AT509801A1

AT509801A1 - Gefärbte flammgehemmte zelluloseformkörper

Info

Publication number: AT509801A1
Application number: AT0076910A
Authority: AT
Original assignee: Chemiefaser Lenzing Ag
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2011-11-15
Also published as: JP2013533392A; WO2011137470A1; KR20130113934A; EP2566935A1; TW201204897A; CN102869750A; AU2011250636A1; US20130149932A1; CA2796559A1

Description

** * ·· ··«··«

Lenzing AG, PL0498 • · · · ·· ·#♦ ···· ··· • Φ m * ♦ · ·

Farbige; flammhemmende Zellulosefbmikörper und daraus hergestellte Produkte

Aufgabe

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung farbiger, flammhemmender 5 Zelluloseformkörper wie Fasern und deren Verwendung zur einfachen Herstellung von Geweben und ähnlichen Körpern zu geringeren Kosten als bei einer Färbung nach der Herstellung zu ermöglichen. Es wurde ein Produkt erfunden, das eine Faser ist, die durch Verwendung eines integrierten Pigments während der Herstellung gefärbt wird.

Aktuell auf dem Markt befindliche, flammhemmende Zellulosefasern können zur Herstellung 10 farbiger Gewebe verwendet werden, erfordern jedoch teures Färben von entweder der Faser oder des Gewebes mittels reaktiver Farbstoffe oder Küpenfarbstoffe. Wenn eine aktuell erhältliche flammhemmende Zelluloselaser mit einer anderen Faser gemischt wird, kann es erforderlich sein, jede Faser im Gewebe separat zu färben, wodurch sich die Kosten und die Komplexität des Herstellungsverfahrens erhöhen. Wenn eine aktuell erhältliche, 15 flammhemmende Zellulosefaser mit einer herstellergefärbten Synthetikfaser gemischt wird, wäre normalerweise immer noch ein Färben des Gewebes erforderlich, um die flammhemmende Zellulosekomponente zu färben.

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von gefärbtem Gewebe ohne Einsatz eines Färbeverfahrens durch Mischung der farbigen, flammhemmenden Zellulosefaser mit einer 20 farbigen Synthetikfaser. Sie ermöglicht außerdem die Herstellung farbigen Gewebes, das vollständig aus der flammhemmenden Zellulosefaser besteht, ohne Einsatz eines Färbeverfahrens.

Stand der Technik

Textile Materialien unterscheiden sich in hohem Maße in ihrer Fähigkeit zum Widerstand 25 gegen Flammen und damit zum Schutz darunterliegender Materialien. Die meisten aus Naturfasern und Synthetikfasem hergestellten Gewebe brennen, wenn sie einer Flamme ausgesetzt werden. Die Brenngeschwindigkeit und die Entzündbarkeit werden vorrangig durch die chemische Art des Polymers, aus dem die Faser hergestellt ist, und die Struktur des Gewebes bestimmt. Viele Polymere wie Zellulose, Polyester und Nylon brennen leicht. Die 30 Brenngeschwindigkeit ist umso niedriger, desto schwerer ein Gewebe ist fnachgereicht | • · ···· »*·«

Lenzing AG, PL0498

WoHe ist die bekannteste Faser, die in gewissem Grad flammhemmende Eigenschaften hat -schwere Wollgewebe brennen nicht leicht und kommen für Feuerwehrbekleidung zum Einsatz.

Gewebe können durch Aufbringen einer geeigneten Chemikalie auf das Gewebe behandelt 5 werden, um sie flammhemmend zu machen. Die ersten flammhemmend behandelten Gewebe verwendeten anorganische Salze wie Aluminiumhydroxid, Antimontrioxid und Borate, lim Baumwollgewebe flammhemmend zu machen. Diese waren zwar effektiv aber nicht waschbeständig.

Omanische, phosphorhaltige Verbindungen, die entweder durch Aufpolymerisation oder 10 Netzwerkbildung auf die Baumwolle reaktiv gebunden werden, sind beständiger und kommen verbreitet zum Einsatz. Zwei der führenden Markennamen sind Proban® und Pyrovatex®. Diese Ausrüstungen sind zwar beständig, können jedoch durch scharfe chemische Behandlungen entfernt werden, wobei sich der Ausrüstungsgrad mit der Anzahl der Waschzyklen reduziert. Die Anwendung der Bearbeitung hat einen nachteiligen, versteifenden 15 Effekt auf das Gewebe. Gewebe dieses Typs werden zum Schutz gegen Flammen eingesetzt.

