DE2135459A1

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Publication number: DE2135459A1
Application number: DE19712135459
Authority: DE
Priority date: 1970-07-16
Filing date: 1971-07-15
Publication date: 1972-01-20
Also published as: FR2098450A1; DE2135459C2; US3647615A; FR2098450B1; US3755233A; US3846354A; AU3128771A; SE382820B; GB1311256A; AU451059B2; CA990897A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE
8 MÜNCHEN 8O. MAUERKIRCHERSTR. 45

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf. 8 Mflnchen 80, MouerkirdierstraBe 45 ·

Ihr Zeichen

Ihr Schreiben Unser Zeichen

Anwaltsakte 21 317
Be/A

Datum

15. JuIl Wl

Monsanto Company Stο Louis (USA)

"Äthylen/Vinylchlorid/Jtf-Methylolacrylamidzubereitungen¹¹

Diese Erfindung betrifft Ithylen/Vinylchlorid/N-Methylolacrylamidterpolymerisate und ihre Verwendung als Bindemittel für "nonwoven"-Iaserprodukte und im Mineralpigment enthalt ende Be s chi chtungs zub erei tungen₀

Die Bezeichnung "nonwaven"-]?asermaterial wird hier so ver-Caae 02-21-2561/62 10988A/191A -2-

■■ "* sis;!-!»?-ie: //untile.-· ^.

wendet, daß darunter eine verdichtete (konsolidierte) Fasermasse zu verstehen ist, die mittels mechanischer, chemischer, pneumatischer, elektrischer Verfahren oder mittels Vakuum oder sonstwie in die gewünschte Form entweder flach (als Bahnen, Matten, Blätter oder Platten) oder dreidimensional abgelagert sind.

Das Terpolymerisat dieser Erfindung enthält 15 "bis 70 $ Äthylen, 30 bis 85 i° Vinylchlorid und 0,1 bis 10 $> N-Methylolacrylamid. Vorzugsweise enthält das !Derpolymerisat 20 bis 40 io Äthylen, 60 bis 80 <fo Vinylchlorid und 1,5 bis 4 in H-Methylolacrylamido Das stabile Ä/VCl/NMA-Terpolymerisat dieser Erfindung hat im allgemeinen eine Partikelgröße des Emulsion-Mischpolymerisats von ungefähr 500 bis ungefähr 1.500 % und ein Molekulargewicht von ungefähr 25 000 bis ungefähr 150 000, gemessen mittels grundmolarer Viskosität oder durch G-elpermeationschromatographie. Das Terpolymerisat kann in Form eines Latex oder als organische Lösung nach Koagulation mit Alkoholen wie Methylalkohol und Äthylalkohol verwendet werden» Die Terpolymerssate sind in organischen Lösungsmitteln, wie Dimethylformamid, Tetrahydrofuran und Dimethylacetamid, löslich.

Das lerpolymerisat dieser Erfindung kann durch verschiedene, dem Fachmann bekannte Verfahren hergestellt werden. Das Terpolymerisat kann zunächst dadurch hergestellt werden, daß man Äthylen und Vinylchlorid in einem wäßrigen

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Medium in Gegenwart irgendeines geeigneten anioniscnen oder nicht-ionischen Emulgiermittels oder irgendeines Initiators, der zur Bildung freier Radikale in dem chemischen Gemisch "bei der ausgewählten Reaktionstemperatur und dem ausgewählten Druck geeignet ist, mischt. Das N-Methylolacrylamid, vorzugsweise in wäßriger Lösung, entweder allein oder gemischt mit anderen polaren Monomeren, wird zu dem polymerisierenden Äthylen- und Vinylchloridgemisch allmählich während der Reaktion zugegeben» Die Zugabe des N-Methylolacrylamids wird vorzugsweise dann begonnen, nach- ' dem ungefähr 40 bis 50 $ der gewünschten Umwandlung des Äthylens und Vinyl Chlorids erreicht worden ist«. Es wird dadurch ein Hüllenkernlatex hergestellt, in dem das polare Monomer in den äußeren Schichten konzentriert ist»

Das Terpolymerisat dieser Erfindung wird vorzugsweise nach einem Verfahren hergestellt, bei dem man Äthylen und Vinylchlorid-Monomeren in Gegenwart eines alkalisch gepufferten Reduktions-Oxidations-(Redox)-Initiator-Katalysatorsystems, Jj von Wasser und von ungefähr 1 bis ungefähr 4 #, bezogen auf das Polymerisatprodukt, eines anionischen Emulgiermittels mischt und das Gemisch bei einer Temperatur und einem Druck und ausreichend lange umsetzt, um die Polymerisation zwischen dem Äthylen und dem Vinylchlorid zu bewirken und dann N-Methylolacrylamid entweder allein oder gemischt mit anderen Monomeren in kleineren Mengen in einem geeigneten Verdünnungsmittel, wie Wasser, in das unter Druck befind-

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liehe Polymerisierungs-Reaktionsgemisch von Äthylen und Vinylchlorid einführte Dieses Verfahren ist in Einzelheiten in der üS-Pat ent schrift 3 428 582 "beschrieben, wobei auf das Verfahren hier ausdrücklich Bezug genommen wird,.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung«, Teile und Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht, es sei denn, daß dies anders angegeben-ist.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines 76/20/4 Äthylen/Vinylchlorid/N-MethylolacrylamidmischpolymerisatlateXo

Reaktionsgefäß-Anfangsbeschickung

14 g K₂S₂O₃ (KPS)
14 g NaHGO,

( Ee(!TO-)_·9H₂O (0,2M)

( Tetranatriumäthylendiamintetraacetat ( (Ma₄ADTA) (0,4M)

