Mittel zur Ausrüstung von Textilien

Abstract

 Mittel zur Ausrüstung von Textilien, insbesondere textilen Flächenge­bilden, auf Basis von Schutzkolloide neben geringen Mengen üblicher Hilfsstoffe enthaltenden Emulsionspolymerisaten des Vinylacetats und/oder seinen Copolymerisaten mit Dibutylmaleinat, welches dadurch gekenn­zeichnet ist, daß die Polymeremulsionen als Schutzkolloid Polyethylenglykol eines mittleren Molekulargewichtes von etwa 3 000 - 50 000 enthalten, das wenigstens anteilsweise schon während der Emulsionspolymerisation vorge­legen hat.

Beschreibung

[0001] Es ist bekannt, zur Ausrüstung von textilen Flächengebilden wäßrige Emulsionspolymerisate auf das auszurüstende tex­tile Gut aufzubringen. Diese im Rahmen der Ausrüstung auf­gebrachten Hilfsstoffe dienen unter anderem als Füllmittel, als Versteifungsmittel, Schiebefestmittel, Erschwerungs­mittel, Mittel zur Verbesserung der Nahtausreißfestigkeit, als Antisnaggingmittel und dergleichen. Als Kunststoff­dispersionen bzw. -emulsionen werden insbesondere ent­sprechende Produke auf Basis von Vinylacetat, Dibutyl­maleinat, Vinylpropionat und Acrylsäureestern eingesetzt. Diese Mittel dienen gleichzeitig zur Variation des Griffes, wobei mit Polyvinylacetatdispersionen ein sehr harter, steifer Griff erhalten wird. Zwar kann man durch Mitver­wendung von Weichmachern die Griffeigenschaften verbessern, diese technische Lösung unterliegt aber beträchtlichen Ein­schränkungen. Bei den in verschiedenen Stufen der Textil­behandlung eingesetzten Temperaturen sind die Weichmacher wenigstens anteilsweise flüchtig, so daß eine unerwünschte Griffveränderung des textilen Gutes eintritt. Ein bekann­ter Weichmacher dieser Art ist beispielsweise Dibutyl­phthalat.

[0002] Um die Mängel derart weichgemachter Vinylacetathomopoly­merisate besser auszugleichen, ist es bekannt, Copoly­merisate des Vinylacetats mit Dibutylmaleinat (DBM) ein­zusetzen. Auch Polyvinylpropionate liefern eine weicheren und volleren Griff beim Einsatz als Ausrüstungsmittel im Vergleich mit den Vinylacetathomopolymerisaten. Besonders weiche und volle Griffnoten werden bei der Verwendung von Polyacrylat-Emulsionen bzw. -Dispersionen eingestellt. Aus wirtschaftlichen Überlegungen heraus ist allerdings die Verwendung einer möglichst großen Menge an Vinyl­acetat bzw. seinen Homo- und/oder Co-Polymeren wünschens­wert. Vinylacetat ist als besonders preisgünstige Kompo­nente im Vergleich mit allen anderen hier betroffenen möglichen Monomeren für die Ausbildung des Textilaus­rüstungsmittels besonders begehrt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe Zugrunde, die an sich bekannten Emulsionshomo- und/oder-copolymerisate auf Basis von Vinylacetat und seinen Copolymeren mit Dibutyl­maleinat (DBM) so zu verbessern, daß sie bei ihrem Einsatz als Textilausrüstungsmittel wesentliche Vorteile gegenüber vergleichbaren Homo- bzw. Copolymerisaten der bisher be­kannten Art besitzen. Sie sollen dabei insbesondere dem Textil einen weicheren und volleren Griff verleihen, als bisher bekannte entsprechende Emulsionspolymerisate auf Basis von Vinylacetat bzw. seinen Copolymeren mit DBM.

