ES2286749T3 - Mezclas polimericas de acetato de vinilo/etileno y cloruro de vinilo como aglutinantes para productos no tejidos. - Google Patents
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Abstract
Producto no tejido que comprende un género de fibras no tejidas a las cuales se aplica un aglutinante no catalizado por ácido, para formar un género impregnado de aglutinante, comprendiendo el aglutinante no catalizado por ácido una mezcla en emulsión de un primer polímero que comprende unidades polimerizadas en emulsión de acetato de vinilo, etileno, y N-metilolacrilamida, y un segundo polímero que comprende unidades polimerizadas en emulsión de cloruro de vinilo, etileno y N-metilolacrilamida o acrilamida, o tanto N-metilolacrilamida como acrilamida, en el que el género impregnado con aglutinante se seca suficientemente para unir las fibras entre ellas y para formar un género autosostenible.
Description
Mezclas poliméricas de acetato de vinilo/etileno
y cloruro de vinilo como aglutinantes para productos no tejidos.
Los productos no tejidos, que comprenden fibras
de celulosa o fibras de celulosa y sintéticas que poseen
características de resistencia en húmedo, se producen típicamente
impregnando las fibras con un polímero en emulsión que es capaz de
reticularse. La reticulación da lugar a un polímero que proporciona
a los productos no tejidos resistencia al agua. Muchos polímeros
autorreticulables se forman mediante la copolimerización de una
variedad de monómeros, tales como acetato de vinilo, etileno,
cloruro de vinilo y ésteres del alquilo del ácido acrílico, con un
monómero funcional, tal como la N-metilolacrilamida
(NMA), que proporciona la capacidad útil de autorreticulación, a
ella misma y a las superficies celulósicas para formar géneros
autosostenibles.
Se citan las referencias siguientes como
representativas de la técnica anterior:
El boletín técnico de Air Products "Emulsión
AIRFLEX® 105 para géneros no tejidos" ("AIRFLEX® 105 Emulsion
for Nonwovens") da a conocer emulsiones de base acuosa de
polímero de acetato de
vinilo-etileno-NMA y su utilización
en la fabricación de productos no tejidos. Para facilitar el curado
a través del grupo NMA, se utilizan una variedad de ácidos
dicarboxílicos, por ejemplo, ácido oxálico, ácido cítrico, y sales
inorgánicas ácidas, tales como bisulfato sódico y cloruro de
amonio.
El boletín técnico de Air Products
151-9317 "Emulsiones AIRFLEX® 108 ultrabajas en
formaldehído para géneros no tejidos" ("AIRFLEX® 108
Ultra-Low Formaldehyde Emulsions for Nonwovens")
da a conocer emulsiones de acetato de
vinilo-etileno para su utilización en la fabricación
de productos no tejidos. Las resinas son autorreticulables y
proporcionan buenas propiedades de resistencia en húmedo. Se
recomienda la adición de un catalizador ácido para acelerar y
promover el curado del aglutinante durante la fase de
calentamiento.
El boletín técnico de Air Products titulado
"Emulsiones AIRFLEX® de etileno-cloruro de vinilo
(EVCL) para géneros no tejidos y materiales textiles"
("AIRFLEX® Ethylene-Vinil Chloride (EVCL)
Emulsions for Nonwovens and Textiles") da a conocer la
utilización de emulsiones de polímero de
etileno-cloruro de vinilo como aglutinantes para
aplicaciones en géneros no tejidos. El aumento de las
características de tracción en húmedo se consigue llevando a cabo
la reticulación con un agente de reticulación externo, tal como
resinas de melamina o urea formaldehído.
La Patente GB 1.088.296 da a conocer
interpolímeros de cloruro de vinilo que se describen como
aglutinantes útiles en forma de látex en géneros no tejidos,
proporcionando una resiliencia particularmente buena al género no
tejido. Los interpolímeros comprenden de un 65 a un 94,8% en peso
de, como mínimo, un éster de alquilo menor o un ácido
monocarboxílico alfa, beta, olefínicamente insaturado, de un 5 a un
34,8% en peso de cloruro de vinilo, de un 0,1 a un 5% en peso de
una N-alquilol amida de un ácido carboxílico, alfa,
beta, olefínicamente insaturado, en base al peso total de los
monómeros.
La Patente U.S.A. No. 3.380.851 da a conocer
géneros no tejidos enlazados con un interpolímero de acetato de
vinilo, etileno y de un 0,5 a un 10%, aproximadamente, de una
acrilamida intrínseca, en base al acetato de vinilo. La NMA es el
monómero autorreticulable utilizado. El aglutinante se aplica a las
fibras en una cantidad del 20 al 100%, en base al peso seco. A
continuación, se recomienda la adición de un catalizador ácido
mineral como mecanismo para promover el curado del
interpolímero.
