DE2747182C2 - Bindemittel für Faservliese - Google Patents

Bindemittel für Faservliese

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DE2747182C2 DE2747182A DE2747182A DE2747182C2 DE 2747182 C2 DE2747182 C2 DE 2747182C2 DE 2747182 A DE2747182 A DE 2747182A DE 2747182 A DE2747182 A DE 2747182A DE 2747182 C2 DE2747182 C2 DE 2747182C2
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    • Y10T442/2738—Coating or impregnation intended to function as an adhesive to solid surfaces subsequently associated therewith

Description

a) 50—70 Gew.-% Vinylacetateinheiten
b) 20—35 Gew.-% Einheiten von Fettsäurevinylesteria mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkylresit der Fettsäure und/oder (Meth-)Acrylsäurealkylestern mit 4—18 C-Atomen im Alkylrest
c) 3 bis 15 Gew.-°/o Einheiten äthylenisch ungesättigter Mono- und/oder Dicarbonsäuren mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen oder von Halbestern der letzteren mit Alkylresten jwischen 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und/oder von Halbestern gesättigter Dicarbonsäuren mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen mit ungesättigten Alkoholen mit 3 bis 6 Kohlen
stoffatomen.
2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter b) genannten Einheiten des in der Dispersion enthaltenen Copolymers Einheiten von Isononansäurevinylester und/oder n-Butylacrylat sind.
3. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Dispersion
enthaltene Copolymer sich zusammensetzt aus:
a) 50—70Gew.-°/o Vbylacetateinheiten
b) 20—35Gew.-% Einheiten von Isononansäurevinylester und/oder n-Butylacrylat und c) 3—15Gew.-% Crotonsäure.
und daß als Schutzkolloid
0,5—10 Gew.-% Hydroxyäthylcellulose und/oder Polyvinylalkohol
sowie bis zu
3 Gew.-% Emulgatoren in der Dispersion vorhanden sind.
4. Verwendung der Bindemittel nach einem der Ansprüche· 1 bis 3 zur Bindung von Faservliesen, insbesondere Faservliesfiltern.
Bindemittel für Faservliese auf Basis von Vinylacetatpolymeren sind bekannt Derartige Bindemittel erhöhen p
u. a. die mechanische Festigkeit, die Naßreißfestigkeit, die Beständigkeit gegenüber chemischer Reinigung und I
verleihen den damit hergestellten Vliesen einen angenehmen Griff. Beim Ausstanzen flächiger Artikel aus einer |
fortlaufenden Vliesbahn können beachtliche Abfälle entstehen, die aufgrund des Bindemittelgehaltes nicht in den I Vliesherstellungsprozeß zurückgeführt werden können. Dazu wäre es erforderlich, das Bindemittel aus dem Faservlies wieder zu entfernen. Bindemittel, die für Faservliese geeignet sind,, sich aber nicht wieder entfernen | lassen, da sie irreversibel vernetzen, sind beispielsweise aus der GB-PS 11 13 254 und JP-AS 50 30 749 (1975) ff bekannt. p
Andererseits sind auch alkalisch lösliche amid- und/oder carboxylgruppenhaltige Copolymerisate, z. B. aus der |
US-PS 33 91 057 bekannt Derartige Polymerisate weisen jedoch eine so große Wasserempfindlichkeit auf oder I
sind gar wasserlöslich, daß ihre Verwendung als Bindemittel zur Herstellung von Faservliesen mit guter Naß- jj
reißfestigkeit nicht möglich ist \
In der DE-OS 18 13 014 wird ein Vliesstoff vorgeschlagen, der durch für solche Artikel gebräuchliche Binde- ί mittel verfestigt wird, z. B. durch solche auf Basis von Dienen oder Naturlatex. Zusätzlich ist für den Vliesstoff wesentlich, daß das fertige Vlies oder das Rohmaterial während des Zusatzes des oben genannten Bindemittels
