NO120652B - - Google Patents

Description

Latexblanding spesielt for anvendelse ved sammenbinding

av ikke-vevde fibrøse materialer.

Oppfinnelsen vedrører latex-komposisjoner som inneholder blandinger av

visse konjugerte diolefiniske sampolymerer som fremviser forøkede klebende og fiber-bindende egenskaper.

Mer spesielt vedrører oppfinnelsen latex-komposisjoner som er spesielt nyttige på grunn av sine klebe-bindende og fiberbindende egenskaper når de anvendes ved sammenbinding av ikke-vevde fibrøse materialer.

Ved anvendelsen her refererer uttrykket "ikke-vevet fibrøst materiale" til en matte, en vev eller et ark av fibrer som er dannet ved mekaniske- , trykkluft- eller elektriske midler eller ved anvendelse av vakuum, eller avsatt på annen måte. Det er typisk at den åpne, høyporøse og ikke-bundne masse, vev eller matte som er fremstilt fra slike fibrøse materialer, har liten eller ingen motstand mot oppspalting, splitting eller riving. Ved mange anvendelser av ikke-vevde fibrøse materialer er det vesentlig at fibrene er bundet slik at de innehar en tilstrekkelig indre bindings-styrke for å unngå oppsplitting eller spalting av fiberstrukturene, når de. utsettes for påkjenningene ved normal anvendelse.

Tidligere har forskjellige naturlige og. syntetiske polymere latexer blitt anvendt som bindemidler for å impregnere .eller mette ikke-vevde, fibrøse materialer for å'overføre disse materialer til nyttige baksider av trykkfølsomme klebebånd og lignende. Svært nyttige latexer er beskrevet i U.S. patent nr. 2.726.967. Men i . ( praksis har latexer som tidligere er anvendt, hatt begrensninger som bindemidler. For eksempel har det ofte vært nødvendig, for at latexene skal tilveiebringe tilstrekkelig indre bindings styrke til det mettede, ikke-vevde stoff, i det vesentlige å full-stendig mette de ikke-vevde, fibrøse materialer med sampolymerer som er spesielt fremstilt for dette formål.

Det har også blitt funnet at selv om tilfredsstillende indre binding kan oppnås ved å anvende en spesiell sampolymer latex, så oppnås ikke i den ønskede grad andre ønskede fiberbindende egenskaper, slik som forlengelse eller kant-rivning. Det er følgelig ofte nødvendig å forandre monomerinnholdet feller den sampolymere latex for å tilveiebringe de ytterligere fiberbindende egenskaper. Men denne praksis for-årsaker vanligvis en nedsettelse av den indre bindings-styrke frembragt av latexen.

Og dessuten, selv om de ønskede fiberbindende egenskaper er blitt tilnærmet oppnådd, så tilveiebringer de resulterende latexer ikke tilstrekkelig bindingsevne overfor de trykkfølsomme klebemidler som deretter påføres den bundne, ikke-vevde bakside for å tilveiebringe et trykkfølsomt klebebånd. Følgelig vil klebemidlene ofte slites vekk fra de mettede, ikke-vevde, fibrøse materialer når de anvendes på normal måte. En binde-belegning av et mellomlag av et polymert materiale påføres således vanligvis de mettede, ikke-vevde, fibrøse materialer for å være trygg på at det trykkfølsomme klebemiddel vil bindes tilstrekkelig til det bundne materiale.

Selv om disse fremgangsmåter i praksis til sist kan resultere i en tilstrekkelig oppnåelse av både fiberbindingen i stoffet og forøket klebning mellom det mettede stoff og det trykkfølsomme klebemiddel, så vil det forstås at slike fremgangsmåter er tids-krevende og kostbare, og bør unngås om mulig. For å unngå vanskelighetene ved de tidligere anvendte fremgangsmåter, tilveiebringer foreliggende oppfinnelse forbedrede fiberbindende egenskaper og utmerket binding mellom mettede, ikke-vevde, fibrøse materialer og de trykkfølsomme klebemidler, mens den eliminerer nødvendig-heten av et binde-belegnihgs-materiale.

I henhold til foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en latexblanding, spesielt for anvendelse ved sammenbinding av ikke-vevde, fibrøse materialer, som omfatter en vandig dispersjoh av én blanding av dien-sampolymer, innbefattet en karboksyl-inneholdehde dién-sampolymer. Blandingen karakteriseres ved at den omfatter, som i og for seg kjente sampolymerer, idet mengden er basert på vekten av polymer-fast-stoff er ,

1) fra 15 til 50% av minst én akrylester-dien-sampolymer fremstilt ved emulsjonspolymerisasjon av 30 til 75 vektprosent alifatisk, konjugert dien og fra 25 til 70 vektprosent av minst én alkylester av en akrylsyre, 2) fra 20 til 40% av minst én karboksyl-inneholdende dien-sampolymer fremstilt ved emulsjonspolymerisasjon i et surt medium av 20 til 90 vektprosent av minst ett alifatisk, konjugert dien og fra 10 til 75% av minst én ikke-karboksylisk, etylenisk umettet monomer og fra 0,5 til 20 vektprosent karboksylgruppe-inneholdende monomer, og 3) fra 25 til 60% av minst én annen dien-sampolymer fremstilt ved emulsjonspolymerisasjon av 30 til 65 vektprosent av minst ett alifatisk, konjugert dien og fra 35 til 70 vektprosent av minst én ikke-karboksylisk, etylenisk umettet monomer som er forskjellig fra en akryl-ester.

