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Verfahren zum Veredeln von Textilmaterial
Es ist bekannt, dass man Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen von Polymeren aus vinylgruppenhaltigen Monomeren zur Erzielung besonderer Effekte auf textilen Flächengebilden sowie auch Garnen und Fäden verwenden kann. Die nach diesen bekannten Verfahren erzielten Effekte weisen eine gewisse, für die Praxis jedoch meist unbefriedigende Waschbeständigkeit auf.
Es wurde nun gefunden, dass man wesentlich waschbeständigere Ausrüstungen mannigfaltiger Art mit Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen von Vinylpolymeren auf Textilmaterial herstellen kann, wenn man Polymere verwendet, die durch Copolymerisation aus Vinylgruppen enthaltenden Monomeren mit Acylurethanen, die eine polymerisierbare Doppelbindung enthalten, entstanden sind. Die Copolymerisation kann nach an sich bekannten Verfahren in wässerigen Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen bei Raumtemperatur oder vorzugsweise erhöhter Temperatur bis zu 100 C vorgenommen werden. Üblicherweise werden hiebei neben Emulgiermitteln und Schutzkolloiden ausserdem Radikale bildende Aktivatoren, wie z. B. Wasserstoffsuperoxyd, Alkalipersulfate u. dgl., mitverwendet.
Der Anteil der Acylurethane im erfindungsgemäss verwendeten Copolymerisat kann in weiten Grenzen schwanken. Im allgemeinen kommen Mengenverhältnisse von etwa 0, 5 bis 90 Gew.-Teilen, vorzugsweise etwa 2-20 Gew.-Teilen Acylurethane auf 100 Teile des Copolymerisats zur Anwendung.
Als Acylurethane kommen Verbindungen der allgemeinen Formel : R-CO-NH-CO-XR', zum Einsatz, in der R-CO-den Rest einer ein-oder mehrfach ungesättigten, ein- oder mehrbasischen Carbonsäure, die im Falle der mehrbasischen Carbonsäuren ausserdem mit niederen, aliphatischen Alkoholen mit 1-6 C-Atomen verestert sein können oder deren Carboxylgruppen mit dem Carbamidsäureesterrest-NH-CO-XR', substituiert sein können, X Sauerstoff oder Schwefel und R'einen niederen, gegebenenfalls substituierten, insbesondere durch Alkoxyreste substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryloder Aralkylrest bedeutet. Für den Rest R-CO kommt vorzugsweise der Rest einer ein-oder zweibasischen Carbonsäure mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen mit einer oder zwei Äthylenbindungen in Betracht.
Beispielsweise seien genannt die Reste der Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itakonsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure, Muconsäure, Maleinsäure, Aconitsäure usw. Es können auch Gemische dieser Acylurethane eingesetzt werden.
Besonders gute Ergebnisse werden erhalten mit Acylurethanen der vorstehend wiedergegebenen Formel, wenn man Verbindungen verwendet, in denen R'die Bedeutung eines Cycloalkyl-oder eines Alkylrestes mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, der durch Methoxy- oder Äthoxyreste substituiert sein kann, besitzt, also beispielsweise den Methyl-, Äthyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, n-Hexyl-, Isohexyl- oder auch
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ester, und die Verbindungen der Formeln :
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Als Vinylgruppen enthaltende Verbindungen, die zur Copolymerisation mit den ungesättigten Acylurethanen verwendet werden können, sind Verbindungen mit einer oder mehreren polymerisierbaren Äthylen-Doppelbindungen geeignet, wie z. B. : die ungesättigten Alkoholester, insbesondere die Allyl-, Methallyl-, Crotyl-, Vinyl-, Propargyl-usw.-ester von gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder aromatischen, ein- oder mehrbasischen Säuren, wie z. B. Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Acrylsäure und x-substituierten Acrylsäuren, einschliesslich der Alkylacrylsäure, z. B. Methacrylsäure usw.,
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Crotonsäure, Malonsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Acethylene-dicarbonsäuren, Phthalsäure usw. ; die gesättigten einwertigen Alkoholester, z.