La Patente U.S.A. No. 3.787.232 da a conocer la
formación de polímeros de haluro de vinilo y de vinilideno
preparados mediante la polimerización en emulsión de un monómero de
haluro de vinilideno con un monómero de ácido carboxílico y un
monómero de N-alquilol amida para su utilización en
el recubrimiento de fibras. Se afirma que los polímeros de látex de
pH bajo son curables a baja temperatura.
La Patente U.S.A. No. 4.449.978 da a conocer un
producto no tejido enlazado con un aglutinante en emulsión que
comprende acetato de vinilo, etileno, y una mezcla 50/50 molar de
NMA/acrilamida, que proporciona productos no tejidos que tienen un
contenido de formaldehído libre residual bajo y buenas
características de tracción. El curado del aglutinante, para
conseguir la reticulación de la NMA, se consigue por adición de un
catalizador ácido.
La Patente U.S.A. No. 4.590.102 da a conocer la
fabricación de productos no tejidos, por impregnación con un
aglutinante en emulsión basado en acetato de vinilo, etileno, y NMA,
o una emulsión basada en cloruro de vinilo, etileno, y un
interpolímero de NMA. Se utiliza un agente de curado a baja
temperatura, que tiene un pKa dentro del intervalo de 1 a 2, para
facilitar el curado. Entre los ejemplos de agentes de curado a baja
temperatura se incluyen los ácidos dicarboxílicos orgánicos tales
como ácido oxálico y ácido maleico.
La Patente U.S.A. No. 5.244.695 da a conocer una
composición de recubrimiento para producir filtros, que comprende
de un 10 a un 90% de un alcohol de polivinilo completamente
hidrolizado, y de un 0 a un 90%, preferentemente de un 30 a un 70%,
de una emulsión polimérica acuosa que comprende una emulsión acuosa
de un polímero de acetato de vinilo-NMA o un
polímero de etileno-cloruro de vinilo. Ambas
emulsiones poliméricas acuosas se pueden utilizar en combinación,
en una cantidad de 15:85 a 85:15. El género no tejido saturado
encuentra utilidad en medios de filtración de aire, de aceite, de
combustible y de vacío. Preferentemente, se añade un catalizador
ácido a la formulación para ayudar a la reticulación de la
resina.
Las Patentes U.S.A. No. 3.752.733 y No.
3.758.429 dan a conocer interpolímeros de
etileno-cloruro de vinilo adecuados para formar
productos no tejidos. La Patente '733 da a conocer la incorporación
de un 0,1 a un 10% de acrilamida y la Patente '429 da a conocer la
incorporación de NMA para producir un interpolímero reticulable.
Para aumentar la resistencia al lavado a máquina y a la limpieza en
seco del producto no tejido, los interpolímeros se condensan y se
curan mediante la reacción con un aminoplasto.
La Patente U.S.A. No. 5.872.155 da a conocer la
preparación de copolímeros de cloruro de vinilo, en forma de látex,
compuestos de un núcleo, una capa externa y, opcionalmente, una capa
intermedia. Se describen otros procesos para copolímeros de cloruro
de vinilo, tales como los ya mencionados, por medio de una
polimerización en microsuspensión sembrada. Se describe la utilidad
de estos polímeros en emulsión en aplicaciones de pintura y de
plastisol.
Esta invención se dirige a una mejora en los
aglutinantes, particularmente adecuados para su utilización en la
preparación de productos no tejidos, y a sus productos no tejidos.
Los aglutinantes mejorados comprenden una mezcla de un polímero de
cloruro de vinilo (VCl) polimerizado en emulsión, tal como cloruro
de etileno-vinilo (EVCl) y un polímero
autorreticulable polimerizado en emulsión de acetato de
vinilo-etileno-N-metilolacrilamida
(designado frecuentemente como emulsiones poliméricas de VAE con
NMA reactiva o emulsiones poliméricas de VAE-NMA).
Las mezclas de emulsión polimérica de VCl y de emulsión polimérica
de VAE-NMA se pueden aplicar a sustratos no tejidos
de celulosa y de celulosa/sintéticos, y curar en ausencia de un
catalizador ácido, para proporcionar un género autosostenible que
tiene excelentes propiedades de resistencia en húmedo.
