DE2151755A1 - Wasser- und oelabweisende ausruestung - Google Patents
Wasser- und oelabweisende ausruestungInfo
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Description
PAHBWEHKE HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
vormals Meister Lucius & Brüning
vormals Meister Lucius & Brüning
Datum: lJ.Okt. I97I - DrKL/mi
Aktenzeichen: HOE 71 /P
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um Textilien und andere Faserstoffe aus Polyesterfäden wasser- und ölabweisend
auszurüsten. Im besonderen betrifft die Erfindung die Aufbringung von monomeren Flüoralkylacrylaten oder Methacrylaten
auf Fasermaterialien aus Polyäthylenglykolterephthalat. Es sind bereits Verfahren bekannt, Textilien und andere Faserstoffe
mit Homo- oder Mischpolymerisaten aus Perfluoralkylacrylaten auszurüsten (US-PS 2.642.416 und 2.628.958).
Durch die Behandlung wird eine Oleophobie und gleichzeitig eine Hydrophobie erreicht, jedoch sind diese Ausrüstungen nur
sehr beschränkt wasch- und trockenreinigungsbeständig. Weiterhin werden Verfahren beschrieben, vernetzende Kunststoffe zu
verwenden, um die Wasch- und Trockenreinigungsbeständigkeit
zu verbessern (DT-AS 1 047 431 und 1 419 505).
In der DT-AS 1 543 406 wird ferner die Verwendung von verzweigtkettigen
Perfluoralkylvinyläthern und -allyläthern zur Herstellung wasser- und ölabweisender Ausrüstungen von Texti-
, /2
3098 17/095 3 ORIGINAL INSPECTED
lien erwähnt, wobei die Vinyl- oder Allyläther vor dem Aufbringen auf das Textilgut polymerisiert werden. Ferner wird
auch die Möglichkeit erwähnt, die verzweigtketjtigen Perfluoralkylvinyl- oder Allyläther erst nach dem Aufbringen auf das Textilgut durch Anwendung energiereicher, ionisierender Strahlung zu polymerisieren.
auch die Möglichkeit erwähnt, die verzweigtketjtigen Perfluoralkylvinyl- oder Allyläther erst nach dem Aufbringen auf das Textilgut durch Anwendung energiereicher, ionisierender Strahlung zu polymerisieren.
Die nach clwi bekannten Verfahren mit PoIyfluoralkylverbindungen
hergestellten Ausrüstungen sind jedoch gegenüber
mechanischer Beanspruchung, Ohemischreinigung und Wäsche nicht ausreichend beständig.· Man ist daher bestrebt, die Beständigkeit solcher wasser- und ölabweisenden Ausrüstungen von Textilien zu verbessern. -
mechanischer Beanspruchung, Ohemischreinigung und Wäsche nicht ausreichend beständig.· Man ist daher bestrebt, die Beständigkeit solcher wasser- und ölabweisenden Ausrüstungen von Textilien zu verbessern. -
Es wurde nun gefunden, daß man ausgezeichnete wasser- und ölabweisende
Ausrüstungen auf Polyester-Fasermaterialien und
-Folien erhält, wenn man Fluoralkyl-(meth)-acrylate auf das " Substrat aufbringt und sie unter Verwendung von Tetrachloräthan und Radikale bildenden Katalysatoren aufpfropft und/oder polymerisiert. Die erfindungsgemäß angewandte Ausrüstung liefert Polyester-Textilien mit hervorragenden wasser- und ölabwoisenden Effekten, die gegen mechanische Beanspruchungen und Reinigungsoperationen außerordentlich beständig sind.
