DE60217412T2 - Behandelte teppiche aus poly(trimethylenterephthalat) - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Gegenstand der Erfindung sind Poly(trimethylenterephthalat)-Teppiche und ihre Herstellung und Verwendung.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • US-Patente Nr. 5.645.782 Howell et al., 6.109.015 Roark et al. und 6.113.825 Chuah; WO 99/19557 Scott et al.; H. Modlich, „Experience with Polyester Fibers in Tufted Articles of Heat-Set Yarns, Chemiefasern/Textilind. 41/93, 786-94 (1991); und H. Chuah, „Cortena Poly(trimethylene terephthalate) – New Polymeric Fiber for Carpets", The Textile Institute Tifcon '96 (1996) (verfügbar unter http://www.shellchemicals.com/cortena/0,1098,281,00.html), beschreiben Teppiche, die mit Poly(trimethylenterephthalat)-(„3GT")-Fasern hergestellt werden. Poly(trimethylenterephthalat) ist bei Atmosphärendruck dispers färbbar, kann leicht pigmentiert werden und weist einen niedrigen Biegemodul auf, was es ausgezeichnet zum Gebrauch in Teppichen macht. Poly(trimethylenterephthalat)-Teppiche weisen eine gute elastische Erholung und Rückprallelastizität auf und sind beständig gegen die meisten wässrigen Flecke, wie zum Beispiel Kaffee, Cola, Tinte, Senf, Traubensaft, Ketchup usw. Poly(trimethylenterephthalat)-Teppiche werden jedoch ohne weiteres durch ölhaltige Materialien, wie zum Beispiel Motorenöl und Maisöl, verfleckt.
  • US-Patent Nr. 6.109.015, Roark et al., beschreibt, dass das zur Verbesserung der Garnleistung und des Spinnens verwendete Spinnfinish funktionelle Additive, wie zum Beispiel Fleckbeständigkeitsadditive und Antischmutzadditive, einschließlich Fluorchemikalien, einschließen kann. Es offenbart nicht, welche Fluorchemikalien für diese Verwendung geeignet sind und erwähnt keine Teppichbehandlungen.
  • Chuah et al., „CorterraTM PTT. A New Polymer For The Fiber Industry. An Update.", in „From Theory to Practice for Changing Times", AATCC International Dyeing Symposium (1998), beschreibt die Wirkung der Verwendung von „ 3M" auf Nylon- und Poly(trimethylenterephthalat)-Teppiche. Es wird angenommen, dass unter „3M" durch elektrochemische Fluorierung hergestellte Polyfluoroctanylsulfonate oder -sulfonamide zu verstehen sind, die aufgrund gesundheitlicher Bedenken vom Markt zurückgezogen wurden. Der Artikel zeigt Tests an Nylon- and Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichen „wie sie sind" und mit schmutzabweisender Behandlung, und Nylon mit sowohl schmutzabweisenden als auch fleckabweisenden Behandlungen. Dieser Artikel beschreibt die inhärente Fleckbeständigkeit von Poly(trimethylenterephthalat) und beschreibt bzw. testet nicht das Poly(trimethylenterephthalat) im Zusammenhang mit ölhaltigen Materialien.
  • Es besteht ein Bedarf an Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichen, die nicht ohne weiteres durch ölhaltige Materialien, wie zum Beispiel Motorenöl, Maisöl, Schuhpolitur und andere Kohlenwasserstofföle und -wachse verfleckt werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung solcher Teppiche und ein Verfahren zur Behandlung von Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichen dergestalt, dass sie durch ölhaltige Materialien nicht ohne weiteres verfleckt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gegenstand der Erfindung ist die Bereitstellung eines behandelten Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichs, der durch ein Verfahren hergestellt wird, umfassend das Ausbringen einer auf einem Telomer basierenden Polyfluoracrylat-Emulsion auf einen Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich und Härten des Polyfluoracrylats bei einer Temperatur von ca. 200 °F (93 °C) bis ca. 310 °F (155 °C), wobei der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich eine Oleophobiebewertung von mindestens 4 aufweist, worin die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Emulsionspolymerisation der folgenden Monomere in den folgenden Gewichtsprozenten bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyfluoracrylats hergestellt wird:
    • (a) von ca. 40 % bis ca. 75 % eines Monomers der Formel I: Rf-CH2CH2-OC(O)-C(R)=CH2 (I)
    • (b) von ca. 15 % bis ca. 55 % eines Monomers der Formel II: R2-OC(O)-C(R)=CH2 (II)
    • (c) von ca. 0,5 % bis ca. 5 % eines Monomers der Formel III: HO-CH2CH2-OC(O)-C(R)=CH2 (III)
    • (d) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % eines Monomers der Formel IV: H-(OCH2CH2)m-O-C(O)-C(R)=CH2 (IV)
    • (e) von ca. 1 % bis ca. 3 % eines Monomers der Formel V: HO-CH2-NH-C(O)-C(R)=CH2 (V)
    • (f) von 0 % bis zu ca. 20 % Vinylidenchlorid (Formel VI) oder Vinylacetat (Formel VII) oder ein Gemisch davon: CH2-CCl2 (VI) CH3-(O)COCH=CH2 (VII),
    worin Rf eine gerad- oder verzweigtkettige Perfluoralkylgruppe aus von 2 bis ca. 20 Kohlenstoffatomen darstellt, jedes R unabhängig H oder CH3 darstellt; R2 eine Alkylkette von 2 bis ca. 18 Kohlenstoffatomen darstellt; und m für 2 bis ca. 10 steht.
  • In einer Ausführungsform wird die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Polymerisieren der Monomere (I)-(VII) in den folgenden Gewichtsprozenten hergestellt:
    • (a) von ca. 40 % bis ca. 65 % des Monomers der Formel (I);
    • (b) von ca. 15 % bis ca. 50 % des Monomers der Formel (II);
    • (c) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (III);
    • (d) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (IV);
    • (e) von ca. 1,5 % bis ca. 3 % des Monomers der Formel (V); und
    • (f) von 0 % bis zu ca. 20 % des Monomers der Formel (VI) und/oder (VII).
  • Solche Teppiche weisen ausgezeichnete Eigenschaften, insbesondere Abweisung von ölhaltigen Materialien auf.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich, der durch ein Verfahren hergestellt wird, umfassend das Aufbringen einer Polyfluoroacrylat-Emulsion auf einen Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich und Härten des Polyfluoracrylats, worin die Polyfluoracrylat- Emulsion durch Emulsionspolymerisation der folgenden Monomere in den folgenden Gewichtsprozenten bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyfluoracrylats hergestellt wird:
    • (a) von ca. 40 % bis ca. 50 % des Monomers der Formel (I);
    • (b) von ca. 40 % bis ca. 50 % des Monomers der Formel (II);
    • (c) von ca. 4 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (III);
    • (d) von ca. 4 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (IV);
    • (e) von ca. 1,5 % bis ca. 3 % des Monomers der Formel (V); und
    • (f) von 0 % bis ca. 10 % des Monomers der Formel (VI) und/oder (VII). Die Härtung wird bevorzugt bei einer Temperatur von ca. 200 °F (93 °C) bis ca. 310 °F (155 °C) durchgeführt, und der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich weist eine Oleophobiebewertung von mindestens 4 auf. Der Teppich weist bevorzugter eine Vergilbungsbewertung von 3 bis 1 auf. Die Polyfluoracrylat-Emulsion wird am bevorzugtesten ohne Vinylidenchlorid hergestellt.