Det skal understrekes at komponentene i latexblandingen er tidligere kjent hver for seg, mens blandingen av dem i de angitte mengdeforhold ikke er kjent.

Det er funnet at latexblandingene ifølge denne oppfinnelse tilveiebringer im-pregnerings-komposisjoner som, når de anvendes til å mette ikke-vevde, fibrøse baksider for trykkfølsomme klebebånd, eliminerer nødvendigheten av en binde-belegning, og tilveiebringer dessuten effektiv kantrivning, motstand mot spaltning, forlengelse, strekkfasthet og andre ønskelige egenskaper for det resulterende klebebånd..

Vanligvis er dien-sampolymerene som er egnede til anvendelse i de latexblandingene ifølge denne oppfinnelse, fremstilt ved emulsjonspolymerisering av en monomer blanding som omfatter minst en konjugert dien og minst en etylenisk umettet monomer som er sampolymeriserbar med dienet. Uttrykket "etylenisk umettet monomer" som anvendt her innbefatter sampolymeriserbare monoolefiniske monomerer, og det skal forståes at det utelukker konjugerte diener, men kan innbefatte andre polyolefiniske monomerer. Som det senere skal beskrives mer detaljert, polymeriseres hver av de monomere blandingene som anvendes til å fremstille en spesiell dien-sampolymer, i et vandig system som inneholder polymeriserings-hjelpemidler, det vil si emulgeringsmidler, modifiseringsmidler, chelaterings-midler, katalysatorer og lignende som er lett forenelige med de som anvendes for å fremstille de andre sampolymerene.

Latexblandingene ifølge oppfinnelsen kan med fordel fremstilles ved å blande eller tilsette latexer av dien-sampolymerene i de ovenfor beskrevne mengdeforhold ved omrøring efter hvilken som helst av mange konvensjonelle blandemetoder. Hver av dien-sampolymerene bør også være fremstilt ved emulsjonspolymeriserings-systemer som inneholder emulgatorer som er av samme type, eller forenelige med de som anvendes for å fremstille de andre dien-sampolymerene; det vil si alle av kationisk type, alle av anionisk type, kationisk- og ikke-ionisk-type eller anionisk-

og ikke-ionisk typer. Det vil forståes at fastholdelse av disse fremgangsmåter hjelper

til å hindre koagulering eller delvis utfnokking av fast sampolymer ved tilblanding av latexene og tilveiebringer dessuten forbedret mekanisk stabilitet til den resulterende latex-blanding, det vil si motstand mot koagulering ved risting og annen omrør-ing ved påføring på det ikke-vevde, fibrøse materiale.

Det har fordelaktig blitt funnet at de klebe-bindende egenskaper som er nød-vendige for å eliminere anvendelsen av en binde-belegning og også opprettholde de fiber-bindende egenskaper, slik som forlengelse og kant-rivning, forøkes spesielt ved anvendelsen av en sampolymer som inneholder 50 vektprosent av en konjugert dien (f.eks. butadien) og 50 vektprosent av en akrylisk ester (f.eks. metylmetakrylat).

De monomere alifatiske konjugerte diener som er egnet til fremstilling av dien-sampolymerene, innbefatter butadien-1,3 .hydrokarboner, slik som butadien-1,3 selv; 2-metyl-butadien-l ,3 (isopren); 2,3-dimetyl-butadien-l ,3; piperylen; 2-neo-pentyl-butadien-1,2; og andre hydrokarbon-homologer av butadien-1,2. I tillegg er de substituerte diener, slik som 2-klor-butadien-l ,3; 2-eyano-butadien-1 ,2; de rettkjedete konjugerte pentadiener; de rettkjedete og forgrenede konjugerte heksa-diener og lignende, funnet egnede. Vanligvis polymeriserer diener som inneholder mer enn 10 karbonatomer, ofte svært sakte i det foreliggende polymeriserings-system. Det foretrekkes følgelig å anvende en dien som har ti karbonatomer eller mindre. Diener som har fra 4 til 6 karbonatomer har spesielt fordelaktige reak-sjonshastigheter og polymeriserings-karakteristikker, og de foretrekkes derfor. Butadien-1,3-hydrokarboner og spesielt butadien-1,3 , foretrekkes.

Blant esterne av en akrylisk syre som kan anvendes til å fremstille de akryliske-ester-inneholdende dien-sampolymerer, er lavmolekylære alkohol-estere av akrylsyre og or substituerte akrylsyrer, slik som metylakrylat, etylakrylat, butyl-akrylat, metylmetakrylat, etylmetakrylat, butylmetakrylat-isobutyl-diklorakrylat og lignende. Vanligvis kan alkyl-andelene av disse estere inneholde fra omkring en til omkring seks karbonatomer.