1,5 g Na-Iaurylsulfat (SLS) H₂O zur Auffüllung auf 1540 ml Methylalkohol 160 ml
- ' 720 g Vinylchlorid (VCl)
575 g Äthylen (Ä)

Die oben angegebenen Bestandteile werden einem geeigneten Reaktionsgefäß zugeführt und unter Rühren auf 30 Ü unter 109884/1914 -5-

Bildung eines Reaktionsdrucks von 126 ata (1800 psig) erhitzt ο Die Polymerisation wird dadurch begonnen, daß man eine 15 $ige Natriumformaldehydsulfoxylat-NaHSO^Cl^O· 2H₂(SPS)/i,5M-Ammoniumhydroxid-(NH₄OH)-Lösung zu dem Gemisch mit einer Geschwindigkeit von 3 ml/Stdo zugibt, während man gleichzeitig mit einer Geschwindigkeit von 20 ml/Std₀ eine 25 $ige SIiS-Lösung während der ersten Stunde zugibt und den Druck durch Zugabe von reinem Vinylchlorid, nach Bedarf, konstant hält» Nach 1 Stunde werden eine 40 #ige Lösung , von N-Hethylolacrylamid und eine 9,7 $ige Ha-Laurylsulfatlösung zusammen mit einer Geschwindigkeit von 60 ml/ Std» zugegeben. Die Heaktion wird nach 4,5 Std„ angehalten, wenn 610 g VCl zugegeben wurden, wobei die Beschickungsströme abgestellt werden. Es werden eine Gesamtmenge von 1330 g VCl, 155 ml des 40 ^igen N-Methylolacrylamids, 19,4 ml 15 $ige SPS/1,5M NH.OH-Lösung und 20 ml der 25 #igen SLS-Lösung zugegeben. Der erhaltene Polymerisatlatex wird am Boden des Autoklaven abgelassen. Man erhält eine Gesamtmenge von ungefähr 3250 g Äthylen/VinylchloridAN-Methylol- % acrylamidpolymerisatlatex mit einem Gehalt von 48»8 $ Gesamtfeststoffen und 1,4 °/° Natriumlaurylsulfat (bezogen auf das Gewicht des Polymerisats). Das Polymerisat hat einen pH-Wert von 8,6 und ein Molekulargewicht von 77 000» Die Zusammensetzung des Terpolymerisats beträgt ungefähr 76/2O/4 Äthylen/Vinylchlorid/tJ-Methylolacrylamid.

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Beispiel 2

Eine wäßrige Dispersion von Äthylen/Vinylchlorid/lT-Methylolacrylamid-76/20/4-Terpolymerisat, hergestellt im wesentlichen wie in Beispiel 1 und mit einem Gehalt von ungefähr 45 Grewo# Polymerisatfeststoffen, wird mittels Isopropanol koaguliert. Das Terpolymerssat wird mit Wasser gewaschen und getrocknet.

Beispiel 3

Terpolymerisate der folgenden Zusammensetzung werden im wesentlichen nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt.

Zusammensetzung	Partikelgröße	oD.	yy	700	Tg, C
Ä/YOl/BMÄ	A vg. S	-	-	000
19,5/78/2,5	-	132	58	000	18,5
21/75/4	981 ±	108	77	11,5
20/76/4	866 ±	133	59	13,5
21,5/73/5,5	1111 -			6,5

Die gebundenen "nonwoven"-Faserprodukte dieser Erfindung können entweder aus natürlichen oder synthetischen Fasern oder aus irgendeiner Kombination dieser Fasern gebildet werden, wobei die Auswahl der Faser allein abhängig ist . von der vorgesehenen spezifischen Endverwendung des gebundenen "nonwoven"-Faserprodukts. Zu den Fasern, die nach dieser Erfindung verwendet werden können, gehören natürliche Fasern, beispielsweise Holz-, Jute-, Sisalhanf-, Baum-

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woll-, Baumwoll-Linters-, Seiden-, Mohair-, Oashmere-, Asbest-, Wolle- und Glas- und synthetische Fasern, "beispielsweise Rayoncelluloseester wie Celluloseacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril und Mischpolymerisate derselben, Polyäthylen, Polypropylen und dergleichen, Polyester wie Äthylenglykol-Terephthalatpolymerisate und Polyamide des Nylon-Typs_o

Für viele Zwecke werden die gebundenen "nonwoven"-Paser- j produkte dieser Erfindung aus einer Vielzahl von natürlichen Fasern oder einer Vielzahl von synthetischen Fasern oder einem Gemisch von natürlichen und synthetischen Fasern hergestellt. Kombinationen von Holz- und Baumwollfasern können vorteilhafterweise für Endprodukte wie Schuheinlagen und dergleichen verwendet werden,. Im allgemeinen bildet die Holzfaser die größere Menge des Fasergehaltes bei derartigen gebundenen "nonwoven"-Faserprodukten₀ Kombinationen von Glasfasern und Asbestfasern werden im allgemeinen für Isolierungszwecke verwendete Kombinationen von Glasfasern M und Holzfasern sind ebenso für bestimmte Drapierungszwecke brauchbar» Das Gewichtsverhältnis Glasfaser zu Cellulosefaser in solchen gebundenen "nonwoven"-Faserprodukten liegt gewöhnlich im Bereich von 1:10 bis ungefähr 10:1.

