DE2018604A1 - Verfahren zum Regeln der Abscheidung von Harzen auf absorbierenden Materialien - Google Patents

Verfahren zum Regeln der Abscheidung von Harzen auf absorbierenden Materialien

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DE2018604A1 DE19702018604 DE2018604A DE2018604A1 DE 2018604 A1 DE2018604 A1 DE 2018604A1 DE 19702018604 DE19702018604 DE 19702018604 DE 2018604 A DE2018604 A DE 2018604A DE 2018604 A1 DE2018604 A1 DE 2018604A1
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Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. X MOUEi-BDRNf* ., ' IfAUN-DAHlEM J3 PODBIELSKIAUEE « PATENTANWALT DIPL-ING. HANS-H. WEY
™ *"}-7iTW. TEUGiLPtOPINEMJS. TEUX 01»«57 * " ° N c H EN 22 · Wl D E N M AYE ft ST« AS S E «
' "^ . TEL Mil. 2255B. TELEGR. PROPINDUS. TELEX 0524244
München, den 17. April lö?ü
424
Johnson ώ Johnson,
New ürunswick, Wew Jersey
Veriahren zum Kegeln der Atascheidung von Harzen auf absorbierenden Materialien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden eines Harzes auf einem absorbierenden Material, wobei das Abscheiden so geregelt wird, daß eine Wanderung des Harzes über das Material während des Aufbringens unterbunden -
wird, ™
iJurch Emulsionspolymerisation erhaltene Harze werden von viel·» Industriezweigen in breitem Kalmen verwendet, äie haben zum überziehen von gewebten Textilien, Papier und anderen Materialien Verwendung gefunden. Die Harze werden auch «is Klebemittel bei der Herstellung von Schichtstoffen oder zum Verbinden von Faservliesen verwendet. Schließ-..* lieb werden sie auch in großem Maße als Additive bei der
Herstellung von Papier, in» Druckgewerbe u. dgl. eingesetzt*
In den meisten Fällen wird das Harz in Wasser dispergiert, und wenn es aus dar wässrigen Lösung aufgebracht wird, wird es von dem Wasser getragen, bis das Wasser ausgetrieben ist. M&nn es erwünscht ist, das H&rs auf die Oberfläche eines porösen oder absorbierenden Fläch©ng©bilciet©s aiifsubringen, n®igt das Material dazu, das Wasser asu absorbieren uiad das Harz m®lir in sich hiaeinzusslehöii, so da.d 83 nicht nur auf seiner Oberfläche abgeschieden wird» Wenn solch© Harz© zum Farbinden von niehtgewebten Textilien verwendet <ν®τά€·η9 Insbesondere bei der Musterverbindung, so neigt daa Waaasr daaw, awisch©n den Fasern zu versickern und das Ears uit sich mitzureißenο Obwohl ©s in einem bestiiamtan Must®r aufgetragen wird, verläuft das Muster lnfolga ä@r Diffusion von Wasser und Harz·, bis das lasser ist.
Irf iaciungag©maß wird® nun ein ¥@rfahr®ß sua- Aufbringen w&n uiw&h Siaulsioiisp©Iy£a@risatioE ©riialteiaea iIarzg©m±©eh©Ki auf absorfe.i©r©ad© Materialien geiuad©öj, durch das das Abscheiden ά&Β Hsrsssa g©iC9g<alt werden kanu.
