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Verfahren zur Veredlung von Erzeugnissen aus Polyamiden, Polyestern, Polyäthylen oder Polypropylen in Form von Fasern, Garnen, Strängen, Geweben,
Gestricken, Flächengebilden oder geformten Gegenständen
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Veredlung von Erzeugnissen aus Polyamiden,
Polyestern, Polyäthylen oder Polypropylen in Form von Fasern, Garnen, Strängen, Geweben, Gestricken, Flächengebilden und geformten Gegenständen. Für die Streichappretur der Polyamid- und Polyestererzeugnisse verwendet man bisher synthetische Kautschuke oder Polyvinylchlorid, wobei dem Grundauftrag eine Isocyanat-Komponente zugesetzt wird, die als Adhäsionsmittel wirkt.
Es ist allgemein bekannt, dass synthetische Fasern und insbesondere Olefinpolymere durch ihre paraffinähnlichen Eigenschaften das Ausmass des Warensortiments aus dem Grunde beschränken, da man sie mit den bisher bekannten Oberflächenbehandlungen nicht weiter veredeln kann. Bei den Erzeugnissen aus Polypropylen- und Polyäthylenfasern misslingen auch solche Adhäsionsmittel, welche auf Basis von Isocyanaten zusammengesetzt sind.
Der Nachteil der bekannten Verfahren, bei denen das Auftragen mit den angeführten plastischen Massen durchgeführt wird, besteht darin, dass das Unterlagsmaterial seinen Warencharakter verliert, da der Auftrag dessen Gewicht gewöhnlich übersteigt.
Diese Nachteile beseitigt das neue Verfahren zur Veredlung von Erzeugnissen aus Polyamiden, Polyestern, Polyäthylen oder Polypropylen in Form von Fasern, Garnen, Strängen, Geweben, Gestricken, Flächengebilden und geformten Gegenständen nach der Erfindung, die darin besteht, dass man die genannten Erzeugnisse durch Auftragen mit geschmolzenem oder in einem organischen Lösungsmittel gelöstem ataktischem Polypropylen oder seinen Stereoblockpolymerisaten bzw. deren Gemischen behandelt oder imprägniert.
Zur Erzielung von weiteren erwünschten Eigenschaften imprägniert man die Erzeugnisse mit einer Lösung von ataktischem Polypropylen oder dessen Stereoblockpolymerisaten bzw. deren Gemischen, welche Lösung 5-50% bei Raumtemperatur nicht klebrige und in der verwendeten Lösung gelöste Polymere enthält.
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zenem oder gelöstem ataktischem Polypropylen oder mit seinen Stereoblockpolymerisaten bzw. deren Gemischen, wobei die verwendeten Imprägniermittel noch 0, 2 - 100/0 festes Paraffin enthalten.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann man die erwähnten Erzeugnisse gleichzeitig auch färben. Man imprägniert sie mit geschmolzenem oder gelöstem ataktischem Polypropylen oder mit seinen Stereoblockpolymerisaten bzw. deren Gemischen, wobei das Imprägniermittel mit einem Zusatz von farbigen Pigmenten gefärbt wird.
Der Vorteil des Verfahrens zur Veredlung von Erzeugnissen gemäss der Erfindung besteht darin, dass man mit einem sehr dünnen Auftrag eine ganze Reihe von wertvollen Eigenschaften der behandelten Erzeugnisse erreichen kann, wie z. B. permanente Wasserfestigkeit, Wasser-Abperleffekt, waschechte Ausfärbung, keine Herabsetzung der Weichheit und Biegsamkeit, einen guten und nicht klebrigen Griff,
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Fadenschiebefestigkeit u. dgl.
Bei der erfindungsgemässen Veredlung der Erzeugnisse benutzt man ein Grundpräparat mit genü- gender Adhäsion, das auf analoger chemischer Zusammensetzung wie das Unterlagsmaterial basiert, jedoch eine unterschiedliche Konstitution hat. Das neue Präparat besitzt eine gewisse Adhäsion zu allen synthetischen Fasern. Bei Polyolefinen, d. in Polyäthylen und Polypropylen, steigt mit zunehmender Orientierung der Moleküle auch der kristallinische Anteil, wodurch sich gleichfalls die physikochemischen Eigenschaften des Polymers ändern. Je höher der Orientierungsgrad der Moleküle ist, desto niedriger ist die Löslichkeit der Polymeren in organischen Lösungsmitteln und vice versa.