Vanligvis kan med fordel de karboksyl-inneholdende dien-sampolymerer oppnås ved sampolymerisering i en vandig dispersjon som inneholder en liten andel av minst en sampolymeriserbar karboksyl-inneholdende monomer og en hovedandel av en eller flere alifatiske konjugerte diener og en eller flere sampolymeriserbare ikke-karboksyliske monoolefiniske monomerer. Det vil forstås at uttrykket "karboksyl-inneholdende monomer" som anvendt her refererer seg til en olefinisk umettet monomer som inneholder frie karboksylgrupper (COOH) eller salter derav, mens uttrykket "ikke-karboksylisk monomerer" har referanse til slike monomerer som er fri for karboksyl-grupper og salter dannet av slike grupper. Det har spesielt blitt funnet at de karboksyl-inneholdende dien-sampolymerer som spesielt forøker den indre bindingsstyrke til de mettede ikke-vevde fibrøse materialer, når de anvendes i kombinasjon med de andre dien-sampolymerer, er fremstilt fra monomere blandinger som inneholder fra omkring 20 til omkring 90 prosent av en alifatisk konjugert dien, fra omkring 10 til omkring 75 prosent av minst en ikke-karboksylisk etylenisk umettet monomer og fra omkring 0,5 til omkring 20 prosent av en karboksyl-inneholdende monomer.

Den ikke-karboksyliske monoolefiniske monomer som sammen med den alifatiske konjugerte dien utgjør en hovedandel av det monomere materiale som skal anvendes til direkte fremstilling av den karboksyl-inneholdende dien-sampolymer som er nyttig i de forenede latexer ifølge oppfinnelsen, kan være en hvilken som helst slik monomer som er sampolymeriserbar med dienen. Slike monoolefiniske monomerer er vel kjent i industrien og er antydet ved typiske monomerer som er anført nedenfor. Spesielt er den monoolefiniske monomerkarakterisertsom en som inneholder en aktivert karbon-til-karbon dobbeltbinding, det vil si en monomer som inneholder en olefinisk dobbeltbinding som lett virker ved en addisjons-polymeriserings-reaksjon på grunn av den olefiniske dobbeltbinding som er tilstede i monomermole-kylet enten i alfa-beta stilling med hensyn til en sterkere polar eller funksjonell gruppe, slik som nitril, karboksylisk ester, halogen, keto, amid og andre slike grupper som er vel kjente i industrien som aktiverende grupper, eller på grunn av at den er tilstøtende en avsluttende metylen-gruppe, det vil si CH2= CC- Blant de monoolefiniske monomerer som er sampolymeriserbare med dienene i vandige dispersjoner ogkarakterisert vednærværet av slike grupper, er de alifatiske umettede nitriler, slik som de lavere molekylære nitriler, akrylnitril, alfa-klorakrylnitril, metakrylnitril, etakrylnitril; de lavmolekylære alkohol-estere av akrylsyre og substituerte akrylsyrer, slik som metylmetakrylat, metylakrylat, metyletakrylat, butylmetakrylat, isobutyl-diklor-akrylat og andre akryliske estere av alkoholer som fortrinnsvis har fra en til seks karbonatomer i alkyl-gruppen; styrener, slik som styren selv, halogen, cyano, alkyl, aryl og andre substituerte styrener, for eksempel vinyl-toluen, alfametyl-styren, alfaklor-styren, p-cyano-styren, p-fenylstyren; andre polymeriserbare vinyl-forbindelser, slik som vinylnaftalen, vinyl-pyridin, vinyl-etere og -ketoner; og andre forbindelser, slik som vinylidenklorid.

Det foretrekkes å anvende sampolymeriserbare monoolefiniske monomerer som er valgt fra den gruppen som består av nitriler, styrener og lav-molekylære alkohol-estere av akrylsyre og alfa-substituerte akrylsyrer.

Blant de karboksyl-inneholdende monomerene som er spesielt egnede for fremstilling av dien-sampolymerene, er polykarboksylsyrene og deres partielle estere, med dikarboksylsyrene og deres halv-estere som spesielt foretrukne for formålet ifølge oppfinnelsen.

Dessuten kan i mange tilfelle monokarboksylsyrer anvendes sammen med dikarboksylsyrene eller deres halv-estere for å fremstille egnede karboksyl-inneholdende dien-sampolymerer.

Det er spesielt fordelaktig å benytte en eller flere olefiniske umettede poly-karboksyl-syrer som. inneholder en aktivert olefinisk dobbelt-binding som lett virker ved en addisjons-polymeriserings-reaksjon, på grunn av at den er tilstede.i monomer-molekylet enten i alfa-beta stilling med hensyn til en sterkt polar eller funksjonell gruppe, slik som karboksyl eller andre som er vel kjente som aktiverende grupper, eller på grunn av at den er tilstøtende en avsluttende metylen-gruppe, CH2- C —

Generelt kan polykarboksylsyrene representeres ved følgende formel:

hvori R fortrinnsvis er hydrogen eller karboksyl, men kan være karboksylsyre-ester eller alkyl; Y er hydrogen, karboksyl, halogen, cyano, sulfo, alkyl, aryl, tienyl eller furyl; Z er en metylen eller en substituert.metylen-gruppe eller et arylen, tienylen eller furylen divalent radikal; x er null eller hvilket som helst helt tall, som passende ikke overskrider 3 og i hvilket minst en av gruppene E og Y er karbonyl , eller Z er karboksyl-inneholdende.

Slike olefiniske umettede polykarboksylsyrer innbefatter for eksempel fumarsyre, maleinsyre, citraconsyre, mesaconsyre, itaconsyre, etyl-maleinsyre, metyl-itaconsyre, glutaconsyre og beta-(p-karboksyfenyl)akrylsyre. Dessuten tilveiebringer dimeren og trimeren av metakrylsyre og andre monoolefiniske polykarboksylsyrer eller deres anhydrider som lett hydrolyseres ved den sure polymeri-sering, et middel for direkte innføring av pol ykarboksyl syregruppene i den polymere kjede.

