DE1237055B - Process for the heat sealing of textiles - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

int. Cl.:int. Cl .:

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Ausgabetag:Issue date:

D 06 mD 06 m

Deutsche Kl.: 8 k -1/10German class: 8 k -1/10

P 12 37 055.7-43 (F 47473)P 12 37 055.7-43 (F 47473)

21. Oktober 1965October 21, 1965

23. März 1967 "March 23, 1967 "

12. November 1970November 12, 1970

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift übereinThe patent specification corresponds to the patent specification

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Heißversiegelung von Textilien.The invention relates to a method for heat sealing textiles.

Es ist bekannt, daß Polyäthylen dank seiner Eigenschaften bei Temperaturen um 90 bis 130^cC zu erweichen bzw. zu schmelzen und sich nach dem Erkalten mit textlien Stoffen zu verbinden, zur Heißversiegelung von Textilien verwendet werden kann. Die mit Polyäthylenpulvern vorgenommenen Versiegelungen haben jedoch den Nachteil, daß sie einer Reinigung mit Lösungsmitteln, wie z. B. mit Trichloräthylen oder Waschbenzin, infolge ihrer Quellbarkeit bzw. Löslichkeit nicht standhalten. Während der Reinigung erfolgt hierbei eine Ablösung des Polyäthylens von der Unterlage, vor allem bei den in der Reinigung unterschiedlichen Temperaturen von 20 bis 6O⁰C. Auch die Beständigkeit gegenüber Kochwäschen mit üblichen Waschmitteln ist nicht ausreichend, wenn Polyäthylen als Versiegelungsmaterial verwendet wird.It is known that polyethylene can soften due to its properties at temperatures of 90 to 130 ^c C, and to melt and will be used after cooling with text lien materials to connect to the heat sealing of textiles. The seals made with polyethylene powders, however, have the disadvantage that they require cleaning with solvents, such as. B. with trichlorethylene or petroleum ether, not withstand due to their swellability or solubility. During cleaning this detachment Also, the resistance to cooking washes with conventional detergents is carried out is not sufficient of the polyethylene from the base, especially when the different in the cleaning temperatures of 20 to 6O ⁰ C. when polyethylene is used as the sealing material.

Weiter ist es bekannt, Aufbügelstoffe herzustellen, indem wäßrige Dispersionen aus hochpolymeren Polyolefinen wie Polyäthylen einem Dispergiermittel und einem Mischpolymerisat aus N-Methylolacrylsäureamid mit anderen polymerisierbaren Monomeren und bzw. oder einem Polymerisat oder Mischpolymerisat aus Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, Vinylestern und bzw. oder Vinylhalogeniden und gegebenenfalls olefinisch ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren oder deren Salze in üblicher Weise auf Gewebe oder Faservliese aufgebracht und mit anderen Geweben bei Temperaturen zwischen 40 und 160'C verklebt werden.It is also known to produce iron-ons by using aqueous dispersions of high polymers Polyolefins such as polyethylene, a dispersant and a copolymer of N-methylolacrylic acid amide with other polymerizable monomers and / or a polymer or copolymer from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, vinyl esters and / or vinyl halides and optionally olefinically unsaturated aliphatic carboxylic acids or their salts in the usual way Way applied to fabric or nonwovens and with other fabrics at temperatures between 40 and 160'C are glued.

Die Nachteile dieses Verfahrens liegen in dem zusätzlich aufwendigen Trocknungsprozeß und der noch ungenügenden Lösungsmittel- und Waschbeständigkeit der so versiegelten Textilien.The disadvantages of this process are the additional costly drying process and the The textiles sealed in this way are still insufficiently solvent and wash resistant.

Es wurde gefunden, daß gut haftende, lösungsmittel- und kochwäschebeständige Heißversiegelungen erreicht werden können, wenn zum Versiegeln Mischpolymerisate von Äthylen mit Λ,/ί-ungesättigten Carbonsäuren, die 3 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten, verwendet werden, die einen Anteil von 1 bis 35 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 30 Gewichtsprozent der Säure eingebaut enthalten. Diese Zusammensetzungen können für sich allein oder aber im Verschnitt mit anderen thermoplastischen Materialien, 7.. B. Polyäthylen, Polypropylen u. a., unter Zusatz von üblichen Weichmachern, von Paraffin, von Alterungsschutzmitteln, Farbstoffen oder Pigmenten eingesetzt werden.It has been found that well-adhering, solvent- and hot-wash resistant heat seals can be achieved if copolymers of ethylene with Λ, / ί-unsaturated carboxylic acids, which contain 3 to 5 carbon atoms, are used in a proportion of 1 to 35 percent by weight for sealing , preferably 5 to 30 percent by weight of the acid incorporated. These compositions may be used alone or blended with other thermoplastic materials, 7 .. as polyethylene, polypropylene, among others, with the addition of conventional plasticizers, of paraffin, antioxidants, dyes or pigments.