Die ersten flammhemmenden, künstlichen Fasern, die hergestellt wurden, wurden durch das Viskoseverfahren gefertigt. Ein flammhemmender Zusatzstoff mit hoher Viskosität wurde vor Extrusion der Faser in der Spinnlösung aufgelöst. Die Flüssigkeit wurde in der Zellulose durch physikalische Mittel in Form sehr kleiner Blasen eingeschlossen. Das Ergebnis war als 20 flammhemmende Faser effektiv, doch der Zusatzstoff konnte durch mehrmaliges Waschen entfernt werden. Die Festigkeit der Faser reduziert sich im Verhältnis zur Menge des integrierten Zusatzstoffs. Der Zusatzstoff wurde auf Grund von Sicherheitsproblemen vom Markt genommen und der Vertrieb der Faser eingestellt.

Eine verbesserte flammhemmende Viskosefaser kann durch Verwendung eines festen 25 Flammhemmers in Pigmentform hergestellt werden. Das Pigment wird fein gemahlen und dann vor Extrusion der Faser mit der Spinnlösung vermischt. Das Ergebnis ist eine feine Verteilung des unlöslichen Partikel-Zusatzstoffes in der Faser. Die Festigkeit der Faser reduziert sich im Verhältnis zur Menge des zugegebenen Zusatzstoffes. Die gesamte Zellulose in der Faser beinhaltet etwas von dem Zusatzstoff und der Zusatzstoff kann nicht 30 durch Waschen oder normale Gewebefärbungs- oder Ausrüstungsverfahren entfernt werden. NACHGEREICHT | 2 ·♦ ···· ··«·

Lenzing AG, PL0498

Daher ist das Ergebnis dieses Verfahrens eine von Natur aus flammhemmende Faser.

Eine weitere Verbesserung kann durch Einbringung des festen Flammhemmers in Pigmentform in die zur Herstellung von Modalfaser verwendete Spinnlösung erreicht werden. Das Modalverfahren ist ein modifiziertes Viskoseverfahren, das auf die Herstellung einer 5 Faser mit einer höheren Festigkeit und einem höheren Nassmodul als normale Viskose ausgelegt ist. Die daraus resultierende Faser, die das flammhemmende Pigment beinhaltet, ist von Natur aus flammhemmend. Sie ist stärker als die durch das Viskoseverfahren hergestellte Faser und ergibt Gewebe mit höherer Festigkeit und besserer Stabilität. Eine solche Faser wird unter dem Markennamen „Lenzing FR®“ verkauft. 10 Alle aktuell erhältlichen, flammhemmenden Zellulosefasern werden dem Handel als ungefärbte (naturfarbene) Faser zur Verfügung gestellt. Bei den meisten Anwendungen der Faser ist erforderlich, dass die daraus hergestellten Gewebe farbig sind. So sind zum Beispiel Uniformen für Bereitschaftspolizisten häufig schwarz; industrielle Arbeitskleidung ist in der Regel farbig und möglicherweise in dunklen Tönen; Polsterstoffe sind normalerweise farbig. 15 Um farbige Gewebe mit den aktuell verfügbaren, flammhemmenden Zellulosefasem herzustellen, ist ein Färben der Faser, des Garns oder des Gewebes oder ein Bedrucken des Gewebes erforderlich, was die Herstellungskosten des Gewebes in hohem Maße erhöhen kann.