mit einem weichmacherhaltigen Vinylchlorid-Polvmerisat behandelt wird Oie so hergestellten Vliese sind für die |
Textil- und Polsterindustrie und die Dekoration geeignet, da sie verminderte Schmutzanfäiligkeit besitzen. |
Die Verwendung alkalilöslicher polymerer Substanzen als Textilleime (Schlichtemittel) ist seit längerer Zeit bekannt Durch die Verwendung von Wasserstrahlwebstühlen bei der Verarbeitung geschlichteter Fäden entstand darüber hinaus die Forderung nach ausreichender Wasseirfestigkeit dieser alkalilöslichen Schlichtemitte!. Diese Forderung wurde in der DE-OS 21 62 285 dadurch gelöst, daß als Textilleime Poiy(vinylacetat-DialkylmaIeat-Acrylsäure)-SchlichtemitteI zum Einsatz gelangten, wobei als Dialkylmaleat Dimethylmnleat und/oder Diäthylmaleat verwendet wurden. Derartige Polymere erfüllen zwar die Anforderungen die an die Wasserfesiigkeit eines damit geschlichteten Garns bei der Wasserstrahlverwendung gestellt werden, sie sind jedoch als alkaliseh auswaschbare Bindemittel für Faservliese mit güter NaJilreißfestigkeiiii nicht geeignet
Es war daher erforderlich, ein Bindemittel zur Herstellung von 'Faservliesen zubinden, das einerseits in wäßrigen alkalischen Lösungen so gut löslich ist, daß ein Vliesfaser-Recyclinj» möglich wird, andererseits jedoch in neutralem bzw. schwachsaurem Milieu eine ausreichend hohe Naßreißfetigkeit und Wasserfestigkeit aufweist. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Bindemittel für Faservliese·; das in wäßrigen Alkalien löslich, gegenüber wäßriger neutraler öder schwachsaurer Lösung jedoch beständig ist, aus einer wäßrigen 0,5—10 Gew.-% Schutzkolloide sowie bis zu 3 Gew.-% Emulgatoren enthaltenden Vilnylacetatcopolymerdispersion mit einem Feststoffgehalt zwischen 10 und 60 Gew.-%, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das in dieser Dispersion f|
enthaltene Copolymer sich zusammensetzt aus:
a) 50—70 Gew.-°/o Vinylacetateinheiten
b) 20—35 Gew.-°/o Einheiten von Fettsäurevinylestern mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkylrest der Fettsäure
und/oder (Metn-)Acrylsäurealkylestern mit 4 bis 18 C-Atomen im Alkylrest
c) 3—15 Gew.-% Einheiten iithylenisch ungesättigter Mono- und/oder Dicarbonsäuren mit 3 bis 4
Kohlenstoffatomen oder von Haibestem der letzteren mit Alkylresten zwischen 1 und 18 Kohlenstoffatomen und/oder von Halbestern gesättigter Dicarbonsäuren mit?, bis 6 Kohlenstoffatomen mit ungesättigten Alkoholen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen.
Die Bindemittel zeigen gute Eigenschaften, wenn als Einheiten von Fettsäurevinylestern bzw. (Meth-)acrylsäurealkylestern Einheiten von Isoiionansäurevinylester und/oder n-Butylacrylat zum Einsatz gelangen, die Verwendung von Crotonsäure als äthylenisch ungesättigte Monocarbonsäure sowie Hydroxyäthylcellulose und/oder Polyvinylalkohol als Schutzlcolloide haben sich besonders bewährt
Die Bindemittel können zur Herstellung von Faservliesen vt rwendet werden, eine besondere Anwendungsform ist die Herstellung von Faservliesfiltern mit den erfindungsgemäßen Bindemittt'n, wobei das Hauptaugenmerk auf der Herstellung von Cellulosefaservliesfiltern liegt
Die erfindungsgemäßen Bindemittel zeichnen sich dadurch aus, daß sie einerseits in wäßrigen neutralen oder schwachsauren Lösungen nicht gelöst werden, andererseits in wäßrigen alkalischen Lösungen, wie z. B. Sodalösung, ausgewaschen werden können. Überdies zeichnen sich die mit den erfindungsgemäßen Bindemitteln behandelten Vliesffiter durch gute N'aSreiSfcstigkcit aus.
