УКРЕПЛЕННЫЙ СВЯЗУЮЩИМ ТЕКСТИЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
TEXTILE MATERIAL STRENGTHENED WITH BINDER, METHOD OF ITS PRODUCTION AND ITS APPLICATION

Данное изобретение касается новых связующих систем для укрепления текстильных материалов, укрепленных ими текстильных материалов, их изготовления, а также продуктов, содержащих данную связующую систему или подогнанную ими тканевую поверхность.
Текстильные материалы, особенно те, которые используются в качестве вставки для изготовления покрытых материалов, должны удовлетворять различным требованиям. Примерами использования таких вставок являются, среди прочего, тканевые подкладки для ковров, тканевое армирование в ПВХ настилах для пола или кровельных листах.
При использовании в изготовлении кровельных листов используемые вставки или облицовочные материалы должны иметь достаточную механическую стойкость, такую как хорошая прочность на пробивание и хорошая прочность на разрыв, которые возникают, например, во время дальнейшей обработки, такой как битуминизация или укладка. Кроме того, необходима высокая устойчивость к термическому напряжению, например, во время битуминизации или тепловому излучению и распространению пламени.
При использовании в изготовлении покрытых половых настилов, таких как ПВХ половые настилы, к таким вставкам предъявляются дополнительные требования. В данной области применения упомянутые вставки должны не только удовлетворять механическим/термическим требованиям, но они должны предотвращать образование газообразных веществ, так как иначе может наблюдаться образование пузырей во время изготовления, например, путем образования паров воды. Такое пузырение очень проблематично и приводит к потере выхода и/или плохому качеству.
В добавление к вышеуказанным техническим требованиям, совместимость с окружающей средой и/или новые правовые нормы отвечают за необходимость замены существующих, отчасти уже хорошо функционирующих систем на новые податливые системы. Их примерами являются новые промышленные стандарты, такие как DIN EN 14041, или юридические изменения, такие как REACH постановление.
Связующие системы, используемые до сих пор для укрепления текстильных материалов, основываются на термопластических и/или термореактивных связующих системах. Их примерами являются аминопласты и связующие на основе акрилатов.
Следовательно, существует большая необходимость обеспечить новые связующие системы для укрепления текстильных материалов, применяемых в качестве вставок, которые, с одной стороны, удовлетворяют техническим требованиям и юридическим нормам, и, с другой стороны, приемлемы с экономической точки зрения.
Связующие системы, основанные на крахмале, известны из ЕР-А-2199333, ЕР-А-2192153 и ЕР-А-2231917. Данные системы уже очень хорошо подходят для укрепления текстильных материалов. Тем не менее, есть дополнительное требование для связующих систем, которые, с одной стороны, удовлетворяют юридическим требованиям, и, с другой стороны, приемлемы с экономической точки зрения.
Следовательно, целью настоящего изобретения является обеспечить новые связующие системы для укрепления текстильных материалов, которые, с одной стороны, удовлетворяют юридическим постановлениям, и, с другой стороны, приемлемы с экономической точки зрения. Другой целью является технологичность данных связующих систем с помощью известных и установленных процедур, чтобы инвестиции можно было поддерживать на низком уровне. Связующие системы должны оптимизировать одновременно множество параметров, причем удовлетворительная прочность, сопротивление разрыву, растяжение и термостабильность важны, чтобы быть пригодными в качестве связующего для укрепления промышленных текстильных материалов. Характеристика сопротивления разрыву особенно важна для многих промышленных приложений. Это - особое требование для улучшения, которое выполняет данное изобретение.
Объектом настоящего изобретения является, таким образом, текстильный материал, который укреплен с помощью связующей системы, содержащей:
а) от 10 до 90 масс.%, предпочтительно от 30 до 70 масс.% по меньшей мере одного поливинилацетата, и
b) от 90 до 10 масс.%, предпочтительно от 70 до 30 масс.% одного или нескольких крахмалов, и
с) от 0 до 60 масс.% по меньшей мере одной добавки, выбранной из группы, состоящей из амфотерных гидроксидов, солей первой и второй основных групп периодической таблицы, минеральных добавок, которые имеют синтетическую или естественную природу, каолина, сажи или их смесей, и
d) от 0 до 10 масс.% добавок,
причем информация о массовых пропорциях касается сухой массы связующей системы, т.е. без воды, и сумма составляющих от а) до d) дает 100 масс.%.
В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения связующая система из поливинилацетата и крахмала, используемая согласно данному изобретению, а также укрепленный текстильный материал, получаемый из нее, не содержат любых полимеров на основе полиакрилатов.
Другим объектом настоящего изобретения является текстильный материал, который укреплен с помощью связующей системы, содержащей:
а) от 10 до 90 масс.%, предпочтительно от 30 до 70 масс.% полимеризатов на основе производных карбоновых кислот, и
b) от 90 до 10 масс.%, предпочтительно от 70 до 30 масс.% одного или нескольких крахмалов, и
с) от 0 до 60 масс.% по меньшей мере одной добавки, выбранной из группы, состоящей из амфотерных гидроксидов, солей первой и второй основных групп периодической таблицы, минеральных добавок, которые имеют синтетическую или естественную природу, каолина, сажи или их смесей, и
d) от 0 до 10 масс.% добавок,
причем информация о массовых пропорциях касается сухой массы связующей системы, т.е. без воды, и сумма составляющих от а) до d) дает 100 масс.%, и полимеризаты на основе производных карбоновых кислот получают путем полимеризации мономерных производных карбоновых кислот, которые имеют по меньшей мере одну терминальную двойную связь.