B. die Methyl-, Äthyl-, Propyl-,
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Amyl-usw.-ester,wasserstoffe) wie z. B. Styrol, die o-, m- und p-Chlorostyrole, die o-, m- und p-Methylstyrole, die verschiedenen, mehrfach substituierten Styrole, wie z. B. Vinylcyclohexan, Vinylpyridin, Divinylbenzol, Allylbenzol, die verschiedenen Allylcyanosterole, die verschiedenen oc-substituierten Styrole und oc-sub-
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z. B. Acrylsäureamid und N-substituierte Acrylsäureamid, z. B. N-Methylolacrylsäureamid, N-methyl- acrylsäure-Amid usw. ; ungesättigte Ketone, z. B. Methylvinylketon, Methyl-allylketon usw. ; Butadiene, z. B. 1, 3-Butadien, 2-Chlorobutadien usw. ; ungesättigte, mehrwertige Alkohol- (z. B. Butenediol, usw.) - ester von gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder aromatischen, ein- oder mehrbasischen Säuren.
Weitere Beispiele für die Monomeren, die mit den Acylurethanen copolymerisiert werden können, sind insbesondere die Vinylhalogenide, insbesondere Vinylchlorid, und die verschiedenen Vinyliden-Verbindungen einschliesslich der Vinylidenhalogenide, z. B. Vinylidenchlorid. Die Vinylverbindungen können einzeln oder im Gemisch, nach radikalischem oder ionischem Mechanismus, als Lösungs-, Block-, Emulsions-oder Dispersionspolymerisat mit den Acylurethanen copolymerisiert werden.
Mit besonderem Vorteil kommen folgende, Vinylgruppen enthaltende Monomere zur Anwendung : Vinylester niederer, aliphatischer Carbonsäuren mit 1-4 Kohlenstoffatomen, z. B. Vinylacetat und Vinylpropionat, Vinyläther niederer, aliphatischer Alkohole mit 1-6 Kohlenstoffatomen, z. B. Vinyläthyläther, Vinylhexyläther ein-und zweibasischer, ungesättigter Carbonsäuren mit 1-6 Kohlenstoffatomen und deren Ester und Amide mit 1-4 Kohlenstoffatomen in der Estergruppe, z. B. Methacrylsäureäthylester, Acrylsäuremethylester, Maleinsäuredibutylester, Crotonsäureamid, sowie ferner Styrol.
Die erfindungsgemäss verwendeten Copolymerisate können als Lösungen in Wasser oder in indifferenten organischen Lösungsmitteln, wie Kohlenwasserstoffen, z. B. Benzin, Benzol, Toluol, oder flüssigen niedermolekularen, chlorierten, aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Äthylenchlorid, Tetrachloräthan u. a., oder als wässerige Dispersion oder Emulsion auf das Textilmaterial, z. B. durch Klotzen, Rakeln, Aufsprühen oder Drucken, aufgebracht werden.
Das mit den Copolymerisaten gegebenenfalls zusammen mit andern bekannten Ausrüstungsmitteln oder Hilfsstoffen behandelte Textilmaterial wird anschliessend zur Fixierung bei erhöhter Temperatur getrocknet. Dabei sind im allgemeinen Temperaturen von über 60 bis etwa 1800 C angebracht. Vorzugsweise werden Temperaturen von etwa 100 bis 150 C angewandt. Die erforderlichen Erhitzungszeiten können in weiten Grenzen schwanken. Sie richten sich insbesondere nach den angewandten Temperaturen. Bei höheren Trocknungstemperaturen von etwa 130 bis 1800 C ist bereits eine Erhitzungsdauer von wenigen Minuten ausreichend um gute waschbeständige Effekte zu erzielen. In der Praxis kommen im allgemeinen Trocknungszeiten von etwa 1 bis etwa 30 Minuten zur Anwendung. Diese Zeiten stellen jedoch lediglich Richtwerte dar.