Die Verwendung von Pigmenten zur Färbung von Polymerformkörpern ist bekannt. Viele 20 geeignete Pigmente sind auf dem Markt verfügbar. Die Verwendung von Pigmenten wird oftmals der Verwendung von Färbestoffen vorgezogen, da Pigmente kostengünstiger sind, keine chemische Reaktion zur Einbindung in den Körper erfordern und stabiler gegenüber anderen Verfahren, denen der Körper möglicherweise unterzogen wird, sind. Ein Beispiel für ein Pigment, das weitläufig zum Einsatz kommt, ist Russ. Es können außerdem viele andere 25 Pigmente alleine oder in Kombination verwendet werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft insbesondere flammhemmende, regenerierte Zellulosefasern, die ein Farbpigment und mindestens eine flammhemmende Verbindung (nachfolgend auch einfach „Flammhemmer" genannt) beinhalten. I NACHGEREICHT | 3

• * ·· m« «»** Φ • · • · • · * * 9 9 • · · · · t • Φ • • e • ♦ • · * · « * ♦ · « · · ··· ··«· Sit tt • • »M

Lenzing AG, PL0498

Sehr geeignet für den Zweck der vorliegenden Erfindung sind flammhemmende Verbindungen der Formel I

wobei beide X Schwefel und sowohl Ri als auch R2 entweder Methyl, Ethyi oder Propyl sind. 5 in Formel I bedeuten Ri und R2 bevorzugt einen Methylrest.

Die Verbindungen der Formel I sind bekannt und können auf eine Weise, die dem Fachmann z. B. gemäß dem in U.S. Pat. No. 4220472 beschriebenen Verfahren bekannt ist, hergestellt werden.

Verbindungen der Formel I können durch Einmischen einer ausreichenden Menge einer 10 Dispersion der Verbindung in die Faserspinnlösung vor dem Extrudieren der Lösung zu einer regenerierte Zelluiosefaser eingebracht werden, um so die Faser, die auf Grund der Integration der Verbindung der Formel I flammhemmend ist, zu bilden. Dieses Verfahren ist ausführlich in US2009247676 beschrieben.

Eine bekannte und geeignete Verbindung, die zur Gruppe der Substanzen mit der Formel I 15 gehört, ist 2,2’-Oxybis[5,5-Dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan]2,2’disulfid, welche im Händel erhältlich ist.

Eine weitere geeignete flammhemmende Verbindung ist in Formel II gezeigt.

NACHGEREICHT 4

Lenzing AG. PL0498 «·

• ·'

ütl OM m wobei R1 als auch R2 unabhängig voneinander einen nicht-substftuierten oder substituierten C1 -12-Alkyl-, C5-7-Cycloalkyl-, C7-12-Aralkyl- oder C6-12-Aryl-Rest bedeuten und X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet. 5 In Formel II bedeuten sowohl Ri als auch R2 bevorzugt einen Iso-Butyl-Rest und X ist bevorzugt Sauerstoff.

Die Verbindungen der Formel II sind bekannt und können auf eine Weise, die dem Fachmann z. B. gemäß dem in U.S. Pat, No. 4,855,507 beschriebenen Verfahren bekannt ist, hergestellt werden. 10 Verbindungen der Formel II können durch Vermischen einer ausreichenden Menge einer Dispersion der Verbindung mit der Faserspinnlösung vor Extrudieren der Lösung in eine regenerierte Zellulosefaser eingebracht werden, um so die Faser, die auf Grund des Einschlusses der Verbindung der Formel I flammhemmend ist, zu bilden. Dieses Verfahren ist ausführlich in U.S. Pat. No. 6,130,327 beschrieben. 15 Überraschenderweise wurde nun herausgefunden, dass es möglich ist, gleichzeitig mit der flammhemmenden Verbindung auch ein färbendes Pigment in die Spinnlösung zu integrieren. Im Sinne der hier beschriebenen Erfindung ist ein färbendes Pigment ein Pigment, das eine für das menschliche Auge sichtbare Farbe aulweist. Das Pigment wird in der Struktur der Zellulose bei deren Ausfällung zur Bildung der Faser verankert. Die so hergestellte Faser ist 20 durch Integration des Pigments dauerhaft gefärbt und zudem flammhemmend. Auch wenn die Beladung mit diesem „inerten11 (nicht-strukturbildenden Material) der Faser sich auf bis zu ca. 30 % erhöht, tritt die Verschlechterung der Fasereigenschaften (insbesondere der Faserfestigkeit), die ein Fachmann erwarten würde, nicht ein.

5 ··

Lenzing AG, PL0498 • »» ···· ···· I • · · · · ·· • « ··* ···· «»· • · * *

Daher ist die Auswirkung des färbenden Pigments auf die Fasereigenschaften minimal und die Faser kann später in der textilen Kette auf konventionelle Weise ohne wesentliche Beeinträchtigung verarbeitet werden.