Другим объектом настоящего изобретения является связующая система, используемая согласно данному изобретению, содержащая:
а) от 10 до 90 масс.%, предпочтительно от 30 до 70 масс.% по меньшей мере одного поливинилацетата, и
b) от 90 до 10 масс.%, предпочтительно от 70 до 30 масс.% одного или нескольких крахмалов, и
с) от 0 до 60 масс.% по меньшей мере одной добавки, выбранной из группы, состоящей из амфотерных гидроксидов, солей первой и второй основных групп периодической таблицы, минеральных добавок, которые имеют синтетическую или естественную природу, каолина, сажи или их смесей, и
d) от 0 до 10 масс.% добавок,
причем информация о массовых пропорциях касается сухой массы связующей системы, т.е. без воды, и сумма составляющих от а) до d) дает 100 масс.%.
Как установлено ранее, связующая система из поливинилацетата и крахмала, используемая согласно данному изобретению, а также укрепленный текстильный материал, полученный из нее, не содержат любых полимеров на основе полиакрилатов.
Другим объектом настоящего изобретения является связующая система, используемая согласно данному изобретению, содержащая:
а) от 10 до 90 масс.%, предпочтительно от 30 до 70 масс.% полимеризатов на основе производных карбоновых кислот, и
b) от 90 до 10 масс.%, предпочтительно от 70 до 30 масс.% одного или нескольких крахмалов и
с) от 0 до 60 масс.% по меньшей мере одной добавки, выбранной из группы, состоящей из амфотерных гидроксидов, солей первой и второй основных групп периодической таблицы, минеральных добавок, которые имеют синтетическую или естественную природу, каолина, сажи или их смесей, и
d) от 0 до 10 масс.% добавок,
причем информация о массовых пропорциях касается сухой массы связующей системы, т.е. без воды, и сумма составляющих от а) до d) дает 100 масс.%, и полимеризаты на основе производных карбоновых кислот получают путем полимеризации мономерных производных карбоновых кислот, которые имеют по меньшей мере одну терминальную двойную связь.
Количество связующей системы данного изобретения, применяемое к текстильному материалу, составляет от 5 до 35 масс.% сухого связующего, предпочтительно от 10 до 30 масс.%, наиболее предпочтительно от 10 до 25 масс.% сухого связующего после сушки в расчете на полную массу необработанного тканого материала.
Если связующая система согласно данному изобретению будет применяться в виде водной дисперсии или раствора, содержание твердого вещества предпочтительно составляет от 10 до 40 масс.%, в особенности от 10 до 30 масс.%, наиболее предпочтительно от 15 до 25 масс.% (определенное согласно DIN EN ISO 3251).
Если связующая система согласно данному изобретению будет применяться в виде водной дисперсии или раствора, вязкость предпочтительно составляет от 1 до 3000 мПа⋅с, в особенности от 2 до 2500 мПа⋅с, наиболее предпочтительно от 5 до 2000 мПа⋅с (определенная согласно DIN EN ISO 2555 при 23°С).
Если связующая система согласно данному изобретению будет применяться в виде водной дисперсии полимера, обычные и известные эмульгаторы или защитные коллоиды могут добавляться для стабилизации. Они известны специалистам в данной области техники (ср. Houben-Weyl, Methoden der org. Chemie, vol. XIV/1, 1961, Stuttgart). Примерами эмульгаторов являются полигликольэфиры, полигликольэфиры жирных спиртов, фосфорные сложные эфиры и их соли, сульфонированные парафиновые углеводороды, сульфаты высших алкилов (такие как сульфат лаурила), соли щелочных металлов жирных кислот, такие как стеарат натрия или олеат натрия, сернокислотный полиэфир этоксилированных жирных спиртов, соли сложных эфиров и полуэфиров алкил полиоксиэтиленсульфосукцинатов, соли сульфонированных алкилароматических соединений, таких как додецилбензолсульфонат натрия, этоксилированные С4-С12-алкилфенолы и продукты их сульфонирования, такие как сложный эфир сульфоянтарной кислоты. Примерами защитных коллоидов являются алкилгидроксиалкилцеллюлозы, частично или полностью гидролизованные поливиниловые спирты и их сополимеры, акриловая кислота, ее гомополимеры и сополимеры и частично нейтрализованные соли, акриламидные сополимеры, полиакрилатные сополимеры и их соли, карбоксиалкилцеллюлоза, такая как карбоксиметилцеллюлоза и ее соли.
Если связующая система согласно данному изобретению будет применяться в виде водной дисперсии полимера, величина рН (измеренная в 10 масс.% растворе в воде) составляет от 2 до 10, предпочтительно от 4 до 8 (определяется согласно DIN EN ISO 976).
