DE68916118T2

DE68916118T2 - Verfahren zur Herstellung von bemusterten Polgeweben.

Info

Publication number: DE68916118T2
Application number: DE68916118T
Authority: DE
Inventors: Richard Victor Gregory; Daniel Taylor Mcbride; Michael David Morris
Original assignee: Milliken Research Corp
Current assignee: Milliken and Co
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2009-06-16
Also published as: DK299689D0; NZ229877A; DK171148B1; ATE107375T1; US4846845A; DK299689A; CA1310798C; JPH0268375A; DE68916118D1; EP0351065A1; EP0351065B1; AU3782489A; AU619868B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Florware mit Reliefstruktur und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Waren. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Reliefbildungs-Verfahren, bei dem die Zugfestigkeit der Fasern des Teils des Flors, in dem das Relief erzeugt werden soll, so verringert wird, daß der Flor in diesen ausgewählten Bereichen durch mechanische Mittel entfernt werden kann.
Bei der Herstellung von Florwaren ist es häufig erwünscht, eine Reliefwirkung auf der Oberfläche davon zu erzeugen, um das dekorative Aussehen zu verbessern. Einer der frühen Versuche, um eine derartige Reliefwirkung zu erzielen, bestand in der Anwendung einer heißen Prägerolle oder -platte, die graviert oder auf andere Weise behandelt worden war, um ein gewünschtes Muster als erhöhtes Relief auf der Oberfläche der Florware zu erzeugen. Verfahren, die vorgeschlagen wurden zur Umgehung der Verwendung von Prägerollen, umfassen solche, wie sie angegeben sind in der US-A-2 790 255 und US-A-2 875 504. Wie in diesen Patentschriften angegeben, besteht die Florware aus einer Kombination von schrumpfbaren und nicht-schrumpfbaren Garnen; wenn die Ware dem Einfluß von Wärme unterworfen wird, schrumpft der aus den schrumpfbaren Garnen gebildete Flor während die Grundgarne und nicht-schrumpfbaren Garne unverändert bleiben, was zu einer Flor führt mit hohen und niedrigen Bereichen, um das Aussehen eines geprägten oder in Mustern geschorenen Produktes zu ergeben.
Andere Verfahren zur Reliefbildung, bei denen die Schrumpfung der Fasern durch chemische Mittel ausgenutzt wird, sind bekannt. So wurde z. B. vorgeschlagen, daß Florwaren, bestehend aus Nylon-Teppichfasern mit einer texturierten oder geprägten Oberfläche hergestellt werden können durch selektives Zusammenbringen der Oberfläche des Teppichs mit einem chemischen faserschrumpfenden Mittel dafür, wobei die Schrumpfung dazu dient, die Höhe des Flors in den behandelten Bereichen zu verringern, wodurch eine texturierte Oberfläche entsteht. In diesem Zusammenhang beschreibt die US-A-3 849 157 die Verwendung eines Prägemittels, das in einen flüssigen Ausgangsträger, enthaltend ein Metallhalogenid wie Zinkchlorid und eine Säure wie Essigsäure, eingemischt ist, das zur Schrumpfung der Florfasern in den ausgewählten Bereichen, auf die es aufgebracht worden ist, führt. Ein ähnliches Verfahren zur Erzeugung einer Reliefwirkung auf Nylon-Florwaren ist in der US-A-3 849 158 beschrieben, wo ein Prägemittel wie Benzotriazol, Hydroxyessigsäure oder Ameisensäure usw., wenn es aufgebracht wird, zu einer Reliefwirkung führt durch Schrumpfen ausgewählter Bereiche.
Die US-A-3 856 598 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung von texturierten Wirkungen in einem Drei-Komponenten-Laminat, umfassend das Aufbringen eines Schrumpfmittels auf die Faser- Komponente des Laminats, Trocknen des Stoffes und Waschen des Stoffes. Die Patentschrift beschreibt viele Arten von Schrumpfmitteln, die angewandt werden können, abhängig von der Art der Komponenten des Laminats. In Bezug auf Nylon ist angegeben, daß das Schrumpfmittel ein saures Material mit einer Dissoziationskonstante größer als etwa 2 · 10&supmin;&sup5; ist, wie ein- und mehrbasische anorganische Säuren und organische Säuren wie Acrylsäure, Ameisensäure, Monochloressigsäure, o-Chlorbenzoesäure und sogar Sulfonsäuren wie p-Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure und Phenole wie m-Cresol und p-Chlorphenol (Spalte 4, Zeilen 47-59). Die Patentschrift betont, daß die Säure so ausgewählt werden sollte, daß sie einen Faserabbau möglichst gering hält (Spalte 4, Zeilen 60-64)
