DE10157485A1 - Teilchenförmige Bindemittelzusammensetzungen mit geringer Staubneigung, deren Herstellung und Verwendung - Google Patents
Teilchenförmige Bindemittelzusammensetzungen mit geringer Staubneigung, deren Herstellung und VerwendungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine teilchenförmige Bindemittelzusammensetzung, mindestens enthaltend ein natürliches oder synthetisches Polysaccharid und mindestens ein synthetisches wasserdispergierbares Polymerisat, wobei der Anteil an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 30 mum weniger als 1 Gew.-% und der Gehalt an freien Fasern in 5 mg der Bindemittelzusammensetzung mindestens etwa 40 beträgt, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine teilchenförmige Bindemittelzusammensetzung,
mindestens enthaltend ein natürliches oder synthetisches Polysaccharid und mindestens ein
synthetisches wasserdispergierbares Polymerisat, wobei der Anteil an Teilchen mit einem
Teilchendurchmesser von weniger als 30 µm weniger als 1 Gew.-% und der Gehalt an
freien Fasern in 5 mg der Bindemittelzusammensetzung mindestens 40 beträgt, Verfahren
zur Herstellung derartiger Bindemittelzusammensetzungen und deren Verwendung.
Bindemittelzusammensetzungen, die ein natürliches oder synthetisches Polysaccharid und
ein synthetisches Polymerisat enthalten, sind im wesentlichen bekannt. Derartige
Bindemittelzusammensetzungen werden zum Kleben, Verfestigen oder Dichten eingesetzt.
Konkrete Beispiele für derartige Anwendungen sind beispielsweise Kleister,
Dispersionsklebstoffe, Grundierungen für mineralische Untergründe und dergleichen. Die
obengenannten, aus dm Stand der Technik bekannten Bindemittelzusammensetzungen,
insbesondere deren pulverförmige Zubereitungen, werden besonders dann zur Herstellung
der genannten Produkte eingesetzt, wenn eine Zubereitung der Produkte am
Anwendungsort durch einfaches Vermischen mit Wasser möglich und insbesondere vom
Anwender durchführbar und erwünscht ist. Der Einsatz solcher Bindemittel bei der
Herstellung von Klebstoffen wird insbesondere dann bevorzugt, wenn die Einsatzart der
Klebstoffe die Verwendung von vom Anwender selbst zubereiteten Klebstoffen zuläßt.
Die Verwendung solcher Bindemittelzusammensetzungen spart in der Regel
Transportkosten, da das Gewicht des Wassers wegfällt. Häufig werden derartige
Bindemittelzusammensetzungen zum flächigen Beschichten eines Untergrunds mit Papier
oder anderen Belägen eingesetzt. Eine besonders häufig anzutreffende Verwendung
solcher Bindemittel sind Tapetenkleister, die bei der dekorativen Beschichtung von
Wänden oder Decken in Innenräumen eingesetzt werden.
Wenn derartige Bindemittelzusammensetzungen vom Anwender selbst in eine zur
Anwendung geeignete Form gebracht werden sollen ist es erforderlich, daß sie eine Reihe
von Anforderungen erfüllen, die zum einen die Handhabbarkeit der Bindemittel und zum
anderen eine möglichst konstante Produktqualität sowohl im Hinblick auf die
Bindemittelzusammensetzungen selbst als auch auf die aus solchen Bindemittelzusammen
setzungen herstellbaren Produkte betreffen. Derartige Anforderungen beziehen
insbesondere die Portionierbarkeit bei konstanter Produktqualität innerhalb der einzelnen
Portionen, die Staubfreiheit beim Verwenden, beispielsweise beim Portionieren der
Bindemittelzusammensetzungen sowie das Lösungsverhalten der Bindemittelzusammen
setzungen ein. Häufig neigen derartige Bindemittelzusammensetzungen nämlich zum
Verklumpen beim Einrühren in Wasser, wodurch entweder inakzeptabel hohe Zeiträume
zur Beseitigung der Klumpen erforderlich sind oder aber die Klumpen sich überhaupt nicht
auflösen. Bei der Verwendung eines solche Klumpen enthaltenden Produkts ergeben sich
jedoch Nachteile im Hinblick auf optische oder technische Störungen. Wenn
beispielsweise ein Tapetenkleister solche Klumpen aufweist, kann es insbesondere bei der
Verklebung von glatten, unstrukturierten Tapeten zu Störungen in der Oberflächenstruktur
kommen.
Weiterhin ist eine möglichst schnelle Einsetzbarkeit eines mit Hilfe der genannten
Bindemittel erhaltenen Produkts gefordert. Hierbei wird insbesondere auf eine möglichst
schnelle Löslichkeit oder Dispergierbarkeit verbunden mit einem möglichst schnellen
Viskositätsaufbau des Produkts Wert gelegt, wobei trotz eines möglichst schnellen
Viskositätsaufbaus noch eine klumpenfreie Auflösung oder Dispersion des Bindemittels
erfolgen soll.
Darüber hinaus weisen derartige Bindemittelzusammensetzungen in der Regel einen hohen
Anteil an staubbildenden Bestandteilen auf, die vom Anwender bei der Herstellung des
Endprodukts als störend empfunden werden. Weiterhin führen solche Bestandteile bereits
beim Abfüllen der Bindemittelzusammensetzungen in eine Verpackung zu einer hohen
Staubentwicklung, die entweder aufwendige Maßnahmen zur Staubvermeidung erfordern
oder zu einer erhöhten Staubbelastung der mit der Abfüllung der Bindemittel befaßten
Personen führen.
In der Vergangenheit wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, die obengenannten
Probleme zu vermeiden.
So beschreibt beispielsweise die EP-B 0 541 526 rieselfähige, schnell aufschließende
Trockenpulver mit Klebstoffcharakter, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren
Verwendung. Die Druckschrift beschreibt, daß sogenannte Spezialkleister ein Gemenge an
Bindemitteln aufweisen, die aufgrund unterschiedlicher Partikelgröße und -dichte zur
Entmischung und beim Einrühren in Wasser zur Staubentwicklung neigen. Zur
Vermeidung dieses Effekts werden in der Druckschrift Trockenpulver vorgeschlagen, die
eine Kornstruktur aufweisen, bei der der wenigstens überwiegende Anteil des körnigen
Trockenguts geschlossene Kerne eines nichtionogenen Celluloseethers aufweist, die von
einer Hülle eines Redispersionspolymeren umfaßt und mit dieser haftfest verbunden sind.
Die Herstellung derartiger Trockenpulver erfolgt dadurch, daß man nichtionogene
Celluloseether als Pulver oder wäßrige Pulveraufschlämmung mit einer wäßrigen
Polymerdispersion innig vermengt, wobei die wäßrige Phase auf einer Temperatur
oberhalb des Trübungspunkts der eingesetzten nichtionogenen Celluloseether gehalten
wird und das derart gewonnene wäßrige Stoffgemisch unter Einhaltung bestimmter
Temperaturbedingungen einer Sprühtrocknung unterworfen wird. Die dadurch erhaltenen
Produkte weisen mittlere Teilchendurchmesser im Bereich von etwa 50 bis etwa 500 µm
auf. Das beschriebene Sprühtrocknungsverfahren erfordert jedoch einen hohen apparativen
und energetischen Aufwand.