Текстильный материал, укрепленный с помощью связующей системы согласно данному изобретению, имеет удовлетворительную прочность и термостабильность. Кроме того, текстильные материалы, укрепленные с помощью связующей системы согласно данному изобретению, имеют растяжение, которое является по меньшей мере хорошим или даже улучшенным. Неожиданно, однако, сопротивление разрыву заметно улучшается и обычно увеличивается почти на 10% с помощью связующей системы согласно данному изобретению.
Кроме этого, связующая система данного изобретения является только слегка гигроскопичной и имеет низкое всасывание воды, так что не наблюдается ограничений на использование данных укрепленных текстильных материалов в качестве подкладочных материалов при изготовлении ПВХ половых настилов, например, из-за образования пузырей.
Также неожиданным является поведение данного укрепленного текстильного материала при старении, которое является почти постоянным, хотя специалист в данной области техники ожидает ухудшения поведения при старении.
Путем частичной замены крахмалом и поливинилацетатом или крахмалом и специальными полимеризатами на основе производных карбоновых кислот достигаются заметные эффекты сокращения расходов, в добавление к крахмалу можно также использовать дополнительные добавки, например, амфотерные гидроксиды, соли элементов первой и второй основных групп периодической таблицы, минеральные добавки, которые имеют синтетическую или естественную природу, каолин, сажу или их смеси с крахмалом. Кроме того, связующая система, почти полностью свободная от формальдегида, получается без уступок в ограничении свойств продукта.
Связующая система данного изобретения не содержит полимеризатов, полученных путем полимеризации сопряженных алифатических диенов, в частности, бутадиена, изопрена, пентадиена-1,3, диметилбутадиена и/или циклопентадиена.
Полимеризаты, основанные на производных карбоновых кислот, которые используются согласно данному изобретению, известны сами по себе (например, они могут быть найдены из технических спецификаций).
Полимеризаты, основанные на производных карбоновых кислот, используемые согласно данному изобретению, представляют собой материалы, которые получают путем полимеризации мономерных производных карбоновых кислот, которые имеют по меньшей мере одну терминальную двойную связь.
1
4
Базовыми мономерами являются сложные эфиры ненасыщенных карбоновых кислот, предпочтительно ненасыщенные акрилаты и/или метакрилаты, которые этерифицировали путем реакции базовых кислот и одно- или многоатомных, разветвленных или линейных С-С спиртов. Предпочтительно, указанными спиртами являются метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, 1-бутанол, 2-бутанол или трет-бутанол. Предпочтительно, указанными ненасыщенными карбоновыми кислотами являются акриловая кислота и/или метакриловая кислота.
Свободные ненасыщенные карбоновые кислоты также могут еще присутствовать в полимеризате, основанном на производных карбоновых кислот, используемом согласно данному изобретению, причем их доля может составлять до 30 масс.% (относительно присутствующих сложных эфиров ненасыщенных карбоновых кислот). В этом случае до 30 масс.% спирта добавляют в связующую систему согласно данному изобретению в качестве сшивающего агента. Степень укрепления или сшивания может быть установлена путем отношения свободной ненасыщенной карбоновой кислоты к спирту.
В добавление к указанным спиртам, полиолы, полиамины, полиалканоламины или их смеси также возможны в качестве сшивающих агентов. Среди полиолов предпочтительными являются гликоли, простые эфиры гликолей, сложные полиэфиры полиолов, простые полиэфиры полиолов, полисахариды, поливиниловые спирты и их смеси. Триметилолпропан, пентаэритритол, этиленгликоль, пропиленгликоль, триэтиленгликоль, глицерин и сахаристые спирты, такие как сорбитол и инозитол, являются особенно предпочтительными полиолами. Кроме указанных полиолов, многоатомные спирты также могут быть использованы в качестве сшивающих агентов. Термин "многоатомные спирты" относится к спиртам, имеющим по меньшей мере две гидроксильные группы, которые могут иметь разветвленную или прямую цепь. Данные спирты/полиолы также могут использоваться в виде смеси, т.е. смеси двух разных спиртов или полиолов. Среди полиаминов предпочтительными являются гександиамин, этилендиамин, меламин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, аминоанилин, аминоамиды или их смеси. Среди полиалканоламинов предпочтительными являются алконоламины, в частности, моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин или их смеси.
Полимеризаты, основанные на производных карбоновых кислот, особенно сложных эфирах карбоновых кислот, используемые согласно данному изобретению, которые получены полимеризацией мономерных производных карбоновых кислот, особенно мономерных сложных эфиров карбоновых кислот, которые имеют по меньшей мере одну терминальную двойную связь, предпочтительно полимеризуют путем нагрева. Полимеризация может регулироваться путем использования подходящих стабилизаторов, например, гидрохинона.
Поливинилацетаты, используемые согласно данному изобретению, известны сами по себе. Под поливинилацетатами понимают гомополимеры винилацетата и со- или терполимеры винилацетата с акриловой кислотой, акрилатами, кротоновой кислотой, виниллауратом, винилхлоридом, а также этиленом.
Предпочтительно используют такие гомополимеры поливинилацетата, которые содержат до 5 мол.% дополнительных компонентов, которые происходят из иных мономеров, чем винилацетат.
Температура стеклования поливинилацетата, используемого согласно данному изобретению, предпочтительно составляет от 18 до 45°С и зависит от степени полимеризации.