Eine zweite Kategorie von üblicherweise als "chemische Reliefbildungs-Verfahren" bezeichneten Methoden wendet eine vollständige Auflösung der Florfasern an, die mit dem aufgebrachten chemischen Reliefbildungsmittel in Kontakt kommen. Beispiele dafür, was als chemisches Faserauflösverfahren zur Reliefbildung bezeichnet wird, sind Verfahren wie sie angegeben sind in der US-A-3 567 548 und US-A-3 830 683. In der zuerst genannten Patenschrift wird ein Verfahren beschrieben zur Reliefbildung bei Florfasern z. B. aus Acryl und Polyester durch Abscheiden von ein polares Lösungsmittel enthaltenden Lösungen auf die Fasern in dem Flor wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid mit einer Viskosität von 1800 bis 3600 kg/(m)·(h) (500 bis 1000 cps). Nach diesem Verfahren wird eine tiefe Kontur in dem Material erzeugt durch vollständiges Lösen von Teilen des Flors, auf die die Lösung aufgebracht worden ist. Ähnlich beschreibt die US-A-3 830 683 ein Verfahren zum Prägen oder zur Reliefbildung in einer Nadelflorware, die mit einem dekorativen Muster bedruckt ist. Nach dieser Beschreibung enthält die Tinten- bzw. Farbzubereitung, die zum Bedrucken des Stoffes verwendet wird, ein Lösungsmittel für den Teppich und die Druckstufe wird unmittelbar gefolgt von einer Dämpfstufe, was zu einer Kombination von Faserschrumpfung und Lösen zur Erzeugung der Prägewirkung führt. Der Teppich kann gewaschen und getrocknet werden, um ein Teppichprodukt mit einem geprägten Muster zu erhalten.
Unglücklicherweise sind jedoch mit der Anwendung der bekannten Verfahren zur Reliefbildung in Florwaren Probleme verbunden, die die Herstellung eines Produktes zu einem vernünftigen Preis mit einer sehr guten Qualität verhindert haben. Die Anwendung von beheizten Prägerollen führt zu einem teilweisen oder vollständigen Schmelzen der geprägten Bereiche. Fasern können ihre individuelle Integrität verlieren und miteinander verbunden werden. Das Gefühl oder der Griff der geprägten Bereiche ist oft hart und unangenehm. Die jüngeren Prägeverfahren waren nicht vollständig erfolgreich beim überwinden dieser Probleme. Solche Verfahren, die ein chemisches Schrumpfungsmittel für die geprägten bzw. vertieften Bereiche anwenden, waren im allgemeinen nicht zufriedenstellend, da die geprägten Bereiche dazu neigen, hart zu sein und einen unangenehmen Griff zu besitzen.
Die Verwendung von Lösungsmitteln zum Lösen ausgewählter Bereiche, war weitgehend nicht erfolgreich, da das Lösungsmittel die gesamte Florlänge in den zu prägenden oder zu vertiefenden Bereichen zerstören kann und dadurch die Unterlage der Florware freilegen kann, was nicht erwünscht ist. Selbst wenn eine vollständige Lösung des Flors vermieden wird, kann die Integrität der Fasern zerstört werden und ein harter unangenehmer Griff kann das unvermeidliche Ergebnis sein.
Auch wenn eine Schrumpfung der Florfasern als Mittel zur Erzeugung einer Reliefwirkung angewandt wird, kann es sein, daß die Verringerung der gesamten Florhöhe allgemein nicht mehr als 40% beträgt, ohne daß ein unerwünschter Verlust der Faserintegrität und ein daraus entstehender unerwünschter Griff und ein unangenehmes Aussehen auftreten. Eine solche Begrenzung kann das Schrumpfverfahren ungeeignet machen, wenn es erforderlich oder erwünscht ist, mehr als etwa 40% des Flors zu entfernen, um die erwünschte ästhetische Wirkung zu erzielen. Das ist von besonderer Bedeutung, wenn die Reliefwirkung mit einem gedruckten Muster auf der Florware übereinstimmen soll, wo eine Verringerung der Florhöhe um 40% oder weniger nicht zu einer ausreichend deutlichen visuellen Wirkung, wie sie von kommerzieller Bedeutung ist, führen würde. Bei Florwaren mit gedruckten Mustern, kann es erforderlich sein, mehr als etwa 40% der Florlänge in ausgewählten Bereichen zu entfernen, z. B. 50% oder sogar mehr, um die erwünschte visuelle Wirkung zu erzielen.
Die US-A-4 353 706 beschreibt ein Verfahren zur Reliefbildung von Florwaren, wobei ein Verlust der einzelnen Faserintegrität in den geprägten oder vertieften Bereichen vermieden wird. Die Länge des verbleibenden Flors in den vertieften Bereichen wird so kontrolliert, daß nur ein Teil des Flors entfernt wird, oder gegebenenfalls der gesamte freiliegende Teil des Flors entfernt wird, wie dies erwünscht ist. Florwaren, z. B. Nylon-Florwaren, werden mit einer Reliefstruktur oder texturierten Oberflächen versehen, mit einem überlegenen Griff, mit Hilfe eines Verfahrens, das angepaßt werden kann an bekannte Standardausrüstungen zum selektiven Färben von Florwaren in einem Muster. Dieses Verfahren erlaubt auch die Herstellung von Nylon- Florwaren mit Reliefbereichen, die mit einem gedruckten Muster übereinstimmen.