[0004] Die Erfindung geht von der überraschenden Feststellung aus, daß die Auswahl eines ganz bestimmten Schutzkolloides für die Emulsionspolymerisate der hier betroffenen Art die angestrebten Wirkungen von erhöhter Fülle und größerer Weichheit bei der Griffprüfung entsprechend ausgerüsteter Textilien liefert.

[0005] Gegenstand der Erfindung sind dementsprechend Mittel zur Ausrüstung von Textilien, insbesondere textilen Flächen­gebilden auf Basis von Schutzkolloide neben geringen Mengen üblicher Hilfsstoffe enthaltenden Emulsionspolymerisaten des Vinylacetats und/oder seinen Copolymerisaten mit DBM, wobei die neuen Mittel dadurch gekennzeichnet sind, daß die Polymeremulsionen als Schutzkolloid Polyethylenglykol eines mittleren Molekulargewichts von etwa 3 000 bis etwa 50 000 enthalten, das wenigstens anteilsweise schon wäh­rend der Emulsionspolymerisation vorgelegen hat. Bevor­zugt wird das Polyethylenglykol in seiner gesamten Menge schon während der Emulsionspolymerisation bzw.-copoly­merisation als Schutzkolloid eingesetzt.

[0006] Durch die Verwendung des genannten Polyethylenglykols als Schutzkolloid können Polyvinylacetathomo- und -copoly­mere hergestllt werden, die sich auf dem hier betroffenen Anwendungsgebiet der textilen Ausrüstungsmittel durch einen deutlich weicheren Griff des behandelten Textiles als bei Verwendung der üblichen Schutzkolloide - bei­spielsweise Polyvinylalkohol und/oder Cellulosederivate - auszeichnen. Von beträchtlichem Vorteil ist weiterhin, daß die erfindungsgemäß eingesetzten Dispersionen eine sehr hohe Scherstabilität besitzen, wodurch die Verarbei­tung der Dispersionen im Rahmen der Textilausrüstung in wichtigen Arbeitsschritten begünstigt wird. Durch die Opti­mierung der sich auf die Weichheit und den Griff auswirken­den Parameter der erfindungsgemäßen Mittel - insbesondere durch den Gehalt an Dibutylmaleinat und durch Menge und Typ des ausgesuchten Schuzkolloids innerhalb des ange­gebenen Rahmens können Produkte anfallen, die hinsicht­lich der Weichheit des resultierenden Griffeindruckes bei der Anwendung auf Textilien Polyvinylpropionat-Dispersionen übertreffen. Gleichzeitig erfüllen diese Produkte aber alle sonstigen Anforderungen,insbesondere hinsichtlich Feststoffgehalt, Viskosität, Verdünnbarkeit, Friktions­ beständigkeit und Filmbeschaffenheit. Die Möglichkeiten der besonders preisgünstigen Textilausrüstung werden da­durch wesentlich erweitert.

[0007] Die Menge der als Schutzkolloid eingesetzten Polyethylen­glykole liegt bevorzugt im Bereich von etwa 2 - 10 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels. Der Gehalt der wäßrigen Polymeremulsionen an Vinylacetatpolymerisat- bzw. -copolymerisat beträgt vorzugsweise etwa 40 bis 60 Gewichtsprozent. Wenn Copolymerisate des Vinylacetats mit DBM eingesetzt werden, so kann der DBM-Gehalt bis zu 50 Mol-% - bezogen auf die Summe von Vinylacetat und DBM - ausmachen, wobei DBM-Gehalte im Bereich von etwa 5 - 45 Mol-% besonders bevorzugt sind. Allgemein gilt, daß die Weichheit und Fülle des textilen Griffes um so größer bzw. höher wird, je höher der Gehalt an DBM im Copolymeri­sat gewählt ist.

