EP4259869B1 - Textile flächengebilde - Google Patents

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EP4259869B1
EP4259869B1 EP20823765.1A EP20823765A EP4259869B1 EP 4259869 B1 EP4259869 B1 EP 4259869B1 EP 20823765 A EP20823765 A EP 20823765A EP 4259869 B1 EP4259869 B1 EP 4259869B1
Authority
EP
European Patent Office
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textile fabrics
polymers
vinyl acetate
fabrics according
group
Prior art date
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EP20823765.1A
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EP4259869A1 (de
EP4259869B8 (de
Inventor
Thomas Lehotkay
Johanna HRGOVIC
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Wacker Chemie AG
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Wacker Chemie AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4259869B1 publication Critical patent/EP4259869B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/587—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives characterised by the bonding agents used
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D04H1/641—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions characterised by the chemical composition of the bonding agent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/327—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated alcohols or esters thereof
    • D06M15/333—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated alcohols or esters thereof of vinyl acetate; Polyvinylalcohol

Definitions

  • the invention relates to processes for producing textile fabrics, the textile fabrics thus obtainable and binder compositions for producing textile fabrics.
  • Textile fabrics are based on fiber material that can be woven, knitted or laid (non-wovens) and is consolidated with a binding agent, such as fleece or felt.
  • Non-wovens are usually manufactured using airlay, wetlay or spunlay processes.
  • polymers of ethylenically unsaturated monomers are often used as binding agents, which are applied to the fiber material in the form of aqueous dispersions, for example, followed by drying.
  • textile fabrics with biopolymers as binders often do not exhibit the required mechanical strength or resistance, for example insufficient wet tensile strength or solvent resistance, especially in the case of short fibers.
  • DE102011121589 discloses a binder system with polyvinyl acetate and starch and a textile fabric with this binder system.
  • the invention relates to processes for producing textile fabrics by applying one or more binder compositions to fibers, characterized in that binder compositions contain one or more polysaccharides and one or more polymers of vinyl acetate, wherein the polymers of vinyl acetate are based on 50 to 90% by weight of vinyl acetate, based on the total weight of the polymers of vinyl acetate.
  • Another object of the invention are textile fabrics obtainable by the process according to the invention.
  • the invention further relates to binder compositions for textile fabrics containing one or more polysaccharides and one or more polymers of vinyl acetate, which are based on vinyl acetate and one or more ethylenically unsaturated monomers that carry carboxyl, anhydride, silane, isocyanate, amide, hydroxyl, epoxy or NH groups (crosslinking monomers), wherein the vinyl acetate polymers are based on 50 to 90% by weight of vinyl acetate, based on the total weight of the vinyl acetate polymers.
  • Such binder compositions make it possible in particular to further improve the mechanical strength, such as wet tensile strength, of the textile fabrics.
  • the polymers of vinyl esters are based on vinyl acetate.
  • Preferred vinyl ester polymers are based on , 50 to 90 wt.% vinyl esters, based on the total weight of the vinyl ester polymers.
  • the vinyl ester polymers are additionally based on one or more monomers selected from the group comprising acrylic acid esters or methacrylic acid esters of branched or unbranched alcohols having 1 to 15 carbon atoms, dienes, olefins, vinyl aromatics and vinyl halides. Olefins are preferred here.
  • Suitable monomers from the group of esters of acrylic acid or methacrylic acid are esters of unbranched or branched alcohols with 1 to 15 carbon atoms.
  • Preferred methacrylic acid esters or acrylic acid esters are methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, norbornyl acrylate.
  • Methyl acrylate, methyl methacrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and norbornyl acrylate are particularly preferred.
  • the vinyl ester polymers are additionally based on one or more ethylenically unsaturated monomers which additionally carry carboxyl, anhydride, silane, isocyanate, amide, hydroxyl, epoxy or NH groups (crosslinking monomers).
  • Crosslinking monomers containing NH groups are preferred. Vinyl ester polymers containing crosslinking monomer units lead to textile fabrics with higher strengths, such as dry strength and, in particular, wet and solvent strength.
  • Preferred protective colloids are partially saponified polyvinyl alcohols, preferably with a degree of hydrolysis of 80 to 95 mol%, in particular 85 to 92 mol% and preferably a Höppler viscosity in 4% aqueous solution of 1 to 30 mPas, in particular 3 to 15 mPas (Höppler method at 20°C, DIN 53015).
  • the protective colloids mentioned are accessible by means of processes known to the person skilled in the art.
  • the vinyl ester polymers are preferably in the form of aqueous dispersions, with a solids content of preferably 10 to 70 wt.%, particularly preferably 40 to 60 wt.%.
  • the Brookfield viscosity of the aqueous dispersions of the vinyl ester polymers is preferably 50 to 10,000 mPas, particularly preferably 100 to 2,000 mPas (determined with a Brookfield viscometer at 23°C at 20 rpm at a solids content of the dispersions of 49 to 51 wt.-%).
  • the vinyl ester polymers can also be in the form of powders that can be redispersed in water (polymer powder).
  • polymer powders are obtainable, for example, by spray drying aqueous polymer dispersions. During drying, additives such as flame retardants, plasticizers, fillers and complexing agents can optionally be added. Dispersing such polymer powders again leads to vinyl ester polymers in the form of aqueous dispersions.
  • Cellulose, cellulose derivatives, starch and their short-chain degradation products such as dextrins and maltodextrins are preferred.
  • Chemical modifications include esterifications or etherifications, such as carboxymethylation, oxidation reactions or non-ionic, anionic or cationic modifications. Examples of these are carboxymethyl, methyl, hydroxyethyl or hydroxypropyl celluloses or starch, starch ethers or starch phosphate esters or their oxidation products.
  • Typical sources of polysaccharides are cereals, Tubers, roots, legumes, fruit starch, hybrid starch, corn, peas, potatoes, sweet potatoes, wheat, barley, rice, sorghum or tapioca.
  • the binder compositions preferably contain 0 to 40 wt.%, more preferably 0.1 to 35 wt.%, particularly preferably 1 to 25 wt.% and most preferably 2 to 15 wt.% crosslinker, based on the dry weight of the binder compositions.
  • the binder compositions may contain one or more additives, such as emulsifiers, protective colloids such as polyvinyl alcohols, polyurethanes, polyacrylates and their derivatives, catalysts, wetting agents or dispersing agents, dyes, matting agents, fillers such as inorganic salts (for example CaCO 3 , NaCl, TiO 2 , kaolin, silicas and their derivatives and combinations thereof), optical brighteners on Based on, for example, stilbene compounds, radical scavengers or color stabilizers, antioxidants such as butylhydroxytoluene, hydroxybenzophenones, salicylic acid esters, complexing agents such as water softeners based on ethylene tetraacetate salts, as well as superabsorbent polymers, handle-imparting components such as plasticizers, hydrophobic agents such as fluorocarbons, silicones, natural and synthetic waxes (for example paraffins and polyethylenes), resins, flame retardant additives, anti-
  • Preferred additives are emulsifiers and especially catalysts.
  • emulsifiers are fatty alcohol ethoxylates with low degrees of ethoxylation, in particular 2 to 5 ethoxy units, diisotridecyl sulfosuccinate or salts thereof, in particular sodium salts or combinations thereof.
  • the binder compositions preferably contain 0 to 15% by weight, particularly preferably 0.1 to 5% by weight and most preferably 0.5 to 3% by weight of emulsifiers, based on the dry weight of the binder compositions.
  • Emulsifiers can be used, for example, to influence secondary properties such as hydrophilicity, soiling behavior, wettability or yellowing of the textile fabrics.
  • acidic catalysts such as ammonium chloride, carboxylic acids such as citric acid, acetic acid, malic acid, formic acid, tartaric acid, oxalic acid, in particular hydroxy or dicarboxylic acids, sulfuric acid, phosphoric acid or generally Brönstedt acids.
  • carboxylic acids such as citric acid, acetic acid, malic acid, formic acid, tartaric acid, oxalic acid, in particular hydroxy or dicarboxylic acids
  • sulfuric acid phosphoric acid or generally Brönstedt acids.
  • Brönstedt acids a pH value of preferably 0 to 5 and particularly preferably 2 to 4 is set.
  • Acid catalysts are preferably added in amounts of 0 to 3 wt.%, preferably 0.1 to 2 wt.%, based on the dry weight of the binder compositions.
  • the fibers can have any length, such as lengths from 1 mm to infinite length, preferably 5 mm to 100 mm, more preferably 7 mm to 75 mm and most preferably 10 mm to 60 mm.
  • the fibers have diameters of preferably 0.1 ⁇ m to 1 mm, more preferably 0.5 ⁇ m to 100 ⁇ m and most preferably 1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the fibres can be loose or in the form of bundles or woven textiles, yarns or preferably in the form of nonwovens, such as fleeces, felt, scrims or knits, or even fabrics or carpets.
  • the nonwovens can be thermally or mechanically pre-consolidated, for example needled or hydroentangled.
