CH496129A

CH496129A - Verfahren zur Verfestigung von Vliesen

Info

Publication number: CH496129A
Application number: CH1198765A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Dr Klebert; Walter Dr Wunder; Langenthal Wolfram Von
Original assignee: Bayer Ag
Priority date: 1964-08-27
Filing date: 1965-08-26
Publication date: 1970-09-15
Also published as: GB1100240A; CH1198765A4; DE1469369A1; SE310350B; DE1469351C3; BE668641A; DE1469351A1; NL6511172A

Description

Verfahren zur Verfestigung von Vliesen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verfestigung von Vliesen.

In der belgischen Patentschrift Nr. 628 348 wird ein Verfahren zur Verfestigung von nicht gewebten textilen Flächengebilden beschrieben, wobei wässrige Dispersionen von Vinylpolymerisaten als Verfestigungs- mittel eingesetzt werden. Die Reiss- und Scheuerfestigkeiten der dabei erhaltenen verfestigten Vliese sind jedoch unbefriedigend.

Aus der britischen Patentschrift Nr. 734 594 ist es bekannt, zur Verfestigung von Vliesen Lösungen von Isocyanatgruppen enthaltenden Reaktionsprodukten in organischen Lösungsmitteln zu verwenden. Dieses Verfestigungsverfahren zeigt den Nachteil, dass beim Arbeiten mit organischen Lösungsmitteln besondere Massnahmen und Vorrichtungen nötig sind, wodurch das Verfahren nicht mehr überall unbeschränkt durchgeführt werden kann und zudem die Behandlungskosten gegenüber der Behandlung in wässrigem Medium erhöht werden.

In der deutschen Auslegeschrift Nr. 1 098 909 wird ein Verfahren zur Herstellung von Kunstleder durch Beschichtung von textilen Substraten beschrieben, das bei entsprechender Anpassung auch zur Verfestigung von Faservliesen eingesetzt werden kann. Bei diesem Verfahren erfolgt eine erste Behandlung mit wässrigen Dispersionen von Vinylpolymerisaten und danach eine Behandlung mit Lösungen von Isocyanatgruppen enthaltenden Reaktionsprodukten in organischen Lösunss- mitteln. wobei jedoch hervorgehoben wird. dass zwischen diesen beiden Behandlungsstufen eine gründliche Trocknung erfolgen muss. Dementsprechend steigen die Behandlungskosten nicht nur zufolge der für Lösungsmit telbehandlungen notwendigen Spezialeinrichtungen, sondern werden durch die erforderliche Zwischentrocknung weiterhin erhöht.

Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist und die Ausführung der Vliesverfestigung in einem einzigen Arbeitsgang unter Verwendung wässriger Dispersionen ermöglicht.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass man die Vliese mit einer wässrigen Flotte behandelt, die a) aus Vinyl- oder Divinylmonomeren hergestellte Polymerisate oder Mischpolymerisate, die zur Reaktion mit Isocyanaten befähigte Gruppen besitzen, und b) Isocyanatgruppen enthaltende Umsetzungsprodukte. welche aus mindestens zwei Hydroxylgruppen tragenden Verbindungen vom Molekulargewicht 500-3000 und Polyisocyanaten hergestellt sind, enthält.

Zu den aus Vinyl- oder Divinylmonomeren hergestellten und zur Reaktion mit Isocyanaten befähigte Gruppen besitzenden Polymerisaten und Mischpolymerisaten gehören beispielsweise solche Polymerisate oder Mischpolymerisate, die aus Acryl- oder Methacrylsäure oder aus deren zur Reaktion mit Isocyanatgruppen befähigten Estern, z. B. den Hydroxyalkylestern, oder Amiden erhältlich sind, gegebenenfalls durch Mischpolymerisation mit anderen olefinisch ungesättigten Verbindungen, wie Athylen, Propylen. Vinylchlorid. Vinylacetat, Vinyläther, z. B.

Vinyläthyläther, Styrol, Divinylbenzol, Butadien, Isopren, Chloropren; ferner jene Mischpolymerisate, die erhältlich sind. wenn man N Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid oder deren durch Umsetzung mit mindestens eine weitere funktionelle Gruppe enthaltenden Alkoholen bereiteten Ab kömmlingen mit anderen olefinisch ungesättigten Verbindungen mischpolymerisiert. z. B. gemäss dem Verfahren der französischen Patentschrift Nr. 1 328 75s.

