DE2501628A1

DE2501628A1 - Emulsionen zur herstellung von unterlagen aus aufgebrochenem schaum fuer textilien und ihre verwendung

Info

Publication number: DE2501628A1
Application number: DE19752501628
Authority: DE
Inventors: Martin K Lindemann
Original assignee: TANNER CO CHAS S
Current assignee: TANNER CO CHAS S
Priority date: 1974-01-16
Filing date: 1975-01-16
Publication date: 1975-07-17
Also published as: FR2257643A1; DE2501628B2; CA1039899A; IT1026333B; FR2257643B1; JPS50101691A; GB1463874A; US3933691A

Description

■Jnulsionen zur Herstellung von Unterlagen aus auf ge "br ο diene m Schnur:) für Textilien und ihre Verwendung

\t±e Erfindung "betrifft wäßrige Emulsionen, welche zur Herstellung von Unterlagen aus aufgebrochenem Schaum bei Textilien verwendet werden können, v/o "bei diese verbesserte Beständigkeit gegenüber chemischer Reinigung und bessere Kaltrißbeständigkeit auf v/c inen.

Textilien i,;it Unterlagen aus aufgebrochenem Schaum haben eine zunehmende Bedeutung erlangt, insbesondere bei mit Unterlagen versehenen Polsterstoffen. Unglücklicherweise ist es nun schwierig, ein richtiges Gleichgewicht der verschiedenen Eigenschaften zu erreichen, da die Beständigkeit gegenüber einer chemischen Reinigung mit einer guten Rückfederung, die bei niedrigen Temperaturen beibehalten werden muß, zu vereinigen int. Selbstverständlich können äußere Weichmacher, "verwendet werden, um die Aufrechterhaltung der Rückfederung bei niedriger Temperatur zu unterstützen, jedoch sind diese flüchtig und in lösungsmitteln löslich und können daher nicht eingesetzt werden.

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BAD

Die derzeit angewandten Materialien sind alle Acrylcopolymerisate oder Kombinationen von Vinylacetat mit Acrylestern, z. B. Butylacrylat. Polyvinylacetat sel"bst ist zu spröde "bzw. "brüchig, Die Verwendung von 30 $ Butylacrylat mit dem Ziel, dem Vinylacetat eine Rückfederung zu erteilen, hat sich als nicht zufriedenstellend herausgestellt. Die Beständigkeit gegenüber einer chemischen Reinigung, die Festigkeit gegenüber einem Verkleben in der Mrme und die Kaltrißfestigkeit waren alle schlecht. Die Zugabe von vernetzenden Monomeren zu einem solchen System würde zwar die Beständigkeit gegenüber einem Verkleben in der Wärme verbessern, jedoch würde sie die Kaltrißfestigkeit verschlechtern, so daß das Problem hiermit nicht gelöst werden kann.

Die ersten Anstrengungen zur Verwendung eines Copolymerisates aus Vinylacetat und Äthylen waren nicht erfolgreich. Bei Abwesenheit von vernetzendem Monomeren! mangelt es dem Copolymerisat an Beständigkeit gegenüber chemischer Reinigung. Wenn vernetzende Monomere verwendet werden, ergab sich eine nicht zufriedenstellende Kaltrißfestigkeit. Obwohl ein größerer Anteil von vernetzenden Monomeren zugesetzt werden könnte, um die Beständigkeit gegenüber einer chemischen Reinigung-zu erhöhen, verbietet sich dies von selbst, da hierdurch die bereits nicht zufriedenstellende Kaltrißfestigkeit noch weiter verschlechtert würde.

•Die Verwendung von Vinylchlorid hat sich auch nicht als verbessernd herausgestellt. Seine Zugabe zu dem vernetzten System aus Vinylacetat-Äthylen in einer Kenge von 20 ^cß> verbesserte die Kaltrißfestigkeit nicht.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Emulsion zur Herstellung von aufgebrochenem Schaum, insbesondere als Unterlage auf Textilien, wobei dieser aufgebrochene Schaum

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die gewünschte Kombination von Beständigkeit "bei einer chemischen Reinigung und guter Rückfederung besitzt, wobei der . aufgebrochene Schaum sowohl die Untersuchungen des Verklebens in der Wärme wie auch der Kaltrissigkeit erfüllt.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bei Herstellung eines Vinylacetat-Äthylencopolymerisates mit geeignetem Äthylengehalt, so daß ein ausreichendes Molekulargewicht erreicht wird, und bei Einbau eines eingestellten Anteiles von vernetzendem Monomerem in dieses Gopolymerisat die oben genannte gute Kombination erreicht wird.