Die wäßrigen Polymerharzdispersionen werden im allgemeinen im Polyinerisationsrührkessel mit Heiz- und Kühleinrichtung hergestellt Die erforderliche Menge Schutzkolloid und Emulgator wird in der wäßrigen Phase gelöst vorgelegt Nach Spülen mit Stickstoff wird ein Teil des Monomergemisches und ein äquivalenter Anteil des Peroxidkatalysators in die Vorlage gegeben und auf 45 bis 65°C erwärmt Hierauf wird mit der Zudosierung der Reduktioniskomponente des Redoxkatalysators in verdünnter wäßriger Lösung begonnen. Die Dosierung der Reduktionskomponente wird so geführt daß sie erst nach dem Ende der •f-ionomergemischdosierung beendet ist. Mit der Dosierung des Monomergemisches wird begonnen, wenn die Innentemperatur des Polymerisationsansatzes auf eine Temperatur von mindestens 75° C angestiegen ist Vorzugsweise wird die Polymerisation bei Temperaturen zwischen 75 und 850C durchgeführt. Nach Beendigung aller Dosierungen wird noch 2 Stunden bei 90"C · aohpolymerisiert und dann abgekühlt Man erhält stippen- und koagulatfreie Dispersionen mit Feststoffgehalten bis 60 Gew.-%. Es werden Viscositäten von 300 bis 500 m Pa · s (Epprecht-Rheometer bei 200C, MeßbecherC, Stufe HIj bevorzugt
Als bei der Polymerisation zum Einsatz gelangende Schutzkolloide eignen sich teilverseifte Polyvinylacetate mit einem Hydrolysierungsgrad zwisci.en 74 und 97 Mol-%, wasserlösliche Cellulosederivate, wie z. B. Carboxymethylcellulose, Carboxypropylcellülose. Hydroxpropylcellulose. Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäuren, Polyacrylamid, wasserlösliche Polyacrylsäure und Polyacrylamidcopolymerisate. Methylcellulose, Gelatine, Casein sowie wasserlösliche Stärkeprodukt.e. Vorzugsweise wird teilverseiftes Polyvinylacetat mit einem Hydrolysierungsgrad von 81 bis 94 Mol-% und/oder Hydroxyäthylcellulose eingesetzt. Die Schutzkolloidr <verden in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-°/o dem Polymerisationsansatz zugesetzt
Als Emulgatoren eignen sich Alkylarylsulfonate, Alkylsulfate, Sulfate von Hydroxyalkanolen, sulfonierte Fettsäuren, Sulfate und Phosphate von Alkyl- und Alkylsrylpolyäthoxyalkanolen. Additionsprodukte von 5 bis 50 Mol Äthylenoxid an gerad- und veirzweigtkettige Alkylalkohole mit 6 bis 22 C-Atomen bzw. an Alkylphenole, Blockpolymerisate von Äthylenoxid und Propylenoxid, insbesondere eignen sich Alkylsulfonate, Sulfobernsteinsäurehalb- und -diester, Isotridecylalkoholpolyglykoläther bzw. Nonylphenolpolyglykoläther. Die Emulgatoren werden in Mengen von bis zu 3 Gew.-% dem Polymerisationsansatz zugegeben.
Als Katalysatoren eignen sich wasserlösliche Redoxkatalysatorsysteme mit oxidierender Peroxidkomponente wie anorganische Peroxide, z. B. Wasserstoffperoxid bzw. K.aliumperoxodisulfat oder organische Peroxide wie Tertiär-Butylhydroperoxid und als reduzierende Komponente anorganische Schwefelverbindungen mit Schwefel in einer Oxidationsstufe bis 6, wie z. B. Natriumformaldehydsulfoxylat. Als weitere reduzierende Komponente eignet sich Palladiumsol/Wasserstoff in Gegenwart von Schwermetallspuren. Die Katalysatoren gelangen in Mengen zwischen 0,1 bis 1 Gew.-% der Gesamtdispersion zum Einsatz.
Als Monomere werden Vinylacetat als Grundmonomere in Mengen von 50 bis 70 Gew.-% sowie 20 bis 35 Gew.-% Einheiten von Feitsäurevinylestern mit S bis 18 C-Atomen im Alkylrest der Fettsäure wie z. B. i-Nonansäurevinylester. Vinyllaurat, 2-Äthylhexansäurevinylester, Versaticsäurevinylester und/oder (Meth-)-Acrylsäurealkyiester mil 4 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest. wie z. B. n-Butylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, vorzugsweise i-Nonansäurevinylester und/oder Butylacrylat copolymerisert. Des weiteren gelangen 3 bis 15 Gew.-% äthylenisch ungesättigte Mono- und'oder Dicarbonsäuren mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Croton-, Acryl-, Methacryl-, Fumar-, Maleinsäure oder Halbester der Dicarbonsäuren mit Alkylresten zwischen 1 und 18 Kohlenstoffatomen und/oder Halbester gesättigter Dicarbonsäuren mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen mit ungesättigten Alkoholenmit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen zum 'Einsatz, wie z. B. Adipinsäure oder Bernsteinsäureallylester.