Für Kleidungsstücke kann eine Kombination von Holz- und Nylonfasern oder eine Kombination von Holz- und Rayonfasern vorteilhafterweise verwendet werden« Kombinationen von Holz-,

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und Uylonfasern sowie Kombinationen τοη Holz- und Polyesterfasern werden ebenso weitgehend für verschiedene Zwecke verwendet, wo eine Verstärkungsschicht gewünscht wird» Bei solchen Kombinationen von natürlichen und synthetischen Fasern ist das Gewichtsverhältnis natürliche Paser zu synthetischer Faser im allgemeinen im Bereich von ungefähr 1:20 bis ungefähr 2Oi1 und vorzugsweise von ungefähr 1:1 bis ungefähr 5*1»

Die ^llnonwoven"-i^lasermaterialien, die zur Herstellung der gebundenen "nonwoven"-laserprodukte dieser Erfindung geeignet sind, können nach irgendeinem dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden. So kann das "nonwoven"-Fasermaterial dadurch hergestellt werden, daß man die Fasern sowohl in zufälliger Weise als auch orientiert oder ausgerichtet nach einer jeweiligen Achse ablagert. "Nonwoven"-Fasermaterialien in Form von zweidimensionalen Bahnen können nach den folgenden Verfahren hergestellt werden«. Orientierte Bahnen werden dadurch hergestellt, daß man konventionelle Webstuhlmaschinen verwendet, wie Opener (Streichwölfe), !reiber, Kratzen oder Garnettkrempen. Verkreuzt gelegte Bahnen werden in ähnlicher Weise wie orientierte Bahnen hergestellt, ausgenommen, daß die Fasern sorgfältig in rechten Winkeln zu der Maschinenrichtung zur Verbesserung der Überkreuzfestigkeit angeordnet werden«

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Zufällige Bahnen werden in "Air-Lay-Maschinen" hergestellt, ' wobei das "nonwoven"-Fasermaterial gleiche Festigkeit in allen Richtungen aufweist. Bei dem Air-Lay-Verfahren werden kontinuierliche laden durch einen Schneider oder Brecher eingeführt, der die lasern an ein Gebläse abgibt. Geeignete leitungen sind vorgesehen, um die lasern auf ein Sammelsieb oder auf ein luftdurchlässiges Gebilde zum Sammeln der lasern in der gewünschten lorm zu leiten. Das Sieb kann in lorm eines endlosen lörderbandes ausgelegt sein, * das durch den unteren Teil eines Turms läuft, in dessen oberen Teil die geblasenen lasern über die Leitung eingeführt werden. Eine Absaugvorrichtung kann unterhalb des lörderbandes vorgesehen sein, um die Ablagerung der lasern zu erleichtern. Anstelle der Verwendung eines flachen lördersiebs kann ebenso ein stationär ausgelegtes Sieb verwendet werden. Beispielsweise kann das Sieb die lorm eines Kegels in Hutform sein, wie sie beispielsweise bei der lilzhutherstellung verwendet werden. Bs kann auch irgend- A eine andere lorm sein, die zur Bildung der gewünschten lorm des gebundenen "nonwoven"-!aserprodukts geeignet ist, wie beispielsweise ein rechtwinkliger Trog. Wie im lalle des endlosen lörderbandes kann eine Absaugvorrichtung unterhalb dem stationären Sieb angeordnet sein, um die Ablagerung der lasern auf diesem zu unterstützen.

Zufällige Bahnen werden ebenso durch das unmittelbare

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Spritzverfahren aus einer Lösung der geschmolzenen Masse des 3?asermaterials hergestellt. Es ist dies das herkömmliche Verfahren sowohl zur Bildung von Glas- wie Mineralwollefasern als auch von Nylon- oder thermoplastischen Materialien, die dafür vorgesehen sind, in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder geschmolzen zu werden« Die Lösung oder Schmelze wird Düsen oder strahlbildenden Düsenöffnungen zugeführt, und ein Hochdruckstrom aus einem Fluidum, wie Luft, Stickstoff oder Dampf, wird gegen den Strom oder die Ströme des Faden bildenden Materials so gerichtet, daß sie auseinandergerissen und als lasern in der Nähe der Düsenöffnungen koaguliert werden· Elektrostatische Spinnverfahren können ebenso für diese Zwecke verwendet werden. Wie im Falle der Verwendung von Gebläsen können die auseinander geschlagenen und dispergierten Fasern dem oberen Teil eines Absitzturms zugeführt und ihr Absitzen mit Hilfe "von Absaugvorrichtungen auf ein geeignetes Förderbandsieb oder stationäres Sieb am Boden des Turms ermöglicht werden. Dieses Verfahren ist besonders zur Herstellung von Fasern aus siliciumhaltigen Materialien wie Glas oder Mineralwolle sowie für thermoplastische Harzfasern geeignet.

Hasse bzw. angefeuchtete zufällige Bahnen werden aus einer Schlämme von dispergierten Fasern auf Papierherstellungsoder modifizierten Papierherstellungsvorrichtungen gebil-

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det« Über den Spinnvorgang verbundene Bahnen werden aus zufällig orientierten Fäden hergestellt, die bei dem Überkreuzungspunkt verbunden sind· Zu solchen Verfahren gehören Extrudieren der kontinuierlichen Faserfäden* deren Verstrecken zur Orientierung der !Faser, eine gewisse Faserverfitzung durch Flüssigkeiten oder luft und das Verbinden bei den überkreuzungspunkten«

Die gebundenen ^Mnonwoven"-Faserprodukte dieser Erfindung werden im allgemeinen nach einem Verfahren hergestellt, H wozu man die losen Fasern in das "nonwoven"-Fasermaterial, das die strukturelle Ausbildung des gewünschten gebundenen "nonwoven"-Faserprodukts hat, verdichtet, das A'/VCl/NMA-Mischpolymerisatbindemittel innerhalb dem "nonwoven"-Fasermaterial dispergiert und das imprägnierte "nonwoven"-Fasermaterial auf eine Temperatur erhitzt, die ausreichend ist, das Mischpolymerisat zu schmelzen und zusammenfließen zu lassen und gegebenenfalls auf eine solche Temperatur erhitzt, die ausreichend ist, die Vernetzung des Mischpoly- Jj merisats zu bewirken, wenn ein Schwefelvernetzungsmittel verwendet wird.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung der gebundenen ¹¹ nonwoven"-Faserprodukte dieser Erfindung, das besonders brauchbar ist, wenn das "nonwoven"-Fasermaterial mittels dem Air-Lay-Verfahren in einer Air-Lay-Maschine gebildet wird, besteht darin, daß man die Fasern mit der Ä/VOl/NMA-109884/19U -12-

