DE7613886U1

DE7613886U1 - Traegerbahn

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Publication number: DE7613886U1
Application number: DE7613886U
Authority: DE
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-05-03
Filing date: 1976-05-03
Publication date: 1976-09-02

Description

• · *■*■**

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT

Aktenzeichen: hqe Το/Ρ O92 G

^Datum: 30. April 1976 Dr.ME/Fk

Trägerbahn

Für die Dimensionsstabilität und die Festigkeitseigenschaften von Dachbahnen und dergl. sind bekanntlich die Einlagematerialien verantwortlich· Als solche Einlagematerialien oder Trägerbahnen kennt man beispielsweise Rohfilzpappen, Gewebc- und Vliese aus Glas und synthetischen Materialien etc. Insbesondere haben sich Spinnvliese aus synthetischen Polyesterfilamenten, welche in ganz bestimmter Weise chemisch verfestigt wurden, als Trägerbahnen gut bewährt (BE-PS 8I9.696). Die Polyesterfilamente sind solche eines Schmelzpunktes von über 25O⁰C mit einem Einzeltiter von etwa 3 bis I5 dtex; vorzugsweise werden Polyäthylenterephthalatfilamente verwendet. Die chemische Bindung der Filamente in dem Spinnvlies geschieht mit etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf dsts ungetränkte Vlies, einer wässerigen, neutralen bis schwachalkalisch eingestellten Bindemitteldispersion mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 60 Gewichtsprozent, enthaltend ein Copolymerisat aus

k$ bis 55 Gewichtsprozent eines Acrylsäure- oder Methacrylsa'ursesters von einwertigen Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomon, 2^ bis jO Gewichtsprozent Acrylnitril, 12,5 bis 30 Gewichtsprozent Styrol,

0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Acrylsäuroamid, hergestellt "lurch Emulsionspolymerisation in Gegenwart ariiorenaktiver und/oder nichtionogener Emulgatoren sowie Aktivator·.11 gemäß DT-AS 1.619.056,

sowie 10 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt dieser Binderaitteldispersion, eines Melamiiiformaldehydvorkondensate 5..

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Mit dieser Bindemittoldispersion wird das Vlies getränkt und gebunden, so daß zwischen den Fäden spannsegolartige Versteifungen vorhanden sind. Das verfestigte Vlies besitzt dann folgende Eigenschaften:

6in PlächengQwicht von etwa 80 bis 300 g/m , eine Festigkeit von etwa 20 bis 100 kp/5 cm, eine Reißdehnung von etwa 25 bis 50 °fo und eine Weiterreißfestigkeit von etwa h bis 9 kp.

Zwecks Herstellung einer bituminierten Dachbahn wird d?oses Vlies auf an sich übliche Weise bitumiert und besandet.

Ein Problem, welches bei der Herstellung bituminierter Dachbahnen während der unter Spannung und Temperaturen von. größenordnungsmäßig etwa 14O bis 200 C durchgeführten Bituminierung der Trägerbahnen immerwieder auftritt, ist der Breiter.einsprung der Trägerbahnen. Bei den ziemlich hohen Temperaturen erweichen sowohl die synthetischen Filamente der jeweiligen \^liese als auch die verwendeten Binder, so daß unter der vorhandenen Längsspannung eine Längung auf Kosten der Breite eintritt. Die Breiteneinsprünge während des Bitumiuierens sollen nicht mehr als höchstens etwa 1 bis 2 fo betragen, da anderenfalls teils noch während der Dachbahnherstellung, teils auch später, insbesondere wenn die fertigen Dachbahnen dann längere Zeit einer Sonneneinstrahlung oder dergl. ausgesetzt werden, unerwünschte Teilungen auftreten; dies kommt daher, weil die synthetischen Vliesmaterialien unter dem Einfluß erhöhter Temperaturen das Bestreben haben, die Breiteneinsprünge wieder rückgängig zu machen.