Tradicionalmente, las emulsiones poliméricas de
VAE-NMA, previamente a su aplicación a los géneros
de fibras no tejidas, se mezclan con un catalizador ácido por el
fabricante del género no tejido para facilitar el curado y la
reticulación. Las emulsiones catalizadas por ácido tienen una vida
útil limitada. De forma sorprendente, en la presente invención se
ha descubierto que las mezclas de emulsión polimérica de VCl y de
polímero de VAE-NMA no requieren un catalizador
ácido para conseguir un aumento de la resistencia en húmedo.
Se pueden conseguir ventajas significativas con
la utilización de mezclas de emulsión polimérica de VCl y emulsión
de polímero de VAE-NMA, y entre éstas se
incluyen:
- capacidad para permitir que el usuario de la mezcla para el género no tejido consiga resistencia al agua excelente, y que posiblemente consiga el beneficio completo de la reticulación de la NMA, sin la necesidad de la adición posterior de un catalizador ácido;
- capacidad para eliminar las preocupaciones de seguridad asociadas con la manipulación de un catalizador ácido;
- capacidad para fabricar productos no tejidos que tienen resistencias a la tracción que son equivalentes a las de los productos no tejidos enlazados con emulsión polimérica de VAE-NMA que contiene catalizadores ácidos; y
- capacidad para producir mezclas de emulsión polimérica de VCl/VAE-NMA que tienen buena estabilidad de vida útil, y por lo tanto, para producir una emulsión "lista para el recubrimiento".
Entre los polímeros de cloruro de vinilo se
incluyen los homopolímeros y los polímeros de cloruro de vinilo que
contienen cloruro de vinilo y, como mínimo, algún otro monómero que
sea capaz de copolimerizarse con el cloruro de vinilo y formar una
emulsión de látex estable. Entre estos monómeros se pueden incluir
etileno, ésteres de vinilo de ácidos mono y policarboxílicos, tales
como acetato de vinilo, propionato de vinilo o benzoato de vinilo;
ácidos mono y policarboxílicos insaturados, tales como ácido
acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico, y ácido
itacónico, así como sus ésteres alifáticos, cicloalifáticos o
aromáticos, sus amidas o sus nitritos; haluros de alquilo, de
vinilo o de vinilideno; éteres de alquil vinilo; y olefinas, tales
como polipropileno.
Las emulsiones poliméricas de
VAE-NMA de base acuosa son bien conocidas y se
pueden formar por técnicas convencionales de polimerización en
emulsión. Generalmente, la emulsión polimérica de
VAE-NMA comprende de un 50 a un 94% en peso,
preferentemente de un 64 a un 79% en peso, de acetato de vinilo, de
un 5 a un 40% en peso, preferentemente de un 20 a un 30% en peso,
de etileno, y de un 0,5 a un 10% en peso, preferentemente de un 1 a
un 6%, de NMA, en base al peso total de polímero. Estas emulsiones
se pueden preparar según los procedimientos descritos en la Patente
U.S.A. No. 3.380.851, que se incorpora en la presente descripción
como referencia. Se pueden formular polímeros de acetato de
vinilo-etileno-NMA bajos en
formaldehído, autorreticulables, de acuerdo con los procedimientos
de la Patente U.S.A. No. 4.449.978, que se incorpora en la presente
descripción como referencia. En la invención de la Patente U.S.A.
No.'978, se utiliza una mezcla de 50/50 de NMA y acrilamida como el
mecanismo para producir polímeros reticulables de bajo contenido en
formaldehído para los productos no tejidos.
Las emulsiones poliméricas acuosas de
etileno-cloruro de vinilo (EVCl) para su utilización
en la preparación de productos de género no tejido y materiales
textiles son bien conocidas y se venden comercialmente. Estas
emulsiones poliméricas se forman mediante la polimerización en
emulsión de cloruro de vinilo y etileno con acrilamida o un
derivado, tal como N-metilolacrilamida. Típicamente,
los polímeros de EVCl tienen una Tg de 0 a 50ºC, y comprenden
aproximadamente del 55 al 95% en peso, preferentemente del 60 al 90%
en peso de cloruro de vinilo, aproximadamente del 5 al 35% en peso,
preferentemente del 10 al 30% en peso de etileno, y del 0,1 al 10%
en peso, preferentemente del 1,5 al 5% en peso, de acrilamida y/o
N-metilolacrilamida, en base al peso total de
polímero. Se pueden polimerizar en emulsión en el polímero otros
monómeros, generalmente en cantidades pequeñas. Entre estos se
incluyen, pero no constituyen limitación, un vinil éster de alquilo
C_{1} a C_{15}; un acrilato de alquilo C_{1} a C_{15} o un
metacrilato de alquilo C_{1} a C_{15}, tal como
(met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo,
(met)acrilato de propilo, (met)acrilato de butilo, y
(met)acrilato de 2-etilhexilo; un
(met)acrilato de hidroxialquilo C_{1} a C_{6}, por
ejemplo, (met)acrilato de hidroxietilo y (met)acrilato
de hidroxipropilo; un maleato de alquilo C_{1} a C_{15}; un
fumarato de alquilo C_{1} a C_{15}; ácido acrílico; ácido
metacrílico; mono y diésteres de ácidos alquenodioicos alfa, beta
insaturados C_{4}-C_{10}, tales como ácido
maleico, ácido fumárico, y ácido itacónico; alcanoles
C_{1}-C_{18}; amidas de
N-metilol, éteres de ácidos alcanoicos
C_{1}-C_{4} de amidas de
N-metilol; alilcarbamatos, tales como acrilonitrilo,
metacrilamida, metacrilamida de N-metilol,
alilcarbamato de N-metilol; éteres de alquilo
C_{1}-C_{4} o ésteres de ácidos alcanoicos
C_{1}-C_{4} de la acrilamida de
N-metilol, vinilsulfonato sódico; y propanosulfonato
de
2-acrilamido-2-metilo.
