EP0071086B1 - Verfahren zur Herstellung von Bindefasern aus Polymerisatdispersionen - Google Patents

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EP0071086B1
EP0071086B1 EP82106302A EP82106302A EP0071086B1 EP 0071086 B1 EP0071086 B1 EP 0071086B1 EP 82106302 A EP82106302 A EP 82106302A EP 82106302 A EP82106302 A EP 82106302A EP 0071086 B1 EP0071086 B1 EP 0071086B1
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EP
European Patent Office
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dispersion
fibers
weight
molecular weight
high molecular
Prior art date
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Expired
Application number
EP82106302A
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English (en)
French (fr)
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EP0071086A1 (de
Inventor
Richard Dr. Bung
Dieter Dr. Distler
Karl Gans
Gerold Schreyer
Gerhard Dr. Welzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
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Publication of EP0071086A1 publication Critical patent/EP0071086A1/de
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Publication of EP0071086B1 publication Critical patent/EP0071086B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/40—Formation of filaments, threads, or the like by applying a shearing force to a dispersion or solution of filament formable polymers, e.g. by stirring
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/18—Formation of filaments, threads, or the like by means of rotating spinnerets

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of binding fibers, in particular for the production of nonwovens by the wet process by bringing together certain polymer dispersions which contain anionic or nonionic dispersants with aqueous solutions containing cationic precipitants under mechanical conditions which cause fiber formation of the precipitated polymer particles.
  • anionic polymer dispersions can be processed into longer binding fibers if the dispersions are added in a thin jet to an aqueous cationic polymer solution, which causes fibrous precipitation of the polymer particles.
  • the anionic dispersed polymers used must be those whose glass transition temperatures are between + 25 ° C and -52 ° C.
  • these conditions lead to fairly short fibers or better fibrils, the length of which is given in Example 1 of the last-mentioned publication with a maximum of 500 11 m.
  • the aim of the invention is to find a process which allows polymer dispersions of various chemical origins to be processed in a simple manner both into fibrils and into thin fibers which are at least several millimeters long and which are suitable as binding fibers for the consolidation of nonwovens. and above all those dispersions whose polymer particles have higher intrinsic viscosities.
  • the principle of the invention is to use anionic or nonionic polymer dispersions whose rheological behavior is such that they have thread-pulling properties (non-Newtonian behavior). Such a principle was not yet known; rather, low-viscosity, non-stringy dispersions were used.
  • Suitable dispersions for carrying out the process are a) those which thicken under the conditions of precipitation and fiber formation. These are primarily those which are described in DE-A-3025562, to which reference is expressly made here.
  • Such dispersions have a dilating flow behavior within a certain concentration range; they thicken under a certain mechanical load, i.e. their viscosity increases with increasing shear without a measurable time dependence.
  • the monomers are polymerized in aqueous emulsion with simultaneous agglomeration with only partial fusion of the polymer particles initially formed with a diameter of 5 to 200 nm at a temperature which is close to the glass transition temperature of the copolymers formed.
  • the solids content of the aqueous dispersion is then adjusted to 35 to 55% by weight and the pH to 3 to 5.
  • Essential for the dispersion to be dilatant and its dilatance sufficient for the process according to the invention are the proportion of the ⁇ , ⁇ -monoethylenically unsaturated mono- and / or dicarboxylic acids to be polymerized and the above-mentioned solids content.
  • the carboxylic acids are copolymerized to 1 to 10, preferably 2 to 10% by weight, based on the solids content.
  • the solids content of the dispersions is in a range such that this dispersion is shear thickened, which corresponds to a critical shear rate of 0.5 to 500, preferably 10 to 400 sec- 1 . This preferably corresponds to a solids content of 45 to 50% by weight.
  • Suitable monoolefinically unsaturated comonomers which are used to prepare the dilatant dispersions are very generally those which polymerize on their own result in soluble homopolymers and which are copolymerizable with the carboxylic acids.
  • Suitable reaction auxiliaries are all those referred to in the aforementioned prior application contemplated, preferably methacrylic acid, acrylate, each C i - to C 4 -alkanols and styrene, and mixtures thereof. Depending on the proportion of unsaturated carboxylic acids, these are polymerized up to 99% by weight.
