DE2817230A1 - Bindemittel zur herstellung von vliessen - Google Patents

Bindemittel zur herstellung von vliessen

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DE2817230A1
DE2817230A1 DE19782817230 DE2817230A DE2817230A1 DE 2817230 A1 DE2817230 A1 DE 2817230A1 DE 19782817230 DE19782817230 DE 19782817230 DE 2817230 A DE2817230 A DE 2817230A DE 2817230 A1 DE2817230 A1 DE 2817230A1
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latex
ultrafiltration
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copolymers
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Jean-Claude Daniel
Jacques Grossoleil
Robert Roullet
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Rhone Poulenc Industries SA
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Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER
S KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90 - 4 -
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bindemittel auf der Basis eines wässrigen Latex eines synthetischen Polymers zur Herstellung von Vließen und insbesondere von Faservließen für hygienische Zwecke. Sie betrifft gleichzeitig mit diesem Bindemittel hergestellte Vließe.
Die Herstellung von Vließen für Hygienezwecke als Einwegartikel wie Babywindeln, Monatsbinden, Verbänden usw. wird vorgenommen, indem man von Faservließen ausgeht, die auf trockenem oder auf nassem Wege hergestellt wurden. Das Verbinden umfaßt in den meisten Fällen nur ein teilweises Verbinden auf einer der Flächen des Vließes, das in bekannter Weise durch Bedrucken oder mit Hilfe einer anderen bekannten Methode vorgenommen wird (Verbinden durch Niederschlagen in der Masse, Zerstäuben, Sättigen usw.).
In den meisten Fällen enthält das Bad, das zum Verbinden verwendet wird, ein Bindemittel auf Latexbesis und ein Verdickungsmittel, das es ermöglicht, die Viskosität des Bades einzustellen und ausgehend von dem Gewicht des Rückstandes gegebenenfalls ein oberflächenaktxves Mittel und eventuell einen Schaumhemmer. Das gebundene Faservließ wird dann in einem Ofen getrocknet. Als Verdickungsmittel verwendet allgemein Carboxymethylcellulosen oder deren Derivate, Natriumpolyacrylate oder wässrige Emulsionen von Polyacrylsäuren.
Die hauptsächlichen Eigenschaften, die für Vließe nach dem Binden gefordert werden, sind deren Reißfestigkeit
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insbesondere in feuchtem Milieu, die Weichheit,, die die Qualität bei der Berührung mit der Epidermis bestimmen, und die Fähigkeit mit hoher Geschwindigkeit thermogeschweißt zu werden»
Die erfindungsgemäßen Bindemittel sind auf der Basis eines wässrigen Latex eines synthetischen Polymers, dessen Gehalt an wasserlöslichen Verbindungen, die in der wässrigen Phase gelöst sind, unterhalb von O75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere, liegt.
Die wasserlöslichen Verbindungen, die im wesentlichen in Form von Salzen vorliegen, werden beispielsweise durch katalytische Reste, oberflächenaktive Mittel und makromolekulare Verbindungen wie beispielsweise carboxylierte Verbindungen gebildet.
Es wurde gefunden, daß bei sonst gleichen Verhältnissen ein genügend geringer Gehalt des Latex an wasserlöslichen Verbindungen, die in der wässrigen Phase gelöst sind, zu Vließen führt, die eine verbesserte Reißfestigkeit aufweisen.
Als synthetische Polymere, die in Latexform gemäß der Erfindung verwendbar sind, können Copolymere von Butadien und Styrol, carboxylierte Copolymere von Butadien und Styrol, Copolymere von Vinylchlorid und Alkylacrylat, carboxylierte Copolymere von Vinylchlorid und Alkylacrylat, Copolymere von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, carboxylierte Copolymere von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Polyalkylacrylate und carboxylierte Polyalkylacrylate verwendet werden.
