DE2325730A1

DE2325730A1 - Aethylen/vinylchlorid-mischpolymerisate

Info

Publication number: DE2325730A1
Application number: DE2325730A
Authority: DE
Inventors: Harry Martin Andersen
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1972-05-22
Filing date: 1973-05-21
Publication date: 1973-12-06
Also published as: CA1004397A; JPS4950044A; GB1391878A; JPS5519925B2

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86O2 45 2325730

Dr. Berg Dipl.-lng„Stopf, 8 München 86, P.O. Box 8«0245 Ihr Zeichen Unser Zeichen _Q . _Q 8 MDNCHEN 80 Yourref. Ourref. 23 O 4 O MAUERKIRCHERSTR. 45 Anwaltsakte-Nr.: 23 848

Monsanto Company St. L ο u i s, Missouri / USA

'Äthylen/Vinylchlorid-Mischpolymerisate"

Die vorliegende Erfindung betrifft Äthylen/Vinylchlorid/ Acrylamid/N-CAlkoxymethyDacrylamid-Mischpolymerisate. Sie betrifft ferner mit derartigen Mischpolymerisaten verbundene Faservliese.

Viele bekannte Polymerisate sind in ihrer Latex-Form oder

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in Form ihrer- Lösung als Bindemittel für Vliese brauchbar. Gewöhnlich werden jedoch Latices wegen der Leichtigkeit ihrer Anwendung eingesetzt. Jedoch sind viele dieser Latices aus einer Vielzahl von Gründenjheraus nicht zufriedenstellend. So fordern manche äußere Vernetzungsmittel. Andere wiederum besitzen keine mechanische oder Scherfestigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen. Wiederum andere benötigen lange Härtungszeiten bei hohen Temperaturen.

Andere Latices liefern keine Faservliese mit ausreichender Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, Waschen oder Trockenreinigen. Andere beeinflussen die Festigkeit, den Griff oder die Drapierung der verbundenen Fasern in nachteiliger Weise.

Polymerisate, die keinen der vorerwähnten Nachteile aufweisen, würden ohne Zweifel technisch fortschrittlich sein.

Kurz zusammengefaßt werden nun gemäß der vorliegenden Erfindung neue Äthylen/Vinylchlorid/Acrylamid/N-(Alkoxymethyl)acrylamid-Mischpolymerisate geschaffen, "die als Bindemittel für Faservliese brauchbar sind. Sie ermöglichen Vliese mit zufriedenstellender Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, Waschen und Trockenreinigen, die eine adäquate Festigkeit, Drapierung und einen adäquaten Griff besitzen.

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Neue Latices sind selbst-vernetzbar und sie besitzen eine hohe Scher- oder mechanische Stabilität. Sie erfordern kurze Hartungszeiten bei niedrigen Temperaturen. Diese Mischpolymerisate enthalten:

(A) Äthylen (E), . ■

(B) Vinylchlorid (VCL)₃-

(C) Acrylamid oder Acrylamid in Kombination mit einem anderen polaren Monomeren, nämlich Methacrylamid, N-(Alkyl) acrylamid j N-(Alky Methacrylamid), ungesättigte Carbonsäuren, Alkalimetallsalze und Ammoniumsalze von ungesättigten Carbonsäure, Acrylylamide und Methacrylylamide von Aminoalkansäureh und/oder Alkyl- und Hydroxyalky!ester von Polycarbonsäuren, und

(D) eine Verbindung der allgemeinen Formel I

«^. 0-1. ... OB₂OX- . (X,

in welcher X eine Methylgruppe oder Wasserstoff und Y eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet.

Der Ausdruck "Faservlies-Material", wie er hier verwendet wird, bedeutet eine, durch mechanische, chemische, pneumatische, elektrische oder Vakkuum-Vorrichtungen oder auf

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irgendeine andere Weise abgelegte, verdichtete Fasermasse, die in der gewünschten Form entweder als flache (Gewebe, Matten oder Platten) oder dreidimensionale Anordnung abgelegt wurde.

Wie bereits erwähnt, kann Acrylamid in Kombination mit einem oder mehreren anderen polaren Monomeren verwendet werden. Diese umfassen N-(Alkyl)acrylamide und N-(Alkyl) methacrylamide, welche 1 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe enthalten, ungesättigte Carbonsäuren, insbesondere die Dicarbonsäuren mit einer Hauptkette mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, AeryIy!amide und Methacrylylamide von Aminoalkansäuren mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, und Alkyl- und Hydroxyalkylester von ungesättigten Carbonsäuren mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, insbesondere solche Ester von Dicarbonsäuren mit einer Hauptkette, die 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthält.

Spezifische Beispiele von anderen polaren Monomeren, welche eingesetzt werden können, umfassen N-Methy!acrylamid, N-Äthylacrylamid, N-Propylacrylamid, N-Methy!methacrylamid, N-Äthy!methacrylamid, N-Propy!methacrylamid, Malein-, Fumar-, Itacon-, Aconit- und Citraconsäuren und Alkalimetall- und Ammoniumsalze von derartigen Säuren, vorzugsweise die Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze; Monoäthyl-

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maleat, Dipropylfumarat_s 2-Hydroxyäthyl- und 2-Hydroxypropy!ester von MaIeIn-; Fumar-, Itaeon-, Aconit- und Citraconsäuren.