Die Lehre der US-A-4 353 706 liefert ein Verfahren zur Reliefbildung auf einer Florware z. B. einer Nylon-Florware, umfassend das selektive Zusammenbringen der Floroberfläche der Ware mit einer faserabbauenden Masse, wobei die Masse ein faserabbauendes Mittel in einer solchen Menge enthält, die ausreicht um die Zugfestigkeit der Fasern des Flors in den ausgewählten Bereichen zu verringern, so daß die Florfasern durch mechanische Wirkung entfernt werden können, wobei das faserabbauende Mittel eine alkylierte aromatische Sulfonsäure mit einem pK-Wert von etwa 0,1 bis 2 ist und die faserabbauende Masse zusätzlich ein Verdünnungsmittel für das faserabbauende Mittel enthält. Erhitzen der Florfasern auf eine Temperatur, die ausreicht, um die Zugfestigkeit der Fasern des Flors in den ausgewählten Bereichen ausreichend zu verringern, so daß diese Fasern mechanisch entfernt werden können, wobei die Temperatur jedoch niedrig genug ist, daß sie nicht zu einem vollständigen Abbau der Faserintegrität vor der mechanischen Entfernung führt, und Entfernung des abgebauten Teils der Florfasern durch mechanische Mittel, um eine Florware mit Reliefstruktur zu erhalten.
Die bei dem Verfahren der US-A-4 353 706 angegebenen faserabbauenden Mittel sind Benzolsulfonsäure, Naphthalinsulfonsäure und alkylierte aromatische Sulfonsäuren mit einem pK-Wert von etwa 0,1 bis 2 vorzugsweise von etwa 0,4 bis etwa 1. Beispiele für die angegebenen alkylierten Sulfonsäuren umfassen o-, m- und p-Toluolsulfonsäuren und höher alkylierte aromatische Sulfonsäuren, bei denen die Alkyl-Gruppe gerad- oder verzweigtkettig sein kann und 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten kann. p-Toluolsulfonsäure ist als bevorzugtes faserabbauendes Mittel angegeben. Nachdem die faserabbauende Masse auf die Florware aufgebracht worden ist, lehrt die US-A-4 353 706, daß die Ware bzw. der Stoff bei einer Temperatur behandelt wird, die ausreicht, um eine wesentliche Verringerung der Zugfestigkeit der Fasern herbeizuführen, wobei allgemein Temperaturen von etwa 49ºC (120ºF) bis etwa 121ºC (250ºF) angewandt werden können. Dampf kann bequem für diesen Zweck angewandt werden, und, wenn es erwünscht ist, erhöhte Temperaturen von etwa 100ºC (212ºF) bei der Dampfbehandlung anzuwenden, kann überhitzter Dampf oder unter Druck stehender Dampf angewandt werden. Die Temperatur, auf die der Stoff erhitzt wird, variiert abhängig von der Zusammensetzung und den dadurch auftretenden Kristallinitätseigenschaften des Substrats. So werden Nylon 6-Fasern auf einen bevorzugten Temperaturbereich von etwa 49ºC (120ºF) bis etwa 82ºC (180ºF) erhitzt, während Nylon 66-Fasern auf etwas höhere Temperaturen von etwa 57ºC (160ºF) bis etwa 121ºC (250ºF) erhitzt werden.
Obwohl die erwünschten Ergebnisse der Reliefbildung von Florwaren, die hauptsächlich aus Nylon 6-Fasern bestehen, erzielt werden können unter Anwendung des erwähnten Verfahrens der US-A-4 353 706 bei verhältnismäßig niedrigen Verfahrenstemperaturen von etwa 49ºC (120ºF) bis etwa 82ºC (180ºF). Alle Versuche der Bearbeitung von Florwaren, bei denen Wärme, Dampf von über 82ºC (180ºF) bis etwa 100ºC (212ºF), angewandt wurde, dem Fachmann üblicherweise bekannt als "atmosphärische Dampfbehandlungsbedingungen", wurden die selektiv in Kontakt gekommenen Bereiche des Flors, der hauptsächlich aus Nylon 6-Fasern bestand, in einem Ausmaß abgebaut, daß der Griff sehr grob wurde und der hauptsächlich aus Nylon 6-Fasern bestehende Flor im wesentlichen vollständig abgebaut wurde. Es ist für den Fachmann auch bevorzugt, daß die Fixierung von Farbstoffen auf Florwaren, bestehend aus Nylon, Wolle oder Nylon/Wolle-Gemischen unter "atmosphärischen Dampfbedingungen" stattfindet. Die GB-A-2 074 206 beschreibt die Verwendung von Toluolsulfonsäuren als faserabbauende Mittel.
Es ist folglich das Hauptziel der Erfindung ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem Florwaren, bestehend hauptsächlich aber nicht darauf beschränkt, aus Nylon 6-Fasern selektiv mit einer faserabbauenden Masse in Kontakt gebracht werden, in einer Konzentration, die ausreicht, um die Zugfestigkeit der Fasern des Flors in den ausgewählten Bereichen zu verringern, wobei die Fasern mit atmosphärischem Dampf erhitzt werden, wodurch die Fasern des Flors abgebaut und die Farbstoffe günstigerweise fixiert werden. Dann können die Fasern des Flors durch mechanische Wirkung entfernt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung liefert ein Verfahren zur Reliefbildung in einer Florware mit Florfasern, ausgewählt aus Nylon, Wolle und Nylon/Woll-Gemischen, umfassend:
(a) selektives Zusammenbringen der Oberfläche einer Florware in einem Muster mit einer faserabbauenden Masse, die in einer von 50-500 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Florware, aufgebracht wird, um die Zugfestigkeit der Fasern des Flors zu verringern, wobei die Masse 10 bis 70 Gew.-% eines faserabbauenden Mittels, bezogen auf das Gewicht der Masse, umfaßt, wobei das faserabbauende Mittel ausgewählt ist aus einer Verbindung der Formel:
in der R, und R' jeweils unabhängig ausgewählt sind aus einer niederen Alkyl-Gruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen;
(b) Erhitzen der Florware auf eine Temperatur von 82ºC (180ºF) bis 121ºC (250ºF), um die Fasern der Florware, auf die das faserabbauende Mittel aufgebracht worden ist, abzubauen;
(c) Neutralisieren des faserabbauenden Mittels und
(d) Entfernen der abgebauten Florfasern durch mechanische Maßnahmen, um eine Reliefflorware zu erhalten.
Die Florwaren, die erfindungsgemäß behandelt werden können, umfassen nahezu alle Florwaren, z. B. Florteppiche, Posterwaren bzw. Polsterstoffe und ähnliches. Beispiele für die Fasern, die die Florwaren bilden, umfassen synthetische Fasern, hergestellt aus Polyamiden oder Nylonarten, die dem Fachmann bekannt sind, sowie natürliche Fasern wie Wolle und Gemische dieser Fasern.
Die bevorzugten Florfasern, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandt werden, umfassen Nylon und Nylon/Woll- Gemische. Synthetische Fasern, die aus Polyamiden hergestellt worden sind bzw. Nylon, sind dem Fachmann bekannt und diese Ausdrücke werden hier so verwendet, daß sie beliebige langkettige polymere Amide umfassen, die wiederkehrende Gruppen als integralen Teil der Hauptpolymer-Kette umfassen, und die in der Lage sind, zu Fäden geformt zu werden, in denen die Strukturelemente in der Richtung der Achse der Kette orientiert sind.
Polyamidharze, die in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, werden im allgemeinen gebildet durch Umsetzung der Dicarbonsäure mit einem Diamin oder die Selbstkondensation einer Aminocarbonsäure. Illustrativ für diese Polyamidharze sind Nylon 66, das hergestellt worden ist durch Kondensation von Hexamethylendiamin mit Adipinsäure; Nylon 610, das hergestellt worden ist durch Kondensation von Hexamethylendiamin und Sebacinsäure, wobei die beiden genannten, so wie sie hergestellt worden sind, Molekulargewichte von etwa 20 000 bis 50 000 oder darüber besitzen; Nylon 6, das hergestellt worden ist durch Selbstkondensation von &epsi;-Amino-carbonsäure oder Caprolactam; Nylon 11, das hergestellt worden ist durch Selbstkondensation von 11-Aminoundecansäure, sowie eine Vielfalt von Polymeren die aus polymerisierten zweibasischen Säuren und Polyamin-Verbindungen hergestellt worden sind. Die bevorzugten Fasern sind Nylon 6, Nylon 66 und Gemische dieser beiden Nylonarten mit Wolle.
Die faserabbauende Masse des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Florwaren aufgebracht, um die erwünschte Reliefwirkung zu erzeugen. Die faserabbauende Masse enthält ein faserabbauendes Mittel als Hauptwirkstoff der Masse. Für die Zwecke der Erfindung kann der Ausdruck "faserabbauende Masse" definiert werden als irgendeine aktive chemische Verbindung oder Masse, die wenn sie auf die Florware aufgebracht wird, dazu führt, daß ein Teil des Flors, auf den sie aufgebracht worden ist, brüchig wird oder die zu einer wesentlichen Verringerung der Zugfestigkeit des Teils der Fasern führt, auf die sie aufgebracht worden ist, ohne daß die Fasern tatsächlich gelöst werden, so daß der abgebaute Teil des Flors in einer späteren Stufe des Verfahrens mechanisch entfernt werden kann. Es sollte möglich sein, die Masse in anschließenden Stufen zur Reliefbildung im wesentlichen zu entfernen oder zumindest zu inaktivieren. Andere Eigenschaften der faserabbauenden oder zur Reliefbildung führenden Verbindung, die erwünscht sind, umfassen eine Verträglichkeit mit verschiedenen Farbstoffen, Verdickungsmitteln und die Fähigkeit durch Faktoren, wie Zeit und Konzentration, gesteuert zu werden, wodurch es möglich wird, die Temperatur auf atmosphärische Dampfbedingungen festzulegen.
