DE1619262A1 - Coating agents - Google Patents
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Description
International latex & 25.10.67International latex & 25.10.67
Chemical Corporation DrMl/HWiChemical Corporation DrMl / HWi
Dover, DelawareDover, Delaware
Hau3 Uo. 5436Hau3 Uo. 5436
BeschichtungsmittelCoating agents
Gregenstand der Erfindung iä; ein Mittel für das Beschichten oder rückseitige Verfestigen von Geweben oder Gewirken. Insbesondere "bezieht sich die Erfindung auf Beschichtungsmittel für das rückseitige Verfestigen von Teppichen, die /beispielsweise nach dem Axminster- und dem Wiltonprozess hergestellt sind.Scope of the invention iä; an agent for the coating or reverse consolidation of woven or knitted fabrics. In particular, "the invention relates to coating compositions for the rear consolidation of carpets which / are produced, for example, according to the Axminster and Wilton processes.
Bs ist bekannt, Verfestigungsappreturen oder BeSchichtungen auf die Rüokseite von Polsterstoffen und gewebten Teppichen aufzubringen, um erhöhte Steifheit, volleren Griff, erhöhtes Gewicht, verbesserte !Toppenveraiikerung, verbesserten Widerstand gegen das Ausfransen von Schnitträndern. ( Schnittfestigkeit), verbesserte Dimensionsstabilität, rutsohhemmende Eigenschaften, verbesserten Abriebwiderstand usw. @u erhalten, üblicherweise wurden bisher Stärke und Casein für diesen Zw©ok verwendet, · während in neuerer Zeit Polyvinylaoötatemulsionea eingesetzt wurden.It is known to use hardening finishes or coatings on the back of upholstery fabrics and woven carpets to apply to increased stiffness, fuller grip, increased weight, improved! Toppenveraiikerung, improved resistance against fraying of cut edges. (Cut resistance), improved dimensional stability, anti-slip properties, improved abrasion resistance, etc. @u obtained, usually so far, starch and casein have been used for this Zw © ok, while more recently polyvinyl acetate emulsionsa have been used became.
BADBATH
prov.No. 5436 " prov.No. 5436 "
Weiterhin sind latices von Butadien /Styrol-Copolymerisaten mit ungefähr 10-15 Gewichtsprozent Butadien "bekannt, diebisher nur eine "begrenzte Anwendbarkeit als Versteifungsmittel oder Verstärkungspolymere in Mischungen mit filmbildenden gummielastischen Polymerlatices gefunden haben. Beispielsweise werden hoohstyrol-haltige Polymerlatices zur Verstärkung von natürlichem oder synthetischem Kautschuklatex bei der Herstellung von Schaumgummi verwendet.Furthermore, latices of butadiene / styrene copolymers with about 10-15 percent by weight butadiene "known heretofore only "limited applicability as a stiffening agent or Have found reinforcing polymers in mixtures with film-forming rubber-elastic polymer latices. For example high styrene-containing polymer latices are used to reinforce natural or synthetic rubber latex in the Used in making foam rubber.
Es sind ferner carboxylierte Butadien-Styrol-Copolymerisate bekannt, die in Form eines wässrigen Latex zur Bindung nicht gewellter Faserstoffe eingesetzt werden ( DAS 1,191.683). Nach einem weiteren bekannten Vorschlag werden in Emulsionsform aufgetragene öarboxylierte Butadien-Styrol-Copolymerisate als lufttrocknende überzugsmittel verwendet ( DAS 1.221.748).There are also carboxylated butadiene-styrene copolymers known to not bind in the form of an aqueous latex corrugated fibers are used (DAS 1,191,683). According to another known proposal, they are in emulsion form applied carboxylated butadiene-styrene copolymers used as an air-drying coating agent (DAS 1.221.748).