Die erfindungsgemäßen, wäßrigen Emulsionen umfassen ein wäßriges Medium, in welchem ein Emulsionseopolymerisat-kolloidal stispendiert ist, welches im wesentlichen aus 15 bis 40 $ Äthylen, aus 1,5 bis 9 ¹P vernetzenden Monomeren und als Rest aus Vinylacetat besteht, v/o "bei dieses Gopolymerisat ein Molekulargewicht von wenigstens etwa 300 000 besitzt. Die Erfindung betrifft weiter Textilien mit einer Unterlage aus aufgebrochenem Schaum, welche eine bessere Beständigkeit gegenüber chemischer Reinigung und bessere Kaltrißfestigkeit besitzen, wobei dieser Schaum unter Verwendung von einer wäßrigen Emulsion mit Copolymerisaten aus Äthylen und Vinylacetat, welche 1,5 bis 9 ^c/o an vernetzendem Monomerem enthalten und ein Molekulargewicht von \\^renigstens etwa 300 000 besitzen, hergestellt wurde ₌

Bei der Erfindung v/erden Copolymerisate verwendet, welche durch monoäthylenische Monomere gebildet werden, die im wesentlichen aus 15 bis 40 fo Äthylen, aus 1,5 bis 9 i° und vorzugsweise 3 bis 9 /ö an vernetzenden Monomeren und als Rest/Vinylacetat bestehen. Diese Monomeren werden in wäßriger Emulsion unter Bedingungen copolynerisiert, so daß ein Molekulargewicht von wenigstens etwa 300 000 und vorzugsweise von"wenigstens 350 000 erhalten

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wird· Dies ist wesentlich hölier als bei konventionellen- .. iithylen-Vinylacetatcopolymerisaten, Vielehe- ein maximales Molekulargewicht von et v/a 250 000 "besitzen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die vernetzenden Monomeren während der Copolymerisation nicht nennenswert reagieren, so daß die in.der Emulsion gebildeten Copolymerisatteilchen nicht geliert werden xmd. beim Trocknen an der Luft leicht koaleszieren. Falls eine gewisse Vernetzung auftritt, kann das Molekulargewicht durch Lichtstreuung oder nach einer anderen Methode bestimmt v/erden,, solange jedoch das Copolymerisot in wesentlichen linear ist, kann das Molekulargewicht aus der. Grenzviskositätszahl (intrinsikviskosität), gemessen in Dimethylformamid bei 30 ⁰C und extrapoliert auf eine Konzentration von 0, bestimmt v/erden. Die Umwandlung der Grenzviskositätszahl in das Molekulargewicht kann unter Verwendung der Aeetonlinie in den Vinylacetatdisgramm- in "Encyclopedia of Polymer Science and Technology", Vol. 15, S. 631 (intexscience 1972) durchgeführt werden.

Obwohl das Molekulargewicht, welches bei der Durchführung der Erfindung erforderlich ist, notwendigerweise höher als üblich ist, ist es nicht besonders schwierig, es zu erreichen, und es gibt verschiedene Kechanisraen, um zu ihm zu gelangen. So. wird das Molekulargewicht erhöht, falls ein größerer Anteil von nicht umgesetztem Monomer ein im Reaktionskessel während des größten Teils der Polymerisation aufrechterhalten wird. Dies wird in einfacher ",'/eise dadurch erreicht, daß die Monomeren rascher zugesetzt v/erden, oder daß di'e üblichen Iledoxkatalysatoren weniger rasch zugesetzt v/erden. Eine Erniedrigung der Eeaktionstemperatür dient ebenfalls zur Erhöhung des Molekulargewichtes, ebenso wird- dies durch Erhöhung der !Reaktionsdauer erreicht.

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Der iithylengehalt des Copolymeris'ates kann von 15 "bis 40 $ variieren, vorzugsweise liegt er jedoch im Bereich von 20 bis 40 fo -und besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 35 $·

Die vernetzenden Monomeren sind vorzugsweise mono äthylenisch ungesättigte Monomere, welche die N-MethyIo!gruppe tragen, Beispiele hierfür sind Il-Methylolacrylamid oder ein ΪΤ-Methylolderivat von Allylcarbamat, welches eine oder zwei ΪΊ-Methylolgruppen enthalten kann. Zahlreiche andere G-lieder dieser bekannten Klasse von Monomeren sind dem Fachmann auf dem Gebiet an sich bekannt. Das vernetzende Monomere kann ebenfalls nach der Copolymerxsation gebildet werden, z. B. durch partielle Hydrolyse des Vinylaeetats.

Die H-Kethylolgruppen können im nicht-reagierten Zustand gelassen werden, oder sie können veräthert werden, z. B. mit einem C.-Cg-AIkohol, vorzugsweise einem C,-G,-Alkohol. Der Alkohol wird bei der Hitzebehandlung unter Regenerierung der N-Methylolgruppe für das Härten freigesetzt, wie dies an sich bekannt ist.