Die WO 97/27258 betrifft ein poröses Formteil zur Herstellung eines wäßrigen
Bindemittelsystems. Das beschriebene, poröse Formteil weist vorzugsweise eine
zylindrische Form mit porösen Rändern auf. Zum einen ist jedoch die Herstellung der
Formteile aufgrund des Einsatzes von Mikrowellentechnik sehr aufwendig, zum anderen
werden in der Druckschrift keine Formteile mit einer Teilchengröße beschrieben, die in
einem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 10 mm liegen. Der Einsatz größerer Formteile,
insbesondere der in der Druckschrift beschriebenen Tabletten, stößt jedoch bei manchen
Verbrauchern auf Vorbehalte.
Die DE-C 31 03 338 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schnell löslichem Kleister
auf Basis von Celluloseethern, bei dem pulverförmige, gegebenenfalls teilvernetzte
Celluloseether in einer Granuliereinrichtung unter Wasserzusatz in ein schnell lösliches
Granulat überführt werden. Problematisch wirkt sich bei den beschriebenen Kleistern
jedoch aus, daß die Ausbeuten an Gutkorn zu wünschen übrig läßt. Weiterhin ist die
Entfernung des während der Granulierung eingebrachten Wassers aufgrund des
Aufquellens der im Kleister enthaltenen Celluloseether langwierig und energieintensiv.
Die EP-A 0 416 405 betrifft Celluloseether-Zusammensetzungen für wäßrige Medien, die
neben pulverförmigen Celluloseethern, gegebenenfalls weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen
noch quell- und saugstarke Superabsorber enthalten. Beschrieben werden beispielsweise
Gemische aus Methylcellulose und einem Superabsorber aus Natriumpolyacrylat, das zu
schnell auflösenden Bindemittelgemischen führt. Das als Superabsorber eingesetzte
Natriumpolyacrylat ist nicht wasserlöslich. Nachteilig wirkt sich an den beschriebenen
Bindemittelzusammensetzungen jedoch aus, daß keine Verminderung der Staubbildung
erkennbar ist. Darüber hinaus geben die in den Celluloseether-Zusammensetzungen
enthaltenen Superabsorber Wasser nur sehr schlecht wieder ab, so daß zum einen ein
vergleichsweise körniger Kleister entsteht und zum anderen eine mit einem solchen
Kleister vorgenommene Verklebung lange naß bleibt.
Es bestand daher ein Bedürfnis nach Bindemittelzusammensetzungen, die insbesondere bei
der Herstellung wäßriger Bindemittelzubereitungen eingesetzt werden können, die eine
verringerte Staubneigung und trotzdem ein ausgezeichnetes Lösungsverhalten aufweisen.
Weiterhin bestand ein Bedürfnis nach einem Verfahren zur Herstellung solcher
Verbindungen, bei dem eine möglichst hohe Ausbeute an Gutkorn erzielbar ist. Weiterhin
bestand ein Bedürfnis nach einem Verfahren zur Herstellung solcher Verbindungen, das im
Vergleich zu bekannten Verfahren einen möglichst geringen Energieverbrauch aufweist.
Der vorliegenden Erfindung lag demnach die Aufgabe zugrunde,
Bindemittelzusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung zur Verfügung zu
stellen, welche die obengenannten Bedürfnisse befriedigen.
Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden durch Bindemittelzusammensetzungen und
Verfahren zu deren Herstellung gelöst, wie sie im Rahmen des vorliegenden Textes
beschrieben werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine teilchenförmige
Bindemittelzusammensetzung, mindestens enthaltend ein natürliches oder synthetisches
Polysaccharid und mindestens ein synthetisches wasserdispergierbares Polymerisat, wobei
der Anteil an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 30 µm weniger als
1 Gew.-% und der Gehalt an freien Fasern in 5 mg der Bindemittelzusammensetzung
mindestens 40 beträgt.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen enthalten Stoffe, die sich zur
Herstellung von wäßrigen Bindemittelsystemen eigenen. Unter einem wäßrigen
Bindemittelsystem sind Lösungen oder Dispersionen zu verstehen, die zum Kleben,
Dichten, Verfestigen oder allgemein zur Oberflächenbehandlung geeignet sind. Konkrete
Beispiele für derartige Lösungen oder Dispersionen sind Kleister, Dispersionsklebstoffe,
Grundierungen für mineralische Untergründe und dergleichen.
Die erfindungsgemäßen teilchenförmigen Bindemittelzusammensetzungen müssen zum
Erhalt eines gebrauchsfertigen Produkts, beispielsweise eine Kleisters, eines
Dispersionsklebstoffs, eines Dichtmittels oder einer Grundierung für mineralische
Untergründe, vom Anwender zunächst mit einer geeigneten Menge Wasser vermischt, das
heißt, darin aufgelöst oder darin dispergiert werden.
Mindestens etwa 80 Gew.-% der in den erfindungsgemäßen, teilchenförmigen
Bindemittelzusammensetzungen vorliegenden Teilchen weisen im Rahmen der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Größe von mindestens etwa 0,01 und höchstens
etwa 1 mm auf. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weisen die Bindemittelteilchen eine Teilchengröße von etwa 0,05 bis etwa 0,95
oder etwa 0,1 bis etwa 0,8 mm auf. Vorzugsweise beträgt der Anteil mindestens etwa
90 Gew.-% oder mehr, beispielsweise mindestens etwa 95, 96, 97, 98 oder 99 Gew.-%.
Der Begriff der "Teilchengröße" wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung
dahingehend benutzt, daß er die tatsächliche Größe der in der
Bindemittelzusammensetzung enthaltenen Teilchen, sowohl Bindemittelagglomerat
teilchen als auch nicht agglomerierte Teilchen, betrifft. Die tatsächliche Teilchengröße
kann dabei mittels geeigneter Meßverfahren wie Licht- oder Elektronenmikroskopie,
Lichtstreuung oder mittels Siebverfahren bestimmt werden.
Die erfindungsgemäßen teilchenförmigen Bindemittelagglomerate enthalten mindestens
ein natürliches oder synthetisches Polysaccharid. Als natürliche oder synthetische
Polysaccharide eignen sich beispielsweise Stärke oder Cellulose sowie deren durch
geeignete Verfahren erhältliche, an einer oder mehreren OH-Gruppen substituierte
Derivate.
Als Stärke oder als Basis der Stärkederivate eignen sich sämtliche Stärketypen wie
Kartoffelstärke, Maisstärke, Weizenstärke, Reisstärke, Milostärke, Tapiokastärke oder
Gemische aus zwei oder mehr der genannten Stärken und dergleichen. Im Rahmen einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Stärke oder
Stärkederivate auf Basis von Kartoffel- oder Maisstärke oder deren Gemische eingesetzt.