De partielle estere av umettede polybasiske syrer anvendt til å fremstille de karboksyl-inneholdende dien-sampolymerene ifølge oppfinnelsen, kan fremstilles fra de umettede syrene som har to eller flere karboksyl syrer grupper eller anhydrid-ene av disse., De anvendte partielle estere er fortrinnsvis halvestere eller mono-estere fremstilt fra umettede syrer som inneholder to karboksyl-grupper. Mono-esterne av dibasiske syrer som fordelaktig anvendes har strukturformelen: hvor X representerer syre-resten av en dibasisk syre som har fra 4 til 8 karbonatomer, og fortrinnsvis fra 4 til 5 karbonatomer, og R representerer et alkyl-radikal som har fra 1 til 2, og mest foretrukket 1, karbonatom, og hvor R-gruppen kan være substituert på hvilken som helst av karboksylsyregruppene i syre-resten. Ikke-begrensende eksempler på syrer som er egnede til denne anvendelse innbefatter fumarsyre, maleinsyre, glutaconsyre, citraconsyre, itaconsyre, mesaconsyre, , aconotinsyre og lignende, med fumarsyre, maleinsyre og itaconsyre som foretrukne. Det vil forstås at uttrykket "umettet polybasisk syre", som anvendt her, innbefatter,

i tillegg til de syrene som det er gitt eksempler på ovenfor, dimerer, trimerer og lignende kondensasjonsprodukter av umettede monokarboksylsyrer som har to eller flere karboksyl-grupper, f.eks. dimérer og trimerer av metakrylsyre.

I samsvar med oppfinnelsen er R-gruppen fordelaktig et alkyl-radikal med to karbonatomer og fortrinnsvis ett karbpnatom, ettersom partielle estere som inneholder et større antall karbonatomer i alkohol-andel en, ikke frembyr de forøkede fiberbindende egenskaper til de partielle estere ifølge oppfinnelsen. Av økonomiske grunner og for en lett fremstilling og for årsaker nevnt ovenfor, fremstilles mono-metyl-esteren av itaconsyre i nærvær av små mengder av en forestrings-katalysator, slik som svovelsyre, paratoluen-sulfonsyre, kation-utveksler-harpikser som inneholder sulfonsyre-grupper og lignende.

Ved visse anvendelser, slik som til forenede papirbaksider for trykk-følsom-me klebebånd eller andre bøyelige ikke-vevde forenede ark, er det spesielt ønskelig å ytterligere forbedre forlengelses-egenskapene til artikkelen. Det har derfor i samsvar med oppfinnelsen blitt funnet mulig å tilveiebringe slik ønskelig forlengelse i kombinasjon med en passende strekkstyrke og en utmerket indre bindings styrke frembragt av den andre dien-sampolymer, ved innføring av relativt små mengder av et styrke-givende monomert materiale i den monomere blanding som ble anvendt til å fremstille de karboksyl-inneholdende dien-sampolymerer. Materialene innbefatter akrylsyre og substituerte akrylsyrer og andre sampolymeriserbare etylenisk umettede monokarboksylsyrer, slik som krotonsyre, alfa-klor-krotonsyre, hydrosorbinsyre, kanelsyre, m-klorkanelsyre, p-klorkanelsyre, akrylsyre, alfa-klor-akrylsyre, metakrylsyre, etakrylsyre, vinyl-tiofensyre, alfafuryl-akryl syre, vinyl-furoinsyre, p-vinylbenzosyre, vinylnaftensyre, alfa-isopropenyl-akrylsyre, alfa-styryl-akrylsyre, (2-karboksy-4-fenyl-l ,3 .butadien) , sorbinsyre, alfa-metyl-sorbinsyre, alfa-etyl-sorbinsyre, alfa-klor-sorbinsyre, alfa-brom-sorbinsyre, beta-klor-sorbinsyre, alfa-, beta- eller gamma-epsilon-dimetyl-sorbinsyre, 2 ,4-heptadiensyre, 2,4-heksadiensyre, 2 ,4-pentadiensyre, alfa-vinyl-kanelsyre og alfa- og beta-vinyl-akrylsyre.

Generelt er små mengder av monokarboksylsyrene (omkring 0,5 prosent) ef-fektive for dette formål, og mengden behøver fortrinnsvis ikke være større enn omkring 5 vektprosent av den totale monomer-blanding som anvendes for fremstillingen av den karboksyl-inneholdende dien-sampolymer..

Det vil forstås at for å lette sampolymeriseringen og oppnåelsen av de klebe-bindende og fiber-bindende egenskapene frembragt sammen med den andre dien-sampolymer, spesielt for å frembringe de høyeste indre bindingsstyrker, er det for delaktig å velge visse intervaller (uttrykt som vektprosent av den monomere blanding) for dienen og foretrukne monoolefiniske umettede monomerer som tilsettes blandingen av monomerene anvendt til polymeriseringen av de karboksyl-inneholdende dien-sampolymerer.