  • Binder compositions can be in solid form, for example, preferably in liquid form, in particular in aqueous form. Binder compositions in solid form can be converted into aqueous form by adding water.
  • the binder compositions in aqueous form have a solids content of preferably 1 to 80 wt.%, particularly preferably 10 to 70 wt.% and most preferably 20 to 60 wt.%.
  • the vinyl ester polymers, polysaccharides, optionally crosslinkers and optionally additives are mixed together.
  • polysaccharides in solid or aqueous form can be mixed with vinyl ester polymers in the form of water-redispersible powders and, if appropriate, water can be added at the same time or at a later point in time.
  • the polysaccharides are introduced in aqueous form and the vinyl ester polymers in the form of aqueous dispersions.
  • the polysaccharides are preferably stirred into water under high shear.
  • Hot water-soluble polysaccharides are preferably stirred into hot water or diluted with hot water after premelting.
  • Cold water-soluble polysaccharides are preferably stirred into water at room temperature, for example 20 to 30°C, with stirring, for example with a paddle stirrer, preferably until optically homogeneous.
  • Vinyl ester polymers in the form of aqueous dispersions are then preferably added.
  • the fibers can be mixed with the binder compositions and the mixture thus obtained can be laid out according to conventional nonwoven technology processes, for example using air-laying, wet-laying, direct spinning or carding devices, and then consolidated if necessary.
  • the product thus obtained can then be treated for drying, solidification, fixing or binding, for example by applying elevated temperatures and/or pressure, for example at 120 to 220°C, preferably for 20 seconds to 5 minutes.
  • elevated temperatures and/or pressure for example at 120 to 220°C, preferably for 20 seconds to 5 minutes.
  • Air, circulating air, air flow or infrared drying (IR drying) can also be carried out.
  • the binder compositions are also suitable for the production of laminates, whereby two fiber layers are bonded together, or a fiber layer with another substrate is glued. This can be done by laying out a layer of fiber, with the binding agent composition mixed in beforehand or applied after laying, and then laying on another layer of fiber, for example by air-laying. Instead of the second layer of fiber, another substrate, such as a plastic film, can be laid on top. The bonding then takes place by applying temperature and, if necessary, pressure. This procedure makes it possible to obtain insulating materials, for example made of shredded cotton, which are permanently laminated with a fiber fleece as a cover fleece.
  • the textile fabrics produced according to the invention have the desired application properties, such as mechanical properties, and permanently fix the fibers, which is a particular challenge when using binders with biopolymer components.
  • textile fabrics with advantageous strength such as dry strength or even wet strength, or improved solvent resistance, are accessible by using polysaccharides in binders, which have the desired resistance to mechanical stress without significantly affecting the integrity and elasticity of the textile fabric.
  • the binder compositions with the emulsifier-stabilized vinyl ester polymer dispersions of Examples 1 and 2 were more stable than the analogues of Examples 3 stabilized with the protective colloid polyvinyl alcohol.
  • the dispersion of the binder composition of the respective (comparative) example was sprayed homogeneously on both sides of a thermally pre-bonded airlaid fleece (75 g/m 2 ; 88% fluff pulp and 12% PP/PE bicomponent fibers; 0.85 mm thick) using a spray liquor with a semi-automatic spray unit using the airless method (Unijet 8001 E slot nozzles; 5 bar) and then dried in a laboratory through-air dryer (Mathis LTF; Mathis, Switzerland) for 3 minutes at 160°C (application quantity: 20 % by weight of binder composition based on dry weight of binder composition and fleece).
  • a thermally pre-bonded airlaid fleece 75 g/m 2 ; 88% fluff pulp and 12% PP/PE bicomponent fibers; 0.85 mm thick
  • a spray liquor with a semi-automatic spray unit using the airless method (Unijet 8001 E slot nozzles; 5 bar) and then dried in a laboratory through-air
  • the wet and dry strengths were determined analogously to DIN EN 29073 (Part 3: Test methods for nonwovens, 1992) and the test samples were tested using a maximum tensile force measurement on a Zwick ® 1445 testing machine (100 N load cell) with TestXpert ® software version 11.02 (Zwick Roell) at a clamping length of 100 ⁇ 1 mm, a clamping width of 15 ⁇ 1 mm and at a deformation speed of 150 mm/min.
  • the formaldehyde content was determined according to ISO 14184-1.
  • the nonwovens of examples 8, 9, 11 and 12 come surprisingly close to the strengths of the nonwovens of comparative examples 7 and 10. This is surprising because biopolymers otherwise usually lead to a significant deterioration in strength.
  • the nonwovens of Examples 8, 9, 11 and 12 have a lower formaldehyde content than the nonwovens of Comparative Examples 7 and 10, which has a positive effect on the toxicological profile of the nonwovens.
  • Table 3 Dry strength of nonwovens, without crosslinker: Binder composition a) [weight ratio] Binder application [wt.%] b) Thickness [mm] Tensile strength [g / 5 cm] Elongation Fmax [%] Formaldehyde content [ppm] VBsp.7 UAE 1 20.3 1.26 3468 29, 4 11.9
  • UAE 1/ PSC 1 2:1 10% Crosslinker 1 20.5 1.35 3191 343 25.8 15.6 7.9
  • Example 15 VAE 1 / PSC 1 2:1 10% Crosslinker 1 20.4 1.33 3215 834 24.3 19.6 3.9 2% catalyst
  • VAE 2 / PSC 1 2:1 5% Crosslinker 1 19.5 1.26 2709 815 26.8 18.5 7.8 2% catalyst

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Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden, die so erhältlichen textilen Flächengebilde sowie Bindemittel-Zusammensetzungen zur Herstellung von textilen Flächengebilden.
  • Textile Flächengebilde basieren auf Fasermaterial, das gewoben (Wovens), gestrickt (Wirkware) oder gelegt (Non-wovens) sein kann und mit Bindemittel verfestigt ist, wie beispielsweise Vliese oder Filz. Die Herstellung von Non-wovens erfolgt üblicherweise nach Airlay-, Wetlay- oder Spunlay-Verfahren. Zur Verfestigung der textilen Flächengebilde werden vielfach Polymere von ethylenisch ungesättigten Monomeren als Bindemittel eingesetzt, die beispielsweise in Form von wässrigen Dispersionen auf das Fasermaterial appliziert werden, gefolgt von anschließender Trocknung.
  • Aus ökologischen Gründen besteht heutzutage das Bestreben, petrochemische Polymere zumindest teilweise durch natürliche, nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen. Einbußen an anwendungstechnischen Eigenschaften sollen hierbei möglichst vermieden werden. Ein Problem ergibt sich hierbei aus dem Umstand, dass nachwachsende Rohstoffe chemisch ganz anders aufgebaut sind als petrochemische Polymere, so dass es bei Substitution von petrochemischen Polymeren in etablierten Formulierungen oder Verfahren durch natürliche, nachwachsende Biopolymere vielfach zu Unverträglichkeiten kommt und sich unterschiedliche Stoffe separieren, und somit keine stabile Mischungen vorliegen, was sich in inakzeptablen Eigenschaften der Anwendungsprodukte niederschlägt. Dies wird noch dadurch verschärft, dass Biopolymere weniger sortenrein, sondern auch als Mischungen unterschiedlicher Substanzen vorliegen oder breite Molekulargewichtsverteilungen haben können, die wiederum je nach Herkunft der Biopolymere unterschiedlich sein können.
  • Zudem zeigen textile Flächengebilde mit Biopolymeren als Bindemittel vielfach nicht die geforderte mechanische Festigkeit oder Widerstandsfähigkeit, beispielsweise eine zu geringe Nasszugfestigkeit oder Lösungsmittelbeständigkeit, insbesondere im Falle von kurzen Fasern.
  • Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe, textile Flächengebilde unter Einsatz von Bindemittel-Zusammensetzungen herzustellen, die natürliche, nachwachsende Rohstoffe enthalten und zu textilen Flächengebilden führen, deren anwendungstechnisches Eigenschaftsprofil dem von herkömmlich mit ausschließlich petrochemischen Polymeren als Bindemittel hergestellten textilen Flächengebilden nahekommt. Dabei sollten die Bindemittel-Zusammensetzungen nach etablierten Verfahren applizierbar und mit ansonsten herkömmlichen Formulierungsbestandteilen verträglich sein und stabile, nicht zur Separation neigende Mischungen ergeben. Zudem sollten auch textile Flächengebilde bereitgestellt werden, die in möglichst großem Umfang biologisch abbaubar sind. Bevorzugt sollten die textilen Flächengebilde auch vorteilhafte mechanische Festigkeiten aufweisen.
  • Biopolymere finden beispielsweise in Technologien Einsatz, die fernab von textilen Flächengebilden sind. So beschreibt die WO 9222606A1 hot-melt-Adhäsive aus schmelzbaren Polysacchariden und Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren und die WO9742271A1 Adhäsive aus synthetischen Polymeren in Kombination mit Dextrin(derivaten). Die WO2008003043A2 lehrt Matrizen aus abbaubaren und nicht-abbaubaren Polymeren für die Einlagerung von therapeutisch aktiven Verbindungen. Die WO2010/133560 oder auch die WO2004/085533 offenbaren thermoplastisch verarbeitbare Mischungen basierend auf synthetischen Polymeren und Mehl beziehungsweise Stärke zur Extrusion von Formkörpern. Der WO2019/ 043134 sind allgemein Plastikprodukte auf Basis von Polyestern, wie Milchsäure oder Terephthalsäure, und beispielsweise Polysacchariden entnehmbar.
