AT313850B

AT313850B - Verfahren zum Veredeln und Flammfestausrüsten von synthetischen Fasern

Info

Publication number: AT313850B
Application number: AT850372A
Authority: AT
Inventors: Bergman Sylvester
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1972-10-04
Filing date: 1972-10-04
Publication date: 1974-03-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Veredeln und Flammfestausrüsten von Polyester-, Polyamid- und
Cellulosetriacetat-Fasern mit einer Lösung eines bromhaltigen schwer entflammbarmachenden Mittels in einem
Glykol, das den behandelten Polyester- und Cellulosetriacetat-Fasern eine verbesserte Farbaufnahmefähigkeit verleiht.

Gewebe und Fasern aus Polyester oder Cellulosetriacetat werden üblicherweise mit sogenannten
Dispersionsfarbstoffen gefärbt, deren Farbstoffmoleküle direkt unter Ausbildung einer festen Lösung in die
Faserstruktur eingebaut werden. Zur Erleichterung dieses Verfahrens werden diese Fasern vor der Durchführung oder im Verlaufe des Färbeverfahrens mit einem Färbehilfsmittel behandelt. Gemäss einer Theorie wirkt das
Färbehilfsmittel durch Aufquellen der Fasern, wodurch die gleichförmige Aufnahme des Farbstoffes erleichtert wird. Normalerweise wird das Färbehilfsmittel in die wässerige Färbeflotte eingebracht, in der die Faser oder das
Gewebe gleichzeitig sowohl mit dem Färbehilfsmittel als auch mit dem Farbstoff behandelt wird. Typische
Färbehilfsmittel sind Biphenyl, Phenylsalicylat (Salol), o-Phenylphenol, Trichlorbenzol, Benzoesäure und
Methylsalicylat.

Es ist bekannt, dass man Färbbarkeit von Polyesterfasern durch Behandlung mit einem heissen flüssigen
Polyol verbessern kann. Ein Verfahren dieser Art ist in der USA-Patentschrift Nr. 2, 938, 811 beschrieben, wobei angegeben wird, dass kein Färbehilfsmittel erforderlich ist.

Polyamidfasern werden ebenfalls mit Dispersionsfarbstoffen wie auch mit einer Reihe anderer Farbstoffe gefärbt. Da jedoch Polyamide für Farbstoffe relativ aufnahmefähig sind, wird das Färbeverfahren eher durch
Auswahl der Art des verwendeten Farbstoffes, durch Einstellung des pH-Wertes der Färbeflotte usw. statt durch die Verwendung eines besonderen Färbehilfsmittels an das besondere Polymerisat angepasst.

Nach dem Färbeverfahren wird die gefärbte Faser in der Hitze gespült (gebeucht), um die an der
Oberfläche vorhandenen Farbstoffabscheidungen und die Hauptmenge des Färbehilfsmittels zu entfernen. Die letzten Spuren des Färbehilfsmittels werden normalerweise durch eine kurze Wärmebehandlung beseitigt. Die
Entfernung praktisch der Gesamtmenge der üblicherweise verwendeten Färbehilfsmittel ist erwünscht, da diese, wenn sie in dem gefärbten Material verbleiben, meist dessen Lichtechtheit beeinträchtigen. Die bisher bekannten
Färbehilfsmittel können auch die physikalischen Eigenschaften der Fasernerschlechtern, ihnen einen unerwünschten Geruch verleihen, wenn sie nicht entfernt werden, eine andere schädliche Wirkung entfalten.

In jüngster Zeit hat sich ein steigendes Bedürfnis dafür entwickelt, Textilgewebe schwerer entflammbar und unbrennbar zu mchen. Dies erfolgt durch eine Oberflächenbehandlung des gefärbten Gewebes mit einer oder mehreren flammfestausrüstenden Chemikalien und erfolgte auch durch Einarbeiten einer flammfestmachenden Verbindung in Form eines Weichmachers oder eines Additivs in die Polymerisatfasern. Es wurden bereits flammfestmachende Monomere in die Polymerisatstruktur einmischpolymerisiert, um diese Wirkung zu erzielen.

Jedoch ergeben sich bei all diesen Verfahrensweisen charakteristische Nachteile. Die Oberflächenbehandlung eines Gewebes führt nur zu einer zeitlich beschränkten Wirkung, da die schwer entflammbarmachende Chemikalie schnell verlustig geht, wenn man das Gewebe wäscht oder trockenreinigt. Additive, die man physikalisch mit dem Polymerisat vermischt oder chemisch in das Polymerisat einbaut, verschlechtern im allgemeinen die Eigenschaften der Polymerisatfasern in erheblichem Ausmass, so dass die Faser, obwohl die Flammfestausrüstung relativ beständig sein kann, häufig spröde ist, eine geringe Reissfestigkeit aufweist oder gegenüber dem oxydativen Abbau eine geringe Beständigkeit besitzt.

