymergehalts des Binderlatex aus.The polymeric thickeners for the purposes of the invention are prior to the impregnation of the nonwoven with mixed with the acrylate or butadiene binder latices. Dependent on varies on the carboxyl content of the polymer additive and the desired carboxyl group content in the latex binder the amount of these additives within wide limits »In general, make the above-described external copolymer thickeners about 0.1 to 10 Gewe-A preferably about 0.5 to 4% by weight of the total polymer content of the Binder latex.
Als besonders vorteilhafte Bindemittel für die Behandlung nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erwiesen sich carboxylhaltige Polyacrylatlatices, die etwa 0,1 bis 10 Gew»-?£ des a,ß-olefinisch ungesättigten Carbonsäuremonomeren enthalten, das auf ein Alkylacrylat-Grundpolymeres überpolymerisiert ist. Die Gruhdpolymeren enthalten im allgemeinen etwa 50 bis 99,9 Gew.-^ (bezogen auf die Gesamtmonomeren) eines Esters einer α,β-olefinisoh ungesättigten Carbonsäure und etwa 0 bis 49 Gew.-% eines oder mehrerer anderer polymerisierbarer Comonomerer, vorzugsweise etwa 0,5 bis 15 Gew.-a/o eines α,ß-olefinisch ungesättigten N-Alkylolamids oder 0,5 bis 35 Gewe-# eines Acrylamide oder -nitrile wie Acrylamid, Methacrylamid, Acrylnitril oder Methacrylnitril.Carboxyl-containing polyacrylate latices which contain about 0.1 to 10 wt. The base polymers generally contain about 50 to 99.9% by weight (based on the total monomers) of an ester of an α, β-olefinically unsaturated carboxylic acid and about 0 to 49% by weight of one or more other polymerizable comonomers, preferably about 0 , 5 to 15 wt -. a / o of an α, ß-olefinically unsaturated N-alkylol amide, or 0.5 to 35 percent by e - # of acrylamides or nitriles such as acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile or methacrylonitrile.
Diese bevorzugten und äußerst wirksamen Latices von überpolymerisiertem Polyacrylat werden mit geringer Modifikation der oben beschriebenen üblichen Polymerisationsverfahren erhalten. Das Acrylat-Grundpolymere wird naoh diesen üblichen Verfahren hergestellt«,These preferred and extremely effective latexes of overpolymerized Polyacrylate are made with little modification of the conventional polymerization processes described above obtain. The acrylate base polymer is produced according to these usual processes «,
Bei der Durchführung der Überpolymerisation müasen gewisse Änderungen vorgenommen werden. Im allgemeinen kann dasCertain changes must be made in carrying out the overpolymerization. In general it can
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carboxylhaltige Monomere als solches überpolymerisiert werden, oder andere polymerisierbar Monomere können mit dem carboxylhaltigen Monomeren kombiniert werden. Brauch^ bar Polymere werden erhalten, wenn die anderen polymerisierbaren Monomeren Vinylidenmonomere sind, die in solchen Mengen verwendet werden, daß das Gewichtsverhältnis des Vinylidencomonomeren zur monomeren Säure kleiner ist als etwa 5:1 ο Ausgezeichnete Überpolymerisationen werden erreicht, wenn das Gewichtsverhältnis des Vinylidencomonomeren zur monomeren Säure bei 1s1 oder darunter gehalten wird.carboxyl-containing monomers as such can be overpolymerized, or other polymerizable monomers can be used with the carboxyl-containing monomers are combined. Custom ^ bar polymers are obtained when the other polymerizable monomers are vinylidene monomers in such Amounts are used that the weight ratio of the vinylidene comonomer to the monomeric acid is less than about 5: 1 ο excellent overpolymerizations are achieved, when the weight ratio of the vinylidene comonomer to the monomeric acid is kept at 1s1 or below will.
Die gleichen Monomeren, die zur Bildung des Acrylat-Grundpolymeren interpolymerisiert werden, dienen auch als vorteilhafte Comonomere mit der monomeren Säure bei der Überpolymerisation. Geringe Mengen Alkylacrylate wie Ä'thylacrylat und Methylacrylat erwiesen sich als besonders vorteilhafte Comonomere, die mit den Säuremonomeren überpolymerisiert werden können. Außer den üblichen Vinylidencomonomeren können in den Überpolymerisatiorisansatz auch geringe Mengen polyfunktioneiler Verbindungen wie Methylenbis-acrylamid, Athylenglykoldimethacrylat, Diäthylenglykoldiacrylat, Allylpentaerythrit und Divinylbenzol einbezogen werden. Durch Einbeziehung dieser Vinylidenmonomeren und polyfunktionellen Verbindungen, die sich mit den Säuremonomeren während der Überpolymerisation vernetzenThe same monomers that make up the base acrylate polymer are interpolymerized, also serve as advantageous comonomers with the monomeric acid in the Overpolymerization. Small amounts of alkyl acrylates such as Ethyl acrylate and methyl acrylate proved to be particularly advantageous comonomers, which overpolymerized with the acid monomers can be. In addition to the usual vinylidene comonomers, the overpolymerization batch can also be used small amounts of polyfunctional compounds such as methylenebisacrylamide, Ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, Allyl pentaerythritol and divinylbenzene included will. By including these vinylidene monomers and polyfunctional compounds that interact with the Crosslink acid monomers during overpolymerization
können, werden Latices erhalten, die ausgezeichnete Stabilität haben, äußerst hohe Viskositäten entwickeln können und bei Verwendung als Bindemittel für Faservliese beim Verfahren gemäß der Erfindung Produkte ergeben, die eine erheblich verbesserte innere Festigkeit oder Beständigkeit gegen Aufspaltung haben.latices are obtained which have excellent stability and can develop extremely high viscosities and when used as a binder for nonwovens in the process according to the invention result in products which have a have significantly improved internal strength or resistance to splitting.