Die Herstellung von Mischpolymerisaten des Äthylens mit .x./J-ungcsättigten Carbonsäuren mit 3 bis Verfahren zur Heißversiegelung von TextilienThe production of copolymers of ethylene with .x. / J-unsaturated carboxylic acids with 3 to Process for the heat sealing of textiles

Patentiert für:Patented for:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, 5090 LeverkusenPaint factories Bayer Aktiengesellschaft, 5090 Leverkusen

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Wulf von Bonin, 5090 Leverkusen; Dr. Raoul Resz,Dr. Wulf von Bonin, 5090 Leverkusen; Dr. Raoul Resz,

Dr. Herbert Bartl,Dr. Herbert Bartl,

Dr. Karl-Arnold Weber, 5000 Köln-Stammheim; Manfred BoIl, 5673 BurscheidDr. Karl-Arnold Weber, 5000 Cologne-Stammheim; Manfred BoIl, 5673 Burscheid

5 Kohlenstoffatomen, die im hier beanspruchten Verfahren verwendet werden, erfolgt nach bekannten Methoden bei Drücken von 20 bis 4000 atii und Temperaturen von 30 bis 25O°C. Das Durchschnittsmolekulargewicht der Polymerisate schwankt in weitem Bereich, bevorzugt werden jedoch Polymerisate mit Durchschnittsmolekulargewichten von 10000 bis 50000 bzw. mit bei 100°C in Cyclohexanon gemessenen Intrinsicviskositäten von 0,1 bis 0,9, da nämlich gefunden wurde, daß die technologischen Eigenschaften der Produkte dieses Bereiches für die Verarbeitung besonders günstig sind. Bei sehr hochmolekularen Produkten ist die Erweichungsgeschwindigkeit zu gering, wogegen die niedermolekularen Produkte ungünstigere mechanische Eigenschaften, wie z. B. geringere Haftfestigkeit, geringere Zähigkeit und höhere Sprödigkeit, aufweisen.5 carbon atoms, which are used in the process claimed here, takes place according to known ones Methods at pressures from 20 to 4000 atii and temperatures from 30 to 25O ° C. The average molecular weight of the polymers fluctuates in wide range, but polymers with average molecular weights from 10,000 to 50,000 or with intrinsic viscosities of 0.1 to 0.9 measured at 100 ° C. in cyclohexanone, namely found was that the technological characteristics of the products of this area for processing are particularly cheap. In the case of very high molecular weight products, the softening rate is too high low, whereas the low molecular weight products have less favorable mechanical properties, such as B. have lower bond strength, lower toughness and higher brittleness.

Zum Beispiel kann die Herstellung der Mischpolymerisate des Äthylens mit \,/f-ungcsättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen nach dem Hochdruckverfahren in Anlehnung an die britische Patentschrift 963 380 oder bei niederen bis mittleren Drücken, insbesondere für Äthylen-Methacrylsäure- bzw. Äthylen-Acrylsäure-Mischpolyinerisate erfolgen.For example, the production of copolymers of ethylene with \, / f-unsaturated Carboxylic acids with 3 to 5 carbon atoms according to the high pressure method based on the British patent specification 963 380 or lower to medium pressures, especially for ethylene methacrylic acid or ethylene-acrylic acid copolymers take place.

Als λ,/J-ungesättigte Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen werden Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itakonsäurc bzw. die Halbester der genannten Dicarbonsäuren mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Esteralkyl verwendet. Vorzugsweise werden Acryl- und Methacrylsäure eingesetzt.As λ, / J-unsaturated carboxylic acids with 3 to 5 carbon atoms acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid or the half esters of the dicarboxylic acids mentioned having 1 to 8 carbon atoms are used in the ester alkyl. Acrylic and methacrylic acid are preferably used.