we tem Papior besonder© Qa&litäton iiaä 3« .if-3rl©iia©mo Biß gy©l®r©i5 IProfel®» b©i der BiM 1st ύί® SiE
QjrfeQltoa© Hgfs© werd©a
sofft cli© Klairtosit d©r Briicls© rascü ©rlaabt eis© dos Os3Uefsvorfatatssas ο
ORIGINAL
Die Harze, die erfinciungsgeniaii verwendet werden können, sind durch Emulsionspolymerisation erhaltene Harze, die unter mäßig sauren oder alkalischen Bedingungen stabil sind, beispielsweise Dei pH-Wer.ten von 2,5 bis 10,5, Diese Harze werden durch Emulgieren der Monomeren,, Stabilisieren der Emulsion mit einem grenzflächenaktiven System und Polymerisieren der Monomeren in emulgiertem Zustand zur Bildung von festem polymerem Harz hergestellt. Das feste Polymerisat ist gewöhnlich in einem wässrigen Medium in Form von separaten Einze.lteilchen mit kolloidalen Dimensionen (1 bis 2 Mikron oder kleiner) dispergiert und wird gewöhnlich als "Harzemulsion'1 oder "Latex" bezeichnet. λλ
Srfiadungsgeroaß wurde festgestellt, daß die Abscheidung von durch Saulsionspolymerisation erhaltenen Harzen auf absorbierenden Materialien dadurch geregelt werden kann, uai4 zunächst da.« absorbierende Material mit einer wässrigen Lösung behandelt wird, die etwa 0,02 bis 1 % eines hochmolekularen polymeren Polyelektrolyten mit kationischen stickstoffhaltigen Bestandteilen in £'orm von Aminen, Aminsalze, !minen. Amiden usw. behandelt wird und daß das durch £mulsioaspolyiaerisation erhaltene Harz auf das behandelte absorbierende Material aufgebracht wird. Überraschenderwelse wird die Diffusion des Harzes in das absorbierende Material ±m Gegenwart von großen Wassermengen in φ hohem Maße unterdrückt«
In der Dispersion der durch Emulsionspolymerisation erhaltenen kolloidalen Harzteilchen besteht rund um jfrdes Teilchen eine elektrokinetiache Ladung, die Zeta-Potential genannt wird, bei den meisten Kolloiden ist diese Ladung negativ, was dazu führt, daß sich die Teilchen gegenseitig abstoßen und einander in Dispersion halten. Ss wird angenommen, daii ein polymerer Polyelektrolyt mit bestimmten kationischen Bestandteilen das Zeta-Potential der Harzteilchen herabsetzt und so die Teilchen daran hindert, in
«*«"*■■■'!».•i.-ji'iW il^fj
003846/194?
ihrem wässrigen Träger zu diffundieren. Dies ist natürlich eine vermutete Theorie, warum durch das Verfahren nach der Erfindung die Abscheidung von Harzen auf absorbierenden Materialien geregelt werden kann.
Die gewünschte Regelung der Binderwandarung, die sich durch die Vorbehandlung des absorbierenden Materials mit der wässrigen Polyelektrolytiösung und das nachfolgende Bedrucken des imprägnierten absorbierenden Materials in dem gewünschten Muster mit polymerem Harzbinder ergibt, wird jedoch nur damyvollständlg realisiert, wenn das α Bedruoken mit dem polymeren H&rssfoißdör dann stattfindet, wenn das absorbierende Material noch mit der Polyelektrolykiösung angefeuchtet ist* Unter solchen Umständen dringt der polymere Haraebinder unter geregelten Bedingungen rasch in das absorbierende Material ein, und die Harzverbindung vollzieht sich fast sofort durch da» gesamte absorbierende Material von der Oberseite bis zur Unterseite.
Solch ein mit einem geeigneten Binder verbundenes absorbierendes Material ist beständig gegen Wäsche und/öder Trockenreinigung; «s hält ziemlich derbe Beanspruchungen aus und hat eine gute Abriebbeständigkeit.
Weffiix man jedoch das absorbierende Material nach dem Imprägnieren mit der Polyelektrolytlösuftg trocknen läßt und der polymere Harzbinder auf das getrocknete absorbierende Material aufgebracht wird, kann der polymere Harzbinder nur wenig in das absorbierende Material eindringen, und es findet nur eine oberflächliche Abscheidung von polymerem liarzbinder auf de« absorbierenden Material statt. Dies führt dazu, daß das absorbierende Material, das auf seiner Rückseite unverbunden ist, frein einheitlich oder angemessen verbundenes Produkt ergibt, wie es beispielsweise für nichttfewebte Textilien gefordert wird, Ks ist nicht waschfest, zerfällt bei der Verwendung, und die unverbundene Rückseite ist nicht abriebbeständig.
4A«#i?i0a4lo98*6/1947' "BA°
nie für die Verwendung bei der Erfindung geeigneten Poiyeiektrolyten sind hochmolekulare Polymerisate, die wasserlöslich oder aui Koiloidgröüie dispergierbar sind und in dem Polymerskelett wiederholt vorkommende kationische Bestandteile aufweisen. Die erfindungsgemaii geeigneten kationischen Substituenten sind stickstoffhaixige Gruppen mii; positiver Ladung, die in der einschlägigen Technik gut bekannt sind, wie Amine, Aminsalze, Imine, Amide usw.
