DE3011961C2

DE3011961C2 - Wässriges Mittel zum Schrumpfen von Nylon-Fasern

Info

Publication number: DE3011961C2
Application number: DE3011961A
Authority: DE
Inventors: Robert David Landisville Pa. Lewis
Original assignee: Armstrong Cork Co
Current assignee: Armstrong World Industries Inc
Priority date: 1979-07-30
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1982-11-25
Also published as: AU5881980A; FR2462509A1; NL176878C; DK253480A; BE883484A; GB2055920B; NL8004100A; CA1143912A; US4286955A; DE3011961A1; GB2055920A; NL176878B; AU526508B2; FR2462509B1

Description

2. Wässeriges Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es den mehrwertigen Alkohol oder das Oxyderivat des mehrwertigen Alkohols in einer Menge im Bereich von 2,5 bis 15Gew.-% enthält.

3. Wässeriges Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Harnstoffverbindung in einer Menge im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% enthält.

4. Wässeriges Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als mehrwertigen Mkohol Propandiol oder ein Oxyderivat davon enthält.

5. Verwendung des wäßrigen Mittels nach den Ansprüchen 1 bis 4 zum Schrumpfen von Nylon-Florgeweben.

Die Erfindung betrifft ein wässeriges Mittel zum Schrumpfen von Nylon-Fasern, insbesondere ein mit Farbstoffen verträgliches wässeriges Mittel, das in die Form einer Druckpaste gebracht werden kann. Die Paste zeigt ausgezeichnete Viskositätsstabilität und kann angewendet werden, um vorbestimmte Bereiche eines Nylon-Florgewebes zu schrumpfen und zu bedrucken. Die dabei erzielte Struktur des Nylon-Florgewebes, die bedruckte geschrumpfte Florbereiche aufweist, wird auf dem Fachgebiet der Bodenbeläge allgemein als durch Prägedruck gemustertes Gewebe beschrieben.

Das chemische Schrumpfen von Nylon-Fasern zur Erzeugung von Prägeeffekten bei Nylon-Florgeweben ist g?;t bekannt. Wenn Nylon-Florgewebe geschrumpft werden, ist es wünschenswert, das zum Schrumpfen dienende Mittel in eine Druckpaste einzuarbeiten, die zum Färben sowie auch zum Schrumpfen des Florgewebes dient. Dies trifft speziell dann zu, wenn die zu schrumpfenden Florgewebe Teppichgewebe bzw. Teppichboden sind.

Aus der US-PS 4129 416 ist ein Verfahren zum Schrumpfen von Nylonfasern bekannt, wobei hier ein Mittel enthaltend Ammoniumnitrat oder Metallnitrat, eine anorganische oder organische Carbonsäure, eine organische Sulfonsäure oder deren Anhydride und einen Alkohol, beschrieben ist Wie die unten angegebenen Vergleichsversuche zeigen, wobei! ein erfindungsgemäßes Mittel, III das aus der US-PS 41 29 416 bekannte Mittel darstellt, ist das bekannte Mittel nicht sehr lagerungsfähig. Es trennt sich in zwei Schichten und muß vor Verwendung erneut gerührt werden. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Mittel ist dagegen selbst nach 30stündiger Lagerung noch einwandfrei einsetzbar.

Das erfindungsgemäße Mittel ist also besonders gut geeignet zur Anwendung als Druckpaste, da es die Anwendung aller für den Standard-Druck geeigneten Säure- und Dispersionsfarbstoffe erleichtert. Die gebildete Druckpaste besitzt darüber hinaus ausgezeichnete Viskositätsstabilität, so daß sie besonders gut geeignet zur Anwendung unter den Bedingungen der Teppichherstellung ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist aus den vorstehenden Ansprüchen ersichtlich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das wässerige Mittel aus Calciumnitrat, Benzylalkohol, Propandiol, 13-Dimethylharnstoff, Ameisensäure und Milchsäure in wässerigem Medium.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs-

form enthält es noch Glycolsäure.

