DE2161408A1 - Latexmasse und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Latexmasse und Verfahren zu ihrer Herstellung

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DE2161408A1 DE19712161408 DE2161408A DE2161408A1 DE 2161408 A1 DE2161408 A1 DE 2161408A1 DE 19712161408 DE19712161408 DE 19712161408 DE 2161408 A DE2161408 A DE 2161408A DE 2161408 A1 DE2161408 A1 DE 2161408A1
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Description

dr. MÜLLER-BORS dipl-phys. dr. MANiTZ dipl.-chem. dr. DEUFEL DlPL-ING. FINSTERWALD DIPL.-ING. GRÄMKOW
D/Dek/Sh - P 2129
Polymer Corporation Limited Sarnia, Ontario, Kanada
Latexmasse und Verfahren zu ihrer Herstellung
Priorität: Kanada vom 11. Dezember 1970 Nre 100375
Die Erfindung betrifft zur Behandlung von faserförmigen Materialien geeignete, wäßrige Latexmassen und ein Verfahren zur Herstellung von carboxylhaltigen Latexmassen.
Carboxylhaltige Latices von Butadienpolymeren sind für die Herstellung von faserförmigen Produkten wie Vliesstoffen bzw. non-woven Materialien, beschichtetem Papier s Textilien für Polsterzwecke und Teppiche verwendet wordene Bei diesen Anwendungen wirkt der Latex als Bindemittel für die Fasern und/oder Füllstoffteilchen; je mehr Latex verwendet wird, desto besser ist die Materialfestigkeit. Jedoch müssen überschüssige Mengen vermieden werden, damit das Aussehen und die Absorptionseigenschaften der behandelten Faserprodukte so weniq wie möglich verändert werden.
- 1 - BAD
209826/0973
Dr. MüHar-Bort Or. Manitz · Dr. Deufel - Dipl.-Ing. Finsterwald DIpI.-Ing. Grimkow
* 1
Es wurden Versuche angestellt, um einen Kompromiß zwischen diesen miteinander imGegensatz stehenden Erfordernissen zu finden und um die Bindefestigkeit des carboxylhaltigen Latex zu verbessern, so daß er in kleineren Mengen angewandt werden könnte·
Aufgabe der Erfindung ist es, einen carboxylhaltigen Latex mit verbesserter Bindefestigkeit herzustellen Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte carboxylhaltige Latexmasse zur Behandlung von faserförmigen Materialien zu schaffen« Weitere Aufgabe der Erfindung ist eine zur Anwendung bei beschichtetem Papier geeignete Latexmasse.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine wäßrige, zur Behandlung von faserförmigem Material geeignete Latexmasse gelöst, welche in einer wäßrigen Lösung eines synthetischen Emulgator· «ine Dispersion ■ eines Polymerisates umfaßt, welches monomere Einheiten von (l) mindestens etwa 25 Gew.TIn. eines acyclischen, konjugierten Diolefins, (2) mindestens etwa 25 Gew.TIn. einer monoolefinisch ungesättigten, copolymer isierbaren Verbindung, wobei diese Verbindung frei von Carbonyl- und Carboxylsäurereste ist, (3) 0,1 bis etwa 5 Gew.TIn. einer olefinisch ungesättigten Carbonsäure und (4) 0,1 bis etwa 5 Gew.Tln. einer olefinisch ungesättigten Carbonylverbindung enthält, wobei die Gew.TIe. jeweils auf 100 Gew.TIe. Polymerisat bezogen sind.