Die Stärke sollte wasserlöslich, eventuell zumindest wasserquellbar sein. Insbesondere ist
im Rahmen der vorliegenden Erfindung modifizierte Stärke geeignet, wobei eine
entsprechende Modifikation durch physikalische oder geringe chemische Einwirkung
zustande kommt. Konkrete Beispiele für derartige Stärkederivate sind partiell abgebaute
Stärke und Quellstärke.
Die Stärkederivate sollten insbesondere wasserlöslich bzw. zumindest wasserquellbar sein.
In diesem Zusammenhang sind insbesondere Stärkeester oder Stärkeether geeignet, vor
allem carboxylierte oder alkoxylierte Stärken. Als carboxylierte oder alkoxylierte Stärken
eignen sich sämtliche entsprechend modifizierte, bereits oben genannte natürliche
Stärketypen. Brauchbare Stärkederivate weisen einen Carboxylierungsgrad von etwa 0,1
bis etwa 2,0 oder einen Alkoxylierungsgrad von etwa 0,05 bis etwa 1,5 auf. Geeignete
Stärkederivate können auch mit difunktionellen Verbindungen vernetzt sein, wie sie
beispielsweise aus der EP-B 0 311 873 (Seite 3, Zeile 49 bis Seite 4, Zeile 5) bekannt sind.
Als Celluloseverbindungen eignen sich neben der natürlichen Cellulose insbesondere die
Celluloseether. Geeignet sind beispielsweise Carboxymethylcellulose (CMC),
Carboxymethylmethylcellulose (CMMC), Ethylcellulose (EC), Hydroxypropylcellulose
(HPC), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Hydroxybutylcellulose (HBC),
Hydroxybutylmethylcellulose (HBMC), Hydroxyethylcellulose (HEC),
Hydroxyethylcarboxymethylcellulose (HECMC), Hydroxyethylethylcellulose (HEEC),
Hydroxypropylcellulose (HPC), Hydropropylcarboxymethylcellulose (HPCMC),
Hydroxypropyhnethylcellulose (HPMC), Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC),
Methylhydroxyethylcellulose (MHEC), Methylhydroxyethylpropylcellulose (MHEPC),
Methylcellulose (MC) und Propylcellulose (PC), wobei Carboxymethylcellulose,
Methylcellulose, Methylhydroxycellulose und Methylhydroxypropylcellulose sowie
Gemische aus zwei oder mehr davon sowie die Alkalisalze der CMC und die leicht
ethoxylierte MC oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen.
Die genannten Cellulosederivate können leicht vernetzt sein, damit sie bei einem pH-Wert
von über 8 löslich sind und die Lösung in Wasser verzögert wird. Die Vernetzung kann
beispielsweise in bekannter Weise durch Glyoxal-Addition erfolgen.
Neben den beschriebenen Polysacchariden und deren Derivaten enthält ein
erfindungsgemäßes Bindemittelagglomerat noch mindestens ein synthetisches Polymerisat.
Derartige synthetische Polymerisate werden beispielsweise zur Verstärkung der Klebkraft
bzw. zur Verbesserung der Wasserfestigkeit eines unter Verwendung eines aus einem
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerat erhältlichen Produkts erhaltenen Endprodukts
zu gewährleisten. Als synthetische Polymerisate eignen sich im Rahmen der vorliegenden
Erfindung insbesondere redispergierbare Dispersionspulver von vollsynthetischen
Polymeren (Basispolymerisate). Grundsätzlich handelt es sich dabei um Homo- und
Copolymerisate von Vinylestern, Styrol, Acrylsäureestern und Vinylchlorid.
Als Basispolymerisat geeignete Vinylesterpolymerisate sind beispielsweise Vinylacetat-
Homopolymere, Copolymere des Vinylacetats mit Ethylen- und/oder Vinylchlorid
und/oder weiteren Vinylestern wie Vinyllaurat, Versaticsäurevinylestern, Vinylpivalat oder
Estern von Maleinsäure oder Fumarsäure oder Copolymere aus zwei oder mehr der
genannten Monomeren oder Homopolymerisate von Vinylestern von gesättigten C3-8-
Alkylcarbonsäuren oder deren Copolymerisate mit Ethylen, Vinylchlorid oder weiteren
Vinylestern.
Die obengenannten Acrylsäureester, Methacrylsäureester oder Styrolpolymerisate leiten
sich aus der Polymerisation von Styrol oder Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure ab.
Als Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure werden vorzugsweise Ester mit
geradkettigen oder verzweigten oder cyclischen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 20
C-Atomen eingesetzt. Weitere Styprolpolymerisate können beispielsweise Copolymerisate
von Styrol mit einem oder mehreren weiteren Monomeren sein. Geeignet sind
beispielsweise Styrol-Butadiencopolymerisate. Als Vinylchlorid-Polymerisate sind
Vinylchlorid-Ethylencopolymere geeignet.
Vorzugsweise werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Redispersionspulver
Vinylacetat-Homopolymere, Vinylacetat-Ethylen-Copolymere oder Copolymere von
Vinylestern von gesättigten Alkylcarbonsäuren und Ethylen mit einem Ethylengehalt von 1
bis etwa 40 Gew.-% Ethylen und 0 bis etwa 40 Gew.-% weiteren Vinylestern aus der
Gruppe der Vinylester von gesättigten C3-8-Alkylcarbonsäuren oder Vinylchlorid oder
Gemischen aus zwei oder mehr davon, Styrolacrylate wie Styrol-Butylacrylat oder Styrol-
Ethylhexylacrylat mit einem Styrolgehalt von 1 bis etwa 70 Gew.-% eingesetzt. Diese
redispergierenden Polymerisate werden üblicherweise durch Sprühtrocknung von
Polymerdispersionen in Sprühtürmen hergestellt.
Besonders geeignet sind beispielsweise Vinylester-Homo- oder -Copolymere,
beispielsweise mit Ethylen, deren monomerer Grundbaustein ein Vinylester einer linearen
oder verzweigten Carbonsäure mit etwa 2 bis etwa 44, beispielsweise etwa 3 bis etwa 15
C-Atomen darstellt. Als Monomere für diese homo- oder polymeren Polyvinylester
kommen Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylisobutyrat, Vinylpivalat, Vinyl-
2-ethylhexanoat, Vinylester von gesättigten verzweigten Monocarbonsäuren mit 9 bis etwa
15 C-Atomen im Säurerest, Vinylester von längerkettigen gesättigten oder ungesättigten
Fettsäuren wie Vinyllaurat, Vinylstearat oder Vinylester der Benzoesäure und substituierter
Derivate der Benzoesäure wie Vinyl-p-tert-butylbenzoat in Frage. Die genannten
Vinylester können jeweils einzeln oder als Gemische aus zwei oder mehr der genannten
Vinylester im Vinylester Polymeren vorliegen.