Los monómeros se pueden incorporar en cantidades mínimas, por
ejemplo de 0 a, aproximadamente, el 10% en peso. En otra
realización, los polímeros de EVCl comprenden de un 70 a un 85% en
peso de cloruro de vinilo, de un 13 a un 26% en peso de etileno, y
de un 2 a un 4% en peso de acrilamida y/o
N-metilolacrilamida, en base al peso total de
polímero.
En el método de polimerización para preparar los
polímeros de EVCl, se carga el recipiente de reacción con una
mezcla de reacción en emulsión acuosa que contiene sustancialmente
todo el sistema estabilizante y una parte, preferentemente como
mínimo, el 5%, del monómero de cloruro de vinilo total. El
recipiente se presuriza con una cantidad de etileno para dotar al
polímero con un contenido de etileno del 5 al 35% en peso y, a
continuación, la mezcla de reacción se inicia por la adición de una
fuente generadora de radicales libres. Se continúa la
polimerización con la adición de cloruro de vinilo y de comonómero,
hasta que la velocidad de polimerización se detiene esencialmente.
Típicamente, la polimerización se detiene en ese punto y los
componentes no reaccionados se extraen de la emulsión. Se
proporcionan procesos descriptivos para producir emulsiones
poliméricas de EVCl en las Patentes U.S.A No. 3.752.733 y No.
3.758.429, que se incorporan en la presente descripción como
referencia.
El homopolímero de cloruro de vinilo y los otros
copolímeros de cloruro de vinilo se pueden producir por medio del
proceso de polimerización en emulsión, de una manera similar a lo
detallado anteriormente en la producción de los copolímeros de
EVCl. Típicamente, los monómeros se cargan por anticipado como en un
proceso por lotes o se añaden en etapas como en un proceso
continuo. Se utilizan radicales libres para imitar la reacción de
polimerización y, típicamente, se utilizan tensoactivos para
controlar el tamaño de partícula de la dispersión coloidal
resultante. Se puede encontrar una explicación más completa de la
polimerización en emulsión del cloruro de vinilo en la Enciclopedia
de la Ciencia y de la Ingeniería de los Polímeros, 2ª edición,
volumen 17, en el tema "Polímeros de cloruro de vinilo,
Polimerización". Se describe la copolimerización del cloruro de
vinilo en la Enciclopedia de los Materiales Poliméricos, volumen 11,
"Copolímeros de cloruro de vinilo" páginas
8566-8572.
El contenido de cloruro de vinilo de las
composiciones de copolímero de la presente invención puede variar
del 15% al 100%.
Las mezclas adecuadas para la fabricación de los
sistemas aglutinantes para los productos no tejidos se pueden
lograr fácilmente con la utilización de la mayoría de los tipos de
equipo y de recipientes de mezcla conocidos en la técnica de
preparación de mezclas líquidas acuosas. Las mezclas contienen, por
100 partes en peso del polímero total (en base seca),
aproximadamente de 2 a 70 partes en peso de polímero de VCl, menos
de 10 partes en peso de un tercer polímero, y el resto de polímero
de VAE-NMA. Preferentemente, la mezcla comprende de
50 a 80 partes en peso de emulsión polimérica de
VAE-NMA y de 5 a 50 partes en peso de emulsión
polimérica de VCl. Se pueden incorporar a la mezcla otros
polímeros, en una cantidad menor del 10% en peso, es decir, del 0
al 10% en peso; preferentemente, estos polímeros no son reactivos
con la NMA. Entre los ejemplos de otros polímeros se incluyen
polímeros de poli(acetato de vinilo) y polímeros acrílicos
basados en ésteres de alquilo menores del ácido
(met)acrílico. Preferentemente, las mezclas consisten
esencialmente en una emulsión de EVCl y una emulsión de
VAE-NMA y éstas excluyen los polímeros reactivos con
la NMA, tales como los polímeros que contienen alcohol polivinílico
y carboxilos.