[0008] Die wäßrigen Polymerdispersionen enthalten im übrigen die üblichen Hilfsstoffe in geringen Mengen, wobei hier insbe­sondere Emulgatoren, Puffersubstanzen, Starter für die Polymerisationsreaktion und/oder Salze zu nennen sind. Der Gehalt der Emulsionspolymerisate an diesen sonstigen üblichen Hilfsstoffen liegt vorzugweise nicht oberhalb von 5 Gew.-%, wobei der Gehalt an Emulgatoren insbesondere etwa im Bereich von 0,5 - 3 Gew.-% liegen kann. Als übliche Emulgatoren sind insbesondere solche auf Niotensid-Basis geeignet, und zwar insbesondere Poly-ethylenoxid-Additions­produkte an Kohlenwasserstoffverbindungen mit reaktivem Wasserstoffatom, wobei als bevorzugte Emulgatoren Alkyl­phenol-EO-Additionsprodukte vorliegen. Ein als Emulgator besonders geeignetes Niotensid ist z.B. das Nonylphenol x 10 EO. Es sind aber auch andere Niotenside mit verän­ deter EO-Kette geeignet. Besonders zweckmäßige Mengen des Nio-Tensids liegen im Bereich von 0,5 - 2 Gew.-%. Besonders geeignete Mengen des als Schutzkolloid vor­liegenden Polyethylenglykols liegen im Bereich von etwa 3 bis 10 Gew.-%, wobei Polyethylenglykole eines mittleren Molekulargewichts von etwa 8 000 bis 25 000 besonders geeignet sein können.

[0009] In den nachfolgenden Beispielen wird zunächst die Her­stellung einer Reihe von Vinylacetathomo- und -copoly­merisaten im Sinne der Erfindung beschrieben, wobei we­sentliche Herstellungsparameter dieser Polymeremulsionen jeweils angegeben sind. Die erfindungsgemäßen Emulsionen werden dann verglichen mit 4 Vergleichsmaterialien, die in Abwesenheit von Polyethylenglykol als Schutzkolloide hergestellt worden sind. Im Zusammenhand mit der Produkt­beschreibung ist jeweils die Beurteilung der Scherstabili­tät, bestimmt durch Walzenauftrag nach dem Foulard-Verfah­ren angegeben. Hierzu gelten die folgenden Angaben:

[0010] Die Dispersionen werden mittels eines Labor-Foulard auf die Gewebe aufgebracht. Dabei werden die Dispersionen unverdünnt in den Trog einer Pflatsch-Vorrichtung gegeben, die Unterwalze taucht in die Dispersion ein, der Anpreß­druck der Oberwalze wird auf 10 kp/cm eingestellt. Während 30 Minuten Laufzeit bei einer Geschwindigkeit von 30 m/min. wird die Scherstabilität der Dispersion beobachtet. Wenn nach 30 Minuten keine Ablagerungen auf der Oberwalze zu sehen sind und die Unterwalze einen gleichmäßigen Film ohne Abrisse zeigt, wird die Friktionsbeständigkeit als sehr gut beurteilt. Wenn keine Veränderungen innerhalb der ersten 10 Minuten eintreten, wird die Note gut erteilt.

[0011] Treten bereits innerhalb der ersten 6 Sekunden Ablagerun­gen auf der Oberwalze oder Filmabrisse auf der Unterwalze auf, wird das Produkt als schlecht beurteilt.

Beispiele

A. Verfahren zur Herstellung der Emulsionspolymerisate bzw. -copolymerisate

a) Herstellung im Labormaßstab

[0012] Gearbeitet wurde in einer Planschliffglasapparatur mit 2 l Füllinhalt, Metallankerrührer, Intensivkühler und Dosiergefäßen. Im Reaktionsgefäß wurde der größte Teil des Wassers vorgelegt und darin das Natriumcar­bonat, der Emulgator, der Entschäumer - soweite ver­wendet - und das Schutzkolloid 2 Stunden bei 80 bis 85 °C gelöst. Die Monomeren wurden in einem 0,5 l-­Dosiertrichter vorgelegt. Zur Herstellung der Initia­torlösung wurde Kaliumpersulfat in kaltem Wasser ge­löst. Die Lösung wurde in einem weiteren Dosiertrich­ter vorgelegt.