Zu den mindestens zwei Hydroxylgruppen trigenden Verbindungen vom Molekulargewicht 500-3000. die den erfindungsgemäss zu verwenden Umsetzungsproduk- ten b) zugrunde liegen, gehören beispielsweise Poly äthylenglykole, Polypropylenglykole. Polybutylenglykole oder Polyhexylenglykole sowie Polythioäther, die z. B.

durch Kondensation von Thiodiglykol mit sich selbst oder mit schwefelfreien Polyalkoholen erhältlich sind, ferner die Polyester, die aus aliphatischen Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure oder Maleinsäure, und Polyalkoholen, wie Athylen- glykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol, Butandiol oder Neopentylglykol, erhältlich sind. Bevorzugt sind solche Verbindungen, deren Molekulargewicht im Bereich von 800-3000 liegt und deren OH-Zahl einen Wert von 30-250 hat.

Für die Herstellung der Umsetzungsprodukte b) kommen als Polyisocyanate vorzugsweise aliphatische und cycloaliphatische Diisocyanate in Betracht. Genannt seien beispielsweise Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, 1 ,4-Cyclohexandiisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat sowie 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat. Geeignet sind ferner auch aromatische Diisocyanate, wie p-Phenylenduso- cyanat und 2,4- oder 2,6-Toluylendiisocyanat, sowie Triisocyanate, wie das aus 3 Mol Hexamethylendiisocyanat und 1 Mol Wasser erhältliche Umsetzungsprodukt der Formel OCN-(CH)6-N[-COSH-(CH.z)rNCO].,.

Die Herstellung der Isocyanatgruppen besitzenden Umsetzungsprodukte kann in an sich bekannter Weise erfolgen, indem man die mindestens zwei Hydroxylgruppen tragenden Verbindungen mit einem auf den Hydroxylgehalt berechneten stöchiometrischen Überschuss an Polyisocyanaten bei erhöhten Temperaturen umsetzt.

Die Isocyanatgruppen besitzenden Umsetzungsprodukte können gewünschtenfalls auch in Form der bekannten Bisulfit-Additionsprodukte eingesetzt werden.

Die Behandlung der Vliese mit den erfindungsgemäss in Betracht kommenden Flotten erfolgt nach den bekannten Verfestigungsmethoden:
Das Bindemittel wird beispielsweise in Form einer wässrigen Flotte oder eines Schaumes aus dieser Flotte zur Anwendung gebracht. Der Anteil des Bindemittels an dem Gesamtgewicht der wässrigen Flotte kann naturgemäss in weiten Grenzen schwanken. Er beträgt im allgemeinen etwa 5 ,% bis 70SS und liegt vorteilhafterweise bei etwa 25 t bis 50 C des Gewichts der wässrigen Flotte. Das Verhältnis der beiden Bindemittel a) und b) untereinander kann gleichfalls stark variieren und liegt beispielsweise im Bereich von 1: 4 bis 4:1 (a: b).

Nach der Imprägnierung wird die überschüssige Flotte bzw. der Schaum abgequetscht (der Abquetscheffekt liegt beispielsweise bei 5 % bis 150 % Binderaufnahme) und das Vlies einem Trockner zugeführt. Au sserdem kann mit den erwähnten Flotten eine Oberflächenverfestigung des Vlieses durch Aufqprühen.

Pflatschen oder Aufrakeln der verdickten Flotte oder eines Binderschaumes erzielt werden. Eine Hitzebehandlung nach der Trocknung, wie sie üblicherweise beim Verfestigen von Vliesen unter Zusatz der bekannten vernetzbaren Bindemittel erforderlich ist, kann im vorliegenden Fall unterbleiben.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich Vliese aus verschiedenartigsten Fasern natürlicher oder synthetischer Herkunft, beispielsweise aus Baumwolle, regenerierter Cellulose, Celluloseestern, Wolle, regenerierten Proteinen, Polyacrylnitril, Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol und Polycarbonaten, zu Vliesstoffcn verfestigen.

Die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Vliesstoffc sind sehr gut, der Griff variiert je nach der Zusammensetzung der Binderflotten von weich bis hart.

Die Gebrauchstüchtigkeit der Vliesstoffe wird durch Nass- oder Trockenreinigung nicht beeinflusst.