Die Menge an eingesetzter Polyeo.ektrolytverbindung schwankt mit Ihrer kationischen Aktivität, dem verwendeten iiarz und dem gewünschten Grad der Regelung der tiarzabscheidung. Erfindungsgemäß können, bezogen auf auf der absorbierenden Oberfläche abzuscheidendes Harz, 0,1 bis 5 Gew.~% verwendet werden. Die Verwendung von größeren Mengen an Polyelektro-Iyt ist wegen der ziemlich hohen Kosten einiger dieser Verbindungen, verglichen mit dem Harz, unwirtschaftlich, und deshalb 1st es angebracht, die obere Grenze bei 5 % oder darunter zu halten.
Die erfindungsgemaö verwendbaren Harze sind die durch Emulsionspolymerisation erhaltenen Harze, die in Form von festen riarzteilchen vorliegen, die in einer ü'lüssigkeix, üblicherweise Wasser, dispergiert sind. Diese sogenannten Harzdispersionen oder üarzemuisionen können anionisch, nichtionisch oder sogar poiyionisch sein, und die Dispersion ist bei pH-Werten von 2,5 bis lü,5 stabil* Geeignete Beispiele sind die Polyvinylchloride, Polyviny!acetate, Poiyacry!harze usw.
Gewöhnj-lch schwankt die Teilchengröße in den iiarzdispersionen zwischen etwa 1/10 Mikron oder weniger bis zu 3 bxs Ό Mikron. Die Menge an Harzfeststoffen in der Dispersion kann von4twa 1/10 % Feststoffen bis zu 75 % Feststoffen oder
sogar mehr betragen, was gewöhnlich von dem verwendeten liarsi, dem greuzflachenaktiven äyatem und den Poiyaieriaationsböclinguiigeii abhangt«
OGCßiS/'if 47 - BADORIQINAU
Die Menge an auf das absorbierende Material aufzubringendem Harz schwankt innerhalb ziemlich weiter Grenzen in Abhängigkeit von dem Harzbinder selbst, der Natur und dem Charakter der zu verbindenden materialien/ dem beabsichtigten Verwendungszweck usw. Ein Bereich v.on etwa 4 bis etwa 50 G©w.~%, bezogen auf das Gewicht des absorbierenden Materials, ist für fast alle VerwendungszwecKe ausreichend*· Innerhalb der wirtschaftlicheren Grenzen ist jedoch ein Bereich von etwa 5 bis etwa öO Gew<,~%, bezogen aui das Gewicht des absorbierenden Materials, zu bevorzugen»
Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird der Polyelektrolyt,in einem wässrigen Medium gelöst oder dispergiert, und das den Polyeieictrolyten enthaltende wässrige Medium sird auf das lait war ζ zu behandelnde absorbierend© Material aufgetragen* Das den Poly« Elektrolyten enthaltende Medium kann gans nach Wunsch aui dss absorbierende Material aufgesprüht od©r mit einer Impragniönaasclxim© aufgetragen werden. Die Harzdispersion wird auf das behandelte absorbierende Material aufgedruckt oder nit eimor lEprägniermaschine aufgetragen^ aufgesprüht oder auf &&u@rs bokannte Weise aufgebrachte
Di© ErfiEdUEüg wird aacfefolgead aafeaael vor spezifischen Beispiel©» is ©Inz©lm©ffi ®rläut©rto Wenn dies© Baispi-al© a«C5li im ©©tsil ©ialgs oder m®fav®&® spezifische Merk-iale Eriiadusig soigon, so Ibaddutou sie doch ±n keiner Weis©
Sla FasQK1 vlies aus 100 % iiayonSassrn mit ©iaem Titöx von λ „ 5 ύ®η mad @iEi©s* Laag© wo>n 'M11I Em m") OiEu 10© %tg Bit ©iiaes1
liäsü soiefeQS ScIs ist b©isgji@lsw©is© μειϊθ LUB1AlE aiS (fioiaai & Haas) auf d©ffl tia^teto"
BAD OBiQINAl
Eine Harzdispersion, die aus 40 Gew.-ft eines selbstvernetzenden Acry!polymeren, das vorwiegend Athyiacryiat ist, .0,4 % Ämmoniumchioridkatalysaxor, 0,4 % eines Antischäumungs mittels und Rest Wasser besteht, wird auf das imprägnierte Vlies im Muster von sechs horizontalen Wellenlinien pro 2,54 cm aufgedruckt. Das Aufdrucken des Harzbindermusters wird vorgenommen, solange das Faservlies noch mit der Polyaminlösung angefeuchtet ist.