Sie können in besonders gelagerten Fällen über- oder auch unterschritten werden.
Mit Hilfe der erfindungsgemäss verwendeten Copolymerisate lassen sich z. B. waschbeständige Füllund Steifappreturen, Prägeappreturen, wasserabweisende, öl- und schmutzabweisende sowie quellfeste Ausrüstungen oder Knitterfestausrüstungen herstellen.
Durch Zugabe von potentiellen Säurespendern, wie Ammoniumsalzen starker Säuren, z. B. Ammoniumchlorid und Ammoniumnitrat, Salze zweiwertiger Metalle mit starken Säuren, wie z. B. Magnesiumchlorid, Zinkchlorid oder Zinknitrat, kann oft eine weitere Steigerung der Waschbeständigkeit der Ausrüstungen erzielt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Copolymerisate im alkalischen Medium anzuwenden, wobei ebenfalls günstige Effekte erzielt werden.
Die Copolymerisate können auch zusammen mit den in der Textilindustrie üblichen anionischen, nichtionogenen oder kationischen Weichmachungsmitteln, Emulgierungsmitteln, Pigmenten sowie Hydrophobiermitteln, Insektiziden, Fungiziden oder Hochveredelungsmitteln, z. B. Knitterfest- und Quell-
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verbindungen von ringförmigen Harnstoffderivaten, Triazinonen u. dgl., ferner auch Epoxydharz-Vorkondensate u. ähnl.
Als Textilmaterialien, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren veredelt werden können, kommen beispielsweise Garne, Fäden oder textile Flächengebilde, wie z. B. Gewebe oder Gewirke aus bekannten Fasermaterialien, wie z. B. natürlichen oder regenerierten Cellulosefasern, natürliche und synthetische Eiweissfasern sowie vollsynthetische Fasern, wie Polyamid-, Polyester-, Polyvinylchlorid-, Polyacrylnitrilfasern, ferner Glas- und Asbestfasern in Betracht. In gleicher Weise sind auch andere Flächengebilde faseriger Struktur, wie Papier, Filz u. dgl. geeignet.
Beispiel 1 : In einen 4-Halskolben, der mit Thermometer, Rührer, Rückflusskühler und einem Tropftrichter versehen ist, gibt man 315 Gew.-Teile einer 5% igen Lösung eines Polyvinylalkohols vom K-Wert 50.
In diese emulgiert man unter kräftigem Rühren eine Lösung von 9 Gew. - Teilen N-Acryloy1carbamid- säurebutylester in 300 Gew.-Teilen Vinylacetat bei Raumtemperatur ein. Mit Ameisensäure stellt man
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PH 3 ein und gibt als Aktivator 2, 2 Gew.-Teile 33%iges Wasserstoffperoxyd tropfenweise hinzu. Man erwärmt das Gemisch bis zum Siedepunkt des Azeotrops Vinylacetat-Wasser (66 C) und hält die Mischung nach Beginn der Polymerisation 4 Stunden bei dieser Temperatur. Man erhält eine Kunststoffdispersion mit einem Restmonomerengehalt unter 0, 7%.
In eine Verdünnung von 60 g/l dieser Kunststoffdispersion in Wasser wurde ein Gewebe aus Polyesterfaser eingetaucht, auf zirka 80% Restfeuchte abgeschleudert und bei 90 C getrocknet. Nach 3 Wäschen auf einem Haushaltswaschautomaten, unter Einsatz der üblichen Menge Grobwaschmittel, ergab sich eine Restbiegesteife von 42% der vor dem Waschen vorhandenen. Ein gleich imprägniertes Gewebemuster wurde bei 60 C vorgetrocknet und 5 Minuten bei 140 C nacherhitzt. Die Restbiegesteife nach 3 Wäschen wurde mit 78% ermittelt.