Ierpolymerisatdispersion oder dem Pulver in Kontakt bringt, wenn sie durch die Absitzkammer zu ihrem Ablagerungspunkt falleno Dieses Verfahren wird vorteilhafterweise in der Weise durchgeführt, daß man die l/yOl/NM-Mischpolymerisatdispersion oder das Pulver in die Absitzkammer an irgendeinem intermediären Punkt zwischen dem oberen und dem Bodenteil der Kammer einführte Durch Besprühen der Fasern, wenn sie zum Sammlungspunkt fallen, ist es möglich, eine gründliche Verteilung des l/VGl/MA-[Derpolymerisat-Bindemittels zwischen den Fasern zu erreichen, bevor sie in das "nonwoven^M-Fasermaterial gesammelt werden· Zur Herstellung bestimmter Faserprodukte, bei denen eine heiß geschmolzene Masse eines Polymerisats wie Nylon oder eine geschmolzene siliciumhaltige Masse oder ein Glas durch Düsen von erhitzter Luft oder Dampf unterbrochen wird, kann die Bindemitteldispersion oder das Pulver unmittelbar auf die Fasern aufgesprüht werden, solange sie noch heiß sind, so daß sofort nach der Ablagerung das Bindemittel abgebunden wird und die Fasern im geeigneten Verhältnis gebunden und eingelagert werden. Nach einem weiteren Verfahren gibt man Ä/VGl/KMA den Fasern vor Konsolidierung, wie beispielsweise durch Zugabe des 1/VCl/NMA zu der wäßrigen Faserschlämme, bei einem modifizierten Papierherstellungsverfahren zu·

Die Ä/VOl/HMA-Bindemittel können auf den Fasern des "nonwove^'-Fasermaterials nach irgendeinem der dem Fachmann bekannten Verfahren aufgebracht werden. Die A'/VCI/NMA-

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Bindemittel werden gewöhnlich auf den Fasern des "nonwoven"-Fasermaterials in der Weise aufgebracht, daß man sie auf die Oberfläche derselben aufbringt, oder daß man das "nonwoven" -Fasermaterial in eine flüssige, eingedickte oder Yerschäumte Dispersion so eintaucht, daß das Bindemittel .in das Innere des "nonwoven"-Fasermaterials eindringt» Wenn das "nonwoven"-Fasermaterial ein zweidimensionales Faserflächengebilde in Form eines Vlieses oder einer Bahn ist, werden die Ä/VCl/NlflA-Bindemittel gewöhnlich in Form einer , wäßrigen Dispersion aufgebracht. Bei einem typischen Aufbringverfahren wird das Faserflächengebilde mit dem Ä/YCl/iIMA-Bindemittel in der Weise imprägniert, daß man das Faserflächengebilde in die Dispersion eintaucht oder einführt, um eine ausreichende Naßaufnahme des Bindemittels sicherzustellen. Das benetzte "nonwoven"-Fasermaterial in Form eines Vlieses oder einer Bahn kann zwischen einem Druckrollenpaar durchgeführt werden, um eine im wesentlichen einheitliche Imprägnierung zu bewirken und ebenso die aufgebrachte Bindemittelmenge zu steuern. Das imprägnierte "non- % woven"-Fasermaterial wird nach herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Verfahren zur Entfernung des gesamten oder eines Teils des Wassers getrocknet und um das Zusammenfließen und Schmelzen des Ä/VCl/NMA in dem "nonwoven"-Fasermaterial zu bewirken. Die Trocknungstemperatur und Trocknungszeit sind abhängig von der Größe, Formgebung und dem Querschnitt des imprägnierten "nonwoven¹¹-Fasermaterials. Im allgemeinen

wird die Trocknungstemperatür so gesteuert, daß keine merk-109884/1914 __u_

liehe Zerstörung oder ein Abbau der Fasern oder des Ά/YGl/mäA auftritt.

Wenn die Ä/VCl/HMA-Bindemittel in Form einer Dispersion verwendet werden, enthält die Dispersion im allgemeinen von ungefähr 5 bis ungefähr 90 Gew.?6 Terpolymerisat» Solche Dispersionen enthalten vorzugsweise von ungefähr 10 bis ungefähr 60 Gew.# Mischpolymerisat, um sie leichter mittels Eintauchen, Einweichen, Besprühen und dergleichen aufbringen zu können«

Die Menge 1/VOl/HMA-Bindemittel, bezogen auf das Gewicht der Faserkomponente des gebundenen "nonwoven"-Faserprodukts, kann weitgehend variieren, je nach den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts und der vorgesehenen spezifischen Endverwendung· Die gebundenen "nonwoven^-Faserprodukte dieser Erfindung enthalten im allgemeinen von ungefähr 2 bis ungefähr 200 $> Mischpolymerisat, bezogen auf das Fasergewicht. Zur Herstellung von Vorformen, deren Umwandlung in geformte Gegenstände vorgesehen ist, wird es bevorzugt, von ungefähr 2 bis ungefähr 10 % Ä/VCl/uMA-Bindemittel, "bezogen auf das Fasergewicht, zu verwenden. Zur Herstellung von Isolierungsmaterial fällt die verwendete 1/VCl/NMA-Bindemittelmenge im allgemeinen in den unteren Teil des oben angegebenen Bereichs, wenn das Bindemittel in erster linie an der Oberfläche oder den Oberflächen des Produkts aufgebracht wird oder wenn es zusammen mit anderen Binde-

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- 15 mitteln verwendet wird.