For .eksempel forøker nitriler, slik som akrylnitril, når de sampolymeriser-es i mengder på fra 10 til 45 prosent, fortrinnsvis fra 15 til 35 prosent, sammen med minst 50 prosent av dienen og 1 til 5 prosent av polykarboksylsyren, den sterke indre binding utviklet i de impregnerte fibrer sammen med egenskaper som utmerket motstand mot olje og oppløsningsmidler. For styren og substituerte styrener kan fordelaktig anvendes mengder på fra 10 til 75 prosent, og fortrinnsvis fra 15 til 70 prosent. Når det benyttes lavere molekylære alkohol-estere av akrylsyre og alfa-substituerte akrylsyrer, slik som metylmetakrylat, foretrekkes det å tilføre fra omkring 10 til 70 vektprosent for en ytterligere frembringelse av indre bindings-styrke, mens den ytterligere gir den bundne fiber egenskapen å ikke misfarges ved utsettelse for ultra-fiolett lys.

Men det skal likevel forstås at det kan være tilstede mindre mengder av hvilken som helst av disse foretrukne monomerene, når mer enn en blir benyttet. Desto større den totale mengde av slike monoolefiniske monomerer generelt er, desto stør-re er økningen i plastiske egenskaper, og minking i elastomere egenskaper for dien-sampolymeren med ytterligere frembringelse av høy strekk-styrke og lavere forlengelse i det fibrøse materiale som er mettet med latex-komposisjonene ifølge oppfinnelsen.

Det vil forstås at de spesifikke mengdeforhold for hver av monomerene som anvendes er avhengig av den valgte monomer, så vel som av egenskapene til blandingen av dien-sampolymerer anvendt i. de forenede latex-komposisjoner.

Det er også fordelaktig tilveiebragt andreønskelige fiber-bindende egenskaper, spesielt kantriving og forlengelse som begge er vesentlige egenskaper for fremstilling av trykkfølsomme klebebånd, ved de forenede latex-komposisjoner ifølge oppfinnelsen. Det har således blitt funnet at disse egenskaper ytterligere forøkes ved nærvær av sampolymerer fremstilt fra de beskrevne alifatiske konjugerte diener og andre etylenisk umettede sampolymeriserbare monomerer enn akrylsyre-esterne eller de karboksyl-inneholdende monomerer. Slike dien-sampolymerer kan fremstilles fra flere forskjellige monomere blandinger, og kan inneholde fra omkring 30 til omkring 65 prosent av minst en alifatisk konjugert dien og fra omkring 35 til omkring 70 prosent av minst en av de ikke-karboksyliske monoolefiniske umettede monomerer som er forskjellige fra akrylsyreesterne (f.eks. styrenene, nitrilene og lignende). Generelt foretrekkes like vektandeler av monomerene.

I tillegg til de forbedrede fiber-bindende og klebe-bindende egenskaper frem-vist av de bundne ikke-vevde fibrøse artikler ifølge oppfinnelsen, har det blitt funnet at artiklene erkarakterisert vedforøket fargebevaring fremstilt ved pigmentering

(spesielt med klare farger) , og motstand mot olje og oppløsningsmidler.

Dien- sampolymer-latexene benyttet i denne oppfinnelse er også fordelaktige sammenlignet med forskjellige harpikser anvendt som bindemiddel, slik som våt-styrke-harpikser som er vel kjent i industrien, for eksempel melamin-formaldehyd. Dessuten er i mange tilfelle ved fremstilling av forenede papir-baksider for klebebånd, sandpapir-baksider, maske-klebebånd, trykk-klebebånd, vanntett innpaknings-papir og lignende, det impregnerte materiale utsatt for temperaturer som man støt-er på ved tørring og ved påfølgende varmebehandling. Slike fremgangsmåter er fordelaktige ved forskjellige anvendelser av nærværende oppfinnelse ved at spaltnings-motstanden og de klebebindende egenskaper vanligvis forøkes istedenfor å forringes.

Sampolymeriseringen av de monomere blandingene som anvendes for å fremstille dien-sampolymerene, utføres ved emulgering av den anvendte blanding i et vandig medium som inneholder stabile emulgatorer. For å være sikker på å få sampolymerisert de karboksyl-inneholdende monomerer, er det vesentlig at det vandige medium må være surt, mens det vandige medium som anvendes for polymeriseringen av de andre monomerene kan være enten surt eller alkalisk, og er fortrinnsvis alkalisk.

Egnede emulgatorer innbefatter alkyl sul fater eller sulfonater og alkylaryl-sulfonater i hvilke alkyl-gruppene inneholder fra 10 til 20 karbonatomer, det vil si natriumlaurylsulfat, natriumdodecylbenzensulfonat og lignende; alkyl og alkylaryl-polyetersulfater, slik som natriumlauryletersulfat, natriumbenzyletersulfat, natriumtridecyl-eter sulfat og lignende; fosfaterte etoksylerte alkoholer, slik som nonylfenoksypoly(etylenoksy) fosfater som inneholder fra omkring 40 til 90 vektprosent av samlet etylenoksyd, og dinonylfenoksy-poly(etylenoksy) fosfater som inneholder fra omkring 50 til 70 vektprosent av samlet etylenoksyd; og alkalimetall-saltene av fett-og harpikssyrer; og lignende. I tillegg kan polymerisasjonssystemet også innbefatte små mengder stabilisatorer, slik som natriumsaltet av polymerisert alkylnaftalen-sulfonsyre og andre som er kjente i industrien. Vanligvis befordres polymeriserings-reaksjonene ved tilsetning av initiatorer som gir frie radikaler, slik som natrium-eller kalium-persulfat, perkarbonater, perborater og lignende; organiske peroksyder, slik som benzoylperoksyd, acetylperoksyd, di-t-butylperoksyd og lignende; og de organiske hydroperoksyder, slik som di-isopropylbenzen-hydroperoksyd og lignende. Det kan også anvendes polymeriserings-initiering ved anvendelse av redoks- system-er , ved hvilke de ovennevnte initiatorer benyttes sammen med egnede reduserings-midler som er vel kjente i industrien.