De forma general, se añade una cantidad
preseleccionada de emulsión polimérica de VAE-NMA a
un recipiente de mezcla y se agita. A continuación, se añade una
cantidad preseleccionada de emulsión polimérica de VCl al
recipiente de mezcla y se mezcla durante un periodo de tiempo
adecuado para permitir una mezcla homogénea. A continuación, esta
mezcla se puede impregnar en un género de fibras no tejidas, por
ejemplo, y se elimina el agua por secado. Típicamente, la mezcla se
incorpora en una cantidad de, como mínimo, el 3% en peso del
sustrato, hasta el 50%, aproximadamente, y de forma general del 10
al 30% en peso del sustrato (en base seca). El curado se lleva a
cabo durante la etapa de secado, que incluye típicamente el
calentamiento a una temperatura de 65 a 180ºC, para extraer el agua
del producto de género no tejido.
\newpage
Las emulsiones representativas utilizadas para
producir las mezclas tienen las siguientes características
físicas:
Las mezclas representativas de la emulsión
polimérica tienen el siguiente porcentaje general de ingredientes,
en base a los sólidos de la emulsión
Los ejemplos siguientes se proporcionan para
ilustrar diferentes realizaciones de la presente invención, y no se
pretende que constituyan limitación del alcance de la misma:
El catalizador ácido usado en los ejemplos
comparativos es bisulfato de sodio a menos que se indique lo
contrario. Emulsiones representativas de polímero de
VAE-NMA están disponibles comercialmente de Air
Products Polymers, L.P., bajo las marcas registradas AIRFLEX® 105,
AIRFLEX108, y AIRFLEX 192. Las emulsiones de polímero de EVCl están
disponibles de Air Products Polymers, L.P., bajo las marcas
registradas AIRFLEX 4500, AIRFLEX 4514, y AIRFLEX 4530.
Las emulsiones se aplicaron por pulverización a
un 20% de sólidos a ambos lados de un sustrato de celulosa/sintético
que tenía un peso base de 60 g/m^{2}. La adición de la emulsión
fue orientada para obtener un 20% de polímero seco en base al peso
del sustrato seco. Las emulsiones pulverizadas se curaron en un
horno con circulación de aire a una temperatura de 320ºF (160ºC)
durante tres minutos. Se midió la resistencia a la ruptura a
tracción en seco y húmedo de los géneros no tejidos resultantes,
según el método D 5035-95 de la ASTM.
Se preparó una serie de mezclas para determinar
la resistencia a la tracción en húmedo de los sustratos no tejidos,
a los que se había aplicado por pulverización las diferentes mezclas
de emulsiones poliméricas de VAE-NMA/EVCl,
comenzando con el 100% de emulsión polimérica de
VAE-NMA hasta el 100% de emulsión polimérica de
EVCl. La composición de polímero de VAE-NMA seco
comprendía el 75% de acetato de vinilo, el 21% de etileno, el 2% de
N-metilolacrilamida, y el 2% de acrilamida. La
composición de polímero de EVCl seco comprendía el 84% de cloruro
de vinilo, el 14% de etileno y el 2% de acrilamida. No se añadió
catalizador ácido a ninguna de las emulsiones mostradas en este
ejemplo. La tabla 1 muestra los resultados.
Los resultados de la tabla 1 muestran que a un
nivel del 25 y el 50% de EVCl, las mezclas proporcionan propiedades
superiores de resistencia en húmedo, en comparación con una emulsión
polimérica de solamente VAE-NMA no catalizada.
Niveles en la mezcla del 75% de EVCl y mayores muestran propiedades
menores o equivalentes de resistencia en húmedo a la emulsión
polimérica de VAE-NMA no catalizada. Se consiguieron
resistencias en húmedo superiores con mezclas desde el 25 hasta el
50% de EVCl y VAE-NMA, en comparación con la
emulsión de polímero de 100% de VAE-NMA. Estas
características sorprendieron, a la luz del hecho de que la
resistencia en húmedo de un producto no tejido que utiliza una
emulsión del 100% de polímero de EVCl era significativamente menor
que el que utiliza la emulsión de solamente polímero de
VAE-NMA. Se podría esperar una disminución de la
resistencia en húmedo de los productos no tejidos a la vez que el
nivel de EVCl en la mezcla iba aumen-
tando.
tando.