Es kann zweckmäßig sein, wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung die
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate zwei oder mehr der genannten synthetischen
Polymerisate enthalten.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
werden als Polymerisatteilchen Gemische aus einem Homopolymerisat und einem
Copolymerisat eingesetzt. Als Homopolymerisat geeignet sind die bereits obengenannten
Homopolymerisate, insbesondere jedoch Homopolymerisate von Vinylestern,
vorzugsweise Polyvinylacetat. Als Copolymerisate sind ebenfalls die obengenannten
Copolymerisate geeignet. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform werden in den
genannten Gemischen von zwei oder mehr Polymerisatteilchen jedoch Copolymere von
Ethylen und Vinylacetat, Vinylacetat und Vinylversatat oder Terpolymere, insbesondere
Ethylen-Vinylacetat-Acrylat-Terpolymere eingesetzt.
Der Anteil an Homopolymerisaten in derartigen Gemischen von Polymerisatteilchen
beträgt vorzugsweise mindestens etwa 20 Gew.-%, vorzugsweise jedoch 40 Gew.-% oder
mehr, beispielsweise mindestens etwa 50 Gew.-%. Geeignete Mischungsverhältnisse von
Homopolymerisaten und Copolymerisaten sind beispielsweise etwa 75 : 25 oder etwa 80 : 20.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate können neben den genannten
Inhaltsstoffen, nämlich mindestens einem natürlichen oder synthetischen Polysaccharid
und mindestens einem synthetischen Polymerisat noch weitere Zusatzstoffe enthalten.
Geeignete Zusatzstoffe sind beispielsweise Verbindungen, die eine Alkalisierung des durch
Auflösen der erfindungsgemäßen wasserlöslichen Zubereitungen herstellbaren Klebstoffs
bewirken. Hierzu zählen beispielsweise Ammonium-, Alkali- und/oder
Erdalkalimetallhydroxide, die wasserlöslichen, vorzugsweise pulverförmigen
Alkalimetallsilikate (Wasserglas), insbesondere Natrium- oder Kaliumwasserglas sowie
Ammoniak und Amine oder basische Salze und Neutralsalze, die sich von starken und
schwachen Säuren ableiten. Hierzu gehören beispielsweise die Alkalisalze der Kohlensäure
oder der Carbonsäuren oder der tertiären Phosphate. Die genannten Verbindungen können
alleine oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt werden.
Wenn im Rahmen der Auflösung der erfindungsgemäßen wasserlöslichen Zubereitungen
eine Alkalisierung erfolgen soll, dann beträgt der Anteil der obengenannten Zusatzstoffe an
der gesamten erfindungsgemäßen wasserlöslichen Zubereitung im allgemeinen etwa 0,1
bis etwa 2 Gew.-%.
Weiterhin als Zusatzstoffe geeignet sind Hilfs- oder Füllstoffe, Netz- und
Konservierungsmittel, Konsistenzbildner und Zusatzkomponenten mit Klebkraft wie
Dextrine oder ionogene Celluloseether.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die
wasserlöslichen Zubereitung Hilfs- oder Füllstoffe. Geeignete Hilfs- oder Füllstoffe sind
beispielsweise Carbonate (insbesondere Calciumcarbonat), Silikate (beispielsweise Talk,
Ton, Glimmer), Kieselerde, Sulfate wie Calcium- oder Bariumsulfat, Aluminiumhydroxid
sowie Glasfasern oder Glaskugeln. Derartige Hilfs- oder Füllstoffe können in der
erfindungsgemäßen wasserlöslichen Zusammensetzung beispielsweise in einer Menge von
bis zu etwa 30, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf die gesamte
wasserlöslichen Zubereitung, enthalten sein.
Weiterhin kann ein erfindungsgemäßes Bindemittelagglomerat noch Additive enthalten.
Als Additive eignen sich insbesondere wasserlösliche ionische oder nichtionische
Polymere aus der Gruppe der Polyvinylpyrrolidone, Vinylpyrrolidon/Vinylester-
Copolymere, wasserlösliche amphotere Polymere aus der Gruppe der
Alkylacrylamid/Acrylsäure-Copolymere, Alkylacrylamid/Methacrylsäure-Copolymere,
Alkylacrylamid/Methylmetharylsäure-Copolymere, Alkylacrylamid/Acrylsäure/Alkylami
noalkyl(meth)acrylsäure-Copolymere, Alkylacrylamid/Methacrylsäure/Alkylaminoalkyl-
(meth)acrylsäure-Copolymere, Alkylacrylamid/Methylmethacrylsäure/Alkylaminoalkyl-
(meth)acrylsäure-Copolymere, Alkylacrylamid/Alkylmethacrylat/Alkylaminoethylmeth
acrylat/Alkylmethacrylat Copolymere, Copolymere aus ungesättigten Carbonsäuren,
kationisch derivatisierten ungesättigten Carbonsäuren, gegebenenfalls weiteren ionischen
oder nichtionogenen Monomeren, wasserlösliche zwitterionische Polymere aus der Gruppe
der Acrylamidoalkyltrialkylammoniumchlorid/Acrylsäure-Copolymere sowie deren
Alkali- und Ammoniumsalze; Acrylamidoalkyltrialkylammoniumchlorid/Methacrylsäure-
Copolymere sowie deren Alkali- und Ammoniumsalze, Methacroylethyl
betain/Methacrylat-Copolymere, wasserlösliche anionische Polymere aus der Gruppe der
Vinylacetat/Crotonsäure-Copolymere, Vinylpyrrolidon/Vinylacrylat-Copolymere, Acryl
säure/Ethylacrylat/N-tert.Butylacrylamid-Terpolymere, Pfropfpolymere aus Vinylestern,
Estern von Acrylsäure oder Methacrylsäure allein oder im Gemisch, copolymerisiert mit
Crotonsäure, Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Polyalkylenoxiden und/oder
Polyalkylenglycolen, gepfropfte und vernetzte Copolymere aus der Copolymerisation von
mindestens einem Monomeren vom nichtionischen Typ, mindestens einem Monomeren
vom ionischen Typ, von Polyethylenglycol und einem Vernetzer durch Copolymerisation
mindestens eines Monomeren jeder der drei folgenden Gruppen erhaltenen Copolymere,
Ester ungesättigter Alkohole und kurzkettiger gesättigter Carbonsäuren und/oder Ester
kurzkettiger gesättigter Alkohole und ungesättigter Carbonsäuren, ungesättigte
Carbonsäuren, Ester langkettiger Carbonsäuren und ungesättigter Alkohole und/oder Ester
aus den Carbonsäuren der Gruppe mit gesättigten oder ungesättigten, geradkettigen oder
verzweigten C8-18-Alkoholen, Terpolymere aus Crotonsäure, Vinylacetat und einem Allyl-
oder Methallylester, Tetra- und Pentapolymere aus Crotonsäure oder Allyloxyessigsäure,
Vinylacetat oder Vinylpropionat, verzweigten Allyl- oder Methallylestern; Vinylethern,
Vinylestern oder geradkettigen Allyl- oder Methallylestern, Crotonsäure-Copolymere mit
einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe Ethylen, Vinylbenzol, Vinylmethylether,
Acrylamid und deren wasserlöslicher Salze, Terpolymere aus Vinylacetat, Crotonsäure und
Vinylestern einer gesättigten aliphatischen in α-, β- oder γ-Stellung verzweigten
Monocarbonsäure, wasserlöslichen kationische Polymeren aus der Gruppe der
quaternierten Cellulose-Derivate, Polysiloxane mit quaternären Gruppen, kationischen
Guar-Derivate, polymeren Dimethyldiallylammoniumsalze und deren Copolymere mit
Estern und Amiden von Acrylsäure und Methacrylsäure, Copolymere des Vinylpyrrolidons
mit quaternierten Derivaten des Dialkylaminoacrylats und -methacrylats, Vinylpyrrolidon-
Methoimidazoliniumchlorid-Copolymere, quaternierter Polyvinylalkohol, unter den INCI-
Bezeichnungen Polyquaternium 2, Polyquaternium 17, Polyquaternium 18 und
Polyquaternium 27 angegebenen Polymere.