Степень полимеризации поливинилацетата, используемого согласно данному изобретению, предпочтительно составляет от 100 до 5000.
Молекулярная масса (средневзвешенная) поливинилацетата, используемого согласно данному изобретению, предпочтительно составляет от 10000 до 1500000 г/моль.

Поливинилацетаты, используемые согласно данному изобретению, коммерчески доступны от Celanese, например, под маркой Mowilith DN 60 или от Clariant под маркой AppretanTT.FR в виде водной дисперсии или раствора.
Крахмалы, используемые согласно данному изобретению, не являются предметом ограничений; однако они должны быть совместимы с другими компонентами.
Подходящими крахмалами согласно данному изобретению являются природные - так называемые естественные - крахмалы и модифицированные крахмалы, такие как катионные или анионные крахмалы, или производные крахмалов (так называемые химически модифицированные крахмалы). Особенно предпочтительны крахмалы с достаточной растворимостью в холодной и/или горячей среде.
Группа крахмалов, которые могут быть использованы в объеме данного изобретения, содержит крахмалы, извлеченные из растительных исходных материалов. Они включают, среди прочих, крахмалы из клубней, таких как картофель, маниока, аррорут, батат, из зерна, такого как пшеница, кукуруза, рожь, рис, ячмень, просо, сорго, из фруктов, таких как каштаны, желуди, бобы, горох и другие бобовые, бананы, а также из вещества растений, например, саговой пальмы.
Крахмалы, применимые в объеме данного изобретения, в особенности состоят из амилозы и амилопектина в меняющихся пропорциях.
w
2
8
4
7
Молекулярные массы крахмалов, применимых согласно данному изобретению, могут меняться в широком диапазоне. Крахмалы, состоящие, по существу, из смеси амилозы и амилопектина, предпочтительно имеют молекулярные массы M в интервале от 5×10 до 1×10, особенно предпочтительно от 5×10 до 1×10.
Кроме крахмалов природного растительного происхождения также равным образом предпочтительными являются крахмалы, которые химически модифицированы, получены ферментацией, рекомбинантного происхождения или получены биопревращением (биокатализом).
Термин "биопревращение" является взаимозаменяемым с термином "биокатализ".
"Химически модифицированные крахмалы" означают крахмалы, свойства которых химически модифицированы по сравнению с природными свойствами. Это, по существу, достигается путем полимераналогичных реакций, во время которых крахмал обрабатывают монофункциональными, бифункциональными или полифункциональными реагентами или окислительными агентами. В этом процессе, предпочтительно, гидроксильные группы крахмала модифицируют путем этерификации в простые или сложные эфиры или путем селективного окисления; или данная модификация основана на радикально-инициированной графт-сополимеризации сополимеризуемых ненасыщенных мономеров на крахмальной цепи.
В частности, химически модифицированные крахмалы включают, среди прочего, сложные эфиры крахмала, такие как ксантогенаты, ацетаты, фосфаты, сульфаты, нитраты, простые эфиры крахмала, такие как неионные, анионные или катионные простые эфиры крахмала, окисленные крахмалы, такие как диальдегидкрахмал, карбоксикрахмал, персульфат-деградированные крахмалы и подобные вещества.
В лингвистическом словоупотреблении данного изобретения термин "ферментативные крахмалы" относится к крахмалам, которые выделяются в ферментативных процессах с использованием природных организмов, таких как грибки, водоросли или бактерии, или которые могут выделяться с активацией и помощью ферментативных процессов. Примеры крахмалов, полученных из ферментативных процессов, включают, среди прочего, гуммиарабик и родственные полисахариды (геллановая смола, смола гхатти, смола карайи, трагакантовая смола), ксантан, эмульсан, рамсан, веллан, шизофиллан, полигалактуронаты, ламинарин, амилозу, амилопектин и пектины.
"Крахмалы рекомбинантного происхождения" или "рекомбинантные крахмалы" в данном изобретении относятся к крахмалам, которые выделяют в ферментативных процессах с использованием организмов, не встречающихся в природе, но с помощью природных организмов, которые модифицированы с использованием генетических методов, таких как грибы, водоросли или бактерии, или которые выделяют с активацией и помощью данных ферментативных процессов. Примеры крахмалов, полученных из ферментативных, генетически модифицированных процессов, включают, среди прочего, амилозу, амилопектин и полиглюканы.
Для целей настоящего изобретения выражение "крахмалы, приготовленные путем биопревращения" означает, что крахмалы, амилоза, амилопектин или полиглюканы получены с помощью каталитической реакции мономерных базовых компонентов, обычно олигомерных сахаридов, в частности моно- или дисахаридов, с использованием биокатализатора (или: энзима) в особых условиях. Примерами крахмалов, полученных из биокаталитических процессов, являются, среди прочего, полиглюкан и модифицированные полиглюканы, полифруктан и модифицированные полифруктаны.
Кроме того, данное изобретение также содержит производные крахмалов, частично упомянутые. В этом контексте термины "производное крахмалов" или "производные крахмалов", в общем, относятся к модифицированным крахмалам, т.е. таким крахмалам, в которых природное отношение амилоза/амилопектин было модифицировано, чтобы изменить их свойства, выполняли прежелатинизацию, которые подвергали гидролитическому разложению или которые химически преобразовывали.
