DE1469378A1 - Mittel zur Verbesserung des Aussehens und zum Schuetzen von Fasern und Fasergebilden - Google Patents

Mittel zur Verbesserung des Aussehens und zum Schuetzen von Fasern und Fasergebilden

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Description

Mittel zur Verbesserung des Aussehens und zum Schützen von Fasern und Fasergebilden.
Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel zur Behandlung von Fasern und Fasergebilden, die das Aussehen dieser Materialien verbessern und schützen, und insbesondere das Verschmutzen während des Gebrauchs verhindern oder verringern.
In der britischen Patentschrift Nr. 785'673 ist bereits vorgeschlagen worden, den Flor einer Faser oder eines Fasergebildes, wie beispielsweise eines Teppichs, dadurch schmutzabweisend zu machen, dass man auf die Floroberfläche eine verdünnte kolloidale wässrige Lösung eines nicht filmbildenden Kunstharzes aufbringt. Als Kunstharze sind Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Copolymerisate aus Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Polystyrol oder Copolymerisate aus Styrol und Butadien vorgeschlagen worden. Diese Verbindungen haben einen Erweichungspunkt von mindestens 1150C. Zum Trocknen wird der Harzüberzug einer Temperatur unterworfen, die unterhalb seines Erweichungspunktes liegt.
Wird nun bei diesem Verfahren zur Behandlung von Fasern und Fasergebilden ein Polystyrol verwendet, so hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, dieses Polystyrol in Form einer wässrigen Lösung mit einem besonderen organischen Emulgator aufzutragen.
Gegenstand vorliegender Anmeldung ist deshalb ein Mittel zur Verbesserung des Aussehens und zum Schützen von Fasern und Fasergebilden, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer wässrigen Dispersion von Polystyrol oder einem Polystyrolcopolymerisat besteht,
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die als Emulgator ein Betain der Formel
R2
R1 N i R3 (I )
X.COO6
worin
R, eine gerad- oder verzweigtkettige Alkyl- oder Alkenyl-
gruppe mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen " R2 und R3 unabhängig voneinander je eine Alkylgruppe mit 1-5
Kohlenstoffatomen und
X eine Alkylengruppe mit 1-5 Kohlenstoffatomen bedeuten, enthält, und die Teilchen des dispergierten Polystyrols im wesentlichen einen Durchmesser von 0,1 bis 0,25y« aufweisen.
Handelt es sich bei dem Mittel um eine wässrige Dispersion von Polystyrol, so besteht das Polymerisat vorzugsweise aus nicht vernetzten! Material mit einem üblicherweise bei der Polymerisation
4 von Emulsionen erhältlichen hohen Molekulargewicht von 15.10
ι bis 2.10 . Anstelle von Polystyrol kann jedoch auch ein Copolymerisat von Styrol mit bis zu 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise jedoch 2 Gewichtsprozent, Divinylbenzol, Acryl- oder Methacrylsäure, deren Alkylester oder Amide verwendet werden. Die Menge des beigemischten Comonomeren wird so gewählt, dass ein nicht filmbildendes Copolymerisat beim Trocknen unter 1200C entsteht. Handelt es sich dabei um einen Acrylsäurealkylester so enthält die Alkylgruppe vorteilhaft 2 bis 10 Kohlenstoffatome. Beispiele sind der Aethyl-, η-Butyl-, Isobutyl- oder 2-Aethylhexylr-ester.
Das Styrolpolymerisat oder -copolymerisat kann nach einem
der gebräuchlichen Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt
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werden. Monomeres Styrol kann beispielsweise in wässrigem Medium in Gegenwart von Eisen-III-Chlorid und Wasserstoffsuperoxyd und in gleichzeitiger Anwesenheit des Betain-Emulgators als einzigem Stabilisator oder als Teil des Stabilisatorsystems, zu einer Dispersion von polymerem Styrol polymerisiert werden. Anstelle von Eisen-III-chlorid und Wasserstoffsuperoxyd können zur Katalysierung der Polymer!sierung auch andere Redoxsysteme, wie beispielsweise Persulfat-Bisulfit Verwendung finden.