-Folien erhält, wenn man Fluoralkyl-(meth)-acrylate auf das " Substrat aufbringt und sie unter Verwendung von Tetrachloräthan und Radikale bildenden Katalysatoren aufpfropft und/oder polymerisiert. Die erfindungsgemäß angewandte Ausrüstung liefert Polyester-Textilien mit hervorragenden wasser- und ölabwoisenden Effekten, die gegen mechanische Beanspruchungen und Reinigungsoperationen außerordentlich beständig sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden als Fluoralkyl-(meth)-acrylate
Verbindungen der allgemeinen Formel
CF5-(öF2)x~(CH2)y~0-C0-G=CH2
bevorzugt, worin χ Zahlen von 2 bis 17, vorzugsweise 5 bis 9,
und y Zahlen von O bis 4, Vorzugspreise 1 oder 2, bedeuten und.
2 für ein Wasaorstoffatoia oder die Mothylßrupx?« steht.
• . '■'" ■■;■.■ /■'
3098T//0953 ^ 0R1G)NAL
Überraschenäerweise wurde gefunden* daß durch Verwendung von
!Eetraehloräthan als Hilfsmittel eine besonders -günstige Beeinflussung
der Pfropfreaktion eintritt.
Bei dem erfindungs gemäß en Verfahren kann das Mis cfiungs verhältnis
aus dem Acrylat und fetrachloräthan in weiten Grenzen · variieren. Zweckmäßig wird ein Mischungsverhältnis von etwa
Ij30 "bis etwa 15*11 vorzugsweise 1*5 bis 5:1 Gewichtsteilen
eingehalten.
IJm einen ausreichenden wasser- und ölabweisenden Effekt der
Ausrüstung zu gewährleisten, sind auf das auszurüstende Substrat
iTuoralkyl-(meth)-acrylate in Mengen von mindestens 0,1 Gewichts-$,
bezogen auf das Gewicht des Substrats, aufzubringen.
Meist wird man ge nach dem gewünschten Effekt und o'e nach der
auszurüstenden Ware Auftragsmengen von etwa 0,5 bis TO Gew.-^,
bezogen auf das Warengewicht, anwenden. In besonderen Fällen
können die angegebenen Grenzen -Jedoch auch unter- oder überschritten
werden.
Zur Herbeiführung der Polymerisations-' bzw* Pfropfreaktion ist
* die Anwesenheit radikalbildender Katalysatoren erforderlich,
z.B. Peroxide, wie Bibenzoylperoxid, Bitertiärbutylperoxid
oder Acetylperoxid, Persäuren und deren Salze, wie Peressigsäure,
Persulfate, Perborate, Perbenzoate, Wasserstoffperoxid,
Ester von Persäuren, wie Misopropylenpercarbonat, sowie Azoverbindungen,
wie AzMiisobutyronitril«
Die radikalabspaltenden Katalysatoren können unter Umständen
zusammen mit Tetraehloräihan vor dem Aufbringen des Monomeren
auf das Substrat aufgebracht werden.
Zur Beschleunigung und Auslösung der Pfropf reaktion wird eine
Wärmebehandlung des mit der erfindungs gemäß verwendeten Mischung
behandelten Gutes vorgenommen. ES können hierbei Temperaturen
von etwa 80 "bis 2200C angewandt werden. Die Dauer der Wärmebehandlung
karoi ,-je nach der eingestellten Temperatur zwischen
1 Minute Ms etwa 2 'Stunden lieti-ßgon. A
309817/095 3 . . bad orIQINal
151755
Besonders bewährt hat sich ein 2-Stufenverfahren, wobei, zuerst
bis etwa 120 Minuten auf Temperaturen zwischen etwa 80 und 140°0,
vorzugsweise auf 100 bis 130°0, und anschließend bis etwa 120 Minuten auf Temperaturen zwischen etwa 150 und 2200C, vorzugsweise
auf ca. 160 - 1800O, erwärmt wird. Dabei muß beachtet
werden, daß vor allem in der ersten Phase die aufgebrachte Lösung nicht verdampft. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig,
daß das mit der erfindungsgemäßen Lösung behandelte Substrat
in einem geschlossenen System, z.B. aufgedockt, wärmebehandelt
wird. .