Die Erfindung liefert ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer Latexmasse zur Behandlung von faserartigem Material, das sich dadurch auszeichnet, daß (A) ein Monomerengemisch polymerisiert wird, welches
(a) mindestens etwa 25 Gew.TIe. eines acyclischen, konjugierten Diolefins,
— 2 —
BAD ORIGINAL
209826/0973
(b) mindestens etv/a 25 Gew.Tie» einer monoolefinisch ungesättigten, copol.ymerisierbaren Verbindung, wobei diese Verbindung frei von Carbonyl- und Carboxylsäuregruppen ist,
(c) 0,1 bis etwa 5 GeweTle. einer olefinisch ungesättigten Carbonsäure, und
(d) 0,1 bis etwa 5 Gew.TIe0 einer olefinisch ungesättigten Carbonylverbindung umfaßt, wobei die Gew.TIe. sich jeweils auf 100 Gew.TIe.. des Monomerengemischs beziehen,
und wobei die Polymerisation in einer wäßrigen Emulsion durchgeführt wird, welche einen synthetischen, anionischen Emulgator zur Herstellung eines fluiden Copolymerisatlatex der genannten Monomeren mit einem Feststoffgehalt von mindestens 40 % und einen.pH-Wert von etwa 2 bis weniger als 7 enthält, und
(B) dex~ pH-Wert des Latex auf einen pH-Wert von etwa 7 bis etwa 11 zur Herstellung der Masse erhöht wird«,
Das bei der Erfindung verwendete konjugierte Diolefinmonomere ist ein acyclisches Dien mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Butadien-(1,3), Isopren, Chloropren oder 2,3-Oimethylbutadien-(1,3), wobei Butadien-(1,3) bevorzugt ist. Die monoolefinisch ungesättigte, von Carbonyl- und Carboxylsäureresten freie Verbindung kann Styrol oder ein substituiertes Styrolmonomeres sein, beispielsweise Pi"-Methylstyrol, Vinyltoluol oder i*-Chlorstyrol, oder ein von Acrylsäuren und Alkoholen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen abgeleiteter Ester, beispielsweise Methylacrylat, Methylmethacrylat oder Butylmothacrylatj oder ein acrylartiyes Hitril wie Acrylnitril, Methacrylnitril oder Äthacrylnitril, oder ein Gemisch der oben gnna:int<?n Stoffe. Styrol und substituierte Styrole worden bevorzugt eingesetzt. Geeignete äthylenartig ungesättigte Π-ϊιαιτ monomeren schließen Acrylsäure, Äthacrylsäure, Mothacryi r'iuro, Tt^consäure, Zimtsäure und Mischungen hiervon
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Die olefinisch ungesättigte Carbonylverbindung ist ein Monomeres mit einer olefinischen Gruppierung und einem Carbonylrest, welches durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird:
H 0
L. m C — C
R1 R2 R3
worin R. Wasserstoff oder ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, und R_ und R^ Wasserstoffatome oder C.-Cp-Alkylreste sind. Typische Beispiele von bei der Erfindung verwendbaren Carbonylverbxndungen sind Acrolein, ctf-Methylaerolein, ß-Mfethylaerolein, ß-Phenylacrolein, Methylvinylketon und ebenfalls andere Vinylalkylketone sowie deren Mischungen. Acrolein ist die bevorzugte Carbonylverbindung.
Das erfindungsgemäß hergestellte Copolymerisat besteht aus mindestens vier monomeren Einheiten. Die ersten beiden Monomeren, das acyclische, konjugierte Diolefin und die monoolefinisch ungesättigte, copolymerisierbare Verbindung bilden den größeren Teil des Polymerisates, nämlich nicht weniger als 90 Gew.Tle. pro 100 Gew.Tle. des Polymerisates. Das Verhältnis dieser beiden monomeren Einheiten kann innerhalb weiter Grenzen variieren, jedoch wird es vorgezogen, daß sie in einer Menge von mindestens 25 Gew.Tle. pro 100 Gew.Tle· des Polymerisates vorliegen.
Bei Anwendungen, bei welchen ein flexibles Copolymerisat erforderlich ist, wird das konjugierte Diolefin vorzugsweise in Mengen von etwa 50 bis etwa 70 Gew.Tle. eingesetzt; das Monoolefin bildet den Rest des größeren Teiles des Copolymerisates. Wenn andererseits ein steiferes Copolymerisat wie für die Papierbesdichtung gefordert wird, wird das
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Monoolefin in Mengen von etwa 50 bis etwa 70 Gew.TIn. angewandt, und das konjugierte Diolefin bildet den Rest des größeren Teiles des Copolymerisates.
Die beiden anderen Monomeren, die Carbonsäureverbindung und die Carbonylverbindung, bilden einen kleineren Teil des Polymerisates, nämlich nicht mehr als 10 Gew.TIe. pro 100 Gew.TIe. des Polymerisates, und vorzugsweise nicht mehr als 6 Gew.TIe0 Die Menge des Carbonsäurernonomeren kann von etwa 0,1 bis 5 Gew.% des Gesaintmonomeren betragen, liegt jedoch vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 1 bis 3 %, insbesondere wenn der Latex in Stärke 'enthaltenden Papierbeschichtungen verwendet werden soll. Die ungesättigte Carbonylverbindung kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.% des Gesamtmonomeren verwandt werden, obwohl etwa 1 bis 3 Gew.TIe. bevorzugt sind. Das Verhältnis des Carbonsäuremonomeren zu den Carbonylmonorneren kann innerhalb weiter Grenzen variieren, bevorzugt wird es jedoch innerhalb des Bereiches von 3:1 bis 1 : 3, bezogen auf Gewicht, gehalten.