Beispiele von Verbindungen der allgemeinen Formel I umfassen:

0 Formel Chemische Bezeichnung

CH₀ s CH - C - NH - CH₀QCH N-(Methoxymethyl)acrylamid ^ά * \ (NMA)

t ι

CH. = CH - C - NH - CH₀OC₀H- N-(Äthoxymethyl)acrylamid 2 2 2 5 _(EMA)

Il

CH₅ = CH - C - NH - CH₅OCkH N-(Butoxymethyl)acrylamid ^ά ·' * ^y (BMA)

Il

CH₀ = CH - C - NH - CH₀OCpH.„ N-(Octaoxymethyl)acrylamId 2 2 ö 17 _(QMA)

II

CH„ = CH - C - NH - CH₅OC_1nH _Λ N-(Beeaoxymethyl)acrylamid ^ά d sx> dx _(DMA)

CH₅ = C - C - NH - CH₅OCH N-(Methoxymethyl)methaeryl- \ -> amid (NMMA)

CH₃

Il
CH„ = C - C - NH - CH₅OC H₇ N-(Propoxymethyl)methaeryl-

„ = C C NH CH₅OC H₇ I ' ^{5 f}

amid (PMMA)

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— 6 —

. 232573Ö

CH₀ = C - C - NH - CH₀OC_nH₀ N-(Butoxymethyl)methaeryl- ^d [ d * y _amid

CH,

CH₀ = C - C - NH - CH₀OC H N- (Pentoxymethyl)methacryl-

²I «£ ί> -Li _amid (_AMMA)

CH₀ = C - C - NH - CH₀OC^H N-(Hexoxymethyl)methaeryl-

^t ^amid (HMMA)

CH₃ ' 7

CH₀ = C - C ~ NH - CH OC₀H₁₀ N-(Nonoxymethyl)methacryl- ^d \ ^d ^{y y} amid (NMMA)

CH,

BMA und BMMA werden bevorzugt.

Die Mischpolymerisate der vorliegenden Erfindung enthalten im allgemeinen etwa 5 bis 70 % Äthylen_s 30 bis 95 % Vinylchlorid, OjI bis 10 % Acrylamid oder eine Kombination von Acrylamid mit einem anderen polaren Monomeren und 0,1 bis T.0 % einer Verbindung der allgemeinen Formel I. Vorzugsweise enthält das Mischpolymerisat 20 bis HO % Äthylen, 60 bis 85 % Vinylchlorid, 2 bis 6 % Acrylamid oder Acrylamid in Kombination mit einem anderen polaren Monomeren und 2 bis 6 % einer Verbindung der allgemeinen Formel I. Alle Prozent-

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sätze sind Gewichtsprozentsätze, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mischpolymerisats. Wenn bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung eine Kombination von Acrylamid und einem anderen polaren Monomeren verwendet wird, ist gewöhnlich 10 Gew.-%_s vorzugsweise 50 % und Insbesondere bevorzugt 80 % der Kombination Acrylamid.

Die Mischpolymerisate werden in Form eines Latex oder als organische Lösung nach Koagulation mit Alkohol, wie z„B. mit Methylalkohol oder Äthylalkohol, eingesetzt. Die Mischpolymerisate sind in organischen Lösungsmitteln,, wie z.B. Dimethylformamid«, Tetrahydrofuranünd Dimethylacetamid_s löslich.

Die Latices dieser Erfindung sind die bevorzugte Form» Sie besitzen eine hohe mechanische Stabilität, d.h._s sie widerstehen hohen Scherkräften und brechen nicht, wenn

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sie einem Scherbeträg von etwa 10 bis etwa 10 Sek.

unterworfen werden. . - .

Das nach dem Entfernen des Wassers aus dem Latex erhaltene Polymerisat ist im allgemeinen leicht vernetzt. Ferner wird kein äußeres Vernetzungsmittel benötigt und die Härtungsbedingungen sind mild. Beispielsweise findet die Härtung bei einer Temperatur im Bereich von etwa 100 bis l80 C in 3 bis 25 Min. statt. Dies liefert hochvernetzte Polymeri-

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sate, wie dies durch ihre Unlöslichkeit in einem geeigneten Lösungsmittel angezeigt wird: zumindest 60 bis 95 Gew.-% und vorzugsweise zumindest 80 Gew.-% Unlösliches. Vernetzte Polymerisate gemäß der vorliegenden Erfindung behalten ihre Festigkeit bei, wenn sie bei hohen Temperaturen eingesetzt werden.

Mischpolymerisat-Latices der vorliegenden Erfindung enthalten gewöhnlich von etwa 5 bis etwa 65 Gew.-% des Mischpolymerisates, vorzugsweise enthalten derartige Latices von etwa 10 bis etwa 60 Gew.-% an Mischpolymerisat wegen der Bequemlichkeit, einer Aufbringung mittels Eintauchen, Netzen, Sprühen u. dergl. Der Rest ist im allgemeinen Wasser, das ferner noch kleinere Mengen an Reaktionsteilnehmern oder Nebenprodukten enthalten kann. Die Mischpolymerisate haben eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 500 8 bis etwa 2000 S und ein Molekulargewicht (Zahlenmittel) von etwa 7OOO bis etwa 35000, gemessen durch GeI-Permeations-Chromatographie.

Diese neuen Mischpolymerisate sind überraschenderweise insbesondere einer hydrolytischen Modifizierung durch Anwendung von kleinen Mengen eines stark alkalischen Materials, wie z.B. Alkalimetallhydroxid, oder quartäres Ammoniumhydroxid wie z.B. Tetramethylammoniumhydroxid, oder einer starken

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Säure, wie z.B. den Mineralsäuren, z.B.Chlörwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure und Salpetersäure, zugänglich. Die verwendete Base oder Säure hat vorzugsweise eine Ionisationskonstante von höher als 10 bei 25 C. Sie werden gewöhnlich mit Säure oder Base in einer Menge behandelt, die chemisch äquivalent his zu etwa 100 % des Amid-Äquivalents in dem Mischpolymerisat ist. Eine Menge von etwa 10 bis etwa 90 % wird bevorzugt, wobei eine Menge von etwa 50 bis 80 % insbesondere bevorzugt wird.