Zur Steuerung des Molekulargewichtes können bekannte1 Regler, z. B. Aldehyde, organische Halogenverbindungen, Mercaptane oder Nitroverbindungen bei der Polymerisation mitverwendet werden.
Zur Steuerung des pH-Wertes während der Polymerisationsreaktion können übliche Puffersysteme wie Natriumhydrogencarbonat, Natriumacetat, Trinatriumcitrai: sowie sekundäre und tertiäre Phosphate wie z. B. Dinatriumhydrogenphosphat, Trinatriumphosphat, Di- und Polyphosphate wie Tetranatriumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat und Natriümhexametaphosphat zugesetzt werden.
Die Prüfung der Auswaschbarkeil; und Naßreißfestigkeit erfolgte anhand von Filterpapier (Nr. 850/60 der
Fa. Machery und Nagei), ca. 68 g/m2 Flächengewicht durch einminütiges Tränken mit einer Dispersion mit 10 bis 15 Gew.-% Fßststoffgehalt, anschließend Abquetschen auf dem Foulard (100 N/cm Liniendruck mit 1 m/Minute Laufgeschwindigkeit, bei Raumtemperatur), eineinhalbstündiger Trocknung bei Zimmertemperatur und anschließender halbstündiger Trocknung bei 1000C Die aufgenommene Bindemittelmenge wurde durch Differenzwägung bei Normklima ermittelt.
Zur Prüfung der Auswaschbarkeit wurden 2 bis 2,5 g bindemittelhaltiges Filterpapier in 11 einer 2%igen wäßrigen Sciclalösung (Na2COs · 10 H2O) 3C Minuten gekocht, anschließend zweimal 2 Minuten mit 60 bis 70° heißem Wasser und einmal 5 Minuten mit kaltem Wasser gespült und anschließend eine halbe Stunde bei 1000C getrocknet- Die getrockneten Proben wurden bei Normklima gewogen.
Die Prüfung der Naßreißfestigkeit erfolgte nach DlN 53 857. Die Höchstzugkraft N wurde aus je 5 Werten in Längs- und Querrichtung ermittelt Die Einspannlänge betrug 100 mm, die Einspannbreite 15 mm.
Ebenso kann die geringe Wasserlöslichkeit des Bindemittels in neutralen bzw. schwachsauren Lösungen durch Difterermwägung unter definierten Bedingungen vor und nach der Behandlung mit neutralen bzw. schwachsauren wäßrigen Lösungen bestimmt werden.
Die Naßrdßfestigkeit zeigt bei Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel in Faservliesen ausgezeichnete Werte, sowohl in Längs- wie in Querrichtung. Die Löslichkeit in neutralen bzw. schwachsauren Lösungen ist so gering, daiß die bindemittdhaltigen Filtervliese für Lebensmittelzwecke eingesetzt werden können. Die Auswaschbarkeit des Bindemittels mit alkalischen wäßrigen Lösungen ermöglicht eine Regenerierung der Cellulose in den Stanzabfällen.