  • Terpolymers of 2 to 10% by weight of the carboxylic acids, up to 90% by weight of (meth) acrylic acid propyl or -n-butyl ester and up to 90% by weight of styrene or methyl methacrylate are particularly preferred.
  • up to 5% by weight, preferably up to 3% by weight, of olefinically polyunsaturated monomers which bring about crosslinking of the polymers can be copolymerized, for example divinylbenzene or divinylethyleneurea.
  • the dispersions b which according to the invention can also be processed into fibrils or longer fibers, contain (co) polymers of various chemical origins as well as polycondensation products as thickeners.
  • the copolymers are preferably based on the following comonomers:
  • the polycondensates are e.g. those which are derived from urethanes, diisocyanates, terephthalic acid and polyhydric aromatic or aliphatic alcohols.
  • the latter polycondensation products are generally in the form of secondary dispersions.
  • the dispersions b) contain 0.05 to 10% by weight, based on the dispersion, of high-molecular water-soluble thickeners as defined according to the claims. Percentages of 0.2 to 5% by weight of the thickeners are preferably chosen.
  • poly (meth) acrylic acid and copolymers of (meth) acrylic acid in the form of their alkali metal salts, polyacrylamide or polyethylene oxide are those whose molecular weight is advantageously greater than 10 6, preferably 2 to 10x10. 6 Linear or hardly branched polymers are particularly suitable.
  • the fibers are formed by precipitation of the dispersions in aqueous solutions of cationic precipitants.
  • precipitants can be of high or low molecular weight, and for example polyamidoamine-epichlorohydrin resins which are neutralized with phosphoric acid, neutralized polyethyleneimine and also alkylarylammonium salts, such as trimethylbenzylammonium chloride.
  • the aqueous solutions of the precipitants are 0.5 to 10, preferably 1 to 5% by weight.
  • the precipitation takes place by simply combining the dispersions with the cationic precipitation baths using suitable devices which bring about optimum fiber formation.
  • the dispersion is applied centrally to the rotary plate 12 and atomized into fibers depending on the speed of the plate and the quantity of dispersion supplied.
  • the rotating, radially flung, still liquid fibers are immersed in the likewise rotating precipitant film 13 and are fixed or coagulated.
  • the precipitant film is generated by centrifugal forces from the rotating and upwardly opening funnel.
  • a “soft” (rotation in the same direction) or “hard” (rotation in the opposite direction) can be set on the precipitant film.
  • the fibers in Län ge, thickness and shape can be varied.
  • the different speeds and directions can be set by the motors 18 and 19.
  • the fixed fibers are transported upwards with the precipitant film as a suspension and flung off into the collecting trough 14 at the funnel edge. After passing through a conventional phase separation apparatus 16, the fiber mass is obtained with a residual moisture content of precipitating agents.
  • the cleaned precipitant is fed into the storage container 15 and from there fed back to the coagulation funnel 11.
  • the circulating amount of precipitant can be varied by the geostatic height of the reservoir 15 relative to the coagulation funnel 11.
  • the thread-pulling polymer dispersion was sprayed in the direction of rotation of the drum of the precipitation bath from 98 parts by weight of water and 2 parts by weight of a 30% polyethyleneimine solution .
  • the dispersion thread created by coagulation travels downward at a mean circumferential speed of approx. 7 m / s in the direction of rotation on the surface of the trombone.
  • the coagulated dispersion thread is swirled into binding fibers in the swirl chamber and in the annular gap.
  • the resulting fibers are transported into the drainage space by the rotating precipitation bath. They have an average length of 3 to 5 mm and an average diameter of 0.5 to 1 mm with a drainage time of approx. 1.1 minutes. Their surfaces are mostly smooth and their ends are partly branched.