Die Überpolymerisation oder Aufpfropfung der Säuremonomeren beginnt, wenn die Polymerisation des Grundpolymeren vollendet oder im wesentlichen vollendet ist. Es ist be~ sonders zweckmäßig, mit ihr zu beginnen, nachdem einThe over-polymerization or grafting of the acid monomers begins when the polymerization of the base polymer is complete or substantially complete. It is be ~ especially useful to start with after one
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Umsatz von ungefähr 5Ο^ό der G-rundmonomeren erreicht worden ist. Vorzugsweise wird die Überpolymerisation verzögert, "bis die Monomeren, die das G-rundpolymere bilden, zu etwa Τ0"/ί> oder mehr polymerisiert sind,, Das Verfahren · der Kombination anderer Monomerer mit dem Carbonsäuremonomeren ist besonders vorteilhaft zur Erzielung stabiler Überpolymerisationen und Latices, wenn die Überpolymerisation verzögert wird, bis hohe Umsätze der Grundmonomeren erreicht sind.Conversion of about 5Ο ^ ό of the basic monomers has been achieved. Preferably, the overpolymerization is delayed "until the monomers making up the basic polymer have polymerized to about Τ0" / ί> or more. The process of combining other monomers with the carboxylic acid monomer is particularly advantageous for achieving stable overpolymerizations and latices if the overpolymerization is delayed until high conversions of the basic monomers are reached.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß man Ammoniak- oder Amindämpfe auf das Faservlies, das mit einem der vorstehend genannten carboxylhaltigen polymeren Latexbinder imprägniert worden ist, einwirken läßt. Durch diese Einwirkung wird der Latexbinder in situ verdickt, wodurch die Wanderung des polymeren Bindern aus den inneren Bereichen des Faservlieses zur Oberfläche bei der Entfernung des Wassers während des Trocknens verhindert wird. Auf diese Weise wird der polymere Binder innerhalb des Faservlieses gleichmäßiger verteilt, als dies bisher möglich war. Das reine Ergebnis dieser Behandlung ist eine merkliche Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Faservlieses. Die innere Festigkeit oder der Aufspaltwiderstand und im allgemeinen die Zugfestigkeit, insbesondere die Naßfestigkeit der Faservliese werden durch Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung verbessert.The method according to the invention consists in that ammonia or amine vapors on the nonwoven fabric with has been impregnated with one of the aforementioned carboxyl-containing polymeric latex binders. By This exposure will thicken the latex binder in situ, causing migration of the polymeric binder from the interior Areas of the fiber fleece to the surface in the removal of the water during drying is prevented. In this way, the polymeric binder is distributed more evenly within the fiber fleece than before was possible. The sheer result of this treatment is a marked improvement in physical properties of the fiber fleece. The internal strength or the resistance to splitting and in general the tensile strength, in particular the wet strength of the fiber webs are improved by using the method according to the invention.
Damit der größtmögliche Vorteil der Erfindung erzielt wird, muß der pH-Wert der Latioes der oarboxylhaltigen Polymeren während der Tränkung oder Imprägnierung unterhalb bestimmter Grenzen gehalten werden. Hierdurch wird vollständige Durchdringung und Gleichmäßigkeit des Binderlatex im gesamten Faservlies erzielt. Dies ist wesentlich für die Erzielung der verbesserten physikalischen Eigenschaften. Der erforderliche pH-Wert ist zwar von einem Latex zum anderen, in Abhängigkeit von den verwendeten Monomeren und dem Carboxylgruppengehalt verschieden, jedoch sollte erThus, the greatest possible advantage of the invention is achieved, the pH value must be kept of the Latioes oarboxylhaltigen polymer during the impregnation or impregnation below certain limits. This achieves complete penetration and uniformity of the binder latex in the entire fiber fleece. This is essential to achieve the improved physical properties. The required pH value is indeed different from a latex to another, depending on the monomers used and the carboxyl group, but should
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für eine einwandfreie Imprägnierung vorzugsweise auf der sauren Seite liegen. Mit einem neutralen oder leicht basischen Latex werden jedoch in den meisten Fällen annehmbare Ergebnisse erhalten. Im allgemeinen wird der ρττ-Wert des carboxylhaltigen Butadienpolymerlatex bei etwa 7,5 oder darunter, vorzugsweise zwischen etwa 6,5 und 2,5 gehalten. Ausgezeichnete Ergebnisse werden erhalten, wenn Latices an den höheren p^-Grenzen vor der Imprägnierung angesäuert werden, um einen vorteilhafteren PjT-Wert und eine vorteilhaftere Viskosität zu erzielen.for perfect impregnation, preferably lie on the acidic side. With a neutral or light basic latex, however, acceptable results will be obtained in most cases. In general, the ρττ value of the carboxyl-containing butadiene polymer latex about 7.5 or below, preferably between about 6.5 and 2.5. Excellent results are obtained if latices are acidified at the higher p ^ boundaries prior to impregnation, to a more advantageous one PjT value and a more advantageous viscosity.
Zur Erleichterung der Imprägnierung des Faservlieses wird der Gesamtfeststoffgehalt des Latexbinders im allgemeinen unter etwa 50$ gehalten. Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit Latices erhalten, die etwa 15 bis 35$ GesamtfeststoffeTo facilitate impregnation of the nonwoven fabric, the total solids content of the latex binder is generally used kept under about $ 50. Excellent results will be Get with latices that are about $ 15 to $ 35 total solids
15 enthalten«15 included «
Ein entscheidend wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Einwirkung von Ammoniak- oder Amindämpfen auf das imprägnierte Faservlies. Im allgemeinen wird Ammoniak bevorzugt, weil es leicht verfügbar und gasförmig ist und auegezeichnete Löslichkeit in den Binderlatioes bei den angewandten Temperaturen hat, jedoch können auch primäre, sekundäre oder tertiäre aliphatische Monoamine mit ausgezeichneten Ergebnissen verwendet werden. Typische Amine, die geeignet sind, können bis zu 12 C-Atome enthalten, jedoch werden Amine mit bis zu 6 C-Atomen im allgemeinen bevorzugt. Ausgezeichnete Ergebnisse sind mit gasförmigen Aminen wie Methylamin, Äthylamin, Dimethylamin und Trimethylamin erhalten worden. Die höhermolekularen Amine, die unter ITormalbedingungen bei Raumtemperatur flüssig sind, z.B. primäre Amine mit 3 bis 11 C-Atomen und die niederen sekundären und tertiären Amine, die normalerweise einen erheblichen Dampfdruck bei Raumtemperatur oder etwas darüber ausüben und in Wasser leicht löslich sind, können ebenfalls verwändet werden. Im allgemeinen haben die für das Verfahren gemäß der Erfindung geeigneten AmineA critically important feature of the invention is the action of ammonia or amine vapors on the impregnated Non-woven fabric. In general, ammonia is preferred because it is readily available and gaseous and is excellent Solubility in the binder latioes in the applied Temperatures, however, can also use primary, secondary or tertiary aliphatic monoamines with excellent Results are used. Typical amines that are suitable can contain up to 12 carbon atoms, however amines with up to 6 carbon atoms are generally preferred. Excellent results are with gaseous Amines such as methylamine, ethylamine, dimethylamine and trimethylamine have been obtained. The higher molecular weight amines, which are liquid under normal conditions at room temperature are, for example, primary amines with 3 to 11 carbon atoms and the lower secondary and tertiary amines, which are normally exert significant vapor pressure at room temperature or slightly above and are readily soluble in water, can also be used. In general, those suitable for the process according to the invention have amines
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Siedepunkte unter etwa 15O0C, vorzugsweise unter etwa 1000G. Die leichte Löslichkeit von Ammoniak und Aminen in Wasser gewährleistet, daß sie auf die Binderlatices selbst in den innersten Bereichen des Faservlieses gleichmäßig einwirken und hierbei eine Verdickung des Latex in situ hervorrufen und eine spätere Wanderung des Binders weitgehend ausschalten» Ammoniak und Amine haben die Fähigkeit, von dem imprägnierten Faservlies augenblicklich oder im wesentlichen augenblicklich aufgenommen zu werden, und kommen sowohl mit den inneren als auch mit den oberflächlichen Bereichen mit der gleichen Wirksamst in Berührung, wodurch das Verfahren gemäß der Erfindung so vorteilhaft wird und die Entwicklung von überlegenen physikalischen Eigenschaften in den gemäß der Erfindung behandelten Faser-Boiling points below about 15O 0 C, preferably below about 100 0 G. The easy solubility of ammonia and amines in water ensures that they act evenly on the binder latices even in the innermost areas of the fiber fleece and thereby cause a thickening of the latex in situ and a Eliminate subsequent migration of the binder to a large extent. »Ammonia and amines have the ability to be absorbed instantaneously or essentially instantaneously by the impregnated fiber fleece, and come into contact with both the inner and the superficial areas with the same effect, whereby the method according to of the invention is so advantageous and the development of superior physical properties in the fiber treated according to the invention