Die Mischpolymerisate der vorliegenden Erfindung können nach verschiedenen bekannten Verfahren gemäß dem Stande der Technik hergestellt werden. Vorzugsweise werden die Mischpolymerisation hergestellt. Beispielsweise stellt man sie her, indem man zuerst Äthylen und Vinylchlorid in einem wässerigen Medium in Anwesenheit eines geeigneten anionischen oder nicht-anionischen Emulgators und eines beliebigen Initiators, der imstande ist, freie Radikale in der chemischen Mischung bei der gewählten Reaktionstemperatur und Druck zu erzeugen, mischt. Zu der polymerisierenden Äthylen- und Vinylchlorid-Mischung wird allmählich während der ganzen Reaktion Acrylamid und eine Verbindung der allgemeinen Formel I in wässeriger Lösung zugegeben. Diese Zugabe xfird vorzugsweise schon bald nach Beginn der Polymerisation vorgenommen und erfolgt mit der Umwandlung von

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Monomeren zu Polymeren in linearer Weise.

Die Mischpolymerisate der vorliegenden Erfindung werden besonders bevorzugt nach Verfahren hergestellt, welche das Mischen von Äthylen und Vinylchlorid-Monomeren in Anwesenheit eines alkalisch oder sauer gepufferten, Reduktions--Oxidations (Redox)-Initiator-Katalysator-Systems mit Wasser und von etwa 1 bis etwa 8 %_s bezogen auf das PoIymerisat-Produkt, eines anionischen Emulgiermittels und Umsetzen der Mischung bei einer Temperatur, einem Druck unter einer ausreichenden Zeit_s um den Beginn der Polymerisation zwischen Äthylen und Vinylchlorid su bewirken, umfassen. Anschließend wird Acrylamid oder Acrylamid in Kombination mit einem anderen polaren Monomeren und eine der Verbindungen der allgemeinen Formel I in einem geeigneten Verdünnungsmittel, wie beispielsweise Wasser, in die Reaktionsmischung eingeführt. Das Verfahren ist bezüglich der Einzelheiten in der US-Patentschrift 3 428 582 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.

überraschenderweise wurde gefunden, daß bei der Herstellung der Mischpolymerisate der vorliegenden Erfindung durch Emulsionspolymerisation, der Latex beim Belüften koagulierte, sofern nicht Acrylamid oder Acrylamid in Kombination mit einem anderen polaren Monomeren zugegen war.

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Die verbundenen Faservlies-Produkte der vorliegenden Erfindung können entweder aus Natur- oder Synthese-Fasern oder einer beliebigen Kombination derselben hergestellt werden, ifobei die Auswahl der Faser lediglich von dem spezifischen Endverbrauch abhängt, für den die verbundenen Faservlies-Produkte vorgesehen sind. Unter den Fasern, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind natürliche Fasern., beispielsweise HoIz₉ Jute, Sisalhanf, Baumwolle, Baumwoll-Linters_s Seide, Mohair, Kaschmir, Asbest, Wolle und Glas, und Synthese-Fasern,. z.B. Rayon-Celuloseester, wie z,B. Cellulose-Acetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril und Copolymerisate derselben, Polyäthylen,, Polypropylen u. dergl.,· Polyester, wie z.B. Äthylenglykolterephthalat-Polymerisate, und Polyamide vom Nylon-Typ.

Für viele Anwendungen werden die verbundenen Faservlies-Produkte der vorliegenden Erfindung aus einer Vie^lzahl von Naturfasern, oder aus einer Vielzahl von Synthese-Fasern oder einer Kombination von Naturfasern und Synthese-

Kombinationen von Glasfaser und Asbestfaser werden gewöhnlich für Isolationszwecke angewandt. Das Gewichtsverhältnis von Glasfaser zu Kunstfaser auf Cellulose-Basis in derartigen verbundenen Faservlies-Produkten beträgt gewöhnlich von 1 : 10 bis etwa 10 : 1.

Bei der Anwendung für Kleidungsstücke kann eine Kombination von Holzfasern und Nylon-Fasern, oder eine Kombination von Holzfasern und Rayon-Fasern vorteilhafterweise verwendet werden. Kombinationen von Holzfaser und Nylon-Faser, als auch Kombinationen von Holzfaser und Polyester-Faser werden ebenso in weitem Umfang bei verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wo ein Verstärken von Grobfoliebzw. Platten-Material erforderlich ist. Bei derartigen Kombinationen von Naturfasern und Synthesefasern liegt das Gewichtsverhältnis von Naturfaser zu Synthesefaser gewöhnlich im Bereich von etwa 1 : 22 zu etwa 20 : 1 und vorzugsweise im Bereich von etwa 1 : 1 bis etwa 3:1.

Die für die Herstellung von verbundenen Faservlies-Produkten gemäß Erfindung brauchbaren Faservlies-Materialien können nach einem beliebigen, dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden. So kann das Faservlies-Material sowohl aus Fasern hergestellt sein, die in zufallsverteilter Weise abgelegt wurd.en, als auch aus orientierten oder entlang einer besonderen Achse ausgerichteten Fasern.