Die Dispersion kann insgesamt 15 bis 60 Gewichtsprozent Kunstharz enthalten. Besonders bevorzugt wird ein Anteil an Polystyrolpolymerisat oder-copolymer!sat von 40%. Die Dispersion kann, auch zusätzlich zu dem Betain der Formel I ein kationisches, anionisches oder nicht ionogenes oberflächenaktives Mittel enthalten, das vor der Polymer!sierung zugesetzt wird und das die Netzeigenschaften des Betains verbessert. Der Anteil solcher Netzmittel am Gesamtgewicht der Dispersion beträgt vorzugsweise 0,05 bis 5 Gewichtsprozent.
Das als Emulgator verwendete Betain kann beispielsweise ein N-Alkyl-N,N-dimethyl-betain wie N-Hexadecyl-NjN-dimethylbetain sein. Die Betaine können die Formel I aufweisen in der , R2 und R3 beispielsweise die Methyl- oder Aethylgruppe und X die Methylen- oder Aethylengruppe ist. Die Alkyl- oder Alkylengruppe R, enthält 12 bis 20 Kohlenstoffatome und kann beispielsweise eine Lauryl-, Myristyl-, Hexadecyl-, Stearyl- oder Oleylgruppe sein. Ist R, eine Alkenylgruppe, so enthält sie vorzugsweise eine Aethylendoppelbindung.
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Ist R, eine Lauryl- oder eine andere Alkylgruppe mit einer Anzahl Kohlenstoffatome, die am unteren Ende der Definition liegt, so besteht die Gefahr, dass das Betain in der polymeren Dispersion unerwünschte Schaumbildung bewirkt, so dass die Verwendung eines kationischen oberflächenaktiven Mittels, wie Cetylpyridiniumchlorid oder Cetyltrimethylammoniumbromid, angezeigt sein kann.
Anstelle eines einzelnen Betains der Formel I kann erfindungsgemäss auch ein Gemisch aus zwei oder mehr Betainen Verwendung finden. Als Betain kann beispielsweise eine Mischung aus N-Alkyl-N,N-dimethyl-betainen eingesetzt werden, die Alkylgruppen mit 12, 14, 16 und 18 Kohlenstoffatomen enthalten« Die Mischung aus Betainen kann so gewählt werden, dass R-, eine durchschnittliche Kettenlänge von 12 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweist«
Die Konzentration des Betains in dem erfindungsgemässen Gemisch kann sich in weiten Grenzen bewegen; vorzugsweise liegt sie jedoch bei 0,5 bis 5 % des Gesamtgewichts der Mischung, wobei eine Konzentration von 2% bevorzugt wird.
Das Verfahren, durch welches das Aussehen von Fasern oder Fasergebilden verbessert oder geschützt wird besteht darin, auf die Oberfläche von Fasern oder Fasergebilden eine wässrige Dispersion von Polystyrol oder einem Polystyrol-Copolymerisat aufzubringen, die als Emulgator ein Betain der vorstehend beschriebenen Art enthält.
Das Mittel kann durch jedes geeignete Verfahren wie Sprühen, Foulardieren oder Aufstreichen auf die Fasern oder die Fasergebilde aufgetragen werden. Es kann aber auch zum Imprägnieren der Fasern oder Fasergebilde Verwendung finden. Ein zweckmässiges Verfahren besteht darin, die Fasern oder Fasergebilde durch ein die wässrige
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Dispersion enthaltendes Bad zu passieren. Nach dem Benetzen mit der Dispersion empfiehlt es sich, die Fasern oder Fasergebilde sofort zu trocknen; nötigenfalls, können sie zur Verbesserung ihres Aussehens oder Entfernung von überschüssigem Polymerisat gebürstet werden. Das Mittel wird vorzugsweise so aufgebracht, dass das behandelte Fasergebilde einen festen Harz-
2 Überzug mit einem Gewicht von etwa 0,01 g bis 30 g pro m aufweist.