Diese Tatsache kann man zur Geltendmachung eines Polyolefins vom niedrigsten Orientierungsgrad als Adhäsionsmittel für Polymere gleicher oder analoger chemischer Zusammensetzung ausnutzen. Zur Kennzeichnung der verschiedenen Strukturformen der Polymere von gleicher chemischer Zusammensetzung benutzte der bekannte Erfinder Natta im Jahr 1954 und 1955 folgende Bezeichnungen : isotaktische, syndiotaktischeund ataktische Struktur.
Die isotaktische Struktur ist durch regelmässige Wiederholung der Bauelemente im Molekül charakterisiert ; das Polymer weist einen hohen Kristallinitätsgrad auf. Propylen-Polymerisat mit isotaktischer Struktur eignet sich gut zur Herstellung von synthetischen Fasern.
Die syndiotaktische Struktur ist auch durch regelmässig sich abwechselnde Wiederholung der gleichen Bauelemente im Molekül charakterisiert. Das entstandene Polymer besitzt auch einen hohen Kri- stallinitätsgrad ; ein solches Propylen-Polymerisat mit syndiotaktischer Struktur eignet sich ebenfalls zur Herstellung von synthetischen Fasern.
Die ataktische Struktur ist durch unregelmässige Wiederholung der Bauelemente im Molekül charakterisiert ; das entsprechende Polymer weist keine Kristallinität auf.
Zwischen diesen angeführten Grenzfällen existieren auch Zwischen- oder Übergangsformen, bei denen sich im Polymer Anteile der Moleküle mit isotaktischer, syndiotaktischer sowie auch ataktischer Struktur befinden. Je nach der Art des benutzten Katalysators und unter den bestimmten Polymerisationsbedingungen gewinnt man ein Polymerisat mit dieser oder jener erwünschten Struktur. In der Regel sind bei Polymerisation von Propylen alle Strukturformen anwesend, allerdings in verschiedenen prozentuellen Verhältnissen. Soll man das Polymerisat für spezielle Zwecke verwenden, z. B. für die Herstellung von Fasern, führt man eine Extraktion des Polymerisates von allen löslichen Anteilen durch, d. h. die Extraktion des ataktischen Anteiles einschliesslich der Stereoblockpolymerisate mit einem geeigneten Lösungsmittel.
Das Gemisch von allen löslichen Anteilen bezeichnet man in der Regel mit der Benennung "ataktisches Polypropylen".
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mit isotaktischer und syndiotaktischer Struktur in ihren physikalischen sowie auch chemischen Eigenschaften einander sehr ähnlich. Beide genannte Strukturformen geben ein sehr zähes und in den meisten Lösungsmitteln schwer lösliches Polymerisat.
Demgegenüber sind die Polymerisate mit ataktischer Struktur einschliesslich der Übergangsformen (Stereoblockpolymerisate) trotz ihres hohen Molekulargewichtes ganz amorph, gegebenenfalls weisen die Stereoblockpolymerisate eine nur geringe Kristallinität auf.
Das macht sich auch durch ihre leichte Löslichkeit in aliphatischen, aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen bemerkbar. Eine dem Unterlagsmaterial entsprechende gleiche oder analoge chemische Zusammensetzung der Auftragsstoffe ermöglicht sehr gute spezifische Adhäsion des Auftragsmaterials aus ataktischem Polypropylen oder seinen Stereoblockpolymerisaten einschliesslich deren Gemischen mit andern plastischen Massen, die in demselben oder einem verwandten Lösungsmittel löslich sind, zu allen synthetischen Fasern - auch zu denen mit sehr glatter Oberfläche-jedoch insbesondere zu den Polyäthylen- und Polypropylenmaterialien.
Auf diese Weise kann man Aufträge auf Fasern, Garnen, Strängen, Geweben, Gestricken, Flächengebilden und geformten Gegenständen aus Polyamid-, Polyester-, Polyäthylen-und Polypropylen-Polymerisaten durchführen, die in ihrem das ataktische Polymer und seine Übergangsformen enthaltenden Auftrag, je nach ihrem Mischbarkeitsgrad Polyvinylchlorid und seine Copolymere, Polymethylmethacrylat, gegebenenfalls Polyacrylsäurederivate, Naturkautschuk und synthetische Kautschuke, Polystyrol und seine Copolymere und andere Polymerisate einschliessen können, die bei Raumtemperatur hart und nicht klebrig sind. Als Raumtemperatur bezeichnet man z. B. die Betriebstemperatur oder Anwendungstemperatur u. dgl.
Unter dem Ausdruck Flächengebilde versteht man z. B. Vlies, Kunstfolien, Vliestextilien, welche als Nadelvliesstoffe oder Verbundstoffe u. dgl. hergestellt werden.