Beispiele für veräthernde Mittel in Form von Alkoholen sind Methylalkohol und Äthylalkohol. Isopropylalkohol, Isobutylalkohol, 2-Äthoxyäthanol und 2-Butoxyäthanol sind ebenfalls vorteilhaft.

Obwohl zuvor angegeben wurde, daß Vinylacetat den Rest des C©polymerisates bildet, sei darauf hingewiesen, daß alle Vinylester mit gesättigten, aliphatischen Monocarbonsäuren in kleinen Anteilen bei der Durchführung der Erfindung zum Ersatz eines Teiles des Viny!acetates brauchbar sind. Vinylstearat und Vinylversatat sind Beispiele für solche Vinylester, und. ein Ersatz in einer Menge bis zu 20 Gew.~$ ist möglich.

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Die vernetzenden Monomeren können vollständig aus solchen Monomeren gebildet werden, welche die N-Methylolgruppe tragen, jedoch wird es bevorzugt, einen Anteil von Monomeren einzugeben, die aktiven Wasserstoff tragen, der mit der IT-Methylolgruppe reaktionsfähig ist.

Besonders vorteilhafte Monomere für den Einbau in das Copoly-Eierisat als Teil der Komponente des vernetzenden Monomeren sind Acrylamid, Methacrylamid oder andere monoäthylenisch ungesättigte Amide, wie auch monoäthylenisch ungesättigte Alkohole wie Allylalkohol, 2-Hydroxyäthylacrylat oder -methacrylat oder dergleichen.

Das Vorliegen eines kleinen Anteiles eines Amides oder eines Alkoholes, wie sie zuvor genannt wurden, ist besonders vorteilhaft, da hierdurch das Aushärten über die ΪΓ-Methylolfunktionalität wesentlich verbessert wird.

Ein anderes Monomeres, das gegebenenfalls in kleiner Menge vorliegen kann und das das Aushärten fördert, ist ein kleiner Anteil einer mono äthylenischen Säure wie Maleinsäure, Acrjrlsäure oder Methacrylsäure oder besonders bevorzugt !Crotonsäure, wobei 0,5 bis 3 $ typisch sind. Monoäthylenisch ungesättigte Sulfonsäuren oder ihre Salze, z. B. 2-Sulfoäthylmethacrylat oder ijatriumvinylsulfönat sind ebenfalls anwendbar.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines K-Methoxyderivates eines Allylcarbamates, da diese die besten physikalischen Eigenschaften bei dem nachfolgenden Aushärten ergeben. Sie werden durch Bildung eines Adduktes von Formaldehyd mit einem Allylcarbamat geliefert, welches folgende Formel besitzt:

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worin R^ Wasserstoff oder der Methylrest ist, R₂ e rest mit 2 Ms 4 Kohlenstoffatomen darstellt und η eine ganze Zahl von .0 "bis 10 und vorzugsweise von 0 tis 2 bedeutet.

Verschiedene Allylcarhamate sind hierzu "brauchbar, insbeson-. dere Allylcarbamat und Methallylcarbamat. Allylcarbamat besitzt folgende Formel:

OH CH₂=CH-CH₂-O-C-^

H V-

Diese monoäthylenische Monomere ist kein Amid, und es reagiert mit Formaldehyd in einer Additionsreaktion mit den beiden Aminowasserstoffatomen unter Bildung der H-MethyIo!gruppe. Falls ein Anteil von 1 Mol Formaldehyd aufgenommen wird, kann das Derivat durch folgende Formel "beschrieben werden:

OH

CH₂OH.

Die gleiche Reaktion kann unter Aufnahme von weiterem Formaldehyd fortschreiten, um die hierbei gebildete B-Methylol-: funktionalität zu erhöhen.

Emulsionscopolymerisate, welche auf Allylcarbamaten basieren, sind im einzelnen in der US-PS 3 S52 233 beschrieben.

Obwohl bevorzugterweise die E-MethyIo!gruppe für das Aushärten herangezogen wird, kann anstelle hiervon auch ein Epoxyrest verwendet \rerden, z. B-. Allylglyzidylather oder G-lyzidylacrylat oder -methacrylat. Vorteilhafterweise werden sie zusammen mit Monomeren verwendet, welche eine Hydroxy- oder Carhoxyfunktionalität, wie zuvor beschrieben, liefern.. Das Ausmaß und

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die Gleichförmigkeit des Yernetzens nach dem Aushärten ist von größter Wichtigkeit.

Eine kleine Ilenge von "bis zu etwa 0,5 $ einer polyäthylenisehen Verbindung wie Butylenglykoldiacrylat oder Diviny!benzol kann während der Copolymerisation zugesetzt werden, um das Molekulargewicht zu erhöhen. Ein übermäßiges Vernetzens vor dem Aushärten ist jedoch schädlich und muß vermieden werden.