Примерами конкретных производных крахмалов являются, среди прочего, окисленные крахмалы, например, диальдегидкрахмал или другие продукты окисления, имеющие карбоксильные функции, или природные ионные крахмалы (например, с фосфатными группами), или крахмалы, которые дополнительно модифицированы ионным образом, где этот термин покрывает и анионные, и катионные модификации.
Деструктурированные крахмалы, которые могут быть использованы в контексте данного изобретения, содержат крахмалы, которые, например, гомогенизировали с помощью глицерина, так что в рентгеновской дифракции больше не возникают кристаллические рефлексы, и зерна крахмала или области двойной рефракции больше не видны при тысячекратном увеличении в поляризационном микроскопе. В этом контексте дается ссылка на DE-А1-3931363, описание деструктурированных крахмалов которого также является частью данного описания.
Крахмалы, используемые согласно данному изобретению, коммерчески доступны, например, от Avebe, Cargill, National Starch, Penford Product Co, Purac или Sbdstärke.
Особенно предпочтительными являются крахмалы, которые имеют достаточную растворимость в холодной и/или горячей среде. Растворимость является достаточной, если вязкость связующей системы согласно данному изобретению позволяет соответствующую обрабатываемость.
Добавки, используемые согласно данному изобретению, выбранные из группы, состоящей из амфотерных гидроксидов, солей элементов первой и второй основных групп периодической таблицы, минеральных добавок, которые имеют синтетическое или природное происхождение, каолина, сажи или их смесей, в основном, не подвержены каким-либо ограничениям, но должны быть совместимы с другими компонентами.
Те гидроксидные соединения, которые растворимы и в кислотной, и в щелочной среде, называются амфотерными гидроксидами в понимании настоящего изобретения.
2
2
4
3
5
3
3
2
2
Технически подходящими примерами амфотерных гидроксидов являются гидроксид меди (II) Cu(ОН), гидроксид олова Sn(ОН) или Sn(ОН), гидроксид сурьмы Sb(ОН) или Sb(ОН), гидроксид алюминия Al(ОН), гидроксид хрома (III) Cr(ОН), гидроксид свинца Pb(ОН) и гидроксид цинка Zn(ОН), где некоторые из указанных соединений являются технически пригодными, однако они не могут быть использованы из-за их воздействия на окружающую среду.
3
Особенно предпочтительно использовать амфотерные гидроксиды алюминия. Особенно предпочтительно использовать осажденный амфотерный гидроксид алюминия Al(ОН). Следует заметить, что данный материал не склонен к дегидратации до температуры 200°С и не является гигроскопичным.
Гидроксиды алюминия, применимые согласно данному изобретению, коммерчески доступны, например, от Nabaltec под маркой Apyral.
Соли элементов первой и второй основных групп периодической таблицы предпочтительно представляют собой гидроксиды, сульфаты, гидрокарбонаты и карбонаты, которые должны быть совместимы с другими компонентами. Их примерами являются гидроксид магния, карбонат кальция, сульфат бария.
Минеральные добавки, которые имеют синтетическое или природное происхождение, в понимании настоящего изобретения, предпочтительно представляют собой мраморный порошок, каолинит (китайская глина) и/или каолинитсодержащие глины, такие как каолин (фарфоровая глина).
Каолины, применимые согласно данному изобретению, не подвержены ограничениям; однако они должны быть совместимы с другими компонентами.
2
4
2
5
2
3
2
2
2
3
2
2
Для целей настоящего изобретения, каолины представляют собой китайские глины и/или фарфоровые глины. Они, по существу, содержат минерал каолинит, который может быть описан с помощью химической формулы Al[(OH)/SiO] или AlO⋅2SiO⋅2НО. Каолиниты обычно имеют состав с 39,7% AlO, 46,4% SiO и 13,9% НО.
Каолинит и химически идентично образованные глинистые минералы дикит и накрит представляют собой так называемые силикаты с двойным слоем, которые относятся к филлосиликатам. Они уравниваются с каолинами данного изобретения и охватываются данным изобретением.
Каолины, применимые согласно данному изобретению, коммерчески доступны, например, от Huber под маркой Huber 90.
Используемые каолины должны быть устойчивы до температуры 200°С, т.е. они не должны дегидратироваться или быть гигроскопичными.
Сажи предпочтительно являются коммерчески доступными продуктами.
В особом варианте осуществления настоящего изобретения, в добавление к крахмалу, связующая система имеет по меньшей мере два компонента, выбранных из группы, состоящей из амфотерных гидроксидов, солей элементов первой и второй основных групп периодической таблицы, минеральных добавок, которые имеют синтетическое или природное происхождение, каолина, сажи или их смесей, причем соотношения от 1:10 до 10:1 (массовые соотношения) являются особенно предпочтительными.
Связующая система, используемая согласно данному изобретению, может также содержать до 10 масс.% добавок. Это - коммерчески доступные добавки, такие как консерванты, стабилизаторы, антиоксиданты, пеногасители, гидрофобизирующие агенты, УФ-стабилизаторы, наполнители и/или пигменты. Они частично содержатся в коммерческих продуктах и служат для стабилизации хранения и транспортировки или могут быть добавлены позднее, чтобы удовлетворять условиям покупателя.