Die Zusammensetzung der Mischpolymerisate des Äthylens mit <\,/f-ungesättigten Carbonsäuren ist fiitThe composition of the copolymers of ethylene with <\, / f-unsaturated carboxylic acids is correct

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ihre Eignung zum Heißversiegehi von ausschlaggebender Bedeutung. Es ist gefunden worden, daß für eine gute Lösungsmittelbeständigkeit ein bestimmter Gehalt an eingebauter Carbonsäure erforderlich ist. Zu hohe Carbonsauregehalte im Polymerisat machen dieses zu hydrophil, so daß die Beständigkeit gegenüber wäßrigen Waschlaugen verschlechtert wird.their suitability for heat sealing is crucial Importance. It has been found that for good solvent resistance a certain Built-in carboxylic acid content is required. Too high a carboxylic acid content in the polymer this is too hydrophilic, so that the resistance to aqueous washing liquors is impaired.

Versiegelungen v.oii besonders guter Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln und Waschlaugen werden erzielt, wenn die verwendeten Äthylen-Mischpolymerisate mit ^,//-ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen in sich bereits vorvernetzt sind, d. h. sich zwar nicht mehr gelfrei lösen, aber dennoch durch Hitzeeinwirkung zu stark klebender Konsistenz erweichen lassen. Eine derartige Vorvernetzung tritt entweder als üblicherweise unerwünschter ElTekt bei zu energischen Herstellungsbedingungen der Polymerisate auf oder kann durch nachträgliche Umsetzung der unvernetzten Mischpolymerisate mit geringen Mengen an Vernetzern, wie z. B. Polyisocyanaten, Polyepoxiden oder mehrfunktionellen N-Methylolverbindungen, herbeigeführt werden.Sealings v.oii are particularly good resistance to solvents and detergents achieved when the ethylene copolymers used with ^, // - unsaturated carboxylic acids with 3 to 5 carbon atoms are already pre-crosslinked, d. H. no longer dissolve gel-free, but but let it soften to a strongly sticky consistency through the action of heat. Such a pre-networking occurs either as a usually undesirable electrical element when the manufacturing conditions are too strict Polymers or can by subsequent reaction of the uncrosslinked copolymers with small amounts of crosslinkers, such as. B. polyisocyanates, polyepoxides or polyfunctional N-methylol compounds, be brought about.

Die Korngröße der Mischpolymerisate des Äthylens mit Λ,/i-ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen ist für die Durchführung der Heißversiegelung von Bedeutung. Bei zu geringen Korngrößen erfolgt ein zu starkes Eindringen in das Textilmaterial, während zu große Teilchen eine gleichmäßige Beschichtung erschweren. Zur Anwendung gelangen daher pulverförmige Mischpolymerisate mit einer Durchschnittskorngröße von 0,1 bis 0,6 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 mm. Man erhält derartige Korngrößen nach entsprechenden Mahl- und Siebvorgängen bzw. durch geeignete Operationen bei der Ausfällung polymerisathaltiger Lösungen.The grain size of the copolymers of ethylene with Λ, / i-unsaturated carboxylic acids with 3 to 5 carbon atoms is important for the execution of the heat seal. If the grain size is too small the penetration into the textile material is too strong, while particles that are too large are uniform Make coating difficult. Powdery copolymers are therefore used an average grain size of 0.1 to 0.6 mm, preferably 0.3 to 0.5 mm. One obtains such Grain sizes after appropriate grinding and sieving processes or by suitable operations in the Precipitation of solutions containing polymer.

Darüber hinaus ermöglichen Anwendungsformen der Mischpolymerisate in Faden-, Gewebe- oder Vliesform eine einfache, gezielte, gleichmäßige und sparsame Verteilung ohne besondere Vorrichtungen zur Verteilung des Versiegelungsgutes. Ein Verlust an Versiegelungsgut, wie er bei Verwendung von pulverförmigem Material, beim Aufpudern oder Aufstreuen entstehen kann, ist im vorliegenden Falle ausgeschlossen. In addition, forms of application of the copolymers in thread, woven or nonwoven form allow a simple, targeted, even and economical distribution without special devices for Distribution of the material to be sealed. A loss of sealing material, as occurs when using powdery Material that can arise from powdering or sprinkling is excluded in the present case.