Als Fasern kommen Pflanzen- oder Kunstfasern oder Mischungen aus solchen in Frage, beispielsweise Baumwolle, Jute, regenerierte Zellulose, Acetatrayon, Polyamid-, Polyester-, Polyolefin-, Polyvinylidenchlorid- oder Polyacrylfasern oder Gemische von Pflanzen- und/oder Kunstfasern mit Wolle. Die Fasergebilde können beispielsweise aus solchen Fasern oder Fasergemischen hergestellte Garne, Matten, Flauschteppiche und anderes Teppichmaterial sein.
Das erfindungsgemässe Mittel kann aber zusätzlich zu seinem schmutzabweisenden Effekt auch das Aussehen von Fasern und Fasergebilden verbessern, indem es beispielsweise den Textilfasern und -geweben ein mattes, glanzfreies Aussehen verleiht. Diese Wirkung ist von besonderer Bedeutung bei glänzender Viskose oder anderen glänzenden Garnen. Bei weissen Garnen und Geweben wird durch die Mattierung im allgemeinen das weisse Aussehen verstärkt und bei einem farbigen Garn oder Gewebe dessen Farbton aufgehellt. Diese Veränderung des Farbtons lässt sich Jedoch fast vollständig vermeiden, wenn gleichzeitig mit dem erfindungsgemässen Mittel ein kationischer Weichmacher oder ein kationisches Netzmittel aufgebracht wird. Der An-teil des Weichmachers oder Netzmittels am Gesamtgewicht der Dispersion beträgt vorzugsweise 2 bis 25 Gewichtsprozent. Beispiele solcher Zusätze sind das Acetat des
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Kondensationsproduktes aus Stearinsäure und Diäthylentriamin, das Acetat des Kondensationsproduktes aus Stearinsäure und Diethanolamin, Oleylimidazolin und Stearylimidazolin. Durch den Zusatz eines kationischen Mittels dieser Art können auch Griff und Elastizität des Garnes oder Gewebes erhöht werden.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. Darin bedeuten Teile, sofern nichts anderes ausdrücklich vermerkt ist, Gewichtsteile. Die Gewichtsteile verhalten sich zu Volumteilen wie Kilogramm zu Litern. Wenn nicht anders angegeben, sind Prozente Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
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Beispiel 1
14,0 Teile n-Hexa&ecyl-N,N-dimethylbetain werden in 39 5 Teilen Wasser gelöst und 280 Teilen monomerein Styrol (stabilisiert mit 14 ppm tertiärem Butylkatechol) zugesetzt und die entstehende Mischung auf 60° erhitzt. Dann wird langsam eine Lösung aus 0,0028 Teilen Eisen-III-chlorid gelöst in 25 Teilen Wasser zugefügt. Nach Erhöhung der Temperatur der Mischung auf 70° werden 0,56 Teile Wasserstoffsuperoxydlösung zugegeben. Dann erhitzt man auf 80° und hält die Mischung 2 Stunden lang bei dieser Temperatur» Während dieser Zeit führt man weitere 5,0 Teile Wasserstoffsuperoxydlösung zu. Die Temperatur der entstehenden Mischung wird eine Stunde lang auf 90° gehalten.
Die auf diese Weise gewonnene Polystyroldispersion wird auf 30° abgekühlt und filtriert. Man erhält 700 Gewichtsteile Polystyrol in Form einer insgesamt 40$ Kunstharz enthaltenden Dispersion. Das Produkt ist eine bläulich-weisse Flüssigkeit. Die Mehrzahl der Teilchen hat einen Durchmesser von weniger als 1 yu. Unter dem Elektronenmikroskop sieht man, dass im wesentlichen alle Teilchen einen Durchmesser von 0,12 - 0,14 ji besitzen.