Man hat auch bereits bromierte organische Verbindungen zum Flammfestausrüsten vorgeschlagen. Gemäss der deutschen Offenlegungsschrift 2006899 werden Phosphorsäure-allyl-bis-2, 3-dibrompropylester und bzw. oder Phosphorsäure-diallyl-2, 3-dibrompropylester auf ein Polyestersubstrat aufgebracht und unter Wärmeeinwirkung polymerisiert, ein Verfahren, das jedoch mit der oben erwähnten Qualitätseinbusse verbunden ist. Weiters ist in der deutschen Offenlegungsschrift 1932007 die Umsetzung von Tris (2, 3-dibrompropylphosphat) mit Ammoniak und Verwendung des nach Abtrennung des ausgefallenen Materials resultierenden Filtrats als entflammungshemmendes Mittel für Zellulose beschrieben.

Dieses Verfahren ist jedoch umständlich und zeitraubend, da mehrere Stunden vergehen, ehe sich der Niederschlag abzuscheiden beginnt.

Es wurde nun gefunden, dass man Polyesterfasern, Polyamidfasern und Cellulosetriacetatfasern im wesentlichen dauerhaft flammfest ausrüsten kann, wenn man diese Fasern bei einer Temperatur von etwa 120 C bis zum Erweichungspunkt der Faser vorzugsweise bei 150 bis 200 C, mit einem Glykol behandelt, in dem 5 bis 20% 2- (2, 4, 6-Tribromphenoxy)-äthanol, bezogen auf das Gewicht der Fasern, gelöst sind.

Vorzugsweise verwendet man dieses Textilveredlungsverfahren als Vorbehandlung, bevor man die Polyesterfaser oder die Cellulosetriacetatfaser mit einem Dispersionsfarbstoff färbt, so dass die Faser sowohl für den Farbstoff aufnahmefähig als auch schwer entflammbar gemacht wird. Das erfindungsgemässe Verfahren wird natürlich in ähnlicher Weise auf die Behandlung von Polyamidfasern oder-geweben angewendet. In diesem Fall dient die Veredlungsbehandlung hauptsächlich dazu, die Polyamidfasern flammfest auszurüsten.

Die Ausdrücke "Glykol" und "Alkylenglykol" umfassen niedrig-molekulare Alkylenglykole und die entsprechenden Dialkylenglykole, wie Athylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol und Butylenglykol. überraschenderweise sind Polyole mit höherer Funktionalität, wie Glycerin oder Butantriol, für das erfindungsgemässe Verfahren nicht geeignet.

Das Verfahren wird in der Weise durchgeführt, dass man die zu behandelnde Faser oder das zu behandelnde Gewebe mit einer heissen Gylkollösung, die etwa 5 bis 20% des Tribromphenoxyäthanols, bezogen auf das
Gewicht der Fasern enthält, benetzt oder in diese Lösung eintaucht, wobei das heisse Glykol sehr schnell in die Faser eindringt und die bromierte Verbindung aus der Lösung in die Faser einbringt. Demzufolge kann eine relativ geringe Menge der Lösung verwendet werden. Das Verfahren ist im wesentlichen innerhalb weniger Sekunden vollständig abgelaufen, wobei typischerweise eine Zeit von 5 bis 20 sec genügt. Bei dem Verfahren wird eine Temperatur von etwa 1200C bis zum Erweichungspunkt der Faser, vorzugsweise eine Temperatur von etwa 150 bis 2000C angewendet.

Das Verfahren scheint weniger temperaturabhängig zu sein als das bekannte Verfahren, bei dem Polyestermaterial mit Glykol behandelt wird. Die behandelte Faser wird dann zur im wesentlichen vollständigen Beseitigung des Alkylenglykols mit Wasser gewaschen. Es können jedoch Spuren des Alkylenglykols in der Faser verbleiben. Die in der Faser absorbierte bromierte Verbindung verbleibt dort und wird durch das anschliessende Waschen und Färben nicht beeinflusst.

Wenn die Faser nach dem erfindungsgemässen Verfahren veredelt ist, enthält sie etwa 3 bis 15 Gew.-% der bromierten Verbindung ist ist dadurch im wesentlichen und dauerhaft schwer entflammbar bzw. feuerfest ausgerüstet. Teppiche, die z. B. gemäss diesem Verfahren behandelt wurden, bestehen den sogenannten "Tablet Test" (DOC FFI-70). Das heisse Glykol und die bromierte Verbindung bewirken auch eine Verbesserung der Farbaufnahmefähigkeit von Polyesterfasern und Cellulosetriacetatfasern, so dass die gefärbten Fasern einen tieferen Farbton haben verglichen mit den gleichen Materialien, die lediglich mit dem heissen Glykol behandelt wurden.

Das Glykol entfaltet insbesondere bei Polyesterfasern weitere günstige Wirkung dadurch, dass es neben der Verbesserung der Farbaufnahmefähigkeit die Pillenbildung verhindert.

