-
Suspendiermittel für Kunststoffpulver und damit hergestellte Dispersionen
-
Die im Folgenden dargestellte Erfindung betrifft Dispergiermittel
welche dazu verwendet werden können, Pulver von thermoplastischen Kunststoffen in
Form von Punktbeschichtungen auf textile Substrate aufzubringen.
-
In der Textilindustrie werden Klebeprozesse immer mehr üblich. Vliesstoffe
werden auf die Rückseite von Oberstoffen geklebt, um diesen mehr Stand zu geben.
Außerdem wirken die aufgeklebten Vliesstoffe als Eonfektionterhilfe. In ähnlicher
Weise werden auch 2 Gewebe aufeinander kaschiert. Für die Verklebung der Textilien
werden Schmelzkleber verwendet, welche in geheizten Pressen für die Verklebung aktiviert
werden. Die Verklebung muß permanent sein und die für die betreffenden Textilien
üblichen Reinigungsprozesse ohne Minderung der Haftung überstehen.
-
Die einfachsten und am längsten industriell genuteten Methoden sind
das vollflächige Aufstreuen oder Aufstauben von Thermoplastpulvern auf eines der
zu verklebenden Gewebe. Durch Erwärmen wird das Pulver auf der Oberfläche fixiert.
Beim Verkleben entsteht ein vollflächiger Verbund, welcher zu einer für viele Zwecke
anerwunschten Versteifung des entstehenden Materials führt. Als Weiterentwicklung
für dieses Verfahren wurden Methoden entwickelt, geschmolzene Thermoplaste mit Rufe
von besonders gravierten Walzen punktförmig auf die zu kaschierenden Gewebe aufzubringen.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß man
in der Auswahl der verwendeten
Kunststoffe und der erzielbaren Effekte durch die maschinellen Gegebenheiten begrenzt
ist.
-
Wesentlich vielseitiger ist die Methode, Kunststoffpulver in Wasser
zu dispergieren, die Dispersion durch eine gelochte Schablone auf das textile Substrat
aufudrucken und das Wasser in einem Trockenkanal zu entfernen. Die Verwendung wäßriger
Dispersionen ist im Prinzip in den DE-PS 1 794 106 und 1 594 233 beschrieben.
-
Die Herstellung von stabilen wäßrigen Sekundärdispersionen ausgehend
von wasserunlöslichen Pulvern wird seit langer Zeit für die verschiedensten Zwecke
durchgeführt. So beschreibt bereits die IT-PS 301 282 aus dem Jahre 1932 die Verwendung
verschiedener wasserlöslicher Polymerer zur Stabilisierung von Dispersionen auf
wäßriger Basis. Durch die Verwendung von Salzen polymerer Carbonsäuren bei der Dispergierung
von gunststoffpulvern wird zum einen eine bessere Benetzung der gunststoffoberflächen
bewirkt, zum anderen verhindert die mit diesen Mitteln erreichte Viskositätserhöhung
die Sedimentation der Kunststoffpulver.
-
Eine Verbesserung dieses Verfahrens durch die Verwendung von Copolymerisaten
der Acryl- und Methacrylsäure mit Acrylsäureamid zur stabilen Dispergierung von
Polyamid beschreibt die DE-AS 1 242 858. Die in diesen Literaturstellen beschriebenen
Dispersionen sind zwar als lagerstabil zu bezeichnen, sie entsprechen jedoch nicht
den hohen Anforderungen an die Entmischungsbeständigkeit, welche fur das Aufbringen
mittels Lochschablonen zu fordern sind. Eine Verbesserung der Stabilität der Dispersionen
kann dadurch erreicht werden, daß zunächst zu den Salzen polymerer Carbonsäuren
freie Fettsäuren in feinst verteilter
Form in die Pasten eingebracht
werden. Dieses Verfahren wird in den DE-PS 2 007 971 und 2 229 908 beschrieben.
-
Die weitere Entwicklung bei kaschierfähigen Einlagestoffen verlangt
Punkte immer kleineren Durchmessers. Damit werden die Forderungen an die Pastenstabilität
höher, weil beim Durchpressen der Pasten durch die feinen Lochschablonen extrem
hohe Schergeschwindigkeiten auftreten, welche bei ungenügend stabilisierten Pasten
zu Entmischungserscheinungen führen. Eine weitere Folge der Forderung nach immer
weicheren Einlagestoffen ist es, daß immer feinere Textilien bedruckt werden müssen,
so daß das Problem des Durchschlagens des Pastenpunktes beim Druck zu lösen ist.