  • Binding fibers were produced from this stringy polymer dispersion analogously to the processing data of Example 1 in the precipitation bath from 97.5 parts by weight of water and 2.5 parts by weight of an aqueous 20% solution of polyamidoamine-epichlorohydrin resin. These fibers have an average length of 1 to 2 mm and an average diameter of 0.3 to 0.8 mm with a drainage time of approx. 15 minutes. Their surfaces are mostly smooth and their ends slightly branched.
  • Binding fibers were produced from this thread-pulling polymer dispersion analogously to the processing data from Example 1 in the precipitation bath from 98 parts by weight of water and 2 parts by weight of a 30% strength polyethyleneimine solution. These fibers have an average length of 2 to 4 mm and an average diameter of 0.4 to 0.6 mm with a drainage time of approx. 1.33 minutes. Their surfaces are mostly smooth and their ends slightly branched.
  • a dilatant polymer dispersion with a critical shear rate of approx. 50 S - 1 based on butyl acrylate / styrene / methacrylic acid / methacrilamide in a ratio of 70: 25: 2: 3 was analogous to the processing conditions of Example 1 in the precipitation bath from 99 parts by weight of water and 1 part by weight of a 25% solution of ethyl acrylate / diethylamine ethyl acrylate is swirled into binding fibers.
  • the fibers obtained have an average length of 2 to 5 mm and an average diameter of 0.5 to 0.6 mm with a drainage time of approx. 5.3 minutes. Their surfaces are mostly smooth and their ends slightly branched.
  • a thread-pulling polymer dispersion was prepared from a 25% strength sodium polyacrylate solution. Binding fibers were produced from this thread-pulling polymer dispersion analogously to the processing data of Example 1 in the precipitation bath from 98 parts by weight of water and 2 parts by weight of a 30% strength polyethyleneimine solution. These fibers have an average length of 2 to 5 mm and an average diameter of 0.3 to 0.4 mm with a drainage time of 4.25 minutes. Their surfaces are mostly smooth and their ends slightly branched.
  • the dilated dispersion from Example 4 is shown in a rotary plate divider with the precipitation bath from Example 4 precipitated into binding fibers.
  • the dispersion is applied centrally to the turntable and hurled from it into the precipitation bath in the form of a thread.
  • the rotary table has a rotational speed of about 600 rev min-1, the co-rotating precipitation bath min- a speed of about 700 U 1.
  • the distance between the rotary box and the precipitation bath is about 3 cm. This creates binding fibers with a diameter of approx. 0.5 mm and a length of 5 to 12 mm.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bindefasern, insbesondere für die Herstellung von Faservliesen nach dem Nassverfahren durch Zusammenbringen von bestimmten Polymerisatdispersionen, die anionische oder nichtionische Dispergiermittel enthalten, mit kationische Fällmittel gelöst enthaltenden wässrigen Lösungen unter mechanischen Bedingungen die eine Faserbildung der gefällten Polymerteilchen bewirken.
  • Zur Herstellung von Bindefasern ist eine Reihe von Verfahren bekannt. Nach der US-A-2 988 782 und zahlreichen Folgepublikationen, von denen vor allem die DE-B-23 26143 hervorgehoben werden soll, werden Polymerisate in einem Lösungsmittel gelöst, und die erhaltenen Lösungen in einem das Polymerisat nicht lösendem Lösungsmittel unter Einwirkung von Scherkräften gefällt, wobei die gefällten Polymerisatteilchen zerfasert werden. Hierbei entstehen, insbesondere wenn man besondere spezielle Bedingungen, wie sie die DE-B-2326143 lehrt, einhält, sehr kurze dünne Fäserchen, die üblicherweise auch «Fibrillen» genannt werden. Mit solchen Fibrillen kann man direkt z.B. synthetische Spezialpapiere herstellen. Zur Verfestigung von Faservliesen, wozu man Bindefasern benötigt, sind derartige Fibrillen jedoch nicht in allen Fällen geeignet, da sie zu kurze und zu stark verästelte Strukturen aufweisen. Hierfür benötigt man längere und dünnere Fasern.