Die faserabbauende Masse, die auf die Florfasern aufgebracht wird, um die erwünschte Reliefwirkung zu erzielen, enthält ein faserabbauendes Mittel für den Flor der Florware. Das faserabbauende Mittel sollte in der Masse in einer ausreichenden Konzentration vorhanden sein, um die Zugfestigkeit der Fasern so zu verringern, daß die Fasern nach der Anwendung von Wärme mechanisch entfernt werden können. Die Konzentration des reliefbildenden Mittels sollte nicht so hoch sein, daß sie zu einer vollständigen Zerstörung der Faserintegrität vor der anschließenden mechanischen Entfernung führt. Es hat sich gezeigt, daß das faserabbauende Mittel vorzugsweise eines oder mehrere der Isomere von Xylolsulfonsäure ist und vorzugsweise in der faserabbauenden Masse in einer Menge von etwa 10 bis 70, vorzugsweise von etwa 15 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der faserabbauenden Masse, enthalten sein kann.
Das faserabbauende Mittel ist in der faserabbauenden Masse zusammen mit einem geeigneten Verdünnungsmittel enthalten. Das Verdünnungsmittel kann ein Lösungsmittel für das faserabbauende Mittel sein oder alternativ sollte das Mittel, wenn es nicht löslich ist, in der Masse in feinteiliger Form vorliegen, d. h. es sollte in mikropulverisierter Form vorliegen, was Teilchendurchmesser in der Größenordnung von 100 um oder darunter, vorzugsweise sogar 20 um oder darunter, angibt. Ein solche Dispersion stellt sicher, daß das Mittel gleichmäßig während des Verfahrens über der Faser in dem gewünschten Bereichen verteilt wird, so daß die Abbauwirkung sich gleichmäßig in den gewünschten Teilen oder allen Fasern entwickelt. Die faserabbauende Masse kann vorzugsweise überwiegende Mengen an Wasser als Lösungsmittel für das faserabbauende Mittel enthalten, obwohl andere Lösungsmittel z. B. Wasser, enthaltend Methanol und Ethanol, angewandt werden können. In jedem Fall wird angenommen, daß die Änderung der Zugfestigkeit der Faser verursacht wird durch eine Hydrolyse-Reaktion, die zu einem Brechen der Bindungen des die Fasern bildenden Moleküls führt. So müssen an der Reaktionsstelle Wasserstoff-Ionen zusammen mit dem faserabbauenden Mittel vorhanden sein, und das kann bequem durch die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel erreicht werden.
Die Masse kann ferner ein Verdickungsmittel, z. B. natürliche und synthetische Gummen und Cellulose-Derivate, enthalten durch das die Viskosität der Masse in bekannter Weise variiert werden kann, um Viskositätseigenschaften zu erhalten, die in der Drucktechnologie erforderlich sind, und um es zu ermöglichen, daß das faserabbauende Mittel auf den Faser haftet und darauf wirkt und das gedruckte Muster beibehält. Im allgemeinen kann die Viskosität der Masse vorzugsweise von etwa 360 bis etwa 3600 kg/m·h (100 bis etwa 1000 cps) bei 25ºC betragen, gemessen mit einer Brookfield-Spindel Nr. 3 bei 30 UpM.
Das faserabbauende Mittel kann auf die Florware in einer Menge von etwa 50 bis 500%, vorzugsweise 150 bis 250%, bezogen auf das Gewicht des Bereichs des Substrats, betragen, in dem ein Relief erzeugt werden soll. Das faserabbauende Mittel kann auf die Florware in Form einer im wesentlichen transparenten Masse aufgebracht werden, so daß die einzige Veränderung des Produktes die Erzeugung der Reliefwirkung ist. Wahlweise kann die faserabbauende Masse ein Teil einer Farbstoff- oder einer Pigmentmasse sein, die zum Bedrucken des Stoffes verwendet wird, so daß die Farbe in vollständiger Übereinstimmung mit den Bereichen auftritt, auf die die faserabbauende Masse selektiv aufgebracht worden ist. Der Farbstoff oder das Pigment kann allgemein in Form einer Druckpaste vorliegen, zu der entsprechende Mengen des Mittels zugesetzt wird. Bei der Herstellung derartiger modifizierter Farbstoffmassen müssen auch die Viskositäten und Farbstoffkonzentrationen, die für eine wirksame Färbung erforderlich sind, kontrolliert werden. Die auftretende Wirkung ist ein geprägtes Muster, das mit dem gedruckten Muster mit Farbe in den bedruckten Bereichen vollständig übereinstimmt.