Als zu verklebende Textilien sind Gewebe, Gewirke. Filze, Vliese aus natürlichen und synthetischen Fasern geeignet, vorzugsweise aus Baumwolle, Zellwolle, Polyacrylnitril-, Polyamid- und Polyesterfasern. Die Ausführung der 1 lcißversiegclung erfolgt derart, daß man die pulverförmigen oder in Faden-, Vliesoder Gewebeform vorliegenden Mischpolymerisate des Äthylens mit \,/i-ungesättiglen Carbonsäuren auf eine textile Oberfläche aufbringt und mit Hilfe^Textiles to be glued are woven and knitted fabrics. Felts, fleeces made of natural and synthetic fibers are suitable, preferably made of cotton, rayon, Polyacrylonitrile, polyamide and polyester fibers. The execution of the 1 leak sealing is carried out in such a way that that one is the powdery or in thread, fleece or fabric form copolymers of ethylene with \, / i-unsaturated carboxylic acids on a textile surface and with the help of ^

ίο einer Wärmequelle bei HO bis 200 C, vorzugsweise bei 120 bis 170' C aufsintert. Anschließend wird auf die präparierte Oberfläche ein weiteres Gewebestück bei 120 bis Ϊ70 C. vorzugsweise etwa 130 bis 150T aufgebügelt. Das so versiegelte Textilmaterial besitzt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, wie Waschbenzin, Trichlorethylen, Tetrachlorkohlenstoff usw.ίο a heat source at HO up to 200 C, preferably at Sinters at 120 to 170 ° C. Another piece of tissue is then placed on the prepared surface 120 to Ϊ70 C. preferably about 130 to 150T ironed on. The textile material sealed in this way has excellent resistance to solvents such as petroleum ether, trichlorethylene, carbon tetrachloride etc.

AnwendungsbeispieleApplication examples

Das zum Heißversiegeln verwendete Mischpolymerisat wird in Form eines Pulvers von der in der Tabelle angegebenen Korngröße auf ein Baumwollköpergewebe gleichmäßig aufgebracht und bei etwa 150° CThe copolymer used for heat sealing is in the form of a powder from that in the table specified grain size applied evenly to a cotton twill fabric and at about 150 ° C

as mit Hilfe eines Infrarotstrahlers aufgesintert. Auf die so präparierte Gewebeoberfläche wird ein anderes Baumwollköpergewebe gelegt und während einer Minute bei 150⁰C aufgebügelt. In der nachfolgenden Tabelle sind die Zusammensetzung der verwendeten Mischpolymerisate und die Haftfestigkeiten der beiden heißversiegelten Textilgewebe aneinander aufgeführt:as sintered with the help of an infrared heater. Another cotton twill fabric is laid and ironed for one minute at 150 ⁰ C to the thus prepared tissue surface. The following table shows the composition of the copolymers used and the adhesive strengths of the two heat-sealed textile fabrics to one another:

a) In unbehandeltem Zustand (Anfangsfestigkeit),a) In the untreated condition (initial strength),

b) in feuchtem Zustand nach einer Behandlung mit Perchloräthylen während 10 Minuten bei 20⁰C,b) in the moist state after a treatment with perchlorethylene for 10 minutes at 20 ⁰ C,

c) in feuchtem Zustand nach einer Maschinenwäsche bei 6O⁰C mit einer Waschlauge, bestehend aus 3 g Kernseife und 2 g Soda in 11 Wasser.c) in the moist state after a machine ^{wash at 6O 0} C with a washing liquor consisting of 3 g curd soap and 2 g soda in 1 liter of water.

Die Haftfestigkeit der beiden "Textilgewebe aneinander wird bestimmt, in dem man aus dem versiegelten Gewebestück Streifen von 2,5 cm Breite herausschneidet und die beiden Gewebe unter Anwendung einer gemessenen Kraft auseinanderreißt. Die angewendete Kraft wird in kg/2 cm angegeben.The adhesive strength of the two "textile fabrics" to one another is determined by looking at the sealed Cut out a piece of tissue strips 2.5 cm wide and apply the two tissues a measured force tears apart. The force applied is given in kg / 2 cm.