Små mengder av forbindelser som inneholder sulfhydrylgrupper kan også anvendes. Eksempler på modifiseringsmidler er alkylmerkaptaner som inneholder 10 til 22 karbonatomer, slik som n-dodecylmerkaptan, de kommersielt tilgjengelige blandinger av tertiære merkaptaner som inneholder 12 til 16 karbonatomer, slik som t-dodecylmerkaptan og lignende, tiofenol, og lignende. Det vil forstås at det kan anvendes et vidt temperatur-område for å utføre polymeriseringen av de monomere blandinger; det vil si fra omkring 4 ,44° til 79 ,44°C , og at slike polymeriserings-metoder resulterer i dannelse av polymerer i form av en latex, en vandig dispersjon eller en suspensjon av små dråper eller kuler.

De ikke-vevde fibrøse materialer kan fordelaktig bindes til latexkomposi-sjonene ifølge oppfinnelsen ved impregnering, slik som dyppe-metting av på forhånd dannede vever eller ark eller ved slag-tilsetning av en vandig dispersjon av latex-komposisjonen direkte til fibrene før dannelsen av noen vev eller ark. Ved disse fremgangsmåter avsettes de tre dien-sampolymerer fra en latex eller en vandig dispersjon av jevnt dispergert fast sampolymer på fibrene og innen mellomrommene i den åpne porøse vev eller det åpne porøse ark.

Det vil forstås at de forenede latex-komposisjoner eller vandige dispersjoner av dien-sampolymerer anvendt som mettet, kan være sure, nøytrale eller alkaliske, men som foran beskrevet foretrekkes det at komposisjonen har en pH fra omkring 7 ,5 til omkring 11. Dette pH-området foretrekkes for at latexene skal fremvise utmerket mekanisk stabilitet, og god tilbakeholdelse av pigmenter, antioksydanter og lignende under påføringen på det ikke-vevde fibrøse materiale.

For å tilveiebringe en sluttbearbeidet, indre bundet, mettet vev eller et ark, befris det fibrøse materiale fra overskytende metningsmiddel, vanligvis ved å føres gjennom pressvalser eller lignende, og utsettes så for en tørrebehandling.

I alminnelighet kan polymer innholdet på basis av tørre faste stoffer være fra omkring 30 til 60 vektprosent av den tørre forenede vev eller det tørre forenede ark, med mengdene av hver dien-sampolymer tilnærmet lik deres mengder i blandingen. Som en spesiell forenet komposisjon varierer klebe-bindingen, den indre bindings-styrke og andre egenskaper med polymerinnholdet. Dette nivå av polymerinnholdet tilsvarer tilnærmet 40 til.150 prosent mettethet eller opptagelse (basert på den tørre vekt av det fibrøse materiale før impregneringen) .

Det er også fordelaktig ved praktiseringen av oppfinnelsen å utsette den forenede fibrøse artikkel for en varmebehandling i en kort tidsperiode ved forhøyede temperaturer, slik som fra omkring over 65,5°C opp til omkring 204,5°C. Varme-behandlingstiden avtar fortrinnsvis med økende temperaturer. Dette forhøyer de fiber-bindende karakteristikker til artikkelen før påføringen av det trykkfølsomme klebemidlet. Det vil forstås at lavere herde-temperaturer kan anvendes etter at klebemidlet er påført båndet.

En forskjellighet av trykk-følsomme klebemidler kan anvendes for å fremstille de trykk-føl somme klebebåndene. I alminnelighet er disse klebemidler gummiaktige materialer av syntetiske eller naturlige polymerer som er dispergert i et organisk oppløsningsmiddel. De mest vanlig anvendte klebemidler er naturlige gummi-klebe midler som er fremstilt ved å blande klebrige harpikser, naturlig gummi og myknere i en gummi-mølle, fortynne den resulterende masse med et oppløsningsmiddel for å oppnå den ønskede viskositet og tilsette antioksydanter og lignende for å hindre oksydering og eldning.

De forenede latex-komposisjoner ifølge oppfinnelsen blir ytterligere illustrert i de følgende eksempler sammen med deres anvendelse på forenede ikke-vevde papir-baksider, det vil si flat bakbasis og krympet maskeringsbånd. Det vil forstås at disse eksempler bare er illustrative for oppfinnelsen og at latex-komposisjonene har anvendelse for forskjellige fibrøse materialer, det vil si vever, bøyelige og faste ark og andre fibrøse artikler som vanligvis er indre bundet, innbefattet de vevde og ikke-vevde tekstil stoffer som er fremstilt fra fibre, slik som bomull, rayon, nylon, polyestere og andre naturlige og syntetiske fibre. Alle henvisninger til deler eller prosenter i eksemplene er vektdeler eller vektprosent dersom ikke noe annet er sagt.