  • DE102011121589 offenbart ein Bindersystem mit Polyvinylacetat und Stärke und ein textiles Flächengebilde mit diesem Bindersystem.
  • Ein Gegenstand der Erfindung sind Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden, indem ein oder mehrere Bindemittel-Zusammensetzungen auf Fasern appliziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass Bindemittel-Zusammensetzungen ein oder mehrere Polysaccharide und ein oder mehrere Polymere von Vinylacetat enthalten, wobei die Polymere von Vinylacetat zu 50 bis 90 Gew.-% auf Vinylacetat basieren, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymere von Vinylacetat.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind textile Flächengebilde erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Bindemittel-Zusammensetzungen für textile Flächengebilde enthaltend ein oder mehrere Polysaccharide und ein oder mehrere Polymere von Vinylacetat, die auf Vinylacetat und einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren, die Carboxyl-, Anhydrid-, Silan-, Isocyanat-, Amid-, Hydroxyl-, Epoxy- oder NH-Gruppen tragen (vernetzende Monomere), basieren, wobei die Polymere von Vinylacetat zu 50 bis 90 Gew.-% auf Vinylacetat basieren, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymere von Vinylacetat. Mit solchen Bindemittel-Zusammensetzungen gelingt es insbesondere, die mechanische Festigkeit, wie Nasszugfestigkeit, der textilen Flächengebilde weiter zu verbessern.
  • Die Polymere von Vinylestern (Vinylesterpolymere) basieren auf Vinylacetat.
  • Bevorzugte Vinylesterpolymere basieren zu , 50 bis 90 Gew.-% auf Vinylestern, bezogen auf das Gesamtgewicht der Vinylesterpolymere.
  • Gegebenenfalls basieren die Vinylesterpolymere zusätzlich auf einem oder mehreren Monomeren ausgewählt aus der Gruppe umfassend Acrylsäureester oder Methacrylsäureester von verzweigten oder unverzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen, Diene, Olefine, Vinylaromaten und Vinylhalogenide. Bevorzugt sind hierbei Olefine.
  • Die Vinylesterpolymere basieren zu vorzugsweise 1 bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 30 Gew.-% und am meisten bevorzugt 15 bis 25 Gew.-% auf solchen zusätzlichen Monomeren, bezogen auf das Gesamtgewicht der Vinylesterpolymere.
  • Geeignete Monomere aus der Gruppe der Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure sind Ester von unverzweigten oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen. Bevorzugte Methacrylsäureester oder Acrylsäureester sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, t-Butylacrylat, t-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Norbornylacrylat. Besonders bevorzugt sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und Norbornylacrylat.
  • Geeignete Diene sind beispielsweise 1,3-Butadien und Isopren. Beispiele für copolymerisierbare Olefine sind Ethen und Propen. Als Vinylaromaten können beispielsweise Styrol und Vinyltoluol copolymerisiert werden. Als Vinylhalogenide ist Vinylchlorid bevorzugt.
  • Vorzugsweise basieren die Vinylesterpolymere zusätzlich auf einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren, die zusätzlich Carboxyl-, Anhydrid-, Silan-, Isocyanat-, Amid-, Hydroxyl-, Epoxy- oder NH-Gruppen tragen (vernetzende Monomere).
  • Hierbei sind NH-Gruppen tragende vernetzende Monomere bevorzugt. Vernetzende Monomer-Einheiten enthaltende Vinylesterpolymere führen zu textilen Flächengebilden mit höheren Festigkeiten, wie Trocken-, und insbesondere Nass- und Lösungsmittel-Festigkeiten.
  • Beispiele für carboxylfunktionelle Comonomere sind ethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren mit 2 bis 10 C-Atomen, vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Fumarsäure und Maleinsäure. Beispiele für Anhydridfunktionelle Comonomere sind Maleinsäureanhydrid oder ethylenisch ungesättigte Bernsteinsäureanhydrid-Derivate, wie Alkenyl-Bernsteinsäureanhydride, insbesondere mit 2 bis 25 C-Atomen im Alkenylrest. Beispiele für siliciumfunktionelle Comonomere sind Acryloxypropyltri(alkoxy)- und Methacryloxypropyltri(alkoxy)-Silane, Vinyltrialkoxysilane und Vinylmethyldialkoxysilane, wobei als Alkoxygruppen beispielsweise Ethoxy- und Ethoxypropylenglykolether-Reste enthalten sein können. Beispiele für hydroxyfunktionelle Comonomere sind Hydroxyalkylacrylate und Hydroxyalkylmethacrylate mit C1- bis C8-Alkylrest, vorzugsweise Hydroxyethylacrylat und -methacrylat, Hydroxypropylacrylat und -methacrylat, Hydroxybutylacrylat und -methacrylat. Beispiele für epoxyfunktionelle Comonomere sind Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat. Beispiele für NH-funktionelle Comonomere sind Acrylamid, Methacrylamid, N-Alkylol-funktionelle Comonomere mit C1- bis C4-Alkylol-Rest, bevorzugt N-Methylol-Rest, wie N-Methylolacrylamid (NMA), N-Methylolmethacrylamid, N-Methylolallylcarbamat, C1- bis C4-Alkylether von N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid und N-Methylolallylcarbamat, beispielsweise deren Isobutoxyether, sowie C1- bis C4-Alkylester des N-Methylolacrylamids, des N-Methylolmethacrylamids und des N-Methylolallylcarbamats.
  • Besonders bevorzugte vernetzende Monomere sind N-Methylol-funktionelle Monomere, am meisten bevorzugt werden N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, N-Methylolallylcarbamat, C1- bis C4-Alkylether von N-Methylolacrylamid, wie der Isobutoxyether.
  • Die Vinylesterpolymere basieren zu vorzugsweise 0 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 0,5 bis 2 Gew.-% auf vernetzenden Monomeren, bezogen auf das Gesamtgewicht der Vinylesterpolymere.
  • Bevorzugt sind die nachfolgend genannten Vinylesterpolymere, in welche gegebenenfalls noch die oben genannten vernetzenden Monomere vorzugsweise in den oben genannten Mengen einpolymerisiert sein können: Vinylacetat-Polymerisate; Vinylester-Ethylen-Copolymere, wie Vinylacetat-Ethylen-Copolymere; Vinylacetat-Copolymere mit einem oder mehreren copolymerisierbaren Vinylester wie Vinyllaurat, Vinylpivalat, Vinyl-2-ethylhexansäureester, Vinylester einer alpha-verzweigten Carbonsäure mit 5 bis 15 C-Atomen, insbesondere Versaticsäure-Vinylester (Veo-Va9R, VeoVa10R), welche gegebenenfalls noch Ethylen enthalten; Vinylester-Ethylen-Vinylchlorid-Copolymere, wobei als Vinylester bevorzugt Vinylacetat und/oder Vinylpropionat und/oder ein oder mehrere copolymerisierbare Vinylester wie Vinyllaurat, Vinylpivalat, Vinyl-2-ethylhexansäureester, Vinylester einer alpha-verzweigten Carbonsäure mit 5 bis 15 C-Atomen, insbesondere Versaticsäurevinylester (VeoVa9R, VeoVa10R), enthalten sind; Vinylester-Acrylsäureester-Copolymerisate insbesondere mit Vinylacetat und Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat, welche gegebenenfalls noch Ethylen enthalten; Vinylester-Acrylsäureester-Copolymerisate mit Vinylacetat und/oder Vinyllaurat und/ oder Versaticsäure-Vinylester und Acrylsäureester, insbesondere Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat, welche gegebenenfalls noch Ethylen enthalten.
  • Besonders bevorzugt werden Vinylacetat-Polymerisate, Vinylacetat-Ethylen-Copolymerisate, Vinylacetat-Ethylen-Vinylchlorid-Copolymerisate, Vinylester-Acrylsäureester-Copolymerisate insbesondere mit Vinylacetat und Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat, in welche gegebenenfalls noch N-Methylol-funktionelle Monomere vorzugsweise in den oben genannten Mengen einpolymerisiert sein können.
  • Am meisten bevorzugt sind N-Methylol-funktionelle Vinylesterpolymere, wie Vinylacetat-N-Methylolacrylamid-Copolymerisate und Vinylacetat-Ethylen-N-Methylolacrylamid-Copolymerisate und deren Kombinationen.