Wenn das Ä/VCl/NMA-Bindemittel hauptsächlich dazu dient, die Fasern miteinander unter Bildung eines verbundenen "nonwoven"-Paserprodukts zu binden, bei dem die maximale Porosität unter gleichzeitiger minimaler Veränderung der Fasergriff- und -drapierungseigenschaften sowie einer Erhöhung der Zugfestigkeit erhalten bleibt, wird dieses vorzugsweise im Bereich von 10 bis ungefähr 70 G-ew_e?6 als Bindemittelfeststoffe, bezogen auf den Fasergehalt, verwendet» m Der untere Teil dieses Bereichs liefert im allgemeinen eine maximale Porosität und eine minimale Änderung der Fasergriff- und -drapierungseigenschaften, obwohl bei einem höheren Anteil innerhalb dieses Bereichs die Porosität im wesentlichen erhalten bleibt und auch die Fasergriff- und -drapierungseigenschaften nocli vorliegen. Die so erhaltenen, gebundenen "nonwoven"-Faserprodukte werden vorteilhafterweise für alle sanitären Zwecke, wie Servietten, Schutztücher wie Kinderlätzchen oder Geifertücher, Tischtücher, Abdeckun- k gen für Wochenbinden, Wegwerf-Leinwandabdeckungen, Blätter und chirurgische Bekleidung sowie Kompressen verwendet. Wenn diese Menge Bindemittel verwendet wird, entsteht nur ein relativ geringer oder kein Fensterverschluß, d. h. daß die Zwischenräume zwischen den Fasern offen bleiben, wodurch man ein hoch poröses, voluminöses Produkt erhält. Wenn gewünscht, kann die Dichte des Produkts dadurch modifiziert werden, daß man Druck in verschiedener Höhe vor und in

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manchen .Fällen nach dem Erhitzen zum Binden des gesättigten "nonwoven"-Fasermaterials aufbringt«

Verbundene "nonwoven"-Faserprodukte, die von ungefähr 40 bis ungefähr 150 # VvCl/lSMA-Bindemittel, bezogen auf das Fasergewicht, enthalten, finden im allgemeinen in der Bekleidungsindustrie als Einlagen für Mäntel, Kleider, Ko ck- bzw. Hemdkragen, Manschetten und dergleichen und zur Her- stellung von Oberbekleidungsstoffen, wie Blusen, Röcke, Hemden, Kleider und dergleichen, Verwendung. Gebundene "nonwoven"-Faserprodukte, die das Bindemittel in diesem Bereich enthalten, sind ebenso als Vorhang- und Drapierung smateriali en geeignet» lieben den Verwendungen im allgemeinen Haushalt und zu Bekleidungszwecken finden die gebundenen "nonwoven"-Faserprodukte dieser Erfindung, bei denen 10 bis 100 Grew.fo Bindemittel, bezogen auf das Fasergewicht, verwendet werden, viele Verwendungen in der Leichtindustrie als Wischtücher, Filter und als Auskleidematerialien für Verpa ckungen ·

Die gebundenen "nonwoven"-Faserprodukte der Erfindung, die von ungefähr 100 bis 200 Gew»$ Bindemittel, bezogen auf das Fasergewicht, enthalten, sind besonders für die Zwecke der Schwerindustrie verwendbar, wo eine Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb erwünscht ist. Zu solchen Zwecken gehören industrielle Dichtungen, Packungen, Filter und dergleichen·

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Wenn gewünscht, kann die wäßrige Dispersion von Ä/VOl/tJMA ebenso ein Netzmittel enthalten, das das Bindringen in das "nonwoven"-i^lasermaterial, "bei dem sie verwendet wird, unterstützte Die wäßrigen Dispersionen können ebenso ein Schaum bildendes Mittel enthalten, oder sie können ein Entschäumungsmittel enthalten, wenn die Bestandteile der wäßrigen Dispersion die Neigung haben, Schaum zu bilden und wenn eine solche Schaumbildung unerwünscht ist» Die herkömmlichen netzmittel, wie beispielsweise das Natriumsalz von Dioctylbernsteinsäure, und die herkömmlichen Sehaumbildungs- und Entschäumungsmittel, wie Natriumseifen einschließlich Natriumoleat zur Schaumbildung und Octylalkohol oder bestimmte Antischaummittel zur Entschäumung können verwendet werden.

Beispiel 4

Vorgewogene Proben von Hollingsworth and Vose "nonwoven"-Fasermischflächengebilden mit einem Gehalt von 75 Gew.ffi Cellulosefasern und 25 Gew„$ Nylonfasern werden in wäßrige Dispersionen von 1/VCl/NMA-Bindemitteln eingetaucht. Die wäßrigen Dispersionen enthalten 13,5 Gew.fS Mischpolymerisatfeststoffe. Die imprägnierten Faserflächengebilde werden durch eine Größenpresse geleitet, gewogen, ungefähr 2 Minuten bei einer Temperatur von ungefähr 118⁰C getrocknet und erneut gewogen. Die gebundenen ^Mnonwoven^M-]?aserflächengebilde werden dann einer Kalanderung durch eine einzige Walzenspalte unterworfen, um sie glatt zu machen, und 10988A/19U -18-