  • In einer Ausführungsform wird die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Polymerisieren der Monomere (I)-(VII) in den folgenden Gewichtsprozenten hergestellt:
    • (a) von ca. 55 % bis ca. 65 % des Monomers der Formel (I);
    • (b) von ca. 15 % bis ca. 25 % des Monomers der Formel (II);
    • (c) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (III);
    • (d) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (IV);
    • (e) von ca. 1,5 % bis ca. 3 % des Monomers der Formel (V); und
    • (f) von ca. 10 % bis zu ca. 20 % des Monomers der Formel (VI) und/oder (VII).
  • In einer Ausführungsform findet das Härten des Polyfluoracrylats ca. 15 Sekunden bis ca. 5 Minuten bei einer Temperatur von ca. 210 °F (99° C) bis ca. 300 °F (149 °C) statt.
  • In einer Ausführungsform findet das Härten des Polyfluoracrylats ca. 30 Sekunden bis ca. 3 Minuten statt.
  • In einer Ausführungsform weist der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich eine Hydrophobiebewertung von mindestens 6 auf.
  • In einer Ausführungsform weist der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich eine Maisölfleckabweisungsbewertung von 2 bis 1 und eine Fleckbewertung von gering (SLS) bis keiner (NS) auf.
  • In einer Ausführungsform weist der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich eine Motorenölfleckabweisungsbewertung von 2 bis 1 und eine Fleckbewertung von gering (SLS) bis keiner (NS) auf.
  • Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung des behandelten Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichs, umfassend: (a) Aufbringen der Polyfluoracrylat-Emulsion auf den Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich und Härten des Polyfluoracrylats bei einer Temperatur von ca. 200 °F (93 °C) bis ca. 310 °F (155 °C), wobei der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich eine Oleophobiebewertung von mindestens 4 aufweist.
  • Die Polyfluoracrylat-Emulsion stellt bevorzugt eine wässrige Emulsion dar, umfassend 15-35 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Emulsion, des Polyfluoracrylats.
  • Der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich weist bevorzugt einen Fluorgehalt von ca. 0,03 Gew.-% bis ca. 0,5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Oberfasern auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Oberfasern des Teppichs, des Tufted-Poly(trimethylenterephthalat)-Endlosfilamentgarns oder des Poly(trimethylenterephthalat)-Stapelfasergarns, wobei das Poly(trimethylenterephthalat) mindestens ca. 70 Mol-% oder mehr Poly(trimethylenterephthalat) enthält. Bevorzugt mindestens 98 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Oberfasern, des Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichs, stellen das Tufted-Poly(trimethylenterephthalat)-Endlosfilamentgarn dar. Das Poly(trimethylenterephthalat) enthält bevorzugt mindestens ca. 90 Mol-% oder mehr Poly(trimethylenterephthalat).
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In allen Fällen wird hierin der Begriff „(Meth)acrylat" dazu verwendet, um entweder Acrylat oder Methacrylat oder Gemische davon zu bezeichnen.
  • Unter „Teppich" versteht man Fußbodenbeläge für gewerbliche oder häusliche Verwendungszwecke, wie zum Beispiel Vorleger oder Teppichfliesen, umfassend als Oberfasern (d. h. Fasern auf der Oberseite oder der sichtbaren Oberfläche), Tufted-Endlosfilamentgarne („BCF"-Garne), Tufted-Garn, umfassend Stapelfasern oder Webgarn.
  • Unter „Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich" versteht man jedweden Teppich, umfassend Poly(trimethylenterephthalat)-Oberfasern. Derartige Teppiche können andere Fasern, wie zum Beispiel Nylon, Wolle, Polyolefine, Polymilchsäure, andere Polyesterfasern (z. B. Poly(ethylenterephthalatfasern) usw.) enthalten. Sie enthalten bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, bevorzugter mindestens 60 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens 70, 80, 90, 95 oder 98 Gew.-% und bis zu 100 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Oberfasern, Poly(trimethylenterephthalat)-Fasern.
  • Unter „Poly(trimethylenterephthalat)-Fasern" versteht man Poly(trimethylenterephthalat)-Monokomponenten- und -Multikomponentenfasern (z. B. Mantel/Kernfasern oder Seite-an-Seite-Bikomponentenfasern, wie zum Beispiel Poly(trimethylenterephthalat)/Poly(ethylenterephthalat)-Mantel/Kernfasern oder -Seite-an-Seite-Bikomponentenfasern). Teppichfasern stellen bevorzugt Monokomponentenfasern dar.
  • Erfindungsgemäß nützliche Poly(trimethylenterephthalat)-Fasern sind überall bekannt. Unter „Poly(trimethylenterephthalat)" versteht man Zusammensetzungen, umfassend Poly(trimethylenterephthalat)-Homopolymer und -Copolymere, allein oder in Mischungen.
  • Das erfindungsgemäße Poly(trimethylenterephthalat) enthält bevorzugt ca. 70 Mol-% oder mehr, bevorzugt mindestens 90 Mol-% des Poly(trimethylenterephthalats). Es kann mit bis zu 30 Mol-% der Polyester-Wiederholungseinheiten, die aus anderen Diolen oder Disäuren hergestellt sind, polymerisiert werden. Die anderen Disäuren schließen folgende ein: Isophthalsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 2,6-Naphthalendicarbonsäure, 1,3-Cyclohexandicarbonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, 1,12-Dodecandisäure und die Derivate davon, wie zum Beispiel die Dimethyl-, Diethyl- oder Dipropylester dieser Dicarbonsäuren. Die anderen Diole schließen Ethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,2-Propandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,2-, 1,3- und 1,4-Cyclohexandimethanol und die längerkettigen Diole und Polyole, die aus dem Rcaktionsprodukt der Diole oder Polyole mit Alkylenoxiden hergestellt werden. Erfindungsgemäß nützliche Polymere schließen polymere Zusammensetzungen und Polymere ein, umfassend (ein) funktionelles) Additive) oder Monomer(e). Das erfindungsgemäße Poly(trimethylenterephthalat) enthält bevorzugter mehr als 70 Mol-% Poly(trimethylenterephthalat), d. h. bevorzugter mindestens 80, 90, 95 und 99 Mol-%. Das bevorzugteste Polymer stellt Poly(trimethylenterephthalat)-Homopolymer dar.
  • Das erfindungsgemäße Poly(trimethylenterephthalat) kann mit anderen Polymeren, wie zum Beispiel Poly(ethylenterephthalat), Nylon 6, Nylon 6,6, Poly(butylenterephthalat) usw. vermischt werden und enthält bevorzugt 70 Mol-% oder mehr Poly(trimethylenterephthalat), bevorzugter mindestens 80, 90, 95 und 99 Mol-% Poly(trimethylenterephthalat). Am bevorzugtesten ist die Verwendung von Poly(trimethylenterephthalat) ohne solche anderen Polymere.