Zur Verkürzung der Wärmebehandlung3zeit kann auch so gearbeitet werden, daß die Monomerlösung, bestehend aus Fluoralkyl-(meth)-aerylat,
Tetrachloräthan und Katalysator, in erwärmtem
Zustand, vorzugsweise bei Temperaturen von 40 bis 800C,
auf das Substrat aufgebracht und anschließend der Wärmebehandlung,
möglichst in einem geschlossenen System, zugeführt wird.
Besonders geeignet ist das Verfahren gemäß der Erfindung zur wasser- und ölabv/eisenden Ausrüstung von Fasermaterialien, die
aus linearen Polyestern bestehen oder solche enthalten. Als Fasermaterialien kommen textile oder technische Gewebe, Gewirke
und Gestricke oder Faservliese in Betracht. Das erfir.dungsgemäße
Verfahren kann auch an synthetischen Fäden, Fas- η oder Garnen vor der weiteren Verarbeitung durchgeführt we ■ en. Es
ist in diesen Fällen möglich, auf ein gesondertes Au*, .-üstuiigsverfahren
am fertigen Textilmaterial zu verzichten.
Die erfindungsgemäß ausgerüsteten Textilien eignen sich besonders
für z.B. Regenbekleidung. Da der textile Charakter der ausgerüsteten Waren weitgehend erhalten bleibt, können diese
jedoch in gleicher Weise auch für alle Arten normaler Bekleidungstextilien eingesetzt werden. Ferner können die erfindungsgemäß
ausgerüsteten Fasermaterial 1cn auch für z.B. Zeltpinnen,
Regenschirme oder «sonstige technische Artikel Verwendung finden.
/5 BAD ORIGiNAL
3098 17/0953
Im Rahmen der nachfolgenden Beispiele werden die Torteilhaften
wasser- und ölabweisenden Effekte der erfindungsgemäß erhaltenen
Ausrüstungen aufgrund von Prüferge"bnissen aufgezeigt. Hierbei
wurden die Vierte für die "V/ass er auf nähme", den "Wasserdurchlauf"
und den "Abperleffekt" mit Hilfe der Beregnungsprüfmethode nach Bundesmann (gemäß DIN 53 888) ermittelt
(vgl. K.Lindner: "Tenside - Hilfsmittel - Waschrohstoffe11,* Band 2, 2. Auflage (1964), S. 1880). Die* Wasseraufnähme wird
dabei als die prozentuale Gewichtszunahme der abgeschleuderten Gewebeproben angegeben. Der Wasserdurchlauf stellt ßas während
der Beregnung durch, die Gewebeproben durchgelaufene Wasser-
■z
volumen - gemessen in cm - dar. Der Abperleffekt v/ird aufgrund
des Abperlens von Wasser auf der Gewebeprobe visuell i| beurteilt, wobei die Note 5 für einen sehr guten, die Note 1
für einen schlechten Abperleffekt gegeben wird.