Da die Polymerisation in wäßriger Emulsion von Vinylacetat mit Äthylen an sich bekannt ist, sei hier nicht auf weitere Einzelheiten eingegangen. Jedoch sei darauf hingewiesen, daß die Verwendung von IT-Hethylolallylcarbanat leichter ist, do es in das Copolymerisat mit etwa derselben Rate eintritt, wie das Vinylacetat und das Äthylen, so daß die Verteilung der TT-Ke thylo !gruppe in dem fertigen Copolymoriant wesentlich verbessert wird, und daß eine größere Löslichkeit des funktionellen Monomeren im Vinylacetat ebenfalls die Eigenschaften des fertigen Produktes verbessert, insbesondere die Beständigkeit gegenüber einem Verkleben in der Wärme, wobei dies eine Funktion eines gleichförmigen Aushärtens bei der Hitzebehandlung ist. Eine Menge von 0,5 bis 7 >-' den H-I'ethylolally icarbomates oder seinen Äthers sind in dem fertigen Emulsionscopolymerisat bevorzugt. Hilfsmittel können ebenfalls vorliegen, wie dies an sich bekannt ist, z. B. Schutzkolloide, wobei Beispiele hierfür Polyvinylalkohol und HydrozzyäthyIzelIulose sind. Ammoniak oder Amin können zur Erhöhung der Ernulsionnstabilität zugesetzt werden.

Hinsichtlich des Aushärten« sei darauf hingewiesen, daß das Erwärmen oder "Brennen" normalerweise bei Temperaturen von 121 ⁰G bis 260 ⁰C (250 - 500 ⁰P) für Zeitspannen von 30 Sekunden bis 1 Stunde, vorteilhafterweise jedoch bei Temperaturen von

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135 °C Ms 177 ⁰C (275 - 350 ⁰F) während 2 Ms 20 Minuten durchgeführt wird.

Die durch Emulsionscopolymerisation hergestellten Emulsionen werden anschließend so angesetzt, daß die Kapazität zur Auf-r recht erhaltung einer Schaumstruktur bei der Aushärt temperatur verbessert wird. Zu diesem Zweck werden grenzflächenaktive Mittel wie Ammoniumstearat, -oleat oder -palmitat zugesetzt. Verdickungsmittel wie Hydroxyäthylzellulose oder Polyvinylalkohol werden zugesetzt, um eine Viskosität im Bereich von 500 "bis 5000 cP zu erreichen, wobei hei dieser Viskosität Luft in die Emulsion unter Bildung eines Schaumes geschlagen wird. Auf Volumengrundlage bezogen wird die ursprüngliche Emulsion aufgeschlagen, bis sie etwa das 5-fach bis etwa 10-fache ihres ursprünglichen Volumens besitzt.

Andere bekannte Mittel für die Zugabe in Schaummassen können, wie dies auf dem Fachgebiet an sich bekannt ist, zugesetzt werden, z. 13. Schaumstabilisatoren, wobei Beispiele hierfür 0-12" Pettsäureamide sind, sowie Hilfsvernetzungsmittel wie Aminoplastharze, wobei Beispiele hierfür die in Wasser dispergier-■ baren oder löslichen ί-ielamin-Formaldehyd-kondensate sind. Hie se Aminoplastharze können in einer Menge von 1 bis 15 $, bezogen auf das Gewicht der Copolymerisatfeststoffe zugesetzt werden, sie können jedoch auch vollständig weggelassen werden.."

Die verwendeten Schäume werden pigmentiert, wobei ein Gewicht sverhältnis von Pigment zu Bindemittel von 0,1 : 1 bis 2:1 ganz allgemein üblich ist, jedoch ein Verhältnis von etwa 1 : üblicherweise verwendet wird. Alle Pigmente und mineralischen Füllstoffe, die auf dem Farbengebiet brauchbar sind, können bei der Erfindung verwendet werden.

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- ίο -

Die Schäume können durch Rakelbeschichtung mit anschließenden Trocknen, Aufbrechen und Erhitzen zu ihrem Aushärten aufgebracht v/erden. Typ is eher weise beträgt die Stärke in nassem Zustand etwa 1,52 min (60 mils), die Be Schichtungen v/er den bis auf einen feuchtigkeitsgehalt im Bereich von etwa 5 bis 20 f> getrocknet, wobei die Stärke nach dem Aufbrechen etwa 0,25 na (10 mils) beträgt, und das Erwärmen oder "Brennen" wird wie zuvor beschrieben durchgeführt, wobei bevorzugte Arbeitsbedingungen 1 bis 5 Hinuten bei 149 ⁰C bis 177 ⁰C (300 - 350 ⁰P) sind.