Die Polyinerisationsreaktion wird in einem wäßrigen Ernulsionssystem unter Verwendung eines freiradikalischen Initiators, wie Wasserstoffperoxid, eines Alkalimetall- oder Ammonium- · persulfate oder Azobisisobutyroni-tril^ oder eines Redoxinitiatorpaares, welches eine reduzierende Verbindung und ein organisches Peroxid umfaßt, durchgeführt, wie dies auf dem Gebiet der Polymerisation an sich bekannt ist. Für gewöhnlich wird ein Bruchteil von 1 Tl. eines Molekulargewichtsregulators, wie eines Alkylmercaptans mit 8 bis 2? Kohlenstoffatomen oder eine Mischung hiervon pro 100 TIe. Monomere boi deer Polymerisation angewandt. Die Polymerisation wird in einem sauren, wäßrigen Medium durchgeführt; wenn das saure Monomere einmnl als Toil den Copolymerisates eingebaut ist, kann die orhaltone Lcitexemulnion zu einem alkalischen pH umgewandelt w<--rdt.-n.
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Die bei der Emulsionspolymerisation angewandten Bestandteile können entweder zugegeben werden, bevor die Reaktion initiiert wird, oder sie können in einer späteren Stufe der Reaktion während des VJachsturns eingeführt werden, wie dies an sich bekannt ist. Es ist bevorzugt, anfänglich einen Teil des Monomerengemisches und einen Teil der wäßrigen Phase einzugeben, und dann den Rest dieser Bestandteile hinzuzufügen.
Die wäßrige Phase ist eine Lösung eines oder mehrerer, synthetischer Emulgatoren, welche die Polymerisation in einem sauren Medium unterstützen und eine stabile Dispersion des Copolymerisates sowohl in dem sauren Medium als auch in dem alkalisehen Medium aufrechterhalten können. Die Emulgatoren schließen ein: Alkylsulfate oder -sulfonate und Alkylarylsulfonate, in denen die Alkylreste 10 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen, beispielsweise Natriumlaurylsulfat und Natriumdodocylbenzolsulfonat; Alkyl- und Alkylarylpolyathersulfate, z. B. Natriunlauryläthersulfat und Natriumbenzyläthersulfat, und Sal'/.o von Polyäthylenoxyphosphatester. Kleinere Mengen von nichtionir.chen Emulgatoren, wie äthoxylierten Alkylphenolen, -amiden oder -alkoholen, können ebenfalls vorliegen. Ein Emulgatorsystern, welches ein oder mehrere, säurestabile, sulfonierte Dicarbonsäuresalze oder -ester, z. B. Salze von Sulfobernsteinsäureestern, umfaßt, ist der bevorzugte Emulgator für die Herstellung eines für die Papierbeschichtung zu verwendenden Latex. Ein Beispiel für den bevorzugten Emulgator ist ein Gemisch des Dinatriumsalzes von äthoxyliertem Alkoholhalbester von Bernsteinsäure und der Dihexylester von Natriumsulfobernsteins'iure. Die Menge des Emulgators kann innerhalb weiter Grenzen variieren, beträgt jedoch bevorzugt von etwa 0,5 bis etwa G TIe., wobei 1 bis 3 TIe, pro 100 TIe. Monomere besonders bevor-su-jt sind.
Die Temperatur der Polymerisation kann innerhalb den üt_reichr^ voa !j w bis 100 °C variieren, liegt jedoch bevor^a<ji. ;;wisch*_:i
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10 und 80 C. Die Polymerisation wird bis zu einem hohen Umwandlungsgrad der Monomeren in Polymere durchgeführt, jedoch ist es vorteilhaft, die Reaktion abzustoppen, wenn 4Q bis 65 % Latexfeststoffe erreicht sind, und dann das überschüssige Monomere zu entfernen. Für die meisten Anwendungszwecke wird der pH-Wert des Latex nach der Polymerisation vom Sauren zum Alkalischen bis zu einem pH-Wert von etwa 7 bis etwa 11 eingestellt.