VergleichsComparison 11 ²² Beispielexample 33 44th 5* I5 * I versuchattempt 8787 8181 7676 6969 8080 100100 1313th 1919th 2020th 2424 3131 O,3bisO,5O, 3 to O, 5 0,4 bis 0,60.4 to 0.6 O,4bisO,5O, 4 to O, 5 O,3bisO,6O, 3 to O, 6 0,4bis0,50.4 to 0.5 0,9bis0,50.9 to 0.5 I,8bis2,2I, 8 to 2.2 1,6 bis 21.6 to 2 I,8bis2,8I, 8 to 2.8 2,4 bis 2,92.4 to 2.9 I,8bis2,5I, 8 to 2.5 1 bis 1,81 to 1.8 1,2 bis 1,61.2 to 1.6 l,2bisl,6l, 2 bisl, 6 1,2 bis 1,91.2 to 1.9 1,9 bis 2,21.9 to 2.2 I,6bis2I, 6 to 2 0,8 bis 1,20.8 to 1.2 l,2bisl,6l, 2 bisl, 6 1,1 bis 1,41.1 to 1.4 1,2 bis 1,41.2 to 1.4 M bis 1,5M to 1.5 l,4bisl,6l, 4 bisl, 6 0,9bisl,20.9 bisl, 2

6*6 *

Zusammensetzung des Mischpolymerisats, GewichtsprozentComposition of the copolymer, percent by weight

Äthylen Ethylene

Acrylsäure Acrylic acid

Methacrylsäure Methacrylic acid

7979

Durchmesser, Korngröße, mm Diameter, grain size, mm

a) Anfangshaftung, kg/2 cm a) Initial tack, kg / 2 cm

b) nach Perchloräthylenwäsche b) after washing with perchlorethylene

c) nach Maschinenwäsche, 60° C ..c) after machine wash, 60 ° C ..

·) Diese Polymerisate sind leicht vernetzt und bilden keine quellkörperfreien Lösungen.·) These polymers are slightly crosslinked and do not form any solutions free of swelling bodies.

2121

O,4bisO,5 1,9 bis 2,4 l,4bisl,8 1,2 bis 1,80.4 to 0.15 1.9 to 2.4 l, 4 to 1.8

Beispiel 7Example 7

Zwischen zwei Baumwollköpergeweben wird ein Vliesstoff eingelegt, der aus einem schmelzversponnenen Mischpolymerisat aus 81 Gewichtsprozent Äthylen und 19 Gewichtsprozent Acrylsäure hergestellt wurde und in welchem dieses als Faser von 2,95 den/50 mm enthalten ist. Die Gewebe werden durch Aufbügeln bei 150°C in einer Minute versiegelt.A nonwoven fabric is inserted between two cotton twill fabrics, made from a melt-spun Mixed polymer of 81 percent by weight ethylene and 19 weight percent acrylic acid and in which this was made as 2.95 den / 50 mm fiber is included. The fabrics are sealed by ironing at 150 ° C for one minute.

Die Versiegelung hat eine ausgezeichnete Haftfestigkeit, die sowohl nach einer Perchloräthylenbehandlung sowie nach der Maschinenwäsche erhalten bleibt.The seal has excellent adhesive strength, both after a perchlorethylene treatment as well as after machine washing.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Heißversiegelung von Textilien mit Mischpolymerisaten aus olefinisch ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmige oder in Faden-, Vlies- oder Gewebeform vorliegende Mischpolymerisate des Äthylens mit einem Gehalt von 1 bis 35 Gewichtsprozent an α,/ϊ-ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen verwendet werden.1. Process for the heat sealing of textiles with copolymers of olefinically unsaturated aliphatic carboxylic acids, characterized in that that powder or in thread, fleece or fabric form Copolymers of ethylene with a content of 1 to 35 percent by weight of α, / ϊ-unsaturated Carboxylic acids having 3 to 5 carbon atoms can be used. IOIO 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mischpolymerisate des Äthylens mit 5 bis 30 Gewichtsprozent χ,/ί-ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen verwendet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that copolymers of ethylene with 5 to 30 percent by weight χ, / ί-unsaturated Carboxylic acids having 3 to 5 carbon atoms can be used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als x,//-ungesättigte Carbonsäure Acryl- oder Methacrylsäure verwendet wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the x, // - unsaturated carboxylic acid Acrylic or methacrylic acid is used. In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 679 490.Considered publications:
Belgian patent specification No. 679 490. 709 520/3»! 3. 67 O Bundeadruckcrel Berlin 709 520/3 »! 3. 67 O Bundeadruckcrel Berlin