  • Die Monomerauswahl bzw. die Auswahl der Gewichtsanteile der Comonomere erfolgt dabei so, dass die Polymerisate eine Glasübergangstemperatur Tg von -50°C bis +120°C, vorzugsweise -35°C bis +45°C aufweisen. Die Glasübergangstemperatur Tg der Polymerisate kann in bekannter Weise mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) ermittelt werden. Die Tg kann auch mittels der Fox-Gleichung näherungsweise vorausberechnet werden. Nach Fox T. G., Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, page 123 (1956) gilt: 1/Tg = x1/Tg1 + x2/Tg2 + ... + xn/Tgn, wobei xn für den Massebruch (Gew.-%/100) des Monomeren n steht, und Tgn die Glasübergangstemperatur in Kelvin des Homopolymeren des Monomeren n ist. Tg-Werte für Homopolymerisate sind in Polymer Handbook 2nd Edition, J. Wiley & Sons, New York (1975) aufgeführt.
  • Die Bindemittel-Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise 1 bis 90 Gew.-%, mehr bevorzugt 10 bis 85 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 15 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 75 Gew.-% und am meisten bevorzugt 30 bis 70 Gew.-% Vinylesterpolymere, bezogen auf das Trockengewicht der Bindemittel-Zusammensetzungen.
  • Bevorzugt sind Schutzkolloid stabilisierte Vinylesterpolymere, besonders bevorzugt Emulgator stabilisierte Vinylesterpolymere und am meisten bevorzugt mit nichtionischen Emulgatoren stabilisierte Vinylesterpolymere oder deren Kombinationen. Vorzugsweise sind die Vinylesterpolymere nicht Schutzkolloid stabilisiert. Mit diesen Maßnahmen kann die erfindungsgemäße Aufgabe noch besser gelöst werden.
  • Beispiele für Schutzkolloide sind Polyvinylalkohole, Polyvinylacetale, Polyvinylpyrrolidone, Copolymerisate von (Meth)-acrylaten mit carboxylfunktionellen Comonomereinheiten, Poly-(meth)acrylamid, Polyvinylsulfonsäuren und deren Copolymere, Melaminformaldehydsulfonate, Naphthalinformaldehydsulfonate, Styrolmaleinsäure- und Vinylethermaleinsäure-Copolymere. Bevorzugte Schutzkolloide sind teilverseifte Polyvinylalkohole vorzugsweise mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-%, insbesondere 85 bis 92 Mol-% und vorzugsweise einer Höpplerviskosität, in 4 %-iger wässriger Lösung von 1 bis 30 mPas, insbesondere 3 bis 15 mPas (Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015). Die genannten Schutzkolloide sind mittels dem Fachmann bekannten Verfahren zugänglich.
  • Die Vinylesterpolymere sind allgemein nicht mit Polysacchariden stabilisiert. Die in den Bindemittel-Zusammensetzungen enthaltenen Polysaccharide fungieren allgemein nicht als Schutzkolloide. Die Polysaccharide und die Vinylesterpolymere, insbesondere die Schutzkolloid und/oder Emulgator stabilisierten Vinylesterpolymere, liegen vorzugsweise nebeneinander vor.
  • Der Schutzkolloid-Anteil beträgt vorzugsweise 0 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 25 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Vinylesterpolymere.
  • Es können anionische, kationische oder nichtionische Emulgatoren oder deren Kombinationen Einsatz finden. Bevorzugt sind anionische Emulgatoren, besonders bevorzugt sind nichtionische Emulgatoren.
  • Beispiele für anionische Emulgatoren sind Alkylsulfate, -sulfonate oder -carboxylate mit einer Kettenlänge von 8 bis 18 C-Atomen, Alkyl- oder Alkylarylethersulfate, -sulfonate
    oder -carboxylate mit 8 bis 18 C-Atomen im hydrophoben Rest und bis zu 40 Ethylen- oder Propylenoxideinheiten, Alkyl- oder Alkylarylsulfonate mit 8 bis 18 C-Atomen, Ester und Halbester der Sulfobernsteinsäure mit einwertigen Alkoholen oder Alkylphenolen, oder Phosphate, Etherphosphate, Phosphonate und Etherphosphonate sowie deren Kombinationen.
  • Beispiele für nichtionische Emulgatoren sind Alkylpolyglykolether oder Alkylarylpolyglykolether mit 8 bis 40 EthylenoxidEinheiten oder Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymere mit 2 bis 40 EO- bzw. PO-Einheiten oder allgemein EO-PO-Copolymerisate, sowie Alkylpolyglycoside mit 1 bis 20 C-Atomen sowie Etheralkylpolyglycoside mit 2 bis 40 EO- bzw. PO-Einheiten oder deren Kombinationen.
  • Der Emulgator-Anteil beträgt vorzugsweise 0 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Vinylesterpolymere.
  • Die Herstellung der Vinylesterpolymere kann mittels bekannter radikalisch initiierter Polymerisationsverfahren erfolgen, beispielsweise mittels wässriger Suspensionspolymerisation oder vorzugsweise wässriger Emulsionspolymerisation, wie beispielsweise beschrieben in WO2015/067621 .
  • Die Vinylesterpolymere liegen vorzugsweise in Form von wässrigen Dispersionen vor, mit einem Festgehalt von vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 bis 60 Gew.-%.
  • Die Brookfield-Viskosität der wässrigen Dispersionen der Vinylesterpolymere beträgt vorzugsweise 50 bis 10000 mPas, besonders bevorzugt 100 bis 2000 mPas (bestimmt mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 23°C bei 20 UPM bei einem Feststoffgehalt der Dispersionen von 49 bis 51 Gew.-%).
  • Alternativ können die Vinylesterpolymere auch in Form von in Wasser redispergierbaren Pulvern vorliegen (Polymerpulver). Solche Polymerpulver sind beispielsweise durch Sprühtrocknung von wässrigen Polymerdispersionen erhältlich. Bei der Trocknung können gegebenenfalls noch Additive wie Flammschutzmittel, Weichmacher, Füllstoffe, und Komplexbildner zugegeben werden. Dispergieren solcher Polymerpulver führt wieder zu Vinylesterpolymeren in Form von wässrigen Dispersionen.
  • Bei den Polysacchariden kann es sich beispielsweise um Stärke, Glycogen, Cellulose, Cellulosederivate wie Chitosan und Chitin, Hyaluronsäure, Glycosaminglycane, Alginate, Galactane, Rohrzucker, Maltodextrin oder die durch enzymatische oder chemische Spaltung oder chemische Modifizierung der vorgenannten Polysaccharide erhaltenen Produkte, oder um Polysaccharide auf Basis der Monomere Glucose, Sucrose, Fructose, Galactose, Lactose, Maltose, Mannose oder der jeweiligen tautomeren Strukturen oder deren Kombinationen handeln. Ferner kann es sich bei den Polysacchariden auch um Modifizierungen mit Proteinstruktur- oder Aminosäure-basierten Polymeren wie Glykoproteine oder deren Derivate handeln. Bevorzugt sind Cellulose, Cellulosederivate, Stärke und deren kurzkettigen Abbauprodukten, wie Dextrine und Maltodextrine. Als chemische Modifizierungen seien Veresterungen oder Veretherungen genannt, wie Carboxymethylierung, Oxidationsreaktionen oder auch nichtionische, anionische oder kationische Modifizierungen. Beispiele hierfür sind Carboxymethyl-, Methyl-, Hydroxyethyl- oder Hydroxypropyl-Cellulosen oder -Stärke, Stärke-Ether oder Stärke-Phosphatester oder deren Oxidationsprodukte. Typische Quellen für Polysaccharide sind Getreide, Knollen, Wurzeln, Hülsenfrüchte, Fruchtstärke, Hybridstärke, Mais, Erbsen, Kartoffeln, Süßkartoffeln, Weizen, Gerste, Reis, Sorghum oder Tapioka. Bevorzugt sind kaltwasserlösliche Polysaccharide. Die Polysaccharide haben Molekulargewichte von vorzugsweise 300 bis 2.700.000 g/mol. Die Polysaccharide basieren vorzugsweise auf 2 bis 15. 000 Glucosemolekülen. Mit den bevorzugten Polysacchariden kann die erfindungsgemäße Aufgabe noch besser gelöst werden.
  • Die Bindemittel-Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise 5 bis 95 Gew.-%, mehr bevorzugt 15 bis 90 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 70 Gew.-% und am meisten bevorzugt 30 bis 60 Gew.-% Polysaccharide, bezogen auf das Trockengewicht der Bindemittel-Zusammensetzungen.
  • Vorzugsweise enthalten die Bindemittel-Zusammensetzungen ein oder mehrere Vernetzer, wie chemische Vernetzer, elektrostatische Vernetzer oder Van-der-Waals-Vernetzer und deren Kombinationen.
  • Beispiele für chemische Vernetzer sind Alkylharnstoffe, wie Methylharnstoffe und deren Derivate, insbesondere Dimethylolethylenharnstoff und dessen Derivate, beispielsweise ARKOFIX® NZF (Handelsname der Firma Archroma); Melaminvernetzer und deren Derivate, wie MADURIT® MW 125 (Handelsname der Firma INEOS) oder KNITTEX® CHN (Handelsname der Firma Huntsman); aliphatische Polycarbonsäuren, wie Butan-1,2,3,4-tetracarboxylsäure, Polyisocyanate; Zitronensäure, geschützte Polyisocyanate, Epoxide, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Brom- oder Chlor-Kohlenwasserstoffe, insbesondere Chloroform oder Trichlormethan, oder alkoxylierte Silane oder deren Kombinationen.