Die hier verwendete Bezeichnung »Nylon-Florgewebe« soll sich auf Möbelbezugstoffe und Teppichgewebe beziehen und diejenigen umfassen, die unter Verwendung von Fasern aus Nylon-66, Nylon-6 oder Gemischen dieser Fasern hergestellt sind.
Die Bestandteile des erfindungsgemäßen wässerigen Mittels können in folgenden Mengenverhältnissen vorliegen:

Zusammensetzung

Mengenbereich, Gew.-·/·

Calciumnitrat

Benzylalkohol

mehrwertiger Alkohol oder dessen Oxyderivat

HarnstofTverbindung Carbonsäure

Wasser

Der mehrwertige Alkohol oder dessen Oxyderivat dient als gemeinsames Lösungsmittel für den Benzylalkohol und die wässerige Phase des Mittels zum Schrumpfen von Nylon-Kadern. l:s kann daher jeder beliebige mehrwertige Alkohol oder ein Oxyderivat 5 -50
5 -20
2,5-15
1 -10
5 -45
Rest

davon verwendet werden, vorausgesetzt, daß er bzw. daß das Derivat in beiden Phasen des Mittels löslich ist. Die Verwendung eines solchen gemeinsamen Lösungsmittels dient dazu, eine Grenzfläche zwischen dem Benzylalkohol und dem wässerigen Medium zu

beseitigen und führt zur Bildung eines Mittels, welches im wesentlichen aus einer einzigen kontinuierlichen Phase besteht.

Repräsentative Beispiele für die vorstehend genannten geeigneten mehrwertigen Alkohole und deren Oxyderivate sind 1,2-Äthandiol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 14-PentandioI, 1,6-HexandioI, 1,9-Nonandiol, 1,2,3-Propantriol, 2£'-Oxydiäthanol, 2,2'-Oxydinropanol, 1,2,3-Propantriol sowie Gemische davon.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht das wässerige Mittel zum Schrumpfen eines Florgewebes aus Nylon-66, aus 324 Gew.-°/o Calciumnitrat, 74 Gew.-% Benzylalkohol, 74 Gew.-°/o Propandiol, 2Gew.-% 13-DimethyIharnstoff, 10Gew.-% Ameisensäure, 10Gew.-% Milchsäure, 5Gew.-% Glycolsäure und zum restlichen, auf 100% fehlenden Anteil aus Wasser.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das wässerige Mittel zum Schrumpfen von Nylon-6-Florgewebe aus 15Gew.-% Calciumnitrat, 5 Gew.-% Benzylalkohol, 5 Gew.-% Propandiol, t Gew.-% 13-Dimethylharnstoff, 10Gew.-% Ameisensäure und 10Gew.-% Milchsäure und zum restlichen, ίο auf 100% fehlenden Anteil aus Wasser.

Die Bestandteile, die dem wässerigen Mittel zum Schrumpfen von Nylon-Fasern zuzusetzen sind, um es in die Form einer Druckpaste zu bringen, können in den folgenden Mengen angewendet werden:

15

Bestandteile Menge in Teilen pro 100 Teile des Mittels zum Schrumpfen

farbstonie)
Verdickungsmittel

0,1 bis 0,5 bis

Die Druckpaste kann jeden beliebigen zum Bedrukken üblichen Standard-Säurefarbstoff oder -Dispersionsfarbstoff oder eine Kombination von Farbstoffen enthalten, einschließlich Anthrachinon, Azo-, Monoazo-, Chinolin-, Diazo-Farbstoffe.

Das Material für die Druckpaste kann jedes beliebige übliche Verdickungsmittel für Druckpasten enthalten, welches die Druckpaste verdickt und c^e Viskosität bei pH-Werten der Druckpaste von weniger als 2 aufrecht hält.

Ein besonders gut geeignetes Verdickungsmittel ist ein Hydroxyäthylcellulose-Gummi.

Das ggf. in Form einer Druckpaste vorliegende erfindungsgemäße Mittel kann in jeder geeigneten Weise auf Nylon-Florgewebe aufgetragen werden, wie durch Siebdruck und anschließende Behandlung mit gesättigtem Wasserdampf bei 100⁰C, Waschen mit Wasser und Trocknen, wie in der US-PS 41 29 416 beschrieben ist.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Mittels wird in den nachstehenden Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Dieses Mischverfahren bezieht sich auf die Herstellung von 100 kg des Mittels. Alles verwendete Wasser ist entionisiertes Wasser.

In einen Hauptmischtank werden 25,5 kg Wasser und 25 kg Ameisensäure unter Rühren gegeben.

Dann werden in den Inhalt des Hauptmischtankes unter Rühren 2 kg 1,3-Dimethylharnstoff eingeführt.

Schließlich werden zu dem Inhalt des Mischtankes unter Rühren 7,5 kg 1.2-Propandiol gegeben.

Dann werden unter Rühren dem Mischtankinhalt 7,5 kg Benzylalkohol zugesetzt und es wird gerührt, bis eine klare Lösung gebildet ist.

