DE2009690A1 - Teppich - Google Patents

Description

Wie in einem Artikel "Vinyl Comes to Carpet Backing" in der Zeitschrift "Textile World", Vol. 118, Nr. 8, erörtert, erfreut sich der Einsatz von Polyvinylchlorid-Schaumstoff-Grundlagen bei der Teppicherzeugung einer zunehmenden Popularität. Da die Schaumstoffgrundlage unter Witterungseinfluss alterungsbeständiger als die gebräuchlichen Jute- oder Gummigrundlagen ist, sind mit Schaumstoffgrundlagen hergestellte Teppiche im Innenraum wie auch im Freien für eine vielfältige Verwendung geeignet.

Die Herstellung der Teppiche mit Schaumstoffgrundlage erfolgt nach vertrauten Techniken unter Betuften eines Hauptgrundlagematerials (z. B. aus Jute oder einem künstlichen Material, wie Polypropylen) mit in engen Abständen befindlichen, aufgerich teten Teppichgarn-Schlaufen zur Bildung einer Tufting-StrukT;ur,

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Auftragen einer Klebstoff-Rückenappretur auf die Unterfläche

da
des betufteten Materials und nach Aufbringen des Schaumstoffs. Die Klebstoff-Rückenappretur dient 1. zur Aneinanderbindung der Einzelfasern bzw. -fäden innerhalb einer gegebenen Garnschlaufe und Fixierung der Schlaufe an dem Hauptgrundlagematerial und 2. zur Festlegung der Schaumstoffgrundlage an der Unterfläche des Tuftingaufbaus. Jedoch steht bisher noch kein befriedigender Rückenappreturklebstoff zur Herstellung von Teppichen mit Schäumstoffgrundlage zur Verfügung. Speziell vermögen herkömmliche Teppich-Rückenappreturmassen, wie Butadien-Styrol-Latices, keine Teppiche mit Schaumstoffgrundlage zu liefern, die eine hohe Tuft-Ausziehfestigkeit, z. B. von mindestens 4 1/2 kg (10 Pounds), und gute Bindungen der Schäumstoffgrundlage, besonders beim nassen Teppich, in sich vereinen.

Die vorliegende Erfindung macht nunmehr einen Teppich mit einem Tuftingaufbau mit einer Polyvinylchlorid-Schaumstoffgrundlage verfügbar, der eine hohe Tuftausziehfestigkeit und gute Bindung der Schaumstoffgrundlage in sich vereinigt. Die verbesserten Eigenschaften dieses Teppichs beruhen hauptsächlich auf einer Rückenappretur, die auf die Unterfläche des Tuftingaufbaus aus besonderen, wässrigen Latices aufgebracht wird. Hierzu geeignete Latices bestehen, über Wasser hinaus, im wesentlichen aus (A) Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymerem mit einem Gehalt von 5 bis hO Gew.% an mischpolymerisiertem Äthylen, Polyvinylalkohol und Glyoxal oder (B) Vinylacetat-Äthylen-N-Methylolacrylamid-Mischpolymerem mit einem Gehalt von 5 bi3 HO Gew.% an mischpolymerisiertem Äthylen und 0,5 bis 10 Gew.% an mischpolymerisiertem N-Methylolacrylamid. Beim Trocknen bei erhöhter Temperatur unterließen die aus den vorstehenden Latices aufgebrachten Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymeren einer Vernetzung, wodurch sie unlöslich werden.

Es. hat sich gezeigt, dass vernetzbare Vinylacetat-Äthylen-

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Mischpolymere eine besondere Eignung für die Herstellung von Tufting-Teppichen mit Schaumstoffgrundlage besitzen. Diese Mischpolymeren enthalten etwa 5 bis 40 Gew.yS mischpolymerisiertes Äthylen. Bei einem Äthylengehalt der Mischpolymeren von unter etwa 5 % fallen Teppiche an, die zu steif sind und einen unerwünschten Griff aufweisen, und bei einem Gehalt von über etwa ¹JQ Gew.% reichen für eine Eignung als Rückenappretur die Klebstoffeigenschaften nicht aus. Zweckmässig liegt der Äthylengehalt der Mischpolymeren unter etwa 25 Gew.ß und vorzugsweise im Bereich von 10 bis 20 %, Während von den N-methylolacrylamid-haltigen Mischpolymeren abgesehen i der Rest der Mischpolymerbestandteile gewöhnlich von mischpolymerisiertem Vinylacetat gebildet wird, können auch andere mischpolymerisierte Bestandteile, z. B. Acryl- oder Methacrylsäure oder -ester, in kleinen Mengen, d. h, von unter etwa 5 Gew.Si, vorliegen. - <· - ·