  • Elektrostatische Vernetzer enthalten allgemein ionische Gruppen oder Wasserstoffbrückenbindungen bildende Gruppen, wie C-N-, C-O-, H-N-, H-O-, H-S-Gruppen oder ionische Substanzen mit kationischen oder anionischen funktionellen Gruppen.
  • Beispiele für elektrostatische Vernetzer mit Wasserstoffbrückenbindungen bildenden Gruppen sind Polyacrylamide (PAM) und deren Derivate. Substanzen mit kationischen funktionellen Gruppen sind beispielsweise quartäre Ammoniumverbindungen oder protonierbare Aminverbindungen, wie Monoammonium- oder Polyammoniumverbindungen, beispielsweise Polyamidoamin-Epichlorhydrin-Harzen (PAE, Handelsname KYMENE® der Firma Solenis); oder teilweise oder vollständig protonierte Chitosane oder deren Umsetzungsprodukte, beispielsweise mit Epichlorhydrinen, sowie deren Kombinationen. Substanzen mit anionischen funktionellen Gruppen sind beispielsweise Mono- oder Poly-Carboxylate, wie Carboxymethylcellulose (CMC), -sulfonate, -sulfinate oder -sulfide sowie Copolymere von Polyacrylamiden mit Carboxygruppen oder deren Kombinationen.
  • Van-der-Waals-Vernetzer sind beispielsweise hochmolekulare Nanokomposite, wie Nanocellulose oder synthetische Nanokunststoffe.
  • Die Bindemittel-Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,1 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 25 Gew.-% und am meisten bevorzugt 2 bis 15 Gew.-% Vernetzer, bezogen auf das Trockengewicht der Bindemittel-Zusammensetzungen.
  • Des Weiteren können die Bindemittel-Zusammensetzungen ein oder mehrere Additive enthalten, wie Emulgatoren, Schutzkolloide wie Polyvinylalkohole, Polyurethane, Polyacrylate und deren Derivate, Katalysatoren, Netzmittel oder Dispergierhilfsmittel, Farbstoffe, Mattierungsmittel, Füllstoffe wie anorganische Salze (beispielsweise CaCO3, NaCl, TiO2, Kaolin, Kieselsäuren und deren Derivate und deren Kombinationen), optische Aufheller auf Basis von beispielsweise Stilben-Verbindungen, Radikalfänger oder Farbstabilisatoren, Antioxidationsmittel wie beispielsweise Butylhydroxytoluol, Hydroxybenzophenone, Salicylsäureester, Komplexbildner wie Wasserenthärter auf Basis von Ethylentetraacetatsalzen, ferner Superabsorberpolymere, griffgebende Komponenten wie Weichmacher, Hydrophobiermittel wie Fluorcarbone, Silicone, natürliche und synthetische Wachse (beispielsweise Paraffine, und Polyethylene), Harze, Flammschutzadditive, Antistatik-Additive, Biozide, Rheologie-Additive, Schaumregulatoren oder Retentionsadditive.
  • Bevorzugte Additive sind Emulgatoren und insbesondere Katalysatoren.
  • Die Bindemittel-Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 30 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 bis 20 Gew.-% Additive, bezogen auf das Trockengewicht der Bindemittel-Zusammensetzungen.
  • Beispiele für Emulgatoren sind Fettalkoholethoxylate mit niedrigen Ethoxylierungsgraden, insbesondere 2 bis 5 Ethoxy-Einheiten, Di-Isotridecylsulfosuccinat oder deren Salze, insbesondere Natriumsalze oder deren Kombinationen. Die Bindemittel-Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise 0 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-% Emulgatoren, bezogen auf das Trockengewicht der Bindemittel-Zusammensetzungen. Mit Emulgatoren können beispielsweise Sekundäreigenschaften, wie Hydrophilie, Anschmutzverhalten, Benetzbarkeit oder Vergilbung der textilen Flächengebilde beeinflusst werden.
  • Bevorzugt sind saure Katalysatoren, wie Ammoniumchlorid, Carbonsäuren wie Zitronensäure, Essigsäure, Äpfelsäure, Ameisensäure, Weinsäure, Oxalsäure, insbesondere Hydroxy- oder Dicarbonsäuren, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder allgemein Brönstedt-Säuren. Im Falle von Brönstedt-Säuren wird ein pH-Wert von vorzugsweise 0 bis 5 und besonders bevorzugt von 2 bis 4 eingestellt. Saure Katalysatoren werden vorzugsweise in Mengen von 0 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-% zugesetzt, bezogen auf das Trockengewicht der Bindemittel-Zusammensetzungen.
  • Die Fasern basieren im Allgemeinen auf natürlichen oder synthetischen, insbesondere organischen, Materialien. Beispiele für synthetische Fasern sind Viskose-, Polyester-, Polyamid-, Polypropylen- oder Polyethylen-Fasern oder deren Mischungen oder deren Co-Extrudate, welche beispielsweise auch als "BiCo_Fasern" bezeichnet werden. Beispiele für natürliche Fasern sind Holz-, Zellstoff- (Pulp), Leder-, Pelz-, Woll-, Baumwolle-, Jute-, Flachs-, Hanf-, Kokos-, Ramie-, Sisal- und Cellulosefasern. Bevorzugt sind Cellulosefasern wie Viskose, Modal, Lyocell, Acetat, Triacetat, Cupro, Zellwolle und Cellulose-Fasern aus Zellstoff. Besonders bevorzugt sind Fasermischungen, welche vorzugsweise mehrere der vorgenannten Fasern enthalten. Die Fasern basieren vorzugsweise nicht auf anorganischen Materialien. Die Fasern sind also vorzugsweise keine Keramikfasern oder Mineralfasern und insbesondere keine Glasfasern. Solche Fasern können auf herkömmliche Weise hergestellt werden und sind kommerziell verfügbar.
  • Die Fasern können beliebige Längen aufweisen, wie beispielsweise Längen von 1 mm bis unendliche Länge, vorzugsweise 5 mm bis 100 mm, besonders bevorzugt 7 mm bis 75 mm und am meisten bevorzugt 10 mm bis 60 mm. Die Fasern haben Durchmesser von vorzugsweise 0,1 µm bis 1 mm, besonders bevorzugt 0,5 um bis 100 um und am meisten bevorzugt 1 um bis 50 um.
  • Die Fasern können lose oder auch in Form von Bündeln oder gewebten Textilien, Garnen oder vorzugsweise in Form von Nonwovens, wie Vliesen, Filz, Gelegen oder Gewirken, oder auch Geweben oder Teppichen eingesetzt werden. Die Nonwovens können gegebenenfalls thermisch oder mechanisch vorverfestigt, beispielsweise genadelt oder wasserstrahlverfestigt, sein.
  • Bindemittel-Zusammensetzungen können beispielsweise in fester Form, vorzugsweise in flüssiger Form, insbesondere in wässriger Form vorliegen. Bindemittel-Zusammensetzungen in fester Form können durch Zugabe von Wasser in wässrige Form überführt werden.
  • Die Bindemittel-Zusammensetzungen in wässriger Form haben einen Festgehalt von vorzugsweise 1 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 70 Gew.-% und am meisten bevorzugt 20 bis 60 Gew.-%.
  • Zur Herstellung der Bindemittel-Zusammensetzungen werden die Vinylesterpolymere, Polysaccharide, gegebenenfalls Vernetzer und gegebenenfalls Additive miteinander vermischt. Beispielweise können Polysaccharide in fester oder wässriger Form mit Vinylesterpolymeren in Form von in Wasser redispergierbaren Pulvern gemischt werden und gegebenenfalls kann gleichzeitig oder zu einem späteren Zeitpunkt mit Wasser versetzt werden. Vorzugsweise werden die Polysaccharide in wässriger Form und die Vinylesterpolymere in Form von wässrigen Dispersionen eingebracht. Die Polysaccharide werden vorzugsweise unter hoher Scherung in Wasser eingerührt. Heißwasserlösliche Polysaccharide werden vorzugsweise in heißes Wasser eingerührt oder nach Vorschmelzen mit heißem Wasser verdünnt. Kaltwasserlösliche Polysaccharide werden vorzugsweise bei Raumtemperatur, beispielsweise 20 bis 30°C, unter Rühren, beispielsweise mit einem Flügelrührer, in Wasser eingerührt, vorzugsweise bis zur optischen Homogenität. Anschließend werden vorzugsweise Vinylesterpolymere in Form von wässrigen Dispersionen zugegeben.
  • Zur Herstellung der textilen Flächengebilde können beispielsweise die Fasern mit den Bindemittel-Zusammensetzungen vermischt und das so erhaltene Gemisch nach üblichen Verfahren der Nonwoven-Technologie, beispielsweise unter Einsatz von Luftlege-, Nasslege-, Direktspinn- oder Krempelvorrichtungen, ausgelegt und anschließend gegebenenfalls verfestigt werden.