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Faservlies-Materialien in Form zweidimens'i.cmaler Gewebe können nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden. Orientierte Gewebe werden unter Verwendung herkömmlicher Web-Form-Maschinen_s xtfie z.B. Öffnern, Pickern₉ Karden oder Garnetts, erzeugt. Kreuzweise gelegte Gewebe werden in ähnlicher Weise"wie orientierte Gewebe hergestellt₉ mit der Ausnahme, daß die Fasern sorgfältig im rechten Winkel zur Maschinenrichtung placiert werden_a um die Querfestigkeit zu verbessern» Zufallsverteilte Gewebe werden in Luftlege -Maschinen hergestellt₉ und das Faservlies-Material hat in allen Richtungen gleiche Festigkeit. Bei dem LUf tlege-Vafahren xierden kontinuierliche Endlosfäden über eine Fadenschere oder Brechinas chine eingespeist, welche die Fasern in die Austrittsseite eines Gebläses austreten lassen. Zur Führung der Fasern zu einem Sammelsieb oder einer luftdurchlässigen Struktur zum Sammeln der Fasern in der gewünschten Form sind geeignete Leitungen vorgesehen. Das Sieb kann die Form eines Endlosfö.rderbandes haben, das durch den unteren Teil eines Turmes in den oberen Teil führte, in welchen die Fasern durch die Leitung eingefelasen werden. Unterhalb des umlaufenden Siebes kann ein Saugkasten zur Unterstützung der Ablagerung der Fasern auf dem Sieb angeordnet sein* Anstelle eines umlaufenden flachen Siebes kann auch ein stationär angeordnetes Sieb verwendet werdenο Beispielsweise kann das Sieb die Form eines Hut-

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stumpen-förmigen Konus besitzen, ähnlich der Form, wie sie bei der Herstellung von Filzhüten verwendet wird. Wahlweise kann es irgendeine andere beliebige Form besitzen, die zur Erzeugung der gewünschten Form des gebundenen Faservlies-Produktes geeignet ist, wie z.B. die Form eines rechtwinkligen Troges bzw. einer rechtwinkligen Schale. Wie im Falle des endlosen Förderbandes kann auch unterhalb eines stationären Siebes eine Absaugung angewandt .werden, um die Ablagerung der Fasern darauf zu'unterstützen.

Zufallsverteilte ßewebe werden ferner noch durch das Direktsprüh-Verfahren aus einer Lösung einer geschmolzenen Masse der Fasermaterialien hergestellt. Dies ist ein herkömmliches Verfahren zur Erzeugung von Glasfasern oder Sehlakkenwolle-Fasern, als auch von solchen aus Nylon oder thermoplastischen Materialien _s die für ein Auflösen in einem geeigneten Lösungsmittel oder für ein Aufschmelzen geeignet sind. Die Lösung oder die Schmelze wird z.u Düsen-, oder Strahl-bildenden Austrittsöffnungen geführt und es wird eine unter hohem Druck fließende Strömung von beispielsweise Luft, Stickstoff oder Dampf gegen den Strom oder die Ströme des Endlosfäden-bildenden Materials gelenkt, um dieses auseinanderzureissen und in Form von Fasern in der Nähe der Austrittsöffnungen zu koagulieren.

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Für diesen Zweck können ebenso elektrostatische Spinnver- ■=■ fahren angewandt werden. Die auseinandergerissenen und dispergierten Pasern können wie im Falle der Verwendung eines Gebläses zum oberen Teil eines Absetzturmes gelenkt und mit Hilfe von Saugvorrichtungen auf einem geeigneten umlaufenden oder stationären Sieb am Boden des Turmes zum Absetzen gebracht werden. Dieses Verfahren ist besonders für die Herstellung von Fasern aus kieselhaltigen Materialien, wie z.B. von Glas- oder Mineralwolle, angepaßt, als auch für die Herstellung von Fasern aus thermoplastischem Harz.

Nasse zufallsverteilte Gewebe werden aus einer Aufschläm-* mung oder aus dispergierten Fasern auf Papiermaschinen oder modifizierten Papiermaschinen hergestellt. Spinnverbundene Gewebe werden aus zufallsorientierten kontinuierlichen Endlosfäden-Fasern erzeugt, die am Kreuzungspunkt verbunden sind. Das Verfahren schließt die Extrusion der kontinuierlichen Endlosfäden-Fasern, das Verstrecken zur Orientierung der Faser, eine gewisse Faserverflechtung durch Flüssigkeiten oder Luft, und das Verbinden an den Kreuzungspunkten, ein.

Die verbundenen Faservlies-Produkte gemäß Erfindung werden gewöhnlich nach einem Verfahren hergestellt, welches die

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Verdichtung der losen Pasern zu einem Faservlies-Material, das die strukturelle Anordnung des gewünschten gebundenen Faservlies-Produktes aufweist, das Dispergieren eines Mischpolymerisat-Bindemittels gemäß Erfindung innerhalb des Faservlies-Materials, und das Erhitzen des imprägnierten Faservlies-Materials auf eine Temperatur, die zum Zusammenfließen und Schmelzen des Mischpolymerisates ausreicht, und gegebenenfalls das Erhitzen auf eine Temperatur, die zum Vernetzen des Mischpolymerisates ausreicht, wenn ein Schwefel-Vernetzungsmittel verwendet wurde, umfaßt.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung der gebundenen Faservlies-Produkte der vorliegenden Erfindung, das besonders brauchbar ist, wenn das Faservlies-Material nach dem Luftlege-Verfahren in einer Luftlege-Maschine hergestellt worden ist, umfaßt das In-Berührung-bringen der Faser mit einer Mischpolymerisat-Dispersion oder -Pulver, wenn sie durch die Absetzkammer zu ihrem Ablagepunkt fallen. Dies wird vorteilhafterweise durch Versprühen der Mischpolymerisat-Dispersion oder des -Pulvers in die Absetzkammer an irgendeinem zwischen dem oberen Teil und dem Boden derselben liegenden Punkt bewirkt. Durch Besprühen der Fasern während ihres Herabsinkens zum Sammelpunkt ist es möglich, eine durchgreifende Verteilung des