Das Pigment hat keine nachteilige Auswirkung auf die flammhemmenden Eigenschaften der 5 Faser. Die erfindungsgemäße Faser, die ein färbendes Pigment beinhaltet, verfügt grundsätzlich über die gleichen flammhemmenden Eigenschaften wie eine Faser, die nur die flammhemmende Verbindung beinhaltet.

Beschreibung

Regenerierte Zellulose wird durch Auflösen der Zellulose mittels etablierter Verfahren 10 hergestellt. Dies erfolgt durch Auflösung der Zellulose in einem geeigneten organischen Lösungsmittel wie Aminoxid, insbesondere N-Methylmorpholin-N-oxid („Lyocell-Verfahren“) oder durch Umwandlung der Zellulose in lösliche Zellulosederivate wie Zellulose-Xanthat („Viskoseverfahren“) oder lösliche Tetramin-Kupfer-(U)-Hydroxid-Komplexe („Glanzstoff-Verfahren"). 15 Die Verbindung(en) der Formel I oder II werden direkt zu der Zelluloselösung zugegeben oder in einem geeigneten Medium gelöst und dann zur Zelluloselösung zugegeben. Die Zugabe erfolgt durch Anwendung bekannter Verfahren, entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich (z. B. schubweise), gefolgt durch gründliches Vermischen zur gleichmäßigen Verteilung der Dispersion der Verbindung(en) in der Zelluloselösung. 20 Das färbende Pigment wird auf ähnliche Weise wie der Flammhemmer zur Zelluloselösung zugefügt. Fein gemahlenes Pigment kann in einem schubweisen oder kontinuierlichen Verfahren direkt zur Lösung zugegeben werden oder kann auch erst zu einer Dispersion verarbeitet werden, die dann zur Zelluloselösung zugegeben wird. Der Zugabe des Pigments folgt gründliches Vermischen zur gleichmäßigen Verteilung des Pigments in der 25 . Zelluloselösung. Die Zugabe des Pigments kann vor der Zugabe des Flammhemmers. nach der Zugabe des Flammhemmers oder gleichzeitig erfolgen. Die beiden Materialien können im gleichen Medium gelöst werden oder als Pulver vermischt werden.

1 6 ·····*· · ··

Lenzing AG, PL0498 ; · · · ··· · · ; · · · · · * • · · · · · · · ·* ··· ···· ··* ·· *··

Die regenerierte Zellulose wird aus der Zelluloselösung, die den Flammhemmer und das färbende Pigment beinhaltet, mittels eines etablierten Verfahrens ausgefällt, z. B. durch Extrudieren dieser Lösung durch feine Düsen oder Schlitze zur Herstellung von Filamenten oder Folien, Die wichtigen technischen Eigenschaften der regenerierten Zellulose werden 5 durch die Zugabe eines flammhemmenden Wirkstoffs der Formel I oder 11 und des erfindungsgemäßen färbenden Pigments nur geringfügig beeinflusst.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des flammhemmenden, farbigen Körpers aiis regenerierter Zellulose ist das Viskoseverfahren. Die Zelluloselösung ist eine Lösung aus Zeliulose-Xanthat, die durch Reaktion von Alpha-Zellulose-Zetlstoff mit Kohlenstoffdisulfid und 10 Auflösung des Produkts in Natriumhydroxid-Lösung hergestetlt wird. Diese Lösung wird durch die Spinndüsen einer konventionellen Spinnmaschine in ein Fällbad, das Schwefelsäure (H2S04), wasserfreies Natriumsulfat (Na2S04) und wasserfreies Zinksulfat (ZnS04) in einem Konzentrationsverhältnis den normalerweise zur Herstellung einer nicht-flammhemmeriden Faser verwendeten Anteilen enthält, extrudiert. Die Faser wird dann gründlich gewaschen und 15 getrocknet.

Varianten des Viskoseverfahrens, die zur Herstellung von Fasern mit hohem Nassmodul (das „Modalverfahren") und sogenannten Polynosic-Fasem vorgesehen sind, können ebenfalls zur Herstellung farbiger, flammhemmender Zellulosefasern eingesetzt werden. Das Modalverfahren ist ein zweites bevorzugtes Verfahren zur Herstellung farbiger, 20 flammhemmender Zellulosefaser. Dieses Verfahren ist zum Beispiel in der österreichischen Patentschrift AT 287905 beschrieben.