Es wurde nun gefunden, daß gewisse latexpolymere von Butadien, Styrol und ungesättigten Carbonsäuren besonders wertvolle Eigenschaften für die rückseitige Verfestigung von Stoffen haben, insbesondere von gewebten !Teppichen. Diese Polymere enthalten einen Styrolanteil, der weit über den bisher bekannter carboxylierter Butadien-Styrol-Latioes hinausgeht. Von herkömmlichen Polymeren ist bekannt, dass sie im Hinbliok auf die Flexibilität hiAue hergestellter dünner Filme entwickelt wurden, Um voll ihre Eigenschaften als Binder für Füllstoff© und F&i§@rn zu entfalten. Demgegenüber sind die erfindungsgemäss beaohriebenen Polymere bei Zimmertemperatur relativ steif und nioht flexibel und sogar bis au einem gewiesen Grad brüoliig beimIt has now been found that certain latex polymers of butadiene, Styrene and unsaturated carboxylic acids have particularly valuable properties for the rear consolidation of substances, especially of woven carpets. These polymers contain a styrene content that is far higher than that previously known carboxylated butadiene-styrene latioes. from conventional polymers are known to have been developed with the flexibility of high-quality thin films in mind, To fully utilize its properties as a binder for filler © and F & i§ @ rn to unfold. In contrast, according to the invention Polished polymers are relatively stiff and at room temperature Not flexible and even to a certain extent broody at the time
Biege», 009885/1992Biege », 009885/1992
BAD ORDINALBAD ORDINAL
prov.No. 5456prov.No. 5456
- .- -5- ■ "" - ."- \ ν ■■·■ Die Erfindung s I eilt daher ein Besciiiclitüngsmiijtel für Gewebe oder Gewirke, insbesondere für Teppiclirückseiten auf Basis wässriger Emulsionen- Von Säuregruppen enthaltenden Butadien-Styrol-Copolymerisaten vor, gekennzeichnet durch efajKK, gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthaltendes Copolymerisat aus - .- -5- ■ "" -. "- \ ν ■■ · ■ The invention therefore precedes a Besciiiclitüngsmiijtel for woven or knitted fabrics, in particular for the backs of carpets based on aqueous emulsions- of acid groups-containing butadiene-styrene copolymers, characterized by efajKK, optionally containing further additives from copolymer
5-30 G-ewichtsteilen Butadien, ■ ■ . , ■ 95-10 " Styrol,5-30 parts by weight butadiene, ■ ■. , ■ 95-10 "styrene,
0,2-7 it ungesättigt* Carbonsäure .0.2-7 it unsaturated * carboxylic acid.
Beispiele von erfindungsgemäss als Co-Monomere verwendbaren Garbonsäuren in den Polymeren sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Itaconsäure und die Monoester von !Fumarsäure und Itaconsäure.Examples of those which can be used according to the invention as comonomers Carboxylic acids in the polymers are acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, itaconic acid and the monoesters of fumaric acid and Itaconic acid.
Weitere ungesättigte Carbonsäuren sind ebenfalls geeignet.Other unsaturated carboxylic acids are also suitable.
Zusätzlich zu den drei erwähnten wesentlichen Go-Monomeren können die Polymere noch kleinere Mengen anderer äthylenisch ungesättigter Co-Monomere enthalten.In addition to the three essential Go monomers mentioned the polymers can be ethylenic even smaller amounts of others Contain unsaturated co-monomers.
TJm die volle Wirksamkeit des erfindungsgemässen Beschichtungsmittels herbeizuführen, soll der gewogene durchschnittliche Teilchendurchmesser des Polymerteilchens einen Wert von 0,22/u nicht überschreiten. Vorzugsweise beträgt er 0,1-0,2/u. Der gewogene durchschnittliche Teilchendurchmesser eines Latex kann durch bekannte Methoden leicht bestimmt werden, z.B. durchTJm the full effectiveness of the coating composition according to the invention should be the weighted average particle diameter of the polymer particle has a value of 0.22 / u do not exceed. It is preferably 0.1-0.2 / u. Of the weighted average particle diameter of a latex can easily determined by known methods, e.g.
009885/1992009885/1992
Elektronenmikroskopie oder Lichtstreuung ( Heller, J.öhem.Phys. 2J5 3.S.498 ). Der gewogene durchsohnittliohe Teilchendurohmesser ist mathematisch ausgedrückt alsElectron microscopy or light scattering (Heller, J.öhem.Phys. 2J5 3.S.498). The weighted average Particle diameter is expressed mathematically as
d =d =
Hierin bedeutenMean therein
d =s gewogener durchschnittlicher· Teilchen-d = s weighted average particle
. durchmesser. diameter
n^ = Zahl der Teilchen .n ^ = number of particles.
in einer Untergruppe, diein a subgroup that
alle einen Durohmesser von d* /U haben.all have a durometer of d * / U.
Die erfindungsgemäss zu verwendenden Polymere sind in der Form eines dünnen Filmes relativ hart und steif. Die Latices sind bei Zimmertemperaturen nicht filmbildend oder gerade noch fähig, einen zusammenhängenden Film beim Trocknen dünner Schichten bei Zimmertemperaturen zu bilden.The polymers to be used according to the invention are in Form of a thin film, relatively hard and stiff. The latices are not or barely film-forming at room temperatures able to form a coherent film when drying thin layers at room temperature.