Ein besonderer Vorteil der Verwendung von Tribromphenoxyäthanol liegt darin, dass die Lichtechtheit der Farbstoffe und die physikalischen Eigenschaften der gemäss diesem Verfahren gefärbten Farbstoffe nicht beeinträchtigt werden. Das gefärbte Material besitzt keinen unerwünschten Geruch und das physikalische Aussehen ist das gleiche wie das eines Materials, das unter Anwendung eines üblichen Verfahrens gefärbt wurde.

Das neue erfindungsgemässe Faserbehandlungsverfahren kann als Vorbehandlung vor einem üblichen wässerigen Färbeverfahren angewendet werden, bei dem irgendeiner der Dispersionsfarbstoffe angewendet wird, der zum Färben von Polyester-, Polyamid- und Cellulosetriacetat-Fasern geeignet ist. Das aus der Glykollösung aus den Fasern abgeschiedene Tribromphenoxyäthanol kann das einzige Färbehilfsmittel des Färbeverfahrens sein, wobei man jedoch auch übliche Färbehilfsmittel, wie Biphenyl, in der wässerigen Färbeflotte verwenden kann, wenn ein zusätzliches Färbehilfsmittel erwünscht ist. Einige repräsentative Vertreter von
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Disperse Yellow 23 und C. I. Disperse Red 55.

Der Ausdruck "Polyester" wird hier in seiner üblichen Bedeutung verwendet und umfasst hochpolymere, im wesentlichen lineare und gesättigte Polyesterharze, die durch Umsetzen einer Dicarbonsäure oder eines Esters mit einem Diol in Gegenwart eines Veresterungs- oder Umesterungs-Katalysators erhalten werden. Beispiele für dabei verwendete Dicarbonsäuren sind Malonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Hydromuconsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Cyclohexandicarbonsäure. Repräsentative Vertreter von Diolen sind Äthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol und 1, 6-Hexandiol. Die im Handel erhältlichen Polyesterharze sind Polyäthylenterephthalat und Polyäthylenterephthalat, das durch Einschluss geringer Mengen eines andern Glykols oder einer andern Carbonsäure während des Polyveresterungsverfahrens modifiziert wurde.

Der in den Beispielen verwendete Polyester war Polyäthylenterephthalat.

Der verwendete Ausdruck "Cellulosetriacetat" umfasst das oder vollständig veresterte Material, bei dem nur eine geringe oder keine Hydrolyse der Acetatgruppen des Cellulosemoleküls eingetreten ist.

Der Ausdruck "Polyamid" wird ebenfalls in seinem üblichen Sinn verwendet umd umfasst langkettige synthetische Polyamide, bei denen sich wiederholende Amidgruppen einen integralen Teil der Polymerisatkette ausmachen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern.

Beispiele l bis 4 : Es wurden 10-Gew. -%ige Lösungen von 2- (2, 4, 6-Tribromphenoxy)-äthanol in
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Wasser gewaschen und in einer üblichen wässerigen Färbeflotte, die C. I. Disperse Violet 18, jedoch kein Färbehilfsmittel enthielt, gefärbt. Das Verhältnis von Färbeflotte zu Gewebe betrug etwa 30 : 1. Die Gewebeproben wurden bei einer Temperatur von 75 C in die Flotte eingebracht, die dann im Verlaufe von etwa 15 min zum Sieden erhitzt wurde, wonach die Proben eine Stunde in der siedenden Flotte belassen wurden. Die gefärbten Proben wurden dann gespült und getrocknet.

Alle gefärbten Gewebeproben zeigten einen gleichmässig tiefen Farbton. Ähnliche Gewebeproben, die vor dem Färben nicht behandelt wurden oder lediglich mit heissem Glykol behandelt wurden, zeigten wesentlich hellere Farbtöne, wenn sie in gleicher Weise gefärbt wurden, wobei diejenigen Gewebeproben, die lediglich mit Glykol behandelt wurden, einen Farbton aufwiesen, der zwischen dem der erfindungsgemässen Proben und dem der unbehandelten Proben lag.

Die behandelten und gefärbten Gewebeproben der Beispiele 1 bis 4 enthielten etwa 4 Gew.-% 2- (2, 4, 6-Tribromphenoxy)-äthanol und waren im Vergleich zu Proben, die die bromierte Verbindung nicht enthielten, wesentlich schwerer entflammbar.

Man erzielt vergleichbare Ergebnisse, wenn man die Verfahrensweise der obigen Beispiele wiederholt, wobei man statt des Polyestergewebes Polyamid- oder Cellulosetriacetat-Fasern oder -gewebe einsetzt.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Veredeln und Flammfestausrüsten von Polyesterfasern, Cellulosetriacetatfasern oder Polyamidfasern mit Hilfe einer bromierten organischen Verbindung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
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