  • Poly(trimethylenterephthalat) weist eine intrinsische Viskosität auf, die in der Regel bei ca. 0,5 Dezilitern/Gramm (dl/g) oder höher liegt, und in der Regel bei ca. 2 dl/g oder weniger liegt. Das Poly(trimethylenterephthalat) weist bevorzugt eine intrinsische Viskosität auf, die bei ca. 0,7 dl/g oder höher, bevorzugter bei 0,8 dl/g oder höher, noch bevorzugter bei 0,9 dl/g oder höher, und in der Regel bei ca. 1,5 dl/g oder weniger, bevorzugt bei 1,4 dl/g oder weniger liegt, und derzeit erhältliche gewerbliche Produkte weisen intrinsische Viskositäten von 1,2 dl/g oder weniger auf. Poly(trimethylenterephthalate), die als das erfindungsgemäße Polymer nützlich sind, sind gewerblich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, unter dem Warenzeichen „Sorona" erhältlich.
  • Teppiche, die mit Poly(trimethylenterephthalat)-Fasern hergestellt werden und ihre Herstellung davon, ebenso wie die Fasern und Herstellung der Fasern werden in den US-Patenten Nr. 5.645.782 Howell et al., 6.109.015 Roark et al. und 6.113.825 Chuah; US-Patenten Nr. 6.740.276, 6.576.340, 6.723.799: WO 99/19557 Scott et al.; H. Modlich, „Experience with Polyesters Fibers in Tufted Articles of Heat-Set Yarns", Chemiefasern/Textilind. 41/93, 786-94 (1991); und H. Chuah. „Corterra Poly(trimethylene terephthalate) – New Polymeric Fiber for Carpets", The Textile Institute Tifcon '96 (1996), beschrieben. Stapelfasern werden primär zur Herstellung von häuslichen Teppichen verwendet. BCF-Garne werden zur Herstellung aller Teppicharten verwendet und sind gewöhnlich für Teppiche bevorzugt.
  • Die Fasern können verschiedene Additive, wie z. B. Antioxidanzien, Mattierungsmittel (z. B. TiO2, Zinksulfid oder Zinkoxid), Farbstoffe (z. B. Farbmittel oder Pigmente), Stabilisatoren, Flammschutzmittel, Füllstoffe (wie zum Beispiel Calciumcarbonat), antimikrobielle Mittel, Antistatika, optische Aufheller, Toner, Extender, Verarbeitungshilfsmittel, Viskositätsbooster und andere funktionelle Additive enthalten. Den Teppichfasern werden im Allgemeinen Pigmente zugefügt.
  • Die Teppiche oder Fasern können unter Verwendung disperser, saurer, basischer oder anderer Farbmittel gefärbt werden. Saure färbbare Polymerzusammensetzungen und -fasern, die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind, werden in WO 01/34693 beschrieben. Basische färbbare Polyesterzusammensetzungen, die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind, schließen die in US-Patent Nr. 6.312.805, Sun, beschriebenen ein.
  • Teppiche enthalten zum statischen Schutz oft antistatische Filamente.
  • Viele zur Behandlung von Teppichen und Geweben verwendete Fluorpolymere härten bei einer Temperatur von ca. 330 °F (166 °C) oder höher unter gewerblichen Herstellungsbedingungen. Es wurde erfindungsgemäß entdeckt, dass die Auswahl einer Polyfluoracrylat-Emulsion, die in einer Polyfluoracrylat-Härtung bei Temperaturen unter ca. 310 °F (155 °C) resultiert, zur Herstellung eines Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichs signifikant besser ist und dass die Menge an Vernetzungsmittel (wie z. B. Monomeren (c), (d) und (e)), Tensiden, Lösungsmitteln oder anderen Additiven (wie z. B. blockierten Isocyanaten) und die Verhältnisse davon, sich auf die Härtetemperatur auswirken. Folglich ist die erfindungsgemäße Polyfluoracrylat-Emulsion auf einem Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich in den hierin angegebenen Temperaturbereichen härtbar, wenn sie für die hierin angegebenen Zeitspannen gehärtet wird. Wenn das Polyfluoracrylat härtet, sollte sich eine Zunahme der Oleophobie ergeben. Ob folglich eine Polyfluoracrylat-Emulsion in der Härtung im vorstehenden Bereich resultiert, kann durch Herstellung einer Teppichprobe und ihr Testen, wie hierin beschrieben, bewertet werden. Wenn die Oleophobiebewertung über 4 liegt, und die Oleophobiebewertung im Vergleich zu einer Kontrolle ohne das Polyfluoracrylat zunahm, wenn sie bei jedweder Temperatur im Bereich von ca. 200 °F (93 °C) bis ca. 310 °F (155 °C) für jedwede Zeitspanne im Bereich von ca. 15 Sekunden bis ca. 10 Minuten erhitzt wurde, dann ist die Polyfluoracrylat-Emulsion geeignet.
  • Der Verweis auf Telomer-basierende Polyfluoracrylate ist auf Polyfluoracrylate, die durch Telomer-Reaktionen hergestellt werden. Solche Polymere werden mit Monomeren der Formel (I) hergestellt und können nicht mit Sulfonaten und Sulfonamiden, wie zum Beispiel den Perfluoroctanylsulfonaten hergestellt werden (die anstatt dessen mithilfe von elektrochemischer Fluorierung hergestellt werden).
  • Die Polyfluoracrylate werden durch Emulsionspolymerisation der folgenden Monomere in den folgenden Gewichtsprozenten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyfluoracrylats, hergestellt:
    • (a) von ca. 40 % bis ca. 75 % eines Monomers der Formel I: Rf-CH2CH2-OC(O)-C(R)=CH2 (I)
    • (b) von ca. 15 % bis ca. 55 % eines Monomers der Formel II: R2-OC(O)-C(R)=CH2 (II)
    • (c) von ca. 0,5 % bis ca. 5 % eines Monomers der Formel III: HO-CH2CH2-OC(O)-C(R)=CH2 (III)
    • (d) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % eines Monomers der Formel IV: H-(OCH2CH2)m-O-C(O)-C(R)=CH2 (IV)
    • (e) von ca. 1 % bis ca. 3 % eines Monomers der Formel V: HO-CH2-NH-C(O)-C(R)=CH2 (V)
    worin Rf eine gerad- oder verzweigtkettige Perfluoralkylgruppe aus von 2 bis ca. 20 Kohlenstoffatomen darstellt, jedes R unabhängig H oder CH3 darstellt; R2 eine Alkylkette von 2 bis ca. 18 Kohlenstoffatomen darstellt; und m für 2 bis ca. 10 steht.
  • Das Polyfluoracrylat kann optional weiter aus dem Monomer (f) in einer Menge von 0 % bis zu ca. 20 % Vinylidenchlorid (Formel VI) oder Vinylacetat (Formel VII), oder einem Gemisch davon hergestellt werden: CH2=CCl2 (VI) CH3-(O)COCH=CH2 (VII)
  • Diese Bereiche stellen die beste Beständigkeit der oleophoben, hydrophoben und schmutzabweisenden Eigenschaften bereit. Die Monomere werden anteilmäßig in ihren bezeichneten Bereichen kombiniert, um 100 Gew.-% zu ergeben.