Ein drittes bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen farbigen, flammhemmenden Zellulosefaser ist das Verfahren, mit dem die Faser aus Lösungen der Zellulose in Aminoxiden ausgefällt wird, bevorzugt N-Methylmorpholin-oxid. 25 Es ist allgemein bekannt, dass Zellulose sehr gut in wässrigen tertiären Aminoxiden, insbesondere N-Methylmorpholin-oxid (NMMO), gelöst werden kann. Die Herstellung von Zelluloseprodukten aus solchen Lösungen von Zellulose in Aminoxiden wird in bekannter Weise durch Extrudieren der Lösung durch ein Formwerkzeug und Leitung der Lösung in ein wässriges Fällbad bei gleichzeitiger Dehnung, wobei die Zellulose aus der Lösung ausgefällt 30 wird, ausgeführt.

NACHGEREICHT I 7 ·*** a* ·· ········ ·

Lenzing AG, PL0498 J ; ; *- *5 ·· ··· ···· ···* *#*

Es wurde gezeigt, dass die Verbindungen der Formel (II) und insbesondere die Verbindung der Formel (II), bei der R: und R2 Isobutyl und X Sauerstoff bedeuten und handelsübliche Pigmente im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten handelsüblichen Produkten sehr stabil gegenüber den Bedingungen des bevorzugten Verfahrens sind. 5 Dadurch kann ein farbiges, flammhemmendes Zelluloseprodukt auf ökonomische Weise erhalten werden.

Die flammhemmende Zellulose kann in Abhängigkeit vom Formungsverfahren zum Beispiel in Form einer Faser oder eines Gewebes vorliegen.

Die erfindungsgemäßen regenerierten, flammhemmenden Zellulosefasern enthalten das 10 flammhemmende Pigment in Mengen von 5-35 % Gewichtsanteil und bevorzugt 10-25 % Gewichtsanteil in Bezug auf 100 % Gewichtsanteil reiner, regenerierter Zellulose. Entsprechende Mengen der Verbindung(en) werden vor dem Formen zur Zelluloselösung zugegeben.

Die erfindungsgemäßen regenerierten, flammhemmenden Zellulosefasem enthalten 15 außerdem ein Pigment in der Menge und Art wie für die gewünschte Farbgebung erforderlich.

Zum Beispiel könnten zur Herstellung einer schwarzen Faser 3 bis 10 % Gewichtsanteil, basierend auf reiner regenerierter Zellulose, der Farbe 6903, bevorzugt 5 bis 8 % und insbesondere 7 % Gewichtsanteil, verwendet werden. Je größer die verwendete Menge des Pigments ist, desto intensiver ist der erzeugte Farbton. Der Anwender des Verfahrens sollte 20 durch Versuche die zur Erzeugung der Zielfarbe erforderliche genaue Menge und Art ermitteln.

Die erfindungsgemäße Herstellung von Dispersionen erfolgt auf bekannte Weise, z. B. durch Mahlen einer konzentrierten Mischung, die ein Dispergiermittel, ein Dispergiermedium und (eine) Verbindung(en) der Formel l beinhaltet, z. B. in einer Kugel-, Sand-, Glasperlen-oder 25 Quarzitmühie, bis die Größe der ungelösten Partikel im Durchschnitt 0,5-5 pm beträgt, bevorzugt 1 pm, und

NACHQEREICHT 8

Lenzing AG, PL0498 gegebenenfalls durch Einstellung der gewünschten Konzentration als Ergebnis der Zugabe eines Dispersionsmediums, das bevorzugt Wasser ist.