Im Anschluss an die rückseitige^ Beschichtung der Stoffe oder Teppiche wird ein beschleunigtes Trocknen bei erhöhten Temperaturen oberhalb der Sintertemperatur ( G-lastemperatur) der erwähnten Polymeren vorgenommen. Es wurde jedoch festgestellt, dass Latices mit kleineren Teilchen schneller und bei niedrigeren Temperaturen eine zusammenhängende Schicht bilden als Latices, die einen Teilchendurohmesser von grosser als ungefähr O,22yu besitzen. Als Folge davon ist die Versteifung bei niedrigeren Temperaturen oder bei erhöhten Durohgangsgesohwindigkeiten des Stoffes durch das Trocknungssystem sichergestellt.Subsequent to the back ^ coating of the fabrics or Carpets will dry faster at elevated temperatures above the sintering temperature (G-load temperature) made of the polymers mentioned. However, it has been found that latices with smaller particles are faster and at form a coherent layer at lower temperatures than latices, which have a particle diameter greater than own about 0.22yu. As a result, there is stiffening at lower temperatures or at increased endurance speeds of the fabric ensured by the drying system.
009885/199 2 8Ap009885/199 2 8A p
Die Latices der Copolymerisate werden auf Geweben oder ■"..·· Gewirken in Form von dünnen Beschichtungen aufgebracht", im Falle von Teppichen vorzugsweise mit einem Trockengewicht der Beschichtung von 135-680 g/m , und im Falle von Stoffen wie Polsterstoffen, mit einem Trockengewicht der Beschichtung von 17-270 g/m . Dies kann durch bekannte Methoden erfolgen, beispielsweise unter Verwendung eines Rakelmessers, einer Fiats ch'walze oder durch'Sprühen. Die Trocknung wird vorzugsweise bei erhöhter Temperatur ausgeführt, um den Durchsatz zu steigern. Sie kann in der üblichen Weise zu Ende geführt werden, beispielsweise unter Verwendung von Absaugvorrichtungen, Trocknungs öfen oder unter Infrarotlampen. Der Latex wird'normalerweise mit einem Feststoffgehalt des Polymerisats von ungefähr 40 bis 60 fo, vorzugsweise 40-50 $ angewendet.The latices of the copolymers are applied to woven or knitted fabrics in the form of thin coatings, in the case of carpets preferably with a dry weight of the coating of 135-680 g / m, and in the case of fabrics such as upholstery fabrics a dry weight of the coating of 17-270 g / m. This can be done by known methods, for example using a doctor blade, a flat roller or by spraying. The drying is preferably carried out at an elevated temperature in order to increase the throughput. It can be completed in the usual way, for example using suction devices, drying ovens or under infrared lamps. The latex is normally used with a polymer solids content of approximately 40 to 60 %, preferably 40 to 50%.
Andrerseits können noch zur Kontrolle des Besohichtungsgewiohts Verdickungsmittel z.B. Vom Polyaorylat-Typ zugesetzt werden. Wenn andererseits ein schnelles Eindringen des Latex in den Stoff gewünscht wird, beispielsweise durch die Rückseite des Teppichs auf die asis der Teppbhgarne, ist es zweckmässig, den Latex vor der Verwendung auf einen relativ niedrigen" Peststoffgehalt zu verdünnen, beispielsweise auf ungefähr 20 $,. mit oder ohne Zusatz von VerdiokungsmitteIn. On the other hand, thickeners, for example of the polyaorylate type, can also be added to control the weight of the coating. On the other hand, if rapid penetration of the latex into the fabric is desired, for example through the back of the carpet to the base of the carpet yarns, it is convenient to dilute the latex to a relatively low level of contaminants, for example about $ 20, prior to use. with or without the addition of a fermentation agent.
Abgesehen von den erwähnten Zusätzen können auch kleine Mengen mineralischer -Füllstoffe- dem Latex vor seinem Auftrag zugesetzt werden, wie beiepielaweise öaloiumoarbonat,oder Schwerspat. Apart from the additives mentioned, small amounts of mineral fillers can also be added to the latex before it is applied, such as oleoium carbonate or barite.
; Ton; volume
■' ■ ■■ '■ ■ BADBATH
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MB Q «ΜMB Q «Μ
Bs ist zweckmässig, nicht mehr- als etwa 100 Gewichtsteile des mineralischen Füllstoffes auf 100 G-ewichtsteile Latexfeststoff zu verwenden. Im allgemeinen ist es jedoch vorteilhaft, keinen oder so wenig !Füllstoff wie möglich zu verwenden, um alle Vorteile des erfindungsgemässen Beschichtungsmittels herbeizuführen. Wirtschaftliche Erwägungen können jedoch manchmal die Verwendung eines billigen Streckungsmittels erfordern, obwohl dies zu einer Verschlechterung der Eigenschaften des beschichteten Stoffes führt.Bs is convenient, no more than about 100 parts by weight of the mineral filler to 100 parts by weight of latex solid to use. In general, however, it is advantageous to use no or as little filler as possible, to all the advantages of the coating agent according to the invention bring about. However, economic considerations sometimes allow the use of an inexpensive diluent require, although this leads to a deterioration in the properties of the coated fabric.