15 Vliesen ermöglicht.15 nonwovens possible.
Versuche, diese gleichmäßige Behandlung von imprägnierten Faservliesen nach anderen Methoden zu erreichen, waren erfolglos. Entweder konnte der Binder in Fällen, in denen der Binderlatex vor der Imprägnierung verdickt wurde, nicht gleichmäßig in das Faservlies eindringen, oder der Versuch, die nachträgliche Verdickung des Binderlatex nicht mit Ammoniak oder Aminen gemäß der Erfindung, sondern mit anderen Mitteln vorzunehmen, führte zu einer so starken und schnellen anfänglichen Verdickung an der Oberfläche des Faservlieses, daß hierdurch das weitere Eindringen des Verdickungsmittel bis in die inneren Bereiche des Faservlieses verhindert wurde, so daß diese inneren Bereiche der Wanderung des Bindemittels beim irooknen unterliegen»Attempts to achieve this uniform treatment of impregnated nonwovens by other methods have been unsuccessful. Either, in cases where the binder latex was thickened prior to impregnation, the binder could does not penetrate evenly into the fiber fleece, or the attempt to subsequently thicken the binder latex not to do with ammonia or amines according to the invention, but with other means, led to such a thing strong and rapid initial thickening on the surface of the nonwoven fabric, which thereby further penetration of the thickener was prevented into the inner areas of the fiber fleece, so that these inner Areas of migration of the binding agent during irooknen subject »
Die Behandlung des imprägnierten Faservlieses mit Ammoniakoder Amindämpfen ist in Abhängigkeit von den jeweils verwendeten Latexbindern und Verdickungsmitteln verschieden. Die Kontaktzeiten sind im allgemeinen kürzer als etwa 80 Minuten und liegen vorzugsweise zwischen etwa 2 Sekunden und 5 Minuten» Bei Verwendung von Ammoniak undThe treatment of the impregnated fiber fleece with ammonia or amine vapors depends on the one used Different latex binders and thickeners. The contact times are generally shorter than about 80 minutes and are preferably between about 2 seconds and 5 minutes »When using ammonia and
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flüchtigeren Aminen wurde mit Kontaktzeiten zwischen 5 Sekunden und 1 Minute erfolgreich gearbeitet, wobei festgestellt wurde, daß dem gehärteten Faservlies maximale Eigenschaften verliehen wurden. Wenn die maximale Verdickung des Binderlatex einmal erreicht ist, ergibt sich durch eine weitere Behandlung mit Ammoniak oder Aminen keine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Vlieses, jedoch ergeben sich durch eine längere Einwirkung der Ammoniak- oder Amindämpfe auch keine nachteiligen Wirkungen. more volatile amines have worked successfully with contact times between 5 seconds and 1 minute it was found that maximum properties were imparted to the cured nonwoven fabric. When the maximum thickening the binder latex is reached once, results from a further treatment with ammonia or amines no further improvement in the properties of the fleece, but longer exposure to the Ammonia or amine vapors also have no adverse effects.
Die Behandlung mit Ammoniak oder Amin v/ird zweckmäßig in einer Kammer vorgenommen, die bei Raumtemperatur oder darüber gehalten wird, z.B. in einem Ofen mit Materialzuführung auf Grund der Schwerkraft, in dem eine genügende Konzentration der Ammoniak- oder Amindämpfe für die Behandlung des imprägnierten Faservlieses aufrecht erhalten werden kann. Die Behandlungsöfen können "bei erhöhten Temperaturen gehalten werden, jedoch sollten diese Temperaturen im allgemeinen 1000C nicht übersteigen, besonders wenn mit langen Behandlungszeiten gearbeitet v/ird. Auf Grund der kurzen Kontaktzeiten, die beim Verfahren gemäß der Erfindung möglich sind, kann das imprägnierte Vlies, kontinuierlich durch die Ammoniak- oder Amindämpfe geführt werden, um die Behandlung zu erleichtern. Ein solches kontinuierliches Verfahren ist für den großtechnischen Betrieb äußerst erwünscht.The treatment with ammonia or amine is expediently carried out in a chamber which is kept at room temperature or above, for example in an oven with material feed due to gravity, in which there is a sufficient concentration of ammonia or amine vapors for the treatment of the impregnated fiber fleece can be maintained. The treatment ovens can "be kept at elevated temperatures, but these temperatures should generally not exceed 100 ° C., especially when long treatment times are used. Due to the short contact times which are possible in the process according to the invention, the impregnated Nonwoven fabric, through which ammonia or amine vapors are continuously passed to facilitate treatment, such a continuous process is highly desirable for large-scale operations.
Nach der Behandlung und Verdickung mit Ammoniak oder Amin wird das Vlies getrocknet und gehärtet. Die Trocknung wird normalerweise vorgenommen, indem das Vliesmaterial durch eine oder mehrere Heizkammern geführt wird, die bei einer Temperatur zwischen etwa 93 und 149°C gehalten werden. Die bevorzugte Trockentemperatur liegt im Bereich zwischen etwa 107 und 1350C. Die Heizkammern können gegebenenfalls bei vermindertem Druck gehalten werden* um die Entfernung des 'Wassers zu erleichtern, Das getrocknete.After treatment and thickening with ammonia or amine, the fleece is dried and cured. Drying is typically accomplished by passing the nonwoven material through one or more heating chambers maintained at a temperature between about 93 and 149 ° C. The preferred drying temperature is in the range between about 107 and 135 0 C. The heating chambers can be maintained * in order to facilitate the removal of 'the water, the dried, optionally under reduced pressure.