  • Der Durchschnittsfachmann wird ohne weiteres erkennen, dass man unter Bezugnahme auf eine Menge eines Monomers einer spezifizierten Formel versteht, dass das Polyfluoracrylat mit einem oder mehr Monomer(en) von dieser Formel hergestellt werden kann, so lange sich das Gesamtgew.-% von diesen Monomeren innerhalb des spezifizierten Bereichs befindet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Polymerisieren der Monomere (I)-(VII) in den folgenden Gewichtsprozenten hergestellt:
    • (a) von ca. 40 % bis ca. 65 % des Monomers der Formel (I);
    • (b) von ca. 15 % bis ca. 50 % des Monomers der Formel (II);
    • (c) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (III);
    • (d) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (IV);
    • (e) von ca. 1,5 % bis ca. 3 % des Monomers der Formel (V); und
    • (f) von 0 % bis zu ca. 20 % des Monomers der Formel (VI) und/oder (VII).
  • In der bevorzugtesten Ausführungsform, die besonders nützlich ist, worin Vergilbung aufgrund des Einschlusses einer großen Menge an Vinylidenchlorid oder anderen Vinylmonomeren gegebenenfalls ein Problem darstellen kann, wird die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Polymerisieren der Monomere (I)-(VII) in den folgenden Gewichtsprozenten hergestellt:
    • (a) von ca. 40 % bis ca. 50 % des Monomers der Formel (I);
    • (b) von ca. 40 % bis ca. 50 % des Monomers der Formel (II);
    • (c) von ca. 4 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (III);
    • (d) von ca. 4 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (IV);
    • (e) von ca. 1,5 % bis ca. 3 % des Monomers der Formel (V); und
    • (f) von 0 % bis zu ca. 10 % des Monomers der Formel (VI) und/oder (VII).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Polyfluoracrylat-Emulsion mit wenig (z. B. weniger als 1 Gew.-%) oder keinem Vinylidenchlorid hergestellt. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Polyfluoracrylat-Emulsion bevorzugt mit wenig (z. B. weniger als 1 Gew.-%) oder keinem Vinylidenchlorid und keinem Vinylacetat hergestellt.
  • In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform wird die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Polymerisieren der Monomere (I)-(VII) in den folgenden Gewichtsprozenten hergestellt:
    • (a) von ca. 55 % bis ca. 65 % des Monomers der Formel (I);
    • (b) von ca. 15 % bis ca. 25 % des Monomers der Formel (II);
    • (c) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (III);
    • (d) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (IV);
    • (e) von ca. 1,5 % bis ca. 3 % des Monomers der Formel (V); und
    • (f) von ca. 10 % bis zu ca. 20 % des Monomers der Formel (VI) und/oder (VII).
  • Monomer (a) der Formel I stellt bevorzugt Folgendes dar: CF3CF2(CF2)xC2H4OC(O)-C(H)=CH2, worin x = 6-18 darstellt. Monomer (a) der Formel I stellt bevorzugter ein Perfluoralkylethylacrylat mit einer gewichtsanteiligen Perfluoroalkyl-Kohlenstoffkettenlängenverteilung von ca. 50 Gew.-% mit 8 Kohlenstoffen, ca. 30 Gew.-% mit 10 Kohlenstoffen, ca. 10 Gew.-% mit 12 Kohlenstoffen, und mit kleineren Prozentanteilen mit 6 Kohlenstoffen und 14 Kohlenstoffen und längeren Kettenlängen dar. Wenn es in geringeren Mengen als ca. 40 % des Monomers der Formel I vorliegt (alle Monomer-Gewichte sind bezogen auf das Gesamtgewicht von Polyfluoracrylat angegeben), wird das Polyfluoracrylat hydrophiler und die Oleo- und Hydrophobie nimmt auf eine unerwünschte Höhe ab. Wenn es in höheren Mengen als ca. 75 % vorliegt, ist das Polyfluoracrylat nicht mehr kostenwirksam.
  • Das erforderliche erfindungsgemäße Monomer (b) der Formel II stellt eines oder ein Gemisch aus Alkyl(meth)acrylaten mit Kettenlängen von 2 bis 18 Kohlenstoffen, bevorzugt 12 bis 18 Kohlenstoffen dar.
  • Wie hierin verwendet, versteht man unter „Alkyl" lineare, verzweigtkettige und cyclische Alkylgruppen. Beispiele solcher Monomere schließen die folgenden ein: Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Cyclohexylacrylat, Stearylacrylat, Laurylacrylat, Stearylmethacrylat, Laurylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und Isodecylacrylat. Von dem Vorstehenden sind Stearylacrylat und Stearylmethacrylat am bevorzugtesten.
  • Es wurde gefunden, dass durch Inkorporation der drei Monomere (c), (d) und (e) der Formeln II, IV und V in das Polyfluoracrylat die Vinylidenchloridmenge scharf vermindert oder eliminiert werden kann, während eine vergleichbare Abweisung und Beständigkeit erreicht wird. Der Anteil von jedem dieser eingesetzten Monomere bestimmt die Weichheit des Produkts, die Leistung des Produkts und die Beständigkeit der Abweisungseigenschaften.
  • Monomer (c) stellt ein Hydroxyethyl(meth)acrylat dar. Bevorzugt stellt es Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) dar. Das Gewichtsprozent des Monomers (c) muss mindestens ca. 0,5 Gew.-% des Polyfluoracrylats zur Bereitstellung der notwendigen Beständigkeits- und der Leistungsattribute betragen. Es liegt bevorzugt über ca. 1,5 %. Zur Verhinderung unerwünschter Wirkungen sollte die Menge an Monomer (c) unter ca. 5 % liegen.
  • Monomer (d) stellt ein ethoxyliertes (Meth)acrylat dar, worin die Anzahl der Ethoxygruppen zwischen 2 und 10 beträgt. Zwischen 5 und 10 Ethoxygruppen sind bevorzugt. Das Gewichtsprozent von Monomer (d) muss zur Bereitstellung der notwendigen Beständigkeits- und der Leistungsattribute mindestens ca. 1,5 % betragen. Zur Verhinderung unerwünschter Wirkungen sollte die Menge an Monomer (d) unter ca. 5 % liegen.
  • Monomer (e) stellt N-Methylolacrylamid oder Methacrylamid dar. N-Methylolacrylamid (MAM) ist bevorzugt. Das Gewichtsprozent von Monomer (e) muss zur Bereitstellung der notwendigen Beständigkeits- und Leistungsattribute mindestens ca. 1 % betragen. Bevorzugt liegt es über ca. 1,5 %. Zur Verhinderung unerwünschter Wirkungen sollte die Menge an Monomer (e) unter ca. 3 % liegen.
  • Die Nützlichkeit der Inkorporation dieser drei Monomere (c), (d) und (e) in die Polyfluoracrylat-Hauptkette besteht in der effizienten Vernetzung zwischen den verschiedenen Polymerketten nach der Härtung.
  • Einer der Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzung besteht in ihrer Flexibilität für viele verschiedene Verwendungen. Ihre hydrophoben und oleophoben Eigenschaften auf eine Reihe vieler verschiedener Teppiche kann für verschiedene Applikationen durch einfache Variation der relativen Mengen an Monomeren (a), (b), (c), (d) und (e) variiert werden, während ihre Eigenschaften als ein beständiges Phobiermittel weiterhin aufrechterhalten werden.
  • Das Polyfluoracrylat kann optional auch bis zu 20 Gew.-% Monomer (f), d. h. Vinylidenchlorid oder Vinylacetat oder ein Gemisch davon enthalten. Das Zufügen einer relativ kleinen Menge Vinylidenchlorid oder Vinylacetat kann zur Verbesserung der Kompatibilität des Polyfluoracrylats mit dem Teppich oder zur Senkung der Gesamtkosten wünschenswert sein. Die Menge an Monomer (f) sollte zur Vermeidung einer möglichen Vergilbung des Teppichs unter ca. 20 Gew.-% liegen.