Viele der zur Färbung von Polymerkörpem verwendeten Pigmente werden von ihren Herstellern in der zur Anwendung in der Erfindung erforderlichen Größe geliefert. 5 Im Allgemeinen beinhalten die erfindungsgemäßen Dispersionen 10-60 % Gewichtsanteil, bevorzugt 15-50 % Gewichtsanteil und insbesondere 20-40 % Gewichtsanteil einer Verbindung oder einer Mischung der Verbindungen der Formel I und/oder II, 4-50 % Gewichtsanteil eines Dispergiermittels, bevorzugt 5-45 % Gewichtsanteil und insbesondere 6-35 Gewichtsanteil eines Dispergiermittels, basierend auf dem Gewicht des flammhemmenden 10 Pigments. Der Rest ist Dispergiermedium, bevorzugt Wasser.

Dispersionen der färbenden Pigmente sind bekannt und von vielen Firmen erhältlich.

Anwendungsbeispiele:

Das Produkt aus dieser Erfindung kann eine farbige, flammhemmende Zellulosefaser sein.

Sie kann in allen Anwendungen, bei denen derzeit flammhemmende Zeltulosefasern 15 verwendet werden, eingesetzt werden. Dazu gehören unter anderem: • Militärbekteidung • Protektoren • Industrielle Arbeitskleidung, einschließlich zur Vermeidung von Verletzungen durch geschmolzene Metallspritzer und von Lichtbögen Arbeitskleidung vorgesehene 20 25

Arbeitskleidung • Bekleidung für Feuerwehrleute, einschließlich aller Teile der Schutzkleidung • Kleidung zur Verwendung durch Zivilbehörden (z. B. Einsatzpolizei) • Gewebe zur Verwendung in der Automobilindustrie, der Eisenbahnindustrie und der

Luftfahrtindustrie als Komponente beim Bau von Fahrzeugen, Luftfahrzeugen und Wasserfahrzeugen • Polstermöbel • Einrichtungsgegenstände « Kleidung mit verbesserten Sicherheitseigenschaften (z. B. Schlafbekleidung für Kinder)

NACHGEREICHT 9 5 5 « ·

Lenzing AG, PL0498

Die farbige, flammhemmende Zellulosefaser kann alleine oder als Komponente In Geweben eingesetzt werden, und bietet folgende Vorteile: * Hohe Farbechtheit • Den mit Zellulosefasern verbundenen Tragekomfort

Außergewöhnlichen Schutz gegen Hitze Von Natur aus flammhemmend

Herausragendes Feuchtigkeitsmanagement für geringere physiologische Belastung bei Verwendung 10

Geringere oder keine Färbekosten Hohe Garngleichmäßigkeit • Einfachere Verarbeitung • Bedeutend reduzierte Umweltbelastung auf Grund der Eliminierung der Notwendigkeit zum Färben der Zellulosekomponente. • Konstante Farbgebung innerhalb einer Lieferung und von Lieferung zu Lieferung 15 Die farbige, flammhemmende Zellulosefaser kann als einzige Komponente eines Gewebes verwendet werden oder kann mit anderen Fasern gemischt werden, um Gewebe mit einer Kombination der Eigenschaften der Komponenten zu bieten. Dies kann durch Mischen von zwei oder mehr Fasern zum Erhalt von Garnen, die zur Herstellung eines Gewebes verwendet werden, erreicht werden. Alternativ kann dies durch Verwendung eines aus farbiger, 20 flammhemmender Zellulosefaser hergestellten Gams in Kombination mit aus einer oder mehreren anderen Fasern hergestellten Garnen, wie zum Beispiel die Kett- und Schussfäden in einem Gewebe, erreicht werden. Alle anderen Verfahren der Kombination farbiger flammhemmender Zellulosefasern mit einer oder mehreren anderen Faserkomponenten in einem Gewebe sind ebenfalls Teil der Erfindung. 25 Ein Gewebe, das allein aus einer farbigen flammhemmenden Zellulosefaser besteht, ergibt ein Gewebe, das die Farbe der zu dessen Herstellung verwendeten Faser hat. Es ist keine weitere Färbebehandlung erforderlich und die Farbe ist permanent für die Lebensdauer des Gewebes.

Alternativ kann ein solches Gewebe, das aus einer farbigen, flammhemmenden Zellulosefaser 30 besteht, zur Veränderung der Farbe gefärbt werden. io

NACHGEREICHT

Lenzing AG, PL0498 • · · ·· *··· ···« » ;;····· · ·! ·· ··· *5.....* *./

Als Ergebnis einer solchen Färbung wird die durch die Färbefarbe erzeugte Farbe zur Farbe der farbigen flammhemmenden Zellulosefaser hinzugefügt.