Die Abschätzung des Gehaltes des Latex an wasserlöslichen Verbindungen, die in der wässrigen Phase gelöst sind,
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wird mit Hilfe der nachfolgenden beschriebenen Methode durchgeführt, die die Eigenschaften von semipermeablen Membranen mit erhöhter Durchlaßschwelle ausnutzt/ die die Verbindungen mit geringem Molekulargewicht und gegebenenfalls carboxylierte makromolekulare Verbindungen durchläßt und die Polymerteilchen zurückhält:
Man unterwirft den zu untersuchenden Latex mit einem bekannten Gewichtsgehalt an Trockensubstanz t. ausgedrückt in Prozent einer Ultrafiltration durch Hindurchführen durch eine Ultrafiltrierlaboreinrichtung, die mit einer semipermeablen Membran ausgerüstet ist, die kommerziell unter dem Namen "Iris 3538" von der Anmelderin vertrieben wird. Man bestimmt den Gewichtsgehalt an Trockensubstanz des ersten Tropfens des aufgefangenen Permeats t ausgedrückt in Prozent, der gleich demjenigen der wässrigen Phase des Latex ist.
Der Gehalt des Latex an wasserlöslichen Verbindungen t , die in der wässrigen Phase gelöst sind, ausgedrückt in Prozent wird als Gewicht in bezug auf das Polymere durch folgende Formel gegeben:
t (100 - t..)
ir '
Ein als Bindemittel gemäß der Erfindung verwendbarer Latex wird allgemein aus einem Latex eines synthetischen Polymeren erhalten, das zum Imprägnieren von Faservließen verwendbar und in bekannter Weise durch Polymerisation in wässriger Emulsion hergestellt ist, indem eine genügende Menge der wasserlöslichen Verbindungen aus dem letzteren entfernt werden. Dieses Entfernen kann beispielsweise durch ültrafiltrieren mit einer semipermeablen Membran vorgenommen werden.
S Γ R 8 4 3 / 0 9 2 1
Im Verlauf des Ultrafiltrierens durchdringen die Verbindungen, die in der wässrigen Phase gelöst sind, die Membran und gelangen in das Permeat, während sich eine progressive Desorption und Entfernung von wasserlöslichen Verbindungen ergibt, die an der Oberfläche der Teilchen des Latex adsorbiert sind. Das Ultrafiltrieren kann mit einer üblichen Anlage vorgenommen werden, wie man sie in der Industrie antrifft.
Eine derartige Anlage ist in der beigefügten Figur dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem Behälter 1, der den zu behandelnden Latex enthält, einem Behälter 2, der entionisiertes Wasser enthält, einem Ultrafilter 3 und einer Pumpe 4. Der Behälter 2 über dem Behälter 1 sichert die Versorgung des letzteren mit entionisiertem Wasser über eine Leitung 5 und ein automatisches Ventil 6, das durch einen Schwimmer 7 betätigt wird, der sicherstellt, daß das Niveau des Bades in dem Behälter 1 konstant gehalten wird. Die Pumpe 4 pumpt den Latex durch eine Leitung 8 zum Ultrafilter 3. Durch eine Leitung 9, die mit einem Durchflußmesser 10 ausgerüstet ist, wird das von dem Ultrafilter 3 gelieferte Konzentrat in den Behälter 1 zurückgeführt. Eine Schlange 11 zum Hindurchführen von Wärmeaustauschflüssigkeit ist in dem in dem Behälter 1 enthaltenen Latex eingetaucht und sorgt für die Konstanthaltung der Temperatur. Eine Leitung 12 dient zum Anfahren der Anlage.
Ferner sind Absperrventile 13, 14, 15, 16 und 17 sowie Manometer 18 und 19 vorgesehen.
Das Anfahren der Anlage und der Ablauf des Verfahrens erfolgen folgendermaßen:
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Bei geschlossenem Ventil 14 und geöffnetem Ventil 13 wird die Pumpe 4 in Gang gesetzt, dann öffnet man die Ventile und 15 und schließt das Ventil 13. Durch aufeinanderfolgende Annäherungen reguliert man die öffnungen der Ventile und 15 derart, daß man den gewünschten Latexdurchsatz bei dem gewünschten Druck erhält, wobei die Druckdifferenz durch die Manometer 18 und 19 angezeigt wird, die den Verlust der Charge am Ultrafilter 3 wiedergeben.