-
Zusammenfassendkann man sagen, daß Pastenformulierungen für den Rotationssiebdruck
folgende Voraus set zungen erfüllen müssen: Sie müssen ohne Entmischung auf Druckwerken
kontinuierlich verarbeitet werden können.
-
Sie müssen scharf begrenzte Druckpunkte liefern, die nicht zu weit
ins Substrat einziehen.
-
Sie müssen beim Kaschieren eine ausreichende Haftung ohne Bückvernietung
entwickeln.
-
Sie dürfen beim Kaschieren keine Dämpfe flüchtiger Substanzen entwickeln.
-
Die mit den erzeugten Einlagestoffen hergestellten Kaschierungen müssen
wasch- und reinigungsbeständig sein.
-
Die früher bekannten, sehr einfachen Formulierungen werden nicht allen
diesen Forderungen gerecht. Deshalb sind die Hersteller von wäßrigen
Kunststoffdispersionen
für den Rotationssiebdruck gezwungen, die verschiedensten Additive zuzusetzen, so
daß umfangreiche Rezepturen formuliert werden müssen.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist der überraschende Tatbestand,
daß es doch eine Möglichkeit gibt, Sekundärdispersionen aus wenigen Komponenten
zu formulieren, welche alle Forderungen erfüllen, die oben aufgezählt worden sind.
Dazu werden Polyamidpasten mit Hilfe von mit Ammoniak oder einem flüchtigen organischen
Amin teilneutralisiertem N-Acyl-Sarkosin in Kombination mit Polgvinylpyrrolidon
verwendet.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft also: 1. Suspendiermittel für Kunststoffpulver,
geeignet zur Herstellung stabiler Suspensionen, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Kombination von N-Acyl-Sarkosin der allgemeinen Formel:
AC = Acylrest C12-C20 gesättigt oder ungesättigt und N-Acyl-Sarkosin-Salsen der
allgemeinen Formel:
AO = Acylrest C12-C20 gesättigt oder ungesättigt R1,R2,R3 = H oder Alkyl C2-C6 und/oder:
R1 = H oder Alkyl C2-C6 X = CH2, NH oder 0 in einem Mischungsverhältnis, das in
wäßriger Lösung einen pE-Wert von 7 - 9 erzeugt, mit Polyvinylpyrrolidon vom E-Wert
15 - 40 enthalten ist.
-
2. Suspendiermittel für Kunststoffpulver, geeignet zur Herstellung
stabiler wäßriger Suspensionen entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischungsverhältnis von N-Acyl-Sarkosin und seinen Derivaten entsprechend
Formel I, II oder III in Anspruch 1 mit Polyvinylpyrrolidon vom E-Wert 15 bis 40
1 : 0,1 - 1 : 0,7 beträgt 3. Wäßrige Suspension von Kunststoffpulvern der Kornfraktion
E (0 µm < K < 80 µm), gekennzeichnet durch einen Gehalt der Di spergiermittelkombinat
ion nach Anspruch 1 und 2 in einer Menge von 1 - 10 Gewichtsprozent, berechnet auf
das Gesamtgewicht der Dispersion.
-
Das N-Acyl-Sarkosin wird nach bekannten Methoden aus den entsprechenden
Säurechloriden durch Umsetzung mit dem Natriumsalz des Sarkosins hergestellt. Das
Natriumsalz wird in die freie Säure überführt.
-
Die freie Säure wird mit ammoniak neutralisiert. Der Grad der Neutralisierung
ist nicht besonders kritisch. Besonders günstige
Ergebnisse beim
Dispergieren erhält man, wenn beim Neutralisieren ein pH zwischen 7 und 9 eingestellt
wird. Das N-Acyl-Sarkosin wird deshalb mit Ammoniak oder einem flüchtigen organischen
Amin neutralisiert, weil beim Trocknungsproeß nach dem Aufdrucken der gunststoffdispersionen
die flüchtige Base aus den Salsen abgespalten wird und das praktisch wasserunlösliche
freie N-Acyl-Sarkosin entsteht. Durch die damit erreichte Verringerung des Anteiles
an wasserlöslichen Substanzen im aufgedruckten Kleberpunkt werden die nachfolgenden
Kaschierungen besser waschbeständig.