Внутри объема данного описания термин "текстильный материал" следует понимать в его самом широком значении. Он может применяться для всех структур, образованных из волокон, которые изготовлены согласно формирующему поверхность способу. Волокнообразующими материалами являются природные волокна, минеральные волокна, стекловолокно, волокна, образованные из синтетических продуктов, и/или волокна, образованные из синтезированных полимеров. Для целей настоящего изобретения, текстильные материалы, в частности, понимаются как текстильные ткани, шерстяные листы, трикотажное полотно или нетканый материал, в частности, нетканый материал.
Текстильные материалы на основе минеральных волокон и/или стекловолокна, в частности, представляют собой нетканые материалы на основе минеральных волокон и/или стекловолокна. Вышеуказанные нетканые материалы на основе минеральных волокон и/или стекловолокна могут также объединяться с другими текстильными материалами, в частности, неткаными материалами.
Применяемые нетканые материалы, образованные из стекловолокна или минерального волокна, могут быть изготовлены с помощью любого известного способа. Нетканые стекловолокнистые материалы, которые изготовлены с помощью способа мокрой выкладки, способа сухой выкладки или способа воздушной выкладки, являются особенно подходящими. В ходе процесса изготовления, в частности способа мокрой выкладки, эти нетканые материалы могут содержать небольшие доли вспомогательных химических веществ в результате данного способа, например, загустители, пеногасители и т.п. Эти вещества происходят из циркулирующей воды в изготовлении нетканых материалов.
Нетканые материалы, образованные из минеральных волокон и используемые согласно данному изобретению, могут быть упрочнены с помощью связующей системы согласно данному изобретению и дополнительно механическими способами, например, иглопробиванием или гидродинамическим иглопробиванием. Наиболее предпочтительно, они являются кардными неткаными материалами, образованными из волокон, т.е. бесконечно длинных волокон или штапельных волокон. Средний диаметр минеральных волокон составляет от 8 до 15 мкм, предпочтительно от 10 до 12 мкм.
Подходящие минеральные волокна включают алюмосиликатные волокна, керамические волокна, доломитовые волокна или волокна из вулканического материала, такого как базальт, диабаз, мелафир. Их, в общем, называют палеобазальтами; альтернативно, диабаз часто называют нефритом.
2
2
Масса на единицу площади нетканых материалов, образованных из минеральных волокон и применяемых согласно данному изобретению, составляет от 20 до 350 г/м, предпочтительно от 25 до 90 г/м. Данная выше информация также относится к стеклянным нетканым материалам, описанным ниже.
Нетканые материалы, образованные из стекловолокна и используемые согласно данному изобретению, могут укрепляться с помощью связующих или механическими способами, например, иглопробиванием или гидродинамическим иглопробиванием. Стекловолокно может представлять собой нити или ограниченные или резаные стеклянные волокна, причем в последнем случае длина волокон составляет от 1 до 40 мм, предпочтительно от 4 до 20 мм. Средний диаметр стеклянных волокон составляет от 6 до 20 мкм, предпочтительно от 8 до 15 мкм.
Подходящие стеклянные волокна включают такие типы стекла, как Е-стекло, S-стекло, R-стекло или С-стекло, где Е-стекло или С-стекло являются предпочтительными по экономическим причинам.
Среди текстильных материалов на основе синтетических полимеров предпочтительными являются нетканые материалы, образованные из волокон синтетических полимеров, в частности, связанные кручением материалы, так называемые спанбонды, которые получают путем произвольного осаждения свободных волокон, формованных из расплава. Они состоят из непрерывных синтетических волокон, образованных из полимерных материалов путем формования из расплава. Подходящие полимерные материалы включают, например, полиамиды, такие как, например, полигексаметилендиадипамид, поликапролактам, полностью или частично ароматические полиамиды ("арамиды"), алифатические полиамиды, такие как, например, нейлон, частично или полностью ароматические сложные полиэфиры, полифениленсульфид (РФС), полимеры, имеющие простую эфирную группу или кетогруппу, такие как, например, полиэфиркетоны (ПЭК) и полиэфирэфиркетон (РЭЭК), полиолефины, такие как, например, полиэтилен или полипропилен, или полибензимидазолы.
Предпочтительно, связанные кручением материалы состоят из сложных полиэфиров, формованных из расплава. Данный полиэфирный материал может быть, в принципе, любого известного типа, подходящего для получения волокна. Такие сложные полиэфиры состоят преимущественно из компонентов, производных от ароматических дикарбоновых кислот или от алифатических диолов. Обычно применяемые компоненты из ароматических дикарбоновых кислот являются двухвалентными остатками бензолдикарбоновых кислот, особенно терефталевой кислоты и изофталевой кислоты; обычно используемые диолы имеют от 2 до 4 атомов углерода, причем этиленгликоль является особенно подходящим. Связанные кручением материалы, которые состоят из по меньшей мере 85 мол.% полиэтилентерефталата, являются особенно предпочтительными. Остальные 15 мол.% составляют звенья дикарбоновой кислоты и гликольные звенья, которые выступают так называемыми модификаторами и позволяют специалисту в данной области техники целевым образом влиять на физические и химические свойства полученных волокон. Примерами таких звеньев дикарбоновой кислоты являются остатки изофталевой кислоты или алифатической дикарбоновой кислоты, такой как, например, глутаровая кислота, адипиновая кислота и себациновая кислота; примерами модифицирующих диольных остатков являются остатки, образованные из длинноцепных диолов, например, пропандиола или бутандиола, диэтилен- или триэтиленгликоля или, если присутствует в небольших количествах, полигликоля с молекулярной массой, приблизительно, от 500 до 2000.