Gegenseitige Verbindung von freien Endlosfasern aus synthetischen Polymeren kann man durch Im-
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prägnierung in einer 25loigen Lösung von einem ataktischen Propylen-Polymerisat oder auch von isolier- ten Stereoblockpolymerisaten erreichen. Als Lösungsmittel verwendet man Toluol, Trichloräthylen oder auch aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Heptan oder verschiedene Benzinsorten.
Zusammenhängende Aufträge auf Garnen, Strängen, Geweben, Gestricken, Flächengebilden und geformten Gegenständen aus Polyamiden, Polyestern, Polyäthylen und Polypropylen führt man am zweckmässigsten mit einer 20-bis 50loigen Lösung oder mit einer Paste von ataktischem Polypropylen, seinen Stereoblockpolymerisaten oder deren Gemischen durch, mit welchen Imprägnierungsmitteln man Gewebe oder Flächengebilde entweder durch Imprägnierung oder mittels einer Auftragsvorrichtung behandelt. Die geformten Gegenstände kann man mit einem Auftrag von ataktischem Polypropylen und seinen Stereoblockpolymerisaten durch Bespritzen mit weniger konzentrierten Lösungen, am besten von einer Konzentration von 10 bis 20% versehen.
Beim Bilden von Aufträgen auf Geweben und Flächengebilden mittels einer Auftragstechnik setzt man einer 20- bis 500/0igen Imprägnierungslösung eine 5-bis 10'ige Lösung von festem Paraffin in Toluol zu. Durch diesen Vorgang wird die Wasserfestigkeit und der Wasserabperleffekt der synthetischen wetterfesten Textilien beträchtlich erhöht, Zur Bildung von farbigen Aufträgen auf Fasern, Garnen, Strängen, Geweben, Gestricken, Flächengebilden und geformten Gegenständen verwendet man nach Bedarf einen Zusatz von sehr fein gemahlenen Farbpigmenten in die Grundlösung oder Schmelze.
Den Aufträgen aus ataktischem Polypropylen mit klebrigem Griff setzt man auf 10 Gew.-Teile der Grundlösung 2 - 6 Teile einer 25% gen Lösung von Polymethylmethacrylat in Toluol zu. Analog kann man Kombinationen mit andern plastischen Massen herstellen.
Obwohl die Stereoblockpolymerisate im ataktischen Polypropylen und umgekehrt in einem nicht genau definierbaren Verhältnis enthalten sind, kann man einen Auftrag, bestehend grösstenteils aus Stereoblockpolymerisaten, auf Fasern, Garnen, Strängen, Geweben, Gestricken, Flächengebilden und geformten Gegenständen in der Weise durchführen, dass die Abfallprodukte (Rückstände) nach der Extraktion des isotaktischen oder syndiotaktischen Polypropylens einer Fraktionierung unterworfen werden und die weniger löslichen Anteile, die nach der Fraktionierung überwiegend oder ausschliesslich nur Stereoblockpolymerisate enthalten, auf den synthetischen Fasern oder Erzeugnissen in einem Lösungsmittel oder in einem Gemisch mit einer Lösung von 5 bis 100/0 festem Paraffin in Toluol,
eventuell mit Farbpigmenten oder mit einem Zusatz von gelöstem Polymethylmethacrylat oder von andern bei Normaltemperatur harten Polymeren aufgetragen werden.
Die Aufträge von ataktischem Polypropylen oder seinen Stereoblockpolymerisaten oder deren Gemischen kann man auch ohne ihr vorhergehendes Lösen in Lösungsmitteln direkt aus der Schmelze in der Weise durchführen, dass man das Abfallgemisch mit überwiegendem, nicht kristallinischem ataktischem Polypropylen und seinen Stereoblockpolymerisaten auf eine Temperatur von höchstens 1000C erhitzt und es im geschmolzenen Zustand auf das Gewebe oder andere Flächengebilde aufträgt, wobei man beim Schmelzen festes Paraffin und Farbpigmente zusetzen kann. Durch die Schmelze kann man auch Faden-und Garnbündel oder Stränge führen, worauf man den Strang durch kalibrierte Öffnungen zieht, um den Überschuss der Schmelze zu beseitigen.
Mit dem Abkühlen der imprägnierten Gegenstände an der Luft oder in einem Kühlschrank endet der technologische Vorgang zum Auftragen der Schmelze.
Beispiel l : Polyamidgarn wird in einem Bad imprägniert, welches durch Lösen von 5 Gew.-Teilen des ataktischen Polypropylens in 95 Gew.-Teilen Toluol gewonnen wurde. Das vollkommene Lösen unterstützt man durch Rühren und Erhitzung mit Dampf oder indirekter Flamme. Nach der Imprägnierung wird das Lösungsmittel bei einer Temperatur von höchstens 80 C abgedampft. Das appretierte Garn dreht sich nicht zurück, fasert nicht und besitzt eine höhere Wasserbeständigkeit.