Beispiel 1
In einem Reaktor mit einem Rückflußkühler, Rührer, Zudosiermöglichkeiten, Stickstoffeinleitung sowie beheiz- und kühlbarem Mantel werden 383 Gewichtsteile Wasser, 3 Gewichtsteile eines teilverseiften Polyvinylalkohols mit einem Hydrolisierungsgrad von 87,5 Mol-%, 0,04 Gewichtsteile eines sekundären Alkylsulfonats mit 12 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe und 0,54 Gewichtsteile eines mit 15 Mol Äthylenoxid verätherten Isotridecylalkohols vorgelegt Nach Spülen mit Stickstoff werden 21 Gew.-°/o der Monomerlösung, die aus 29,7 Gewichtsteil«n Vinylacetat, 12 Gewichtsteilen Isononansäurevinylester, 3,8 Gewichtsteilen n-Butylacrylat, 2,4 Gewichtsteilen Crotonsäure und 0,1 Gewichisteilen t-Butylhydroperoxid besteht, in die Vorlage gegeben und das Reaktionsgemisch erwärmt Bei einer Temperatur des Reaktionsgemisches von 55° C wird mit der Dosierung des Zulaufs begonnen, der sich aus 10 Gewichtsteilen Wasser, 0,06 Gewichtsteilen Natriumformaldehydsulfoxylat und 0,06 Gewichtsteilen Natriumbicarbonat zusammengesetzt Die Dosierung des Zulaufs wird so vorgenommen, daß sie eine Stunde nach dem Ende des Monomerzulaufs beendet ist
Mit der Dosierung der Monomerlösung wird bei einer Innentemperatur von 80" C begonnen. Die Polymerisation wird bei einer Temperatur des Reaktionsgemisches von 78 bis 82°C durchgeführt. Nach Beendigung aller Dosierungen wird noch 2 Stunden bei 90° nachpolymerisiert und dann abgekühlt Man erhält eine stabile, stippen- und koagulatfreie Dispersion, die bei einem Festkörpergehalt von 50 Gew.-% eine Viscosilät von 400 m Pa · s (Epprecht- Rheometer bei 20° C, Meßbecher C, Stuf e 111) aufweist
to B e i s ρ i e 1 2
f Entsprechend Beispiel 1 wurde eine Dispersion mit einem Polymerharz, bestehend aus 59,1 Gew.-% Vinylace-
j tateinheiten, 31,4 Gew.-% n-Butylacrylateinheiten und 4,8 Gew.-°/o Crotonsäure hergestellt Als Schutzkolloid
wurde hier 13 Gew.-% HydroxyäthylceHuIose eingesetzt, als Emulgator ein Alkylphenol-Äthylenoxid-Addi- « tionsprodukt mit 23 Äthylenoxideinheiten pro Alkylphenol.
B e i s ρ i e 1 3
(Vergleichsbeispiel 1)
Um die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Bindemittel gegenüber Produkten, die keine Einheiten von Fettsäurevinylestern mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkylrest der Fettsäure und/oder (Meth-)Acrylsäurealkylester mit 4 bis 18 C-Atomen im Alkylrest enthalten, zu dokumentieren, wurde eine Dispersion mit einem Polymerharz, bestehend aus 923 Gew.-°/o Vinylacetat und 3,0 Gew.-°/o Crotonsäure hergestellt. Das Schutzkolloidsystem hatte die selbe Zusammensetzung wie in Beispiel 2.
Beispiel 4
(Vergleichsbeispiel 2)
Um die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Bindemittel gegenübet den in der DE-OS 21 62 285 offenbarten Dispersionen zu demonstrieren, wurde der in Beispiel 1 der DE-OS 21 62 285, Seite 8 beschriebene Latex hergestellt.
"lh der nachstehenden Tabelle sind die zu den jeweiligen Dispersionen ermittelten Werte zusammengestellt die sich bei den oben beschriebenen Untersuchungen ergeben.
Tabelle
Auswaschbarkeit und NaBreiQfestigkeit von mit den Dispersionen der Beispiele 1 —4 präpariertem Filterpapier.
Dispersion Auswaschbarkeil Auftrags Naßreißfestigkeit nach30mintitiger
gemäß Bindemittel verlust Bindemitlei- Höchstzugkraft N Wasserlagcrung
Beispiel-Nr. auftrag (%) auftrag trocken nach IminUtiger
(0/0) (%) Wasserlagerung
1
2
3
4
Original-Filterpapier
11,7
10,3·
11,6
9,9
97,4 98,4 97,1 89,2 1.6·)
10,0
10,3
10,5
10,5
34,0 33,6 31,0 31,4 12,5
7,55 5,72
7,63 6,53
4,21 3,23
3,21 2,53
2.14 1,99
*) Gewichtsverlust.
30
35
■40
45
50
55
60

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Bindemittel für Faservliese, das in wäßrigen Alkalien löslich, gegenüber wäßriger neutraler oder schwachsaurer Lösung jedoch beständig ist, aus einer wäßrigen 03—10 Gew.-% Schutzkolloide sowie bis zu 3 Gew.-°/o Emulgatoren enthaltenden Vinylacetatcopolymerdispersion mit einem Feststoffgehallt zwischen 10 und 60 Gew.-°/o, dadurch gekennzeichnet, daß das in dieser Dispersion enthaltende Copolymer sich zusammensetzt aus:
DE2747182A 1977-10-20 1977-10-20 Bindemittel für Faservliese Expired DE2747182C2 (de)

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