Сложные полиэфиры, содержащие по меньшей мере 95 мол.% полиэтилентерефталата (ПЭТ), являются особенно предпочтительными, особенно полиэфиры, образованные из немодифицированного ПЭТ.
Индивидуальные линейные плотности полиэфирных волокон в связанном кручением материале составляют от 1 до 16 dtex, предпочтительно от 2 до 8 dtex.
В другом варианте осуществления данного изобретения текстильный материал из связанного кручением материала также может быть полученным формованием из расплава нетканым материалом, который содержит облицовочные и плавкие липкие волокна. Облицовочные и плавкие липкие волокна могут быть получены из любых термопластических волокнообразующих полимеров. Кроме того, облицовочные волокна также могут быть получены из неплавких волокнообразующих полимеров. Такие связанные кручением материалы, которые укреплены с помощью плавкого связующего, описаны, например, в ЕР-А-0446822 и ЕР-А-0590629.
В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения текстильный материал подвергали механическому и химическому укреплению со связующей системой согласно данному изобретению. Такое укрепление дополнительно улучшает технические свойства облицовочного материала.
Текстильный материал может иметь однослойную или многослойную структуру.
2
2
2
Масса на единицу площади текстильного материала, в частности связанного кручением материала, составляет от 20 до 500 г/м, предпочтительно от 40 до 400 г/м, в особенности от 90 до 250 г/м.
В дополнительном варианте осуществления данного изобретения такие текстильные материалы имеют по меньшей мере одно армирование, в особенности, если они используются в качестве облицовочных материалов. Они предпочтительно разработаны так, что армирование поглощает силу, так что опорная сила в диаграмме сила-растяжение (при 20°С) облицовочного материала с армированием по сравнению с облицовочным материалом без армирования отличается в интервале растяжения от 0 до 1% в по меньшей мере одной точке на по меньшей мере 10%.
В другом варианте осуществления армирование может быть введено таким образом, что благодаря армированию силы только поглощаются при более высоких растяжениях.
Мультиволокна и/или моноволокна на основе арамидов, предпочтительно, так называемых высокомодульных арамидов, углеродные, стеклянные волокна, стеклянные жгутики, минеральные волокна (базальт), высокопрочные полиэфирные моноволокна или мультиволокна, высокопрочные полиамидные моноволокна или мультиволокна, а также так называемые гибридные мультиволоконные нити (нити, содержащие армирующие волокна и низкоплавкие связующие волокна) или проволоки (моноволокна), образованные из металлов или металлических сплавов, предпочтительно используются в качестве армирующих волокон.
По экономическим причинам предпочтительное армирование состоит из стеклянных мультиволокон в форме по существу параллельных листов или сеток основы. В большинстве случаев нетканые материалы армируют в продольном направлении по существу параллельными листами основы.
Армирующие волокна могут быть использованы в исходном виде или в форме отдельного текстильного материала, например, тканого материала, листа пряжи, трикотажного полотна или нетканого материала. Предпочтительно армирование с армирующими нитями, бегущими параллельно друг другу, то есть листы основы, а также грубые холсты и тканые материалы.
Измерение опорной силы выполняют согласно EN 29073, часть 3, на образцах шириной 5 см при длине ограничения 200 мм. Численное значение предварительного натяжения, заданное в сантиньютонах, соответствует численному значению массы площади образца, заданной в граммах на квадратный метр.
Армирование можно выполнять путем введения армирования в текстильный материал, на по меньшей мере одной стороне текстильного материала или еще в любом месте облицовочного материала, в частности, в других текстильных материалах, отличных от первого текстильного материала, или в виде отдельного текстильного материала.
Облицовочные материалы согласно данному изобретению, содержащие текстильный материал, укрепленный согласно данному изобретению, могут быть обеспечены дополнительными функциональными слоями. Это означает меры или функциональные слои, которые увеличивают, например, сопротивление проникновению корней облицовочного материала. Это также является объектом данного изобретения.
Облицовочный материал согласно данному изобретению может иметь дополнительные текстильные материалы в добавление к уже описанному текстильному материалу согласно данному изобретению. Предпочтительно, эти дополнительные текстильные материалы отличаются от текстильного материала, указанного первым, т.е. они сделаны из другого материала.
Поскольку текстильный материал сделан из синтетических полимеров, может быть необходимо включить дополнительные текстильные материалы в облицовочный материал согласно данному изобретению, чтобы оптимизировать рабочие свойства.
Для специалиста в данной области техники неожиданно, что связующая система данного изобретения может улучшать свойства текстильного материала, особенно в отношении сопротивления разрыву.