  • Die Polyfluoracrylate werden anhand üblicher Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt. Das/Die zum Stabilisieren der Emulsion während ihrer Bildung und während der Polymerisation eingesetzte(n) Tenside) kann/können ein kationisches oder nicht ionisches Emulgiermittel oder kationische oder nicht ionische Mittel (wie zum Beispiel Alkylethoxylate) darstellen, und das/die Tensid(e), Lösungsmittel und anderen Additive können sich auf die Härtetemperatur auswirken. Die Polymerisation wird zweckmäßigerweise durch Azoinitiatoren, wie zum Beispiel 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)-dihydrochlorid initiiert. Diese Initiatoren sind von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, gewerblich unter der Bezeichnung „VAZO", und von Wako Pure Industries, Ltd., Richmond, Virginia, unter der Bezeichnung „V-50" erhältlich.
  • Die erfindungsgemäß nützlichen Zusammensetzungen werden in US-Patent Nr. 4.742.140 beschrieben, das hierin unter Bezugnahme eingeschlossen ist. Eine zur erfindungsgemäßen praktischen Ausführung nützliche Verbindung, Zonyl® 7040, ist von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, erhältlich.
  • Die Polyfluoracrylat-Emulsion stellt bevorzugt eine wässrige Emulsion, umfassend 15-35 Gew-%, bezogen auf das Gewicht der Emulsion, des Polyfluoracrylats dar.
  • Die Teppiche werden durch Applikation der Polyfluoracrylat-Emulsion auf den Teppich und Härten des Polyfluoracrylats hergestellt. Die Polyfluoracrylat-Emulsion wird anhand bekannter Verfahren auf Teppiche aufgebracht, um Oleophobie, Schmutzabweisung und Hydrophobie zu verleihen. Die Polyfluoracrylat-Emulsion kann in der Form einer Dispersion in Wasser oder von anderen Lösungsmitteln (wie zum Beispiel Hexylenglykol, Aceton, Tripropylenglykol, Dipropylenglykol usw.), entweder vor, nach oder während der Applikation von anderen Teppich-Behandlungschemikalien (z. B. in einem Gemisch mit den anderen Behandlungschemikalien) auf den Teppich aufgebracht werden. Die Dispersion kann als ein Schaum oder durch Eintauchen oder Sprühen oder anhand anderer Verfahren aufgebracht werden. Nachdem die exzessive Flüssigkeit, zum Beispiel durch Quetschwalzen, entfernt wurde, wird der behandelte Teppich getrocknet und dann durch Erhitzen gehärtet.
  • Das Härten wird im Bereich von ca. 200 °F (93 °C), bevorzugt 210 °F (99 °C), bis ca. 310 °F (155 °C) und bevorzugt bis zu ca. 305 °F (152 °C), bevorzugter bis zu ca. 300 °F (149 °C), mindestens 15 Sekunden, bevorzugter ca. 30 Sekunden, bevorzugt mindestens ca. 1 Minute und bis zu ca. 10 Minuten, bevorzugt bis zu ca. 5 Minuten, bevorzugter bis zu ca. 3 Minuten und am bevorzugtesten bis zu ca. 90 Sekunden durchgeführt. In Bezug auf die Härtezeit und -temperatur, wird auf die Zeit verwiesen, während der sich die Oberfasern (und folglich das Polyfluoracrylat) bei der Härtetemperatur befinden. Das Härten kann in Öfen durchgeführt werden, die bei einer Temperatur oder mit mehr als einer Zone betrieben werden. Mit einer Polypropylen-Rückenbeschichtung ist es notwendig, die Härtetemperatur niedrig genug zu halten, damit die Rückenbeschichtung im Wesentlichen nicht beschädigt wird, in der Regel unter dem Schmelzpunkt von Polypropylen, und das Härten wird bei ca. 250 °F (121 °C) durchgeführt. Mit Polyester (z. B. Poly(trimethylenterephthalat)), Nylon oder anderen Rückenbeschichtungen kann die Härtetemperatur höher sein. Eine derartige Härtung verstärkt die Oleophobie, Hydrophobie und die Schmutzabweisung und die Beständigkeit der Abweisung.
  • Die Polyfluoracrylat-Emulsion wird in einer Menge auf den Teppich aufgebracht, die zur Erhöhung der Oleophobie des Teppichs wirksam ist. Bevorzugt wird sie in einer Menge zugefügt, die auch zur Erhöhung der Hydrophobie des Teppichs wirksam ist. Der behandelte Teppich weist bevorzugt einen Fluorgehalt von ca. 0,03 Gew.-% (in einigen Fällen bevorzugt mindestens ca. 0,05 Gew.-%) bis ca. 0,5 Gew.-% (bevorzugt bis zu ca. 0,1 Gew.-%), bezogen auf das Gewicht der Oberfasern, wie er mithilfe der Fluoranalyse unter Verwendung des Wickbold-Verbrennungsverfahrens (Wickbold-Verbrennungsverfahren W8000.205.02.CW, erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Chambers Works, Deepwater, NJ) erhalten wurde. Die Verwendung kleiner Polyfluoracrylatmengen erzielt die besten Verschmutzungseigenschaften.
  • Die erfindungsgemäßen Polyfluoracrylate und Verfahren sind zur Verstärkung der Oleophobie, Hydrophobie und Schmutzabweisung von Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichen, selbst nach wiederholter Reinigung, nützlich. Der behandelte Teppich weist eine überlegene Oleophobie und Hydrophobie auf, insbesondere hinsichtlich der Beständigkeit nach der Reinigung. Die bevorzugte Ausführungsform stellt auch geringes Vergilben bereit.
  • Die Oleophobie des Teppichs kann mittels einer Modifikation des AATCC-Standardtestverfahrens Nr. 118, die wie nachstehend beschrieben durchgeführt wird, gemessen werden. Die behandelten erfindungsgemäßen Teppiche erlangen gemäß diesem Test eine Oleophobiebewertung von mindestens 4, bevorzugt mindestens 5 und noch bevorzugter mindestens 6.
  • Die Hydrophobie wird, wie nachstehend beschrieben, gemäß der DuPont Technical Laboratory Method, wie im Produktinformationspaket von DuPont® Teflon® „Global Specifications and Quality Control Tests for Fabrics Treated with Teflon" (Überarbeitung: Februar 2001) dargelegt wird, gemessen. Die behandelten erfindungsgemäßen Teppiche erlangen gemäß diesem Test eine Oleophobiebewertung von mindestens 6, bevorzugt mindestens 7 und noch bevorzugter von 8.
  • Die Fleckabweisung wird mittels einer Modifikation des AATCC-Standardtestverfahrens Nr. 118, die wie nachstehend beschrieben durchgeführt wird, gemessen. In Maisöltests erlangen die behandelten erfindungsgemäßen Teppiche eine Bewertung von mindestens 2, bevorzugt von 1. In Motorenöltests erlangen die erfindungsgemäßen Teppiche eine Bewertung von mindestens 2, bevorzugt von 1. Außerdem ist die Fleckbewertung mindestens gering (SLS) und bevorzugt keine (NS).