Um eine gute Durchführung des Ultrafiltrierens zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, folgende Bedingungen einzuhalten:
Die semipermeable Membran muß eine erhöhte Durchlaßschwelle aufweisen, die im allgemeinen zwischen 5000 und 100000 ausgedrückt als Wert des Molekulargewichts von Prüfproteinen in neutralem gepuffertem Milieu liegt, die Geschwindigkeit des Latexdurchgangs durch die Membran muß oberhalb von 0,5 m/s und vorzugsweise zwischen 1 und
2 m/s liegen, um die Kolmatierung hiervon zu vermeiden, obwohl der Verlust der Charge beim Ultrafiltrieren und die Scherwirkung, der der Latex unterworfen wird, begrenzt werden,
die Differenz der Drücke an beiden Seiten der Membran muß zwischen O,1 und 6 Bar und vorzugsweise zwischen 1,5 und
3 Bar liegen,
die Temperatur des Latex muß zwischen 0 und 100° C und vorzugsweise zwischen 0 und 50° C liegen, wenn die Ausbeute an Permeat abnimmt, während der Gewichtsgehalt des Latex an Trockensubstanz ansteigt, wird es bevorzugt, das Ultrafiltrieren mit im wesentlichen konstanten Gewichtsgehalt, der allgemein zwischen 5 una 70 % und vorzugsweise zwischen 45 und 55 % liegt, gegebenenfalls nach Verdünnung, insbesondere in dem Fall, wo die Viskosität
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des Latex sehr erhöht wird, vorzunehmen, dem Stillegen der Anlage muß ein Spülzyklus mit reinem Wasser folgen, um die irreversible Kolmatierung und damit das Arbeitsunfähigmachen der Membran zu vermeiden.
In dem Fall, in dem der Latex eine ungenügende mechanische Stabilität aufweist, um der Ultrafiltrierbehandlung unterworfen zu werden, ohne Anlaß zur Bildung von Agglomerat en zu geben, kann man den Latex vorher auf einen alkalischen pH-Wert im allgemeinen zwischen 7,5 und 9,5 bringen. Am Ende des Ultrafiltrierens kann der Latex konzentriert werden, wenn dies notwendig ist, und zwar auf einen Gehalt an Trockensubstanz, der für die vorgesehene Verwendung geeignet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen erläutert:
Beispiele 1 bis 4
Die Beispiele 1 und 3 sind Vergleichsbeispiele, während die Beispiele 2 und 4 sich auf die Erfindung beziehen.
Man nimmt ein teilweises Binden einer Fläche eines Kardenvließes aus Viskose von 1,5 Denier und einer Länge von 40 mm vor. Das Kardenvließ wird mit einem Bindemittelbad in Berührung gebracht und dann zwischen zwei Zylindern zusammengedrückt, die das Durchdringen des Vließes mit dem Bindemittel sicherstellen. Das Vließ wird dann in einem Tunnelofen bei einer Temperatur von 150° C während 2 min getrocknet.
Das auf diese Weise behandelte Vließ wird in bezug auf Reißfestigkeit, Steifigkeit und ThermoverSchweißbarkeit gemäß folgenden Methoden geprüft;
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Reißfestigkeit: Sie wird bestimmt mit Hilfe eines Dynamometers "Lhomargy". Die Bedingungen für die Messung sind folgende:
Abemessungen der Probe 5 χ 20 cm
Zuggeschwindigkeit 10 cm/min
anfänglicher Abstand zwischen den
Klemmbacken 15 cm
Die Messungen werden in Längsrichtung und in Querrichtung durchgeführt, und zwar in trockenem Zustand. Sie werden gleichfalls in nassem Zustand durchgeführt, d.h. unmittelbar nach Eintauchen der Probe während 15 min in Wasser von 37° C.
"Cantilever"-Steifigkeit: Sie wird bestimmt gemäß der Norm ASTM D 1388. Die Messungen werden in Längs- und in Querrichtung durchgeführt.