  • Aus der DE-B-21 59871 ist bekannt, dass man bestimmte anionische Polymerisatdispersionen zu längeren Bindefasern verarbeiten kann, wenn man die Dispersionen in dünnem Strahl zu einer wässrigen kationischen Polymerisatlösung gibt, wodurch eine faserförmige Ausfällung der Polymerisatteilchen bewirkt wird. Gemäss dieser Publikation müssen als anionisch dispergierte Polymerisate solche verwendet werden, deren Glasübergangstemperaturen zwischen +25°C und -52°C liegen. Diese Bedingungen führen aber zu recht kurzen Fasern oder besser Fibrillen, deren Länge im Beispiel 1 der letztgenannten Publikation mit maximal 500 11m angegeben ist.
  • Das Ziel der Erfindung besteht in der Auffindung eines Verfahrens, das es gestattet, in einfacher Weise Polymerisatdispersionen von verschiedener chemischer Herkunft sowohl zu Fibrillen als auch zu dünnen mindestens mehrere Millimeter langen Fasern, die sich als Bindefasern für die Verfestigung von Faservliesen eignen, zu verarbeiten, und vor allem auch solche Dispersionen, deren Polymerisatteilchen höhere Intrinsic-Viskositäten aufweisen.
  • Dieses Ziel wurde überraschenderweise mit einem Verfahren erreicht, wie es gemäss den Patentansprüchen definiert ist.
  • Das Prinzip der Erfindung besteht darin, anionische oder nichtionische Polymerisatdispersionen einzusetzen, deren rheologisches Verhalten derart ist, dass sie fadenziehende Eigenschaften besitzen (nicht-Newton'sches Verhalten). Ein derartiges Prinzip war bisher noch nicht bekannt; es wurden vielmehr niedrigviskose, nicht fadenziehende Dispersionen eingesetzt.
  • Als für die Durchführung des Vefahrens geeignete Dispersionen sind a) solche geeignet, die unter den Bedingungen der Fällung und Faserbildung verdicken. Es sind dies vor allem solche, die in der DE-A-3025562, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird, beschrieben sind.
  • Derartige Dispersionen haben innerhalb eines bestimmten Konzentrationsbereichs ein dilatantes Fliessverhalten; sie verdicken unter einer bestimmten mechanischen Belastung, d.h. mit zunehmender Scherung nimmt ihre Viskosität zu, ohne dass dabei eine messbare Zeitabhängigkeit vorliegt.
  • Dieses Verhalten wird durch eine spezielle Polymerisationstechnik unter Verwendung definierter Ausgangsmonomerer gewährleistet. Man polymerisiert 1 bis 10 Gew.% - bezogen auf die gesamten Monomeren - an a,ß-monoolefinisch ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen mit anderen monoolefinisch ungesättigten Monomeren und gegebenenfalls bis zu 5 Gew.% mehrfach ungesättigten Monomeren in Gegenwart üblicher anionischer oder nichtionischer Emulgiermittel, radikalbildenden Initiatoren und ggf. von Reglern. Hierbei werden die Monomeren in wässriger Emulsion unter gleichzeitigem Agglomerieren bei nur partiellem Verschmelzen der zunächst entstandenen Polymerteilchen mit einem Durchmesser von 5 bis 200 nm bei einer Temperatur polymerisiert, die nahe der Glasübergangstemperatur der entstehenden Copolymerisate liegt. Anschliessend stellt man den Festgehalt der wässrigen Dispersion auf 35 bis 55 Gew.% und den pH-Wert auf 3 bis 5 ein.
  • Näheres über die Reaktionsbedingungen und bevorzugten Ausführungsformen kann der oben erwähnten DE-A-3025562 entnommen werden.
  • Wesentlich dafür, dass die Dispersion dilatant ist, und ihre Dilatanz dem erfindungsgemässen Verfahren genügt, sind derAnteil an den einzupolymerisierenden a,ß-monoethylenisch ungesättigten Mono- und/oder Dicarbonsäuren und der oben angegebene Feststoffgehalt.
  • Die Carbonsäuren sind zu 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.% - bezogen auf Feststoffgehalt einpolymerisiert.