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Vlies wird dann im allgemeinen durch eine oder mehrere Heizkammern geführt, die "bei höheren Temperaturen gehalten werden, um die verwendeten Bindemittel zu härten und die endgültigen physikalischen Eigenschaften des Vlieses aus- · zubilden. Diese Heizkammern werden bei Temperaturen zwischen etwa 121 und 1630C, vorzugsweise zwischen 135 und 1490C gehalten. Bei jedem Trockenvorgang der Härtestufe kann das Vliesmaterial einmal oder so häufig wie erforderlich durch die Heizkammer geführt werden. In Abhängigkeit von der Temperatur, die für den jeweils verwendeten Binderlatex exforderlich ist, müssen das Trocknen und Härten nicht in zwei getrennten Stufen durchgeführt werden»Web is then generally performed by one or more heating chambers, the "be maintained at higher temperatures, to cure the binder used and the ultimate physical properties of the nonwoven Removing · zubilden. These heating chambers are at temperatures between about 121 and 163 0 C. preferably maintained from 135 to 149 0 C. In each drying cycle of the hardness level, the nonwoven material may be once or as often be performed as required by the heating chamber. depending on the temperature exforderlich for the particular binder used latex, drying and curing must not be carried out in two separate stages »
In den folgenden Beispielen beziehen sich die Mengenangaben auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.In the following examples, the amounts given relate to based on weight, unless otherwise stated.
Um d^s Verfahren gemäß der Erfindung zu veranschaulichen, wurde ein Butadienpolymerlatex, der interpolymerisierte Carboxylgruppen enthielt, für die Verwendung als Bindemittel hergestellt» Der Latex wurde durch Emulsionspolymerisation von 52 Teilen Butadien, 45 Teilen Styrol und je etwa 1,5 Teilen Acrylsäure und Methacrylsäure in 95 Teilen Wasser, das 3 Teile eines Alkylbenzoleulfonats als Emulgator enthielt, hergestellt. Die Polymerisation wurde mit 0,15 Teilen Kaliumpersulfat als KatalysatorTo illustrate the method according to the invention, developed a butadiene polymer latex containing interpolymerized carboxyl groups for use as a binder The latex was produced by emulsion polymerization of 52 parts of butadiene, 45 parts of styrene and about 1.5 parts each of acrylic acid and methacrylic acid in 95 parts of water, which is 3 parts of an alkylbenzenesulfonate contained as an emulsifier. The polymerization was carried out with 0.15 parts of potassium persulfate as a catalyst
ausgelöst. Das Reaktionsgemisch wurde bei etwa 500C gehalten, bis im wesentlichen vollständiger Umsatz erreicht war. Der erhaltene Butadieneopolymerlatex enthielt etwa Gesamtfeststoffe.triggered. The reaction mixture was kept at about 50 ° C. until essentially complete conversion was achieved. The butadiene copolymer latex obtained contained about total solids.
Ein Imprägnierbad wurde hergestellt, indem der Latex mit destilliertem Wasser auf 25$ Gesamtfeststoffe verdünnt wurde. Unbeschichtetes flaches Papier von 0,25 mm Dicke (Patterson Parchment Company) mit minimalem Kontakt von Paser zu Faser wurde in eine Hülle aus DacronmarquisetteAn impregnation bath was made by diluting the latex to 25% total solids with distilled water became. Uncoated flat paper 0.25 mm thick (Patterson Parchment Company) with minimal contact of Paser to fiber was wrapped in a dacron marquisette
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gegeben und dann imprägniert, indem das Papier in das Latexbad getaucht-wurde. Der überschüssige Binderlatex wurde dann entfernt, indem das Papier zwischen Quetschwalzen, die unter einem Druck von etwa 9 kg gehalten wurden, hindurch-gefuhrt wurde« Das imprägnierte Papier wurde dann aus der Marquisettehülle genommen«,given and then impregnated by placing the paper in the Latex bath was dipped. The excess binder latex was then removed by placing the paper between nip rollers, which were kept under a pressure of about 9 kg, was passed through «The impregnated paper was then taken out of the marquisette cover «,
Das in der beschriebenen Weise imprägnierte Papier wurde dann 3 Minuten mit Amrnoniakdämpfen behandelt, indem es in einen warmen (60-800C) Ofen gegeben wurde, der Ammoniakdämpfe enthielt. Die Ammoniakatmosphare wurde erzeugt, indem eine frische 20$ige Ammoniumhydroxydlösung in einer Schale vor der Einführung des Papiers auf den Boden des Ofens gestellt wurde. Unmittelbar nach der Einwirkung des Ammoniaks wurde das Papier getrocknet und 5 Minuten in einem bei 1350C gehaltenen Ofen mit Belüftung gehärtet.The impregnated in the manner described paper was then treated for 3 minutes with Amrnoniakdämpfen by being placed in a warm (60-80 0 C) oven, the ammonia vapors contained. The ammonia atmosphere was created by placing a fresh 20% ammonium hydroxide solution in a dish on the bottom of the oven before inserting the paper. Immediately after the action of the ammonia, the paper was dried and cured for 5 minutes in an oven kept at 135 ° C. with ventilation.
Die physikalischen Eigenschaften des gehärteten Papiers wurden dann ermittelt und mit den Eigenschaften von gleichem imprägniertem Papier, das jedoch nicht mit Ammoniak behandelt worden war, verglichen. Die Zugfestigkeit (Bruchfestigkeit) der Vliesmaterialien wurde gemäß ASTM D 1117-63 (Streifenmethode) bestimmt. Proben, die zur Bestimmung der Maßfestigkeit dienten, wurden unmittelbar vor der Prüfung 16 Stunden bei Raumtemperatur in Wasser gehalten. Der Aufspaltwiderstand für die Fasern und die innere Festigkeit des Papiers wurde wie folgt bestimmt: Eine Vliesprobe von 25,4 x 152 mm wurde zwischen zwei Klebstreif ens tücke (Bondez T~7) "von 38 χ 152 mm gelegt. Das Schichtgebilde wurde 30 Sekunden mit dem Gewicht eines Bügeleisens bei 135°O auf einer Heizplatte verklebt. Die Klebstreifen wurden dann mit einer Geschwindigkeit von 30,5 cm/Minute auseinandergezogen,, Die hierzu erforderliche Kraft ist in g/2,54 Qm Breite angegeben.The physical properties of the hardened paper were then determined and compared with the properties of the same impregnated paper, but which had not been treated with ammonia. The tensile strength (breaking strength) of the nonwoven materials was determined according to ASTM D 1117-63 (strip method). Samples used to determine dimensional stability were kept in water for 16 hours at room temperature immediately before the test. The splitting resistance for the fibers and the internal strength of the paper were determined as follows: A fleece sample of 25.4 × 152 mm was placed between two pieces of adhesive tape (Bondez T ~ 7) ″ of 38 × 152 mm. The layer structure was held for 30 seconds glued to a hot plate with the weight of an iron at 135 ° O. The adhesive strips were then pulled apart at a speed of 30.5 cm / minute.
