DE2209918C3

DE2209918C3 - Kaschier-Mischung für textile Stoffe und ihre Verwendung

Info

Publication number: DE2209918C3
Application number: DE2209918A
Authority: DE
Inventors: Robert Bruce East Ridge Hadgraft; John Joe Hixson Martin
Original assignee: Reichhold Chemicals Inc
Current assignee: Reichhold Chemicals Inc
Priority date: 1971-03-22
Filing date: 1972-03-02
Publication date: 1981-02-12
Also published as: DE2209918A1; GB1367583A; CA1004789A; DE2209918B2

Description

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Die Erfindung betrifft elastomere Mischungen auf Latexbasis, zum Kaschieren von textlien Stoffen und die Verwendung dieser Mischungen zur Herstellung textiler Verbundkörper.

Bei der Herstellung von Nadelflorteppichen ist es üblich, die auf der Teppichrückseite freiliegenden Noppenfüße mit einem Klebstoff einzubinden.

Es ist ferner üblich, auf diese Haftschicht eine zweite Auflage zu kaschieren. Diese zweite Auflage besteht wie die erste in vielen Fällen aus gewebter Jute, grobem Jutegewebe oder aus gewebten oder nicht gewebten textlien Flächengebilden aus synthetischen Materialien wie Polypropylen, Rayon, Viscose, 6,6-Polyamiden (»Nylon«), Polyester, Acrylderivaten oder Gemischen davon. Solche zweiten auflaminierten Auflagen verstärken in großem Maße die Dimensionsstablitat des Teppichs und geben ihm ferner eine wünschenswerte Steifigkeit. In anderen Fällen dient auch das Bindemittel der Befestigung einer Gummi-Schaumschicht auf dem Teppichrücken. Üblicherweise wird die Schaumstoffauflage in Form einer gefüllten Latex-Mischung, welche durch Schlagen in Luft aufgeschäumt, getrocknet und durch Hitze gehärtet wird, angewandt. Solche Schäümriicken erhöhen auch die Dimensionsstabilität der resultierenden Teppichstruktur. Darüber hinaus bewirken sie einen flexibleren Griff des Teppichs und ferner ein gutes Federungsvermögen. hi

Um die wünschenswerte Kombination von Steifheit und Flexibilität eines kaschierten Verbundkörpers in wirtschaftlicher Weise zu erhalten ist es üblich, das Haftmittel mit einer geringen Menge Stärke zu strecken. Jedoch ist deren Menge entscheidend begrenzt, weil die Stärke die Hafteigenschaften des Latex herabsetzt Deshalb konnte bisher der Latex normalerweise nicht mehr als etwa 10 bis 20 Gew.-% Stärke, bezogen auf festes Polymer im Latex, enthalten. Eine größere Menge an Stärke im Latexbinder schwächt die Bindungsfestigkeit der Noppenfüße. Zusätzlich wird häufig eine Viscositätserhöhung des Stärke-Latex-Gemischs herbeigeführt, weiche die Anwendung des Gemischs erschwert Insbesondere fließt die Masse nicht entsprechend in die Zwischenräume der Teppichfäden. Die Anwendung solcher mit viel Stärke gestreckten Kaschier-Mischungen hat weiter den Nachteil, daß der Teppich einen sehr steifen, brettartigen Griff bekommt

Um den außerordentlichen Versteifnngseffekt der Stärke zu vermindern, wird Harnstoff fü/die Plastifizierung des Polymerlatex benötigt, üblicherweise in einer Menge von etwa 3 bis 4 Gew.-%, bezogen auf festes Polymer im Latex. Jedoch hat auch Harnstoff ähnlich wie Stärke den Nachteil, die Gesamthaftkraft der solchermaßen gestreckten Kaschiermischungen zu vermindern.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile bei der vorbekannten Verwendung von Stärke und/oder Harnstoff durch den Zusatz eines dritten Extenders, nämlich Borax. Obwohl Borax keine erkennbare Wirkung auf die Hafteigenschaften des Latex selbst aufweist verstärkt er überraschend in beträchtlichem Maße die Haftkraft der gesamten Kaschiermischung, wenn er in bestimmten Verhältnissen mit Stärke und Harnstoff eingesetzt wird.

Die Erfindung betrifft eine Mischung zum Kaschieren von textlien Stoffen, bestehend aus einer füllstoffhaltigen Latexmischung, die Extender, wie Stärke und Harnstoff, enthält Eine Mischung der genannten Art ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung auf 100 Gewichtsteile Trockensubstanz von im Latex enthaltenen elastomeren Polymeren etwa 100 bis zu etwa 700 Gewichtsteile eines anorganischen Füllers und etwa 10 bis 40 Gewichtsteile eines ternären Extendergemisches aus körniger, kaltwasserunlöslicher Stärke, Harnstoff und Borax, wobei das Gewichtsverhältnis von Stärke zu Harnstoff zwischen etwa 1,2 :1 und etwa 5 :1 und das Gewichtsverhältnis von Stärke zu Borax zwischen etwa 1,5 :1 und etwa 12:1 liegt, enthält

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Mischung liegt darin, daß sie ein hohes Rückhaltevermögen und rasches Anzugsvermögen besitzt Unter Jem Begriff »hohes Rückhaltevermögen« ist zu verstehen, daß das Haftmittel nach dem Aufbringen auf den Rücken eines textlien Stoffs nicht tief in oder durch das Gewebe des Flächengebildes hindurchtritt, al er iiichtsdestowe.iiger in die Zwischenräume (der Auflage) eindringt, um ein gutes Haften mit dem Substrat zu bewirken. Der Ausdruck »rasches Anzugsvermögen« bezieht sich auf die Eigenschaft der Mischungen, schnell klebrig zu werden und auf dem Substrat bereits bei Temperaturen unter den maximalert Trockentemperaturen zu haften.

Der Typ des Pölyfnef-Lätex ist nicht besonders ;:i kritisch, so daß eine Reihe von elastomeren polymeren fj Latices die zum Kaschieren von Textilien geeignet sind, -¹: auch in den erfindungsgemäßen Mischungen verwendet : werden können. Zum Beispiel können verwendet j werden: Naturlatex, Mischungen von natürlichem Latex j mit kalt polymerisiertem Butadien/Styrol-Latex und ., j anderen synthetischen Latices. Bevorzugt können

cis-Polyisopren- und carboxylierte, Butadien enthaltende Latices verwendet werden, weiche für diesen Zweck besonders geeignet sind, weil sie, wenn überhaupt, besonders wenig Härtungsmittel benötigen.

Solche Latices jedoch müssen bei einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des textlien Substrates gehärtet werden. Härtungstemperaturen von 184° C oder darunter werden deshalb bevorzugt

Elastomere Polymere, in welchen die Polymer-Kette verschiedene funktionell Gruppen enthält, besitzen die gewünschten Niedertemperatur-Härtungseigenschaften, ohne den Zusatz von Härtungsmitteln zu erfordern. Es können aber auch übliche Härtungsmittel verwendet werden. Solche Polymere werden durch Emulsionscopolyinerisation eines konjugierten Diens hergestellt, wie 1 s z. B. Butadien mit u. a. einem äthylenisch ungesättigten funktioneilen Monomeren, wie beispielsweise «^-ungesättigte Carbonsäure, Monoester solcher Carbonsäuren, Acrylamide und N-Methylol-acrylamide. Zusätzlich zu dem konjugierten Dien und dem funktionellen Monomeren, sollte das Poiymerisationsgeünisch auch mindestens ein zweites copolymerisierbares Monomer enthalten, wie beispielsweise Styrol, Acrylnitril, Methyl-methacrylat, Vinylidenchlorid.

Obwohl das zweite Monomere nicht kritisch bezuglieh der Anwendbarkeit der Erfindung ist, muß beachtet werden, daß die relative Menge dieses zweiten copolymerisierbaren Monomeren im großen Maße die Grundeigenschaften bestimmt, die ein kaschiertes textiles Produkt erhält

Zum Beispie' bewirkt ein hartes Latex-Polymer, welches relativ-hohe Mengen eines zweiten Monomeren enthält, einen steiferen Griff aas Textils. Weiter wird ein weiches Latex-Polymere, welches relativ geringe Mengen eines zweiten Μοηοπκ/en enthält, einen weicheren Griff besitzen d. h. es wird dem kaschierten Textil mehr Flexibilität verleihen. Obwohl es leicht ist, einem Polymeren durch Zugabe von einem zweiten Monomeren die gewünschten Eigenschaften zu verleihen, wird gewöhnlich die Anwendung eines Gemisches von harten und weichen Polymer-Latices bevorzugt, um mittlere Eigenschaften zu erhalten. Ein Latex-Copolvmer, welches 45 Gewichtsprozent monomeres Styrol enthält, liefert beispielsweise ein ziemlich weiches Polymer. Andererseits führt ein Latex-Copolymer, welches 65 Gew.-% monomeres Styrol enthält zu einem sehr harten Polymer, welches für den gedachten Zweck zu steif ist.

Diese zwei Latices können jedoch in verschiedenen Proportionen gemischt werden, um ein Latex-Gemisch so zu liefern, welches zu einem polymeren Film mittlerer Steifheit führt Wenn ein weicher Latex allein oder Mischungen von harten und weichen Latices angewendet werden, werden Gewichtsverhältnisse von konjugiertem Dien und zweitem Monomer bevorzugt, die etwa bei 40 bis 75 und 25 bis 60 Gewichtsteilen liegen. Verhältnisse von 45 bis 70 Gewichtsteilen Butadien und 30 bis 50 Gewichtsteilen eines zweiten Monomeren werden weiterhin bevorzugt

Solche Copolymer-Latices können hergestellt werden durch übliche wäßrige Emuisions-Poiymerisationstechnik einschließlich solcher Polymerisationsprozesse, in welchen eine kleine Menge von polymeren! Latex als Polymerisationskeime in den Reaktor eingegeben wird. Solche Impftechniken werden zur Erzielung einer größeren durchschnittlichen Partikelgröße des Latex angewendet.

Die im Rahmen der Erfindung verwendete Stärke

darf nicht in Mischung mit dem wäßrigen Latex und anorganischen Füller zu einer extrem hohen Viscosität führen. Sowohl Wurzel- als auch Getreide-Stärke kann gebraucht werden, sofern sie körnig und kaltwasserunlöslich ist Innerhalb dieser Beschränkung kann die Stärke entweder nichtmodifiziert oder modifiziert sein, z. B. durch Oxydation, Säurebehandlung, Äthoxylierung.

Dextrine können verwendet werden, wenn die Erniedrigung des Molekulargewichts nicht so weitgebend ist, daß die Körnigkeit ausgeschlossen ist oder die Kaltwasserlöslichkeit über etwa 30% (vorzugsweise nicht über 20%) erhöht ist

Bevorzugt wird jedoch eine Stärke angewendet weiche durch Oxydation oder andere chemische Methoden die das Molekulargewicht der natürlichen Stärke vermindern, modifiziert worden ist

Eine bevorzugte Methode zur Herstellung modifizierter Stärke besteht darin, eine wäßrige etwa 36%ige Stärke-Suspension mit einer Hypochlorit-Lösung, welche 6 bis 8% aktives Chlor und einen leichten Überschuß an Alkali enthält, zu behandeln. Die Hypochlorit-Lösung wird in kleinen Portionen zugefügt so daß die Reaktionswärme leicht durch Kühlen abgeführt und die Temperatur zwischen 68 und 87° C gehalten werden kann. Wenn ein Produkt mit der gewünschten Fließfähigkeit erhalten ist wird die Oxydation durch 'Zufügen von z.B. Natriumbisulfit (Natriumhydrogensulfit) gestoppt und die Aufschlämmung neutralisiert, filtriert, gewaschen und getrocknet.

Eine andere Methode, eine geeignete modifizierte Stärke herzustellen besteht darin, Stärke in verdünnter Schwefelsäure (0,1 bis 0,2 normal) auf etwa 50 bis 55⁰C zu erhitzen, bis die Viscosität das gewünschte Maß erreicht Sie wird dann neutralisiert, filtriert, gewaschen und getrocknet

Eine weitere Methode zur Herstellung modifizierter Stärke besteht in der sog. Trockenmodifikation, wobei der Stärke etwa 0,03 bis etwa 0,04% Salzsäure in Form einer etwa 16%igen wäßrigen Löst:)» zugegeben wird. Dieses Gemisch wird bei relativ niederen Temperaturen etwa von 157 bis 240°C geröstet bis die Löslichkeit in destilliertem Wasser bei 25°C das gewünschte Maß erreicht, z. B. bei etwa 3 bis 5 Gewichtsprozent liegt und b'is die Viscosität im gewünschten Bereich liegt

Der für die Erfindung benutzte Harnstoff sollte von großer Reinheit sein und eine Aktivität von mind. 99,5% besitzen und nicht mehr als die folgenden Mengen an Verunreinigungen aufweisen: NH3 = 300ppm; Fe -1,3 ppm; Feuchtigkeit- 04 ppm.

Harnstoff für landwirtschaftliche Zwecke ist insofern ungeeignet, als er die Beständigkeit des Latex hierabsetzt

Die erfindungsgemäßen Kaschiermischungen enthalten größere Mengen von feinverteilten anorganischen Füllern, wie z. B. Schlämmkreide (CaCO₃), Schwerspat, Aluminiumoxid, Pigmente u.a. Diese Mittel werden angefügt um gewisse sekundäre Eigenschaften wie Deckkraft, Flammenfestigkeit, Steifheit und Farbe zu bewirken. Diese Stoffe werden gewöhnlich in einer Menge von mind. 100 Gewichtsteilen, bezogen auf den festen polymeren Latex, angewendet.

Höhere Mengen, wie beispielsweise 700 Gewichtsteile, können im Rahmen der Erfindung verwendet werden, aber bevorzugt werden nicht mehr als etwa 400 Gewichtsteile. Im allgemeinen kann die Mischung etwa 150 bis 350 Gewichtsteile anorganischen Füllers enthalten.

Die erfindungsgemäße Mischung kann auch zusatz-

lieh Plastifiziermittel enthalten, die den Grad der Plastifizierang des gehärteten Films beeinflussen Solche sind z, B, Plastifiziermittel vom Lösungstyp wie hochsiedende, normalerweise flüssige organische Verbindungen, welche gegenüber dem Polymeren chemisch inert sind, aber in.weichen das Copolymere mindestens teilweise löslich ist und infolgedessen durch" den Kontakt mit dem PlasdfMencittel leicht weichgemacht wird. Zu den Plastifiziennitteln dieses Typs gehören Naphthensäure und aromatische Petroleumöle. Ferner ι ο synthetische organische Verbindungen, wie Plastifrzfermittel des Estertyps sowie flüssige Polymere. Geeignete Plastifiziermittel des Estertyps sind

Hexylenglycol, Dimethylphthalat, Dibutylphthalat,

chloriertes Diphenyl, Tributylphosphat und

Dicarbitolphthalat, Dibuloxyglycolphthalat, Dimethoxyglycolphthalat, Butylphthalylbutylglycolat, Methylphthalyläthylglycolat, TrigIycol-di-2-äthylhexoat

und Plastifiziermittel des Phosphattyp^ wie beispielsweise

Tri-butoxy-äthyl-, Tri-cresyl-, Tri-phenyl-, Diphenyloctyl-, Diphenylcresyl-, Tris-dichloropropyl-.Tris-chloroäthyl-, Tris-dibromopropyl- und

Tris-dichloroisopropyl-Phosphate.
Auch niedermolekulare wasserunlösliche Polyalkylen-Glycole, z. B. Polypropylenglycol, sind als Plastifiziermittel geeignet Flüssige Polymere, welche als Plastifiziermittel verwendet werden können, schließen flüssige Polybutylene, flüssiges Polybutadien und Polyester ein. Es muß jedoch beachtet werden, daß Plastifiziermittel auch als zusätzlicher Extender wirken.

Zusätzlich zu den oben erwähnten primären funktionellen Komponenten können die erfindungsgemäßen Mischungen auch verschiedene sekundäre Komponenten enthalten, wie Antioxidantien, Entschäumungsmittel, Bakterieide, Emulgiermittel, Verdickungsmittel, Dispergiermittel.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen zum Kaschieren von textlien Stoffen ist die Viscosität der Mischung relativ wichtig. Wenn beispielsweise die Viscosität zu niedrig ist, führt dies zu einem völligen Durchdringen des Flächengewebes. Wenn umgekehrt die Viscosität zu hock ist, wird eine geeignete Verteilung der Kaschiermischung auf dem textlien Stoff behindert Die bevorzugte Viscosität hängt in hohem Maße von der angewendeten besonderen Überzugstechuik ab. Brookfield-Viscositä- so ten von 5 000 bis 20 000 cP(-5 bis 20Pa · s) sind jedoch geeignet In manchen Fällen ist es wünschenswert, die Viscosität der Mischung durch Einarbeiten eines wasserlöslichen Verdickungsmittel zu erhöhen.

Es wurde auch gefunden, daß einige stärkeenthalten' de Latexmischungen zu einer wesentlichen Verdickung neigen, wenn sie bei Raumtemperatur einige Tage lagern. Diese Tendenz der Viscositätszunahme kann durch die Anwendung von wasserlöslichen polymeren Verdickungsmitteln verhindert werden. Bevorzugt an- eo gewendete Verdickungsmittel erfüllen beide Funktionen, Einstellung und Stabilisierung der Viscosität. Zu solchen Verdickungsmitteln gehören Polyacrylate, hydrolysierte Polyacrylnitrile und Salze dieser Polymere sowie verschiedene Alkyläther der Cellulose, wie Hydroxypropylmethyl-Celluiose und Hydrox-äthyl-methyl-Cellulose.
Es wurde jedoch gefunden, daß in den erfindungsgemäßen Mischungen solche Polymere weniger wirksam sind, wenn die durchschnittliche Größe der Folymerpartikel im Latex nicht mindestens etwa 10 000 bis 15 Ο0ΟΆ"" (gemessen durch Lichtstreumethoden) be.-trägt Liegt die Durchschmttsgröße der Latexpartikel unter dieser Größe, word das Natriumsalz von hydrolysieren Polyacrylnitril bevorzugt

Die Vorteile der Erfindung gehen aus den nachfolgenden AusfOhrungsbeispielen hervor

Bereitung von Ausgangslösungen

A. Es wird eine 20%ige Borax-Lösung durch Zugabe von feinverteiltem Borax zu Wasser von 115°C hergestellt Der gesamte Borax löste sich. Die Lösung wurde auf einer Temperatur von mind. 84° C gehalten.

B. Eine 46%ige Stärke-Aufschlämmung wird durch Zufügen feinverteilter säuremodifizierter, gekörnter Stärke zu Wasser bei Psumtemperatur hergestellt Die Stärkedispersion wurde durch ständiges Rühren aufrechterhalten.

C Eine Reihe von polymeren Latices wurde durch wäßrige Emulsionspolymerisation in Gegenwart von einem freie Radikale bildenden Katalysator nach bekannten Methoden bis zu einem Monomerumsatz von etwa 90% hergestellt Nach Beendigung der Polymerisation wurde jeder Latex gestrippt und auf einen PolymergehaU von etwa 50 Gew.-% konzentriert Die Zusammensetzungen der resultierenden Latices, bezogen auf eingesetztes Monomerwaren folgende:

Tabelle 1 Zusammensetzung der Latex Polymere

Monomeres	Butadien	Styrol	Polymeri-
			sierbare Car
			bonsäure
	(Gew. %)	1 (Gew. %)	(Gew. %)
Polymer A	50	47	3
B	32	65	3
C	50	47	3
D	32	65	3
E	44	53	3
F	50	47	3
G	70	30	-
	Beispiel 1

Zu drei getrennten Proben des Latex von Polymer A wurden zugefügt: (1) 5 Gewichtsteile naphthenisches Petroleumöl, (2) verschiedene Kombinationen vcn Stärke, Harnstoff und/oder Borax und (3) anorganischer Füller (Schlämmkreide).

Die Brookfield-Viscosität jedes Gemischs wurde auf 1200OcP bzw. 12 Vn ■ s (Spindel Nr.5,20 Upm) durch Hinzufügen eines polymeren Verdickungsmittel, nämlich Polyacrylnitril, eingestellt Jede dieser gefüllten Latex-Mischungen wurde zum Kaschieren von Jute auf die Rückseite eines Standard-Nadelflorteppichs (6,6 Polyamid genoppt auf eine Juteschicht) verwendet. Die Kaschierung wurde d-irch Rollerauftrag der Kaschiermischung auf der Teppichrückseite bis zu einem Flächengewicht von 946 g/m² vorgenommen und anschließend Jute auf den nassen Überzug laminiert.

Das resultierende Gebilde wurde durch Erhitzen bei 168⁰C während 15 min gehärtet und getrocknet. Der Widerstand des Schichtgebildes gegen Delaminierung und die Noppeneinbindungsfestigkeit des Beschichtungsmittel wurden anschließend durch folgende Methoden bestimmt:

Streifenfestigkeit (Widerstand gegen Delaminierung)

Es wiH ein etwa 74x30 cm großes Muster eines kaschierten Teppichs hergestellt und etwa 2,5 cm der zweiten Jute-Auflage des Teppichs mit der Hand abgezogen. Das delaminierte Ende des Substrats wird in die stationäre Klemme eines Scott-Zugfestigkeit-Prüfgerätes und das delaminierte Ende der Jute-Auflage in die bewegbare Klemme eingespannt. Die Auflage wird dann mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgezogen und die Durchschnittszugfestigkeit aufgezeichnet. Es wüfdci'i li'iiiiucsicns tvtci Versuche gemacht und der Mittelwert der Ergebnisse berechnet.

Prüfung der Festigkeit der Noppeneinbindung

Es wird ein etwa 7,5 χ 30 cm großes Muster eines kaschierten Teppichs hergestellt, wobei die Tuftschleifen längs des Musters verlaufen. Dieses Muster wird in ein Instron-Zugfestigkeits-Prüfgerät eingelegt und zwar so, daß die Noppen aus der Auflage gezogen werden. Es wurden mindestens fünf Zugproben gemacht und die durchschnittliche Zugkraft berechnet.

Die Ergebnisse der Zugfestigkeits-Prüfungen waren die folgenden:

Tabelle 2 Verstärkende Wirkung von Stärke, Harnstoff. Borax Zusammensetzung in Gew.-Teilen

Mischung Nr. I 2

Füllmittel

Naphthenöl

Harnstoff

Stärke

Streifenfestigkeit (kg)

375 5

375

13

4,2

3.6

375 5 7 11 2 4.1

Noppenbindungsfestigkeit (kg) 4,0

Die Versuchsergebnisse zeigen, daß die Anwendung von entweder Harnstoff oder einem Gemisch von Stärke und Harnstoff als Extender sowohl die Streifenfestigkeit, als auch die Noppenbindungsfestigkeit wesentlich herabgesetzt Jedoch zeigt der Zusatz von Borax anstelle von nur zwei Gewichtsteilen Stärke eine Verstärkung dieser beiden wichtigen Festigkeits-Eigenschaften.

Beispiel 2

Es wurden Kaschier-Mischungen von jedem einzelnen Polymer A bis G hergestellt Zusätzlich wurden entsprechende Mischungen aus Naturlatex und eines Gemischs aus 80 Gew.-Teilen Polymer A und 20 Gew.-Teiien Polymer B hergestellt Jede dieser Mischungen enthielt 20 Gew.-Teile (bezogen auf festes trockenes Polymer) des ternären Extenders, bestehend

aus 11 Gew.-Teilen Stärke, 7 Gew.-Teilen Harnstoff und 2 Gew.-Teilen Borax.

Zu jedem dieser Latices wurden 375 Gew.-Teile Schlämmkreide als Füller und 5 Gew.-Teile Naphthensäureöl zugefügt und die Viscosität auf 12 000 bis 13 00OcP Brockfield-Viscosität (=12 bis 13 Pa · s) (Raumtemperatur, Spindel Nr. 5,20 Upm) eingestellt.

Mit den jeweiligen Proben wurden in Mengen von 946 g/m² Kaschierungen einer zweiten Juteschicht auf ein mit Nylonfasern genopptes erstes Jutegewebe, vorgenommen.

Entsprechend der Kaschier- und Prüfweise des Beispiels 1 wurden die Streifenfestigkeit und die Noppenbindiingsfestigkeit jeder Kaschierung bestimmt und mit der Kaschiermischung des Beispiels 1, in welcher nur Harnstoff und Stärke/Harnstoff angewandt wurden, verglichen (Mischungen 1 und 2).

Tabelle 3 Variierung des Polymerlatex

3.6 4,3

Stärke. Harnstoff. Streifen- Noppen-

Borax-Gemische festigkeit festigkeit

Polymer Nr. in kg in kg

A 5,9 4.5

B -

C 7,7 4,5

D -

E 6,4 4,5

F 5.0 4,1

G 4,3 3,6

Naturlatex 4,5 3.6

80/20 Gemisch von A/B 5,4 4.1

Stärke, Harnstoff allein 4,1 3.6 Harnstoff allein 4,2 4.0

Die angegebenen Daten (Polymer A. C, E, F) zeigen, daß Latex-Copolymere, welche funktionell Gruppen enthalten, wie Carbonsäuregruppen, wesentlich höhere Werte von Streifen- und Noppenfestigkeit aufweisen, wenn der ternäre Extender angewendet wurde. Der ternäre Extender kann auch zusammen mit natürlichem Latex und mit konventionellem SBR-Kaltlatex verwendet werden, von denen keiner funktioneile Gruppen enthält

Die mit dem Polymeren B und D, beides harte Polymere, hergestellten Kaschierungen sind steif und brettartig und wurden deshalb nicht geprüft. Nichtsdestoweniger können diese harten Polymere, wie durch die Daten der Mischung von Polymer A und B gezeigt wurde, mit Erfolg in Kombination mit weichen Polymeren angewendet werden, um Zwischenwerte zu erhalten.

Geht man in dieser Weise vor, wird die Streifen- und Noppenfestigkeit verstärkt, was auf den ternären Extender zurückzuführen ist

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurden unter Verwendung des ternären Extenders mit einem Naphthensäureöl und Polymer A mit verschiedenen Gehalten an Füller Kaschier-Mischungen hergestellt Die Musterherstellung Kaschierung und Prüfung waren dieselben wie in Beispiel 1.

Tabelle 4 Wirkung des Füllers

Füllergehalt
(Gewichtsteile)

Streifenfestigkeit
in kg

Noppenfestigkeit in kg

200	y,i	5,4
275	8,2	4,5
300	6,4	4,5
325	5,4	4,1
350	5,4	4,1
375	5,4	4,1
500	3,6	2,7 bis 3,2

Die Daten zeigen, daß der ternäre Extender bis zu einer Höhe von 500 Gewichtsteilen Füllergehalt yprwAnHpt uyArHan icäiiP λμγ·\\ lypnn ac cnhpint ΗαΩ Hia Werte für die Streifen- und Noppenfestigkeit deutlich bei einem Zusatz von etwa 400 Gewichtsteilen Füllmittel abfallen.

Nichtsdestoweniger ist der ternäre Extender bezüglich seiner Wirksamkeit bei 500 Gewichtsteilen Füllmittel vergleichbar der Anwendung von Stärke und Harnstoff bei nur 375 Gewichtsteilen Füllmittel. Aus diesen Daten und den Daten in Beispiel 2 geht hervor, daß die wirksamsten Füllermengen für die erfindungsgemäßen Mischungen mit den Hafteigenschaften des Latex-Monomeren zusammenhängen. Infolgedessen können in manchen Fällen Füllerzusätze von 700 oder mehr Gewichtsteilen im Rahmen der Erfindung angewandt werden. Füllergehalte von nicht mehr als 500 Gewichtsteilen werden bevorzugt, wobei ein Maximalgehalt von etwa 400 Gewichtsteilen besonders bevorzugt ist.

Der ternäre Extender kann auch bei niederen Gehalten an Füllern, z. B. bei 15 und 100 Gewichtsteilen, verwendet werden. Jedoch ist die Notwendigkeit, den ternären Extender mit solch niederen Füllergehalten anzuwenden, normalerweise nicht so groß.

Beispiel 4

In den vorhergehenden Beispielen bestand die Stärke des ternären Extenders aus einer granulierten, säuremodifizierten Getreidestärke. Diese Stärke ist kaltwasserunlöslich und bildet deshalb niederviskose Aufschlämmungen, welche leicht mit dem Latex vor oder nach der Zugabe des Füllmittels gemischt werden können. Obwohl vorgelatinierte Stärke viskosegelähnliche Dispersionen in den gewünschten Konzentrationen in Wasser bildet, kann sie im Rahmen dieser Erfindung nicht ohne weiteres verwendet werden. Es muß berücksichtigt werden, daß Gelatinierung der granulierten Stärke eintritt, wenn die wäßrige Kaschiermischung zwecks Trocknung und Härten erhitzt wird.

Um die allgemeine Anwendbarkeit von körniger, kaltwasserunlöslicher Stärke im Rahmen der Erfindung zu bestätigen, wurde eine Reihe von Kaschiermischungen gemäß Beispiel 1 hergestellt wobei die säuremodifizierte Stärke durch verschiedene Stärken ersetzt wurde und mit dieser verglichen. Alle Stärken hatten eine Kaltwasserlöslichkeit von unter 30%. Die Ergebnisse zeigen, daß jede dieser Stärken gleiche oder höhere Streifenfestigkeitswerte als säuremodifizierte Getreidestärke, ergibt.

Tabelle 5 Einfluß des verwendeten Stärketyps

Stärketyp

Streifenfestigkeitswert (kg)

Getreide, säuremodifiziert, körnig 5,9 Getreide, unmodifiziert, perlig 5,9 Kartoffel, unmodifiziert, körnig 6,4 Tapioca-Dextrin, körnig 7,2 Getreide, hydroxyäthyliert, körnig 7,2

jo Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß sowohl Wurzel- als auch Getreidestärke, entweder modifiziert oder unmodifiziert, im Rahmen der Erfindung mindestens so weit verwendet werden kann, als sie kaltwasserunlöslich und körnig ist Es ist interessant festzustellen, daß bei Verwendung von vorgelatinierter Weizenstärke ein pastenähnliches Gel resultiert, welches nur durch wirtschaftlich unvertretbare Mittel in die Mischung eingearbeitet werden kann.

Beispiel 5

Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, in weichen das Verhältnis von stärke zu Borax über einen weiten Bereich unter sonst konstanten Bedingungen variiert wurde. Unter Verwendung eines Latex des Polymeren A wurde eine Mischung aus 350 Gewichtsteilen Füller und 20 Gewichtsteilen ternären Extenders, der 7 Gewichtsteile Harnstoff enthielt, hergestellt Das Gemisch wurde zum Kaschieren einer Jute-Zweitauflage auf ein Nylonfaser genopptes Jutegewebe entsprechend Beispiel 1 aufgebracht Die Ergebnisse der Streifen- und Noppenfestigkeit waren die folgenden:

Tabelle 6 Veränderungen des Verhältnisses von Stärke zu Borax

Stärke (Gew.-Teile)	8	10,5	11	11,5	12
Borax (Gew.-Teile)	5	2,5	2	1,5	1
Stärke/Borax-Verhältnis	1,6	4,2	5,5	7,7	12
Streifenfestigkeit (kg)	4,1	5,7	5,7	5,8	4,5
Noppenfestigkeit (kg)	4,0	4,3	4,4	4,6	4,55

Diese Daten zeigen, daß das Stärke/Borax-Verhältnis von 1,5 :1 bis zu der Höhe von etwa 12 :1 mit Erfolg im Rahmen der Kaschiermischungen dieser Erfindung angewendet werden kann. Optimale Eigenschaften wurden mit einem Stärke/Borax-Verhältnis von etwa 3:1 zu etwa 10:1 und besonders von etwa 4 :1 zu etwa 9:1 erhalten.

Beispiel 6

In einer weiteren Versuchsreihe wurde das Verhältnis von Stärke zu Harnstoff in einem weiteren Bereich variiert unter sonst gleichen Bedingungen wie in Beispiel 5, lediglich mit der Ausnahme, daß der ternäre Extender einen konstanten Gehalt von 2 Gew.-Teilen Borax enthielt.

Die Ergebnisse der Streifenfestigkeits- und Noppenfestigkeits-Prüfungen waren die folgenden:

Tabelle 7 Veränderungen des Verhältnisses von Stärke zu HarnstofT

Stärke (Gew.-Teile)	9	10	11	13	15
HarnstofT (Gew.-Teile)	9	8	7	5	3
Stärke/Harnstoff-Verhältnis	1,0	1,25	1,6	2,6	5,0
Streifenfestigkeit (kg)	5,7	6,3	5,7	6,3	4,3
Noppenfestigkeit (kg)	3,4	4,3	4,4	4,3	4,5

Die Daten dieser Versuchsreihe zeigen, daß Stärke/ Harnstoff-Verhältnisse von etwa 1,2 :1 bis zu etwa 5 :1 anwendbar sind, wobei jedoch ein Bereich von etwa ιοϊ.ι κ;»->.i =i,..na . ι k.,.«.«,.>:.»

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In den vorstehenden Beispielen ist es nicht erforderlich, den temären Extender getrennt herzustellen. Er kann auch durch Einarbeiten der einzelnen Bestandteile in die Masse durch einfaches Hinzufügen geeigneter Mengen der erhitzten Borax-Lösung (Ausgangslösung A), Stärkeaufschlämmung (Ausgangslösung B) und Harnstoff direkt zu dem Latex zubereitet werden.

Wegen leichter Mischbarkeit werden zweckmäßig die Bestandteile des ternären Gemischs und die anderen Hilfsstoffe z. B. Naphthensäureöl, vor der Zugabe des Füllers beigemischt Die Bestandteile der ternären Mischung können jedoch entweder getrennt oder im Gemisch mit einer oder beiden der anderen Komponenten zugefügt werden, und zwar so lange, als die Stärke auf einer Temperatur gehalten wird, bei der sie wasserunlöslich bleibt.

Aus den Beispielen ist auch ersichtlich, daß wahlweise ein kleiner Gehalt an Naphthensäureöl in der erfindungsgemäßen Kaschiermischung verwendet wurde. Das Extender-Öl beeinflußt nicht erkennbar den ternären Extender. Wurde das öl ohne weitere Änderungen weggelassen, zeigt die untersuchte Mischung davon abhängig lediglich Festigkeitswerte, die auch aus der Verminderung des Dehnungsgrades erwartet werden konnten. In den meisten Fällen kann das öl zugesetzt werden, um den Latex über das allein durch die Harnstoffkomponente des ternären Extenders erreichte Maß hinaus zu plastifizieren.

Im betrieblichen Maßstab durchgeführte Versuche, in

welchen die erfindungsgemäßen Kaschiermischun£°n zum Kaschieren einer zweiten Auflage verwendet wurden, ergaben das gewünschte geringe Eindringver_mÄwa„ ttrtA mit α U/H^manl*emiBi»i.a!«aHi/.K«f*e« f~ltt*r% (!!«/■Uli UIiW ^tJhW ·τ hi iiivuiiwi UIIgIIVIgWIIiIVIiUi ivii· vJuiv Wärmealterungseigenschaften wurden gefunden, wenn die erfindungsgemäßen Mischungen einer beschleunigten Alterung bei 168° C während 96 Stunden ausgesetzt wurden.
Eine wichtige Eigenschaft der erfindungsgemäßen Mischungen welche nicht ohne weiteres aus den Labortests erkennbar war, ist das »rasche Anzugsvermögen«. Darunter versteht man die Fähigkeit der Mischung, bei vergleichsweise niederen Temperaturen einen hohen Grad an Klebrigkeit zu erreichen. Dieser

Ausdruck »rasches Anzugsvermögen« bedeutet, daß die Mischungen in einem frühen Stadium des Härtens und Trocknens, bevor die Maximalhärtungstemperatur

erreicht ist, außerordentlich haftfähig werden.

Diese Eigenschaft ist sehr wichtig, weil das frische

Laminat im Verlauf des betrieblichen Kaschierprozesses charakterischen Biege- und Streckvorgängen ausgesetzt ist In den erfindungsgemäßen Mischungen wird das frühzeitige Binden durch die Anwesenheit des Borax im ternären Extender herbeigeführt, welcher die Temperatur, bei welcher die kömige Stärke gelatinös wird, herabsetzt und deshalb für hohe Kl<~<brigkeit und Haftungsvermögen sorgt Bei Versuchen im betrieblichen Maßstab zeigten sich diese Eigenschaften der erfindungsgemäßen Mischungen in vermindertem Ausschuß infolge Delaminierungen der zweiten Auflage im Vergleich zu üblichen stärkegestreckten Kaschiermischungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Mischung zum Kaschieren von textlien Stoffen, bestehend aus einer füllstoffhaltigen Latexmischung. die Extender, wie Stärke und Harnstoffe, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung auf 100 Gewichtsteile Trockensubstanz von im Latex enthaltenen elastomeren Polymeren etwa 100 bis zu etwa 700 Gewichtsteile eines anorganisehen Füllers und etwa 10 bis 40 Gewichtsteile eines ternären Extendergemisches aus körniger, kaltwasserunlöslicher Stärke, Harnstoff und Borax, wobei das Gewichtsverhältnis von Stärke zu Harnstoff zwischen etwa 1,2:1 und etwa 5:1 und das Gewichtsverhältnis von Stärke zu Borax zwischen etwa 14:1 und etwa 12:1 liegt, enthält

2. Mischung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an einer geringen Menge eines Kohlenwasserstoff-Extender-Öls.

3. Verwendung der Kaschiermischung nach Anspruch 1 zur Herstellung eines textlien Verbundkörpers aus einer textlien Schicht, insbesondere eines Teppichs, und einer damit verbundenen, getrockneten und gehärteten Schicht dieser Kaschiermischung.

4. Verwendung der Kaschiermischung nach Anspruch 1 zur Herstellung eines textlien Verbundkörpers aus einer textlien Schicht, insbesondere eines Teppichs, einer getrockneten und gehärteten Zwischenschicht aus dieser Kaschiennischung und einer weiteren Schicht aus gewebtem oder ungewebtem textlien Stoff oder aus einer gehärteten Gummi-Schaumschicht.