Auf den ausgewählten Bereichen, auf die das faserabbauende Mittel aufgebracht worden ist, kann das Ausmaß der Florentfernung und damit die Tiefe des Reliefs kontrolliert werden durch Veränderung der Menge an faserabbauender Masse die aufgebracht wird, oder durch Veränderung der Konzentration des faserabbauenden Mittels in der faserabbauenden Masse oder beides. Ferner kann die Menge an entferntem Flor in den ausgewählten Bereichen in einem gewissen Masse auch kontrolliert werden, durch die Eindringtiefe der Masse, enthaltend das faserabbauende Mittel, in dem Flor der Florware. Die Eindringtiefe kann kontrolliert werden durch Veränderung von beispielsweise der Viskosität der faserabbauenden chemischen Masse.
Das Aufbringen der faserabbauenden Masse auf die Florware kann durchgeführt werden unter Anwendung einer von verschiedenen Arten von bekannten Druckvorrichtungen, wodurch das Erfordernis an teuren Präge- oder Reliefbildungs-Einrichtungen vermieden wird. Ferner wird es möglich, auf einer Oberfläche ein Relief zu erzeugen, ohne daß ein solcher Druck auf den Flor ausgeübt werden muß, der zu einer permanenten Verformung des Flors führt. Außerdem besitzt das Produkt, da das Relief durch die Entfernung von Teilen des Flors entsteht, und nicht durch Schrumpfung des Flors in ausgewählten Bereichen einen wesentlich weicheren Griff als er sonst bei einer vorgegebenen Tiefe des Reliefs auftreten würde, und es zeigt auch die Vorteile von Produkten, die durch verschiedene Druckverfahren hergestellt worden sind im Gegensatz zu gewebten Stoffen, und Stoffen wo mit der Hand ein Relief erzeugt worden ist. Die bevorzugte Vorrichtung zum Aufbringen der faserabbauenden Masse kann eine Strahlfärbevorrichtung sein, wie die in der US-PS-4 084 615 von Norman E. Klein und William H. Stewart, übertragen auf Milliken Research Corporation, angegeben ist, auf die hier verwiesen wird.
Nachdem die faserabbauende Masse auf die Florware aufgebracht worden ist, wird der Stoff auf eine Temperatur erhitzt, die zu einer wesentlichen Verringerung der Zugfestigkeit der Fasern führt. Obwohl Temperaturen von etwa 120 bis 250ºF angewandt werden können, sind atmosphärische Dampfbedingungen, Temperatur über 180 bis 212ºF, die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Allgemein kann die Florware eine ausreichende Zeit erhitzt werden, um einen Abbau der ausgewählten Bereiche der Florware hervorzurufen. Wenn das Heizmittel Dampf ist, hat es sich gezeigt, daß das Erhitzen mindestens etwa 1 min, vorzugsweise etwa 3 bis etwa 30 min, lang durchgeführt werden sollte. Die Zeit des Erhitzens sollte so eingestellt werden, daß sie zu dem gewünschten Abbau des speziellen Fasersubstrats führt. So tritt, wenn die Zeit der Behandlung zu kurz ist, ein unzureichender Abbau ein, um eine anschließende Entfernung des Flors durch mechanische Mittel zu ermöglichen. Wenn die Zeit zu lang ist, kann der Flor vollständig abgebaut werden, was zu einem unerwünschten Produkt führt, bei dem entweder kein restlicher Flor in den behandelten Bereichen vorhanden ist oder ein unangenehmer Griff der geprägten Bereiche auftritt.
Nach dem Dämpfen wird die Florware vorzugsweise mit einer Lösung einer Base, ausgewählt aus einem Hydroxid, Carbonat oder Phosphat von Metallen der Gruppe I und II neutralisiert. Um die Aktivität des faserabbauenden Mittels auszuschalten, hat sich diese Stufe in dem Verfahren als außerordentlich wichtig erwiesen, um einen weiteren Abbau der Faser der Florware während der Lebensdauer der fertigen Florware zu vermeiden und einen Verlust an Farbe in den angrenzenden gefärbten Bereichen der Reliefbereiche durch eine Reaktion von aktivem faserabbauenden Mittel mit den zur Färbung der angrenzenden gefärbten Bereiche angewandten Farben auszuschalten. Die Florware kann mit Wasser gewaschen werden, um die Bestandteil der faserabbauenden Masse von der Florware zu entfernen.
Wie oben erwähnt, können die ausgewählten Bereiche der Florware, auf die das faserabbauende Mittel aufgebracht worden ist, mechanisch entfernt werden. Eine mechanische Einwirkung, die eine solche Entfernung hervorruft, kann eingeleitet oder sogar vollständig durchgeführt werden, während der oben beschriebenen Waschstufe, durch einfaches Aufsprühen der Waschlösung auf die gesamte Oberfläche des Substrats mit hoher Geschwindigkeit. Wahlweise kann das mechanische Mittel durch das die abgebauten Teile entfernt werden, ein einfacher Klopfer sein, der eine solche Wirkung auf die ganze Oberfläche des Stoffes ausübt, von der die abgebauten Fasern entfernt werden sollen. Allgemein hängt der Grad der mechanischen Einwirkung ab von der erhaltenen Zugfestigkeit der Fasern nach dem Abbau in den Bereichen, in denen das Relief erzeugt werden soll. Die mechanische Entfernung des abgebauten Flors kann während der Waschstufe, wie oben erwähnt, durchgeführt werden oder wahlweise nach dem Waschen, aber vor dem Trocknen oder sogar nach dem Trocknen des Stoffes.