Das vorstehende Beispiel beschreibt die Herstellung einer typischen Polystyroldispersion für Mattierungs- und Schinutzabstossungszwecke.
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Beispiel 2
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wird unter Verwendung der gleichen Reaktionsteilnehmer und unter gleichen .Reaktionsbedingungen durchgeführt, nur besteht das.Monomere aus einer Mischung von 273 Teilen Styrol und 7 Teilen Divinylbenzol in Form einer 65$-igen Mischung in Aethylvinylbenzole
Das aus dieser Dispersion gewonnene feste Polymerisat ist in gebräuchlichen organischen Lösungsmitteln, einschliesslich Perchloräthylen und Terpentinersatz, nicht löslich. Die Dispersion enthält insgesamt 40$ Kunstharz.
Die Dispersion hat eine niedrige Viskosität und ein bläulich-weisses Aussehen. Der Durchmesser der Teilchen liegt unter 1 Ai. Unter dem Elektronenmikroskop sieht man, dass im wesentlichen alle Teilchen einen Durchmesser von 0,14 bis 0,16 ti aufweisen.
Beispiel 3
Ein weisser Teppich mit Juteunterlage und Viskosereyon-Flor wird bei Zimmertemperatur mit einer Mischung von 20 Volumteilen der gemäss Beispiel 1 hergestellten Dispersion und 980 Volumteilen Wasser foulardiert, wobei sich sein Gewicht um 100$ erhöht. Anschliessend wird der Teppich bei 70° getrocknet.
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Der behandelte Teppich wird zusammen mit einer unbehandelten Probe aus dem gleichen Material einem Verschmutzungstest mit Staub unterzogen. Nach diesem Test haben sich auf der unbehandelten Teppichprobe grosse Mengen Staub festgesetzt, während der behandelte Teppich nur sehr wenig verschmutzt ist.
Beispiel 4
Ein weisser Teppich mit Juteunterlage und Viskosereyon-Flor wird bei Zimmertemperatur mit einer Lösung aus 15 Volumteilen der gemäss Beispiel 1 hergestellten Dispersion, 5 Volumteilen einer 25#-igen wässrigen Dispersion des Acetates eines Kondensationsproduktes aus Stearinsäure und Diäthylentriamin als Weichmacher und 980 Volumteilen Wasser foulardiert, wobei sich sein Gewicht um 100$ erhöht. Anschliessend wird der Teppich bei 70° getrocknet.
Beispiel 5
Ein weisser Teppich mit Juteunterlage und Nylonflor wird bei Zimmertemperatur mit einer Lösung von 20 Volumteilen der gemäss Beispiel 1 hergestellten Dispersion und 980 Volumteilen Wasser foulardiert, wobei sich sein Gewicht um 100$ erhöht. Anschliessend wird der Teppich bei 70° getrocknet .
Beispiel 6
Ein dunkelgrün gefärbter Teppich mit Juteunterlage und einem Flor aus 42, 5# Viskose, 62,5?6 Wolle und 15$ Nylon wird bei Zimmertemperatur mit einer Lösung aus 20 Volumteilen
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- ίο -
der gemäss Beispiel 1 hergestellten Disperion und 980 Volumteilen Wasser foulardiert, wobei sich sein Gewicht um 100$ erhöht. Anschliessend wird der Teppich bei 70° getrocknet. Nach der Behandlung stellt man eine leichte Veränderung des Farbtons fest, d.h. die Farbe ist heller geworden.
Verwendet man in diesem Beispiel eine Foulardierflotte aus 15 Volumteilen der gemäss Beispiel 1 hergestellten Dispersion, 5 Volumteilen des in Beispiel 4 verwendeten Weichmachers und 980 Volumteilen Wasser und verfährt wie vorstehend beschrieben, so wird der Farbton des Teppichs nicht verändert.