Besonders als Additive geeignet sind wasserlösliche Polymere, wie sie durch
Pfropfcopolymerisation erhältlich sind. Als Pfropfgrundlage eignen sich beispielsweise
Polyalkylenglykole, insbesondere Polyethylenglykol, mit einem Molekulargewicht von
etwa 100 bis etwa 50.000, insbesondere etwa 1000 bis etwa 10.000. Zur Herstellung der
Pfropfäste können grundsätzlich alle auf Polyalkylenglykole pfropfbaren Verbindungen
mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung eingesetzt werden.
Vorzugsweise werden zur Herstellung der Pfropfäste jedoch Ester des Vinylalkohols mit
linearen oder verzweigten, gesättigten Monocarbonsäuren mit 2 bis 24 C-Atomen,
insbesondere 2 bis etwa 18 C-Atomen, eingesetzt. Derartige Vinylester wurden im Rahmen
des vorliegenden Textes bereits oben beschrieben. Beispielsweise können
Pfropfcopolymere eingesetzt werden, die einen Gehalt an Pfropfgrundlage von etwa 10 bis
etwa 90 Gew.-% und einen Gehalt an Pfropfästen von etwa 90 bis etwa 10 Gew.-%
aufweisen. Das Verhältnis von Pfropfgrundlage zu Pfropfästen wird vorzugsweise so
gewählt, daß die Pfropfcopolymeren wasserlöslich sind, wobei die Wasserlöslichkeit bei
20°C mindestens etwa 1 g/l, vorzugsweise jedoch mehr, beispielsweise etwa 2, 5 oder
10 g/l, betragen sollte.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als
Additiv ein Pfropfcopolymeres eingesetzt, das etwa 40 Gew.-% eines Polyethylenglykols
(PEG) mit einem Molekulargewicht (Mw) von etwa 6000 als Pfropfgrundlage und etwa 60
Gew.-% Polyvinylacetat als Pfropfäste trägt.
Die genannten Additive können in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-%,
beispielsweise etwa 3 bis etwa 7 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Bindemittel
zusammensetzungen vorliegen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine wäßrige Lösung oder Dispersion einer
Bindemittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 4 oder 10 oder einer nach Anspruch 5
bis 9 hergestellten Bindemittelzusammensetzung.
Die erfindungsgemäßen teilchenförmigen Bindemittelzusammensetzungen weisen einen
Anteil an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 30 µm oder weniger
als etwa 35 µm oder weniger als etwa 40 µm auf, der weniger als 1 Gew.-% beträgt. Im
Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil derartiger Teilchen
weniger als 0,8 Gew.-%, beispielsweise weniger als 0,5 Gew.-%.
Eine erfindungsgemäße, teilchenförmige Bindemittelzusammensetzung weist einen Gehalt
an freien Fasern in 5 mg der Bindemittelzusammensetzung von mindestens 40 auf. Die
Zahl 40 bezieht sich dabei auf die tatsächliche Zahl an freien Fasern, die in 5 mg der
Bindemittelzusammensetzung gefunden werden.
Unter freien Fasern werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Polysaccharidfasern
verstanden, die keine Anhaftung von Agglomeraten zeigen, sondern in geeigneter
Vergrößerung als freie Fasern erkennbar sind. Als Fasern werden im Rahmen der
vorliegenden Erfindung langgestreckte Raumgebilde bezeichnet, bei denen das Verhältnis
der Ausdehnung zweier Raumachsen im idealgestreckten Zustand mindestens etwa 10
beträgt.
Die im Rahmen des vorliegenden Textes als "freie Fasern" bezeichneten Gebilde sind im
Rahmen einer mikroskopischen Untersuchung entsprechender teilchenförmiger
Bindemittelzusammensetzungen deutlich als solche erkennbar. Eine freie Faser weist
gemäß der vorliegenden Erfindung keine Anhaftungen auf, die eine Ausdehnung von mehr
als 50%, vorzugsweise mehr als 30% und besonders bevorzugt mehr als 10% der
längsten Raumachse der freien Faser aufweisen. Im Rahmen einer besonders bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine freie Faser keine erkennbaren
Anhaftungen auf.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als freie Fasern bezeichneten Bestandteile
einer erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung weisen vorzugsweise eine Länge
von mindestens etwa 30, beispielsweise mindestens etwa 35, 40, 45 oder 50 µm,
vorzugsweise jedoch mindestens etwa 60, 70 oder 80 µm auf.
Unter Anhaftungen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung beliebige, durch
Adhäsion mit der Faser verbundene Gebilde verstanden. Üblicherweise handelt es sich bei
derartigen Anhaftungen um Polymerisatteilchen.