Eksempel 1.

Prøve 1.

I et reaksjonskar ble det fylt en vandig oppløsning som besto av 150 deler vann, et emulgeringsmiddel (5,0 deler av "GAFAC RE-410" , et nonylfenoksypoly-(etylenoksy) fosfat som inneholder omkring 40 vektprosent av samlet etylenoksyd) ,

et chelateringsmiddel (0 ,04 deler etylendiamintetraeddiksyre) , en peroksyd-initiator (0 ,075 deler kalium-persulfat) og et modifiseringsmiddel (0 ,4 deler tertiært dodecylmerkaptan). Så ble 22 deler styren etterfulgt av 3 deler itaconsyre tilsatt til reaksjonskaret. Etter at karet var blitt spylt for å fjerne luft, ble 75 deler væskeformet butadien tømt inn i reaksjonsblandingen. Reaksjonskaret ble så bragt på en temperatur av omkring 57°C og tilslutt holdt ved 65 ,5°C , mens reaksjonskaret ble rørt for å danne en emulsjon. Da polymeriserings-reaksjonen var nådd en omsetning på tilnærmet 95 prosent, ble røringen stoppet og de uomsatte monomerene og noe vann ble fjernet ved våkum fjerning. Dette frembragte en emulsjon som hadde et totalt innhold av faste stoffer på omkring 43 prosent uttrykt i vekt av tørt fast stoff basert på den totale vekt av emulsjonen. Det ble tilsatt ammoniumhydroksyd (28 prosent oppløsning) til emulsjonen inntil det ble nådd en pH på 8,8. Til den således dannede latex ble det tilsatt 0 ,7 deler av en ikke-fargende antioksydant (en alkylert fenol) referert til 100 deler av tørre faste stoffer. Denne latex er referert til som latex i<p>\.

Prøve II.

Det ble fremstilt en butadien-metylmetakrylat sampolymer latex ved en polymeriserings-temperatur på omkring 55°C på en lignende måte som vist i prøve I med den unntagelse at den fremstilte latex ikke ble nøytralisert. Reaksjonsblandingen hadde følgende resept (alle deler er vektdeler dersom ikke noe annet er nevnt:)

(1) "SIPEX EST" , et natriumsalt av tridecyleter-sulfat.

Etter at de uomsatte monomerene var fjernet, ble 100 deler av den resulterende emulsjon blandet med 0,5 deler "Prestabit Oil V" (en renset sulfatert fett-syre) , 0,5 deler av et natriumsalt av hydroksyetyletylen-diamintrieddiksyre, 1,0 deler av en antioksydant (en alkylert fenol) og 0,5 deler santo-hvit for å frembringe en stabilisert latex betegnet som latex ■# 2.

Prøve III.

Ved anvendelse av en emulsjons-polymeriserings-teknikk som i hovedtrekkene vist i prøve I, ble det fremstilt en butadien-styren sampolymer ved temperaturer fra 54 ,5° til 71°C i et alkalisk system som ble holdt ved en pH på fra 10 til 10 ,5 ved tilsetning av en 5 prosent oppløsning av natriumhydroksyd gjennom hele reaksjonen.

Følgende resept ble anvendt (alle deler er vektdeler):

Ved anvendelse av de tre latexer fremstilt i prøvene I, II og III, henholdsvis, ble det fremstilt en forenet latexkomposisjon (Latex A) ved å blande like vektdeler av hver latex under omrøring og med tilsetning av 0,1 del formaldehyd og 0 ,7 deler av en antioksydant (en alkylert fenol). Denne latex-komposisjonen er betegnet som Latex A i den følgende tabell. Som en sammenligning for å vise de forbedrede resul-tater oppnådd med latex-komposisjonene ifølge oppfinnelsen, ble brukt en latex av en karboksylert nitril-sampolymer.

I tillegg ble det fremstilt andre latex-blandinger (Latex B og C) ved å blande bare to av de fremstilte latexer for å vise den ugunstige effekt som bevirkes ved å utelate en av de nødvendige dien-sampolymerer. Latex B består av 33 vektprosent av latex jfr 2 og 67 vektprosent av latex 3, mens latex C består av 67 vektprosent av latex 1 og 33 vektprosent av latex 3.

Ark på basis av krympet maskeringsbånd ("Duracel 301M") ble neddyppet i latexer. Hvert ark ble dyppet i en periode som var tilstrekkelig til å oppnå en full-stendig mettethet for basisbåndet med latex-komposisjonen. De impregnerte ark ble så trukket tilbake fra latexen, og overskytende latex ble fjernet ved å føre arkene gjennom pressvalser som ble holdt under et lett trykk. Etter pressvalsing ble det impregnerte papir tørret ved en temperatur på omkring 10 minutter for å frembringe et papir med et polymer innhold på 90 prosent på tørr basis av vekten av det ubehandlede basis maskeringsbånd. Dette papir ble herdet i omkring ett minutt ved omkring 204 ,5°C. Papirarkene ble så utsatt for en serie av undersøkelser for å bestemme strekkstyrken (både våt og tørr) , indre bindings styrke uttrykt som spaltningsmotstand, forlengelse, Elmendorf og kantrivningsegenskaper utviklet ved impregneringen med de spesielle forenede latex-komposisjonene.