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Papiere, die mit dem oben beschriebenen Butadienbinderlatex imprägniert und in üblicher Weise getrocknet und gehärtet worden waren, hatten eine Faßfestigkeit von 953 g/2,54 cm Breite und eine innere Festigkeit von 408 g/2,54 cm Breite. Gleiche Papierproben, die nach der Imprägnierung und vor dem Trocknen und Härten mit Ammoniakdämpfen gemäß der Erfindung behandelt worden waren, hatten eine Naßfestigkeit von 1,4 kg/2,54 cm Breite und einen Aufspaltwiderstand von 468 g/2,54 cm Breite.Papers impregnated with the butadiene binder latex described above and dried in the usual way and had been cured had a barrel strength of 953 g / 2.54 cm wide and an internal strength of 408 g / 2.54 cm wide. Same paper samples that were made after the Impregnation and treated with ammonia vapors according to the invention prior to drying and curing a wet strength of 1.4 kg / 2.54 cm width and a splitting resistance of 468 g / 2.54 cm width.
Wenn der vorstehend, beschriebene Butadienlatex sum Imprägnieren von anderen Faservliesen außer Papier verwendet wird, werden ähnliche verbesserte Eigenschaften erhalten. Ebenso werden die Eigenschaften sowohl von Papier als auch textlien Faservliesen, die mit diesen carboxylierten Butadienlatices imprägniert werden, verbessert, wenn die Behandlungsdauer kürzer ist als 3 Minuten. Behandlungszeiten bis hinab zu 10 Sekunden sind wirksam. Durch Behandlung mit Diäthylamin an Stelle von Ammoniak wird eine vergleichbare Verbesserung der Naßfestigkeit und desWhen the butadiene latex described above is impregnated used by nonwovens other than paper, similar improved properties are obtained. Likewise, the properties of both paper and textile nonwovens are carboxylated with them Butadiene latices are impregnated if the treatment time is shorter than 3 minutes. Treatment times down to 10 seconds are effective. Through treatment with diethylamine instead of ammonia a comparable improvement in wet strength and des
20 Aufspalt-widerstandes erzielt.20 splitting resistance achieved.
Der gemäß Beispiel 1 hergestellte Butadienlatex wurde auf 25$ G-esamtfeststoffe verdünnt, worauf der pH-Wert durch Zusatz von 10biger Essigsäure auf 3,5 eingestellt wurde.The butadiene latex of Example 1 prepared was 25 $ G-esamtfeststoffe diluted, followed by the pH value is adjusted by addition of acetic acid 10biger to 3.5.
2,5 Teile eines wasserlöslichen Salzes eines Oopolymeren von etwa 70$ Alkylacrylat und etwa 30% Methacrylsäure wurden mit dem Latex gemischt, um den Gesamtgehalt an Carboxylgruppen im erhaltenen Butadienbinderlatex zu erhöhen. Papier, das auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise imprägniert, 3 Minuten mit Ammoniak bei 810C behandelt und 5 Minuten bei 1350C gehärtet wurde, hatte eine Naßfestigkeit von 2 kg/2,54 cm Breite und einen Aufspalfcwiderstand von 544 g/2,54 cm Breite.2.5 parts of a water-soluble salt of an copolymer of about 70% alkyl acrylate and about 30% methacrylic acid were mixed with the latex to increase the total content of carboxyl groups in the resulting butadiene binder latex. Paper, which is impregnated in the manner described in Example 1, treated for 3 minutes with ammonia at 81 0 C and 5 minutes was cured at 135 0 C, had a wet strength of 2 kg / 2.54 cm width and a Aufspalfcwiderstand of 544 g / 2.54 cm wide.
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Latices auf Basis eines Butadienpolymeren mit interpolymerisi^rtem Styrol und Acrylnitril wurden nach einem üblichen Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt. Die Latices wurden dann sur Imprägnierung eines 0,254 mm dicken flachen Papiers verwendet, das dann auf seine innere Festigkeit und Haftfestigkeit geprüft wurde,, Die Polymeren von Beispiel 3 und 4 enthielten keine interpoly— merisierten, Carboxylgruppen enthaltenden Monomeren, Daher wurden diese Latices vor dem Gebrauch als Bindemittel mit 2,5 Teilen des in Beispiel 2 beschriebenen, carboxylhaitioen Gopolymeren gemischt. Die Prüfergebnisse sind in Tabelle I genannt, wobei die innere Festigkeit in g/2,54cm Breite und die Naßfestigkeit in kg/2,54 cm Breite angege-Latices based on a butadiene polymer with interpolymerized material Styrene and acrylonitrile were produced by a common emulsion polymerization method. the Latices were then impregnated on a 0.254 mm thick flat paper was used, which was then tested for its internal strength and adhesive strength, the Polymers from Examples 3 and 4 did not contain any interpolymerized, carboxyl group-containing monomers, therefore these latices were before use as a binder with 2.5 parts of the carboxylate described in Example 2 Mixed polymers. The test results are given in Table I, the internal strength in g / 2.54 cm Width and wet strength in kg / 2.54 cm width
15 ben ist.15 ben is.