Der so hergestellte Latex kann mit Fasern, z. B. zelluloseartigen Fasern, Asbest, Glasfasern bzw. Glasgespinst nach einer beliebigen der üblichen Methoden vereinigt, gegebenenfalls verformt, getrocknet und ausgehärtet werden. Solche Massen werden für Teppichunterlagen bzw. -rückseiten und für die Herstellung von beschichtetem Papier, getränktem Papier und Asbestpapier verwendet.
Der carboxylhaltige Latex der Erfindung ist insbesondere zur Verwendung in Papierbeschichtungsmassen geeignet. Diese Massen sind wäßrige Pasten, welche zwischen 30 und 70 Gew.% nichtflüchtiger Materialien, wie Füllstoffen, Stärkeklebern, Polymerisaten, Dispersionsmitteln, Pufferstoffen und Entschäumung smittel, enthalten. Die Arbeitsweisen zum Kompoundieren, die Maschinenausrüstung und die Arbeitsweisen zur Papierbeschichtung sind in "Pigmented Coating Processes for Paper and Board", TAPPI Monograph Series No. 28 (1964) beschrieben. Der Füllstoff wird aus einem oder aus mehreren der üblichen Füllstoffe, wie aus feinzerteilten Tonen, Kalziumsulfoaluminat, Kaliumcarbonat, Aluminiumoxid, Kieselerde, Titandioxid, Zinkoxid und färbenden Materialien, ausgewählt, und er wird in Mengen von etwa 1 TIe. bis etwa 20 Tie. pro Tl. Polymerisat, vorzugsweise zu mindestens 60 Gew.% des .gesamten, nichtflüchtigen Materials, verwendet. Stärkekleber werden in Mengen von 3 bis 30 TIe. Trockengewicht, bezogen auf 100 TIe. Füllstoff, angewandt. Kasein und/6der Sojaprotein können anstelle von oder zusätzlich zu Stärke verwendet werden. Bevorzugt
209826/Q973
wird enzym-konvertierte Stärke verwendet; eine der Vorteile des erfindungsgemäßen Latex besteht darin, daß er mit der Stärke in hohem Maße verträglich ist und beim Mischen mit der Stärkelösung weder koaguliert noch verdickt.
Die erfindungsgemäßen Massen zur Papierbeschichtung zeichnen sich durch Viskositäten aus, welche sich bei niedrigen und hohen Scherbeanspruchungen nicht so sehr verändern wie die Viskositäten bekannter Beschichtungsmassen; daher sind sie unter milden Mischbedingungen leichter verarbeitbar und erlauben höhere Püllstoffbeladungen. Die erfindungsgemäßen Massen zeigen ebenfalls eine verbesserte Bindekraft,und sie er-" höhen die Festigkeit von Beschichtungen oder Gegenständen aus verklebten Fasern; falls die Festigkeit ohne Einfluß ist, kann die Menge des Latex in der Beschichtungsmasse vermindert werden, dies ist von großem Wert bei Papier für Bahn-Offsetdruck. Der günstige Einfluß des verminderten Latexgehaltes in der Papierbeschichtung wirkt sich unter anderem in einer erhöhten Absorbierbarkeit der Druckfarbe bzw. Tinte aus.
Die folgenden Untersuchungsmethoden auf dem Gebiet der beschichteten Papiere, auf die in der Beschreibung Bezug genommen wird, wurde wie folgt durchgeführt:
Stärkeverträqlichkeit
Bei dieser Untersuchung wird die Koagulierungsmenge bestimmt, welche beim Hochgeschwindigkeitsrühren eines in eiienVerhältnis von 10 : 1, bezogen auf Trockengewicht, vermischtet! Gemisches aus Stärke und Latex für eine Zeitspanne von fc. B., min gebildet wurde. Die Stärke wurde in Form einer wäßrigen Lösung mit 20 bis 30 % Feststoffgehalt eingesetzt.