Die Erfindung wird anhand der folgenden. Beispiele näher erläutert, wobei die Angaben der Anteile in Gewicht gemacht sind, falls nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Es wurden Latexmassen hergestellt, indem 300 Teile eines emulsionscopolymerisierten AcryIlatex (etwa 50 >j Peststoffe) mit 150 Teilen Titandioxidpigment und 15 Teilen von in Wasser dispergierbarem Melamin-Pormaldehydharz vermischt wurden. Zur Stabilisierung der Latexmasse wurden 7,2 Teile -einer wasserlöslichen Ammoniumstearatseife verwendet, wobei die Latexmasse dann mechanisch zu einem stabilen Schaum mit einer Dichte von 13~5 g/l durch Einschlagen von Luft in die Hasse aufgeschlagen wurde. Der erhaltene Schaum, der aus feinen Bläschen bestand, wurde dann auf die Rückseite eines Satinpolstergewebes aus l'iayon/ Acetat unter Verwendung einer Rakel aufgetragen, die so eingestellt wurde, daß über dem Gewehe eine Öffnung von 1,52 mm (60 mil) gegeben war. Das naßbeschichtete Gewebe wurde dann partiell bei 62,2 ⁰C (180 ⁰P) bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 12 ^r/o in der Beschichtung getrocknet, und das partiell getrocknete'Gewebe wurde dann aufgebrochen, indem das Gewebe durch Haltewalsen durchgeführt wurde, welche

2 einen Druck von 2 Tonnen über einer Spaltfläche von 871 cm

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(135 in'") anlegten. Die auf gebrochene Beschichtung wurde dann während 3 Hinuten "bei 166 ⁰C ausgehärtet. Es v/urde ein mit. einem weichen Schaum beschichtetes Polstergewebe erhalten, das eine weiße Unterlage aufwies und einem handelsüblichen, mit Schaum unterlegten Polstergewebe glich. Das Gewebe besaß 98 Fäden im Schuß (Acetat) und 58 Fäden in der Füllung (Rayon).

Es wurden verschiedene Copolymerisate im oben gegebenen Beispiel eingesetzt, und die fertigen, mit Schaum unterlegten Textilien wurden untersucht, um ihre Eigenschaften bei den verschiedenen Tests su bestimmen, denen solche Textilien normalerweise untu^'Zio&Gn v/erden. Hierbei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Probe	A	5 Wasch
	B	vorgange
Bsp.	G	3
Bsp.	D
Bsp.	E	2
Bsp.	F	3
Bsp.	1
Bsp.	2

Tabelle I

5 x chemisch Verkleben gereinigt in der Wärme

Kaltrissigkeit

Textil

su

Textil

Schaum

zu

Schaum

5 1 1

ungenügend

geeignet

ungenügend

ungenügend geeignet geeignet geeignet ungenügend geeignet ungenügend geeignet ungenügend geeignet ungenügend ungenügend

Die in der Tabelle verwendeten Einstufungen waren folgende:

Kein Schaumverlust, selbst an den Ecken eines Doppelknicks

Schaumverlust nur an der Ecke eines Doppelknicks geringer Schaumverlust nur längs geknickten Teilen großer Schaumverlust nur längs geknickten Teilen Schaumverlust in den geknickten und den ungeknickten Teilen

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Die uirfcersuchten Polymerisate sind in der folgenden Tabelle II susammengestellt:

Tabelle II

Polymeri- Vinylacetat Äthylen Butyl- Mischung mit Vinyl-

sat acry- gleichem Gewichts- Chlorid

lat - anteil von Acrylamid und IT-He thylolacrylamid

	70	30
B*	65	32
C **	63	20
D	55	40
E

5 20

60 P 100

-" Molekulargewicht = 400 000
** Molekulargewicht =250 000

*** 0,5 i° Glykoldiacrylat zur Verbesserung des Verklebens in der Wärme zugesetzt, Molekulargewicht = 450 000

Wie sich aus den erhaltenen Ergebnissen ergibt, war das Copolymer isat aus Äthylen und Vinylacetat mit hohem Molekulargewicht, welches etwa 5 ^cp an vernetzenden Monomeren enthielt, das einzige, das alle Tests bestand. Seine Beständigkeit bei der chemischen Reinigung war überragend, und es war das einzige, das den schwierigen Test der KaItrissigkeit von Gewebe su Gewebe erfüllte

Die angewandten Tests waren die folgenden:

Beständigkeit bei fünf Waschvorgängen

Proben des mit Schaum unterlegten Gewebes wurden-abgeschnitten, und zwar etwa 5,1 cm (2") in der Schußrichtung und etwa 17,8 cm (7") in der FuIIrichtung. Die Proben wurden so gefaltet, dai3 Gewebe gegen Gewebe lag, wobei die neue Abmessung von etwa