Der Gehalt an freien Fasern wird dadurch bestimmt, daß eine Probe von 5 mg der zu
untersuchenden Bindemittelzusammensetzung auf einem Objektträger möglichst
gleichmäßig, breit verteilt wird. Üblicherweise reicht eine Fläche von etwa 3 bis etwa 4
cm2 für eine derartige Verteilung aus. Die freien Fasern gemäß der obengenannten
Definition werden bei einer 25-fachen Vergrößerung unter einem Stereomikroskop
ausgezählt. Aus einer Doppelbestimmung wird das arithmetische Mittel gebildet, und der
Anteil an Fasern in freie Fasern/5 mg angegeben.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die
Untergrenze für den Gehalt an freien Fasern in der erfindungsgemäßen
Bindemittelzusammensetzung etwa 41, 42, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90 oder etwa 100
Fasern/5 mg. Die Obergrenze liegt bei etwa 250 oder weniger Fasern/5 mg, beispielsweise
bei etwa 240, 230, 220, 200 oder 150 Fasern.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Zahl der Fasern in einer
erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung etwa 50 bis 250, insbesondere etwa 70
bis etwa 230 Fasern/5 mg.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen weisen ein ausgezeichnetes
Portionierungs- und Schüttverhalten auf. In einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beträgt das Schüttvolumen mehr als etwa 88 ml/50 g
Bindemittelzusammensetzung, vorzugsweise mehr als etwa 95 oder mehr als etwa
100 ml/50 g Bindemittelzusammensetzung. Die Obergrenze für das Schüttvolumen der
erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen beträgt etwa 150 ml/50 g
Bindemittelzusammensetzung, vorzugsweise etwa 130 ml/50 g Bindemittelzusammen
setzung.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen zeigen darüber hinaus ein
ausgezeichnetes Lagerungsverhalten. Selbst eine Lagerung der erfindungsgemäßen
Bindemittelzusammensetzungen, verpackt in Polyethylenbeutel, bei einer Temperatur von
mehr als 35°C und einer Belastung von etwa 1 kg/50 cm2 über einen Zeitraum von 24
Stunden führt nicht zu einem Verbacken der erfindungsgemäßen Pulver.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen weisen eine äußerst geringe
Staubneigung auf. Die Staubmenge wurde optisch durch Beobachtung der
Staubentwicklung bestimmt, eine detaillierte Darstellung der Bestimmung des
Staubgehalts findet sich im Beispielteil.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen enthalten im Rahmen einer
bevorzugten Ausführungsform etwa 30 bis etwa 75 Gew.-% eines natürlichen oder
synthetischen Polysaccharids oder Polysaccharidderivats, etwa 20 bis etwa 40 Gew.-%
eines synthetischen Polymerisats, etwa 0 bis etwa 20 Gew.-% Füllstoffe und etwa 0 bis
etwa 10 Gew.-% Additive.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erhält eine erfindungsgemäße
Bindemittelzusammensetzung etwa 40 bis etwa 60 Gew.-% eines natürlichen oder
synthetischen Polysaccharids oder Polysaccharidderivats, insbesondere
Methylhydroxyethylcellulose, etwa 25 bis etwa 35 Gew.-% eines synthetischen
Polymerisats, insbesondere Polyvinylacetat oder Poly(vinylalkohol-co-vinylacetat), etwa 5
bis etwa 20 Gew.-% Hilfsstoffe, beispielsweise Calciumcarbonat und etwa 2 bis etwa 7
Gew.-% Additive.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen werden zur Herstellung wäßriger,
gebrauchsfertiger Lösungen oder Dispersionen eingesetzt. Hierzu werden die
erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen vom Anwender in Wasser
eingetragen, wobei die gebrauchsfertige Zubereitung nach kurzer Zeit vorliegt. Der
Lösungsvorgang kann gegebenenfalls durch Rühren unterstützt werden. Geeignete
Anwendungskonzentrationen für die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen
sind beispielsweise 0,5 bis 20 Gew.-% in Wasser, insbesondere etwa 1 bis 5 Gew.-%.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Bindemittel erfolgt durch Kontaktieren eines
teilchenförmigen Gemischs mindestens eines natürlichen oder synthetischen
Polysaccharids und mindestens eines synthetischen wasserdispergierbaren Polymerisats
mit einem Lösemittel, das gegebenenfalls ein Additiv oder ein Gemisch aus zwei oder
mehr Additiven enthält.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Herstellung einer
staubarmen teilchenförmigen Bindemittelzusammensetzung, bei dem ein teilchenförmiges
Gemisch mindestens eines natürlichen oder synthetischen Polysaccharids und mindestens
eines synthetischen wasserdispergierbaren Polymerisats mit einem Lösemittel kontaktiert
wird, wobei das Lösemittel so gewählt wird, daß eine Quellung oder Lösung des
synthetischen Polymerisats innerhalb von 3 h bei 20°C erfolgt.
Der Begriff "Lösemittel" betrifft im Rahmen des vorliegenden Verfahrens sowohl
Verbindungen, die eine Quellung des Polymerisats verursachen als auch Verbindungen, die
das Polymerisat ganz oder teilweise lösen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mit Lösemitteln durchgeführt
werden, die ausschließlich eine Quellung des synthetischen, wasserdispergierbaren
Polymerisats verursachen. Die Quellung kann dabei beispielsweise oberflächlich erfolgen,
es kann jedoch auch eine vollständige Quellung des Polymerisats stattfinden.
Weiterhin können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Lösemittel eingesetzt
werden, die das Polymerisat grundsätzlich ganz oder zumindest teilweise auflösen.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die
Menge an eingesetztem Lösemittel derart bemessen, daß nach vollständiger Zugabe des
Lösemittels eine gegebenenfalls beobachtete Verklumpung des eingesetztem Gemischs aus
natürlichem oder synthetischem Polysaccharid und mindestens einem synthetischen
wasserdispergierbaren Polymerisat reversibel ist, d. h., nach der Entfernung des Lösemittels
entweder ohne äußere Einwirkung oder durch geringen Kraftaufwand, beispielsweise
durch Rühren oder Schütteln, wieder verschwindet.
unterbleibt. Vorzugsweise sollte im wesentlichen keine Anhaftung der mit dem Lösemittel
oder Lösemittelgemisch versetzen Teilchen des Gemischs aus natürlichem oder
synthetischem Polysaccharid und mindestens einem synthetischen wasserdispergierbaren
Polymerisat an den Wänden eines für die Vermischung eingesetzten Aggregats feststellbar
sein.
Die im Rahmen des vorliegenden Verfahrens eingesetzte Menge an Lösemittel kann dabei
grundsätzlich innerhalb eines beliebigen Bereichs liegen. Vorzugsweise sollte die
Lösemittelmenge jedoch nicht größer sein als die Gesamtmenge an Gemisch aus
natürlichem oder synthetischem Polysaccharid und mindestens einem synthetischen
wasserdispergierbaren Polymerisat, bezogen auf das Gewicht der im Verfahren
eingesetzten Verbindungen.
Wenn beispielsweise Lösemittel eingesetzt werden, die ausschließlich eine Quellung des
Polymerisats verursachen, so kann die eingesetzte Lösemittelmenge beispielsweise etwa 10
bis etwa 90 Gew.-% oder etwa 20 bis etwa 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht an
Gemisch aus natürlichem oder synthetischem Polysaccharid und mindestens einem
synthetischen wasserdispergierbaren Polymerisat, betragen. Vorzugsweise bleibt der Anteil
an eingesetztem Lösemittel in diesem Fall unterhalb eines Werts von etwa 100 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des im Gemisch aus natürlichem oder synthetischem
Polysaccharid und mindestens einem synthetischen wasserdispergierbaren Polymerisat
vorliegenden Polymerisats, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 5 bis etwa 95
oder etwa 25 bis etwa 85 Gew.-%.