- 8
209826/0973
Rupffestigkeit von beschichteten Papieren
Dieser Test ist ein Maß für die Adhäsion der Beschichtung auf Papier und gibt die Maximalgeschwindigkeit an, mit welcher Papier ohne Brechen der beschichteten Oberfläche bedruckt werden kann. Ein kalandriertes Papierblatt, welches mindestens 4 h bei 21 0C und 50 % relativer Feuchtigkeit konditioniert worden war, wird mit Tinte einer bekannten Klebrigkeit (I.P.I. No. 6) unter einem bekannten Druck (35 kg) bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten in eiwi I.G.T.-Druckfähigkeitstester (Instituut voor Grafische Techniek, Amsterdam, Niederlande) bedruckt. Die Geschwindigkeit, bei welcher das Rupfen zuerst auftritt, ist der Wert der Rupffestigkeit.
Tintenabsorptionsvermöqen von beschichteten Papieren
Dieser Test liefer ein Maß für die Tintenmenge, welche durch das beschichtete Papier absorbiert wird. Um die Helligkeit des beschichteten Papiers vor und nach dem Tintenauftrag mit einer in einer an sich bekannten Weise aufgebrachten Standardtinte bzw. -druckfarbe zu messen, wird ein fotoelektrisches Untersuchungsgerät verwendet. Das Druckfarbenabsorptionsvermögen wird als %-Verlust der Helligkeit ausgedrückt.
Naßreibfest^qkeit von beschichteten Papieren
Diese Untersuchungsmethode l.flbfc die Menge der Beschichtung, welche durch nasses Bürsten des beschichteten Papiers entfernt wird. Bei diesem Test wird ein Modell 503-Taber Abriebmesser verwendet, welcher mit einem Randprobenhalter und mit einer Dachshaarbürste anstelle des Scheuerrades versehen ist. Ein Stück des beschichteten Papiers, welches mit 10 ml Wasser angefeuchtet wurde, wird für eine bestimmte Zeitspanne, z. B· 100 Umdrehungen, gebürstet. Das Wasser witd gesammelt, und dann wird seine Lichttransmission gemessen und mit .derjenigen dos Vergleichswassers verglichen. Die Maßriebfestigkeit
2O9826/0Ö73
BAD
216H08 JO
wird als %-Satz der Lichttransmission ausgedrückt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert:
Beispiel 1
Es wurde ein Latex durch Emulsionspolymerisation unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt, wobei Tie·= Gew.Tie. pro 100 TIe. Gesamtmonomere sind:
Monomere: Tie·
Butadien-(1,3) · _ · 37
Styrol 60
Carbonsäure (l:l-Verhältnis von
Acryl- und Itaconsäure) 1,5
Acrolein 1,5
Wäßriqe Phase:
Wasser 90
Emulgator:
(a) Natriumsalz einer Alkylarylsulfonsäure 1,0
(b) Octylphenoxypolyäthoxyathanol 0,6 Kaliumchlorid 0,03 Xthylendiamintetraessigsäure 0,05 t-Dodecylmercaptan 0,5 Ammoniumpersulfat 0,3 Temperatur 55 - 80 0C
Die Polymerisationsreaktion wurde bei 55 0C mit 1/3 der Beladung an Gesamtmonomeren und 2/3 der anfänglich züge-, setzten, wäßrigen Phase initiiert; der Rest der Monomeren und der wäßrigen Phase wurde 2,5 h nach dem Start der Reaktion hinzugegeben und praktisch bis zum Abschluß bei einer auf 80 °C gesteigerten Temperatur polymerisiert. Es wurde
- 10 -
209826/0971
ein stabiler Latex mit einem Fest±offgehalt von 52 % und einem pH von 3 erhalten.· Der Latex wurde mit Ammoniumhydroxid zur Anhebung des pH-Wertes auf 7 behandelt, und nach dem Abstreifen der restlichen Monomeren wurde er weiter auf einen pH-Wert von 9 eingestellt. Der erhaltene Latex erwies sich als stabil und mit Stärke verträglich, wobei er weniger als 0,01 % Koaguliertes bei der wie zuvor beschrieben durchgeführten Untersuchung zeigte.
Der Latex wurde zur Bildung einer Papierbeschichtungsmasse unter Verwendung des folgenden Rezeptes kompoundiert:
Gew.TIe.