Wenngleich die aus der BE-PS 819.696 bekannte Trägerbahn beim Bituminieren schon relativ geringe Breiteneinsprünge zeigt, war es aufgrund der ^;mmer steigenden Anforderungen an die Produktqualität wünschenswert und bestand die Aufgabe, eine Trägerbahn herzustellen, welche beim Bituminieren oder allgemein: beim Beschichten, einen noch geringeren Breiteneinsprung aufweist.

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Diese Aufgabe konnte neuerungsgemäß gelöst werden durch eine Trägerbahn aus einem chemisch gebundenen Spinnvlies aus synthetischen Polyesterfilamenten mit einem Schmelzpunkt von über 230^oC - vorzugsweise aus Polyäthylenterephthalat-Filamenten - eines Einzeltiters von etwa 3 bis I5 dtex, welche gekenn.

ο zeichnet ist durch ein Flächengewicht von ca. 80 bis UOO g/m~, eine Festigkeit längs von ca. 30 bis 1^O daN/5 cm, eine Reißdehnung längs von ca. 20 bis 50 %, eine Weiterreißfestigkeit von ca. 2 bis 9 daN,

eine spezifische Festigkeit von mindestens 38g s 2~~^ *

eine spezifische Bezugsdehnung längs bei 180 C und 5 daN/5 cm

Belastung von höchstens 6OO % · g/m ·

DiLe chemische Bindung des Spinnvlieses erfolgt durch etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das ungebundene Vlies, eines chemischen Binders, welcher aus einer wäßrigen Dispersion stammt mit

a) 10 bis 60 Gewichtsprozent eines Copolymerisats aus 60 bis 90 Gewichtsprozent Styrol,

5 bis 20 Gewichtsprozent Butadien, 2 bis 10 Gewichtsprozent Acrylsäure und 2 bis 10 Gewichtsprozent Acrylamid,

b) 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Copolymerisatmenge, eines Melaminformaldehydvorkondensats,

c) einer katalytischen Menge saurer Katalysatoren wie p-Toluolsulfosäure, TriäthylaminhydrοChlorid oder Maleinsäure, sowie gegebenenfalls

d) weiteren inerten Zusätzen wie Verdicker, Entschäumer, Farbstoffe etc.

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Bei der Herstellung der neuerungsgemäßen Trägerbahn geht man von einem Spinnvlies aus Polyesterfilamenteninit einem Schmelzpunkt von über 23O°C und eines Einzeltiters von etwa 3 bis 15 dtex aus; bevorzugter Polyester ist Polyäthylenterephthalat. Das Spinnvlies wird zweckmäßig durch Kalandern und/oder durch Nadeln vorverfestigt. Sodann wird das Vlies mit der besonderen wässerigen Binder-Dispersion getränkt, bedruckt oder dergl., und zwar soll so viel von dieser Dispersion aufgetragen werden, daß nach dem Trocknen etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent, be* zogen auf das ungebundene Vlies, an Bindemittel auf dem Vlies verbleiben. Gegebenenfalls kann durch einen Vorversuch bestimmt werden, wieviel wässerige Dispersion auf das Vlies aufgetragen werden muß, damit die gewünschte Menge Bindemittel nach dem Trocknen bei ca. 120 bis 220°C, wobei die Verfestigung des Binders stattfindet, verbleibt.

Die Bindemitteldispersion setzt sich zusammen aus einem bestimmten Copolymerisat, einem Melaminformaldehydvorkondensat, sauren Katalysatoren, evtl. weiteren inorten Zusätzen vie Verdickern, Entschäumern und Farbstoffen, und Wasser. Das Copolymerisat besteht aus

60 bis 90 Gewichtsprozent Styrol-,

5 bis 20 Gewichtsprozent Butadien-,

2 bis 10 Gewichtsprozent Acrylsäure- und

2 bis 10 Gewichtsprozent Acrylamid-Einheiten.