Die ölabweisenden Eigenschaften der ausgerüsteten Proben wurden
mit Hilfe des 3 M-Testes beurteilt (vgl. Textile Research Journal: Vol.32 (1962), S. 320-331). Hierbei wird der Widerstand
geprüft, den ein Gewebe der Benetzung durch öle entgegen-
. setzt. Eei der Prüfung werden ParaffinÖl und Mischungen von
Paraffinöl mit n-Heptan als Testöle herangezogen. Durch die
"* Zumischung von n-Heptan zu Paraffinöl wird die Netzwirkung
des Ölgemisches erhöht. Die Testgemische werden auf das zu prüfende Gewebe in Form eines Tropfens aufgebracht. Der Benetzungswiderstand
des zu prüfenden Gewebes ist umso größer, ^ je größer der n-Heptan-Anteil des Ölgemisches ist, das gerade
noch nicht benetzt. Die Paraffinöl/n-Heptan-Gemische entsprechen den folgenden Benetzungswiderständen, welche für den 3 M-Test
festgelegt wurden:
Paraffinöl | n-Heütaii | Benetzunftswiderstand |
100. | 0 | 50 |
90 | 10 | 60 |
40 | 60 | ■100 |
s 30 | 70 | 110 |
"ό | 1ÖÖ | 150 |
309817/09 53
1. Zunächst wird eine 7,5 folge Lösung aus' 1,1-Dihydroperfluoroctylacrylat
in Tetrachloräthan hergestellt. Nach Einrühren von 5 f° tert.-Butylperbenzoat - bezogen auf die eingesetzte
Fluorverbindung - wird ein Polyäthylenglykolterephthalattwill (50 Fäden in der Kette, 40 Fäden im Schuß) auf einem
Foulard bei geringem Abquetschdruck (Abquetscheffekt 120 f°)
mit obiger Lösung getränkt und anschließend aufgedoelrt,
Me Docke wird luftdicht in einem eng anliegenden Po."/ester»
foliensack verpackt und 2 Std. in einem Heißluftofen bei .1600C wärmebehandelt. Die Auflage betrug 1,2 fo. Das ausfc
gerüstete Gewebe wird anschließend verschiedenen Chemischreinigungsbehandlungen mit Perchloräthylen unterzogen.
In der Tabelle 1 sind die wasser- und ölabweisenden Effekte nach verschiedenen Chertiischreinigungen aufgezeichnet.
Material | Perohlor- | wasserabweisen- | 3 M-Test |
der Effekt | |||
nicht gereinigt | Perchlor- | gut | 80 |
1 χ gereinigt in | |||
äthylen | Perchlor- | gut | 80 |
5 x gereinigt in | |||
äthylen | Perchlor- | gut | 80 |
10 χ gereinigt in | |||
äthylen | gut | 80 | |
15 x gereinigt in | |||
äthylen | gut | 70 | |
/7 309817/095 3
2. Einer 10 $igen Lösung von 1,1, 2,2-Tetrahydroperfluordecanacrylat
in Tetrachlöräthan wurden 5 $> tert.-Butylperoxid
zugesetzt. Ein Toilegewebe aus Polyäthylenglykolterephthalat-Endlosfäden
(50/50 Fäden in Kette/Schuß) wurde einer 60°C-Maschinenwäsch.e unterzogen, getrocknet und in
einem Poulard Jjei niederem Abquetschdruck mit »obiger Lösung
getränkt (Abquetscheffekt 120 fo).. Das foulardierte Gewebe
wurde aufgedockt und in einen luftdicht abgeschlossenen, eng anliegenden Polyesterfoliensack verpackt. Diese;.· wurde
15 Min. in einen Heißluftofen bei einer Temperatur /on 125 0C eingestellt. Anschließend folgte eine Chemise·!!-
reinigung mit . Perchloräthan. Es resultierte ein Auftrag von 1,4 5^. Der 3 M-Test ergab einen Wert von 1.00.
Wasserabweisender Effekt nach Bundesmann (DIN 53 888):
Was s er auf nähme: 1,5 9^
Durchlauf : 30 ecm
Abperleffekt : Kote 3-'4
Durchlauf : 30 ecm
Abperleffekt : Kote 3-'4
3. " Einer 5 $igen Lösung von 1,i-Dihydroperfluoroetylacrylat
in Tetrachloräthan wurden 5 °p tert.-Butylperoxid - bezogen
auf die eingesetzte Fluorverbindung - zugesetzt und anschließend weiterbehandelt wie in Beispiel 2.