Beispiel 2 : In der in Beispiel l beschriebenen Apparatur wird folgende Polymerisationsmischung angesetzt :
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<tb>
<tb> 580 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Wasser
<tb> 9 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Dodecylbenzolsulfonat-Natrium <SEP>
<tb> 12 <SEP> Gew.-Teile <SEP> einer <SEP> 25% <SEP> eigen <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> vinylsulfonsaurem <SEP> Natrium <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> und
<tb> 3, <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Natriumacetat.
<tb>
Der pH-Wert wird mit Essigsäure auf 5-6 eingestellt. Man erwärmt dieses Gemisch auf einem Wasserbad von 80 C und emulgiert eine Lösung von 6 Gew.-Teilen N-Acryloylcarbamidsäurebutylester in 54 Gew.-Teilen Vinylacetat während 15 Minuten ein und fügt dann tropfenweise eine Lösung von 3 Gew.Teilen Natriumpersulfat in 50 Gew.-Teilen Wasser hinzu. Nach Beginn der Polymerisation gibt man innerhalb 1 Stunde bei einer Temperatur der Reaktionsmischung von 80 C eine restliche Monomerenmischung aus 54 Gew.-Teilen N-Acryloylcarbamidsäure-butylester und 480 Gew.-Teilen Vinylacetat hinzu. Nach weiteren 11/2 Stunden ist die Polymerisation beendet und man erhält eine niedrigviskose, sehr feinteilige Dispersion.
Ein Abschnitt eines laugierten Baumwollhemdenpopelins wurde mit einer Verdünnung von 100 g/l dieser Dispersion geklotzt, auf dem Foulard abgequetscht und bei 90 C getrocknet. Nach 10 Kochwäschen war noch eine Restbiegesteife von 79% vorhanden, wogegen ein Abschnitt eines Baumwollhemdenpopelins, der mit 100 g/l einer Dispersion geklotzt wurde, die nach der obigen Rezeptur hergestellt wurde, doch keinen Zusatz an Acylurethan enthielt, nach der gleichen Behandlung und Anzahl der Wäschen eine Restbiegesteife von nur 47% aufwies.
Wird mit der beschriebenen Dispersion ein Baumwollschwergewebe beschichtet und bei 150 C getrocknet, so erhält man eine transparente Beschichtung. Die Wasserfestigkeit, der unter Verwendung der acylurethanhaltigen Dispersion hergestellten Beschichtung ist deutlich besser als eine Beschichtung, die mit einer reinen Polyvinylacetat-Dispersion hergestellt wird.
Beispiel 3 : In der in Beispiel 1 beschriebenen Apparatur legt man eine Flotte folgender Zusammensetzung vor :
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<tb>
<tb> 495 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Wasser <SEP> und
<tb> 25 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Polyvinylalkohol <SEP> (K-Wert <SEP> zirka <SEP> 50).
<tb>
Man stellt einen pH-Wert von 3 mit Ameisensäure ein und heizt auf 80 C auf und emulgiert eine
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gibt man eine Lösung von 45 Gew.-TeiIen N-CrotonyIcarbamidsäure- [ss-methoxyäthylester] in 405 Gew.Teilen Vinylacetat während 2 Stunden tropfenweise hinzu, wobei die Reaktionstemperatur auf 80 C gehalten wird. Nach weiteren 4 Stunden ist die Polymerisation beendet und man erhält eine mittelviskose Dispersion mit einem Restmonomerengehalt unter 1%.
Mit einer Flotte, die 100 g/l dieser Dispersion und ausserdem 15 g/l Dimethyloläthylenharnstoff und 10 g/l Magnesiumchlorid enthielt, wurde ein Gewebe aus merzerisiertem Baumwollhemdenpopeline auf dem Foulard imprägniert, bei 60 C vorgetrocknet und 5 Minuten bei 150 C nacherhitzt. Die Prüfung der Knittererholung in feuchtem Zustand ergab einen Knitterwinkel von 213 , der nach 10 Kochwäschen mit 2520 ermittelt wurde. Eine gleichausgerüstete Ware, bei der die obige Dispersion durch eine Polyvinylacetatdispersion gleichen Feststoffgehaltes ohne Zusatz des Acylurethans ersetzt wurde, ergab bei gleichem anfänglichem Nassknitterwinkel nach 10 Kochwäschen einen Nassknitterwinkel von nur 2210.