909845/171 1909845/171 1
Beispiel Zusammensetzung des PolymerenExample composition of the polymer
Ermittelte Eigenschaft Mt iis.tex imprägniertes PapierDetected property Mt iis.tex impregnated paper
Mit Latex + 2,5 !eilen Copolymere^ als Verdickungsmittel imprägniertes Papier Paper impregnated with latex + 2.5% copolymers as a thickening agent
keine 3 Hinuten keine Behänd- Behandlung Behandlung mit ITH, lungnone 3 minutes no hand treatment with ITH, lung
(810C)3 (81 0 C) 3
3 Minuten Behandlung mit !THt p 3 minutes treatment with! THt p
Butadien
StyrolButadiene
Styrene
Naßfestigkeit (kg/2,54 cm Breite)Wet strength (kg / 2.54 cm width)
Innere Festigkeit, g/2,54 cm Breite 1,18Internal strength, 1.18 g / 2.54 cm width
604604
2,722.72
695695
Butadien
Acrylnitril ■ 3 U-Methylolaorylamid
Butadiene
Acrylonitrile ■ 3 U-Methylolaorylamide
Naßfestigkeit (kg/2,54 cm 3reite)Wet strength (kg / 2.54 cm 3 width)
Innere Festigkei g/2,54 cm BreiteInner strength / 2.54 cm width
t, 11,8t, 11.8
590590
11,3411.34
726726
Butadien
Acrylnitril Methylmeth*Butadiene
Acrylonitrile methylmeth *
acrylat
Methacrylsäure acrylate
Methacrylic acid
Naßfestigkeit (kg/2,54 cm Breite)Wet strength (kg / 2.54 cm width)
Innere Festigkeit, g/2,54 cm Bre.i te 1,68Internal strength, g / 2.54 cm width, 1.68
9191
2,132.13
173173
7,37.3
530530
6,92 6326.92 632
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Ein Latex eines Alkylacrylatpolymeren mit einen, überpolymerisierten carLoxylhaltigen Monomeren wurde als Bindemittel für Faservliese hergestellt, indem ein emulgiertes Monomerengemisch, das 32 Teile Wassers 88,5 Teile Äthylacrylat, 2,7 Teile Acrylnitril, 1,8 Teile Acrylamid und 1,8 Teile H-MethyIolacryIamid enthielt, in 64 Teilen Wasser, das 0,26 Teile Ammoniumpersulfat und einen Emulgator enthielt, der Emulsionspolymerisation unterworfen wurde. Die Polymerisation wurde bei 80 C durchgeführt, wobei das Monomerengemisch etwa 1 Stunde dem Polymerisationsreaktor zudosiert wurde. Kurz vor Beendigung der Zugabe wurde ein Gemisch von 2,6 Teilen Methacrylsäure, 2,5 Teilen Äthylacrylat, 0,8 Teilen Methylmethacrylat und 0,005 Teilen Iiethylen-bis-acrylamid in den Reaktor gegeben. Die Polymerisation wurde dann weiterhin bei 800O durchgeführt, bis im wesentlichen vollständiger Umsatz erreicht war. Der endgültige Latex enthielt insgesamt 98 Teile Wasser, 0,3 Teile Iiatriumlaury!sulfat als Emulgator und etwa 50> Gesamtfeststoffe„ Papier wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise imprägniert und geprüft. Me Prüfungsergebnisse sind nachstehend in Tabelle II genannt.A latex of alkyl acrylate with one überpolymerisierten carLoxylhaltigen monomers was prepared as a binder for fiber webs by an emulsified monomer mixture containing 32 parts Water 88.5 parts of s ethyl acrylate, 2.7 parts of acrylonitrile, 1.8 parts of acrylamide and 1.8 parts of H -MethyIolacryIamid contained, in 64 parts of water containing 0.26 part of ammonium persulfate and an emulsifier, which was subjected to emulsion polymerization. The polymerization was carried out at 80 ° C., the monomer mixture being metered into the polymerization reactor for about 1 hour. Shortly before the addition was complete, a mixture of 2.6 parts of methacrylic acid, 2.5 parts of ethyl acrylate, 0.8 part of methyl methacrylate and 0.005 part of ethylene-bis-acrylamide was added to the reactor. The polymerization was then carried out further at 80 0 O until essentially complete conversion was achieved. The final latex contained a total of 98 parts of water, 0.3 part of iatric lauryl sulfate as an emulsifier, and about 50% total solids. Paper was impregnated and tested in the manner described in Example 1. The test results are shown in Table II below.
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Eigenschaften des Papiers* Dauer der Behandlang mit Ammoniak**Properties of the paper * Duration of treatment with ammonia **
keine 5 Sek. . ,1 Min, 3 Mn. 60.Minutenless than 5 seconds. , 1 min, 3 mn. 60 minutes
Trockenfestigkeit, kg/2,54 cm Breite 27»7Dry strength, kg / 2.54 cm width 27 »7
Naßfestigkeit, kg/2,54 cm Breite 7,26 11 βφWet strength, kg / 2.54 cm width 7.26 11 βφ
Zugfestigkeit nach Kränkung mitTensile strength after hurting with
Q5 Lösungsmittel, kg/2,54 cm Breite 16,8 οQ 5 solvent, kg / 2.54 cm width 16.8 ο
J£ Trockendehnung, <fc 9■ -J £ dry elongation, <fc 9 ■ -
ui Innere Bindefestigkeit, g/2,54 cm Breite 567 1190ui Internal bond strength, g / 2.54 cm width 567 1190
14,52 13,614.52 13.6
11061106
11911191
* Durchschnitt von 3 Proben* Average of 3 samples
** Die Heizkammer v/urde "bei 810C gehalten** The heating chamber v / urde "at 81 0 C held
CJR GDCJR GD
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Papier, das vor der Härtung 3 Minuten bei 810C gehalten wurde, d.h. der gleichen Wärmebehändlung wie die in Tabelle I genannten, 3 Minuten behandelten Proben unterworjen v/orden war, . hatten nur etwa die Hälfte der Inneren Bindefestigkeit von Proben, die mit Ammoniak behandelt worden waren. Mit anderen Worten, durch die Ammoniakbehandlung der Paservliese, die mit Aerylatbindetlatire©3» die Carboxylgruppen enthielten, behandelt worden waren» konnten Vliesmaterialien erhalten werden, die im Vergleich zu Woliehen imprägnierten Vliesen den doppelten Aufspaltxvider- -, stand hatten. Paper which was held at 81 ° C. for 3 minutes before curing, ie was subjected to the same heat treatment as the 3-minute treated samples mentioned in Table I,. had only about half the internal bond strength of samples treated with ammonia. Had been in other words, by the ammonia treatment of Paservliese, the 3 'contained with Aerylatbindetlati r e © carboxyl groups treated "could nonwoven materials are obtained, compared to where borrowed impregnated fleeces twice Aufspaltxvider- - had stood.
Wenn der vorstehend beschriebene latex zur Imprägnierung eines Polyesterfaservlieses verwendet und das imprägnierte Vlies 5 Mi mn en bei 1350C gshärtet wurde, hatte der utibehandelte Polyester einen Aufspaltwiderstand von 595 -g/ 2,54 cm Breite. Die Polyesterprobe, die vor der härtung 3 Minuten mit Ammoniak behandelt worden war , hatte ei;föe:n höheren Aufspaltwiderstand, und zwar war die Kohäsio;n innerhalb des Polyestervlieses größer als die Adhäsion des Klebstreifens an dem imprägnierten Polyestervlies;, und das Vlies konnte vom Klebstreifen abgezogen werden, bevor es sich spaltete.When the latex described above is used for impregnating a polyester nonwoven fabric, and the impregnated fabric was 5 Mi mn en gshärtet at 135 0 C, the polyester had a utibehandelte Aufspaltwiderstand of 595 -g / 2.54 cm width. The polyester sample, which had been treated with ammonia for 3 minutes before curing, had a higher splitting resistance, namely the cohesion within the polyester fleece was greater than the adhesion of the adhesive strip to the impregnated polyester fleece ; , and the fleece could be peeled off the adhesive tape before it split.