  • Die Vergilbung eines behandelten Teppichs nach der Härtung wird unter Verwendung einer wie nachstehend beschriebenen DuPont Technical Laboratory Method gemessen. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform erhält der behandelte Teppich eine Bewertung von mindestens 3, bevorzugt mindestens 2 und bevorzugter 1.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele, die nicht als einschränkend beabsichtigt sind, erläutert. Alle darin enthaltenen Prozentangaben, Teile usw. stellen, sofern nicht anderweitig angegeben, Gewichtsprozente, Gewichtsteile usw. dar.
  • BEISPIELE
  • TESTVERFAHREN
  • Die folgenden Tests wurden zur Bewertung der Beispiele hierin eingesetzt.
  • TEPPICHBEHANDLUNG
  • Ein Bad wurde durch Zufügen von 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Bads, einer wässrigen Polyfluoracrylat-Emulsion (die 1,5 Gew.-% wurden unter Verwendung des Gesamtgewichts der Emulsion gemessen) und 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Bads, eines Benetzungsmittels (Alkanol® 6112 (E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE)) hergestellt. Bei den Oberfasern des getesteten Teppichs handelte es sich um Poly(trimethylenterephthalat)-(„3GT")-Endlosfilamentgarn („BCF"), und auf diesen Teppich wird in den übrigen Beispielen als auf einen „3GT-Teppich" oder „Teppich" verwiesen. Der Teppich wurde entweder bis zu einer 100%igen Nassaufnahme in das Behandlungsbad getaucht oder das Bad wurde zum Erhalt einer 100%igen Nassaufnahme mit vergleichbaren Ergebnissen auf die Oberfläche des Teppichs gesprüht.
  • Der Teppich wurde 30 Minuten bei 100 °C getrocknet und dann 2-3 Minuten bei 280 °F (138 °C) und/oder 300 °F (149 °C) gehärtet. Der Teppich wurde „ruhen" lassen, d. h. er wurde über eine Zeitdauer von zwei Stunden nach der Behandlung und Härtung auf Umgebungstemperatur gebracht.
  • HYDROPHOBIE
  • Die Hydrophobie eines Substrats (Teppichs) wurde gemäß der DuPont Technical Laboratory Method, wie im Produktinformationspaket von DuPont® Teflon® „Global Specifications and Quality Control Tests for Fabrics Treated with Teflon" (Überarbeitung: Februar 2001) dargelegt, gemessen. Der Test bestimmt die Beständigkeit eines Substrats gegen Anfeuchten durch wässrige Flüssigkeiten. Tropfen von Wasser-Alkohol-Gemischen mit unterschiedlichen Oberflächenspannungen wurden auf das Substrat gebracht und das Ausmaß der Oberflächenanfeuchtung wurde visuell bestimmt. Der Test stellt einen groben Index von der wässrigen Fleckbeständigkeit bereit. Je höher die Hydrophobiebewertung, desto besser ist die Beständigkeit eines Substrats gegen Verfleckung durch auf Wasser basierenden Substanzen. Die Zusammensetzung der Standardtestflüssigkeiten sind in der folgenden Tabelle ersichtlich.
  • Tabelle 1 – Standardtestflüssigkeiten
    Figure 00120001
    OLEOPHOBIE
  • Die Substratproben (Teppichproben) wurden mittels einer Modifikation des AATCC-Standardtestverfahrens Nr. 118, die wie folgt durchgeführt wurde, auf Oleophobie getestet. Eine Substratprobe wurde mindestens 2 Stunden bei 23 °C + 20 % relative Feuchte und 65 °C + 10 % relative Feuchte konditioniert. Eine Reihe organischer Flüssigkeiten, die nachstehend in Tabelle 2 identifiziert sind, wurden dann tropfenweise auf die Substratproben aufgebracht. Beginnend mit der Testflüssigkeit mit der niedrigsten Zahl (Abweisungsbewertung Nr. 1) wurde ein Tropfen (Durchmesser: ca. 5 mm oder Volumen: 0,05 ml) auf jede der drei Stellen, mindestens 5 mm auseinander, gegeben. Die Tropfen wurden 30 Sekunden beobachtet. Wenn am Ende dieser Periode zwei der drei Tropfen noch eine sphärische Form mit keiner Dochtwirkung (Wicking) um die Tropfen herum aufwiesen, wurden drei Tropfen der Flüssigkeit mit der nächst höchsten Zahl auf angrenzende Stellen aufgebracht und auf ähnliche Weise 30 Sekunden beobachtet. Das Verfahren wurde fortgesetzt, bis eine der Testflüssigkeiten bei zwei der drei Tropfen dazu führt, dass sie nicht mehr sphärisch bis hemisphärisch bleiben, oder Benetzung oder Dochtwirkung auftritt.
  • Die Oleophobiebewertung des Substrats (Teppichs) stellte die Testflüssigkeit mit der höchsten Zahl dar, für die zwei der drei Tropfen 30 Sekunden sphärisch bis hemisphärisch, mit keiner Dochtwirkung, blieben. Im Allgemeinen werden Substrate mit einer Bewertung von 5 oder mehr für gut bis ausgezeichnet gehalten; Substrate mit einer Bewertung von eins oder größer können in bestimmten Applikationen verwendet werden. Tabelle 2 – Testflüssigkeiten auf Oleophobie
    Figure 00130001
    • * Kaydol ist ein Warenzeichen von Witco (Greenwich, CT) für ein Mineralöl mit einer Saybolt-Viskosität von 360/390 bei 38 °C und einer relativen Dichte von 0,880/0,900 bei 15 °C.
  • FLECKABWEISUNG
  • Die Substratproben (Teppichproben) wurden mittels einer Modifikation des AATCC-Standardtestverfahrens Nr. 118, die wie folgt durchgeführt wurde, auf Fleckabweisung getestet. Die Substratprobe wurde mindestens 2 Stunden bei 23 °C + 20 % relativer Feuchte und 65 °C + 10 % relativer Feuchte getestet. Maisöl und Motorenöl wurden dann tropfenweise auf die Substratproben aufgebracht. Ein Tropfen (Durchmesser: ca. 5 mm oder Volumen: 0,05 ml) wurde auf jede der drei Stellen, mindestens 5 mm auseinander, aufgebracht. Die Tropfen wurden 30 Sekunden beobachtet. Wenn am Ende dieser Periode zwei der drei Tropfen noch eine sphärische Form ohne Dochtwirkung um die Tropfen herum aufwiesen, wurde dem Substrat eine Bewertung von 1 zugeteilt, wenn der Tropfen gerundet war und dann eine geringgradige Ausbreitung des Öltropfens auftrat, wurde eine Bewertung von 2 vergeben, wenn der Tropfen initial flach war, wurde eine Bewertung von 3 vergeben, wenn der Tropfen flach war und nach 20 Sekunden einsickert, wurde eine Bewertung von 4 zugeteilt, wenn der Tropfen sofort einsickert, wurde eine Bewertung von 5 vergeben. Die Öltropfen wurden dann von der Oberfläche entfernt; wenn ein Fleck zurückbleibt, weist das Substrat eine gute Oleophobie, aber schlechte Fleckabweisung auf. Wenn kein Fleck zurückbleibt, dann weist das Substrat eine gute Oleophobie und Fleckabweisung auf. Die Verfleckung wurde als keine (NS), gering (SLS) und schwergradig (SS) bezeichnet.