  • Alternativ können die Fasern auch flächig ausgebreitet und, gegebenenfalls vor oder nach der Verfestigung, die Bindemittel-Zusammensetzungen appliziert werden. Auch solche Vorgehensweisen sind gängig. Die Fasern können beispielsweise mittels einer Luftlege-, Nasslege-, Direktspinn- oder Krempelvorrichtung ausgelegt werden. Gegebenenfalls kann vor Applizieren der Bindemittel-Zusammensetzung noch mechanisch verfestigt werden, beispielsweise durch Kreuzlegen, Nadeln oder Wasserstrahlverfestigung. Die Bindemittel-Zusammensetzungen können beispielsweise flächenförmig, punktförmig oder musterartig, über den gesamten Bereich oder Teilbereiche der Fasern aufgebracht werden. Die Applikation kann beispielsweise durch Zwangsapplikation, wie Sprühen, Klotzen (Foulardieren, Padding), Beschichten, Bürsten, Tauchen oder mittels Schaumauftrag, oder durch Nicht-Zwangsapplikationen, wie dem Ausziehverfahren, oder durch kombinierte Verfahren erfolgen, beispielsweise dem Overflow Jet-Verfahren.
  • Anschließend kann das so erhaltene Produkt zum Trocknen, Verfestigen, Fixieren oder Binden beispielsweise durch Anwendung erhöhter Temperaturen und/oder Druck behandelt werden, beispielsweise bei 120 bis 220°C, vorzugsweise für 20 Sekunden bis 5 Minuten. Es kann auch eine Luft-, Umluft-, Luftstrom- oder Infrarottrocknung (IR-Trocknung) erfolgen.
  • Die Bindemittel-Zusammensetzungen eignen sich auch zur Herstellung von Laminaten, wobei zwei Faserlagen miteinander verklebt werden, oder eine Faserlage mit einem weiteren Substrat verklebt wird. Dabei kann so vorgegangen werden, dass eine Faserlage ausgelegt wird, wobei die Bindemittel-Zusammensetzung vorher eingemischt oder nach dem Auslegen aufgebracht wird, und eine weitere Faserlage beispielsweise durch Luftlegen aufgelegt wird. Statt der zweiten Faserlage kann auch ein anderes Substrat beispielweise eine Kunststofffolie aufgelegt werden. Anschließend erfolgt die Bindung durch Anwendung von Temperatur und gegebenenfalls Druck. Mit dieser Verfahrensweise werden beispielsweise Dämmstoffe beispielsweise aus Reißbaumwolle zugänglich, welche beispielsweise mit einem Faservlies als Deckvlies dauerhaft kaschiert sind.
  • Zur Herstellung der textilen Flächengebilde wird die wässrige Bindemittelzusammensetzung in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 30 Gew.-% und am meisten bevorzugt 10 bis 25 Gew.-% eingesetzt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern (trocken/trocken). Vinylesterpolymere werden in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 30 Gew.-% und am meisten bevorzugt 10 bis 25 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern (trocken/trocken). Der Anteil der Fasern beträgt vorzugsweise 40 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 90 Gew.-% und am meisten bevorzugt 60 bis 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der textilen Flächengebilde.
  • Bei den erfindungsgemäß hergestellten textilen Flächengebilden handelt es sich vorzugsweise um Vliesstoffe, insbesondere Tissues, Filze, Watten oder grobmaschige, lockere Gewebe, Gestricke oder Gewirke. Die textilen Flächengebilde können beispielsweise im Automobilsektor, für Haushaltsprodukte, wie Tischdecken, Hygieneartikel, wie Toilettenpapier, in der Bekleidungsindustrie, für medizinische Textilien oder Geotextilien Einsatz finden.
  • Geeignet sind die Bindemittel-Zusammensetzungen auch zur Herstellung von voluminösen Vliesstoffen oder Watten, die beispielsweise als Halbzeuge für die Herstellung von Formteilen aus Fasermaterialien oder als Polster-, Isolier- und Filterwatten Verwendung finden. Dazu können die Bindemittel-Zusammensetzungen auf die Fasern aufgebracht und durch Temperaturerhöhung, bevorzugt in einem Formwerkzeug, verfestigt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Bindemittel-Zusammensetzungen, die neben Polysacchariden Vinylesterpolymere enthalten, sind überraschend stabil und neigen nicht zur Separation, auch nicht in den Anlagen und Verfahrensbedingungen bei der Herstellung von textilen Flächengebilden. Die Bindemittel-Zusammensetzungen können nach etablierten Verfahren als Bindemittel für textile Flächengebilde appliziert werden.
  • Darüber hinaus verfügen die erfindungsgemäß hergestellten textilen Flächengebilde über die gewünschten anwendungstechnischen Eigenschaften, wie mechanische Eigenschaften, und fixieren die Fasern dauerhaft, was gerade bei Einsatz von Bindemitteln mit Biopolymeranteilen eine besondere Herausforderung darstellt. Mit der vorliegenden Erfindung werden unter Einsatz von Polysacchariden in Bindemitteln textile Flächengebilde mit vorteilhafter Festigkeit, wie Trockenfestigkeit oder sogar auch Nassfestigkeit, oder verbesserter Lösungsmittelbeständigkeit, zugänglich, die die gewünschte Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischer Belastung aufweisen, ohne die Integrität und Elastizität des textilen Flächengebildes signifikant zu beeinflussen.
  • Neben dem Ziel, vermehrt auf nachwachsenden Rohstoffen basierende textile Flächengebilde bereitzustellen, ist auch die Bioabbaubarkeit von textilen Flächengebilden ein wichtiges ökologisches Kriterium. Auch dieses Kriterium kann mit den erfindungsgemäß hergestellten textilen Flächengebilden vorteilhaft erreicht werden.
  • Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung:
    • Herstellung der Bindemittel-Zusammensetzungen:
  • Die Polysaccharide (nachfolgend abgekürzt als "PSC") wurden unter hoher Scherung in Wasser eingerührt.
  • Hierbei wurden heißwasserlösliche Polysaccharide entsprechend mit heißem Wasser unter hoher Scherung eingerührt oder durch Vorschmelzen mit heißem Wasser verdünnt.
  • Kaltwasserlösliche Polysaccharide wurden mit Wasser bei Raumtemperatur mit einem Flügelrührer bei 400-1000 UPM für 15 bis 30 Minuten bis zur optischen Homogenität eingerührt. Anschließend wurden Vinylesterpolymere (abgekürzt als "VAE") in Form einer wässrigen Dispersion zugegeben, und es wurde mit einem Flügelrührer 5 Minuten nachgerührt. Tabelle 1a: Bindemittel-Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis 3:
    Beispiel Vinylesterpolymerdispersion [Gew.%]d) Polysaccharide)
    VACa) Ea) NMAa) Emulgator PVOHa)
    1a 40 10 1,5 2,5b) 0 PSC 1
    1b 40 10 1,5 2,5b) 0 PSC 2
    2a 35 15 1,0 3,0c) 0 PSC 1
    2b 35 15 1,0 3,0c) 0 PSC 2
    3a 45 8 0 0 2,5 PSC 1
    3b 45 8 0 0 2,5 PSC 2
    a): VAc: Vinylacetat; E: Ethylen; NMA: N-Methylolacrylamid; PVOH:
    Polyvinylalkohol;
    b): anionischer Emulgator;
    c): nichtionischer Emulgator;
    d) die Angaben in Gew.% beziehen sich auf das Gesamtgewicht der wässrigen Vinylesterpolymerdispersion; die zu 100 Gew% verbleibende Menge ist der Wasseranteil;
    e) PSC 1: Maltodextrin (bezogen von der Firma Avebe);
    PSC 2: Dextrin mit 6000 bis 7000 Glucoseeinheiten (bezogen von der Firma Avebe).
    • Austestung der Verträglichkeit und Lagerstabilität der Bindemittel-Zusammensetzungen:
  • Die Bindemittel-Zusammensetzungen basierten zu je 50 Gew.-% (trocken) auf den in Tabelle 1a angegebenen Polysacchariden (PSC) und wässrigen Emulgator- beziehungsweise Polyvinylalkohol-stabilisierten Vinylesterpolymerdispersionen (VAE) und wurden nach ihrer Herstellung für einen Monat bei Raumtemperatur gelagert und nach den in der Tabelle 1b angegebenen Zeiträumen auf ihre Lagerstabilität bzw. Separation überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1b zusammengefasst. Tabelle 1b: Lagerstabilität der Bindemittel-Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis 3:
    Beispiel Lagerdauer
    ohne Lagerung 1 Tag 1 Woche 1 Monat
    1a homogen homogen Separation Separation
    1b homogen homogen Separation Separation
    2a homogen homogen homogen homogen
    2b homogen homogen homogen homogen
    3a homogen Separation Separation Separation
    3b homogen Separation Separation Separation
  • Überraschenderweise waren die Bindemittel-Zusammensetzungen mit den Emulgator-stabilisierten Vinylesterpolymerdispersionen der Beispiele 1 und 2 stabiler als die mit dem Schutzkolloid Polyvinylalkohol stabilisierten Analoga der Beispiele 3.