Eine große Anzahl von Produkten kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Die Produkte können angewandt werden für Boden-, Wand- oder Deckenauskleidungen, Vorhänge, Polsterwaren und ähnliches und tatsächlich überall, wo Florwaren angewandt werden. Sie können leicht zur Dekoration beliebiger Oberflächen verwendet werden, auf denen Florwaren angewandt werden können. Viele zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten sind für den Fachmann offensichtlich.
Die folgenden Beispiele sind nur zur Illustration angegeben und sollen den Gegenstand der Erfindung in keiner Weise beschränken. Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wurde das Verfahren durchgeführt an 100% Allied Type 521 Perfect Luster, Anso IV, Nylon 6 und gesponnen zu einem zweifachen Garn. Das Nylon 6 lag in Form eines getufteten Teppichs mit 0,254 cm (1/10 Inch) Tufthöhe vor, mit einem Gewicht von 1020,6 g (36 ounces)/0,84 m² (square yard) getuftet in einem Polypropylen-Vliesstoff als Unterlage.
Der Teppich wurde zunächst auf etwa 100% benetzt, bezogen auf das Trockengewicht des Teppichs (im folgenden als Prozent auf Trockenbasis bezeichnet), mit einer wäßrigen Lösung von Xanthangummi, um die Gleichförmigkeit der gleichzeitig vorliegenden Färbung auf dem Teppich zu erhöhen. Eine faserabbauende Masse wurde dann auf ausgewählte Bereiche des Teppichs mit etwa 250% auf Trockenbasis aufgebracht. Auf den Rest des Teppichs wurde eine übliche wäßrige saure Farbstofflösung aufgebracht. Das Aufbringen der Masse wurde mit Hilfe der in der US-A-4 084 615 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt. Die faserabbauende Masse bestand aus Xanthangummi in einer ausreichenden Menge, um eine Viskosität von etwa 600 Centipoise, abgelesen mit einem Brookfield LVT Viskosimeter, Spindeln Nr. 3, bei 30 UpM zu erreichen, 2 Gew.-% Mineralöl, als Ortholube 100 bezeichnet und erhältlich von Milliken Chemical, einer Untergruppe von Milliken & Company, und einem faserabbauenden Mittel in einer Konzentration von etwa 26 Gew.-% Xylolsulfonsäure. Der Teppich wurde auf übliche Weise bei 100ºC (212ºF) 8 min gedämpft, um die Reaktion zwischen der Teppichfaser und der faserabbauenden Masse zu aktivieren und den Farbstoff zu fixieren. Der Teppich wurde dann in einer 0,5 kmol/kg wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid gewaschen, um etwaiges nichtumgesetztes faserabbauendes Mittel zu neutralisieren. Der Teppich wurde dann bei etwa 7ºC (70ºF) mit Wasser gewaschen, um vorhandene Chemikalien und Xanthangummi zu entfernen und auf übliche Weise bei 96ºC (230ºF) getrocknet. Vor der endgültigen Fertigstellung wurde der Teppich einer mechanischen Schlagwirkung über die gesamte Oberfläche des Teppichs unterworfen und dann abgesaugt, um die abgebauten Fasern zu entfernen.
Während und nach dem Verfahren wurden die folgenden Beobachtungen gemacht:
(1) Vor der Dampfbehandlung trat keine Verringerung der Florhöhe in den zur Reliefbildung behandelten Bereichen oder ein Gewichtsverlust auf.
(2) Eine Verringerung der Florhöhe von etwa 10 bis etwa 20% wurde nach der Dampfbehandlung in den vertieften Bereichen beobachtet. In diesen Bereichen war die Faserintegrität unverändert, aber die Faserfestigkeit drastisch reduziert.
(3) Nach der mechanischen Einwirkung auf die Oberfläche des Teppichs waren etwa 75% des Flors in dem ausgewählten Bereich in Form eines staubartigen Rückstands entfernt worden.
(4) Die restlichen Fasern in den ausgewählten vertieften bzw. Reliefbereichen behielten ihre Faserintegrität und waren im wesentlichen von der faserabbauenden Masse nicht verändert.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Konzentration an Xylolsulfonsäure in der faserabbauenden Masse von etwa 26 Gew.-% auf etwa 33,5 Gew.-% erhöht wurde. Nach dem Trocknen wurde eine sehr harte und vollständig umgesetzte (abgebaute) Faser beobachtet. Im wesentlichen die gesamten Fasern waren in den ausgewählten vertieften Bereichen entfernt.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Konzentration an Xylolsulfonsäure in der faserabbauenden Masse von etwa 26 Gew.-% auf etwa 15 Gew.-% verringert wurde. In den ausgewählten Bereichen hatte nahezu keine sichtbare Reliefbildung stattgefunden.