Beispiel 2 : Polyestergewebe wird mit einem einseitigen oder beidseitigen Auftrag einer Imprägnierlösung versehen, die durch Vermischen von 10 Gew.-Teilen einer 30%igen Lösung von ataktischem Polypropylen in Toluol, von 4 Teilen einer 250/0gen Lösung von Polymethylmethacrylat in Toluol und von 2,3 Teilen einer lOigen Lösung von festem Paraffin in Toluol gewonnen wird.
Die so hergestellte und homogenisierte Mischung wird mittels Rakelvorrichtung auf das Gewebe aufgetragen. Nach dem Auftragen wird das Lösungsmittel bei einer Temperatur von höchstens 800 C abgedampft. Das appretierte Polyestergewebe ist nun wasserdicht und weist einen Wasser-Abperleffekt auf ; zugleich wird das Verschieben der Fäden im Gewebe verhindert.
Beispiel 3 : Polypropylengewebe wird mit einer Lösung, wie im Beispiel 2 angegeben, einseitig oder beidseitig behandelt, in der 0,5 Gew.-Teile eines Farbpigmentes, z. B. Graphotolgrün B - PV, zugesetzt werden. Das Auftragen von Imprägnierlösung und das Abdampfen des Lösungsmittels wird in
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gleicher Weise wie im Beispiel 2 durchgeführt. Das appretierte Gewebe besitzt die mit dem Vorgang nach Beispiel 2 gewonnenen Eigenschaften und ist ausserdem noch dunkelgrün ausgefärbt.
Durch einen Zusatz von schwarzem Pigment - Russ - wird der photostabilisierende Effekt des syn- thetischen Unterlagsmaterials noch erhöht.
Beispiel 4 : Auf einen farblosen geformten Gegenstand aus Polyäthylen, der durch Spritzpressen aus granuliertem Material hergestellt wurde, wird mittels einer Spritzpistole über eine Schablone eine
Grundlösung nach Beispiel 2 aufgetragen, in der Farbpigmente von verschiedenen Tönen zugesetzt wur- den. Nach Abdampfen des Lösungsmittels bei einer Temperatur von höchstens 500 C entstehen auf dem so behandelten Gegenstand verschiedenartig ausgefärbte Muster, ohne dass dieser einen klebrigen Griff erhält.
Beispiel 5 : Auf Vliesstoffen aus einem Gemisch von Polyäthylen- und Polypropylenfasern wird eine gefärbte Schmelze aufgetragen, die aus 92 Gew.-Teilen eines geschmolzenen ataktischen Polypropylens mit einem Zusatz von 3 Teilen eines farbigen Pigmentes und 5 Teilen Paraffins hergestellt wurde. Zur Verhinderung eines klebrigen Griffes der Ware wurde das nachträgliche Auftragen mit einer 25% igen Lösung von Polymethylmethacrylat in Toluol vorgenommen. Die appretierten Vliestextilien besitzen den erwünschten Farbton und mit einem Auftragvon Polymethylmethacrylat können diese Textilien als Verpackungsmaterial und als Schutzplache od. dgl. in einem Milieu dienen, in dem sie Witterungseinflüssen ausgesetzt sind.
Beispiel 6 : Auf Polyamidgewebe wird eine Imprägnierlösung einseitig oder beidseitig aufgetragen, welche 10 Gew.-Teile einer Lösung von Stereoblockpolymerisaten des Polypropylens mit etwa 35% Feststoff im Xylol, 4 Teile einer 25% eigen Lösung von Polymethylmethacrylat in Toluol, 2,3 Teile einer 10% gen Lösung von festem Paraffin in Toluol und 0, 5 Teile eines blauen Pigmentes enthält.
Die Stereoblockpolymerisate von Polypropylen für die angegebene Lösung wurden durch Fraktionierung, d. i. durch Lösen eines als "ataktisches Polypropylen" bezeichneten Gemisches in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. in Xylol, gewonnen. Das Ausfällen von Stereoblockpolymerisaten wurde mit Äthanol durchgeführt und die Stereoblockpolymerisate durch Sedimentation abgetrennt.
Das Auftragen von Imprägnierlösung auf das Gewebe wird mittels einer Rakel ausgeführt und das Lösungsmittel bei einer Temperatur von höchstens 800 C abgedampft. Das appretierte Gewebe ist wasserdicht, weist Wasserabperleffekt auf und wird zugleich blau ausgefärbt.