Solange das Mischpolymere eine genügende Kohäsionskraft aufweist j ist das Molekulargewicht der Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymeren nicht weiter kritisch. Man vermeidet dementsprechend den Einsatz sehr niedermolekularer Mischpolymerer. Mischpolymere mit einer inhärenten Viscosität (Inherent Viscosity; bestimmt bei einem Peststoffgehalt von 0,5 Gevf.iS in Lösung in g 1/Sigem, wässrigem Aceton bei 25° C) von mindestens 0,6 ent- sprechenden Molekulargewichten sind allgemein geeignet; Mischpolymere mit einer inhärenten Viscosität von mindestens 0,8 werden bevorzugt. Auch nicht völlig acetonlösliche Mischpolymere eignen sich für die Zwecke der Erfindung.

Das Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymere muss für die Zwecke der Erfindung zur Vernetzung nach dem Aufbringen aus wässrigem Latex befähigt sein. Nach einem Weg zur Ausbildung einer solchen Befähigung werden in einem wässrigen, das Mischpolymere •enthaltenden Latex ein wasserlöslicher Polyvinylalkohol und Glyoxal vorgelegt. Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymere, die aus

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I.atiens mit. einem Gehalt von, jeweils auf das Mischpolymergewicht besoden, ? bis 3 >* an wasserlöslichem Polyvinylalkohol und et via 0,1 bis 1 % an Glyoxal aufgetragen werden, sind, wie sich gezeigt hot, durch leichtes Erhitzen (z. B. 93° C liKvi. 200° P; 3 bis 30 Hin.) vornetzbar und in vernetzten Zustand ganz, wasserfest. Ilan kann hierzu mit Polyvinylalkohol cn mit ein cm Hydro]ysegrad von 75 bis 100 % und einer Viscosit 'it (Heoppjcr) ih:^!er JjjSigen, wässrigen Lösung von [j Los CO cP arbeiten, Auch Folyvinylalkoholmischungen sind verwendbar, Auch andere Dialdehyde als Glyoxal, z. B. fc (Jluteraldf-'hyd bsv.^r. Glutaraldehyd, eignen sich für die Zwecke der Erfindung. Die Herstellung der polyviny!alkoholhaltigen Laticf-.'.- erfolgt vorsugcwoiGe uiiter Anwendung einer Emulsionapolymuj'isationst."chnik, bei welcher der Polyvinylalkohol während der Polymerisation des Vinylacetats und Äthylens als SchutKkolloid vorliegt.

Pur die Zwecke der Erfindung eignen sich auch wässrige LaticeK mit Vinyl;)(!etat--Äthylün-H:i nchpo] ymeren, die als zusätzlichen, luisohiiüjymerinierlon Ef.'-tandtei] ein postreaktives Monomeref», wie N-Methyl öl acrylamid, enthalten. Besonders geeignet sind Latices mit einem Gehalt des Mischpolymeren von 0 _s ^lj bis 10, vorzugsweise ?. bis (· Gew.;.; an inischpolymeri si er tem || N-Met hyl öl acryl amid. Auch br-:i dief-u--r Art von Mischpolymeren kann die Vernetzung dui'ch 1« Ί'ΛύβΗ I.rhit.-zen erfolgen.

Die Art und Wei:-c der Herst» llung dor Vinylacetat-fithylen-Mi SChJ)Ol yiaer-Lati ces ist nicl)¹- kritisch, und die gewöhnlichen Techniken zur Polymerisation in wässriger Emulsion sind anwendbar. Die Lat Joes enthalten auf diese V/eise über die oben angeführten, wesentlichen Bestandteile hinaus im allgemeinen auch während der Polymerisation anwesende oberflächenaktive Mittel, wobei gewöhnlich mindestens etwa 0,05 % vom Miachpolymcirßewi cht an oberflächenaktivem Mittel vorliegen. Das Vorlioßcn do» oberflächenaktiven Mittels unterstützt

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auch die Erzielung einer richtigen Benetzung beim späteren Auftragen der Emulsion auf den Boden des Tuftingaufbaus. Ein Vorliegen von mehr als etwa 6 bis 8 Gew.% oberflächenaktivem Mittel wird man gewöhnlich vermeiden, da solche Menagen die Massen wasserempfindlich machen.

Die spezielle Natur des oberflächenaktiven Mittels, d. h, ob anionisch oder nichtionisch oder von verträglichen Mischungen solcher Mittel gebildet, ist nicht weiter kritisch. Geeignete oberflächenaktiv⁶ Mittel und Wässrigpolymerisationstechniken zur Bildung von Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymer-Emulsionen 3ind in den USA-Patentschriften 3 355 322 und 3 337 482,'den * französischen Patentschriften 1 127 085 und 1 226 382 und der niederländischen AS 66 04 289 beschrieben. Besonders bevorzugte und im Handel befindliche oberflächenaktive Mittel stellen Natriumoctylsulfosuccinat ("Aerosol" OT der American Cyanamid), Matriumdihexylsulfosuccinat ("Aerosol" MA der American Gyanamid), beide'anionisch, Octylphenylpolyätheralkohol mit 9 bis 10 EO-Einheiten, nichtionisch ("Triton" X-IOO der Rohm & Haas), und Natriumdödecylbenzolsulfonat (linear), anionisch ("Ultrawet" K-UO der Atlantic Richfield), dar.

Die Herstellung von N-Methylolacrylamid-Terpolymer-Latices für die Zwecke der Erfindung kann nach dem Verfahren der g

USA-Patentschrift 3 3¹IS 318 erfolgen. Vorzugsweise jedoch werden diese Terpolymeren durch Polymerisation in wässriger Emulsion unter Xthylondruck hergestellt, v/obei während des Polyinerisationoablauf s sowohl das Vinylacetat als auch das N-Methylolacrylamid dem Polymerisationsreaktor kontinuierlich zugeführt werden. . .

Aus wirtschaftlichen Gründen setzt man den zur Herstellung der Teppiche gemäan der Erfindung verwendeten Latiees gewöhnlich einen Füllstoff zu. Füllstoffe hierzu sind allgemein bekannt j zu ihnen gehören -Materialien wie Ton, Talk, Calcium--' und Magnesiumsilicate, Caltuumcarbonat und Holzmehl» Ein zu-

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friedenotellender Teppich Ist mit Vinylacetab-Äthylen-Mischpolymer-Latices mit einem Füllstoffgehalt von bis zu etwa Gew/», bezogen auf den Fest3toffgesamtgehalt, herstellbar. Gewöhnlich liegen 60 bis 80 Gew.% Füllstoff vor.

Das Auftragen des Latex auf die Unterfläche des Tuftirigaufbaun kann nach all den vertrauten Techniken erfolgen, z.B. durch Walzenauftrag oder Spritzen. Beim Arbeiten mit den füllstoffhaltigen Massen muss man den Latex gewöhnlich in einer solchen Menge auftragen, dass der Trockenauftrag etwa ^iOO bis 1025, vorzugsweise etwa 525 bis 825 g/m² (12 bis 30 bzw. 16 bis 2'I Ouncies/Quadratyard) beträgt. Beim Einsatz nichtgefüllter Massen sind etwas niedrigere Trockenaufträge, z. B. von

ρ etwa 275 bis 550, vorzugsweise etwa 325 bis '175 g/m (8 bi3 16 bzw. 10 bis I¹I Ounces/Quadratyard) anwendbar. Zur leichten Aufbringung auf die Teppichrückseite ist eine Viscosität bei der Auftragung von etv/a 2000 bis 10 000 cP (Brookfield, Spindel Nr. 3, 30 U/Hin.) erwünscht, wobei man zur Erzielung einer solchen Viscosität den Latex häufig mit einem Dickungsmittel versetzen muss. Zu Dickungsmitteln hierfür gehören Cellulosederivate, wie Mothylcellulose ("Methocel") und Hydroxyäthyloellulose ("Cellooize" QB 15 000). Der Dickungsmit te !zusatz erfolgt in einer zu der gewünschten Viscosität führenden Menge, Ik; Lm ELtmabz füllstoff halt iger Massen ist auch häufig ein ZusabJ von netzmittel zum Latex erwünscht. Zu Netzmibtüln .hierfür gohören organische Polyphosphate ("CaL-gon" T) und anorganisch« Polyphosphate (Kaliumtrlpolyphosphat).

Methodrm zur Auftragung dos Po LyvLnylchlorid-ochaumü toft's auf die HiIelcne Lta dun Toppiohauf'bauo .sind in dem eingangs genannten Artikel in "Tuxbihi IMrLd" benchrLoben, (fi'uiullegend erfolgt h.uirbol «In Ilinilurtiliführun der PolyvinyLohlorldma;j3o durch uinon Ikilüfbur, dar Ln dlo Masse Luft in vorbostimmtor Menge eintreibt, L)Lo gesuhflumte Vinylharamanao wird dann nach irgonüeLnor zwtiukbüiiuomon Technik auf don- Teppich auf*· getragen, wio durch Vorla},« vor eine Rakel, mit der Wal-sun-

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auftragmaschine oder durch Spritzen. Nach der Auftragung wird der Schaumstoff bei erhöhter Temperatur von etwa bis 165⁰ C -(etwa 250 bis 325° F) etwa 5 bis= 10 Min. gehärtet, wobei die Schaumstoffhärtung mit dem gleichen Ofen erfolgen kann, der zum Trocknen des latexapprefcierten ,Tep-' pichs dient. Die Schaumstoff-Trockenauftragmenge variiert mit dem gewünschten Detrag an Resilienz des Teppichs. Gewöhnlich sieht man Schaumstoff-Tro.ckenaufträge von etwa

2 325 bis 2400, vorzugsweise von unter -etwa 1700 g/m (etwa

10, 70 bzw. 50 Ounces/Quadratyard) vor. |

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Alle Teil- und Prozentangaben beziehen sich, wenn nicht anders gesagt, auf das Gewiaht. Die Tuftfestigkeit (kg) ist mit einem Instron-Prüfgerät unter Auseinanderführung der Klemmen mit 5,1 cm/Min, bestimmt worden. Als Rückenappretur-Klebstoffe sind folgende Zusammensetzungen bewertet worden:

a) Mischpolymeres aus -86,5 Teilen Vinyl- 55 Teile acetat und 13,5 Teilen Äthylen (nicht völlig acetonlöslieh)

Wasser 45 "

Polyvinylalkohol mit einem Hydroly- 2,2 " segrad von 88 % und einer Viscosität nach Hoeppler der 4$igen, wässrigen Lösung Von 12 cP (während der Mischpolymerisation anwesend)

7D2iges "Aerosol" OT 1 "

wässrige Glyoxallösung 2 "

b) Mischpolymeres aus 82,8 Teilen Vinyl- 48 " acetat, 13,2 Teilen Äthylen und 4,0 Teilen N-Methylolacrylamid (inhärente Viscosität 1 bis .1,3)

. Wasser 52 "

10%ige, wässrige Oxalsäurelösung 1 "

75#iges "Aerosol" OT . 2,4 "

80#iges "Aerosol" MA ' ·■ 1,6. "

"Triton" X-IOO . ■ 2,2 "

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c) wie (a), jedoch auf 100 Teile (a) zusätzlich enthaltend:

Wasser 40 Teile

Netzmittel ("Calgon" T) 1,7 "

Calciumcarbonat-Füllstoff 168 "

("York Whiting")

4/iige Lösung von Methylcellulose 8 "
("Methocel") als Dickungsmittel

d) wie (b), jedoch auf 100 Teile (b) zusätzlich enthaltend:

Calciumcarbonat-Füllstoff 100 Teile

("York Whiting")

Der Einsatz dieser Massen bei der Herstellung von Teppich
mit Polyvinylchlorid-Schaumstoff-Grundlage ist in Tabelle I erläutert. Nach der Latex-Auftragung und vor der Schaumstoff-Auftragung wurden die Massen bei 121 bis 149° C getrocknet. In Beispiel 1 bis 3 wurde ein mit Dreifach-Endlosfadennylon betufteter Teppich (II87 g/m²; 10 Stiche/2 1/2 cm; 25 Rei-

hen/7,6 cm) mit einer spinngebundenen 159-g/m -Polypropylen-Scrim-Grundlage eingesetzt. Auch in Beispiel 4 bis 6 wurde Nylonteppich eingesetzt.

Tabelle I

	B	e	,54	i	2	s ρ	i	e	1	4,	f	,54	5.	576	,45	6_	ί	,04
	1	■1 I HIIIH	,0	b		3		C		,99	C	2275	,49	C		,54
Masse	a		,77			d				.90			► 59			,40
Auftrag (trocken), g/m			,26								4,
Masse		339		373		475				5<
Schaumstoff	I695		441		610	554		2,	365
Tuftfestigkeit, kg		3				1702		-	1607
schaumstofflos	3	4	,22	3	,63
mit Schaumstoff	5	2	,72	4	.54	4:	4;
nass	2	4	.54	2	.7	4:	4,
wiedergetrocknet	5	,72	4	,5	2;	3:
	-	-

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Zur Bestimmung der Tuftfestigkeit "nass" wird der mit Schaumstoff versehene Teppich zuvor 30 Min. getränkt und "wiederge- · trocknet" zuvor eine 4tägige Trocknung der nassen Proben bei 23° C und 50 Jf- relativer Feuchte durchgeführt.

Die Teppiche von Beispiel 4 bis 6 sind weiter durch 2©0maliges Hin- und Herführen einer Drahtbürste Über die Teppichoberfläche auf Ausfaserbeständigkeit geprüft worden. Dabei war . ' nur ein vernachlässigbares Ausfasern durch die Abrieb- bzw. Scheuerbeanspruchung zu beobachten.

Die Tabelle II erläutert die Herstellung weiterer Teppiche | unter Verwendung von Masse (c). Die Masse wurde mit einer Walze auf die Teppichrückseite aufgetragen; überschüssige Emulsion wurde durch Überführen über einen Schabstab entfernt. Der Polyvinylchlorid-Schaumstoff wurde durch Vorlage vor einen ortsfesten Schabstab aufgetragen und bei 143 bis C gehärtet.

Tabelle!!

	Bei	spie	1	10	11 .
	7	8 ·	9	Poly propy len	Poly propy len
Teppichart	Acryl harz	Acryl harz	Nylon	SP	SP
Scrimgrundlageart	PG	PG	SP	949	949
Teppichgewicht, g/m	1119	1119	831
P Auftrag (trocken), g/m				712	814
Masse	915	814	746	915	949
Schaumstoff	1153	1390	342
Tuftfestigkeit, kg				4,35	4,22
schaumstofflos	4,26	3,81	6,85	5,26	5,31
mit Schaumstoff	5,17	5,08	7,03

+) PG s.Polypropylengewebe, SP spinngebundenes Polypropylen '

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Claims (1)

1. ΡΟτ35*»3 2. März 1970

   Patentansprüche

   •1. Teppich mit einem zur Bildung eines Tuftingaufbaus mit in enßen Abständen befindlichen, aufgerichteten Garnschlaufen betufteten Hauptgrundlagematerial und einer aus wässrigem Latex auf die Bodenfläche des Tuftingaufbaus aufgetragenen Rückenappretur, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Latex über Wasser hinaus im wesent- ^ liehen aus

   - A) Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymerem mit einem Gehalt von 5 bis ¹JO Gew.ß an mischpolymerisiertem Äthylen, 2 bis 5 % vom Gewicht des Mischpolymeren an wasserlüolichom Polyvinylalkohol und 0,1 bis 1 % vom Gewicht des Mischpolymeren an Glyoxal oder

   B) Vinylacetat-Äthylen-N-Methylolacrylamid-Miochpolymerem mit einem Gehalt von 5 bia ^O Gew.% an mischpolymerisiertem Äthylen und 0,5 bis 10 Gew.% an mischpolymerisiertem N-Methylolacrylamid
   besteht.

   Ψ 2. Teppich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Latex über Wasser hinaus im wesentlichen aus Komponente (A) besteht und nach einer Emul3ionspolymerisationstechnik hergestellt ist, bei welcher der Polyvinylalkohol während der Mischpolymerisation des Vinylacetats und Äthylens als Schutzkolloid vorlag.

   3. Teppich nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymere 10 bis 20 Gew.% miachpolymerisiertes Äthylen enthält.

   Ί. Teppich nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3»

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   dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Polyvinylchloridschaumstoffgrundlage, insbesondere in einer

   ■ " P

   Menge von 0,3 bis 2,4 kg/m , versehen ist.

   5. Teppich nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Rückenappretur-Menge von 0,27 bis 0,53 kg/m².

   6. Teppich nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Latex zusätzlich, bezogen auf den Feststoffgesamtgehalt, 60 bis

   80 Gew.? Pullstoff enthält. ,

   ,7· Teppich nach Anspruch 6 j gekennzeichnet durch eine Rücken-

   appretur-Menge von 0,40 bis 1,02 kg/m .

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