Jede Linie ist etwa 0,4 mm dick, wie auf der Gravierwalze gemessen wird. Die Menge an aufgebrachten Harzfeststoffen beträgt etwa 20 Gew.~%, bezogen auf das Vlies.
Das bedruckte Vlies wird 30 Sekunden lang im Kontakt mit erhitzten Metallwagen bei 132° C getrocknet. Das erhaltene Textil wiegt 35,44 g/0,036 κ2. üie Binderatreifen in dem
eJu7 erhaltenen Vlies find etwa 0fö ram breitj sie «trecken sich vollständig durch d&$ ganze Vlies von der Oberseite bis zur Rückseite.
Beispiel 2
Ea wird wie bei Baispiel 1 gearbeitet, nur mit der Ausnahme, daß die ursprüngliche wässrige Imprägnierlösung das Salz des komplexen Polyamins nicht enthält. Die Binderstreifen sind hier etwa.3,9 sua breit, also mehr als 5 mal so breit wie die des nach Beispiel 1 hergestellten Vlieses.
Beispiel 3
Das Verfahren nach Beispiel 1 wird in wesentlichen wiederholt, alt der Ausnahme, daü das Faservlies nach dem Imprägnieren mit der Polyaminlösung getrocknet wird. Die äarzbinderdispersion wird dann mit demselben 6-1inigen Muster auf das getrocknete Faservlies aufgedruckt. Die Untersuchung des OSJSh dem letzten Trocknen erhaltenes verbundenen Vlieses zeigt, daft der Harzbinder hauptsächlich auf der Oberfläche
009846/1947 **& original
-tides Vlieses abgeschieden ist und daß er nicht in nennenswertem Maße in das Vlies -eingedrungen ist. Das Vlies ist also an seiner Unterseite weitgehend unverbunden. Eine derart uneinheitliche Verbindung ist nicht erwünscht, una das Produkt ist für die Verwendung in der Industrie der nichtgewebten Textilien ungeeignet.
Beispiel 4
Das Verfahren nach Beispiel 1 wird im wesentlichen wiederholt; mit der Ausnahme, daß die 0p2 % Salz eines komplexen Polyamine durch 0,2 % Polyathyleniiain mit einem Molekulargewicht von etwa 20 000 ersetzt werden. Die Ergebnisse sind mit denen des Beispiels 1 vergleichbar·. Die Harzverbindung erstreckt sich durch das gesamte Faservlies von der Oberseite bis zur Unterseite, und die seitliche Wanderung des Binders ist minimal*
Beispiel 5
Das Verfahren nach Beispiel 1 wird im wesentlichen wiederholt, "mit der Ausnahme, daß die 0,2 % Salz eines komplexen Polymanins durch O15 % kationisch© Stärke mit komplexen Amingruppen ersetzt werden. Die Ergebnisse sind mit denen des Beispiels 1 vergleichbar» Die Harzverbindung erstreckt sich durch das gesamte Faservlies von der Oberseite bis zur Unterseite. Die seitliche Wanderung des Binders ist minimal.
Beispiel 6
Das Verfahren nach Beispiel 1 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein stark kationisches, wasserlösliches, synthetisches komplexes JPo Iy am in mit sehr hohem Molekulargewicht von Mindestens etwa 1 000 000 (RJKTJiW 210, Hercules Chemical Co.) verwendet wird« Nacti Imprägnieren des Faservlieses mit dem Poiyamin wird die Harzdispersion aufgedruckt, solange das Faservlies noch feucht ist. Die
009846/19^7 * BÄD
Brgebnisse sind zufriedenstellend und mit denen des Beispiels 1 vergleichbar. Die Harzverbindung erstreckt sich durch das gesamte Faservlies von der Oberseite bis zur Unterseite. Die seitliche Wanderung des Binders ist minimal.
Beispiel 7
Das Verfahren des Beispiels 1 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Harzdispersion etwa 45 Gew.-% eines Polyvinylaeetat-N-Methylolacrylamid-Kopolymerisates enthält. Der Harzbinder dringt sehr rasch in das Vlies ein und verbindet es ausreichend von der Oberseite bis zur Unterseite. Die seitliche Wanderung des Binders ist minimal.
Beispiel 8
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß das verwendete Harz ein Polyvinylacetat« Äthylacryiat-Kopolymerisat ist* Die Ergebnisse sind mit denen dee Beispiels 1 vergleichbar. Der Harzbinder erstreckt sich durch das gesamte Faservlies und verbindet es ausreichend von der Oberseite bis zur Unterseite« Die seitliche Wanderung des Binders ist pinimal.