  • VERGILBUNG DES TEPPICHS:
  • Die Vergilbung eines Teppichs nach der Härtung wurde gemäß einer DuPont Technical Laboratory Method gemessen. Ein 2,54 cm × 2,54 cm (1 Inch × 1 Inch) messendes Teppichstück wurde in eine pure Lösung des Produkts eingetaucht, herausgenommen und ausgewrungen. Das Teppichstück wurde dann auf ein Sieb gelegt und 2-5 Minuten im Ofen bei 180 °C gehärtet. Als Kontrolle wurde ein Teppichstück in Wasser eingetaucht und bei 180 °C gehärtet. Die Bewertung der Vergilbung erfolgte visuell, die Proben wurden verglichen und gegen sich selbst und den unbehandelten gehärteten Teppich bewertet. Ein Stück, das nicht vergilbt, wurde mit 1 bewertet; ein Stück, das gering vergilbt, wurde mit 2-4 bewertet; ein Stück, das vergilbt und geringgradig hellbraun wird, wurde mit 5-6 bewertet; ein Stück, das gelbbraun wird, wurde mit 7-8 bewertet; und ein Stück, das braun wird, wurde schließlich mit 9-10 bewertet.
  • BEISPIEL 1
  • Eine erfindungsgemäß nützliche Polyfluoracrylat-Emulsion wurde wie folgt hergestellt.
  • Ein Vierhals-Kolben, der mit einem Rührer, einem Thermopaar-Thermometer und einem Trockeneiskondensator ausgerüstet war, wurde mit Folgendem beschickt: (a) 60 g (44 Gewichtsteilen) eines Fluormonomers mit der Formel: CF3CF2(CF2)xC2H4OC(O)-C(H)=CH2,worin x = 6, 8, 10, 12, 14, 16 und 18 in den jeweiligen relativen Mengen von ca. 3 %, 50 %, 31 %, 10 %, 3 %, 2 % und 1 % darstellt, wobei das Monomer ein mittleres relatives Molekulargewicht von 569 aufweist; (b) 60 g (44 Gewichtsteile) Stearyhnethacrylat; (c) 2,5 g (2 Gewichtsteile) 2-Hydroxyethylmethacrylat; (d) 2,5 g (2 Gewichtsteile) Poly(oxyethylen)-7-methacrylat, (e) 2,5 g (2 Gewichtsteile) N-Methylol-acrylamid; 0,2 g Dodecylmercaptan, 25 g Hexylenglykol, 6,75 g Tergitol 15-S-20 (Union Carbide, Danbury, CT), 0,51 g Ethoquad 18/25 (Akzo-Nobel, McCook, IL) und 200 g Wasser. Die Charge wurde 30 Minuten mit Stickstoff bei 40 °C gespült, und 0,7 g „VAZO" 56 WSP Initiator (E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE) wurden dann zum Initiieren der Polymerisation zugefügt, und die Charge wurde 8 Stunden bei 55 °C unter Stickstoff gerührt. Die sich ergebende Polyfluoracrylat-Emulsion wog 388 g, mit einem Feststoffgehalt von 33 %.
  • Der Teppich wurde mit der Polyfluoracrylat-Emulsion, wie vorstehend beschrieben, behandelt und getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 nachstehend ersichtlich.
  • BEISPIEL 2
  • Eine Polyfluoracrylat-Emulsion, bestehend aus einem Polyfluoracrylat, das mit größer als 10 %, bezogen auf das Gewicht des Polymers, Vinylidenchlorid (Zonyl® 7040, erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE) hergestellt wurde, wurde zur Behandlung des wie vorstehend beschriebenen Teppichs verwendet und getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 nachstehend ersichtlich.
  • Tabelle 3 – Härtung 280 °F (138 °C)
    Figure 00140001
  • Tabelle 4 – Härtung 300 °F (149 °C)
    Figure 00140002
  • In den vorstehenden Tests testete die Zusammensetzung von Beispiel 1 und Beispiel 2 signifikant besser als die der unbehandelten Probe. Das Polyfluoracrylat von Beispiel 1, enthaltend das Fluormonomer/Alkylmonomer in einem Verhältnis von 50/50 war dem Polyfluoracrylat von Beispiel 2 mit einer höheren Konzentration des Fluormonomers weit überlegen. Die Daten zeigen auch, dass eine ausgezeichnete Leistung bei einer niedrigeren Härtetemperatur als 300 °F (149 °C) erhalten werden kann, was für 3GT-Teppiche wichtig ist.
  • Tabelle 5 – Vergilbung
    Figure 00150001
  • Die Probe, enthaltend mehr als 10 % Vinylidenchlorid (Beispiel 2) vergilbte viel mehr als die Probe von Beispiel 1. Die Daten erläutern, dass die Reduktion oder der Ausschluss von Vinylidenchlorid aus dem Polyfluoracrylat den Vergilbungseffekt nach dem Härten drastisch reduziert. Die Farbreduktion ist wichtig, insbesondere, wenn man mit der Fertigbehandlung von weißen oder hellfarbigen Teppichen befasst ist. Dies erläutert, wie vielseitig diese Polyfluoracrylat-Emulsionen über Teppiche mit vielen verschiedenen Farben hinweg sein können.
  • VERGLEICHSBEISPIEL
  • Eine Polyfluoracrylat-Emulsion, bestehend aus einem Polyfluoracrylat, die mit größer als 10 %, bezogen auf das Gewicht des Polyfluoracrylats, Vinylidenchlorid hergestellt wurde, die gewerblich auf Synthesefasern als ein Phobiermittel (Zonyl® 7040, erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE) verwendet wurde, wurde wie vorstehend beschrieben zur Behandlung des Teppichs verwendet und getestet.
  • Ihre Leistung im Vergleich zu den in Beispielen 1 und 2 hergestellten Teppichen und einer unbehandelten Kontrolle ist in Tabellen 6 und 7 nachstehend ersichtlich.
  • Tabelle 6 – Härtung 280 °F (138 °C)
    Figure 00150002
  • Tabelle 7 – Härtung 300 °F (149 °C)
    Figure 00150003
  • Die Hydrophobie- und Oleophobiebewertungen waren, wie vorstehend gezeigt, für die erfindungsgemäßen Proben besser als für die Vergleichsprobe. Bei beiden Härtetemperaturen wiesen die Teppiche von Beispielen 1 und 2 eine ausgezeichnete Oleophobie und Hydrophobie auf. Das Vergleichsbeispiel wies eine geringgradig bessere Oleophobie als die Kontrollprobe (unbehandelte Probe) auf, sie war aber nicht nahezu so gut wie die Ergebnisse, die erfindungsgemäß erlangt wurden. Die Hydrophobie des Vergleichsbeispiels war der ähnlich, die mit der Kontrolle erhalten wurde.
  • Auf den Skalen für die Motoren- und Maisölabweisung zeigten die niedrigeren Zahlen eine bessere Leistung an. Mit dem die Erfindung darstellenden Beispiel (Beispiel 1) wiesen die Teppiche keine Dochtwirkung (Wicking) der Öltropfen auf, und dem Teppich wurde die höchste Bewertung zugeteilt. Nachdem die Öltropfen entfernt wurden, blieb kein Fleck zurück. Im Gegensatz dazu waren die Tropfen mit dem Vergleichsteppich flach, was initial zu einer Bewertung von 3 führte, und es wurde ein leichtes Verflecken beobachtet. Die Kontrollprobe sickerte sofort ein und wies eine schwergradige Verfleckung auf.