Die Herstellung des Mittels wird vervollständigt, indem 32,5 kg Calciumnitrat unter Rühren dem Inhalt des Hauptmischtankes zugefügt werden, bis eine klare Lösung gebildet ist.

Beispiel 2

Dieses Mischverfahren bezieht sich auf die Herstellung von 100 kg des Mittels. Alles verwendete Wasser ist entionisierl.

In einen Hauptmischtank werden 25,5 kg Wasser, 15 kg Ameisensäure und 10 kg Milchsäure unter Rühren gegeben. Dann werden 2 kg 13-Dimethylharnstoff unter Rühren in den Mischtankinhalt eingeführt.

74 kg 1,2-Propandiol werden unter Rühren dem Mischtankinhalt zugefügt

Schließlich werden dem Inhalt des Hauptmischtankes unter Rühren 74 kg Benzylalkohol zugefügt, bis eine klare Lösung gebildet ist

Die Herstellung des Mittels wird vervollständigt, indem 32,5 kg Calciumnitrat unter Rühren bis zur Bildung einer klaren Lösung in den Inhalt des Hauptmischtankes eingeführt werden.

Das nachstehende Beispiel erläutert ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäben Mittels in Form einer Druckpaste.

Beispiel 3

Dieses Mischverfahren bezieht sich auf die Herstellung von 190 kg der Druckpaste. Alles verwendete Wasser ist entionisiert.

In einen Vormischtank wurden 171,3 kg Wasser,

5,2 kg des Verdickungsmittel Hydroxyäthylcellulosekautschuk und 14,3 kg Propylenglycol unter Rühren bei Raumtemperatur eingeführt. Die gebildete Masse, ein Grund-Verdickungsmittel für eine Druckpaste, wurde gewonnen. Sie hatte eine Viskosität von 90 000mF'as, gemessen mit Hilfe eines Brookfield-Viscometcrs, Modell RVF, unter Verwendung einer Spindel Nr. 7 bei 20 Upm.

In einen Hauptmiscbtank wurden 4,1 kg Wasser, 19,1kg Ameisensäure, 19,1 kg Milchsäure und 9,6 kg Glycolsäure unter Rühren bei Raumtemperatur gegeben.

Dann wurden in den Inhalt des Hauptmischtankes unter Rühren 3,6 kg 1,3-Dimethylharnstoff eingeführt.

Schließlich wurden dem Inhalt des Hauptmischtankes unter Rühren 14,1 kg 1,2-Propandiol zugefügt.

Unter Rühren wurden weiterhin 14,1 kg Benzylalkohol dem Inhalt des Hauptmischtankes zugesetzt und das Rühren wurde bis zur Bildung einer klaren Lösung fortgesetzt.

Dem Inhalt des Hauptmischtankes wurden dann

unter Rühren bis zur Bildung einer klaren Lösung 61,8 kg Calciumnitrat zugegeben.

43,6 kg des oben durch Vormische:; erh&aeuer-Grundmaterials für den Verdicker der Druckpaste wurden unter Rühren in den Inhalt des Ha'.sptmisch ί tanks eingeführt.

Die Herstellung der Druckpaste wurde vervollständigt, indem 286 g Dispersionsfarbstoff Disperse Yellow 74 (Color Index Name), 143 g Dispersionsfarbstoff Disperse Red 55 (Color Index Name) und 38 g Dispersionsfarbstoff Color Index No. 63 285 in den Hauptmischgang gegeben wurden, wobei die Menge der Lösung auf 190 kg gebracht wurde.

Die resultierende Lösung wurde in Form der erfindungsgemäßen Druckpaste gewonnen, die sich zum Präge-Bedrucken von Nyion-Florgeweben eignete. Die Druckpaste wurde geprüft, wobei gefunden wurde, daß sie eine Viskosität von 2000 ± 200 mPas, gemessen mit Hilfe eines Brookfield-Viscometers Modell RVF, Spindel Nr. 4, bei 20 Upm, hatte. Die Paste zeigte gute Viskositätsstabilität, was durch eine Lagerbeständigkeit von mehr als 72 Stunden zum Ausdruck kam.

In dem nachstehenden Beispiel wird die Herstellung eines prägebedruckten Florgewebes aus Nylon-66 erläutert.