Beispiel 4 : zu 100 g/l einer Dispersion, wie sie in Beispiel 2 beschrieben ist, wurden 10 g/l Magnesiumchlorid zugesetzt. Ein Gewebe aus Viskosezellwollfasern wurde mit dieser Flotte geklotzt, bei 100 C getrocknet und 5 Minuten bei 140 C nachgetrocknet. Zum Vergleich wurde ein gleiches Gewebe mit einer Dispersion, die zwar die gleiche Menge Festsubstanz, jedoch kein Acylurethan im Copolymerisat enthielt, sondern aus reinem Polyvinylacetat bestand, in derselben Weise zusammen mit Magnesiumchlorid ausgerüstet. Das Knittererholungsvermögen in nassem Zustand betrug bei diesem zuletzt erwähnten Gewebe nur 77% des ersteren.
Nach 10 Kochwäschen war das Knittererholungsvermögen des mit reinem Polyvinylacetat-Dispersion ausgerüsteten Gewebes immer noch nur 85% des unter Verwendung des acylurethanhaltigen Dispersion ausgerüsteten Gewebes.
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Beispiel 5 : In der in Beispiel l genannten Weise werden 20 Gew.-Teile Polyvinylalkohol in 410 Gew.- Teilen Wasser gelöst und 40 Gew.-Teile von der folgenden Monomerenmischung :
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<tb>
<tb> 245 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Vinylacetat
<tb> 125 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Maleinsäuredibutylester
<tb> 20 <SEP> Gew.-Teile <SEP> N-AcryloyIcarbamidsäure-butylester <SEP>
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innerhalb von 15 Minuten unter kräftigem Rühren hinzugegeben.
Dann tropft man 1, 7 Gew. - Teile 33%iges Wasserstoffperoxyd zu und lässt nach Beginn der Polymerisation den Rest der obigen Monomerenlösung innerhalb von 9 Stunden zufliessen. Man erhält eine hochviskose, gut streichbare Dispersion.
Die obige Dispersion wurde in einer Verdünnung von 60 g/l auf ein Zellwollgewebe aufgebracht und bei 900 C getrocknet. Eine andere Dispersion, bei der jedoch der N-Acryloylcarbamidsäure-butylester durch die gleiche Menge Vinylacetat ersetzt war, wurde ebenfalls auf Zellwollgewebe aufgebracht. Nach 10 Kochwäschen wies das letztere Gewebe nur 64% der Appreturauflage des mit der Acylurethan ent-
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karbonatlösung in die Mischung und stellt auf einen pH-Wert von 5 ein. Nach der Erwärmung auf 70 C gibt man unter kräftigem Rühren innerhalb von 4 Stunden eine Lösung von 15 Gew.-Teilen Acryloylcarbamidsäure-butylester und 3 Gew.-Teilen Benzoylsuperoxyd in 270 Gew.-Teilen Vinylacetat hinzu.
Man erhält klare, glasige Perlen, die nach dem Waschen und Trocknen einen Restmonomerengehalt unter 0, 3% aufweisen.
Die nach der obigen Verfahrensweise hergestellten Perlen des Copolymerisats werden in wässerig alkoholischem Ammoniak gelöst, so dass 50 g/l Festsubstanz in der Lösung, die einen pH-Wert von 8, 5 aufweist, vorhanden sind. Nach demselben Verfahren lassen sich auch Polymerisatperlen ohne Zusatz des Acylurethans herstellen ; diese wurden ebenfalls in wässerigem, alkoholischem Ammoniak bei PH 8, 5 gelöst, so dass die Lösung 50 g/l Festsubstanz enthielt. Mit diesen Lösungen wurden Baumwollkalikogewebe vergleichsweise imprägniert und bei 1000 C getrocknet.