Wenn im Rahmen des vorliegenden Verfahrens Lösemittel eingesetzt werden, die das
Polymerisat lösen, so kann die eingesetzte Lösemittelmenge beispielsweise etwa 10 bis
etwa 70 Gew.-% oder etwa 20 bis etwa 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht an Gemisch
aus natürlichem oder synthetischem Polysaccharid und mindestens einem synthetischen
wasserdispergierbaren Polymerisat, betragen. Vorzugsweise bleibt der Anteil an
eingesetztem Lösemittel in diesem Fall jedoch unterhalb eines Werts von etwa 100 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des im Gemisch aus natürlichem oder synthetischem
Polysaccharid und mindestens einem synthetischen wasserdispergierbaren Polymerisat
vorliegenden Polymerisats, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 10 bis etwa
85 oder etwa 50 bis etwa 80 Gew.-%.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform wird als Lösemittel ein Lösemittel
eingesetzt, das mindestens einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten
Alkohol mit 1 bis etwa 10 C-Atomen enthält. Als Alkohole mit 1 bis etwa 10 C-Atomen
eignen sich insbesondere Alkohole mit 1 oder 2 OH-Gruppen, insbesondere Monoalkohol.
Geeignete Alkohole sind beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-
Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, die isomeren Pentanole, Hexanole, Heptanole, Octanole
und Decanole, Allylalkohol, 3-Pentanol, Tetrahydrofurfurylalkohol oder aromatische
Alkohole wie Benzylalkohol. Ebenfalls geeignet sind Glykole wie Ethylenglykol,
Propylenglykol, Butylenglykol, Pentandiol, Hexandiol oder Heptandiol, wobei die
genannten Alkohole die OH-Gruppen endständig oder an beliebigen Stellen innerhalb der
Kohlenstoffkette tragen können. Ebenfalls geeignet sind die Teil- oder Vollether der
genannten Alkohole und Glykole.
Weiterhin sind als Lösemittel im Rahmen der vorliegenden Erfindung Gemische von zwei
oder mehr der genannten Alkohole oder Ether, gegebenenfalls im Gemisch mit Wasser,
geeignet. Wenn die genannten Alkohole zusammen mit Wasser als Lösemittel eingesetzt
werden, so sollte der Gehalt an Alkoholen im Lösemittel mindestens etwa 20 Gew.-%,
vorzugsweise jedoch mehr, beispielsweise mindestens etwa 50 oder mindestens etwa 80
Gew.-% betragen.
Darüber hinaus sind als Lösemittel beispielsweise cyclische Ether oder aromatische
Lösemittel wie Toluol, THF oder Dioxan geeignet.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Lösemittel durchgeführt, das ein Additiv
enthält. Als Additive eignen sich die bereits oben im Rahmen des vorliegenden Textes
genannten ionischen oder nichtionischen, wasserlöslichen Polymeren.
Wenn ein additivhaltiges Lösemittel eingesetzt wird, so enthält das Lösemittel im Rahmen
einer bevorzugten Ausführungsform etwa 5 bis etwa 50 Gew.-%, beispielsweise etwa 10
bis etwa 30 Gew.-%, insbesondere etwa 15 bis etwa 25 Gew.-% an Additiv.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das
erfindungsgemäße Verfahren mit einem Gemisch aus Ethanol als Lösemittel und
Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 200 bis etwa 5000, insbesondere
etwa 400 bis etwa 2000, Polyvinylpyrrolidon oder einem Poly(ethylenglykol-graft
vinylacetat durchgeführt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das obengenannte
teilchenförmige Gemisch mindestens eines natürlichen oder synthetischen Polysaccharids
und mindestens eines synthetischen wasserdispergierbaren Polymerisats mit einem
Lösemittel oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Lösemitteln oder einem Gemisch aus
einem oder mehreren Lösemitteln und einem Additiv oder einem Gemisch aus zwei oder
mehr Additiven kontaktiert. Die Kontaktierung erfolgt mittels üblicherweise eingesetzter
Mischverfahren, insbesondere in einem Rührkessel unter Verwendung eines
Pflugscharmischers. Weitere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignete Vorrichtungen sind beispielsweise Lödige-Mischer oder Drehrohrmischer.
Die Kontaktierung des teilchenförmigen Gemischs mit dem Lösemittel oder dem
additivhaltigen Lösemittel erfolgt in der Regel dadurch, daß Lösemittel oder
additivhaltiges Lösemittel zum teilchenförmigen Gemisch zugetropft werden, während das
teilchenförmige Gemisch in Bewegung gehalten wird. Die Zugabegeschwindigkeit wird so
gewählt, daß sowohl eine Wandbenetzung des Rührgefäßes und der Rührvorrichtung als
auch eine Verklumpung der Teilchen untereinander im wesentlichen unterbleibt, zumindest
jedoch so, daß eine gegebenenfalls beobachtete Verklumpung oder Anhaftung nach einer
Entfernung des Lösemittels im wesentlichen wieder vollständig verschwindet. Die Zugabe
kann beispielsweise durch Zutropfen an einer oder mehreren Stellen des Rührgefäßes oder
durch Besprühen des bewegten Gemischs erfolgen.
Die Vermischung kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens direkt nach
Beendigung der Zugabe des Lösemittels oder des additivhaltigen Lösemittels beendet
werden. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch nach dem Ende der
Zugabe des Lösemittels oder additivhaltigen Lösemittels noch für mindestens etwa 5 min
die Bewegung des Gemischs aufrechterhalten.
Das dem teilchenförmigen Gemisch zugegebene Lösemittel wird vorzugsweise im
Anschluß an die Vermischung des Gemischs mit dem Lösemittel, nach einer ausreichenden
Kontaktzeit, aus dem Gemisch entfernt. Dies erfolgt vorzugsweise durch Erwärmen des
Gemischs auf eine Temperatur, bei der das Lösemittel aus dem Gemisch abdampft. Im
Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dieser
Prozeß durch eine Verminderung des Drucks unterstützt.
Die Temperatur des Gemischs bei der Entfernung des Lösemittels sollte im Rahmen einer
bevorzugten Ausführungsform eine Temperatur von etwa 60°C, insbesondere etwa 50
oder etwa 40°C nicht übersteigen. Dabei wird im Rahmen einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform der Druck auf etwa 10 mbar oder weniger, beispielsweise weniger als
etwa 5 mbar verringert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Bindemittelzusammensetzung,
herstellbar nach einem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen eignen sich zur Herstellung
wäßriger Lösungen oder Dispersionen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher
auch eine wäßrige Lösung oder Dispersion einer erfindungsgemäßen
Bindemittelzusammensetzung oder einer nach einem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Bindemittelzusammensetzung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen
Bindemittelzusammensetzung oder einer nach einem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Bindemittelzusammensetzung zur Herstellung wäßriger Zubereitungen.
Entsprechende wäßrige Zubereitungen wurden bereits im Rahmen dieses Textes
beschrieben.