Beispiel 4

Ein Stück eines ungefärbten Teppichbodens aus Nylon-66 (Florgewicht 440,84 g/m², Florhöhe 5,56 mm, Dicke 1,98 mm; Flachschlingen-Aufbau) wurde im Flachsiebdruckverfahren mit einem Muster bedruckt, wobei die Druckpaste gemäß Beispiel 3 verwendet wurde.

Die Druckpaste wurde in den Teppichboden eindringen gelassen und der bedruckte Teppichboden wurde unter Verwendung von gesättigtem Dampf von 100⁰C während einer Dausi νχ,-π et*-s 3 Mini;:cn horizontal gedämpf L

Der gedämpfte Teppich wurde dann in übiicner Weise mit Wasser gewaschen, um die Druckpaste zu entfernen, uod im Trockenschrank getrocknet

Der erhaltene Teppichboden wurde aus aem Trockenschrank entnommen und es wurde festgestellt, daß er ein aufgedrucktes Muster hatte, das in Übereinstimmung mit dem Prägemuster war. Der Farbstoff in den geprägten Bereichen d-_-s Teppichs wurde gemäß AATCC 16-E-1964 im Hinbück auf die Lichtbeständigkeit geprüft, wobei gefunden wurde, daß ein Wert von 4 bis 5 nach 80stündiger Durchführung des Tests erhalten wurde. Die Präge- oder Schrumpfungstiefe wurde gemessen und betrug etwa 50% der Florhöhe.

Der erhaltene geprägte Nylon-Teppichboden wurde getestet, wobei festgestellt wurde, daß er im wesentlichen die gleichen Abriebbeständigkeitseigenschaften in den geprägten Bereichen wie in den nichtgeprägten Bereichen hatte. Diese Prüfuni, --.er Abiiebbeständigkeit diente dazu, zu zeigen, daß das erfir dungsgemäße Mitte! zum Schrumpfen von Nylon-Fasern den Zusammenhalt der Nylon-Fasern als Ergebnis der Schrumpfung nicht beschädigt.

Die vorstehenden Daten zeigen, daß das erfindungsgemäße Mittel zum Schrumpfen von Nylon-Fasern die Herstellung von Druckpasten erleichtert, die ausgezeichnete Lagerbeständigkeit bzw. Lebensdauer zeigen und daß die Bildung von prägegedruckten gemusterten Teppichen ermöglicht wird, die gute Lichtbeständigkeit in den bedruckten und geprägten Bereichen besitzen.

Vergleichsversuche

Eine Reihe von Mitteln zum Schrumpfen von Nylon-Fasern wurde einzeln hergestellt, und zwar in folgender Zusammensetzung:

Bestandteile	Mittel zum Schrumpfen	ohne Harnstoff	US-PS
	erfind ungsgemäQes		4129416
	Mittel	II	III
	I
	in Gewichts-%	10,0	10,0
Ameisensäure	10,0	10,0	10,0
Milchsäure	10,0	10,0	10,0
Glycolsäure	10,0
Harnsioffverbindung		0,0	0,0
(1,3-Dimethylharnstoff)	2,0
mehrwertiger Alkohol		10,0	0,0
(1,2-Propandiol)	8,0	10,0	10,0
Benzylalkohol	10,0	30,0	30,0
Calciumnitrat	30,0	0,5	0,5
Verdickungsmittel	0,5
Wasser	der Rest

Jedes dieser angegebenen Mittel zum Schrumpfen wurde in folgender Weise hergestellt:

hol, Calciumnitrz' und Verdickungsmittel.
Zu Beginn wurden folgende Beobachtungen gemacht:

60

Herstellung von Mitteln zum Schrumpfen

Die gesamte Menge der oben genannten Bestandteile wurde in einem Mischbehälter unter Rühren bei Zimmertemperatur der gesamten Wassermenge in folgender Reihenfolge zugefügt: mehrwertiger Alkohol (falls verwendet), Ameisensäure, Milchsäure, Glycolsäure, Harnsioffverbindung (falls verwendet), BenzylalkoMittel I: Es bildete sich eine klare homogene Lösung in einer einzigen kontinuierlichen Phase.

Mittel II: F; bildete sich eine heilgelbe, homogene Lü'-ung in einer einzigen k'-^tiiiuierlichen Phase.

Mittel HI: Es bildete sich eine trübe Mischung, die sich absonderte, sobald der Mischvorgang beendet wurde.