Unter dem Bgeriff Vlies sind hier aus losen Fasern bestehende Ein- oder Mehrlagenflore zu verstehen, in denen die Fasern in Vorzugsrichtungen oder aber auch ohne Vorzugsrichtungen angeordnet sind; ferner gehören hierzu Ein- oder Mehrlagenflore, die vorverfestigt oder vernadelt sind, sowie Vliese, die mit Hilfe der Näh- oder Nähwerktechnik bereits einen gewissen Zusammenhalt erfahren haben. Die Vliese können gewünschtenfalls auch mit anderen Flächengebilden, z. B. mit Geweben, Gewirken oder Schaumstoffen, verbunden sein.

In den folgenden Beispielen stehen, falls nichts anderes angegeben, Teile für Gewichtsteile.

Beispiel I
Ein Faservlies aus Kupferoxydammoniak-Cellulose wird mit einer wässrigen Flotte imprägniert, die im Liter 400 g einer 40 O igen wässrigen Dispersion eines Mischpolymerisats aus 10 Teilen Butadien, 10 Teilen Styrol, 5 Teilen Acrylamid und 75 Teilen Acrylsäurebutylester sowie 600 g der nachstehend beschriebenen Emulsion eines Isocyanat-Vorpolymerisates enthält. Nach der Im prägnierung wird das Vlies auf einen Flottengehalt von etwa 120 O abgequetseht. Danach wird bei 80 bis 1100 C getrocknet. Das so behandelte Vlies hat einen angenehm weichen Griff und eine Reissfestigkeit von 52 kg/cm-3 bei 19 XO Dehnung.

Die oben erwähnte Emulsion des Isocyanatvorpolymerisats war beispielsweise folgendermassen bereitet: 3000 g eines Polypropylenglykols, das ein Molekulargewicht von etwa 2000, eine OH-Zahl von 55,5 und eine Säurezahl < 0,5 aufweist, wurden mit 535 g Hexamethylendiisocyanat 2 Stdn. auf 1000 C und anschlie ssend noch 1 '/, Stdn. auf 130-1400C erhitzt. Aus 300 g des erhaltenen Umsetzungsproduktes, dessen Gehalt an freien Isocyanatgruppen 3,9 Gew.S; betrug, wurde dann zusammen mit 100 g Äthylacetat und 600 g Wasser unter Zusatz von 5 g Laurylsulfat eine Emulsion bereitet.

Beispiel 2
Ein Faservlies aus Kupferoxydammoniak-Cellulose wird mit einer wässrigen Flotte imprägniert, die im Liter 400 g einer 40 , eigen wässrigen Dispersion eines Mischpolymerisates aus 95 Teilen Acrylsäureäthylester und 5 Teilen Acrylamid sowie 600 g der im Beispiel 1 beschriebenen Emulsion enthält. Die Verfestigung erfolgt auf gleiche Weise wie in Beispiel 1. Das so behandelte Vlies hat bei gutem Stand einen relativ weichen Griff und eine Reissfestigkeit von 50 kg/cm bei 22 av Reissdehnung.

Beispiel 3
Ein Fascrvlies aus Kupferoxidammoniale-Celltllose wird mit einer wässrigen Flotte behandelt, die im Liter 400 g einer 40 ',; igen wässrigen Dispersion eines Nlischpolymerisats aus 65 Teilen Acrylsäurebutylester, 30 Teilen Styrol und 5 Teilen Acrylamid sowie 600 g der nachstehend beschriebenen Emulsion eines Isocyanaten vorpolymerisates enthält. Nach der Imprägnierung wird das Vlies auf einen Flottengehalt von etwa 120 % abgequetscht und bei 80-100 C getrocknet. Das so behandelte Vlies hat einen angenehmen, sehr weichen Griff, die ReissSestigkeit beträgt 42 kg/cm2 bei 23 " Dehnung.

Die verwendete Emulsion des Isocyanatvorpolyme risat war beispicisweise folgendermassen bereitet:
500 g eines Polythioäthers, der durch Kondensation von 700 Teilen Thiodiglykol mit 300 Teilen 2,2-Di- methylpropandiol-(1,3) bis zu einem mittleren Molekulargewicht von 1900 (OH-Zahl 59) hergestellt war, wurden mit 500 g Hexamethylendiisocyanat eine Stunde auf 1000 C erhitzt. Dann wurde das überschüssige Diisocyanat aus der Reaktionsmischung durch Destillation bei Temperaturen bis zu 1500 C unter 0,1 Torr abgetrennt. Aus 300 g des erhaltenen IsoQvanatvorpoly- merisats, dessen Gehalt an freien NCO-Gruppen 4,3 Gew.% betrug, wurde anschliessend mit 100 g Athyl- acetat und 600 g Wasser unter Zusatz von 5 g Laurylsulfat eine Emulsion bereitet.