sie werden dann hinsichtlich ihrer Griff- und Drapierungseigens ohaf ten, ihrer Zähigkeit und Festigkeit geprüft» Die Griff- und Drapierungseigenschaf ten werden qualitativ durch Berühren geprüft, und die Ergebnisse sind in einer Bewertung von 1 bis 10 angegeben» Nummer 1 bezeichnet sehr weiche und besonders flexible, Hummer 10 sehr rauhe und nicht flexible Produkte, Die Festigkeit wird mittels TAPPI T4-O4 OS-61 mit einem Instron-Tischmodell bestimmt« Die Zähigkeit wird durch Messen der unter der Dehnungs-Spannungskurve befindlichen fläche gemessen» Die Ergebnisse und weitere Einzelheiten sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen, in der die Menge Bindemittel in dem gebundenen "nonwoven"-Produkt in Trockengewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Faser in dem "nonwoven"-Produkt, die Zugfestigkeit in kg/cm (Ib„/inο width), die Zähigkeit in 5»5 cm/kg (inchpoinds) angegeben sind, und die folgenden Abkürzungen werden verwendet, um die Monomeren zu kennzeichnen j

X = Äthylen
VCl = Vinylchlorid
NMA = N-Methylolacrylamid

-19-109084/1914

35	6	0,56(8,1)	1,66
35	6	0,65(9,3)	2,47
35	5	0,70(10,2)	4,08

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Tabelle

Bindemittel, Bindemittel Griff- Festigkeit Zähig- ja der Zubereitung i.d· "non- und Dra- keit

woven"-Pa- pierungs-

serprodukt eigen-Ä YOl. HMA, schäften

19,9 79,3 0,80
22,15 77,2 0,65
21,7 76,9 1,40

Nach der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine wäßrige Pigmentbesehichtungs zubereitung geschaffen, die ein % Ä/VCl/HMA-Terpolymerisat zusammen mit einem mineralischen Pigment enthält, wobei gegebenenfalls die üblichen Papierbeschichtungsadditive vorhanden sein können, zu denen geringe Mengen anderer Additive oder Bindemittel, wie Polyvinylalkohol, Kasein oder Stärke, gehören.

Die mit den Mineralpigmentbeschichtungszubereitungen dieser Erfindung beschi eiltet en Oellulosesubstrate weisen einen ausgezeichneten Glanz und Naßabriebwiderstandsfähigkeit \ auf sowie verbesserte Ausreißwiderstandsfähigkeit (gegenüber "piek up").

Die verbesserten Mineralpigmentheschichtungszubereitungen der vorliegenden Erfindung liegen in Form von wäßrigen Dispersionen oder Kollisionen vor, wobei diese Wasser, ein fein verteiltes Papierbesehichtungsmineralpigment und ein Ä/VCl/SMA-Ierpolymerisat-Bindemittel enthalten· Die Menge Pigment in den BftpierbeschichtungHzubereitungen kann von

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ungefähr 20 "bis ungefähr 250 Gew„Teile pro 100 GewoTeile Wasser variieren. Die bevorzugten Bereiche sind abhängig von dem verwendeten spezifischen Ä/yOl/lJMA-T er polymerisat, dem jeweils verwendeten Pigment.und der gewünschten Endverwendung des fertigen CelluloseproduktSo Ein bevorzugter Bereich ist von ungefähr 50 bis ungefähr 200 Gew«Teile Pigment pro 100 Gew«, Teile Wasser₀ Die Mengea A/VCl/NEA-Terpolymerisatbindemittel in den BeschichtungsZubereitungen dieser Erfindung können von ungefähr 1 bis ungefähr 100 G-ewoTeile pro 100 GewoTeile Pigment variieren, und vorzugsweise werden ungefähr 10 bis ungefähr 25 Gew_oTeile Bindemittel für jeweils 100 Gew_eTeile Pigment verwendete Die wäßrigen Pigmentbindemittelzubereitungen können von ungefähr 20,2 bis ungefähr 400 Gew.Teile dispergierte Feststoffe für jeweils 100 Gew„Teile Wasser enthalten< >

Beispiel 5

ungefähr 18 Teile Ä/VCl/MMA-Mischpolymerisat auf Trockengewichtsbasis werden zu einer wäßrigen Schlämme zugegeben, die 90 Teile Beschichtungston ("LUSTRA", Qualität Nr, 1, Freeport Kaolin Company), 10 Teile TiOp und ungefähr 50 Teile Wasser enthält. Der Gesamtfeststoffgehalt der erhaltenen Pigmentbeschichtungszubereitung wird durch Zugabe von Wasser auf ungefähr 45 # Peststoffe eingestellt. Die Pigmentbesohichtungszubereitungen werden auf der einen Seite des Papiers und von Zylinderpappe mittels einem drahtumwickelten Aufbringstab Nr₀ 20 mit einem Trockengewicht der

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Beschickung von ungefähr 9 kg/Ries (20 pounds per ream) aufgebracht. Das beschichtete Papier und die Papierpappe werden in einem Infrarotofen bei 120⁰O ungefähr 1 Minute getrocknet, einem Walzenspaltkalandern zur Glätte unterworfen und bei 220⁰C (72⁰P) und 50 # relativer Feuchtigkeit 1-1/2 Std. konditioniertο Das beschichtete Papier und die Papierpappe werden hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber physikalischem Entfernen der Beschichtung während einem technischen Druckverfahren mittels Ausreißuntersuchung (pick up-Test) unterworfen. Die Ausreißwiderstandsfähigkeit, d· he die Fähigkeit der Beschichtung, dem Zug der Druckfarben zu widerstehen und auf der jeweiligen Pappe in Klebkontakt zu bleiben, wird mittels dem IGT Printability Test gemessene Es ist dies eine weitgehend anerkannte Standarduntersuchung, die von dem Institut voor Graphische Techniek in Amsterdam, Holland, entwickelt wurde. Bei dem IGT-Test wird eine Druckfarbe von gemessener Zähigkeit einheitlich mittels einer Standarddurchmesser-Druckwalze aufgebracht. Ein Streifen der Pappe, die die unter Versuch stehende Beschichtung aufweist, wird auf einem federbelasteten, zylindrischen Segment von bekanntem Durchmesser befestigt» Die mit der Farbe versehene Walze wird gegen das eine Ende des Pappstreifens mit einem Druck von 50 kg gedrückt. Die zylindrische Feder wird freigelassen, und die klebrige Farbe wird auf dem Streifen mit einer sich beschleunigenden Geschwindigkeit von 0 bis 190 m/Min. (630 ft./min.) so auf-