  • Der Feststoffgehalt der Dispersionen liegt in einem Bereich, dass eine Scherverdickbarkeit dieser Dispersion bewirkt wird, die einer kritischen Schergeschwindigkeit von 0,5 bis 500, vorzugsweise 10 bis 400 sec-1 entspricht. Dies entspricht vorzugsweise einem Feststoffgehalt von 45 bis 50 Gew.%.
  • Andere monoolefinisch ungesättigte Comonomere, die zur Herstellung der dilatanten Dispersionen eingesetzt werden, sind ganz allgemein solche, die für sich allein polymerisiert wasserunlösliche Homopolymerisate ergeben, und die mit den Carbonsäuren copolymerisierbar sind. Als solche kommen alle die in der erwähnten älteren Anmeldung genannten in Betracht, vorzugsweise Methacrylsäureester, Acrylsäureester mit jeweils Ci- bis C4-Alkanolen und Styrol sowie deren Gemische. Diese sind je nach dem Anteil an den ungesättigten Carbonsäuren zu bis zu 99 Gew.% einpolymerisiert. Besonders bevorzugt sind Terpolymerisate aus 2 bis 10 Gew.% an den Carbonsäuren, bis zu 90 Gew.% an (Meth)acrylsäurepropyl-oder -n-Butylester und bis zu 90 Gew.% an Styrol oder Methacrylsäuremethylester. Ausserdem können noch bis zu 5 Gew.%, vorzugsweise bis zu 3 Gew.% an olefinisch mehrfach ungesättigten Monomeren, welche eine Vernetzung der Polymerisate bewirken, einpolymerisiert sein, z.B. Divinylbenzol oder Divinylethylenharnstoff.
  • Die Dispersionen b, die erfindungsgemäss ebenfalls zu Fibrillen oder längeren Fasern verarbeitet werden können, enthalten als Verdikkungsmittel (Co)-Polymerisate verschiedenster chemischer Herkunft sowie auch Polykondensationsprodukte. Den Copolymerisaten liegen bevorzugt folgende Comonomere zugrunde:
  • (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylsäure-C1- bis C4-Alkylester, (Meth)acrylnitril, Styrol, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylester von C1- bis C5-ungesättigten Carbonsäuren Butadien, ggf. vernetztend wirkende Comonomere, wie Divinylbenzol oder N-Methylol(meth)-Acrylamid.
  • Als Polykondensate kommen z.B. solche in Betracht, die sich von Urethanen, Diisocyanaten, Terephthalsäure und mehrwertigen aromatischen oder aliphatischen Alkoholen ableiten. Letztere Polykondensationsprodukte liegen im allgemeinen als Sekundärdispersionen vor.
  • Bevorzugt setzt man 40 bis 55 gew.%ige wässrige anionische oder nichtionische Emulgatoren enthaltende Dispersionen von Copolymerisaten aus Acrylnitril, Butadien, n-Methylol(meth)acrylamid, n-Butylacrylat, Styrol, (Meth)acrylsäuremethylester, Vinylidenchlorid, (Meth)acrylsäure, Acrylsäuremethylester, Vinylchlorid, Vinylpropionat oder, wenn man von den erwähnten Polykondensationsprodukten Gebrauch machen will, spezielle Polyurethane ein.
  • Die Dispersionen b) erhalten erfindungsgemäss 0,05 bis 10 Gew.% - bezogen auf die Dispersion - an hochmolekularen wasserlöslichen Verdickungsmitteln, wie sie anspruchsgemäss definiert sind. Bevorzugt wählt man Prozentsätze von 0,2 bis 5 Gew.% an den Verdickungsmitteln.
  • Als Verdickungsmittel kommen erfindungsgemäss Poly(meth)acrylsäure und Copolymerisate der (Meth)acrylsäure in Form ihrer Alkalimetallsalze, Polyacrylamid oder Polyethylenoxid in Betracht, deren Molgewicht zweckmässigerweise grösser als 106, vorzugsweise 2 bis 10x106 ist. Ganz besonders eignen sich lineare oder kaum verzweigte Polymerisate.