Nach 3 Feinwäschen mit einem handels- üblichen Feinwaschmittel bei einer Temperatur von 40 C wies das mit der Lösung des acylurethanhaltigen Copolymerisats ausgerüstete Gewebe noch einen guten Steifeffekt auf, während bei dem letzteren Gewebe, welches mit dem Copolymerisat, das kein Acylurethan enthält, ein Steifeffekt nicht mehr vorhanden war.
Verwendet man an Stelle des Copolymerisats aus Vmylacetat, Crotonsäure und N-AcryloyIcarbamid- säure-butylester ein Copolymerisat aus Vinylacetat, Maleinsäuredibutylester, Crotonsäure und N-Acryloyl- carbamidsäure-butylester in den Mengenverhältnissen 220 : 15 : 15 : 45 und rüstet damit in der an- gegebenen Weise Baumwollkalikogewebe aus, so ist der Steifeffekt nach 3 Feinwäschen ebenfalls wesentlich besser als bei einem Gewebe, das mit einem Copolymerisat aus Vinylacetat, Maleinsäuredibutylester und
Crotonsäure in den Mengenverhältnissen 265 : 15 : 15 ausgerüstet wurde.
Beispiel 7 : Es wurde eine Dispersion hergestellt, wie sie in Beispiel 2 beschrieben ist, jedoch wird an Stelle des verwendeten N-Acryloy1carbamidsäure-butylesters dieselbe Menge N-Acryloylcarbamid- säure-isopropylester als Mischpolymerisatkomponente verwendet.
Ein Zellwollgewebe wurde a) mit 150 g/l eines handelsüblichen Vorkondensats aus 1 Mol Harnstoff und 2 Mol Formaldehyd, 6 g/l Ammoniumchlorid und 10 gil der obigen Dispersion knitterfest ausgerüstet, indem das imprägnierte Gewebe bei 80 C vorgetrocknet und 4 Minuten bei 140 C kondensiert wurde, b) mit 150 g/l des unter a) verwendeten Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats, 6 g/l Ammoniumchlorid und 10 g/l einer Dispersion, die in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise, jedoch als Homopolymerisat aus Vinylacetat hergestellt wurde, wie unter a) beschrieben ausgerüstet.
Der Nassknitterwinkel lag bei dem mit der Rezeptur a) ausgerüsteten Gewebe um 24% günstiger als bei dem mit der Rezeptur b) ausgerüsteten Gewebe. Auch nach 10 Kochwäschen war eine um 22 % bessere Nassknittererholung bei dem nach a) ausgerüsteten Gewebe vorhanden. Die Scheuerfestigkeit des nach a) ausgerüsteten Gewebes war anfänglich um 10%, nach 10 Kochwäschen um 18% besser als bei dem nach b) ausgerüsteten Gewebe.
Beispiel 8 : Man löst 4 Teile Acrylamid und 1 Teil N-Acryloylcarbamidsäure- [ss-methoxyäthylester] in 44 Teilen Wasser, das vorher durch Auskochen unter gleichzeitigem Durchleiten von Stickstoff von gelöstem Sauerstoff befreit worden ist. Dann fügt man 0, 025 Teile Natriumpersulfat, gelöst in 0, 5 Teilen luftfreiem Wasser, hinzu, erwärmt den Ansatz auf 40 C und tropft unter Rühren im Verlauf 1 Stunde eine Lösung von 0,0125 Natriummetabisulfit in 0, 5 Teilen luftfreiem Wasser ein. Es entsteht eine klar viskose Lösung des Mischpolymerisats.
Ein Wollflanell wird mit einer wässerigen Lösung, die 25 g/l des beschriebenen Copolymerisats enthält, imprägniert und bei 900 C getrocknet. Man erhält einen kräftigen vollen Griff des Gewebes, der mehrere Wäschen überdauert, während der durch Verwendung einer Lösung mit 25 g/l Polyacrylamid in Wasser erhaltene Appretureffekt nach einer Wäsche vollständig verschwunden ist.