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gebracht, wie der Streifen durch einen gegebenen Bogen läuft» Wenn die Beschichtung auf dem Papier entfernt wird ("Picken"), ist ein Bruch der Beschichtung an einem bestimmten Punkt auf der mit Farbe bedruckten, beschichteten Testpapierprobe zu erkennen» Dieser Punkt wird unter Verwendung einer Meßskala festgestellt und als Geschwindigkeit in m/Min» Durchhaltevermögen der Beschichtung vor Bruch der Beschichtung angegeben» Der Versuch wird mit Proben der beschichteten Pappe mit Farben, die jeweils sich erhöhende Zähigkeiten aufweisen, durchgeführt, bis brauchbare Grenzen der beschichteten Papierprobe erreicht sind. Ein Wert von 190 m/Min» (630 ft./min.) bedeutet keinen Bruch der Beschichtung bei der jeweiligen hinsichtlich der Zähigkeit angegebenen Druckfarbe· Die nächst höhere Druckfarbenzahl wird dann verwendet, bis ein Bruch eintritt. Die Ergebnisse und weitere Einzelheiten sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen»

Tabelle

Zusammensetzung IGT-Bewertung, IGT-Bewertung,

des Ä/VGl/NMA- Papier* Druckfarbe Pappe, Druckfarbe

Mischpolymerisats Nr. 4 - m/Min. Nr· 6 - m/Min.

(ft«/min.) (ft./min.)

21/75/4 112 (370) 127 (418)

20/76/4 100 (328) 113 (372)

Das Papierbeschichtungsmineralpigment ist eine bedeutende Komponente der Beschichtungszubereitungen. Die Hauptfunk-

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tionen des Pigments sind, Unregelmäßigkeiten der Papieroberfläche auszufüllen, um eine ebene und einheitliche, absorbierende Oberfläche zum Bedrucken zu schaffen und das Aussehen des beschichteten Blattes zu verbessern., Ein geeignetes Pigment sollte die gesamten oder meisten der nachfolgenden Eigenschaften haben: gute Oispergierbarkeit in Wasser, genaue Partikelgrößenverteilung, hohe Wirksamkeit zur Verleihung von Undurchsiehtigkeit, hohen Glanz, geringe Wasserabsorption, Eigenschaften gegen Abrieb, chemische Inertheit, Verträglichkeit mit anderen Bestandteilen des Beschichtungsgemischs, geringen Bedarf an Klebstoff und, ' wenn es gefärbt wird, eine hohe 3?ärbekraft und Farbbeständigkeito Zu geeigneten PigmentbeSchichtungen gehören Tone, wie Kaolinit, Illit, Montmorillonit und Beidellit sowie andere Materialien, wie Titandioxid, Kieselgur, ausgefälltes Galciumcarbonat, mit Wasser gemahlenes Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Calciumsulfit, Bariumsulfat, "Blanc fixe", Flecken-Weißfärbungs- und Zinkpigmente, z« B. Zinkoxid, Zinksulfid und Lithopan_e

Besonders geeignet zur Verwendung als Pigmentbindemittel sind Ä/VCl/NMA-Terpolymerisate mit ungefähr 20 bis 40 Gew_o# polymerisiertem Vinylchlorid, ungefähr 60 bis 80 Gew.^ Äthylen und von ungefähr 1,5 bis ungefähr 4- Gew.fS N-Methylolacrylamid.

Wenn das Bindemittel das mit Stärke oder Kasein unverdünnte

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Ä/VCl/MMA-Terpolymerisat ist, kann der stabile Ä/VCl/NMA-Terpolymerisatlatex, der vorzugsweise wenigstens 35 i° Feststoffe hat, der Tonsuspension in ausreichender Menge zugegeben werden, um einen G-esamtbindemittelf eststoffgehalt Ton ungefähr 1 bis 100 G-ew» Teile pro 100 G-ew» Teile des Mineralpigments zur Verfügung zu haben." Wenn das Bindemittel ein Ä/Völ/lMA-Terpolymerisatstärke- oder -proteingemisch ist, kann die Stärke oder das Kasein zuerst zu dem 1/VCl/ NMA-Mischpolymerisatlatex- zugegeben werden, und das Ä/VCl/ NMA-Terpolymerisatlatexstärke- oder -kaseingemisch kann dann der Tonsuspension zugegeben werden, um den Feststoffgehalt des Bindemittels in der Beschichtungszubereitung auf die gewünschte Höhe zu bringen,, Man kann auch die Stärke oder das Kasein zu der Pigments chi amme zugeben und vor der Zugabe des A/VOl/NMA-Terpolvmerisatlatex gut mischen.. Dieses Verfahren ist zur Herstellung von stabilen BeschichtungsZubereitungen mit niederem (25 bis 40 tigern) Feststoffgehalt geeignet» Ein zur Verwendung von BeschichtungsZubereitungen mit hohem Feststoff gehalt (60 bis 75 i°) verwendetes Verfahren besteht darin, daß man Stärke oder Kasein zu dem Ä/VCl/NMA-Latex zugibt, hierzu das trockene Pigment zugibt und dann mischt.