Текстильный материал, укрепленный согласно данному изобретению, может использоваться в качестве облицовочного материала сам по себе или в комбинации с дополнительными текстильными материалами в качестве облицовочного материала для покрытых настилающих мембран, кровельных листов и водонепроницаемого покрытия, а также текстильных подкладок и текстильного армирования в половых настилах, в частности ковровых и ПВХ настилах, которые также являются объектом данного изобретения.
Текстильный материал, укрепленный согласно данному изобретению, может использоваться в качестве облицовочного материала сам по себе или в комбинации с дополнительными текстильными материалами в качестве облицовочного материала для изготовления покрытых настилающих мембран, кровельных листов и водонепроницаемого покрытия, предпочтительно для изготовления битуминизированных настилающих мембран, кровельных листов и водонепроницаемого покрытия. Кроме этого, облицовка согласно данному изобретению может также применяться в напольных приложениях и в области фильтрации.
Полиэтилен или поливинилхлорид, полиуретаны, EPDM или ТРО (полиолефины) используются в качестве покрывающих соединений для настилов или ковровых подкладок. Кроме этого, битум применяется для покрытых настилающих мембран, кровельных листов и водонепроницаемого покрытия.
Битуминизированные листы содержат по меньшей мере один вышеописанный облицовочный лист, который внедрен в битумную матрицу, причем массовый процент битума относительно массы на единицу площади битуминизированного кровельного листа составляет предпочтительно от 60 до 97 масс.% и для связанного кручением материала от 3 до 40 масс.%.
Изготовление текстильных материалов согласно данному изобретению осуществляют с помощью известных способов и процессов. Изготовление укрепленных текстильных материалов согласно данному изобретению осуществляют с помощью следующих мер:
А) формование текстильного материала и возможно его механическое укрепление,
В) применение связующей системы согласно данному изобретению, содержащей:
I) от 10 до 90 масс.%, предпочтительно от 30 до 70 масс.% полимеризатов на основе карбоновой кислоты, в частности поликарбоновой кислоты, которые могут сшиваться с помощью сшивающего агента, и
II) от 10 до 90 масс.%, предпочтительно от 30 до 70 масс.% поливинилацетата, и
III) от 90 до 10 масс.%, предпочтительно от 70 до 30 масс.% одного или нескольких крахмалов, и
IV) от 0 до 60 масс.% по меньшей мере одной добавки, выбранной из группы, состоящей из амфотерных гидроксидов, солей элементов первой и второй основных групп периодической таблицы, минеральных добавок, которые имеют синтетическую или естественную природу, каолина, сажи или их смесей, и
V) от 0 до 10 масс.% добавок,
С) сушка и вулканизация связующего, где указанные массовые проценты относятся к сухой массе связующей системы, т.е. без воды.
Формирование текстильного материала осуществляют с помощью известных мер.
Выполнение механического укрепления, возможно осуществляемого, также происходит с помощью известных способов.
Введение возможного присутствующего армирования выполняют во время или после формирования текстильного материала или до или во время нанесения связующей системы согласно данному изобретению. Подача армирования или любая возможная дополнительная тепловая обработка в процессе изготовления предпочтительно происходят под нагрузкой, в частности, продольной нагрузкой.
Подача дополнительных текстильных материалов, возможно включаемых, происходит до или во время вулканизации связующей системы согласно данному изобретению.
Нанесение связующей системы на этапе В) также выполняют с помощью известных способов. Нанесенный слой связующего (после сушки) предпочтительно составляет от 5 до 35 масс.%, в особенности от 10 до 30 масс.%, наиболее предпочтительно от 10 до 25 масс.% сухого связующего относительно полной массы необработанного текстильного материала.
Сушку и вулканизацию связующего также выполняют с помощью способов, известных специалистам в данной области техники, причем температуры от 160°С до 210°С являются предпочтительными. Процесс сушки или вулканизации вызывает, среди прочего, конденсацию сшивающего агента с карбоновой кислотой с образованием соответствующих конденсатов.
Индивидуальные процедуры известны сами по себе, но патентоспособны в комбинации или очередности согласно данному изобретению и с применением связующей системы согласно данному изобретению.
Способы измерения:
s
b
Удельная прочность является мерой влияния связующего на прочность нетканого материала: F=(BW(I)+BW(q))/G.
b
2
Прочность на разрыв BW (продольная, поперечная) соответствует прочности на разрыв, которую, согласно DIN EN 29 073-3, измеряют на образцах шириной 5 см и длиной 30 см. G соответствует массе на единицу площади со связующими в г/м.
Горячая прочность является мерой продольной прочности нетканого материала при 200°С. Данную прочность определяют согласно DIN EN 29 073-3, причем измерение выполняют при 200°С в печи.
2
Проницаемость измеряют согласно DIN EN ISO 9237 в [л/м сек]; содержание твердых веществ измеряют согласно DIN EN ISO 3251.
Вязкость измеряют согласно DIN EN ISO 2555 при 23°С.
Величину рН определяют для 10 масс.% раствора в воде согласно DIN ISO 976.
Сопротивление разрыву определяют согласно DIN EN ISO 9073-4, растяжение и прочность определяют согласно DIN EN 29073-3. Определение усадки проводят при 200°С в течение 10 мин.
Емкость поглощения воды измеряют согласно DIN 18191.