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2,5 cm χ 17,8 cm (1" χ 7") erhalten wurde, -und dann erneut bis auf die End abmessung von etwa 2,5 cm χ 8,9 cm (1" χ 3 1/2") unter Bildung einer Manschette gefaltet. Mit diesen Abmessungen wurden die Proben geEammert, so daß diese Form beibehalten wurde, Die vorbereiteten Proben wurden dann fünfmal zusammen mit 5 Pfund Blindwäsche in einer handelsüblichen Waschmaschine (Fabrikat Kenmore) unter Anwendung eines normalen Waschzyklus, einer Wäsche bei 49 °C(12O ⁰F), einem Spülen bei 49 .⁰C (120 ⁰F) unter Verwendung von einem Becher eines handelsüblichen Waschmittels (Produkt "Tide") gewaschen. Nach dem Waschen wurden die Proben in einem Schleudertrockner getrocknet. Fach dem Trocknen wurden die Proben entfaltet und visuell auf Verlust des Schaumes von dem Gewebe untersucht und wie zuvor angegeben, eingestuft.

Beständigkeit bei fünfmaliger chemischer Reinigung Die Proben für diesen Test wurden in Form von Manschetten, wie suvor beschrieben, vorbereitet. Die Proben wurden fünf üblichen Ghemischreinigungsvorgängen (One Hour Martinizing) unterzogen. Die chemisch gereinigten Proben wurde entfaltet und in derselben Weise wie die naß gewaschenen Proben eingestuft.

Verkleben in der Wärme

Proben von etwa 5,1 x 17,8 cm (2" χ 7") wurden für diesen Test abgeschnitten und einmal gefaltet, wobei Schaum gegen Schaum lag und eine neue Abmessung von etwa 5,1 x 8,9 cm (2" χ 3 1/2") erhalten wurde. Ein trockenes, heißes Bügeleisen von 1100 Watt (Fabrikat General Electric Ir. 71F54), das zum Bügeln von Leinen aufgeheizt war, wurde auf die gefaltete Probe 30 Sekunden aufgesetzt und dann weggenommen. Die Probe wurde auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen und entfaltet. Die Probe wurde dann auf eine Entschichtung des Schaumes von der"Oberfläche

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des Textilmaterial untersucht. Bei einer visuell nicht feststellbaren Entschichtung des Schaumes wurden die Proben als "geeignet" eingestuft, während eine visuell feststellbare Entschichtung des Schauines die Einstufvacig "ungenügend" bei den Proben ergab.

Kaltrissigkeit

Die Proben wurden auf Kaltrissigkeit eingestuft, indem eine Probe von 20,3 x 10,2 cdi (8" χ 4"), wobei die 20,3 cm in der Kettrichtung waren, verwendet wurde und diese Probe in Form eines "Z" gefaltet wurde. Die gefaltete Probe wurde auf eine Glasplatte in einem Gefrierschrank bei -17,8 ⁰C (0 ⁰F) währer.d zwei Stunden angeordnet und dann herausgenommen und sofort unter Verwendung einer 5,9 kg Walze (13 lbs) mit einer Länge von 30,5 cm (I2 inches) gewalzt. Nach drei Walzvorgängen in Hin- und Herrichtung wurde das Gewebe geöffnet, und die geknickten Bereiche wurden untersucht. Falls irgendwelche Risse mit dem Auge feststellbar waren, wurde der Test als "unzureichend" eingestuft.

Die ausgezeichneten Ergebnisse, die bei Verwendung einer Mischung von gleichen Gewichten aus Acrylamid und N-Methylolacrylamid erhalten wurden, v/erden ebenfalls erhalten, falls N-Methylolallylcarbamat anstelle von N-Methylolacrylamid verwendet wird.

Beispiel 2

In diesem Beispiel ist eine bevorzugte Ausführungsform unter Verwendung von IT-Methylolallylcarbamat beschrieben.

Es wurde eine Monomer enemul si on hergestellt, indem die folgenden Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge zusammengemischt wurden:

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I Ion omer enemul si on

g Komponente

15400 Vinylacetat

3255 ir-MethylolallylcariDamat (16,9 # in Wasser)

3255 Acrylamid (16,9 i° in Wasser)

430 lOnylphenolpolyäthylenglykoläther, der 9 Hol Äthylenoxid pro Mol Phenol enthält