Se preparó una serie de productos de género no
tejido, de acuerdo con el ejemplo 1, excepto en que se curaron
algunos de los polímeros de VAE con un catalizador ácido y en que se
contó en algunos con utilizar solamente los polímeros de EVCl como
un catalizador o promotor de la resistencia en húmedo. Las
composiciones poliméricas de VAE y de EVCl utilizadas eran las
descritas en el ejemplo 1. La tabla 2 muestra los resultados.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Los resultados de la tabla 2 muestran que las
propiedades de resistencia en húmedo de los géneros no tejidos con
los polímeros de VAE-NMA catalizados por ácido son
superiores a las de los polímeros de VAE-NMA no
catalizados. Esto está de acuerdo con lo esperado y demuestra el
efecto de la reticulación de la función de la NMA en un polímero de
VAE-NMA. Sorprendentemente, las resistencias en
húmedo de los géneros no tejidos enlazados con las mezclas
de
EVCl/VAE-NMA en cantidades desde el 10 hasta el 25% de EVCl, sin la adición de catalizador ácido, eran equivalentes a las del producto no tejido enlazado con VAE-NMA catalizado por ácido de control. Las propiedades de resistencia en húmedo de las mezclas no catalizadas de las emulsiones poliméricas de VAE-NMA y EVCl eran significativamente superiores a las emulsiones poliméricas de VAE-NMA no catalizadas. Otra característica sorprendente mostrada por los resultados es que las mezclas, cuando estaban catalizadas para facilitar la reticulación del NMA, no dieron lugar a una resistencia en húmedo superior a la mezcla no catalizada por ácido. Por contra, las mezclas catalizadas no rindieron tan bien como las mezclas no catalizadas.
EVCl/VAE-NMA en cantidades desde el 10 hasta el 25% de EVCl, sin la adición de catalizador ácido, eran equivalentes a las del producto no tejido enlazado con VAE-NMA catalizado por ácido de control. Las propiedades de resistencia en húmedo de las mezclas no catalizadas de las emulsiones poliméricas de VAE-NMA y EVCl eran significativamente superiores a las emulsiones poliméricas de VAE-NMA no catalizadas. Otra característica sorprendente mostrada por los resultados es que las mezclas, cuando estaban catalizadas para facilitar la reticulación del NMA, no dieron lugar a una resistencia en húmedo superior a la mezcla no catalizada por ácido. Por contra, las mezclas catalizadas no rindieron tan bien como las mezclas no catalizadas.
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La tabla 3 muestra las propiedades de tracción
en húmedo de los sustratos no tejidos enlazados con las emulsiones
poliméricas mezcla de VAE-NMA/EVCl, en las que el
polímero de EVCl varía según la cantidad de monómero de cloruro de
vinilo en la cadena principal del copolímero de EVCl. Las mezclas se
formaron en base a 75 partes de VAE-NMA y 25 partes
de EVCl, en base a sólido seco. La composición del
VAE-NMA es la que se detalla en el ejemplo 1. Las
composiciones secas del polímero de EVCl se muestran en la tabla
3.
Los resultados muestran que la resistencia en
húmedo del género no tejido a 25 partes de EVCl disminuye con una
disminución del contenido del cloruro de vinilo en el polímero. Con
todo, todas las mezclas dieron lugar a propiedades superiores de
resistencia en húmedo en comparación con el género no tejido
impregnado con VAE-NMA no catalizado.
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Este ejemplo ilustra las propiedades de
resistencia en húmedo de un género no tejido unido con una mezcla
de polímero de VAE-NMA/EVCl, en la que el copolímero
de EVCl contiene también NMA en la cadena principal del polímero.
Las emulsiones se mezclaron a una proporción de sólidos secos del
75% de VAE-NMA y el 25% de EVCl. No se añadió
ningún catalizador ácido a las mezclas de polímero de
VAE-NMA/EVCl. La tabla 4 muestra los resultados,
entre los que se incluyen los resultados de la tabla 3.
\newpage
La tabla 4 muestra que se consigue un cierto
aumento en las propiedades de resistencia en húmedo del sustrato no
tejido por la adición de NMA en el polímero de EVCl, en comparación
con la acrilamida. Sin embargo, la diferencia es ligera.
Se prepararon géneros no tejidos de acuerdo con
el procedimiento del ejemplo 4, excepto en que se varió el
contenido del etileno. Los resultados se muestran en la tabla 5.