Kaolin 85
Gefälltes Kaliumcarbonat 15'
Latex (bezogen auf Trockengewicht) 10
enzym-konvertierte Stärke 10
Diese auf 62 % Peststoffe mit Wasser eingestellte Formulierung besaß eine Viskosität von 650 cP (Brookfteld spindle No. 4 bei 100 Upm bei 20 °C). Die Beschichtung Wurde dann auf ein Papiersubstrat mittels eines Tischbeschlchters in eine Menge von etwa 3,2 kg/Ries (7 lbs/ream) aufgetragen, und das beschichtete Papier würde getrocknet, gewalzt und dann, wie zuvor beschrieben, mit den im folgenden aufgeführten Ergebnissen untersucht. Als Kontrolle wurde ein auf gleiche Weise hergestelltes, beschichtetes Papier ebenfalls untersucht, wobei jedoch ein üblicher Latex aus carboxyliertem Styrol/ Butadien, welcher 60 % Styrolmonomereneinheiten und kein
wurde
Acrolein enthielt, verwende^. Die von dem Latex gemäß Versuch
bewirkten Verbesserungen dieses Beispiels waren folgende:
- 11 -
BAD
20 9 8 26/0973
Latex gemäß
Versuch		 Kontroll-
Latex
Rupffestigkeit in m/min
(feet/min)		 45,7
(150)		 37,2
(122)
Druckfarbenabsorptions
vermögen
(%-Verlust au Helligkeit)		 18,6 16,3
NaßabrieL
(% Lichttransmission)		 81,2 69,5
Beispiel 2
Es wurde ein Latex wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch Methacrolein als ungesättigte Carbonylverbindung verwendet wurde. Der Polymerisationsansatz v/ar in Gew.Tln. wie folgt:
Monomeren: Tie.
Butadien 3 7
Styrol 60
Itaconsäure 1,0
Acrylsäure 0,5
Methacrolein 1,5
Wäßf-lqe Phase:
Wasser 90
Dinatriumsalz von äthoxylierten
Halbester von Bernsteinsäure 0,4
Dihexylester von Natriumsulfosuccinat 1,35
Kaliumchlorid 0,2
Trinatriumphosphat 0,05
t-Dodecylmercaptan 0,5
Ammoniumper'ulf i< L 0,3
- 12 -
2 0 9 8 2 6/0973
Die Polymerisationsreaktion wurde bei 60 °C initiiert, wobei 1/3 der Gesamtmonamerenbeladung und 2/3 der wäßrigen Phase in dem Reaktionsgefäß vorlagen. Der Rest des Monomerengemisches und der wäßrigen Phase wurde hinzugegeben, nachdem die Anfangsbeladung praktisch polymerisiert war. Die Temperatur wurde dann auf etwa 75 0C angehoben, und die Reaktion wurde im wesentlichen in 10,5 h abgeschlossen, wobei ein stabiler Latex mit 51,4 % Feststoffen und eine pH von 3,4 hergestellt wurde· Der Latex wurde alkalisch gemacht und die restlichen Monomeren wie in Beispiel 1 abgestreift. Er wurd» . dann unter Verwendung der Papierbeschichtungsformulierung des Beispiels 1 mit der Ausnahme kompoundiert, daß die enzym-konvertierte Stärke durch eine oxidierte Stärke ersetzt wurde. Für Vergleichszwecke wurde als Kontrolle ein Latex aus carboxyliertem Styrol/Butadien verwendet, der in demselben Polymerisationssystem hergestellt worden war, wobei jedoch Methacrolein weggelassen wurde.
Die oben angegebenen Beschichtungsmassen wurde jeweils auf Papier aufgetragen, das beschichtete Papier wurde getrocknet und wie in Beispiel 1 beschrieben untersucht. Die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt:
Methacrolein ent- Kontroll
haltender Latex Latex
Rupf festigkeit in rn/min 75,6 5 7,3
(feet/min) (248) (188)
Druckfarbenabsorptions-
verrnögen
(%-Verlunt an Helligkeit) 11,8 .11,7
IJußabrieb
(% Lichttransrnissiori) 01,5 7G, 0
Die obc-n angegebenen VJorte beweinen, daß der Methacrolein f.-nthnl U'-iide Latex olno wesentlich bessere Beschichtungsmasse ni'; der konventionelle car boxy lhnltige Latex darstellt.