ThermoverSchweißbarkeit: Sie wird mit Hilfe eines "Lhomargy" Dynamometers durch Messung der Festigkeit gegenüber Auseinanderreißen von zwei aus Faservließen verschweißen Proben bestimmt, deren Schweißung zwischen beweglichen Backen vorgenommen wurde, die auf, 125° C gebracht werden und sich mit 100 U/mm drehen. Die Bedingungen der Messung sind folgende: Breite der Proben 5 cm
Zuggeschwindigkeit 10 cm/min
Die Messungen werden mit zwei Proben durchgeführt, die mit ihren beschichteten Seiten verschweißt sind, und mit zwei Proben, die mit ihren nicht beschichteten Seiten verschweißt sind.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt:
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281723Ü
Tabelle 1
Bezugnahme Polymerart Gehalt an wasserlös
lichen Verbindungen
in Gew.%, bezogen auf
das Polymere
Beispiel 1 A carboxylxertes Copolymeres
von Vinylchlorid und Bu-
tylacrylat enthaltend
39 Gew.% Vinylchlorid,
59 Gew.% Butylacrylat
und 2 Gew.% Äthylen-
carboxylsäure		 2,25
Beispiel 2 B carboxylxertes Copolymeres
von Vinylchlorid und Bu
tylacrylat enthaltend
39 Gew.% Vinylchlorid,
59 Gew.% Butylacrylat
und 2 Gew.% Äthylen-
carboxylsäure		 0,25
Beispiel 3 C carboxylxertes Butadien-
styrolcopolymeres ent
haltend 43 Gew.% Butadien,
53 Gew.% Styrol und
4 Gew.% Äthylencarboxyl-
säuren		 4,7
Beispiel 4 D carboxylxertes Butadien-
styrolcopolymeres ent
haltend 43 Gew.% Butadien,
53 Gew. % Styrol und
4 Gew.% Äthylencarboxyl-
säuren		 0,3
4 3^0921
Die Latizes B und D gemäß der Erfindung wurden aus dem Latex A mit 55 Gew.% Trockensubstanz bzw. aus dem Latex C mit 50 Gew. % Trockensubstanz durch Ultrafiltrieren gewonnen. Diese Behandlung wird bei einem Latex gemäß den Beispielen 2 und 4 vorgenommen, der vorher auf einen Gewichtsgehalt auf Trockensubstanz von 50 % durch Zusatz von entionisiertem Wasser gebracht wurde.
Das Ultrafiltrieren wird in einer Anlage vorgenommen, die eine Ultrafiltrierfläche von 0,7 m2 ausgerüstet mit einer Membran mit einer Durchlaßschwelle von 20000 besitzt, die unter der Bezeichnung "Iris 3538" kommerziell erhältlich ist, und die durch eine Pumpe mit einer Leistung von 6 m /h bei einem Druck von 3 Bar versorgt wird. Während des Ultrafiltrierens wird der Gehalt des Latex an Trockensubstanz mit Hilfe von entionisiertem Wasser konstant gehalten.
In der nachfolgenden Tabelle 2 sind die Ultrafiltrierdauern für jedes Beispiel nach der Erfindung aufgeführt.
Tabelle 2
Ultra f iltr xerdau er
(h)
Beispiel 2 9
Beispiel 4 12
Am Ende des Ultrafiltrierens ist der Latex B bis auf seinen anfänglichen Gehalt von 55 Gew.% Trockensubstanz konzentriert. Nach Entleeren der Anlage wird diese mit Wasser gespült. Man stellt keine Kolmatierung der Membran fest.
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Die Latizes A, B, C und D werden mit entionisiertem Wasser bis auf einen Trockensubstanzgehalt von 40 Gew.% verdünnt, und dann Natriumpolyacrylat zugesetzt, bis ihre Viskosität etwa 1000 centipoises erreicht.
In der nachfolgenden Tabelle 3 sind die erhaltenen Resultate für dieses Beispiel angegeben, sie gibt gleichzeitig das Gewicht des Fließes und dasjenige des aufgebrachten Bindemittels an.