-
Geeignetes Polyvinylpyrrolidon hat einen E-Wert von 15 - 40, wobei
besonders günstige Ergebnisse mit einem K-Wert von 20 - 30 erhalten werden. Das
Gewichtsverhältnis von teilneutralisiertem N-Acyl-Sarkosin zu Polyvinylpyrrolidon
soll 1 : 0,1 bis 1 t 0,7 sein. In solchen Mischungen ist ein ausgewogenes verhältnis
von Dispergierwirkung, Schmierwirkung, Schutzkolloidwirkung und Thixotropierung
erreicht.
-
Korrekturen der Viskosität können mit den bekannten wasserlöslichen
Polymeren wie Salzen der Polyacrylsäure, löslicher Stärke, Methylcellulose, Salzen
der Carbosymethylcellulose, Salzen der Alginsäure und ähnlichen vorgenommen werden.
Diese Polymeren wirken schon in geringen Mengen stark verdickend, dabei beeinflussen
sie die übrigen Eigenschaften nur wenig.
-
Da Kombinationen von oberflächenaktiven Substanzen mit Verdickern
zur Entstehung stabiler Schäume führen können, andererseits bei der Anwendung im
Sinne dieser Erfindung Schaum störend wirken,
empfiehlt es sich,
bei der Herstellung von Kunststoffsuspensionen einen der handelsüblichen Entschäumer
zuzusetzen. Zur Erläuterung der oben gemachten Ausführungen sollen folgende Anwendungsbeispiele
dienen: Beispiel 1: Herstellung eines Suspendiermittels 2 g lösliche Stärke werden
in 75 g Wasser gelöst, mit 10 g einer 30 %igen Lösung von Polyvinylpyrrolidon (g-Wert
25) vermischt und 9 g N-Stearoyl-Sarkosin eingebracht. Die Mischung wird jetzt auf
750C erwärmt und so lange unter Rühren 25 %iger Ammoniak zugetropft bis pH 8 erreicht
ist. Im vorliegenden Fall wurden 2 g verbraucht.
-
Es entsteht eine dicke weiße Paste, welche entsprechend Beispiel 3
als Suspendiermittel verwendet werden kann.
-
Beispiel 2: Herstellung eines Suspendiermittels 1,5 g einer handelsüblichen
Polyacrylsäure werden in 75 g Wasser gelöst, mit 10 g einer 30 zeigen Lösung von
Polyvinylpyrrolidon (g-Wert 25) vermischt und 9 g N-Stearoyl-Sarkosin eingebracht.
Die Mischung wird jetst auf 750C erwärmt und so lange unter Rohren 25 zeiger Ammoniak
zugetropft, bis pH 8 erreicht ist. Im vorliegenden Fall wurden 2 g verbraucht. Es
entsteht eine dicke, weiße Paste, welche entsprechend Beispiel 3 als Suspendiermittel
verwendet werden kann.
-
Beispiel 3: Herstellung einer stabilen Copolyamiddispersion 25 g eines
Suspendiermittels,wie im Beispiel 1 oder 2 beschrieben, werden mit 3,5 g eines handelsüblichen
Sulfonamidweichmachers gründlich vermischt, mit 40 g Wasser versetzt und durchgerührt.
Dann werden unter Rühren bei Zimmertemperatur 35 g eines Copolyamidpulvers der Korngröße
E (0 µm < K < 80 µm), Schmelzpunkt 1200C, eingestreut.
-
Als letzte Komponente wird 1 g eines handelsüblichen Entschäumers
zugesetzt. Es entsteht eine dicke, glatte, weiße Paste mit glänzender Oberfläche.
-
Die entstandene Paste läßt sich auf einer Rotations-Siebdruck-Vorrichtung
über längere Zeit einwandfrei verdrucken. Auf dem äußeren Umfang der Schablone bildet
sich nur ein ganz geringer Belag, welcher über die Putzrakel abgeschabt werden muß.
Dies deutet darauf hin, daß die Paste eine hervorragende Beständigkeit gegen die
mechanische Beanspruchung beim Druckprozeß hat.
-
Die aufgedruckten Punkte sind scharf begrenzt und schlagen auch durch
sehr dünne Substrate nicht durch.