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Mischpolymerisat-Bindemittels zwischen den Fasern zu bewirken, bevor sie in gesammeltem Zustand zum Faservlies-Material angeordnet sind= Bei der Herstellung gewisser faseriger Produkte₉ wobei eine heiße geschmolzene Masse eines Polymerisates_s wie z„B_o Nylon₉ oder eine geschmolzene kieselige Masse oder Glas₅ durch Eindüsen von erhitzter Luft oder Dampf zerrissen xfird_s kann die Bindemittel-Dispersion oder das Bindemittel-Pulver direkt auf die Fasern aufgesprüht xirerdeiij, solange sie noch heiß sind_s so daß das Bindemittel unmittelbar nach der Aufbringung gehärtet wird und es die Pasern in richtigem Verhältnis verbindet und verfilzt. Mieder ein anderes Verfahren umfaßt die Zugabe des Mischpolymerisates zu den Fasern vor der, Verdichtung wie beispielsweise durch Zugabe des Mischpolymerisates su der wässerigen Faseraufschlämmung bei einem modifizierten Papierherstellungsverfahren«

Die Mischpolymerisat-Bindemittel gemäß Erfindung können auf die Fasern des Faservlies-Materials mit einer beliebigen Vorrichtung gemäß dem Stande der Technik aufgebracht werden» Die Mischpolymerisat-Bindemittel werden gexföhnlich auf die Fasern des Faservlies-Materials durch Aufbringen auf die Oberfläche derselben^, oder du©h Eintauchen des Faservlies-Materials in eine flüssige₉ eingedickte oder ■ geschäumte Dispersion aufgebracht₉ so daß das Bindemittel

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in das Innere des Faservlies-Materials eindringt. Dort wo das Faservlies-Material als zweidimensionales Gewebe in Form eines Vlieses oder Gewebes vorliegt, werden die Bindemittel gewöhnlich in Form einer wässerigen Dispersion aufgebracht. Bei einer typischen Anwendung wird das Gewebe mit dem Bindemittel durch Eintauchen oder Untertauchen des Gewebes in der Dispersion zur Schaffung einer ausreichend benetzenden Aufnahme des Bindemittels imprägniert. Das benetzte Faservlies-Material in Form eines Vlieses oder Gewebes kann zwischen einem Paar Druckwalzen durchgeführt werden_s um eine im wesentlichen gleichmäßige Imprägnierung zu erzielen und ferner die Menge an aufgebrachtem Bindemittel zu regeln» Das imprägnierte Faservlies-Material wird mit herkömmlichen Vorrichtungendie dem Fachmann bekannt sind₃ getrocknet_s um das gesamte oder einen Teil des Wassers zu entfernen und ein Zusammenfließen und Schmelzen des Mischpolymerisates innerhalb des Faservlies-Materials zu bewirkenο Die Trocknungstemperatur und die Trockungszeit hängen von der Größe, Form und dem Querschnitt des imprägnierten Faservlies-Materials ab. Ganz allgemein wird die Trocknungstemperatur so geregelt, daß keine merkliche Verschlechterung bzw. kein merklicherAbbau der Fasern oder des Mischpolymerisates eintritt.

Wenn die Mischpolymerisat-Bindemittel gemäß Erfindung in-

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Form eines Latex cder einer wässerigen Dispersion angewandt werden, enthält die Dispersion gewöhnlich von etwa 5 bis etwa 65 Gew.-% an Mischpolymerisat. Derartige Dispersionen enthalten zur leichteren Aufbringung durch Tauchen, Einweichen, Sprühen u. dergl. von etwa 10 bis etwa 60 Ge\i.-% Mischpolymerisat.

Die Menge an Bindemittel, bezogen auf das Gewicht der Paserkomponente des verbundenen Faservlies-Produktes, kann in einem weiten Bereich in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes und der besonderen endgültigen Verwendung variieren. Die gebundenen Faservlies-Produkte der vorliegenden Erfindung enthalten gewöhnlich von etwa 2 bis etwa 200 % Mischpolymaisat, bezogen auf das Fasergewicht. Zur Herstellung von Vorformlingen, die in geformte Artikel überführt werden sollen, wird es bevorzugt, von etwa 2 bis etwa 10 % des Bindemittels, bezogen auf das Fasergewicht, zu verwenden. Bei der Herstellung von Isolationsmaterialien, fällt die Menge an gewöhnlich angewandtem Bindemittel in den unteren Teil des vorstehenden Bereiches, wenn das Bindemittel hauptsächlich angrenzend auf die Oberfläche oder die Oberflächen des Produktes aufgebracht worden ist, oder wenn es in Verbindung mit anderen Bindemitteln aufgebracht wird.

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Wenn das Bindemittel hauptsächlich dazu dienen soll, die Fasern unter Bildung eines verbundenen Faservlies-Produktes zu verbinden, in welchem eine maximale Porosität in Verbindung mit einer minimalen Veränderung des Fasergriffs und der Drapierungseigenschaften, als auch ein Anstieg in der Reißfestigkeit zurückgeblieben ist, wird vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 70 Gew.~% Bindemittelfeststoff, bezogen auf den Fasergehalt, angewandt. Der untere Teil dieses Bereiches gibt gewöhnlich die maximale Porosität und schafft eine minimale Veränderung im Fasergriff und den Drapierungseigens chaf ten«, obwohl in dem höheren Teil dieses Bereiches die Porosität zum größten Teil zurückbleibt und der Fasergriff und die Drapierungseigenschaften noch deutlich zu erkennen sind. Die so erhaltenen Faservlies-Produkte werden vorteilhafterweise für viele sanitäre Zwecke verwendet_s wie z,B,' als Tafelservietten, Kinder lätzchen, Tischtücher _s sanitär-hygienische Verwendungen und überzüge., Wegwerf-Winde In₃, Wegwerf-Bett laken und chirurgisches Verbandsmaterial und Kompressen. Wenn diese Bindemittelmenge verwendet wird,, tritt ein "Fensterseheiben-Effekt" in relativ geringem Maße oder überhaupt nicht ein_s d.h. die Lücken zwischen den Fasern ifurden offengelassen und es bleibt ein hochporöses_s bauschiges Produkt zurück. Falls gewünscht _s kann die Dichte des Produktes durch Anwendung verschieden hoher Drucke vor«, oder in manchen Fäl-

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len vor, oder nachdem das gesättigte Faservlies-Material zum Binden erhitzt worden ist, modifiziert werden.