Die vorliegende Erfindung wird durch die Abbildungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt drei elektronenmikroskopische Aufnahmen eines handelsüblichen
Tapetenkleisters in unterschiedlichen Vergrößerungen und unterschiedlichen
Bildausschnitten. Der untersuchte Tapetenkleister enthält Methylhydroxyethylcellulose,
Poly(vinylalkohol-co-vinylacetat), Calciumcarbonat und Polyvinylpyrrolidon. Wie aus
Bild 1.1 hervorgeht, weist ein solches handelsübliches Gemisch zur Herstellung von
Tapetenkleister einen hohen Anteil an Bestandteilen einer Größe von weniger als etwa
50 µm auf. Bilder 1.2 und 1.3 zeigen einen Anteil an freien Fasern neben weiteren
Bestandteilen, deren Teilchendurchmesser zum Teil weniger als 10 µm beträgt.
Fig. 2 zeigt separierte Fasern eines durch Sprühtrocknung erhaltenen Bindemittelgemischs.
Die in den Bildern 2.1, 2.2 und 2.3 dargestellten, separierten Fasern sind deutlich
erkennbar von Anhaftungen agglomerierter Bindemittelbestandteile umgeben.
Fig. 3 zeigt Aufnahmen eines erfindungsgemäßen Bindemittelgemischs. In Bild 3.1 sind
sowohl Agglomerate mit einem Durchmesser von deutlich mehr als 200 µm als auch
einzelne freie Fasern zu erkennen. Es ist kein Anteil an Bestandteilen mit einem
Durchmesser von weniger als etwa 100 µm zu erkennen. Die Bilder 3.2 und 3.3. zeigen
jeweils detaillierte Vergrößerungen von Faserbestandteilen der erfindungsgemäßen
Bindemittelzusammensetzung, die deutlich von Agglomeraten umgeben sind.
Fig. 4 zeigt weitere Abbildungen einer erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung.
In den Bildern 4.1, 4.2 und 4.3 sind jeweils freie Fasern als Bestandteile der
Bindemittelzusammensetzung zu erkennen.
Fig. 5 zeigt ebenfalls Detailabbildungen freier Fasern in der erfindungsgemäßen
Bindemittelzusammensetzung. Die Bilder 5.1, 5.2 und 5.3 stellen Detailaufnahmen freier
Fasern dar.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele näher erläutert.
In einem 1 l-Planschliffkolben mit Ankerrührer wurden 100 g eines Gemischs bestehend
aus 53 g Methylhydroxyethylcellulose, 32 g Poly(vinylalkohol-co-vinylacetat) und 15 g
Calciumcarbonat unter kräftigem Rühren (200 Upm) mit 25 g eines Lösemittels oder eines
in einem Lösemittel gelösten Additivs, wie in Tabelle 1 erläutert, versetzt. Die Lösung
wurde so langsam zugetropft, daß eine Wandbenetzung oder Klumpenbildung unterblieb
(Dauer ca. 5 bis 7 min). Die erhaltene Mischung wurde nach vollständige Zugabe noch 5
Minuten nachgerührt. Anschließend wurde der Planschliffkolben in ein 50°C warmes
Wasserbad getaucht und das Lösemittel unter weiterem Rühren in Vakuum (< 5 mbar)
abgezogen. Die Temperatur des Gemischs betrug hierbei ca. 30°C.
Anschließend wurde die Staubneigung der so erhaltenen Bindemittelagglomerate
bestimmt. Dabei wurden 100 g Bindemittelzusammensetzung schlagartig durch Umstülpen
eines Schüttgefäßes (250 ml Becherglas) in ein vor einem schwarzen Hintergrund
plaziertes 2 l-Becherglas entleert. Nach dem Umstülpen wurde die Zeit t bestimmt, die vom
Umstülpen bis zum Absinken der nach dem Umstülpen entstandenen Staubwolke unter die
Oberkante des 2 l-Becherglases verging. Die Staubigkeit wurde wie folgt klassifiziert:
3: staubt extrem stark | t < 30 s |
2: staubt stark | t < 6 s-30 s |
1: staubt kaum | t = 3-6 s |
0: staubt nicht | t < 3 s. |
Eigenschaften der durch verschiedene Zusätze nach obiger Herstellvorschrift erhaltenen
Bindemittelzusammensetzungen:
Um die unterschiedlichen Charakteristika der aus dem Stand der Technik bekannten
Bindemittelzusammensetzungen und der erfindungsgemäßen Bindemittelzusammen
setzung zu untersuchen, wurden verschiedene Proben von aus dem Stand der Technik
bekannten Bindemittelzusammensetzungen und eine erfindungsgemäße Bindemittelzu
sammensetzung einer mikroskopischen Untersuchung unterzogen. Als Vergleichsbeispiel 1
wurde ein handelsübliches Produkt zur Herstellung von Tapetenkleistern, wie es zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen eingesetzt wird,
untersucht. Als Vergleichsbeispiel 2 wurde eine durch Sprühtrocknung erhaltene Ware
untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Claims (12)
1. Teilchenförmige Bindemittelzusammensetzung, mindestens enthaltend ein
natürliches oder synthetisches Polysaccharid und mindestens ein synthetisches
wasserdispergierbares Polymerisat, wobei der Anteil an Teilchen mit einem
Teilchendurchmesser von weniger als 30 µm weniger als 1 Gew.-% und der Gehalt
an freien Fasern in 5 mg der Bindemittelzusammensetzung mindestens 40 beträgt.
2. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gehalt an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von mehr als 10 mm weniger
als 1 Gew.-% beträgt.
3. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ein Additiv aus der Gruppe der wasserlöslichen ionischen oder
nichtionischen Polymeren enthält.
4. Bindemittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schüttvolumen mehr als 88 ml pro 50 g
Bindemittelzusammensetzung beträgt.
5. Verfahren zur Herstellung einer staubarmen teilchenförmigen
Bindemittelzusammensetzung bei dem ein teilchenförmiges Gemisch mindestens
eines natürlichen oder synthetischen Polysaccharids und mindestens eines
synthetischen wasserdispergierbaren Polymerisats mit einem Lösemittel kontaktiert
wird, wobei das Lösemittel so gewählt wird, daß eine Quellung oder Lösung des
synthetischen Polymerisats innerhalb von 3 h bei 20°C erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösemittel
mindestens einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkohol
mit 1 bis 10 C-Atomen enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösemittel ein
Additiv enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Lösemittel als Additiv ein wasserlösliches ionisches oder nichtionisches Polymeres
enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
teilchenförmige Gemisch mit dem Lösemittel oder dem Gemisch aus Lösemittel
und Additiv kontaktiert und nach einer ausreichenden Kontaktzeit das Lösemittel
entfernt wird.
10. Bindemittelzusammensetzung, herstellbar nach einem der Ansprüche 5 bis 9.
11. Wäßrige Lösung oder Dispersion einer Bindemittelzusammensetzung gemäß
Anspruch 1 bis 4 oder 10 oder einer nach Anspruch 5 bis 9 hergestellten
Bindemittelzusammensetzung.
12. Verwendung einer Bindemittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 4 oder 10
oder einer nach Anspruch 5 bis 9 hergestellten Bindemittelzusammensetzung zur
Herstellung wäßriger Zubereitungen.
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |