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Die vorliegence Erfindung betrifft einen Heißschmelzkleber für Textilien.
Spezieller betrifft die Erfindung einen Heißschmelzkleber für Textilien, der einen
thermoplastischen linearen Blockcopolyäther-polyester mit einer speziellen Zusammensetzung
unfaßt. Der Blockcopolyäther-polyesterkleber für Textilien ergibt eine feste Klebverbindung
mit stark verbesserten Eigenschaften.
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Eleißschmelzkleber sind in der Technik bekannt. Beispielsweise werden
bequemerweise bestimmte Arten von Polyäthylen, Polyäthylen-Vinylacetat, Polyvinylchlorid
und Polyamid in einem geschmolzenen Zustand auf Textilien aufgebracht und bilden
beim Kühlen eine Klebeverbindung. Unter diesen bekannten Klebern haben Polyolefine
und Polyvinylchlorid eine schlechte Verbindungsfestigkeit an Textilien, besonders
an Textilien, die aus Polyesterfäden aufgebaut sind. Sie verlieren leicht die Klebefestigkeit
bei erhöhter Temperatur. Polyamide, die derzeit die praktischsten Heißschmelzkleber
für Textilien sind, haben eine gute Klebefestigkeit und eine gute Widerstandsfähigkeit
gegen Trockenreinigungsmittel, doch sind die Eigenschaften der mit solchen Klebern
verbundenen Textilien nicht notwendigerweise sehr gut, und außerdem verliert sich
ihre Klebefestigkeit oftmals nach dem Waschen mit Dertergentien in heißem Wasser
oder beim Dämpfen.
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Die japanische Offenlegungsschrift 73-96876 hat bereits vorgeschlagen,
daß ein Blockcopolyäther-polyester als Heißschmelzkleber für Textilien benützt werden
kann, da er plastische Eigenschaften und starke Bindefestigkeit besitzt. Der dort
beschriebene Blockcopolyäther-polyester hat aber keine ausreichende Widerstandsfähigkeit
gegen Trockenreinigen oder Waschen mit heißem Wasser. Somit ist es das Ziel der
vorliegenden Erfindung, einen Ileißschmelzkleber für Textilien mit verbesserten
Klebeeigenschaften, besonders in bezug auf die Widerstandsfähigkeit gegen Trockenreinigungsmittel
und Waschverfahren mit heißem Wasser zu ergeben, wobei außerdem die mit diesem
Kleber
verbundenen Textilien Weichheit und lebhaftes Aussehen haben sollen.
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Es wurde nun gefunden, daß ein thermoplastischer linearer Copolyäther-polyester
ein ausgezeichneter IIeißschmelzkleber für Textilien ist, der im wesentlichen aus
Dicarbonsäureeinheiten, welche sich von 40 bis 60 Molprozent Terephthalsäure und
60 bis 40 Molprozent Isophthalsäure herleiten, und Glykoleinheiten, die sich von
1,4-Butylenglykol herleiten, und Polyäthereinheiten, die sich von Polytetramethylenglykol
mit einem Molekulargewicht von 600 bis 1300 herleiten, besteht, wobei die Polyäthereinheiten
10 bis 33 Gewichtsprozent auf der Gewichtsgrundlage des Blockcopolyäther-copolyesters
ausmachen und der Blockcopolyäther-copolyester eine relative Viskosität von 1,3
bis 1,7 und einen Schmelzpunkt von 95 bis 1450C besitzt. Der Copolyäther-polyesterkleber
nach der vorliegenden Erfindung ergibt eine Klebeverbindung mit stark verbesserten
Eigenschaften bezüglich der Weichheit, der Beweglichkeit oder Lebendigkeit und der
Widerstandsfähigkeit gegen Trockenreinigen und Waschen mit heißem Wasser.
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Ein thermoplastischer linearer Blockcopolyäther-polyester mit einer
relativen Viskosität von 1,3 bis 1,7 und einem Schmelzpunkt von 95 bis 1450C besteht
im wesentlichen aus Polyestereinheiten, die sich von Terephthalsäure, Isophthalsäure
und 1,4-Butandiol herleiten, und aus Polyäthereinheiten, die sich von Poly-(tetramethylenoxid)-glykol
mit einem Molekulargewicht von etwa 600 bis 1300 herleiten. Die Säurekomponente
der
Polyestereinheiten setzt sich aus 40 bis 60 Molprozent Einheiten von Terephthalsäure
und 40 bis 60 Molprozent Einheiten von Isophthalsäure zusammen. Poly-(tetramethylenoxid)-glykoleinheiten
machen 10 bis 33 Gewichtsprozent des Copolyäther-polyesters aus. Der Heißschmelzkleber
nach der vorliegenden Erfindung hat eine ausgezeichnete Bindefestigkeit auf Textilien,
wie einem Zwischenfutter, und hält die gebundenen Stoffe weich und lebendig oder
beweglich.
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Der Stoff, der mit einem bekannten Heißschmelzkleber eines Blockcopolyäther-polyesters
gebunden ist, gewinnt gewöhnlich die Binde festigkeit nach dem Eintauchen in Trockenreinigungschemikalien
nach dem Trocknen zurück. Die Bindefestigkeit wird in den Chemikalien aber praktisch
vermindert, und daher tritt leicht eine Schichtentrennung des gebundenen Stoffes
auf, wenn er in den Chemikalien bewegt oder gerührt wird.
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Der Heißschmelzkleber nach der Erfindung dagegen verhindert eine Verschlechterung
der Bindefestigkeit in Trockenreinigungschemikalien. Die verbundenen Stoffe behalten
ihre Form, Eigenschaften und Weichheit nach ihrem Trockenreinigen. Der Grund, warum
diese Zusammensetzung die Verminderung der Bindefestigkeit in Trockenreinigungschemikalien
verhindert, ist unbekannt, doch kann er in der Mikrostruktur der Phasentrennung
des Polyäther-polyesterblockcopolymers zu sehen sein.
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Es ist weiterhin überraschend, daß die Zusammensetzung die Heißwasserbeständigkeit
verbessert und die Weichheit und die
Binde festigkeit nach dem Waschen
der gebundenen Textilien mit Detergentien in heißem Wasser bewahrt, da es bekannt
ist, daß sich der Polyester durch Hydrolyse leicht zersetzt.
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Nach der Erfindung ist das Molverhältnis von Terphthalsäure und Isophthalsäure
in dem Polyäther-polyesterblockcopolymer wesentlich, da nur dieses Verhältnis der
Dicarbonsäuren die günstige Erweichungstemperatur und die günstigen Fließeigenschaften
ergibt. Einarbeitung anderer Dicarbonsäure- oder Diolkomponenten ergibt geringere
Bindefestigkeit und verminderte Widerstandsfähigkeit gegen heißes Wasser und Trockenreinigungsmittel.
Bis zu 20 Molprozent jeder Komponente können aber durch ein anderes Glykol bzw.
eine andere Dicarbonsäure ersetzt werden.
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Zs bei der Erfindung verwendete Poly-(tetramethylenoxid)-glykol sollte
ein Molekulargewicht von 600 bis 1300 haben.
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Poly-(tetramethylenoxid)-glykole mit niedrigerem oder höherem Molekulargewicht
werden nicht empfohlen, da das resultierende Polymer eine schlechtere Widerstandsfähigkeit
gegen Trockenreinigungschemikalien und Hydrolyse hat.
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Die Mengen der in den Blockcopolyäther-polyester eingearbeiteten Poly-(tetramethylenoxid)-glykoleinheiten
sind von großer Bedeutung und chrakteristisch für diese Erfindung.
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Die Menge muß 10 bis 33 Gewichtsprozent des Copolyätherpolyesters
betragen und liegt vorzugsweise bei 12 bis 23 Gewichtsprozent. Wenn die Menge der
Poly-(tetramethylenoxid)-glykoleinheiten
geringer als etwa 10 %
ist, hat der Copolyäther-polyester verminderte Widerstandsfähigkeit gegen Hydrolyse
und zeigt keine elastischen Eigenschaften mehr. Wenn die Menge an Poly-(tetramethylenoxid)-glykoleinheiten
größer als 33 % ist, widerstehen die resultierenden Polymeren nicht mehr den Trockenreinigungschemikalien.
Die Mikrostruktur der Phasentrennung zwischen Polyester- und Polyätherkomponenten
ist sehr wichtig bei der Erfindung, und die Struktur wird durch das Molekulargewicht
und die Menge der Poly-(tetramethylenoxid)-glykoleinheiten eingestellt oder geregelt.
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Der Polyäther-polyester muß eine relative Viskosität von 1,3 bis 1,7,
gemessen nach der Standardmethode unter Verwendung von 0,5 g Polymer je 100 ml Orthochlorphenol
bei 250C, haben.
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Ein Blockcopolyäther-polyester mit einer geringeren relativen Viskosität
ist brüchig und hat keine starke Bindungsfestigkeit. Das Polymer mit höherer relativer
Viskosität besitzt schlechte Fließeigenschaften und Benetzungseigenschaften bei
derAufbringung als Heißschmelzkleber.
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Zr hier beschriebene Copolyäther-polyester kann bequemerweise durch
herkömmliche Esteraustauschreaktionen bzw. Umesterungsreaktionen hergestellt werden.
Ein bevorzugtes Beispiel besteht im Erhitzen des Dimetylesters von Terephthalsäure
und Isophthalsäure mit Poly-(tetramethylenoxid)-glykol und einem Uberschuß von 1,4-Butandiol
in Gegenwart eines üblichen Esteraustauschkatalysators bzw. Umesterungskatalysators
bei 150
bis 2500C, während man das in der Reaktion gebildete Methanol
abdestilliert. Das resultierende Vorpolmer wird dann durch Abdestillation von überschüssigem
Butandiol unter 3 mm Hg und bei 240 bis 2500C in das Polymer mit dem erwünschten
Molekulargewicht überführt. Das Vorpolymer kann auch durch direkte Veresterung der
Dicarbonsäuren mit Diolen in Katalysatorgegenwart hergestellt werden. Der Polyätherester
kann durch Vermischen des Polyesters und von Poly-(tetramethylenoxid)-glykol in
der Schmelze und Erhitzen in Gegenwart eines Esteraustauschkatalysators gewonnen
werden.
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Die Menge an Poly-(tetramethylenoxid)-glykoleinheiten in dem Polymer
kann durch Vermischen eines Polyesters und eines Polyäther-polyesters, der eine
große Menge an Poly-(tetramethylenoxid)-glykoleinheiten enthält, in der Schmelze
eingestellt werden. Obwohl der Copolyester nach der Erfindung viele erwünschte Eigenschaften
besitzt, wird doch empfohlen, während der Polymerisation oder nach der Polymerisation
der Polymerzusammensetzung einen Stabilisator zuzusetzen. Die bevorzugten Stabilisatoren
können gehinderte oder blockierte Phenole, aromatische Amine, Benzophenonderivate
und/oder Denzotriazonderivate sein.
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Si der Erfindung kann ein bekannter Umesterungs- oder Polykondensationskatalysator
verwendet werden, doch werden vorzugsweise organische Titanate, wie Tetrabutyltitanat
oder Tetrabutylendioltitanat, allein oder in Kombination mit einer inn-II-Verbindung
verwendet.
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Das resultierende Polymer kann nach im wesentlichen allen Verfahren
venarbeitet werden, die bisher schon für Heißschmelzkleber verwendet wurden. Das
Polymer kann in der Form eines Films, von Fasern oder Pulvern verwendet werden.
Im allgemeinen liefert das Polymer wesentliche Verarbeitungsvorteile gegenüber Polyolefinen'
Polyamiden und Polyvinylchlorid. Das Polymer kann leicht zu Filmen oder Fäden extrudiert
werden, und es kann auch leicht kalandriert oder extrudiert werden, um Gewebe oder
nichtgewebte Stoffe zu beschichten.
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Ibs Polymer kann auch bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff
zu einem feinen Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 300 /u,
vorzugsweise 5 bis 200 leu, zerstoßen werden.
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Das Heißschmelzkleberpulver nach der Erfindung ist geeignet für das
Beschichten von Zwischenfuttern und dicht gewebten Stoffen unter punktförmiger Pulveraufbringung,
beispielsweise unter Verwendung einer Punktier- oder Bestreuungsmaschine.
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Die beschichteten Stoffe werden für die Befestigung von Damen- und
Herrenbekleidung verwendet. Das Pulver kann vor-2 zugsweise im einer Menge von 5
bis 50 g/cm auf den Zwischenfuttern aufgebracht werden.
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Die Bindung von Außenstoffen erfolgt mit elektrischen oder Dampfpressen
bei einer Temperatur von 135 bis 1550C innerhalb von 10 bis 20 Sekunden und einem
Druck von 100 bis 300 glcm Das Pulver mit einer Teilchengröße von 100 bis 200 Mikron
wird für das Befestigen von Hemdenkragenzwischenfuttern verwendet. Der so erhaltene
Hemdenkragen hat ausgezeichnete Beständigkeit gegen Waschen und Gilben.
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Das Pulver mit einer Teilchengröße von 150 bis 300 Mikron ist auch
geeignet für das Beschichten von Zwischenfuttern und nicht gewebten Stoffen unter
Verwendung von Sinterbeschichtungsmethoden.
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Das Verbinden von Außenstoffen mit dem Zwischenfutter erfolgt unter
den ähnlichen Bedingungen wie oben, und die Bindung führt zu einer guten Leistung,
was die Rakelverunreinigung, das Rückschlagen und das Durchschlagen betrifft.
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Das Heißschmelzkleberpulver nach der Erfindung kann auch als Pastenmaterial
verwendet werden, um auf Textilien aufgebracht zu werden. Vorzugsweise enthält das
Pulver ein Schmiermittel, wie Magnesiumstearat, Calciumstearat, "Aerosil" oder Talcum.
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Die Substrate nach der Erfindung sind Textilien oder Faserstoffe,
wie Papier, und Leder.
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Sie können gewebte Stoffe, nichtgewebte Stoffe, gestrickte oder gewirkte
Stoffe, Faserstrukturen und Fadenbänder sein, die aus natürlichen oder synthetischen
Fasern oder Gemischen derselben bestehen.
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Das Blockcopolymer nach der Erfindung kann mit verschiedenen Zusatzstoffen,
wie Weichmachern, Pigmenten, Keimbildungsmitteln und dergleichen, zusammengearbeitet
werden. Der Heißschmelzkleber nach der Erfindung kann bis zu 30 Gewichtsprozent
anderer Thermoplasten enthalten, wie Polyamide, Polyolefine, Polyvinylchlorid, Polyepoxide
usw.
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Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
In den Beispielen wurden die Schmelzpunkte der Polymere durch thermomechanische
Analyse nach Rigaku Denki (TMA) gemessen und sind als die Temperaturen bestimmt,
bei denen die Nadel in das Polymerstückchen bis zu einer Tiefe von 250 /u eindringt,
wobei die Nadel einen Durchmesser von 0,5 mm besitzt, die auf die Nadel aufgebrachte
Belastung 5 g beträgt und die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 10 C/Min
gesteigert wird.
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Beispiel 1 In einen Glaskolben mit einer Schnecke aus rostfreiem Stahl
mit einem Spiralband wurden 78,6 Gewichtsteile Dimethylterephthalat, 96,0 Gewichtsteile
Dimethylisophthalat, 120 Gewichtsteile 1,4-Butandiol und 41,7 Gewichtsteile Poly-(tetramethylenoxid)-glykol
mit einem Molekulargewicht von etwa 1000 zusammen
mit 0,08 Gewichtsteilen
Tetrabutyltitanat gegeben. Das Gemisch wurde unter Rühren bei 210°C während 2 Stunden
erhitzt, während Methanol aus dem Reaktionssystem abdestilliert wurde. Das gewonnene
Methanol entsprach 52,0 Gewichtsteilen entsprechend 90 % des theoretischen Gewichtes.
Die Reaktionstemperatur wurde dann auf 2500C gesteigert und der Druck des Systems
während 60 Minuten auf 0,2 mm Hg gesenkt. Die Polymerisation wurde 80 Minuten unter
diesen Bedingungen fortgesetzt.
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Die relative Viskosität des Produktes in Orthochlorphenol bei 250C
lag bei 1,43, und das Polymer zeigte einen Schmelzpunkt von 1200C.
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Das Polymerharz wurde unter einer Atmosphäre von flüssigem Stickstoff
zu Pulver zerstoßen, und das resultierende Pulver mit einer Teilchengröße von 60
bis 180 µ wurde auf einigen Stoffen aufgebracht und bei 150°C unter einem Druck
von 2 300 g/cm während 13 Sekunden gebügelt. Die Abschälfestigkeit wurde gemessen.
Die Ergebnisse waren folgende:
Stoffart aufgebrachte Abschälfestigkeit
Menge, nach dem Bügeln, g/ m2 g/2,5 cm Baumwolle 30 1750 Baumwolle 15 1100 Polyester
30 untrennbar Polyester 15 2200 Wolle 30 1500 Wolle 15 1250 Polyester/Baumwolle
30 2700 Polyester/Baumwolle 15 1850 Beispiel 2 Im wesentlichen nach dem in Beispiel
1 beschriebenen Verfahren wurden Blockpolyätherester aus den folgenden Materialien
hergestellt; Dimethylterephthalat 87,3 Gewichtsteile Dimethylisophthalat 87,3 1,4-Butandiol
130 Poly-(tetramethylenoxid)-glykol, mittleres Molekulargewicht (Zahlenmittel) 1000
54,7 Dieses Polymer enthielt 25 Gewichtsprozent weiches Polyäthersegment. Das resultierende
Polymer wurde zu Pulvern mit einer Teilchengröße von 100 bis 300 /u zerstoßen und
homogen zwischen zwei Stücken von Mischspinngeweben aus Polyäthylenterephthalatfäden
und
Baumwolle in einer Menge von 20 g/cm2 aufgebracht. Das resultierende Produkt wurde
zur Verbindung der beiden Gewebe bei 1450C unter einem Druck von 350 g/cm2 30 Sekunden
heiß gepreßt, wonach hinsichtlich der Abschälfestigkeit getestet wurde. Zu Vergleichszwecken
wurden in der gleichen Weise, wic in Beispiel 2 erwähnt ist, jedoch mit der Ausnahme,
daß die Mengenverhältnisse des weichen Polyathersegmentes geändert wurden, fünf
Polymerproben hergestellt.
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Diese Polymere wurden auch auf die obigen Gewebe aufgebracht und getestet.
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Abschälfestigkeit (g/2,5 cm) weiches Ver-Polyäther- Tm am nach nach
such segment Anfang Trocken- Naßreinigen (°C) (Gew.-%) reinigen bei 90°C (JIS L1089)
(JIS L1089) nach 1 25 124 1250 1180 1190 der 2 30 121 1180 950 1210 Erfin- 3 20
127 1230 1200 1190 dung 4 10 131 1420 1380 990 Ver- 5 50 108 890 270* 960 gleichs-
* beispiel 6 0 134 1170 1100 520* teilweise abgeschält.
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BeisPiel 3 Die in Beispiel 2 hergestellten Copolyesterpulver mit einem
Teilchengrößenbereich von 63 bis 177 /u, nämlich mit 80 bis
250
Maschen, wurden ausreichend mit 0,2 Gewichtsprozent Magnesiumstearat in einem Henschel-Mischer
vermischt. Danach wurden die resultierenden Pulver als Punkte auf einem Baumwolluntertuch
in einer Menge von 18 g/m² mit Hilfe einer Saladin-Punktaufbringmaschine aufgebracht.
Das Baumwolluntertuch wurde übeiappend auf ein dünnes Außentuch aus Wolle aufgebracht,
und das resultierende zusammengesetzte Produkt wurde 10 Sekunden bei 1500C heiß
gepreßt, um ein verbundenes Tuch herzustellen. Die Abschälfestigkeit wurde gemessen.
Die Ergebnisse waren folgende: Abschälfestigkeit des obigen Verbundtuches 1300 g/2,5
cm (inch) Abschälfestigkeit nach dem Waschen in heißem Wasser von 900C während 30
Minuten unter Verwendung eines Waschzylinders 1250 Abschälfestigkeit nach Trockenreinigen
in Perchloräthylen während 30 Minuten unter Verwendung eines Waschzylinders 1230
Das Verbundtuch war weich und flexibel, und seine Weichheit blieb auch nach dem
Eintauchen heißes Wasser oder Perchloräthylen.
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al Vergleichszwecken wurden die folgenden Pulverproben mit der Punktaufbringmaschine
aufgebracht und wie oben getestet. Die Testergebnisse für diese Polymere sind in
der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt:
Vergleichsproben 1)
Copolyamid Nylon 6/66/12 (Gewichtsprozentsatz 35/25/40) 2) Copolyätherester iiartsegment:
Polybutylenterephthalat (ohne Isophthalatkomponentengehalt) Weichsegment: Poly-(tetramethylenoxid)-glykol
mit einem Molekulargewicht von 1000, 80-gewichtsprozentiger Gehalt in dem Copolymer
3) Copolyätherester Hartsegment: Polybutylenterephthalat-isophthalatcopolyester
(Gewichtsprozentsatz 70/30) Weichsegment: Poly-(tetramethylenoxid)-glykol mit einem
Molekulargewicht von 1000 und einem 60-gewichtsprozentigen Gehalt in dem Copolymer
4) Copolyätherester Hartsegment: Polybutylenterephthalat-isophthalatcopolyester
(Gewichtsprozentsatz 65/35) Weichsegment: Poly- (tetramethylenoxid) -glykol mit
einem Molekulargewicht von 1000 und einem 60-gewichtsprozentigen Gehalt in dem Copolymer
5) Copolyester Polyäthylenterephthalatsebacatcopolyester (Gewichtsprozentsatz 55/45)
Tabelle
I Abschälfestigkeit (g/2,5 cm) 2) Tm MI1) am nach Naß- nach Weich-(g/10 Min.) Anfang
reinigung Trocken- heit reinigung Be£- ausgespiel 3 124 80 1300 1250 1230 zeichnet
Vergleichsbeisp. 1 117 83 1360 420* 1270 schlecht " " 2 135 78 680 450* schälte
ab ausgezeichnet " " 3 126 77 1100 720 360* gut " " 4 156 75 80 schälte ab schälte
ab -" " 5 130 80 970 540* 370* gut 1) bei 1900C und einer Belastung von 2160 g,
2) die Verbinde- und Testbedingungen waren die gleichen, wie oben erwähnt, teilweise
abgeschält.
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Beispiel 4 Dieses Beispiel erläutert das Verhältnis zwischen Qualität
und Molekulargewicht des Poly-(tetramethylenoxid)-glykols in dem Blockcopolyätherester.
Harze wurden in gleicher Weise, wie in Beispiel 2 erwähnt, jedoch mit der Ausnahme,
daß das Molekulargewicht des Poly-(tetramethylenoxid)-glykols gemäß den Angaben
in der folgenden Tabelle verändert wurde, hergestellt.
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Polymerzusammensetzung llartsegment: Polybutylenterephthalat-isophthalat
(Gewichtsprozentsatz 50/50) Weichsegment: Poly-(tetramethylenpxid)-glykol 25 Gewichtsprozent
des Copolymers Pulverisierung Zerstoßen unter flüssigem Stickstoff.
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Die Ausbeute wurde durch die Ausbeute von verwendbarem Pulver einer
Teilchengröße von 1 bis 300 /u erläutert.
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Aufbringung des Pulvers von 60 bis 180 Mikron mit Hilfe einer Saladin-Punktauftragmaschine
auf dem Baumwolluntertuch, das mit einer Heißwalze auf 200°C vorerhitzt worden war.
Die aufgebrachte Polymermenge betrug 25 g/m² in jedem Fall. Die Polymerpulverpunkte
mit einem Gehalt von Poly-(tetramethylenoxid)-glykol (PTtIG) mit hohem Molekulargewicht
waren nicht fest an das Baumwolluntertuch gebunden.
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Heißpressen Verbinden mit Polyäthylenterephthalatgewebe bei 150°C
unter einem Druck von 300 g/cm² während 15 Sekunden.
Tabelle II
Verarbeitbarkeit Abschälfestigkeit (g/2,5 cm) Ver- Molekular- Pulverisierung Punktauf-
am nach nach such gewicht (Ausbeute an bringung Anfang Naßreinigung Trockenreinigung
des PTMG verwendbarer (JIS L1089) (JIS L1089) Pulvergröße) 1 400 gut gut 1550 1250
470* (95 %) 2 800 gut gut 1870 1400 1590 (96 %) 3 1250 gut gut 1620 1510 1500 (95
%) 4 2000 schlecht schlecht 840 670 210* (65 %) *) teilweise abgeschält