Die Viskosität eines jeden Mitte' wurde mittels eines Brookfield-Viscosimeters (Modell RVF. Nr. 4 Spindel. U/min) festgestellt. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:

Zeit (Stunden)

bei Beginn
nach 24 Stunden
nach 30 Stunden

Mittel /um Schrumpfen
I Il

Viskivqt.it ImPa -1

2000
!500
1 150

I 95"
750
150

I 950
150¹'

■' Die Viskosität wurde nach erneutem Rühren genießen. ii:i sich

die Mischung bereits abgesondert hatte
+ Mitlei III wurde wegen übermäßiger Schaumbildung \or der Messung nach .'0 Stunden entfernt.

Nach 24 Stunden Ruhezeit wurden folgende Beobachtungen gemacht:

Mittel I Diese Lösung blieb klar und homogen mit einer einzigen kontinuierlichen Phase. Es >■", zeigte sich keine Schaumbildung oder Verfärbung. Die Viskosität von 1500 mPas lag innerhalb des Meßbereiches '.on 1500 τ 500 mPas. der zum Siebdruck eines Teppichs notwendig ist. in

Mittel II: Diese Lösung blieb hellgelb und homogen mit einer einzigen kontinuierlichen Phase. Die Viskosität von 7500 mPas lag nicht mehr innerhalb des Meßbereiches, der zum Siebdruck eines Teppichs notwendig ist. D- -!entsprechend lag die Lagerfanigkeit unt;r 24 Stunden. Nach einer Ruhezeit von 24 Stunden war sie zum Imprägnieren von Teppichen nicht mehr geeignet.

Mittel 111: Das Mittel hatte sich unter Schaumbildung in zwei kontinuierliche Phasen getrennt. Wegen der Auftrennung mußte es erneut aufgerührt werden, um die Viskosität von

I 50 mPa« festzustellen. Das Mittel III zeigte keine nennenswerte Lagerfähigkei:. Da die Abtrennung sofort nach Erhalt des Mittels einsetzte, kann es mit Imprägniereil von Teppichen lediglich verwendet werden, wenn es beständig aufgerührt wird.

Nach 30 Stunden Ruhezeit wurden folgende Beobachtungen gemacht:

Mittel I: Diese Lösung blieb klar und homogen mit einer einzigen kontinuierlichen Phase fs zeigte sich keine Schaumbildung oder Verfärbung. Die Viskosität lag innerhalb des Meßbereiches, der zum Siebdruck eines Teppichs notwendig ist (1500 ± 500 m Pas) Diese Lösung wurde nach einer Ruhezeit

C» Λ Γ I I»· YJL/ 6*-

getestet:

Ein Muster eines ungefärbten Nylon-66-Teppichs (Florgewicht 440.85 g/m², Florhöhe 0,56 cm. Flordichte 0,2 cm, flachgeknüpft) wurde im Flachsiebdruckverfahren mit dem Mit'el I imprägniert. Das Muster wurde danach gedämpft, gewaschen und getrocknet. Es zeigte sich eine ausgezeichnete imprägnierung, d. h. die imprägnierten bzw. geschrumpften Spitzen waren flach und /eisten somit ein gleichmäßiges Schrumpfen der einzelnen Fasern der imprägnierten Stellen auf die gleiche Höhe. Die Imprägniertiefe betrug etwa 87% der Florhöhe. Eine Verfärbung der Fasern ar. den imprägnierten Stellen wt.T^e nicht ic■■ !gestellt. Diirru-r.tsprechend zeigte Mittel I eine Lebensdauer von mehr als 30 Stunden. Nach einer 30stündigen Ruhezeit war es immer noch zum Imprägnieren von Nylonteppi-■jhen geeignet.

Mittel II: Dieses Mittel schäumte und war wegen seiner Viskosität von 150mPas als Mittel zum Schrumpfen von Nylonfasern ungeeignet

Claims

Patentansprüche:

1. Wässeriges Mittel zum Schrumpfen von Nylon-Fasern, bestehend aus

a) Calciumnitrat,

b) Benzylalkohol,

c) mindestens einer Carbonsäure aus der Gruppe Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Oxalsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Maleinsäure, Glykolsäure, Milchsäure, Glycerinsäure. Apfelsäure, Weinsäure und Zitronensäure,

d) einem mehrwertigen Alkohol oder einem Oxy-Derivat eines mehrwertigen Alkohols,

e) einer Harnstoffverbindung aus der Gruppe Harnstoff, Thioharnstoff und 1,3-Dimethylharnstoff.ggf.

f) einem Farbstoff und einem zur Bildung einer Druckpaste geeigneten Verdickungsmittel sowie

g) Wasser.