Claims (17)

  1. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich, der durch ein Verfahren hergestellt wird, umfassend das Ausbringen einer auf einem Telomer basierenden Polyfluoracrylat-Emulsion auf einen Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich und Härten des Polyfluoracrylats bei einer Temperatur von ca. 200 °F (93 °C) bis ca. 310 °F (155 °C), wobei der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich eine Oleophobiebewertung von mindestens 4 aufweist, worin die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Emulsionspolymerisation der folgenden Monomere in den folgenden Gewichtsprozenten bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyfluoracrylats hergestellt wird: (a) von ca. 40 % bis ca. 75 % eines Monomers der Formel I: Rf-CH2CH2-OC(O)-C(R)=CH2 (I) (b) von ca. 15 % bis ca. 55 % eines Monomers der Formel II: R2-OC(O)-C(R)=CH2 (II) (c) von ca. 0,5 % bis ca. 5 % eines Monomers der Formel III: HO-CH2CH2-OC(O)-C(R)=CH2 (III) (d) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % eines Monomers der Formel IV: H-(OCH2CH2)m-O-C(O)-C(R)=CH2 (IV) (e) von ca. 1 % bis ca. 3 % eines Monomers der Formel V: HO-CH2-NH-C(O)-C(R)=CH2 (V) (f) von 0 % bis zu ca. 20 % Vinylidenchlorid (Formel VI) oder Vinylacetat (Formel VII) oder ein Gemisch davon: CH2-CCl2 (VI) CH3-(O)COCH=CH2 (VII), worin Rf eine gerad- oder verzweigtkettige Perfluoralkylgruppe aus von 2 bis ca. 20 Kohlenstoffatomen darstellt, jedes R unabhängig H oder CH3 darstellt; R2 eine Alkylkette von 2 bis ca. 18 Kohlenstoffatomen darstellt; und m für 2 bis ca. 10 steht.
  2. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach Anspruch 1, worin die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Polymerisieren der Monomere (I)-(VII) in den folgenden Gewichtsprozenten hergestellt wird: (a) von ca. 40 % bis ca. 65 % des Monomers der Formel (I); (b) von ca. 15 % bis ca. 50 % des Monomers der Formel (II); (c) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (III); (d) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (IV); (e) von ca. 1,5 % bis ca. 3 % des Monomers der Formel (V); und (f) von 0 % bis zu ca. 20 % des Monomers der Formel (VI) und/oder (VII).
  3. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich, der durch ein Verfahren hergestellt wird, umfassend das Ausbringen einer Polyfluoracrylat-Emulsion auf einen Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich und Härten des Polyfluoracrylats, worin die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Emulsionspolymerisation der folgenden Monomere in den folgenden Gewichtsprozenten bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyfluoracrylats hergestellt wird: (a) von ca. 40 % bis ca. 50 % des Monomers der Formel (I); Rf-CH2CH2-OC(O)-C(R)=CH2 (I) (b) von ca. 40 % bis ca. 50 % des Monomers der Formel (II); R2-OC(O)-C(R)=CH2 (II) (c) von ca. 4 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (III); HO-CH2CH2-OC(O)-C(R)=CH2 (III) (d) von ca. 4 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (IV); H-(OCH2CH2)m-O-C(O)-C(R)=CH2 (IV) (e) von ca. 1,5 % bis ca. 3 % des Monomers der Formel (V); HO-CH2-NH-C(O)-C(R)=CH2 (V)und (f) von 0 % bis zu ca. 10 % des Monomers der Formel (VI) und/oder (VII); CH2-CCl2 (VI) CH3-(O)COCH=CH2 (VII), worin Rf eine gerad- oder verzweigtkettige Perfluoralkylgruppe aus von 2 bis ca. 20 Kohlenstoffatomen darstellt, jedes R unabhängig H oder CH3 darstellt; R2 eine Alkylkette von 2 bis ca. 18 Kohlenstoffatomen darstellt; und m für 2 bis ca. 10 steht.
  4. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach Anspruch 3, worin das Härten bei einer Temperatur von ca. 200 °F (93 °C) bis ca. 310 °F (155 °C) stattfindet und der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich eine Oleophobiebewertung von mindestens 4 aufweist.
  5. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach Anspruch 3 oder 4, worin der Teppich eine Vergilbungsbewertung von 3 bis 1 aufweist.
  6. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach Anspruch 3, 4 oder 5, worin die Polyfluoracrylat-Emulsion ohne Vinylidenchlorid hergestellt wird.
  7. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach Anspruch 1, worin die Polyfluoracrylat-Emulsion durch Polymerisieren der Monomere (I)-(VII) in den folgenden Gewichtsprozenten hergestellt wird: (a) von ca. 55 % bis ca. 65 % des Monomers der Formel (I); (b) von ca. 15 % bis ca. 25 % des Monomers der Formel (II); (c) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (III); (d) von ca. 1,5 % bis ca. 5 % des Monomers der Formel (IV); (e) von ca. 1,5 % bis ca. 3 % des Monomers der Formel (V); und (f) von ca. 10 % bis zu ca. 20 % des Monomers der Formel (VI) und/oder (VII).
  8. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Härten des Polyfluoracrylats ca. 15 Sekunden bis ca. 5 Minuten bei einer Temperatur von ca. 210 °F (99 °C) bis ca. 300 °F (149 °C) stattfindet.
  9. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach Anspruch 8, worin das Härten des Polyfluoracrylats für ca. 30 Sekunden bis ca. 3 Minuten stattfindet.
  10. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Hydrophobiebewertung von mindestens 6.
  11. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Maisölfleckabweisungsbewertung von 2 bis 1 und einer Fleckbewertung von gering (SLS) bis keiner (NS).
  12. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Motorenölfleckabweisungsbewertung von 2 bis 1 und einer Fleckbewertung von gering (SLS) bis keiner (NS).
  13. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Fluorgehalt von ca. 0,03 Gew.-% bis ca. 0,5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Oberfasern.
  14. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin der Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Oberfasern des Teppichs, des Tufted-Poly(trimethylenterephthalat)-Endlosfilamentgarns oder des Poly(trimethylenterephthalat)-Stapelfasergarns, wobei das Poly(trimethylenterephthalat) mindestens ca. 70 Mol-% oder mehr Poly(trimethylenterephthalat) enthält.
  15. Behandelter Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich nach Anspruch 14, enthaltend mindestens 98 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Oberfasern des Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichs, des Tufted-Poly(trimethylenterephthalat)-Endlosfilamentgarns, und worin das Poly(trimethylenterephthalat) mindestens ca. 90 Mol-% oder mehr Poly(trimethylenterephthalat) enthält.
  16. Verfahren zur Herstellung des behandelten Poly(trimethylenterephthalat)-Teppichs nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend: (a) Aufbringen der Polyfluoracrylat-Emulsion auf den Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich und Härten des Polyfluoracrylats bei einer Temperatur von ca. 200 °F (93 °C) bis ca. 310 °F (155 °C), wobei der behandelte Poly(trimethylenterephthalat)-Teppich eine Oleophobiebewertung von mindestens 4 aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, worin die Polyfluoracrylat-Emulsion eine wässrige Emulsion darstellt, umfassend 15-35 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Emulsion, des Fluoracrylats.
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