Tabelle 3
Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4
Gewicht des
Vließes (g/m2)		 16,4+O,6 15,8+0,5 17+1 18,0+0,5
Gewicht des aufge
brachten Binde
mittels (g/m2)		 4,2 3,9 4,5 4,5
Reißfestigkeit
(g/5 cm)
in Längsrichtung
im Trockenzustand		 3000+120 3100+200 3180+200 3350+300
in feuchtem Zustand 1100+ 70 1180+ 70 1300+100 1500+ 60
in Querrichtung
im Trockenzustand		 375+ 30 435+ 50 485+ 50 520+ 65
in feuchtem Zustand 85+ 10 125+ 10 95+ 5 14Of 10
"Cantilever"-
steifigkeit (mg/cm)
in Längsrichtung 56+ 2 56+ 2 8Of 5 80+ 5
in Querrichtung 7+ 1 7+ 1 9+ 1 9+ 1
ThermoverSchweißbar
keit (g/5 cm)
bestrichene Flächen 190+ 15 195+ 15 22Of 15 230+ 15
nicht bestr. Flächen 245+ 20 260+ 20 275+ 20 28Of 20
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Man stellt fest, daß die Latizes B und D, die als erfindungsgemäße Bindemittel verwendet werden, zu Vließen führen, die bessere Reißfestigkeiten, insbesondere Naßreißfestigkeiten gegenüber Vließen besitzen, die mit Hilfe der Latizes A und C hergestellt wurden.
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Claims (10)

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT1 DIPLOMCHEMIKER 5 KÖLN 51. OBERLÄNDER UFER 30 Köln, den 17. April 1978 Nr. 24 RHONE-POULENC INDUSTRIES, 22, avenue Montaigne, - PARIS 8eme, Frankreich Bindemittel zur Herstellung von Vließen Patentansprüche
1. /Bindemittel zur Herstellung von Vließen auf der Basis ^^ eines wässrigen Latex eines synthetischen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Latex an wasserlöslichen Verbindungen, die in der wässrigen Phase gelöst sind, unterhalb von 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere liegt.
2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird durch die Copolymeren von Butadien und Styrol, die carboxylierten Copolymeren von Butadien und Styrol, die Copolymeren von Vinylchlorid und Alkylacrylat, die carboxylierten Copolymeren von Vinylchlorid und Alkylacrylat, die Copolymeren von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, die carboxylierten Copolymeren von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, die Polyalkylacrylate und carboxylierten Polyalkylacrylate.
3. Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Latex erhalten wurde aus einem Latex eines synthetischen Polymeren, der in an sich bekannter Weise
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durch Polymerisation in wässriger Emulsion hergestellt wurde, indem aus dem letzteren eine genügende Menge der wasserlöslichen Verbindungen entfernt wurde.
4. Bindemittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Entfernen der wasserlöslichen Verbindungen durch Ultrafiltration mit Hilfe einer semipermeablen Membran vorgenommen wird.
5. Bindemittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine Durchlaßschweille zwischen 5000 und 100000 ausgedrückt als Wert des Molekulargewichts von Vergleichsproteinen in neutralem gepuffferten Milieu besitzt.
6. Bindemittel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, aaß die Ultrafiltration bei einem Gewichtsgehalt des Latex an Trockensubstanz vorgenommen wird, der im wesentlichen konstant ist und zwischen 75 % und vorzugsweise zwischen 45 und 55 % liegt.
7. Bindemittel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Ultrafiltration der Latex bis zu einem Gehalt an Trockensubstanz konzentriert wird, der für die vorgesehene Verwendung geeignet ist.
8. Vließ, dadurch gekennzeichnet, daß es unter Verwendung eines Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Latex des synthetischen Polymeren, das in bekannter Weise durch Polymerisation in wässriger Emulsion hergestellt
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wird, eine genügende Menge der wasserlöslichen Verbindungen durch Ultrafiltration durch eine semipermeable Membran entfernt wird, wobei der Gewichtsgehalt des Latex an Trockensubstanz zwischen 5 und 70 % und vorzugsweise zwischen 45 und 55 % durch Zugabe von entionisiertem Wasser gehalten wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultrafiltration bei einem Gewichtsgehalt des Latex an Trockensubstanz vorgenommen wird, der im wesentlichen konstant ist.
DE19782817230 1977-04-22 1978-04-20 Bindemittel zur herstellung von vliessen Withdrawn DE2817230A1 (de)

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