[0013] Zur Durchführung der Polymerisation wurden bei 82 bis 88 °C gleichzeitig Monomere und Initiatorlösung in den Reaktionsbehälter gegeben. Zudosiert wurde wie in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben.

[0014] Die Reaktion wurde unter Rühren (140 UpM) durchge­führt. Die Reaktionstemperatur wurde dabei im Be­reich zwischen 80 und 88°C gehalten. Bei zu star­kem Rückfluß wurde die Monomerzugabe vorübergehend gedrosselt. Nach Ende der Monomerzugabe wurde der Rest der Initiatorlösung schnell zugegeben und das Ende des Rückflusses abgewartet. Die Nachreaktion fand sodann innerhalb von 30 Minuten im Tempera­turbereich von 85 bis 95 °C statt.

b) Herstellung von Dispersionen im 120 kg-Maßstab

[0015] Gearbeitet wurde in einer 200 l-Emailleapparatur mit 120 kg Füllinhalt, einem stufenlos regelbaren Impellerrührer, einem 20 l-Dosiergefäß und einem aufsteigenden Rückflußkühler. Die Apparatur wurde nach jedem Ansatz mit Wasser und anschließend Ace­ton gespült und getrocknet. Als Rührerdrehzahl wur­den 140 - 200 UpM eingestellt.

Verfahrensweise

[0016] Im Reaktor wurde der überwiegende Teil der wäßrigen Phase vorgelegt und darin Natriumbicarbonat, Emulga­tor, Entschäumer und Schutzkolloid 2 Stunden bei 75 °C gelöst (Vorlösung). Die vorgesehene Monomer­menge oder die Mischung der Monomeren wurde im Do­siergefäß vorgelegt.

[0017] Der Initiator (Kaliumpersulfat) wurde im restlichen Wasser gelöst und die Lösung in ein weiteres Dosier­gefäß gegeben.

[0018] Zur Durchführung der Polymerisation wurden bei 82 bis 88 °C gleichzeitig Monomer und Initiatorlösung in den Reaktor dosiert, und zwar mit den aus der folgenden Tabelle zu ersehenden Geschwindigkeiten.

[0019] Die Reaktionstemperatur wurde im Bereich von 80 bis 88 °C gehalten. Bei zu starkem Rückfluß wurde die Monomerzugabe verzögert. Nach Ende der Monomerzugabe wurde zur Nachreaktion die Temperatur auf 85 bis 95°C erhöht. Die Dispersionen konnten nach Abkühlen auf ca. 35 °C abgefüllt werden.

Beispiel 1

[0020] 

Beispiel 2

[0021] 

Beispiel 3

[0022] 

Beispiel 4

[0023] 

Beispiel 5

[0024] 

Beispiel 6

[0025] 

Beispiel 7

[0026] 

Beispiel 8

[0027] 

Beispiel 9

[0028] 

Beispiel 10

[0029] 

Beispiel 11

[0030] 

Beispiel 12

[0031] 

Beispiel 13

[0032] 

Beispiel 14

[0033] 

Beispiel 15

[0034] 

Beispiel 16

[0035] 

Beispiel 17

[0036] 

Beispiel 18

[0037] 

Beispiel 19

[0038] 

Beispiel 20

[0039] 

Beispiel 21

[0040] 

Beispiel 22

[0041] 

Beispiel 23

[0042] 

Vergleichsbeispiel 1

[0043] 

Vergleichsbeispiel 2 und 2.1

[0044] 

[0045] In Vergleichsbeispiel 2.1 wurde das Emulsionspolymeri­sat nachträglich mit 3 Gew.-% PEG 12000 versetzt.

Vergleichsbeispiel 3

[0046] 

Vergleichsbeispiel 4

[0047] 

Vergleichsbeispiel 5

[0048] 

Vergleichsbeispiel 6 und 6.1

[0049] 

[0050] Vergleichsbeispiel 6.1 enthält 3,5 Gew.-% nachträglich zugesetztes PEG 12000.