"Verbundene Faservlies-Produkte mit einem Gehalt von etwa 40 bis' etwa 15O Gew<,-# an Bindemittel, bezogen auf das Fasergewicht, finden ganz allgemein in der Bekleidungsindustrie zur Schaffung und Herstellung von Futtergeweben für Mäntel, Kleider, Kragen, Manschetten u.dergl. und zur Schaffung von Oberbekleidungsgeweben, wie z.B. von Blusen, Röcken, Hemden, Kleidern u. dergl., Anwendung» Verbundene Faservlies-Produkte mit einem Gehalt an Bindemittel in diesem Bereich sind ferner noch als Vorhänge und Dekorationsmaterialien brauchbar. Zusätzlich zu der allgemeinen Verwendung im Haushalt und die vorstehend erwähnten Bekleidungszwecke finden die verbundnen Faservlies-Produkte der vorliegenden Erfindung, in welchen 10 bis 100 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das Fasergewicht, verwendet wurde, viele industrielle Anwendungen kurzlebiger Art als Wischtücher, Filter und Futtermaterialien für Packungen.

Verbundene Faservlies-Produkte gemäß der vorliegenden Erfindttng, die von etwa 100 bis etwa 200 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das Fasergewicht, enthalten, sind besonders dort in der Industrie für anspruchsvolle Verwendungen brauch-

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bar, wo Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit gewünscht werden. Derartige Verwendungen umfassen industrielle Dichtungen, Packungen, Filter u. dergl.

Falls gewünscht, kann die wässerige Mischpolymerisat-Dispersion ferner noch ein Netzmittel zur Unterstützung der Durchdringung des Faservlies-Materials enthalten, auf welches sie'aufgebracht wird. Die wässerigen Dispersionen können ferner noch ein Schäummittel, oder ein Entschäumungsmittel enthalten, wenn 'die Bestandteile der wässerigen Dispersion eine Tendenz zum Schäumen zeigen und ein derartiges Schäumen nicht gewünscht wird. Es können die herkömmlichen Netzmittel, wie z.B. das Natriumsalz von Dioctylbernsteinsäure, eingesetzt, und es können herkömmliche Schäum- und Entschäumungsmittel verwendet werden, wie z.B. die Natriumseifen, einschließlich Natriumoleat für das Schäumen, und Octylalkohol oder gewisse Silicon-Anti schäummittel zum Entschäumen.

Die verbundenen Faservlies-Produkte gemäß Erfindung sind durch hohe Zugfestigkeit, gute Dehnung, Weichheit, guten Griff und Flexibilität, gute Drapierung und Beständigkeit gegenüber vielen üblichen Lösungsmitteln und Detergentien ausgezeichnet. Durch diese Eigenschaften sind die verbundenen Faservlies-Produkte der vorliegenden Erfindung für

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eine Verwendung in einer großen Vielzahl von Endanwendungen geeignet _s von denen viele bereits oben angegeben wurden und die beispielsweise, umfassen; Pappdeckel₉ Reinigungstüeher₅ Handtücher ₃ Umhüllungen für Nahrungsprodukte _s Teebeutels Tapeten₉ Matten_s Servietten und Windeln,, Tischtücher Hitze- oder Schall-isolierende Materialien _s elektrolytische Kondensatoren;, Gepäcküberzüge und InnenbeSchichtungen«,

«so

Leim-beschictitetes Bandmaterial_s druckempfindliche Bandmaterialien ₅ Abdeckplatten, Wimpel _s Fahnen₉ Schilder _s Bucheinband-Materialien s, Projekt ions schirme-, Dichtungen,, pressedeckblätters x-rasserdichtes Packpapiers Sandpapier-Rückseiten_s Druckband_s Krankenhaus art ikel_s wie ZoB«. Kappen _β Masken bzw_o Abdeckblen<äen_s Umhänge-Jacken₉ waschbare Hosen, Capess Schuhüberzüge_s Waschlappens Kissenbezuges Wischtücher,, Bandagen^, Alkoholpreps_s chirurgische Verbände_s Kabinenvorhänge, Draperien₉ Windeln und Bettlaken«, Filter für Zwecke der Lebensmittelverarbeitung_s Motoren_s Ma=" schinen j, Luftsysteme oder flüssige Systeme _s elektrische Isolatoren_s Streifen_s Bänder ₉ Kopf= und Ärmstütsen im Auto mobil₃ Bezugsstoffe bzxio Polsterung_s gefüllte Kisoenj, Pa= serfüllungen₉ Schlafsackes Schutzübersüge für Möbel₉ Tagesdecken«, Decken_s Vorhanges Pensterschirme_s Teppiche (Vlies)_s Kleidungsstückes Kleidungsisolierung₃ Leibwäselie_s Trennschichtfutter und Zwischenfutter (Kragen und sehetten)»

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Die Bindemittel gemäß Erfindung wurden als einzige Bindemittel für die verbundenen Faservlies-Produkte der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch können für manche Anwendungen die Mischpolymerisate in Kombination mit hitzehärtbaren Vorkondensat-Harzen, wie z.B. mit Aminoplasten₉ verwendet werden, die fähig sind₉ in Zusammen^wirkung mit dem Bindemittel den verbundenen Faservlies-Produkten verbesserte Eigenschaften bezüglich der Wasehbarkeit und eine Beständigkeit in der Trockenreinigung zu verleihen _s insbesondere wenn sie in Form von Gewebematerial vorliegen. Die bevorzugten Aminoplast-Harze für eine Mischung mit den Mischpolymerisaten sind die Kondensationsprodukte oder die 'Vorkondensate von Harnstoff und Formaldehyd und Äthylen _a Harnstoff und Formaldehyd.