610 ITonylphenolpolyäthylenglykoläther, der 40 Mol Äthylenoxid pro Mol Phenol enthält (70 folge wäßrige Lösung)

Bin Druckreaktionsgefäß aus rostfreiem Stahl, das mit einem -Rührer, einer Temperatursteuerung, einer Einspeispumpe und einen G-aseinlaSrohr ausgerüstet war, vrarde gefüllt mit:

g Komponente
12000 Wasser

239 ITonylphenolpolyäthylenglykolather, der 9 Mol Äthylenoxid pro Mol Phenol enthält,

340 Honylphenolpolyäthylenglykoläther, der 40 Mol Äthylenoxid pro Mol Phenol enthält (70 folge wäßrige Lösung)

68 ITatriumper sulfat

1 J?eSO_A
1525 der o"ben angegebenen Monomerenemulsion

Das Ueaktionsgefäß wurde mit Stickstoff und dann mit Äthylen gespült, danach wurde das Reaktionsgefäß mit Äthylen auf einen Druck von 65 atm gebracht. ITach Erwärmen des Reaktionsgemisches auf 2 8 ⁰C wurden 90 ecm einer 12 fbigen Lösung von Hatriumf ormaldehydsulfoxylat in Wasser zugesetzt, danach wurde die Reaktionstemperatur auf 53 ⁰C erhöht. Die restliche Monomerenemulsion (auf 100 ^c/o der hergestellten Gesamtmenge) wurde während einer fünfstündigen Periode in Teilmengen zugesetzt, um die Reaktionstemperatur auf 50 - 53 ⁰O zu halten.

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Es wurde eine Gesamtmenge von 852 ecm der 12 iiigen lösung von ITatriumformaldehydsulfoxylat und 1235 ecm der 10 voigen Lösung von ITatriumpersulf at in Teilmsngen zugesetzt, um die Reaktionstemperatur zu halten. Der Äthylendruck wurde auf 65 atm während dem größten Teil der Reaktionsperiode gehalten, dann jvurde der Äthylendruck langsam reduziert, bis der Gehalt an freiem Yinylacetat unter 1 io lag. In der Fähe des Abschlusses der Reaktion, sobald der Vinylacetatgehalt auf 5 i° abgesunken war, wurde eine wäßrige Lösung, welche 1 ,9 % IT-MethyIo!acrylamid enthielt, sowie 1,9 i» Acrylamid in Teilmengen in das Reaktionsgefäß zugesetzt, um die Ausbildung von Polymerisat zu verhindern, welches keine Plätze für eine Vernetzung aufwies. Es wurde eine Gesamtmenge von 3632 ecm dieser Lösung zugesetzt.

ITach dem Abblasen des überschüssigen Äthylens zur Reduzierung des Druckes und dem Abkühlen des Ansatzes wurde der pH-Wert auf pH = 6,3 mit Ammoniak eingestellt.

Das Produkt hatte folgende Eigenschaften:

Brookfield-Viskosität, Spindel ITr. 2 bei 40 Upm =700 cP Peststoffe = 45,7 1°

Grenzviskositätszahl (siehe Anmerkung 1) "^Molekulargewicht

= annähernd 400 000] =1,16

Unlösliches nach dem Aushärten während 45 Minuten bei 110 ⁰C (in 1,1,1-Triehloräthylen, siehe Anmerkung 2) = 86,7 '/> pH = 6,3

Durchschnittsteilchengröße = 0,23 Mikron Äthylen im Gopolymerisat = 30 Gew.-^.

Anmerkung 1 Zum Messen der Viskosität wurde eine Probe der Polymerisatemulsion (0,5 ecm) zu 100 ecm analysenreinem Dimethylformamid zugesetzt und das Gemisch wurde 20 Minuten gerührt und filtriert. Die Ausflüßzeit der so hergestellten Lösung wurde

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dann mit der Ausflußseit des reinen -Lösungsmittels unter Verwendung eines Ubbelohde-Viskosimeters (Cannon-Il'enske) bei TO C verglichen. Die relative Viskosität ist der Bruch, der durch Dividieren der Ausflußzeit der Lösung durch die Ausflußzeit des reinen Lösungsirittels erhalten wird. Die Huggin-Gleichung wurde zur Berechnung der Grenzviskositätszahl aus der T-Iessung der relativen Viskosität und aus dem Gehalt an Horsfeststofi'en in Gramm pro 100 ml der Emulsion "benutzt.

Anmerkung 2 Sine Probe wurde bei der vorgegebenen Temperatur für die angegebene Zeitspanne erhitzt und dann mit dem angegebenen Lösungsmittel extrahiert. Der prozentuale Wert an Unlsölichem wird erhalten, indem 25 ml der Polymerisatemulsion auf eine Glasplatte gegossen und über Uacht bei Zimmertemperatur trocknengelassen werden. Das Wasser wird dann durch 24 stündige Aufbewahrung in einem Exsiccator entfernt. Der trockene Film wird dann von der Glasplatte abgekratzt und 4 g hiervon werden in einem S oxhl et -Einsatz angeordnet. Die Extraktion wird mit 350 ml des angegebenen Lösungsmittels während 48 h bei Siedetemperatur durchgeführt. Das Lösungsmittel wird dann abgedampft und der Rückstand über lacht bei 95 ⁰C in einem Ofen mit Zwangsluftumwälzung getrocknet. Das Gewicht der Polymerisatprobe nach der Extraktion wird mit dem Gewicht der Probe vor der Extraktion verglichen, um den prozentualen Wert an Unlöslichem zu erhalten.