Die Pigmentbeschichtungszubereitungen v/erden auf das Papier oder die Papierpappe unter Verwendung irgendwelcher herkömmlicher Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, aufgebracht, wie mittels Walzenbeschichtung, Rakelbeschichtung,

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Schlitzdüsenauftrag oder mittels Schlichtpresseru Das Papier oder die Papierpappe wird im allgemeinen mit ungefähr 2,25 kg (5 pounds) bis ungefähr 11,3 kg (25 pounds) Pigmentbeschichtungszubereitung pro Seite/Ries (3300 cm ) auf Trockenbasis beschichtete Die Menge der Beschichtung wird, abhängig von dem zu beschichtenden Substrat und dessen Endverwendung variieren«. Das beschichtete Papier oder die Papierpappe dieser Erfindung weisen eine Basisschicht und eine Beschichtung auf, die wenigstens an einer Oberfläche (Kleben) aufgebracht ist, wobei die Beschichtung ein mineralisches oder anorganisches Pigment und ein weichgemachtes Ä/yOl/KMA-Ierpolymerisatpigmentbindemittel enthalte Die Endbeschichtung kann ungefähr 1 bis ungefähr 100 GewoTeile Ä/VCl/NMA-Terpolvmerisatbindemittel pro jeweils 100 Gew·- Teile Pigment aufweisen«

Patentansprüche t 109884/1914

Claims

- 26 Patentansprüche :

1 ο Wäßrige Zubereitung, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein Äthylen/Vinylchlorid/N-Methylolacrylamidterpolymerisat, das ungefähr 15 bis ungefähr 70 Gew„# Äthylen, ungefähr 30 bis ungefähr 85 Gew«$ Vinylchlorid und ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Gew_o# U-Methylolacrylamid enthält und gegebenenfalls ein Mineralpigment enthält, wobei das Terpolymerisat in einer Menge von 1 bis ungefähr 100 Gew.Ieile pro 100 Gewoleile Pigment vorhanden ist_o
2. Zubereitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das lerpolymerisat ungefähr 20 bis ungefähr 40 Gew.^ Äthylen, ungefähr 60 bis ungefähr 80 Gew.$ Vinylchlorid und ungefähr 1,5 bis ungefähr 4 $ IT-Methylolacrylamid enthält.
3. Zubereitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment Ton ist«
4. Zubereitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie zusammen mit Stärke verwendet wird.
5· Faserprodukt, gekennzeichnet durch den Gehalt von

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(1) einem Fasermaterial, nämlich natürlichen und/oder synthetischen lasern, wobei die natürlichen Fasern Cellulose- und/oder Glasfasern und die synthetischen Fasern Polyesterfasern, Polyamidfasern, Vinylacetatfasern, Fasern von Polymerisaten und Mischpolymerisaten von Acrylnitrilen und/oder Poly-(äthylenglykol-Ierephthalat)-fasern und Gemische von natürlichen und synthetischen Fasern sein können, und

(2) einem Ithylen/Vinylchlorid/S-Methylolacrylamidterpolymerisat mit dem Gehalt von ungefähr 15 "bis ungefähr 70 Gew.# Äthylen, ungefähr 30 "bis ungefähr 85 Gew„# Vinylchlorid und ungefähr 0,1 "bis ungefähr 10 Gew«# N-MethyIola crylamid.
6 ο Faserprodukt gemäß Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet , daß das Fasermaterial ein "nonwoven"-Fasermaterial ist β
7· Produkt gemäß Anspruch 5» dadurch gekenn zeichnet , daß das Terpolymerisat ungefähr 20 bis ungefähr 40 Gew,$ Äthylen, ungefähr 60 bis ungefähr 80 Gewo$ Vinylchlorid und ungefähr 1,5 bis ungefähr 4 Gew,# N-Methylolacrylamid enthält.
8 β Produkt gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet , daß das "nonwoven"-Fasermaterial eine Kombination von natürlichen umd synthetischen Fasern ist_e

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Se, Produkt gemäß Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß das Terpolymerisat in einer Menge von ungefähr 2 bis ungefähr 200 Gew_o$, bezogen auf das Gewicht der Pasern, vorhanden ist«,

1Oo Faserprodukt, gekennzeichnet durch den Gehalt eines Cellulosesubstrates, das wenigstens an einer Oberfläche eine getrocknete Beschichtung aufweist_f die ein Pigment und' von ungefähr 1 bis ungefähr 100 Gew_o-Teile pro 100 GeWoiEeile Pigment ein Äthylen/VinylChlorid/ N-Hethylolacrylamidterpolymerisatbindemittel,enthält, wobei das Bindemittel ungefähr 15 bis ungefähr YO Gew_e$ Äthylen₉ ungefähr 50 bis ungefähr 85 Gew_o^Vinylchlorid und ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Gew<>?£ Kf-Methylolacrylamid enthalte

11„ Substrat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Terpolymerisat ungefähr 20 bis ungefähr 40 Gew.^ Äthylen, ungefähr 60 bis ungefähr 80 G-ew.$ Vinylchlorid und ungefähr 1,5 bis ungefähr 4 Gew.fi U-Methylolacrylamid enthält»

12_O Substrat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Bindemittel ebenso Stärke enthält«

13o Substrat gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Pigment Ion ist und daß das Serpolymerisat. in einer Menge von ungefähr 10 Ms

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ungefähr 25 Gewoleile pro 100 Gew. !Teile Pigment vorhanden ist.

14« Substrat gemäß Anspruch 10, dadurch g e kennzei ehnet , daß es Papier ist.

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