Beispiel 4
Ein Faservlies aus Nylon-6-Fasern wird mit der in Beispiel 3 beschriebenen Flotte imprägniert, dann auf etwa 120 % Flottengehalt abgequetscht und bei 80 bis 1000 C getrocknet. Das so behandelte Vlies ist sehr weich und hat eine Reissfestigkeit von 33 kg;cm' bei 50 % Dehnung.

Beispiel 5
In dem Verfahren des Beispiels 1 kann man mit gleichem oder ähnlichem Ergebnis auch folgende Binder Komponenten einsetzen: a) wässrige Polymerisatdispcrsionen aus:
I. 85 Teilen Acrylsäurebutylester
10 Teilen Butadien
5 Teilen Methacrylamid
Feststoffgehalt: 42 %
II. 80 Teilen Acrylsäurebutylester
15 Teilen Acrylnitril
5 Teilen Acrylamid
Feststoffgehalt: 40 %
III. 25 Teilen Acrylsäurebutylester
48 Teilen Vinylidenchlorid
20 Teilen Styrol
6 Teilen Acrylamid
1 Teil Acrylsäure
Feststoffgehalt: 38 o
IV. 60 Teilen Acrylsäurebutylester
35 Teilen Styrol
5 Teilen Acrylamid
Feststoffgehalt: 40 %
V. 15 Teilen Acrylnitril
78 Teilen Butadien
4 Teilen Methacrylsäure
3 Teilen Acrylamid
Feststoffgehalt:

38 ó
VI. 95 Teilen Acrylsäureäthylester
5 Teilen Acrylamid
Feststoffgehalt: 40 R b) Isocyanatvorpolymerisate aus: (X) verzweigtem Polypropylenglykol (OHZ 56; Mol.-Gew. 3000) und einem Isomerengemisch aus 65 S Toluylendiisocyanat-(2,4) und
35 X, Toluylendiisocyanat-(2,6)
NCO-Gehalt des Vorpolymerisats 4,07 % ss) linearem Polypropylenglykol (OHZ 108,5; Mol.-Gew. etwa 1000) und Hexamethylendiisocyanat
NCO-Gehalt des Vorpolymerisats 5,6/o ;) linearem Polyester, hergestellt aus Adipinsäure
Diäthylenglykol (OHZ 42,3;

SZ 1,7), und Hexamethylendiisocyanat
NCO-Gehalt des Vorpolymerisats 3,7/0 #) linearem Polyäthylenoxid (OHZ 132; Mol.-Gew. 850) und Hexamethylendiisocyanat
NCO-Gehalt des Vorpolymerisats 7,2
In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse auf verschiedenen Vliesarten zusammengestellt:

:
Substanz [gil Feststoffs Substrat Ergebnis a b
I 200 a 200 Polyamid weiches, festes Vlies, gute Sprungelastizität II 250 < ± 100 Polyacrylnitril weiches, wenig elastisches Vlies mit mittlerer Festigkeit 111 300 ss 100 Kupferoxidammoniak- hartes, unelastisches Vlies mit guter Festigkeit und
Cellulose geringer Dehnung
IV 400 , 100 Polyamid relativ hartes, unelastisches Vlies mit extrem guter
Reissfestigkeit und hervorragender Nassfestigkeit
V 150 a 300 Polyester weiches, sehr elastisches Vlies mit mittlerer Festigkeit
VI 200 ri 150 Kupferoxidammoniak- relativ hartes,

unelastisches Vlies mit besonders
Cellulose trockenem Griff
IV 350 # 150 Jute unclastisches Vlies von geringer Dehnung und hervorragender Reissfestigkeit VII 200 d 200 Polyacrylnitril besonders voluminöses Vlies mit guter Bauschelastizität und Festigkeit 1I 250 ; 150 Polyäthylenterephthalat voluminöses. weiches Vlies mit mittlerer Festigkeit

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Verfestigung von Vliesen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Vliese mit einer wässrigen Flotte behandelt, die a) aus Vinyl- oder Divinylmonomeren hergestellte Polymerisate oder Mischpolymerisate, die zur Reaktion mit Isocyanaten befähigte Gruppen besitzen, und b) Isocyanatgruppen enthaltende Umsetzungsprodukte, welche aus mindestens 2 Hydroxylgruppen tragenden Verbindungen vom Molekulargewicht 500-3000 und Polyisocyanaten hergestellt sind, enthält.