  • Hierbei wurden mit dem nichtionischen Emulgator noch deutlich lagerstabilere Bindemittel-Zusammensetzungen erhalten als mit dem anionischen Emulgator, wie die Beispiele 1 und 2 zeigen.
    • Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit:
  • Zur Austestung der Bioabbaubarkeit werden Bindersysteme üblicherweise auf bioabbaubare Referenzmaterialien aufgetragen. Hierzu wurden auf Cellulosepulver 25 Gew.-% der in Tabelle 2 angegebenen Bindemittel-Zusammensetzungen (fest/fest) aufgetragen und gemäß ISO 14855-1 auf aerobe Bioabbaubarkeit untersucht. Die Austestungsergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Tabelle 2: biologische Abbaubarkeit:
    Bindemittel-Zusammensetzunga) [Gewichtsverhältnis] relative Bioabbaubarkeit [%]
    VBsp.4 VAE 1 84, 6
    Bsp.5 VAE 1 / PSC 1 = 2:1 91,8
    Bsp.6 VAE 2 / PSC 2 = 1:1 96,3
    a): VAE 1: Vinylesterpolymer aus Beispiel 1;
    VAE 2: Vinylesterpolymer aus Beispiel 2;
    PSC 1: Polysaccharid aus Beispiel 1a;
    PSC 2: Polysaccharid aus Beispiel 1b;
  • Im Vergleich zum reinen VAE-Binder des Vergleichsbeispiels 4 zeigen die Bindemittel-Zusammensetzungen der Beispiele 5 und 6 eine deutlich höhere Abbaubarkeit und erfüllen somit das Erfordernis für biologische Abbaubarkeit von > 90 %.
    • Bestimmung der Nass- und Trockenfestigkeiten von Vliesstoffen:
  • Auf ein thermisch vorgebundenes Airlaidvlies (75 g/m2; 88% Fluff pulp und 12% PP/PE-Bikomponentenfasern; 0,85 mm Dicke) wurde die mit Wasser auf einen Festgehalt von 20% verdünnte Dispersion der Bindemittel-Zusammensetzung des jeweiligen (Vergleichs)Beispiels mittels einer Sprühflotte mit einem halbautomatischen Sprühaggregat nach dem Airlessverfahren (Schlitzdüsen Unijet 8001 E; 5 bar) homogen beidseitig besprüht und anschließend in einem Labor-Durchlufttrockner (Mathis LTF; Fa. Mathis, Schweiz) für 3 min bei 160°C getrocknet (Auftragungsmenge: 20 Gew.-% Bindemittel-Zusammensetzung bezogen auf Trockengewicht aus Bindemittel-Zusammensetzung und Vlies).
  • Pro Reißfestigkeitsprüfung wurden je 10 Vliesstreifen (20 cm Einspannlänge; 5 cm Einspannlänge) in Querrichtung zur Maschinenproduktionsrichtung angefertigt.
  • Zur Messung der Nassreißfestigkeiten wurden die Streifenproben vor der Messung jeweils 1 min in Wasser gelagert.
  • Die Nass- und Trockenfestigkeiten wurden analog der DIN EN 29073 (Teil 3: Prüfverfahren für Vliesstoffe, 1992) bestimmt und die Messproben mittels einer Höchstzugkraftmessung an einer Zwick® 1445-Prüfmaschine (100 N Messdose) mit einer TestXpert®-Software Version 11.02 (Fa. Zwick Roell) bei einer Einspannlänge von 100±1 mm, einer Einspannbreite von 15±1 mm und bei einer Deformationsgeschwindigkeit von 150 mm/min durchgeführt.
  • Der Formaldehydgehalt wurde bestimmt nach ISO 14184-1.
  • Die Ergebnisse der Austestung sind in der Tabelle 3 bis 6 zusammengefasst.
    • Diskussion der Trockenfestigkeiten von Tabelle 3:
  • Die Vliesstoffe der Beispiele 8, 9, 11 und 12 kommen überraschend nahe an die Festigkeiten der Vliesstoffe der Vergleichsbeispiele 7 und 10 heran. Dies ist deswegen überraschend, da Biopolymere ansonsten meist zu einer erheblichen Verschlechterung der Festigkeit führen.
  • Die Vliesstoffe der Beispiele 8, 9, 11 und 12 sind trotz der an sich verhärtend wirkenden Polysaccharide angenehm weich und zeigen weiterhin eine gute Elastizität (Elongation).
  • Zudem haben die Vliesstoffe der Beispiele 8, 9, 11 und 12 einen niedrigeren Formaldehydgehalt als die Vliesstoffe der Vergleichsbeispiele 7 und 10, was sich positiv auf das toxikologische Profil der Vliesstoffe auswirkt. Tabelle 3: Trockenfestigkeit von Vliesstoffen, ohne Vernetzer:
    Bindemittel-Zusammensetzunga) [Gewichtsverhältnis] Binderauftrag [Gew.%]b) Dicke [mm] Zugfestigkeit [g / 5 cm] Elongation Fmax [%] Formaldehydgehalt [ppm]
    VBsp.7 VAE 1 20,3 1,26 3468 29, 4 11,9
    Bsp.8 VAE 1 / PSC 1 = 2 : 1 21,4 1,33 3088 23,4 11,8
    Bsp.9 VAE 1 / PSC 2 = 1 : 1 21,6 1,32 2845 22,7 7,8
    VBSp.10 VAE 2 20,3 1,24 2541 28,7 19,7
    Bsp.11 VAE 2 / PSC 1 = 2 : 1 20,7 1,25 2826 25,2 11,8
    Bsp.12 VAE 2 / PSC 2 = 1 : 1 21,5 1,26 2523 21,7 7, 9
    a): VAE 1: Vinylesterpolymer aus Beispiel 1;
    VAE 2: Vinylesterpolymer aus Beispiel 2;
    PSC 1: Polysaccharid aus Beispiel 1a;
    PSC 2: Polysaccharid aus Beispiel 1b;
    b): bezogen auf das Trockengewicht aus Bindemittel-Zusammensetzung und Vlies.
    Tabelle 4: Trocken- und Nassfestigkeit von Vliesstoffen, auch mit Vernetzer:
    Bindemittela) [Gewichtsverhältnis] Vernetzer, Katalysator [Gew.%]b) Binderauftrag [Gew.%]c) Dicke [mm] Zugfestigkeit [g / 5 cm] Elongation Fmax [%] Formaldehydgehalt [ppm]
    trocken nass trocken nass
    VBsp.7 VAE 1 - 20,3 1,26 3468 1604 29,4 29,6 11,9
    Bsp.8 VAE 1 / PSC 1 = 2:1 - 21,4 1,33 3088 371 23,4 14,9 11,8
    Bsp. 13 VAE 1/ PSC 1 = 2:1 10% Vernetzer 1 20,5 1,35 3191 343 25,8 15,6 7,9
    Bsp. 14 VAE 1 / PSC 1 = 2:1 5% Vernetzer 1 20,4 1,35 3060 663 24,9 18,0 3,9
    2% Katalysator
    Bsp. 15 VAE 1 / PSC 1 = 2:1 10% Vernetzer 1 20,4 1,33 3215 834 24,3 19,6 3,9
    2% Katalysator
    Bsp. 16 VAE 1 / PSC 1 = 2:1 5% Vernetzer 2 21,7 1,27 3664 458 25,5 14,7 402
    Bsp. 17 VAE 1 / PSC 1 = 2:1 10% Vernetzer 2 21,7 1,27 3586 585 24,0 15,4 666,1
    a): VAE 1: Vinylesterpolymer aus Beispiel 1;
    VAE 2: Vinylesterpolymer aus Beispiel 2;
    PSC 1: Polysaccharid aus Beispiel 1a;
    PSC 2: Polysaccharid aus Beispiel 1b;
    b): Vernetzer 1: ARKOFIX® NZF (Handelsname der Firma Archroma);
    Vernetzer 2: KNITTEXO CHN (Handelsname der Firma Huntsman);
    Katalysator: Zitronensäure;
    die Angaben in % beziehen sich auf Gew.% Trockensubstanz;
    c): bezogen auf das Trockengewicht aus Bindemittel-Zusammensetzung und Vlies.