La tabla 5 muestra resultados similares a los
del ejemplo 2, en el que los resultados superiores de resistencia
en húmedo se alcanzaron con las mezclas no catalizadas, en
comparación con las emulsiones poliméricas de
VAE-NMA no catalizadas. Sin embargo, de forma
inesperada, la resistencia en húmedo de la mezcla catalizada también
dio resultados similares a los resultados superiores, en
comparación con las emulsiones poliméricas de
VAE-NMA catalizadas.
El propósito de este ejemplo fue determinar el
efecto en la viscosidad de las emulsiones poliméricas de EVCl
cuando se mezclaban con las emulsiones poliméricas de VAE y si las
mezclas muestran un aumento adverso en la viscosidad, haciéndolas
inaceptables, debido a su inadecuada vida útil. Se esperaba que el
resultado con las mezclas de VAE-NMA/EVCl fuera una
viscosidad estable a lo largo de la vida útil. Esta estabilidad no
es siempre posible cuando ciertos catalizadores ácidos se mezclan
con las emulsiones poliméricas de VAE-NMA. Cuando
se utilizan ciertos catalizadores ácidos, el pH global de la
emulsión polimérica disminuye a un nivel tal que puede tener lugar
la reticulación prematura del polímero de VAE-NMA,
dando como resultado un aumento significativo de la viscosidad de
la emulsión polimérica. El aumento de la viscosidad de la emulsión
polimérica puede hacer inutilizable a la emulsión polimérica,
debido a las limitaciones de aplicación.
La siguiente tabla 6 muestra el aumento de la
viscosidad con el envejecimiento por calor observada después de la
adición del 1% (seco en emulsión seca) de catalizador ácido de
bisulfato sódico a una emulsión polimérica de
VAE-NMA, con respecto a una emulsión polimérica de
25% de EVCl/75% de VAE-NMA (% en seco) que no
contiene el catalizador ácido. La composición polimérica seca del
VAE y el EVCl es la que se detalla en el ejemplo 1. El
envejecimiento por calor se realizó en un horno de convección a
120ºF (49ºC) durante un periodo de dos semanas. Las viscosidades de
las emulsiones poliméricas se midieron con un viscometro Brookfield
LV utilizando un husillo del #3 a una velocidad de 60 rpm. Las
viscosidades se midieron después de que se extrajera la emulsión
polimérica del horno y se le permitiera enfriarse hasta temperatura
ambiente.
La tabla 6 muestra que las emulsiones de control
poliméricas de VAE-NMA catalizadas por ácido dieron
como resultado un aumento significativo de la viscosidad en el
periodo de una semana, y ésta continuó aumentando, mientras que la
viscosidad de la mezcla de VAE-NMA/EVCl, sin el
catalizador ácido, no mostró ningún aumento esencial en la
viscosidad.
Claims (19)
1. Producto no tejido que comprende un género de
fibras no tejidas a las cuales se aplica un aglutinante no
catalizado por ácido, para formar un género impregnado de
aglutinante, comprendiendo el aglutinante no catalizado por ácido
una mezcla en emulsión de un primer polímero que comprende unidades
polimerizadas en emulsión de acetato de vinilo, etileno, y
N-metilolacrilamida, y un segundo polímero que
comprende unidades polimerizadas en emulsión de cloruro de vinilo,
etileno y N-metilolacrilamida o acrilamida, o tanto
N-metilolacrilamida como acrilamida, en el que el
género impregnado con aglutinante se seca suficientemente para unir
las fibras entre ellas y para formar un género autosostenible.
2. Producto no tejido, según la reivindicación
1, en el que el primer polímero comprende de un 50 a un 94% en peso
de acetato de vinilo, de un 5 a un 40% en peso de etileno, y de un
0,5 a un 10% en peso de N-metilolacrilamida, en
base al peso total de polímero, y el segundo polímero comprende de
un 55 a un 95% en peso de cloruro de vinilo, de un 5 a un 35% en
peso de etileno, y de un 0,1 a un 10% en peso de
N-metilolacrilamida o de acrilamida, o tanto
N-metilolacrilamida como acrilamida, en base al peso
total de polímero.
3. Producto no tejido, según la reivindicación
2, en el que el segundo polímero comprende de un 60 a un 90% en
peso de cloruro de vinilo, de un 10 a un 30% en peso de etileno, y
de un 0,5 a un 5% en peso de N-metilolacrilamida o
de acrilamida, o tanto N-metilolacrilamida como
acrilamida, en base al peso total de polímero.
4. Producto no tejido, según la reivindicación
2, en el que el segundo polímero comprende de un 75 a un 85% en
peso de cloruro de vinilo, de un 13 a un 26% en peso de etileno, y
de un 2 a un 4% en peso de N-metilolacrilamida o de
acrilamida, o tanto N-metilolacrilamida como
acrilamida, en base al peso total de polímero.