  • In beiden Fällen a) und b) erfolgt die Faserbildung durch Fällung der Dispersionen in wässrigen Lösungen kationischer Fällmittel. Diese Fällmittel können hoch- oder niedermolekular sein, und es seien beispielsweise Polyamidoamin-Epichlorhydrin-Harze, die mit Phosphorsäure neutralisiert sind, neutralisiertes Polyethylenimin und auch Alkylarylammoniumsalze, wie Trimethylbenzylammoniumchlorid genannt. Die wässrigen Lösungen der Fällmittel sind 0,5 bis 10, bevorzugt 1 bis 5 gew.%ig.
  • Die Fällung erfolgt durch einfaches Vereinigen der Dispersionen mit den kationischen Fällbädern unter Verwendung von geeigneten Einrichtungen, die eine optimale Faserbildung bewirken.
  • Dies kann mittels mechanischer Einrichtungen, wie Tromben oder Drehtellerzerteilern mit rotierendem Fällungsmittelfilm erfolgen.
  • Spezielle Einrichtungen sind im folgenden aus den Abbildungen 1 und 2 ersichtlich.
    • a) Trombe (Fig. 1). Durch den Rührer 7 und das durch die Dosiervorrichtung 10 einströmende Fällungsmittel wird im Einzugstrichter 4 eine Trombe 3 und im Homogenisierungsraum 8 ein rotierendes Fällbad erzeugt. In Drehrichtung der Trombe wird aus einem Behälter mit nachgeschalteter Düse 1diePolymerisatdispersion in dünnem Strahl eingebracht. Der entstehende Dispersionsfaden 2 wandert in der Trombe spiralenförmig nach unten. Dabei wird durch Koagulation derfadenförmigen Dispersion die Oberfläche des Fadens zumindest teilweise fixiert. In der Wirbelkammer 5 und im Ringspalt 6 wird der koagulierte Dispersionsfaden zu Bindefasern bzw. Fibrillen verwirbelt. Im Homogenisierungsraum 8, im rotierenden überlaufenden Fällbad, werden die entstandenen Fasern bzw. Fibrillen durch endgültiges Koagulieren fixiert und in den Abflussraum 9 transportiert. Je nach Umdrehungszahl und Form des Rührers, dem Druck in der Düse und der Breite des Walzenspaltes, entstehen Fasern mit unterschiedlichen Längen, ggf. Fibrillen, mit mehr oder weniger starken Verästelungen an der Oberfläche und den Enden.
    • b) Drehtellerzerteiler (Fig. 2). Der abgebildete Apparat besteht im wesentlichen aus dem Drehteller 12, Koagulationstrichter 11, dem Phasentrennungsapparat 16 und dem Fällungsmittelvorlagebehälter 15.
  • Bei der Herstellung von Bindefasern bzw. Fibrillen wird die Dispersion zentral auf den Drehteller 12 aufgebracht und je nach Drehzahl des Tellers und zugeführter Dispersionsmenge in Fasern zerstäubt. Die rotierenden, radial abgeschleuderten noch flüssigen Fasern tauchen in den ebenfalls rotierenden Fällungsmittelfilm 13 und werden fixiert bzw. koaguliert. Der Fällungsmittelfilm wird durch Zentrifugalkräfte des rotierenden und sich nach oben öffnenden Trichters erzeugt.
  • Durch die Wahl unterschiedlicher Drehrichtungen und -geschwindigkeiten von Drehteller 12 und Koagulationstrichter 11 kann ein «weicher» (gleichsinnige Drehung) oder «harter» (gegensinnige Drehung) Aufprall auf den Fällungsmittelfilm eingestellt werden. Damit kann die Fasergeometrie nochmals in signifikanter Weise verändert werden. So können z.B. die Fasern in Länge, Dicke und Form variiert werden. Die verschiedenen Drehzahlen und -richtungen können durch die Motoren 18 und 19 eingestellt werden. Durch die Höhenverstellung des Drehtellers 12 gegenüber dem Koagulationstrichter 11 kann deren Ringspalt und damit die Flugzeit der Fasern eingestellt werden, wodurch die Fasergeometrie aufgrund der Oberflächenspannung und des Verdickungsgrades der Dispersion zusätzlich verändert werden kann.