Ein Acrylatlatexbinder ähnlich dem gemäß Beispiel 6 her— gestellten wurde nach Verdünnung auf 25$ G-esamtfeststoffe zur Imprägnierung von flaohemPapier von 0,254 mm Dicke verwendet. Die Imprägnierung und die Prüfung wurden auf die oben beschriebene Weise vorgenommen. Das Papier wurde' vor der 5 Hinuten bei 135°C vorgenommenen üblichen Härtung 3 Minuten bzw. 10 Minuten mit Diäthylamindämpfen aus einer 10bigen wässrigen Lösung des Amins behandelt. Der Aufspaltwiderstand ist in Tabelle III mit den Werten verglichen, die ohne Behandlung mit Diäthylamin and mit einem nichtimprägnierten Vergleichspapier erhalten wurden*An acrylate latex binder similar to that according to Example 6 was made after dilution to $ 25 total solids used to impregnate fluffy paper 0.254 mm thick. The impregnation and testing were carried out in the manner described above. The paper was' before the usual hardening carried out at 135 ° C for 5 minutes 3 minutes or 10 minutes with diethylamine vapors from a Treated 10bigen aqueous solution of the amine. The splitting resistance is compared in Table III with the values obtained without treatment with diethylamine and with a non-impregnated comparison paper *
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Tabelle IIITable III
Papierprobe Aufspaltwiderstand,g/2,54 cm Breite Paper sample splitting resistance, g / 2.54 cm width
I-.iclit imprägniertes Yergleichspapier, nicht uit Diäthyloniin behandelt 142I-.iclit impregnated matching paper, not treated uit diethyloniin 142
Imprägniertes Vor_leichspapier, nicht mit Diäthylamin behan-Impregnated prepreg paper, not treated with diethylamine
handelt3 minutes
acts
behandelt10 mins
treated
Acrylsäure wurde mit Äthylacrylnt, Acrylnitril und N-Methylolacrylamid ir. einem Ansatz für eire übliche Emulsionspolymerisation interpolyrnerisiert. Das erhaltene Polymere enthielt etwa 1 Teil Acrylsäure, 94 Teile Äthylaorylat und etwa 5 Teile Acrylnitril und N-Methvlolacrylatniöi 'iach Verdünnung mit Wasser auf etwa 257" Gesamtfeststoffe wurde der Polymerlatex als Imprägniermittel für Papierproben auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise verwendet. Die imprägnierten unbehandelten Vergleichspapiere, die 5 Minuten bei 1350C gehärtet wurden, hatten eine ITaßfestigkeit von 12,25 kg/2,54 cm Breite und einen Aufspaltwiderstand von 397 g/2,54 cm Breite. Die Papierproben,.die nach der Imprägnierung und vor der Härtung 3 Minuten in einer Heizkamrner mit Ammoniak behandelt worden waren, zeigten eine um "\Q"/> höhere Naßfestigkeit und einen um mehr als 50$ höheren Aufspaltwiderstand. Der Aufspaltwiderstand betrug 624 g/2,54 cm Breite. Acrylic acid was interpolymerized with ethyl acrylate, acrylonitrile and N-methylolacrylamide in a batch for a customary emulsion polymerization. The resulting polymer contained about 1 part acrylic acid, 94 parts ethyl aylate, and about 5 parts acrylonitrile and N-metholol acrylate oil. When diluted with water to about 257 "total solids, the polymer latex was used as an impregnant for paper samples in the manner described in Example 1. The impregnated untreated Comparison papers were cured 5 minutes at 135 0 C, had a ITaßfestigkeit of 12.25 kg / 2.54 cm width and a Aufspaltwiderstand of 397 g / 2.54 cm width. the paper samples, .the after the impregnation and before the Curing, which had been treated with ammonia for 3 minutes in a heating chamber , showed a "Q"/> higher wet strength and a splitting resistance which was more than 50 $ higher The splitting resistance was 624 g / 2.54 cm width.
Etwa 100 Teile des gemäß Beispiel 8 hergestellten Acrylatpolymerlatex (25$ G-esamtfestatoffe), der etwa 1 Teil interpolymerisierte Acrylsäure enthielt, wurden mit About 100 parts of the acrylate polymer latex prepared according to Example 8 (25 total solids), which contained about 1 part of interpolymerized acrylic acid, were mixed with
909045/1711 BAD ORIGINAL 909045/1711 ORIGINAL BATHROOM
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2,5 Teilen eines wasserlöslichen Salzes eines Copolymeren von etwa 7O'/a Alkylacrylaten und etwa 3Q/° Hetharylsäure gemischt, um den Gesamtgehalt an Carboxylgruppen im erhaltenen Latex zu erhöhen. Hachdein die Papierproben 3 Minuten bei 810C mit Ammoniak behandelt und 5 Minuten bei 1350C gehärtet worden waren, betrug die ITaßf estigkeit 15,42 kg/2,54 cm Breite und der Aufspaltwiderstand 992 g/ 2,54 cm Breite.2.5 parts of a water-soluble salt of a copolymer of about 70 '/ a alkyl acrylates and about 3Q / ° metharyl acid mixed in order to increase the total content of carboxyl groups in the latex obtained. Treated Hachdein the paper samples for 3 minutes at 81 0 C with ammonia and 5 minutes had been cured at 135 0 C, was the ITaßf estigkeit 15.42 kg / 2.54 cm width and Aufspaltwiderstand 992 g / 2.54 cm width.
Zu 100 Teilen des in Beispiel 8 beschriebenen Latex wurde 10>ige Essigsäure gegeben, bis der Latex einen p„-Wert von etwa 3,4 hatte. 1 Teil eines Copolymeren von Acrylsäure und etwa 1 Gew.-?i eines Polyallyläthers von Saccharose mit durchschnittlich etwa 5,8 Allylgruppen pro Saccharosemolekül wurde mit dem Acrylatlatex gemischt. Der erhaltene Latex wurde als Imprägniermittel für 0,254 mm dickes flaches Papier verwendet· iJach der Imprägnierung wurde das Papier 3 Minuten bei 89°C mit Ammoniakdämpfen behandelt und dann in üblicher V/eise gehärtet. Das Papier zeigte eine merkliche Steigerung (822 g/2,54 crn Breite) des Aufspaltwiderstandes gegenüber den in Beispiel 3 beschriebenen imprägnierten Papieren.10% acetic acid was added to 100 parts of the latex described in Example 8 until the latex had a p n value of about 3.4. 1 part of a copolymer of acrylic acid and about 1% by weight of a polyallyl ether of sucrose with an average of about 5.8 allyl groups per sucrose molecule was mixed with the acrylate latex. The latex obtained was used as an impregnating agent for 0.254 mm thick flat paper. After impregnation, the paper was treated with ammonia vapors at 89 ° C. for 3 minutes and then cured in the usual manner. The paper showed a noticeable increase (822 g / 2.54 cm width) in the splitting resistance compared with the impregnated papers described in Example 3.