Indre bindings-undersøkelser: Indre bindingsstyrke blir bestemt ved å måle motstanden mot oppspaltning av arkene som er impregnerte med polymeren. Under-søkelsen identifiseres som "Permacel Tape Corporation Ply Adhesion Test". Slike undersøkelser ble utført ved å ta prøvearkene og feste varmefølsomme klebebånd på tøybakgrunn til overflatene foran og bak på prøven. Prøven ble redusert til 2 ,54 cm ganger 20,32 cm i størrelse og plasert i gapet på en strekkmaskin. Ved betjening av maskinen ble de to ytre stykkene av båndene på tøybakgrunn dradd fra hverandre med en hastighet av 30 ,48 cm pr. minutt og oppsplittingen eller spaltingen av de impregnerte papirark foregikk så. Den nødvendige kraft til å fortsette bruddet av arket ved oppsplitting eller spalting ble målt på en strekkprøvemaskin. (en "Thwing-Albert Tensile Machine" med et registreringsapparat) , og denne målte kraft ble referert som den indre bindingsstyrke for det mettede papir i gram pr. 2 ,54 cm tykkelse av undersøkelseseksemplet.

Undersøkelser av strekkfasthet for det impregnerte papir ble utført ved å ta 2 ,54 cm ganger 20 ,32 cm prøver av det impregnerte papir og plasere endene av dette i gapet på en standard strekkprøvemaskin. Strekkfastheten ble registrert ved å strekke papiret med en hastighet på 30,48 cm pr. minutt i maskinretningen av papiret og kiloene pr. cm tykkelse ved hvilken prøvene sviktet ved strekking, ble notert som strekkfasthet for prøvene. På lignende måte ble den prosentvise forlengelse målt i maskin-retningen (MD) og tverr-retningen (CD) for papirarket. Kantrivningen ble vurdert ved "Finch Edge Tear Test (Tappi) Standard Method T470M-54" og Elmendorf ble oppnådd ved "Tappi Method T-414M-42".

I følgende tabell er resultatene av undersøkelsene av de ovennevnte egenskaper for de impregnerte papirark oppskrevet.

Eksempel II.

I dette eksemplet ble latex-komposisjonene fremstilt i eksempel I undersøkt med hensyn til deres klebebindende egenskaper ved å impregnere et basisstykke av' papir. En flat basisbakside (ikke krympet) ble anvendt til å eliminere de uregel-messigheter med hensyn til rivning som skyldes krympemønstret. Den flate bak-siden ble mettet med sammenlignings-latexen, latex-komposisjonen ifølge oppfinnelsen og hver av latex-komposisjonene som har reduserte fiber-bindende egenskaper.

Følgende statiske skjæreprøver ble anvendt for å vurdere de klebebindende egenskapene til båndet: En 0,0508 mm (tørr) klebende belegning ble påført under-søkelses-båndmaterialet tørret ved romtemperatur og herdet i tre minutter ved 121,1°C. Det ble så i en dag før undersøkelsen gitt anledning for den gjensidige påvirkning mellom klebemidlet og basisstykket å komme til likevekt. Det ble så kuttet ut en stripe på 2 ,54 cm og et lineært stykke på 2 ,54 cm av denne stripe ble klebet til en standard undersøkelses-panel. Den andre enden av stripen ble veiet med en belastning på 0 ,4536 kg og undersøkelses-panelen ble understøttet vertikalt. Omfanget av løsslipping under en gitt periode, det vil si omkring 24 timer, er et mål på bindingen mellom båndet og det trykk-føl somme klebemidlet.

Som vist i den følgende tabell, viser latex-komposisjonene ifølge oppfinnelsen utmerket klebning for det trykkfølsomme klebemiddel uten binde-belegning, mens de andre ikke gjør dette.

Claims (2)

1. Latexblanding, spesielt for anvendelse ved sammenbinding av ikke-vevde, fibrøse materialer, som omfatter en vandig dispersjon av en blanding av dien-sampolymerer, innbefattet en karboksyl-inneholdende dien-sampolymer, karakterisert ved at blandingen omfatter, som i og for seg kjente sampolymerer, idet mengden er basert på vekten av polymer-faststoffer, 1) fra 15 til 50% av minst én akrylester-dien-sampolymer fremstilt ved emulsjonspolymerisasjon av 30 til 75 vektprosent alifatisk, konjugert dien og fra 25 til 70 vektprosent av minst én alkylester av en akrylsyre, 2) fra 20 til 40% av minst én karboksyl-inneholdende dien-sampolymer fremstilt ved emulsjonspolymerisasjon i et surt medium av 20 til 90 vektprosent av minst ett alifatisk, konjugert dien og fra 10 til 75% av minst én ikke-karboksylisk, etylenisk umettet monomer og fra 0,5 til 20 vektprosent karboksylgruppe-inneholdende monomer, og 3) fra 25 til 60 prosent av minst én annen dien-sampolymer fremstilt ved emulsjonspolymerisasjon av 30 til 65 vektprosent av minst ett alifatisk, konjugert dien og fra 35 til 70 vektprosent av minst én ikke-karboksylisk, etylenisk umettet monomer som er forskjellig fra en akryl-ester.

2 . Latexblanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at den karboksylgruppe-inneholdende monomer er en olefinisk umettet polykarboksylsyre eller en partialester derav.