Vergleichsbeispiel 7 und 7.1

[0051] 

[0052] Vergleichsbeispiel 7.1 enthält 3,5 Gew.-% nachträglich zugesetztes PEG 12000.

Vergleichsbeispiel 8 und 8.1

[0053] Als Vergleichsbeispiel 8 wird die im Handel erhält­liche Dispersion "Mowilith D 50" (Handelsprodukt der Fa. HOECHST AG) eingesetzt.

[0054] Gemäß Vergleichsbeispiel 8.1 werden dieser Dispersion 5,0 Gew.-% PEG 12000 zugesetzt. Die im Handel ver­triebene Dispersion enthält ein Vinylacetat-Polymeri­sat bei einer Festkörper-Konzentration von 50 Gew.-% Schutzkolloid : circa 3,0 Gew.-% Poly-Vinylalkohol).

Vergleichsbeispiel 9 und 9.1

[0055] 

[0056] Vergleichsbeispiel 9.1 enthält 5,0 Gew.-% nachträglich zugesetztes PEG 12000.

Griffbeurteilung

[0057] Die Dispersionen der Beispiele 1 bis 9 und 11 bis 15 sowie der Vergleichsbeispiele 1, 2, 2.1 und 6 bis 9.1 werden mittels Labor-Foulard auf Baumwollgewebe aufge­bracht und mittels Spannrahmen bei 130 °C/60 sec ge­trocknet. Es werden dabei die Flottenkonzentrationen so eingestellt, daß eine Feststoffauflage von 4 % resultiert. Anschließend wurde der Griff beurteilt. Dabei gilt:

[0058] Die Griffnoten der untersuchten Muster sind in der anliegenden Tabelle zusammengefaßt. Die Scherstabilität der Materialien aus den Vergleichsbeispielen 3 bis 5 ist schlecht.

Ansprüche

1. Mittel zur Ausrüstung von Textilien, insbesondere tex­tilen Flächengebilden, auf Basis von Schutzkolloide neben geringen Mengen üblicher Hilfsstoffe enthalten­den Emulsionspolymerisaten des Vinylacetats und/oder seinen Copolymerisaten mit Dibutylmaleinat, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymeremulsionen als Schutz­kolloid Polyethylenglykol eines mittleren Molekular­gewichts von etwa 3 000 - 50 000 enthalten, das wenig­stens anteilsweise schon während der Emulsionspoly­merisation vorgelegen hat.

2. Mittel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie das Polyethylenglykol-Schutzkolloid in Mengen von etwa 2 bis 10 Gew.-% - bezogen auf wäßriges Emulsions­(co)polymerisat - enthalten.

3. Mittel nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gehalt an Vinylacetat-polymerisat bzw. -copolymerisat von etwa 40 - 60 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht des Textilausrüstungsmittels - aufweisen.

4. Mittel nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gehalt an Dibutylmaleinat von 0 - 50 Mol-%, insbesondere von etwa 5 - 45 Mol-% - jeweils bezogen auf die Summe von Vinylacetat und Dibutylmaleinat - aufweisen.

5. Mittel nach Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie im Rahmen üblicher Hilfsstoffe Emulgatoren auf Niotensid-Basis, insbesondere Poly-EO-Additions­ produkte an Kohlenwasserstoffverbindungen mit reak­tivem Wasserstoffatom enthalten, wobei als bevorzugte Emulgatoren Alkylphenol-EO-Additionsprodukte vorliegen.

6. Mittel nach Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die sonstigen üblichen Hilfsstoffe nicht mehr als etwa 5 Gew.-% ausmachen und daß dabei weiterhin die Emulgatoren bevorzugt in Mengen von etwa 0,5 bis 3 Ge­wichtsprozent vorliegen - Gew.-% jeweils wieder be­zogen auf das Gesamtgewicht des Textilausrüstungs­mittels.