- 13 .-
BAD 209 8 26/097 3
Beispiel 3
Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß Methylvinylketon das Methacrolein als carbonylhaltiges Monomeres ersetzt. Die Ergebnisse der Untersuchung des beschichteten Papiers waren die folgenden:
Latex gemäß Kontroll-Versuch Latex
Rupffestigkeit in m/min
(feet/min)		 67,1
(220)		 57,3
(188)
Druckfarbenabsorptions
vermögen
(%-Verlust an Helligkeit)		 12,4 11,7
Naßabrieb
(% Lichttransmission)		 86,0 76,0
Beispiel 4
Es wurde eine weitere Beschichtungsmasse hergestellt, indem 7,5 TIe. an Latextrockenfeststoff eines Versuchslatex, 7,5 TIe. Trockengewicht Kasein und 100 Gew.TIe. Kaolin kompoundiert und ihr Feststoffgehalt auf 50 % mit Wasser eingestellt wurde. Der Latex wurde wie in Beispiel 2 beschrieben mit der Ausnahme |[ hergestellt, daß Methacrolein durch 1,5 TIe. Acrolein in dem Polymerisationsansatss ersetzt wurde. Eine Kontrollmasse wurde in derselben Weise unter Verwendung eines entsprechenden Latex aus carboxyliertem Butadien/5tyrol, der frei von Acrolein w.r, hergestellt. Die Massen wurden auf Papier aufgetragen und wie in Beispiel 1 beschrieben untersucht. Die Ergebnisse sind wie folgt:
- 14 -
209826/0973
A Latex gemäß
Versuch		 2161408
74,7
(245)		 Kontroll-
Latex
Rupffestigkeit in ra/rairi
(feet/min)		 23,0 63,4
(208)
Druckfarbenabsorρtions-
vermögen		 19,4
IJaßobrieb
(% Lichttransmission ■ 94,5 89,5
Beispiel 5
Der Latex gemäß Erfl.ndu.ng wurde darüberhinaus in einer Klebmasse für Schlinyenteppiche untersucht, d. h. um eine obere Schicht von Nylonschlaufen, die in einer gewebten Jutebasis verankert waren, mit einer zweiten Juteunterlage (grob gewebt) zu verbinden. Es wurde zwei Latices in einem Polymerisationsansatz des Beispiel 2 mit Ausnahme einer unterschiedlichen Monomerenmischung hergestellt. Das Monomerengemisch war wie folgt:
Latex HS-I Latex HS-2
52, 5 52,5
44, 5 41,5
2, 25 1,5
o, 75. 4,5
Butadien-(1,3)
Styrol
Acrylsäure
Acrolein
Die Latices wurden alkalisch gemacht und dann unter Verwendung der folgenden Formulierung kompoundiert:
Latex 100 TIe. (Trockenbasis)
Talkumfüllstoff 300 TIe.
Antioxidans 0,5 Tie.
V/asser zur Einstellung auf 72 %
Feststoffe
IJntriumpolyacryl at-Verdickungs- zur Einstellung der Viskomii.Le] sität auf 7000 cP
: - 15 -
2 0 9 8 2 6/0973 S
Die Massen wurden in einer Menge von 907 g (32 Unzen), bezogen auf Trockengewicht, pro 0,84 m (square yard) Teppich aufgebracht. Die primäre Juteunterlage und die grobgewebte zweite Unterlage wurde in Berührung gebracht, zusammengedrückt und der Verbund wurde dann in einem Ofen bei einer Temperatur von 149 C (300 F) trocknen gelassen. Es wurde' eine rasche Zunahme der Haftfestigkeit der grobgewebten Unterlage zu der primären Jutebasis beobachtet, und innerhalb einer Zeit von weniger als 10 min betrug die Festigkeit gegenüber Entschichtung bei erhöhten Temperaturen von etwa 93 °C (200 0F) bis zu etwa 3,63 kg (8 lbs)/ 5,1 cm (2 inch)-Streifen, wie in einem Zuguntersuchungsgerät gemessen wurde.