Beispiele 4 bis 11

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß das faserabbauende Mittel p-Toluolsulfonsäure (PTSA) in einer Menge von etwa 33,5 Gew.-% bis etwa 26 Gew.-% in der faserabbauenden Masse war (siehe Tabelle 1). Diese Beispiele zeigen deutlich, die Unmöglichkeit die Florhöhe des Teppichs durch PTSA zu kontrollieren. Tabelle 1 Beispiel Nr. Prozent PTSA Ergebnis Sehr hart, 100% entfernt Wie in Beispiel 4 Weniger hart, etwa 95% entfernt Nahezu keine Entfernung Wie in Beispiel 10

Beispiel 12

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Neutralisationsstufe in dem Verfahren weggelassen wurde. Der erhaltene, mit einem Relief versehene Teppich besaß eine wesentlich geringere Lichtechtheit der gefärbten Teile des an die ausgewählten vertieften Bereiche angrenzenden Teppichs.

Beispiel 13

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß der Teppich ein Gewicht von 595,4 g (21 ounces)/0,84 m² (square yard), eine Florhöhe von 0,635 cm (1/4 Inch) besaß und aus kontinuierlichen Nylon 6 Einzelfasern aus Dänemark bestand und die faserabbauende Masse von 26 Gew.-% auf etwa 23 Gew.-% verringert wurde. Die vertieften Bereiche besaßen eine visuelle Verringerung der Florhöhe von etwa 80%.

Beispiel 14

Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß der Teppich ein Gewicht von 978,1 g (34,5 ounces) pro 0,84 m² (square yard) eine Tufthöhe von 0,254 cm (1/10 Inch) besaß und aus Type P452 Dupont Regular Dye, Antron III, kontinuierliches Filament, Nylon 66 bestand. Die vertieften Bereiche wiesen eine visuelle Reduktion der Florhöhe von etwa 60% auf.

Beispiel 15

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß der Teppich aus 100% Neuseeland-Wolle mit einer Tufthöhe von 0,254 cm (1/10 Inch) bestand, wobei 14,5 Tuftstiche pro 2,54 cm (Inch) vorhanden waren, das Gewicht 1417,5 g (50 ounces) pro 0,84 m² (square yard) betrug und der Teppich vorher auf die in der US-A-4 415 331 beschriebenen Weise behandelt worden war vor dem Aufbringen der faserabbauenden Masse. Die Menge an faserabbauendem Mittel wurde von etwa 26 Gew.-% auf etwa 30 Gew.-% in der faserabbauenden Masse erhöht. Die vertieften Bereiche besaßen eine visuelle Verringerung der Florhöhe von etwa 80%.

Claims

1. Verfahren zur Reliefbildung in einer Florware mit Florfasern, ausgewählt aus Nylon, Wolle und Nylon/Woll-Gemischen, umfassend:

(a) selektives Zusammenbringen der Oberfläche einer Florware in einem Muster mit einer faserabbauenden Masse, die in einer Menge von 50-500 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Florware, aufgebracht wird, um die Zugfestigkeit der Fasern des Flors zu verringern, wobei die Masse 10 bis 70 Gew.-% eines faserabbauenden Mittels, bezogen auf das Gewicht der Masse, umfaßt, wobei das faserabbauende Mittel ausgewählt ist aus einer Verbindung der Formel:

in der R und R' jeweils unabhängig ausgewählt sind aus einer niederen Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen;

(b) Erhitzen der Florware auf eine Temperatur von 82ºC (180ºF) bis 121ºC (250ºF), um die Fasern der Florware, auf die die faserabbauende Masse aufgebracht worden ist, abzubauen;

(c) Neutralisieren des faserabbauenden Mittels und

(d) Entfernen der abgebauten Florfasern durch mechanische Maßnahmen, um eine Reliefflorware zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Zusammenbringen durchgeführt wird mit Hilfe einer Düsenfärbevorrichtung, umfassend Fördermittel zum Transport der Florware, Düsen zur Abgabe der faserabbauenden Masse in einem Muster auf das textile Material und Kontrollmittel zur Eingabe von Daten, um das Aufbringen der faserabbauenden Mittel aus den Düsen auf den Stoff zu steuern.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das faserabbauende Mittel ein Isomer von Xylolsulfonsäure ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das faserabbauende Mittel in der Masse in einer Konzentration von 15 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Masse, vorhanden ist.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Erhitzen durchgeführt wird durch Aufbringen von Dampf während mindestens einer Minute.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Florware, nachdem das faserabbauende Mittel neutralisiert ist, gewaschen wird und nach dem Waschen getrocknet wird und anschließend ausgewählte Teile der Florfasern mechanisch entfernt werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Florfasern Nylon 6 sind.