Es vird zweckmäßig 'hergestellt durch eine Emulsionspolymerisation in Gegenwart anionenaktiver und/oder nichtionogener Emulgatoren sowie Aktivatoren analog der in der DT-AS I.619.O56 für das dort beschriebene Copolymerisat gegebenen Vorschrift,

Das Melaminformaldehydvorkonde-nsat ist ein Produkt, vie es im Handel beispielsweise als wässerige Lösung· erhältlich ist, Zu den sauran Katalysatoren sowie den evtl. weiteren Zusätzen (Verdicker, Entschäumer, Farbstoffe etc.) ist nichts Besonderes zu sagen. Das wie dargelegt chemisch gebundene, getrocknete Spinnvlies soll ein Flächengewicht von ca. 80 bis hOO g/m² be-

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sitzen. Venn man von einem ungebundenen Vlies ausgeht, dessen Flächengewicht um den Betrag des aufzutragenden Gewichts an Binder verringert ist, kommt man genau auf das gewünschte Flächengevicht sowie auch auf die übrigen besonderen. Eigenschaften der Trägerbahn. Hinsichtlich der Festigkeit von ca. 30 bis 1*40 dn.N/5 cm und der Reißdehnung von ca. 20 bis 50 °jl dieser Trägerbahn dürften keine weiteren Erläuterungen nötig sein. Die Wcitcrreißfestigkeit ton ca. 2 bis 9 kp wird nach dor DIN-Norm 53 859 bestimmt.

Die spezifische Festigkeit und die spezifische Bezugsdehnung sind Größen, welche unabhängig vom Flächengewicht des Spinnvlieses sind und neu eingeführt wurden, um den Fortschritt des Erfindungsgegenstandes gegenüber den Stand der Technik besser darlegen zu können. Während es nach dem Stand der Technik Trägerbahnen gibt, welche sich hinsichtlich ihres Flächenge-, vichts, der Festigkeit, Reißdehnung und Veiterreißfestigkeit

von der erfindungsgemäßen Trägerbahn praktisch nicht unter-

. scheiden (BE-PS 819.696), sind spezifische Festigkeit und

; spezifische Bezugsdehnung dieser Trägerbahnen den Werten der

erfindungsgemäßen Trägerbann deutlich unterlegen.

Die spezifische .Festigkeit oder Reißfestigkeit ergibt sich

< durch Bezug der gemessenen Reißfestigkeit auf das Flächen-

j 2

j gewicht von 100 g/m : spezifische Festigkeit =

Festigkeit· 100

Flächengewicht d ._ Spinnvlieses

daN 100 g 5 cm · _m2

Zur spezifischen Bezugsdehnung kommt man folgendermaßen: als Meßgröße für die Verdehnung wurde die Bezugsdehnung bei einer Belastung von 5 daN/5 cm aus einem bei 180 C aufgenommenen Kraft-Drhnungs-Diagramm gewählt. Das Produkt aus Bezugsdehnung bei 18O°C und einer Belastung von 5 daN/5 cm und dem Flächengevicht ist dann die spezifische Bezugsdehnung:

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Spezifische Bezugsdehnung = Bezugsdehnung /_ Jo /. Flächengewicht J_ g/m _J. In der spezifischen Festigkeit und der spezifischen Bezugsdehnuiig ist der Einfluß des Flächengewichts j eliminiei't, so daß nur die Eigenschaften des Bindemittels zum Ausdruck kommen. Die entsprechenden Werte ■ der Trägeroahnen nach dein am nächsten kommenden Stand der Technik (BE-PS 819.696 liegen teilweise erheblich unterhalb (spezifische Festigkeit) bzw. oberhalb (spezfische Bezugsdehnung) der

ι Werte des Neuerungsgegenstandes« Dies zeigt, daß der chemische *' Binder auf der neuerungsgemäßen Trägerbahn eine erheblich bessere Bindungswirkung für Polyesterspinnvliese besitzt als die bekannten Binder. Infolge dieser besseren Bindungswirkung ist auch der Breiteneinsprung der neuerungsgemäßen Trägerbahn z.B. beim Bituminieren wesentlich geringer als der Breiteneinsprung der etwa aus der BE-PS 819.696 bekannten Trägerbahn. Dies geht beispielsweise hervor aus dem nachstehenden Ergebnis der Prüfung der Thermodimensionsstabilität einer Trägerbahn nach der vorliegenden Neuerung und nach der BE-PS 819.696:

Ein durch Nadeln und Kalandern vorverfestigtes Polyäthylenterephthalat-Spinnvlies. (Filamenttiter h dtex) vom Flächengewicht 110 g/m wurde einmal mit einem Binder gemäß der genannten BE-PS, und einmal mit einem Binder der vorstehend beschriebenen Art verfestigt. In beiden Fällen betrug der Binderauftrag ca. 15 Gewichtsprozent, so daß ein Flächengewicht von 130 s/^m resultierte. Es wurden Proben einer Länge von 20 cm und einer Breite von 10 cm in einer Heißluftatmosphäre von 18O°C einer Belastung von 3 kp während einer Zeitdauer von k Minuten ausgesetzt. Nach der Entlastung zeigte die -Probe nach der vorliegenden Neuerung eine Längung von 2,0 $ und einen Breiteneinsprung von 1,0 Ji. Die Vergleichsprobe gemäß BE-PS 819.696 wies eine Längung von 3t5 % und einen Breiteneinsprung von ebenfalls 3»5 % auf. Es war außerordentlich überraschend und unerwartet, daß durch eine Variation des in der BE-PS 819.696 beschriebenen Binders in der neuerungsgemäßen Weise eine nochmalige Steigerung der Dimensionsstabilität und der f Festigkeitseigenschaften von entsprechenden Polyesterspinnvliesen, insbesondere bei höheren Temperaturen erreicht werden

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|l

konnte; denn eine erhebliche Anzahl aller möglicher anderer Bindervariationen zeigte gerade den gegenteiligen Effekt«

Die neuerungsgemäße Trägerbahn eignet sich wegen ihrer ausgezeichneten Dimensionsstabilität und Festigkeitseigenschaften besonders als Einlagematerial für bituminierte Dachbahnen und dergl. Die bituminierten Trägerbahnen können auch, zu Schindeln zur Dachabdeckung und Hauswandverkleidung geschnitten »erden. Für den letzteren Zweck werden insbesondere solche bituminierten Bahnen verwendet, die gegebenenfalls bunt-cesandet sind. Weiterhin kann die neuerungsgemäße Trägerbahn natürlich auch mit Polyvinylchlorid, Polyäthylen etc. beschichtet werden.

Die beigefügte Figur zeigt als Beispiel einen Ausschnitt aus der neuerungsgemäßen Trägerbahn.

Die folgenden Beispiele sollen der weiteren Erläuterung der Neuerung dienen?

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Beispiel 1

Ein kalandertes Spinnvlies aus Polyäthylenterephthalat-Filamenten vom Einzeltiter 4 dtex mit einem Flächengewicht

von 115 g/m wird mit einer wässerigen Bindemitteldispersion folgender Zusammensetzung voll imprägniert:

480 g/l einer wässerigen Dispersion, enthaltend 5° Gewichtsprozent eines Copolymerisats aus
' 80 Gewichtsprozent Styrol,

11 Gewichtsprozent Butadien,
5 Gewichtsprozent Acrylsäure und
4 Gewichtsprozent Acrylamid.

50 g pro 1 einer 75 gewichtsprozentigen Lösung eines Trimethylol· melamintrimethyläthers.

2 g pro 1 einer 30 gewichtsprozentigen Lösung von Triäthylaminhydrochlori-d.

60 g pro 1 einer 10 gewi ditsprozentigen Lösung des Ammoniumsalzes einer Polyacrylsäure.

480 g pro 1 Wasser.

Nach der Trocknung und Kondensation des Bindemittels bei ca. 18O°C hat das Spinnvlies ein Gewicht von 132,5 g/m , was einem Binderauftrag von I5 Gewichtsprozent entspricht.