Prüfergebnisseϊ
Auftrags 1 <$>
3 M-Test: 110
3 M-Test: 110
Wasserabweisender Effekt nach.Bunaeemanni
Wasßeraufnähme: 1 $
Durchlauf ί 20 ecm
Abperleffekt : Hote 4-5
Durchlauf ί 20 ecm
Abperleffekt : Hote 4-5
3098 17/095 3
Einer 5 $igen Lösung von 1, 1 ,2,2-Tetrahydroperfluordecanacrylat'
in Tetrachloräthan werden 5 # tert.-Butylperoxid
- bezogen auf eingesetzte Fluorverbindung - zugesetzt. Ein Polyäthylenglykolterephthalat-Gewirke wird in einem
Foulard (geringer Abquetschdruckj Abquetscheffekt 125 ^)
mit dieser Lösung getränkt und anschließend in einem Heißluftofen
bei 1000C aufgedockt. Die Docke wird dann in einen Ofen, der HO0G hat, überführt und 60 Min. dort belassen.
Danach wird das Gewebe einer Wäsche in einer Breitwaschmaschine
unterzogen.
Auflage? .1 # . -
In der nachfolgenden Tabelle 2 sind die wasser- und ölabweisenden
Effekte nach verschiedenen Y/äschen aufgezeigt.
Waschen wasserabweisen- 3 M-Test
der Effekt
ungewaschen gut 80
1 χ Kochwäsche mit handelsüblichem Universal-Maschinen-
waschmittel ("Vollwaschmittel") gut 80
5 x Kochwäsche mit handelsüblichem t'niversal-Maschinenwaschmittel
("Vollwaschmittel") gut 70
30981 7/U9B3
Claims (9)
1. Verfahren zur wasser- und ölabweisenden Ausrüstung von
Fasermaterialien und Folien aus Polyestermaterialien, insbesondere aus Polyathylenglylcolterephthalat, dadurch
gekennzeichnet, daß man Fluoralkyl-(meth)-acrylate auf
das Substrat aufbringt und sie unter Verwendung von Tetrachloräthan und radikalbildenden Katalysatoren aufpfropft
und/oder polymerisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fluoralky1-(meth)-acrylate der allgemeinen Formel
-(CF2)x-(CH2)y-0-C0»0 = CH2
worin χ Zahlen von 2-17» vorzugsweise 5-9» und y Zahlen
von 0-4, vorzugsweise 1 oder 2, bedeuten und Z für ein
Wasserstoffatom oder die Methylgruppe steht, einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fluoralkyl-(meth)-acrylate einerseits und Tetrachloräthan
andererseits in einem Verhältnis von 1:30 bis 15:1, vorzugsweise 1:5 bis 5:1 Gewichtsteilen, anwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Katalysator radikalabspaltende Peroxide Verwendung finden. "
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Katalysatoren und/oder Tetrachloräthan getrennt
vor den Monomeren auf das Substrat aufbringt,
6. Verfahren'nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß
man Fluoralkyl-(meth)-acrylate, Tetrachloräthan und Katalysatoren in erwärmtem Zustand, vorzugsweise bei Tempera-
3 0 9 8 17/ 09 53
türen von 40-800C, auf das Substrat aufbringt oder das
Substrat durch die erwärmte Mischung führt.
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Pluoralkyl-(meth)-acrylate in Mengen von 0,1 bis
10,0 $, vorzugsweise 0,2 bis 2,0 ^, bezogen auf das Gewicht
der auszurüstenden Ware, aufbringt.
8. Verfahren nach Anspruch T~7, dadurch gekennzeichnet, daß
man die mit Fluoralkyl-(meth)-acrylaten und den Hilfsmitteln Tetrachloräthan und Katalysator behandelten Waren auf
Temperaturen von 80 bis 2200C erwärmt.
9. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß
man die mit Fluoralkyl-(meth)-acrylaten und den Hilfsmitteln
Tetrachloräthan und Katalysator behandelten Waren in einem Zweistufen-Verfahren zuerst auf Temperaturen
zwischen 80 und 14O0C, vorzugsweise auf 100-1300C, und
anschließend auf Temperaturen zwischen 150 und 2200C, vorzugsweise auf 160-1800C, erwärmt.
309817/0953
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