Ein Acrylatpolymerlatex, der sich als Bindemittel für Faservliese und Papiere eignete, aber keine Carboxylgruppen enthitlt, wurde durch Emulsionspolymerisation von 93 Teilen Äthylaorylat, 4 Teilen Methylmethacrylat und 3 Teilen eines Gemisches von Acrylsäureamiden hergestellt· Der Latex, der etwa 25# Gesamtfeststoffe enthielt, wurde in zwei Teile geteilt. Der erste Teil wurde unverändert gelassen, während der zweite Teil mit e inem wasserlöslichen Salz eines Copolymeren von etwa 7Ö# Alkylacrylat und etwa 30# Methacrylsäure gemischt wurde (2,5 Teile Copolymeres/100 Teile Latex). Papier von 0,254 mm Dicke An acrylate polymer latex, which was suitable as a binder for nonwovens and papers, but contained no carboxyl groups, was prepared by emulsion polymerization of 93 parts of ethyl aylate, 4 parts of methyl methacrylate and 3 parts of a mixture of acrylic acid amides.The latex, which contained about 25 # total solids, was made in divided into two parts. The first portion was left unchanged, while the second T e il was mixed with e INEM water-soluble salt of a copolymer of about 7Ö # alkyl acrylate and about 30 # methacrylic acid (2.5 parts of copolymer / 100 parts of latex). 0.254 mm thick paper
909845/1.711909845 / 1.711
-29_ 192U58- 29 _ 192U58
wurde mit beiden latices imprägniert, um die Wirkung einer 3 Mnuten dauernden Behandlung mit Ammoniak vor der Härtung (5 Minuten bei 135°0) zu ermitteln» Die ilaßfestigkeit und der Aufspaltwiderstand der Papierproben sind nachstehend in Tabelle IV genannt.was impregnated with both latices to get the effect of one Treatment with ammonia lasting 3 minutes before hardening (5 minutes at 135 ° C) to determine the wet strength and the splitting resistance of the paper samples are given in Table IV below.
909845/1711 BAD ORIGINAL 909845/1711 ORIGINAL BATHROOM
CD O CO 00CD O CO 00
Imprägniermittel ÜSi^enschaften des PaniersImpregnating agent ÜSi ^ properties of the breading
Ealifestigiceit, kg/2,54- cm BreiteEalifestigiceit, kg / 2.54- cm width
Innere Bindei'es-uigiceit, g/2,54 cm Breite Inner binding , g / 2.54 cm wide
Ohne Behandlung
mit ITK*Without treatment
with ITK *
Ätnylacrylat-i-iethylmethaorylat-Acrylsäureamid-Copolymerlatex Ethyl acrylate-i-ethyl methaorylate-acrylic acid amide copolymer latex
100 'Heile Copolymerlatex + 2,5 Teile wasserlösliches Acrylat-Methacrylsäure-Copolymeres 100 'Heal copolymer latex + 2.5 parts water soluble Acrylate-methacrylic acid copolymer
Minuten mit
ITH, behandeltMinutes with
ITH, treated
Ohne Behandlung mitWithout treatment with
Minuten
mit EtU
behandeltMinutes
with case
treated
7,717.71
369369
454454
10,8910.89
397397
964964
192U58192U58
Die vorstehenden Beispiele lassen deutlich die Vorteile der Erfindung erkennen, oie veranschaulichen, daß Faservliese , üie rait carboxylhaltigen Acrylat- und Butadienpolymerlatices imprägniert werden, die dann mit Ammoniak · Dehandelt werden, verbesserte innere Bindefestigkeit und verbesserte liaßfestigkeit haben. Sie zeigen ferner, daß daü Vex'fahren gemäß der Uri'indung mit Binderlatices, die auf Grund der lnterpolymerisation eines oder mehrerer Oarboxylmonomerer mit den Acrylat- oder Butadienmonomeren chemisch gebundene Carboxylgruppen enthalten, oder mit Acrylnt- oder Butadienbinderlatices, die zur Erzielung des erforderlichen Oarboxylgxn.ppengehalts mit carboxylhaltigen Uorolymerlatices gemischt sind, durchführbar ist.The above examples clearly show the advantages Recognize the invention, oie illustrate that nonwovens , üie rait carboxyl-containing acrylate and butadiene polymer latices are impregnated, which are then treated with ammonia, improved internal bond strength and have improved leak strength. They also show that according to the definition, Vex 'proceed with binder latices which due to the interpolymerization of one or more carboxylic monomers with the acrylate or butadiene monomers Contain chemically bonded carboxyl groups, or with Acrylnt- or Butadienebinderlatices, which to achieve the required carboxyl content with carboxyl-containing Uorolymerlatices are mixed, is feasible.
909845/1711 BAD ORIGINAL909845/1711 ORIGINAL BATHROOM
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US72515268A | 1968-04-29 | 1968-04-29 | |
US73958468A | 1968-05-20 | 1968-05-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1921458A1 true DE1921458A1 (en) | 1969-11-06 |
Family
ID=27111100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691921458 Pending DE1921458A1 (en) | 1968-04-29 | 1969-04-26 | Manufacture of nonwovens |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE731998A (en) |
DE (1) | DE1921458A1 (en) |
FR (1) | FR2007177A1 (en) |
GB (1) | GB1243851A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2357068A1 (en) * | 1973-11-15 | 1975-05-22 | Bayer Ag | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CLEANING-RESISTANT NON-WOVEN FABRICS |
-
1969
- 1969-04-24 BE BE731998D patent/BE731998A/xx unknown
- 1969-04-25 GB GB2114169A patent/GB1243851A/en not_active Expired
- 1969-04-25 FR FR6913135A patent/FR2007177A1/fr not_active Withdrawn
- 1969-04-26 DE DE19691921458 patent/DE1921458A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2357068A1 (en) * | 1973-11-15 | 1975-05-22 | Bayer Ag | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CLEANING-RESISTANT NON-WOVEN FABRICS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1243851A (en) | 1971-08-25 |
FR2007177A1 (en) | 1970-01-02 |
BE731998A (en) | 1969-10-01 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHJ | Non-payment of the annual fee |