  • Die fixierten Fasern werden mit dem Fällungsmittelfilm als Suspension nach oben transportiert und am Trichterrand in die Auffangrinne 14 abgeschleudert. Nach Durchgang durch einen üblichen Phasentrennungsapparat 16 erhält man die Fasermasse mit einer verbleibenden Restfeuchte an Fällungsmitteln. Das gereinigte Fällungsmittel wird in den Vorlagebehälter 15 geleitet und von dort wieder dem Koagulationstrichter 11 zugeführt. Die umlaufende Fällungsmittelmenge kann durch die geostatische Höhe des Vorlagebehälters 15 gegenüber dem Koagulationstrichter 11 variiert werden.
    • Beispiel 1
  • Aus 220 Gew.teilen einer 45%igen Polymerdispersion auf der Basis von Butylacrylat/Acrylnitril/Methylolacrylamid im Verhältnis 73:24:3 und einer Mischung aus 18 Gew.teilen Wasser, 1,5 Gew.teilen einer 25%igen Natriumpolyacrylat-Lösung und 0,5 Gew.teilen einer 25%igen Polyacrylamid-Lösung wurde eine fadenziehende Polymerdispersion hergestellt. Mittels einer Düse von 2 mm Durchmesser, 0,2 bar Druck und 200 mm Entfernung von der Düse zur Trombenoberseite wurde die fadenziehende Polymerdispersion in die Drehrichtung derTrombe des Fällbades aus98 Gew.teilen Wasser und 2 Gew.teilen einer 30%igen Polyethylenimin-Lösung gespritzt. Der durch Koagulation entstehende Dispersionsfaden wandert mit einer mittleren Umfangsgeschwindigkeit von ca. 7 m/s spiralenförmig in Drehrichtung an der Oberfläche derTrombe nach unten. In der Wirbelkammer und im Ringspalt wird der koagulierte Dispersionsfaden zu Bindefasern verwirbelt. Durch das rotierende Fällbad werden die entstandenen Fasern in den Abflussraum transportiert. Sie haben eine durchschnittliche Länge von 3 bis 5 mm und einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 1 mm bei einer Entwässerungszeit von ca. 1,1 Minuten. Ihre Oberflächen sind überwiegend glatt und ihre Enden teilweise verästelt.
    • Beispiel 2
  • Aus 250 Gew.teilen einer 40%igen Polymerdispersion auf der Basis von Polyester/Polyurethan im Verhältnis 55:26 und einer Mischung aus 1,5 Gew.teilen einer 25%igen Polyacrylamid-Lösung und 0,5 Gew.teilen einer 25%igen Natriumpolyacrylat-Lösung wurde eine fadenziehende Polymerdispersion hergestellt. Aus dieser fadenziehenden Polymerdispersion wurden analog den Verarbeitungsdaten von Beispiel 1 in dem Fällbad aus 97,5 Gew.teilen Wasser und 2,5 Gew.teilen einer wässrigen 20%igen Lösung von Polyamidoamin-Epichlorhydrinharz Bindefasern hergestellt. Diese Fasern haben eine durchschnittliche Länge von 1 bis 2 mm und einen mittleren Durchmesser von 0,3 bis 0,8 mm bei einer Entwässerungszeit von ca. 15 Minuten. Ihre Oberflächen sind überwiegend glatt und ihre Enden leicht verästelt.
    • Beispiel 3
  • Aus 220 Gew.teilen einer 45%igen Polymerdispersion auf der Basis von Butadien/Acrylnitril/ Methylolacrylamid im Verhältnis 70:30:5 und einer Mischung aus 18 Gew.teilen Wasser und 2 Gew.teilen einer 25%igen Natriumpolyacrylat-Lösung wurde eine fadenziehende Polymerdispersion hergestellt. Aus dieser fadenziehenden Polymerdispersion wurden analog den Verarbeitungsdaten von Beispiel 1 in dem Fällbad aus 98 Gew.teiien Wasser und 2 Gew.teilen einer 30%igen Polyethylenimin-Lösung Bindefasern hergestellt. Diese Fasern haben eine durchschnittliche Länge von 2 bis 4mm und einen mittleren Durchmesser von 0,4 bis 0,6 mm bei einer Entwässerungszeit von ca. 1,33 Minuten. Ihre Oberflächen sind überwiegend glatt und ihre Enden leicht verästelt.