Das gebundene Spinnvlies weist folgende weiteren technologischen Daten auf:

(Reiß-)Festigkeit längs 53 daN/5 cm

Reißdehnung längs 30 $

Veiterreißfestigkeit 3t5 daN

Bezugsdehnung bei 180°C 4,3 #
(Belastung 5 daN/5 cm)

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V: V :■ :" Γ: /ff

spezifische (Reiß)Pestigkeit längs:

o.

spezifische Bezugsdehnung bei 180 C

(5 daN/5 cm Belastung) längs: 570 ⁰Jo · g/m

Eine aus dieser Trägerbahn durch Bituminierung und Besandung hergestellte Dachbahn besitzt folgende technologischen Daten:

Höchstzugkraft längs 65 daN/5 - η

f. Höchstkraft dehnung längs 35 %

Weiterreißfestigkeit

längs und quer 1,8 daN

Nagelausreißfestigkeit längs 9,3 daN

Nagelausreißfestigkeit quer 9»9 daN

Biegefestigkeit längs und quer 500C) Touran.

^f> Die Nagelausreißf estxgkeitswerte sind wie folgt best; nmt:

Λ in ainem Prüfling mit 15 cm Länge und 5 cm Breite wird jeweils

^II 5 cm·: von der oberen und 5 cm von der unteren Außenkante ein Nagel von 6 cm Länge so hindurchgeschoben, daß die Nägel je zur Hälfte auf jeder Seite des Prüflings herausragen. Von beiden Seiten wird auf jeden Nagel ein Metallband, welches Ösen be-

": sitzt, arfgeschoben und die Enden der Metallbänder in die

Klemmen eines Reißgerätes eingebracht und festgeschraubt. Der Prüfling liegt nun mit geringer Spannung zwischen den Klemmen des Prüfgerätes, ohne sie selbst zu berühren. Das Prüfgerät fährt dann mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/Minute auseinander und zieht dabei die Xägel durch den Prüfling, der selbst dabed/hicht bewegt wird. Die zum Bewegen der Nägel erforderliche Kraft wird als Nagelausreißfestigkeit angegeben.

^; Bestimmung der Biegefestigkeit:

geschieht mit Hilfe des Dauerbiegeprüfgerätes der Firma Schopper,

Hierbei wird ein unter 1 kp Vorspannung stehender Prüfstreifen ! von 30 mm Breite bei 120 Phasen/Minute dauernd in zweimal 90 an der Klemmstelle hin- und herbewegt, bis der Bruch des

hydrophoben 'Prägermaterials eintritt.

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- ίο -

Vergleichsbcispiel :

/ι δ

Das gleiche Spinnvlies wie in vorstehendem Beispiel 1 wurde
mit 15 Gewichtsprozent des in Beispiel 1 des BE-PS 8I9.696
beschriebenen Binders versehen. Der Binder ergibt sich aus j einer Dispersion bestehend aus |

3OO g/l einer wässerigen, neutral eingestellten Bindemittel- j

I dispersion mit einem Feststoffgehalt von 50 Gewichtsprozent, f

enthaltend ein Copolymerisat aus 52 9& Butylacrylat, 25 # I

Acrylnitril, 21 °/o Styrol und 2 °/> Acrylsäureamid, f

30 g/l einer 80 ?oigen Lösung des Trimethylolmelamintrimethyl- |

äthers und 1

67O g/l Wasser. I

Das Vlies besitzt folgende Eigenschaften: I

Flächengewicht: 13²,5 g/™~ ι

(Reiß)Festigkeit längs: 39,2 daN/5 cm I

Reißdehnung längs: 25,9 ⁰P \

spezifische	(Reiß)Festigkeit	3^,0	daN	100 P,
längs:	Bezugsdehnung bei	1208 ^ci'o ·	5 ein	2 m
spezifische 18O°C längs	g/m

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j Weiterreißfestigkeit: 3,5 daN " j

Bezugsdehnung bei 180 C: |

(Belastung 5 daN/5cm) längs: 10,5 5° f

Beispiel 2

Auf ein kalandertes Spinnvlies aus Polyäthylenterephthalat-Filamenten vom Einzeltiter h dtex mit einem Flächengewicht von 182 g/m wird der in Beispiel 1 genannte Bindier durch Bedrucken so aufgetragen, daß ein Punktförraiges Muster entsteht (Pur:ktabstand k mm; Punktdurchmesser 2 mm).