Sohliesslich können auch noch andere in Stoffbeschichtungsmischungen übliche Zusätze zu den Latices verwendet werden, ' beispielsweise Antioxidantien, Stabilisatoren, Verdickungsmittel, Basen wie Ammoniak, Bakterizide und ähnliche Stoffe.Finally, others can also be used in fabric coating mixtures Usual additives to the latices are used, for example antioxidants, stabilizers, thickeners, Bases such as ammonia, bactericides and similar substances.
Die Verwendung von Vulkanisationsmitteln in den erfindungsgemässen Mischungen ist nicht erforderlich, da der Trocknungsprozess im allgemeinen zur Vernetzung der latioes ausreicht. W Die Vernetzung findet durch intermolekulare Wasserstoffbrüokenbindung über die freien Carboxylgruppen und durch Wasserstoffbrüokenbindung der Carboxylgruppen mit polaren Gruppen der Pasersubstrate des Stoffes statt. Eine kurze Hitzebehandlung, beispielsweise bei 130-140° C,kann in manchen Fällen nach der Trooknung wünschenswert sein, z.B.,optimale Werte der IToppenverankerung zu erreioheni sie ist jedoch nioht unbedingt erforderlioh. . 'The use of vulcanizing agents in the mixtures according to the invention is not necessary, since the drying process is generally sufficient to crosslink the latioes. W The crosslinking takes place the Pasersubstrate of the substance by intermolecular Wasserstoffbrüokenbindung on the free carboxyl groups and Wasserstoffbrüokenbindung the carboxyl groups with polar groups. A short heat treatment, for example at 130-140 ° C, may be desirable in some cases after drying, e.g. to achieve optimal values for the top anchorage, but it is not absolutely necessary. . '
Das erfindungegemässe BeeohiolrfeungBmittel ermöglicht in The inventive beeohiolrfeungBmittel enables in
OFNOlNALOFNOlNAL
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prov.No. 5456prov.No. 5456
einfacher und. wirtschaftlicher Weise die Herstellung von beschichteten oder rückseitig verfestigten Stoff en mit verbesserter Steifigkeit und vollerem Griff, insbesondere von Teppichen. Jedoch ist es auch in weiten Bereichen bei der. Beschichtung anderer Arten von gewebten oder gewirkten Stoffen anwendbar.easier and. economical way to produce coated or backed fabrics with improved stiffness and fuller grip, in particular of carpets. However, it is also the case in many areas. Coating of other types of woven or knitted Substances applicable.
Die erfindungsgemäss als Beschichtungsmittel Verwendeten carboxylierten hochstyrolhältigen Polymere besitzen gegenüber den nichtcarboxyliertenTypen .Vorteile im Hinblick auf i The carboxylated polymers with a high styrene content used as coating agents according to the invention have advantages over the non-carboxylated types with regard to i
verbesserte Hitziealterungseigenschäften, verbesserte.Verarbeitungseigenschaften, z.B. mechanische §jtabilität unter. Anwendungsbedingungen, Verbesserung der Uoppenverankerung und der Schnittfestigkeit, verbesserte Filmbildung, die sich in einem schnelleren Trocknen und- festeren und härteren Beschichtungen zeigt. Weiterhin besitzen sie einen verbesserten Abriebwiderstand verglichen mit nichtcarboxylierten hochstyrolhältigen Polymerbeschichtungen, ferner verbesserte Haftung und Affinität zu Fasern aufgrund der erhöhten Polarität des Polymers, ferner verbesserte Waschbarkeit. Hierbei ist es r "J überraschend, daß Latices, die normalerweise zu nichtflexiblen und brüchigen Filmen führen, in dem erfindungsgemäss en Beschichtungsmittel eine grosse Verwendbarkeit besitzen. Es wird ein ausgezeichneter Versteifungseffekt erzielt, der von den anderen zuvor erwähnten Verbesserungen begleitet wird, ohne dass dabei die Teppichbeschiohtungen dazu neigen, Risse oder Falten beim Falten oder Biegen zu zeigen. Dieseimproved heat aging properties, improved processing properties, e.g. mechanical stability under. Conditions of use, improvement of the upright anchorage and the cut resistance, improved film formation, which is evident in faster drying and stronger and harder coatings. Furthermore, they have an improved abrasion resistance compared to non-carboxylated high styrene polymer coatings, furthermore improved adhesion and affinity to fibers due to the increased polarity of the polymer, furthermore improved washability. This is r "J surprising that latexes normally not in flexible and fragile films, in the present invention coating compositions of have a big usability. It is achieved an excellent reinforcing effect, which is accompanied by the other aforementioned improvements without the the carpet covers tend to show cracks or wrinkles when folded or bent
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Fähigkeit beruht auf dem leichten Eindringen des carboxylierten Latex durch die Teppichrückseite in die Polgarne. WeiterhinAbility is based on the easy penetration of the carboxylated latex through the back of the carpet into the pile yarns. Farther
wird der Versteifungseffekt der Beschichtung bei einer Bedank feüchtung des Stoffes oder des Teppichs/der hydrophoben Natur des Polymeren und seiner guten Hafteigenschaften auf Stoffen und Garnen aufrecht erhalten.becomes the stiffening effect of the coating with a thank you dampening of the fabric or carpet / hydrophobic nature of the polymer and its good adhesive properties on fabrics and yarns are maintained.