    Tabelle 5: Trocken- und Nassfestigkeit von Vliesstoffen, auch mit Vernetzer:
    Bindemittela) [Gewichtsverhältnis] Vernetzer, Katalysator [Gew.%]b) Binderauftrag [Gew.%]c) Dicke [mm] Zugfestigkeit [g / 5 cm] Elongation Fmax [%] Formaldehydgehalt [ppm]
    trocken nass trocken nass
    VBsp.18 VAE 2 - 20,3 1,24 2541 1594 28,7 31,7 19,7
    Bsp.19 VAE 2 / PSC 1 = 2:1 - 20,7 1,25 2826 395 25,2 15,6 11,8
    Bsp.20 VAE 2 / PSC 1 = 2:1 5% Vernetzer 1 19,5 1,26 2709 815 26,8 18,5 7,8
    2% Katalysator
    Bsp.21 VAE 2 / PSC 1 = 2:1 10% Vernetzer 1 20,4 1,33 2598 1030 26,1 20,9 7,9
    2% Katalysator
    Bsp.22 VAE 2 / PSC 1 = 2:1 5% Vernetzer 2 21,6 1,31 3296 925 24,1 19,0 441,4
    Bsp.23 VAE 2 / PSC 1 = 2:1 10% Vernetzer 2 22,0 1,31 3419 1045 23,3 18,6 706,9
    a): VAE 1: Vinylesterpolymer aus Beispiel 1;
    VAE 2: Vinylesterpolymer aus Beispiel 2;
    PSC 1: Polysaccharid aus Beispiel 1a;
    PSC 2: Polysaccharid aus Beispiel 1b;
    b): Vernetzer 1: Arkofix NZF (Handelsname der Firma Archroma);
    Vernetzer 2: Knittex CHN (Handelsname der Firma Huntsman);
    Katalysator: Zitronensäure;
    die Angaben in % beziehen sich auf Gew.% Trockensubstanz;
    c): bezogen auf das Trockengewicht aus Bindemittel-Zusammensetzung und Vlies.
    Tabelle 6: Trocken- und Nassfestigkeit von Vliesstoffen, auch mit Vernetzer:
    Bindemittela) [Gewichtsverhältnis] Vernetzer, Katalysator [Gew.%]b) Binderauftrag [Gew.%]c) Dicke [mm] Zugfestigkeit [g / 5 cm] Elongation Fmax [%] Formaldehydgehalt [ppm]
    trocken nass trocken nass
    VBsp.7 VAE 1 - 20,3 1,26 3468 1604 29, 4 29,6 11,9
    Bsp.24 VAE 1 / PSC 2 = 1:1 - 21,6 1,32 2845 306 22,7 14,0 7,8
    Bsp.25 VAE 1 / PSC 2 = 1:1 5% Vernetzer 1 20,5 1,33 2667 483 19,3 14,8 5,0
    2% Katalysator
    Bsp.26 VAE 1 / PSC 2 = 1:1 10% Vernetzer 1 20, 4 1,31 3033 458 18,6 14,4 5,0
    2% Katalysator
    Bsp.27 VAE 1 /PSC 2 = 1:1 5% Vernetzer 3 22,2 1,31 2444 530 20,2 13,9 7,9
    a): VAE 1: Vinylesterpolymer aus Beispiel 1;
    VAE 2: Vinylesterpolymer aus Beispiel 2;
    PSC 1: Polysaccharid aus Beispiel 1a;
    PSC 2: Polysaccharid aus Beispiel 1b;
    b): Vernetzer 1: Arkofix NZF (Handelsname der Firma Archroma);
    Vernetzer 2: Knittex CHN (Handelsname der Firma Huntsman);
    Vernetzer 3: KYMENE 217 LXE (Handelsname der Firma Solenis)
    Katalysator: Zitronensäure;
    die Angaben in % beziehen sich auf Gew.% Trockensubstanz;
    c): bezogen auf das Trockengewicht aus Bindemittel-Zusammensetzung und Vlies.
    • Diskussion der Tabelle 4 bis 6:
  • Die Ergebnisse zeigen, dass die Nassfestigkeiten der Vliesstoffe mit Vinylesterpolymeren VAE und Polysacchariden PSC durch Zusatz von Vernetzer und Katalysator weiter verbessert werden konnten.
  • Die erhaltenen Vliesstoffe waren trotz der an sich verhärtend wirkenden Polysaccharide und auch bei Vernetzereinsatz angenehm weich und zeigen weiterhin eine gute Elastizität (Elongation). Überraschenderweise konnte der Formaldehydgehalt der Vliesstoffe signifikant reduziert werden, auch bei Einsatz von Vernetzer, was sich positiv auf das toxikologische Profil der Vliesstoffe auswirkt. Lediglich im Falle des Vernetzers 2 sind die Formaldehydwerte deutlich höher, da dieser bei der Vernetzung Formaldehyd abspaltet.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden, indem ein oder mehrere Bindemittel-Zusammensetzungen auf Fasern appliziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass Bindemittel-Zusammensetzungen ein oder mehrere Polysaccharide und ein oder mehrere Polymere von Vinylacetat enthalten, wobei die Polymere von Vinylacetat zu 50 bis 90 Gew.-% auf Vinylacetat basieren, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymere von Vinylacetat.
  2. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Polymere von Vinylacetat zusätzlich auf einem oder mehreren Monomeren ausgewählt aus der Gruppe umfassend Acrylsäureester oder Methacrylsäureester von verzweigten oder unverzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen, Diene, Olefine, Vinylaromaten und Vinylhalogenide basieren.
  3. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass Polymere von Vinylacetat zusätzlich auf einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren basieren, die Carboxyl-, Anhydrid-, Silan-, Isocyanat-, Amid-, Hydroxyl-, Epoxy- oder NH-Gruppen tragen.
  4. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Carboxyl-Gruppen tragende Monomere ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Fumarsäure und Maleinsäure, Anhydrid-Gruppen tragende Monomere ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Maleinsäureanhydrid und ethylenisch ungesättigte Bernsteinsäureanhydrid-Derivate, Silan-Gruppen tragende Monomere ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Acryloxypropyltri(alkoxy)- und Methacryloxypropyltri(alkoxy)-Silane, Vinyltrialkoxysilane und Vinylmethyldialkoxysilane, wobei als Alkoxygruppen beispielsweise Ethoxy- und Ethoxypropylenglykolether-Reste enthalten sein können, Hydroxy-Gruppen tragende Monomere ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Hydroxyethylacrylat und -methacrylat, Hydroxypropylacrylat und -methacrylat, Hydroxybutylacrylat und -methacrylat, EpoxyGruppen tragende Monomere ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat, und NH-Gruppen tragende Monomere ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Acrylamid, Methacrylamid, N-Alkylol-funktionelle Comonomere mit C1- bis C4-Alkylol-Rest, C1- bis C4-Alkylether von N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid und N-Methylolallylcarbamat, C1- bis C4-Alkylester des N-Methylolacrylamids, des N-Methylolmethacrylamids und des N-Methylolallylcarbamats.
  5. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass Polymere von Vinylacetat zusätzlich auf einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten, NH-Gruppen tragenden Monomeren basieren ausgewählt aus der Gruppe umfassend N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, N-Methylolallylcarbamat, C1- bis C4-Alkylether von N-Methylolacrylamid.
  6. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Polymere von Vinylacetat Schutzkolloid stabilisiert sind.
  7. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Polymere von Vinylacetat Emulgator stabilisiert sind.
  8. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Polymere von Vinylacetat mit nichtionischen Emulgatoren stabilisiert sind.
  9. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Polysaccharide ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Stärke, Glycogen, Cellulose, Cellulosederivate, Chitosan, Chitin, Hyaluronsäure, Glycosaminglycane, Alginate, Galactane, Rohrzucker, Maltodextrin und die durch enzymatische oder chemische Spaltung oder chemische Modifizierung der vorgenannten Polysaccharide erhaltenen Produkte, Glykoproteine und deren Derivate und Polysaccharide auf Basis von Glucose, Sucrose, Fructose, Galactose, Lactose, Maltose oder Mannose.
  10. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittel-Zusammensetzungen ein oder mehrere Vernetzer enthalten.
  11. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittel-Zusammensetzungen ein oder mehrere Katalysatoren enthalten.
  12. Verfahren zur Herstellung von textilen Flächengebilden nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei Fasern um natürliche, synthetische oder sonstige organische Fasern handelt, wobei synthetische Fasern ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Viskose-, Polyester-, Polyamid-, Polypropylen- oder Polyethylen-Fasern oder deren Mischungen oder deren Co-Extrudate, und natürliche Fasern ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Holz-, Zellstoff-, Leder-, Pelz-, Woll-, Baumwolle-, Jute-, Flachs-, Hanf-, Kokos-, Ramie-, Sisal- und Cellulosefasern.
  13. Textile Flächengebilde erhältlich nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 12.
  14. Textile Flächengebilde nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Flächengebilde biologisch abbaubar sind.
  15. Bindemittel-Zusammensetzungen für textile Flächengebilde enthaltend ein oder mehrere Polysaccharide und ein oder mehrere Polymere von Vinylacetat, die auf Vinylacetat und einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren, die Carboxyl-, Anhydrid-, Silan-, Isocyanat-, Amid-, Hydroxyl-, Epoxy- oder NH-Gruppen tragen, basieren,
    wobei die Polymere von Vinylacetat zu 50 bis 90 Gew.-% auf Vinylacetat basieren, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymere von Vinylacetat.
  16. Bindemittel-Zusammensetzungen für textile Flächengebilde nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Vernetzer enthalten sind.
  17. Bindemittel-Zusammensetzungen für textile Flächengebilde nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Katalysatoren enthalten sind.
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