Nach der Trocknung und Kondensation des Binders bei ca. 180 C hat das Spinnvlies ein Flächengewicht von 210 g/m , was einem Binderauftrag von 15t3 Gewichtsprozent entspricht. Die technologischen Daten der Trägerbahn sind:

(Reiß)Festigkeit längs: 82 daN/5 cm

Reißdehnung längs: 30 fo Veiterreißfestigkeit: 5,6 daN Bezugsdehnung bei 180 C: (Belastung 5 daN/5 cm): 2,5 #

fitsezifisehe (Reißfestigkeit länffs: 39.0 . : "' - - .- - - -'5 cm _ra^

spezifische Bezugsdehnung bei

18O°C längs: 567 ⁰Jo · g/m²

Beispiel 3

Ein kalandertes Spinnvlies aus Polyäthylenterephthalatfilamenten von Einzeltiter k dtex mit einem Flächengewicht von 250 g/m wird mit einem Binder folgender Zusammensetzung durch Aufdruck eines Karomusters (Strichabstand 5 mm» Strichstärke 2 mm) imprägniert:

263 g/l einer wässrigen Dispersion, enthaltend 50 Gewichtsprozent eines Copolymerisates aus 80 Gewichtsprozent Styrol, 11 Gewichtsprozent Butadien, 5 Gewichtsprozent Acrylsäure, h Gewichtsprozent Acrylamid,

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15»7 G/l einer 75 feigen Lösung eines Trimethylolmelaraintrimethyläthers,

0»5 g/iL einer 30 ^c/o±gen Lösung von p-Toluolsulfonsäurem Wasser,

10,5 ε/ΐ einer 10 gewichtsprozentigen Lösung des Ammoniumsalzes einer Polyacrylsäure,

710,3 g/l Wasser

Nach dem Trocknen und der Kondensation des Bindemittels hat das Spinnvlies ein Gewicht von auftrag von 13|2 °/o entspricht.

das Spinnvlies ein Gewicht von 283 g/m , was einen Binder-

Das gebundene Spinnvlies weist folgende technologische Daten auf:

Reißfestigkeit längs: 109,8 daN/5 cm

Reißdehnung längs: 31 r>

Weiterreißf estigkeit: 6, j dai\

Bezugsdehnung bei 180 C

(Belastung 5 daN/5cm): 1 ,9 #

spezifische Reißfestigkeit längs: 38,8 ~—· : 5—*■

5 ^cm m

spezifische Bezugsdehnung längs

(5 daN/5 cm Belastung): 588 ^c/o · g/m

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Claims

Schutzansprüche

1. Trägerbahn aus einem chemisch gebundenen Spinnvlies aus synthetischen Polyesterfilamenten mit einem Schmelzpunkt von über 230 C - vorzugsweise aus Polyäthyleiiterephthaiat· Filamenten - eines Einzeltiters von etwa 3 bis 15 dtex, gekennzeichnet durch

ein Flächengewicht von ca. 80 bis UOO g/m ,
eine Festigkeit längs von ca. 30 bis 1kO daN/5 cm,
eine Reißdehnung längs von ca. 20 bis 5° %,
eine ¥aiterreißfestigkeit von ca, 2 bis 9 daN,

eine spezifische Festigkeit von mindestens

38

daN 5 cm

100 g

2
m

und

eine spezifische Bezugsdehnung längs bei 180 C und 5 daN/5 cm Belastung von höchstens 600 °/o · g/m .

2. Trägerbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das chemisch gebundene Spinnvlies gebunden ist mit etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das ungebundene Spinnvlies, eines chemischen Binders, welcher aus einer wäßrigen Dispersion stammt mit

a) 10 bis 60 Gewichtsprozent eines Copolymerisate aus
60 bis 90 Gewichtsprozent Styrol,

5 bis 20 Gewichtsprozent Butadien,

2 bis 10 Gewichtsprozent Acrylsäure,, und

2 bis 10 Gewichtsprozent Acrylamid,

b) 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Copolymerisat-Menge, eines Melaminformaldehyd-vorkondensats,

c) einer katalytischen Menge von sauren Katalysatoren,
sowie gegebenenfalls

d) weiteren inerten Zusatzstoffen.

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