Die oben beschriebenen zwei Massen wurden ebenfalls auf ihre mechanische Stabilität in einem Hamilton-Beech-Mischer untersucht. Es wurde gefunden, daß sie stabil waren und bei mindestens 25 minütigem Mischen nicht koagulierten oder verdickten. Diese Eigenschaft ist bei kontinuierlichen Prozessen der Aufbringung von Rückseiten auf Teppichen in hohem Maße erwünscht, bei welcher die Latexkompoundierungen länger andauerndem Rühren ausgesetzt sind·
Beispiel 6
Kreppapier wurde mit dem Latex HS-I des Beispieles 5 gesättigt, 48 h bei 25 C getrocknet und in einem Ofen mit Zwangsluft-
o
umwälzung 1.0 min bei 138 C ausgehärtet« Das so behandelte
Papier wurde untersucht, die Ergebnisse sind wie folgt:
Aufnahme, d. h. Gewichtszunahme bezogen auf Trockenpapiergewicht (%) 101
Zugfestigkeit in kg/cm . 3,53
(pounds per inch) (1^,8)
Bruchdehnung {%)
in Maschinenrichtung 17
- 1G -
BAD
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Finch-Zerreißfestigkeit in kg 8,7
(lbs) (19,2)
in Maschinenrichtung
Entschichtung in kg/cm 0,8
(ounces per inch) (72)
Die oben angegebenen Ergebnisse aeigen, daß der Latex zur Sättigung von Papier, z· B. zur Herstellung von Abdeckband, geeignet ist.
P a te η t ar ι s ρ r ü ehe ι
- 17 -
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Claims (1)

  1. 216U08
    Patentansprüche
    (ϊ.·\ Wäßrige, zur Behandlung von faserartigen Materialien ge- ^ eignete Latexmasse, dadurch gekennzeichnet , daß sie in einer wäßrigen Lösung eines synthetischen Eamlgatora eine Dispersion eines Polymerisates umfaßt, welches monomere Einheiten von (ät) mindestens etwa 25 Gew.TIn. eines acyclischen» konjugierten Diolefins,
    (b) mindestens etwa 25 Gev/e?lna einer monodafiriisch ungesättigten, copolymerisierbaren Verbindung t wobei die Verbindung frei von Carbonyl- und Carboxylsäureresten ist,
    (c) 0,1 bis etwa 5 Gew«Tln„ einer olefinisch ungesättigten Carbonsäure und {d} 0,1 bis etwa 5 Gew»Tlno einer olefinisch ungesättigten Carbonylverbindung enthält, wobei die Gew.TIe0 sich jeweils auf 100 Gew^Tle» des Polymerisates beziehen«,
    2. Latexmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat etwa 50 bis etwa 70 Gew.Tie« der copolymerisierbaren Verbindung Cb) enthalte
    3. Latexmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat etwa 50 bis etwa 70 Gew.TIe. des konjugierten Diolefins Ca) enthält.
    4. Latexmasse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der ungesättigten Säure (c) zu der ungesättigten Carbonylverbindung (d) zwischen 3:1 und 1:3 liegte
    r-. Latexmasse nach Anspruch 1 bis 4S dadurch g c k e η η zeichnet, daß der synthetische Emulgator ein Salz eines Sulfobernsteinsäureesfcers ist.
    - 18 -
    209826/0973
    G. Verfahren zur Herstellung einer zur Behandlung von fnscrartigen Materialien geeigneten, carbcxylhaltigen Latexmasse durch Copolymerisation eines Monomerengemisches von (a) mindestens etwa 25 Gew.Tlnc eines acyclischen, konjugierten Diolefins, (b) mindestens etwa 25 Gew.TIn. einer monoolefinisch ungesättigten, copolymerisierbaren Verbin- : dung, wobei die Verbindung frei von Carbonyl- und Carbonsäureresten ist, Wide?ftärbiigbgilln5ESa¥sEä· einer olefinisch ungesättigten Carbonsäure zur Bildung eines fluiden Latex mit einem Feststoffgehalt von mindestens 40 % und einem pH-Wert von etwa 2 bis weniger als 7 und Anheben des pH-Viertes des Latex auf etwa 7 bis etwa 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Copolymerisation in dem Monomerengemisch 0,1 bis etwa 5 Gew.TIe. einer olefinisch ungesättigten Carbonylverbindung, insbesondere von Acrolein verwendet v/erden, wobei sich die Gew.TIe. auf 100 Gew.Tie· des Monomerengemisches beziehen.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Monomerengemisch in Abwesenheit von 0,5 bis etwa 6 Gew.TIn0 eines Alkalimetallsalzes von Sulfobernsteinsäuree.~ter copolymerisiort wird.
    8. Verwendung der Latexmasse nach einem der Ansprüche 1 bis in Verbindung mit einem Füllstoff und einem Stärke- oder Proteinklebstoff zur Herstellung von beschichtetem Papier für den Bahn-Offsetdrucke
    - 19 -
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