Die Erfindung wird anhand des nachstehenden Beispiels erläutert:The invention is explained using the following example :
Ein Latex aus Butadien/Styrol/Fumarsäure-Copolymerisat, bei dessen Herstellung der Gewichtsanteil der einzelnen Monomeren bei 25/73/2 bezogen auf 100 Gewichtsteile aller Monomare lag und dessen gewogener durchschnittlicher Teilchendurohmesser 0,12 zu betrug, wurde auf einen Feststoff gehalt von 20 $ verdünnt. Ein Verdickungsmittel vom Polyacrylattyp wurde hinzugefügt, um eine für den Flatsohwalzenauftrag geeignete Viskosität einzustellen. Ein " Axminster gewebter Teppich " wurde mittels Flatschwalze rückenbeschichtet, so daß das TrockengewichtA latex made of butadiene / styrene / fumaric acid copolymer, in the manufacture of which the proportion by weight of the individual monomers was 25/73/2 based on 100 parts by weight of all monomers and whose weighted average particle diameter was 0.12, was diluted to a solids content of $ 20. A polyacrylate type thickener was added to provide a viscosity suitable for flat roll application to adjust. An "Axminster Woven Carpet" was made using Flat roll coated back so that the dry weight
des Polymerauftrages 135 g/m betrug. Der beschichtete Teppich durchlief mit einer Geschwindigkeit von 9,H cm/sec. einen Ofen bei einer Temperatur von 120-1300C. Der Teppich hatte beim Verlassen des Ofens einen Feuchtigkeitsgehalt von 14 5^. Der Rückseitenauftrag war gut zusammenhängend und die Joppen-Verankerung und der Versteifungseffekt waren ausgezeichnet. Demgegenüber zeigte ein ähnlicher Polymer-Latex mit einem gewogenen durchschnittlichen Teilohendurohmesser von 0,28yu, der auf gleichen Feststoffgehalt verdünnt und in gleicher Weise verdickt wurde, bei gleichem Auftragsgewicht keine zusammen-the polymer application was 135 g / m 2. The coated carpet ran through at a speed of 9.1 cm / sec. a furnace at a temperature of 120-130 0 C. The carpet had when leaving the furnace have a moisture content of 14 ^ 5. The back application was well connected and the Joppen anchoring and the stiffening effect were excellent. In contrast, a similar polymer latex with a weighted average partial ohmic diameter of 0.28 yu, which was diluted to the same solids content and thickened in the same way, did not show any combined
-9--9-
009885/1992 BAD009885/1992 BAD
•prov.No. 5436 ' . - . • prov.No. 5436 '. -.
hängende Beschichtung unter den oben beschriebenenBedingungen.
Die ■^urchgangsgeschwindigkeit des !Deppichs durch äen Ofen
musste auf 7>6 cm/sec. und der Feuchtigkeitsgehalt des Teppichs
auf 8 i» reduziert werden* um eine gleichmässige IToppenverankerung,
G-eschlossenheit des Films und Steifigkeitseigenschaften
zu erzielen.hanging coating under the conditions described above. The speed of passage of the Deppich through an oven
had to be 7> 6 cm / sec. and the moisture content of the carpet to be reduced to 8 i "* to a uniform IToppenverankerung, G-ESCH loss standardized to obtain the film, and stiffness properties.
Patentansprüche
-10-Claims
-10-
00 9885/199200 9885/1992
Claims (2)
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