Beispiel 7
Ein rot gefärbter Teppich mit Juteunterlage und Nylonflor wird bei Zimmertemperatur mit einer Lösung aus 20 Volumteilen der gemäss Beispiel 2 hergestellten Dispersion und 980 Volumteilen Wasser foulardiert, wobei sich sein Gewicht um 100$ erhöht. Anschliessend wird der Teppich bei 70° getrocknet.
Beispiel 8
Ein gelb gefärbter Florteppich aus Acrilan wird mit einer Lösung von 1,5 Volumteilen der in Beispiel 1 hergestellten Dispersion und 0,5 Volumteilen des in Beispiel 4 verwendeten Weichmachers in 98 Volumteilen Wasser solange besprüht, bis eine Gewichtszunahme von 100$ erreicht ist.
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- li -
Der Teppich wird an der Luft getrocknet. Unbehandelte und behandelte Teppichproben werden auf den Boden gelegt und einem Abnutzungstest (14 000 Tritte) unterworfen, wobei die Teppichstücke regelmässlg mit dem Staubsauger gereinigt werden. Bei- Beendigung des Abnutzungstests zeigt der behandelte Teppich eine wesentlich geringere Verschmutzung als der unbehandelte.
Beispiel 9
Ein weisser Nylonflorteppich wird mit einer Lösung von 1,5 Volumteilen der in Beispiel 1 hergestellten Dispersion und 0,5 Volumteilen des in Beispiel 4 verwendeten Weichmachers in 98 Volumteilen Wasser solange besprüht, bis eine Gewichtszunahme von 100$ erreicht ist. Der Teppich wird an der Luft getrocknet.
Beispiel 10
Ein aus glänzend gesponnenem Viskosereyon hergestelltes, in einem tiefroten Farbton gefärbtes Gewebe wird bei Raumtemperatur mit einer Lösung von 4 Volumteilen der gemäss Beispiel 1 hergestellten Dispersion und 96 Volumteilen Wasser foulardiert und erfährt dabei eine Gewichtszunahme von 100$. Das Gewebe wird dann bei 70° getrocknet. Es ist mattiert und sein Farbton ist weniger tiefrot als der des unbehandelten Gewebes.
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Claims (6)

Patentansprüche
1. Mittel zur Verbesserung des Aussehens und zum Schützen von Fasern und Fasergebilden, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer wässrigen Dispersion von Polystyrol oder eirlem Polystyrolcopolymerisat besteht, die als Emulgator ein Betain der Formel
R2
R1 N® R
X. COO
R, eine gerad- oder verzweigtkettige Alkyl- oder Alkenyl-
gruppe mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen, Rp und Rq unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1 bis 5
Kohlenstoffatomen und
X eine Alkylengruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten,
enthält, und die Teilchen des dispergierten Polystyrols im wesentlichen einen Durchmesser von 0,1 bis 0,25* aufweisen.
2» Mittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Dispersion unvernetztes Polystyrol enthält, dessen Molekulargewicht innerhalb des üblichen Bereichs der Emulsionspolymeren liegt.
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3, Mittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Dispersion ein Copolymer!sat von Styrol mit höchstens 5 Gewichtsprozent Divinylbenzol oder Acryl- oder Methacrylsäure oder deren Alkylester oder Amide enthält, wobei die Menge des zweiten Monomeren so gewählt wird, dass beim Trocknen unter 12O0C ein nicht filmbildendes Copolymerisat erhalten wird.
4 , Mittel gemäss Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion insgesamt 15 bis 60 Gewichtsprozent Kunstharz enthält.
5 . Mittel gemäss Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion neben dem Betain der Formel I ein kationisches, anionisches oder nichtionogenes oberflächenaktives Mittel enthält, wobei der Anteil solcher oberflächenaktiver Mittel am Gesamtgewicht der Dispersion etwa 0,05 bis 5 Gewichtsprozent beträgt.
6 . Mittel gemäss Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Betain der Formel I enthält, worin Rp und R3 unabhängig voneinander eine Methyl- oder Aethylgruppe und X eine Methylen- oder Aethylengruppe bedeuten.
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