Die folgenden Beispiele -erläutern die Erfindung» Teile und Prozentsätze sind Gexfichtsteile bzw. Gewiehtsprozentsätae_a es sei denn., daß etwas anderes angegeben ist.

B e i s g. i e.._i 1

Dieses 'Beispielerläutert die Herstellung eines 27/66₉5/ 3,V3₉l-Gew.-£ E/VGL/Äcrylamid (ACRD)/BMA-Mischpolymerisat-Latex. . .

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237573Q

Reaktionsgefäß-Anfangscharge■

Natriumlaury!sulfat (SLS) ' 1,5 g

Fe-Äthylendiamintetraacetat
(FE.EDTA)

Aimnoniumpersulfat (APS) 100 niMol

(22,8 g)

H-O (ausreichende Menge) 1700 g

Ausgangsmonomere

Äthylen	Während des Versuches	615 g	330	56 g 14. g	12 g (40 ml einer 30 %- igen Lösung)	Polymerisation	g	(135 kg/cm²)
VGL	495 g			) Gemischter Strom ) von 30 % ACRD ) 7₉5 % SLS	Min/4O°/192O psi	g
	zugesetzt	3530	51 g (186 ml insgesamt)	Produkt	49/1 137	P_H-Wert 2,9
	Natriumformaldehydsulfoxylat (SFS) 29 rnMol	1618	Grenzflächen-^ , spannung *tuujr,wu
	SLS-Hilfsstrom	098
	ACRD SLS
	BMA"



Latex
Polymerisat
"iso-Form 3

232573Q

Äthylen	27,4 %	- Viskosität	112 cP
VCL ACRD	66,5 % 3,4 %	Gesamtes Ge löstes	47,2
BMA	3,1 %	- Tg	-7°C
SLS	1,7 %

Die Anfangscharge wird in einen 1-Gallon-Autoklav mit Rührvorrichtung eingefüllt und anschließend die Ausgangsmononieren zugegeben. Die Polymerisation wird durch Einpumpen von SFS-Lösung gestartet. Der Druck wird durch Zugabe von VCL nach Bedarf aufrecht erhalten (es wurden 758 g verwendet). Innerhalb von 1 oder 2 Min.nach Beginn der Polymerisation wurde begonnen, den SLS-HiIfsstrom zuzugeben, gefolgt von dem gemischten Strom und BMA bei einer Geschwindigkeit, proportional zu der VCL-Pumpgeschwindigkeit, Nach 33° Min. wurde die Reaktion abgebrochen und der Latex rasch durch ein Kugelventil am Boden des Autoklavs belüftet.

5 Der Latex brach nicht, wenn er einem Scherbetrag von 10 Sek."" unterworfen wurde.

Die Vernetzung wurde wie folgt bestimmt. Eine Probe des Latex aus Beispiel 1 wurde auf eine Glasplatte gegossen,

- 27 3098A9/1137

an der Luft getrocknet und 20 Min. lang bei 150 C in einem Heißluftofen mit Luftumwälzung wärmebehandelt„ Sie wird dann gewogen und in einem Lösungsmittel₉ 96 % Tetrahydrofuran/¹} ·% Wasserj, eingeweicht* bis die Extraktion beendet ist. (zumindest 4 Std.). Die Probe wird·dann entfernte ab= getupft-» getrocknet und gewogen« Sie ist su 71 % unlösliche Je höher der Prozentsatz₉ desto besser die Vernetzung»

Beispiel 2

Eine wässerige Dispersion eines 27
E/TCL/ÄGRD/BMA"-Mischpolymerisates s hergestellt im liehen gemäß dem Verfahren von Beispiel I₉ die ©fcwa GeWo-g polymere Feststoffe enthielt _s xiird' mitt©ls panol koaguliert ο Das Mischpolymerisat irirä mit gewaschen und getrocknet»

Beispiel 3

Mischpolymerisate der folgenden Zusaaamensetsyng waMea ta gestellt und im wesentlichen nach dem in Beispiel 1 b®° sehriebenen Vefahren untersucht₀

Unlösl

Zuisaamensetzung chengröße it. _s " " ~'~ .

S/VCI	A	690	6k 000 -7₀c
27_sO/	»9	710	95 000 O_o!
25,9/
i/ACRD/BMA*	) 71
"66₉5/3₉4/3	j 77
^?β7ο9/3.ο3/2

232573Q

Beispiel 4

Mischpolymerisate der folgenden Zusammensetzungen wurden im wesentlichen nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt:

E/VCL/ACRD/MMA

E/VCL/ACRD-N-methylacrylamid/EMA

E/VCL/ACRD-N-methylmethylacrylamid/AMA

E/VCL/ACRD-maleinsäure/NMA

E/VCL/ACRD-2-hydroxyäthylfumarsäure/MMA

E/VCL/ACRD-aconitsäure/BMMA

Beispiel, 5

Latices des Beispiels 4 wurden mittels Isopropanol koaguliert, gewaschen und getrocknet.