Beispiel 9
Das Verfahren des Beispiels 1 wird !«wesentlichen wiederholt, »it der Ausnahme, daß das verwendete Harz ein Methyimethacryiat-Äthylacrylat-Kopoiymerisat ist. Die Ergebnisse sind mit denen des Beispiels 1 vergleichbar« Der Harzbinder erstreckt sich durch das gesamte Faservlies und verbindet es ausreichend von der Oberseite bis zur Unterseite«, Die seitliche Wanderung des Binders ist minimal.
Beispiel IQ
D*8 Verfahren des Beispiels 1 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß das verwendete Harz ein Methyl aethacrylÄt-Atityliiexylacryl&t-JiopolyaieriSÄt ist. Dia Ergab
009848/1947
' BAD ORIQlNAl.
nisse sind mit denen des Beispiels 1 vergleichbar. Der Harzbinder erstreckt sich durch das gesamte Faservlies und verbindet es ausreichend von der Oberseite bis zur Unterseite·. Die seitliche Wanderung des Binders ist minimal»
Das Verfahren nach Beispiel 1 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß das verwendete Harz ein Butylacrylat-Metiiylmethacrylat^Kopolyiaerlsat ist. Die Ergebnisse sind mit denen des Beispiels 1 vergleichbar» Der Harzbinder erstreckt sick durch das gesamt© Faservlies und verbindet es ausreichend von der Oberseite bis zur Unterseite. Die seitlich© Wanderung des Binders ist minimal».
Wena auch die w©rat©M©miä®o Baispi©!© nur ©la© spezifische I?©r® ©ines YerbiactaagSEaiatera, nämlich eines horizontalen Fi@ll©aIiEi®aiMsterss ©rläutern, wl© es In der USA~P&tentseta'ift 3 009 t322 b©scliri®beis ist, so können socfe selbst« verständlich &ueh ander© VarbiKdungsmuster ausgewählt werd®ö0 Di©@© aaderoa Muster siad in der vor3teh©md genannten Pateffitoe&rlft söwi© im ύ®η USA-Pat@at3©ferift©a 2 ©69 TO? wwa 2 ?@3 13© b©sclari®b©ra.

Claims (6)

- Ii■ - · P a t e η t a η s ρ r ti c h e
1. Verfahren zum Hegeln der Abscheidung von durch Emulsionspolymerisation erhaltenen Harzen auf absorbierenden faserigen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende Material mit einer wässrigen Lösung behandelt wird, die etwa 0,02 bis 1 Gew,-% eines hochmolekularen polymeren Polyelektrolyten mit kationischen stickstoffhaltigen Substituents;» mit positiver Ladung enthältj daß auf das behandelte, von der Polyelektrolytlösung noch feuchte absorbierende Material ein durch Emulsionspolymerisation, erhaltenes Harz aufgebracht wird und daß > as mit polymerem Polyele&trolyten und Harz behandelte Material getrocknet wird.
3« Verfahren nach Anspruch lff dadurch gekennzeichnet, daß der polymer· Poly elektrolyt Polyatiiyl^nimin ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der PoIyelektrolyt ein SaIz oinee komplexen Polyamine ist. ' ' ■
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyelektrolyt eine chemisch modifizierte kationiscite Stärke ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, datt das durch Emulsionspolymerisation erhaltene Harz eine Dispersion eines eelbetvernetsseadea Aary!polymeren ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dAS durch Emulsionspolymerisation erhaltene Harz auf das behandelte Material in Form eines Hustera aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch I, eiaetarcli gekennzeichnet, daii das absorbierende Material einheitlich mit einer wässerigen Polyäthyleniminlösung imprägniert und mit einer Dispersion eines sei.bst¥ernetzenden Acrylharzes in Form eines Musters bedruckt
Absorbierendes, weitgehend einheitlich mit etwa ü,i üew.-% bis etwa 5 üew.-& eines liocümoiekuiaren polymer en Polyelektrolyten mit kationiseftieii stickstofiüaxtigen Substituenten mit positiver Ladung imprägniertes und mit einem durch Emulsionspolymerisation erhaltenen äarz in Musterform versehenes Material.
DE19702018604 1969-04-17 1970-04-17 Verfahren zum Regeln der Abscheidung von Harzen auf absorbierenden Materialien Pending DE2018604A1 (de)

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