Beispiel 3

Das im vorangegangenen Beispiel verwendete IT-Metiiylolallylcarbamat kar.a wie folgt hergestellt werden:

44 i; Allylcarbamat (0,5 Mol) werden zu 300 g Wasser hinzugesetzte Der pH-Wert wird auf 11,5 mit etwa 3 ecm einer 50 folgen Natriumhydroxid lösung eingestellt, danach werden 16,5 g Paraformaldehyd zugesetzt. Das Gemisch wird auf 75 °0 erhitzt und hierauf 3 h gehalten. Weitere 6 ecm einer 50 folgen Hätriumhydroxidlösung

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werden, in Teilmengen zugesetzt, um den pH-Wert auf 11 zu halten. Der Formaldehyd gehalt wird zu 0,4 °^f° nach einer Reaktionsdauer von 3 h "bestimmt. Der pH-Wert wird dann auf 5 mit Schwefelsäure eingestellt, um das H-Methylolderivat zu erhalten.

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Claims

- 19 Patentansprüche

. "Wäßrige Emulsion, welche ein wäßriges Medium umfaßt,, worin ein Emulsionscopolymerisat kolloidal suspendiert ist, dadurch gekennzeichnet,- daß das Copolymerisat im wesentlichen aus 15 his 40 $ Äthylen, aus 1,5 "bis 9 % an vernetzenden Monomeren und als Rest aus Vinylacetat "besteht, wobei das Copolymerisat ein Molekulargewicht von wenigstens etwa 300 000 "besitzt. ■

2. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vernetzenden Monomeren monoäthylenisch ungesättigte Monomere umfassen, welche die 1-Methylolgruppe tragen.

3. Emulsion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 1-Methylolgruppe mit einem C.-Cg-AIkohol veräthert ist. "..·

4. Emulsion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die N-Methylolgruppe mit einem C.-C,-Alkohol veräthert ist.

5. Emulsion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vernetzenden Monomeren einen Anteil von Monomerem einschließen, der aktiven, mit der ¥-Methylolgruppe reaktionsfähigen Wasserstoff trägt.

6. Emulsion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aktiven Wasserstoff tragende Monomere ein monoäthylenisehes Amid oder ein monoäthylenischer Alkohol ist.

7. Emulsion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vernetzenden Monomeren zusätzlich von 0,5 Ms 3 $> einer monoäthylenisehen Säure enthalten*

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8. Emulsion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

das die F-Methylolgruppe tragende Monomere ein Addukt von Formaldehyd mit einem Allylcarbamat ist, welches die folgende Formel "besitzt:

R₁ O

ι '

worin R^ Wasserstoff oder der Methylrest ist, ₂
Alkylidenrest mit 2 "bis 4- Kohlenstoffatomen bedeutet und
η eine ganze Zahl von 0 "bis 10 ist.

Emulsion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Addukt folgende Formel "besitzt:

O_x
CHp=CH-CHp-O-C-IT^

worin X ¥asserstoff oder die Methylolgruppe bedeutet.

10. Emulsion nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Formaldehydaddukt mit einem C.-C,-Alkohol veräthert ist.

11. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente in Form des vernetzenden Monomeren die Epoxygruppe trägt.

12. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymerisat ein Molekulargewicht von wenigstens 350 000 aufweist und wenigstens 3 /» an vernetzenden Monomeren
enthält.

13. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion ein aufgelöstes Verdickungsmittel enthält, das
eine Viskosität von 500 bis 5000 cP liefert.

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14. Pigmentierter Schaum, dadurch gekennzeichnet, daß er die Emulsion nach Anspruch 13 mit darin dispergiertem Pigment enthält, wobei das Gewichtsverhältnis Pigment zu Binde-

una mittel Ton 0,1 : 1 Ms 2 : 1 beträgt ,/wobei die Emulsion hierin in einer solchen Menge eingeschlagene Luft enthält, daß das Volumen der Emulsion von etwa dem fünffachen bis etwa dem zehnfachen ihres ursprünglichen Volumens beträgt.

15. Textilmaterial mit einer mit Schaum beschichteten Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum der pigmentierte Schaum nach Anspruch 14 ist und der Schaum teilweise getrocknet und dann aufgebrochen und zu seiner Aushärtung zum kompaktierten Zustand erhitzt worden ist.

16. Verwendung der Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Herstellung einer Unterlage oder Bückschicht aus Schaum auf Textilmaterialien.

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