Beispiel 6

Vorgewogene Proben von Hollingsworth- und Vose-Faservlies-Verbundgewebe, enthaltend 75 Gew.-% Kunststoff-Pasern auf Cellulose-Basis und 25 Gew.-^ Nylonfasern, wurden in wässerige Dispersionen von E/VCL/ACRD/BMA^-Bindemitteln eingetaucht. Die wässerigen Dispersionen enthielten 13,5
Gew.-% mischpolymere Peststoffe. Die imprägnierten Gewebe

iso-Form _ pq -

309849/113?

232573Q

wurden durch eine Schlichtpresse geführt, gewogen, etwa 2 Min. lang bei einer Temperatur von etwa 118°C getrocknet und gewogen. Die verbundenen Faservlies-Gewebe wurden zur Erzielung einer besseren Glätte durch einen einzigen Walzenspalt kalandriert und auf Griff und Drapierungseigenschaften, Zähigkeit und Zufestigkeit hin untersucht. Griff und Drapierungseigenschaften wurden qualitativ durch Berühren bestimmt und die Ergebrisse mittels einer Skala mit Noten von 1 bis 10 benotet. Nr₀ 1 bedeutet sehr weich und hochflexibel. Nr. 10 bedeutet sehr rauh und nicht flexibel. Die Reißfestigkeit wird bestimmt nach TAPPI T4O4 OS-Öl mit einem Instron-Tischmodell. Die Zähigkeit wird durch Messen der Fläche unter der Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt. Die Ergebnisse und weitere Einzelheiten sind in der nachstehenden Tabelle wiedergegeben, in welcher die Menge des Bindemittels in dem verbundenen Faservlies-Gewebe in Prozent Trockengewicht, bezogen auf das.Fasergewicht in dem Faservlies-Gewebe, die Zugfestigkeit in Ib./in. (kg/cm) und die Zähigkeit in inch-pounds angegeben ist.

Bindemittel Bindemittel Griff Zugfestig- Zä- % Zusammensetzung im Faser- u.Dra- hig-

E VCL ACRD BMA^K vliesgewebe pierung keit keit

27,0 66,5 3,4 3,1 35 ^ 4 7,2(1,29)3,1 25,9 67,9 3,3 2,9 35 4 _ 7,1(1*27) 2,6

"iso-Form

3 09849/1137 -30-

232573Q

Beispiel 7

Ähnliche Ergebnisse wurden unter Verwendung der Latices des Beispiels 4 als Bindemittel in Beispiel 6 erhalten. Geht man nach dem Verfahrens des Beispiels 6 vor, kann man Verbundfasern herstellen, indem man anstelle der in Beispiel 6 eingesetzten Bindemittel diejenigen des Beispiels 4 verwendet.

- 31 308849/1 137

Claims

232573Q Patentansprüche

1. Mischpolymerisat -Latex,, enthaltend ein Mischpolymerisat aus

(A) Äthylen,

(B) VCL₉

(C) Acrylamid oder Acrylamid in Kombination mit einem polaren Monomeren, nämlich Methacrylamid; N-(Alkyl)-aerylamid; N-(Alkyl)methacrylamid; ungesättigte Carbonsäuren; Alkalimetallsalze und Ammoniumsalze von ungesättigten Carbonsäuren; Acrylylamide und MethacryIy!amide von Aminoalkansäuren; und/oder Alkyl- und Hydroxyalkylester von Polycarbonsäuren und

(D) eine Verbindung der allgemeinen Formel

il

CH₀ = C - C - NH - CH₀OY
2 , 2

2. Latex nach Anspruch I₃ da_v durch gekennzeichnet ₃ daß (C) Acrylamid ist.

3. Zubereitung nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet,

309849/1137 -32-

232573Q

daß sie von etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% (A)₉ etwa 60 bis etwa 80 Gew.-% (B)₃ etwa 2 bis etwa 6 Gew.-^ (C) und etwa 2 bis etwa 6 Gew.-^ (D) enthält=

4. Zubereitung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet ₃ daß X Wasserstoff und Y eine Alkylgruppe mit 4 Kohlenstoffatomen ist.

5. Mischpolymerisat aus

(A) Äthylen₉

(B) VCL,

(C) Acrylamid oder Acrylamid in Kombination mit einem polaren Monomeren«, nämlich Methacrylamid; N-(Alkyl)-acrylamid; N-(AlkylMethacrylamid; ungesättigte Carbonsäuren; AeryIy!amide und Methacrylylamide von Aminoalkansäuren,. und/oder Alkyl- und Hydroxyalky!ester von ungesättigten Carbonsäuren _$ und

(D) eine Verbindung der allgemeinen Formel

Il

CH„ = C - C - NH - CH₀OY 2 j 2

in welcher X eine Methylgruppe oder Wasserstoff und Y eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist»

6. Mischpolymerisat nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeich-

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net₉ daß (C) Acrylamid Ist_o

7° Mischpolymerisat nach Anspruch 6_s dadurch gekennzeichnet, daß es von etwa 20 bis etwa 40 GeWo-^(A)₃ etwa βθ bis etxia 80 Gew.-^ (B)₃ etwa 2 bis etwa 6 Gew„~$(C) und etwa 2 bis etwa 6 Geitf„-% (D) enthält»

8o Mischpolymerisat nach Anspruch 7_S dadurch gekennzeich^ net_s daß Ti. Masserstoff und Y eine Alky!gruppe mit 4 Kohlenstoffatomen ist«

9 ο Mischpolymerisat nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet _s daß es nach Hydrolyse durch Behandeln der Misehpolymerlsat-Ämldanteile mit einer Säure oder einer Base eine lonisationskonstante von höher als 10 besitzt»

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