    • Beispiel 4
  • Eine dilatante Polymerdispersion mit einer kritischen Schergeschwindigkeit von ca. 50 S-1 auf Basis von Butylacrylat/Styrol/Methacrylsäure/ Methacrilamid im Verhältnis 70:25:2:3 wurde analog den Verarbeitungsbedingungen von Beispiel 1 in dem Fällbad aus 99 Gew.teilen Wasser und 1 Gew.teil einer 25%igen Lösung aus Ethylacrylat/ Diethylamin-ethylacrylat zu Bindefasern verwirbelt. Die erhaltenen Fasern haben eine durchschnittliche Länge von 2 bis 5mm und einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 0,6 mm bei einer Entwässerungszeit von ca. 5,3 Minuten. Ihre Oberflächen sind überwiegend glatt und ihre Enden leicht verästelt.
    • Beispiel 5
  • Aus 200 Gew.teilen einer 50%igen Polymerdispersion auf der Basis von Styrol/Butadien/ Acrylsäure im Verhältnis 74:25:1 und einer Mischung aus 12 Gew.teilen Wasser, 0,4 Gew.teilen Polyethylenoxid und 0,5 Gew.teilen einer 25%igen Natriumpolyacrylat-Lösung wurde eine fadenziehende Polymerdispersion hergestellt. Aus dieser fadenziehenden Polymerdispersion wurden analog den Verarbeitungsdaten von Beispiel 1 in dem Fällbad aus 98 Gew.teilen Wasser und 2 Gew.teilen einer 30%igen Polyethylenimin-Lösung Bindefasern hergestellt. Diese Fasern haben eine durchschnittliche Länge von 2 bis 5 mm und einen mittleren Durchmesser von 0,3 bis 0,4 mm bei einer Entwässerungszeit von 4,25 Minuten. Ihre Oberflächen sind meistens glatt und ihre Enden leicht verästelt.
    • Beispiel 6
  • Die dilatante Dispersion aus Beispiel 4 wird in einem Drehtellerzerteiler mit dem Fällbad aus Beispiel 4 zu Bindefasern gefällt. Dabei wird die Dispersion zentral auf den Drehteller aufgebracht und von diesem fadenförmig in das Fällbad geschleudert. Der Drehteller hat eine Drehzahl von ca. 600 U min-1, das gleichsinnig rotierende Fällbad eine Drehzahl von etwa 700 U min-1. Der Abstand zwischen Drehtellerrand und Fällbad beträgt etwa 3 cm. Dabei entstehen Bindefasern mit einem Durchmesser von ca. 0,5 mm und einer Länge von 5 bis 12 mm.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Bindefasern durch Zusammenbringen von anionische oder nicht ionische Dispergiermittel enthaltenden Polymerisatdispersionen mit wässrigen Lösungen kationischer Fällmittel unter mechanischer Faserbildung, dadurch gekennzeichnet, dass man als Dispersionen solche einsetzt, die fadenziehende Eigenschaften haben, und die entweder a) eine unter Scherbeanspruchung zunehmende Viskosität aufweisen und daher unter den Bedingungen der Faserbildung selbst verdicken, oder b) als Verdickungsmittel 0,05 bis 10 Gew.% - bezogen auf die Dispersionen - an hochmolekularen Polymerisaten oder Copolymerisaten der (Meth)acrylsäure in Form ihrer Alkalimetallsalze, hochmolekularem Polyacrylamid und/oder hochmolekularem Polyethylenoxid zugemischt enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Dispersionen a) einsetzt, die sich unter mechanischer Belastung einer kritischen Schergeschwindigkeit von 0,5 bis 500 sec-1 verdicken.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbildung in einer Trombe oder einem Drehtellerzerteiler mit rotierendem Fällungsmittel erfolgt.
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