5. Producto no tejido, según la reivindicación
3, en el que el primer polímero comprende de un 64 a un 79% en peso
de acetato de vinilo, de un 20 a un 30% en peso de etileno, y de un
1 a un 6% en peso de N-metilolacrilamida, basado en
el peso total del polímero.
6. Producto no tejido, según la reivindicación
4, en el que el primer polímero comprende de un 64 a un 79% en peso
de acetato de vinilo, de un 20 a un 30% en peso de etileno, y de un
1 a un 6% en peso de N-metilolacrilamida, basado en
el peso total del polímero.
7. Producto no tejido, según la reivindicación
2, en el que la mezcla, en base a 100 partes en peso seco de
polímero total, comprende de 2 a 70 partes del segundo polímero,
menos de 10 partes de un tercer polímero, y comprendiendo las
partes restantes el primer polímero.
8. Producto no tejido, según la reivindicación
2, en el que la mezcla comprende de 50 a 80 partes en peso del
primer polímero y de 5 a 50 partes en peso del segundo polímero, por
100 partes en peso de la mezcla.
9. Producto no tejido, según la reivindicación
2, en el que el aglutinante se aplica al género no tejido en una
cantidad del 3% al 50% en peso adicional, en base seca.
10. Producto no tejido, según la reivindicación
2, en el que el aglutinante se aplica en una cantidad del 10% al
30% en peso adicional, aproximadamente, en base seca.
11. Producto no tejido, según la reivindicación
2, en el que la mezcla consiste esencialmente en el primer polímero
y el segundo polímero.
12. Producto no tejido, según la reivindicación
11, en el que la mezcla excluye polímeros reactivos con la
N-metilolacrilamida.
13. Producto no tejido, según la reivindicación
2, en el que el género de fibras no tejidas comprende fibras de
celulosa o poliméricas sintéticas o combinaciones de fibras de
celulosa y de poliméricas sintéticas.
14. Producto no tejido, según la reivindicación
2, en el que el género de fibras no tejidas comprende fibras
poliméricas naturales.
15. Producto no tejido que comprende un género
de fibras no tejidas a las cuales se aplica un aglutinante no
catalizado por ácido, para formar un género impregnado de
aglutinante, comprendiendo el aglutinante no catalizado por ácido
una mezcla en emulsión de un primer polímero que comprende unidades
polimerizadas en emulsión de acetato de vinilo, etileno, y
N-metilolacrilamida, y un segundo polímero que
comprende unidades polimerizadas en emulsión únicamente de cloruro
de vinilo o de cloruro de vinilo y otro monómero, en el que el
género impregnado con aglutinante se seca suficientemente para unir
las fibras entre ellas y para formar un género autosostenible.
16. Producto no tejido, según la reivindicación
15, en el que el primer polímero comprende de un 50 a un 94% en
peso de acetato de vinilo, de un 5 a un 40% en peso de etileno, y de
un 0,5 a un 10% peso de N-metilolacrilamida, en
base al peso total de polímero, y el segundo polímero comprende de
un 55 a un 95% en peso de cloruro de vinilo y de un 45 a un 5% en
peso de un monómero seleccionado del grupo que consiste en un éster
de vinilo de un ácido carboxílico, un ácido monocarboxílico
insaturado, un ácido policarboxílico insaturado, un alquil vinil
éter, y una olefina, en base al peso total de polímero.
17. Producto no tejido, según la reivindicación
15, en el que el primer polímero comprende de un 50 a un 94% en
peso de acetato de vinilo, de un 5 a un 40% en peso de etileno, y de
un 0,5 a un 10% en peso de N-metilolacrilamida, en
base al peso total de polímero, y el segundo polímero comprende de
un 60 a un 90% en peso de cloruro de vinilo, de un 10 a un 30% en
peso de otro monómero, y de un 0,5 a un 5% en peso de
N-metilolacrilamida o de acrilamida, o una
combinación de N-metilolacrilamida y acrilamida, en
base al peso total de polímero.
18. Producto no tejido, según la reivindicación
15, en el que la mezcla, en base a 100 partes en peso seco de
polímero total, comprende de 2 a 70 partes del segundo polímero,
menos de 10 partes de un tercer polímero, y comprendiendo el primer
polímero las partes restantes.
19. Producto no tejido, según la reivindicación
15, en el que la mezcla comprende de 50 a 80 partes en peso del
primer polímero y de 5 a 50 parte en peso del segundo polímero, por
100 partes en peso de la mezcla.
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