Die Farbe von Geweben, die aus farbiger, flammhemmender Zelluiosefaser und (einer) weiteren nicht-farbigen Komponentenfaser(n) bestehen, ist ein abgeschwächter Farbton der 5 Farbe der flammhemmenden Zellulosefaser. Wenn zum Beispiel schwarze flammhemmende Zellulosefaser mit weißer Meta-Aramid-Faser gemischt wird, ist das resultierende Gewebe grau, wobei der jeweilige Grauton vom Anteil der Komponenten abhängt.

Die farbige, flammhemmende Zellulosefaser kann auch mit anderen farbigen Fasern in einem Gewebe gemischt werden. Dies führt dazu, dass sich eine Farbe ergibt, zu der jede der 10 Komponenten im Verhältnis zum Anteil der Komponente beiträgt. Wenn zum Beispiel eine schwarze, flammhemmende Zellulosefaser mit einer hellroten Meta-Aramid-Faser gemischt wird, ist das resultierende Gewebe dunkelrot. In einem weiteren Beispiel wird eine rote flammhemmende Zellulosefaser mit einer roten Meta-Aramid-Faser kombiniert, in welchem Fall das resultierende Gewebe rot ist. In noch einem weiteren Beispiel wird eine blaue 15 flammhemmende Zelluiosefaser mit einer roten Meta-Aramid-Faser kombiniert, in welchem

Fall das resultierende Gewebe violett ist. Solche Kombinationen aus Fasern ermöglichen die Herstellung von Geweben mit einem breiten Farbspektrum. Dadurch ist es nicht mehr nötig, Gewebe zu färben, was Kosten reduziert, die Verarbeitungszett verkürzt und die Umwelteinflüsse der Herstellung farbiger Gewebe bedeutend reduziert. 20 Aus flammhemmender Zelluiosefaser hergestellte Gewebe haben eine Tendenz zu fibrillieren, wenn sie im Rahmen ihrer normalen Verwendung gewaschen werden. Wenn ein Gewebe, das diese Faser als Komponente enthält im nassen Zustand Abrieb ausgesetzt ist, führt dies dazu, dass die Faser sich in sehr kleine Fibrillen unterteilt, die an der Oberfläche der Faser anhaften. Die Fibrillierung führt zu einem matten Aussehen des Gewebes, was, wie jede 25 Veränderung des Aussehens eines Gewebes, unerwünscht ist. Diese Mattierung kann über die Oberfläche des Gewebes variieren und zu unerwünschten weißen Streifen oder Mustern auf der Oberfläche führen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die farbigen flammhemmenden Zellulosefasern durch das Lyocell-Verfahren oder das Modalverfahren hengestellt wurden.

NACHGEREICHT 11

Lenzing AG, PL0498

Die Fibrillierung der Oberfläche des aus farbiger, flammhemmender Zellulosefaser hergestellten Gewebes kann durch Aufbringen einer Knitterfrei-Kunstharzausrüstung, wie zum Beispiel dem Fixapret-Sortiment von BASF SE oder ähnlicher von Herstellern von Textilausrüstungen verkaufter Produkte, vollständig verhindert werden. Solche Ausrüstungen 5 kommen in der Industrie für Zellulosefasem als Mittel zur Verbesserung der Gewebestabilität und des Aussehens nach dem Waschen routinemäßig zum Einsatz. Eine Kunstharzausrüstung kann im gleichen Verfahren, das zum Aufbringen wasserabweisender Mittel, Soil-Release-Ausrüstungen und ölabweisender Mittel eingesetzt wird, auf das Gewebe aufgebracht werden. Daher belaufen sich die Zusatzkosten hauptsächlich auf die Kosten der 10 Ausrüstungschemikalie. Eine 100 % schwarze, flammhemmende Zellulosefaser fibrillierte bei

Auftrag einer Kunstharzausrüstung nicht. Für Körper, die nicht gewaschen werden, wie zum Beispiel Komponenten von Protektoren, ist eine Kunstharzausrüstung nicht erforderlich.

Zusätzlich zur farbigen, flammhemmenden Zellulosefaser in Stapelfaserform wie oben beschrieben kann der farbige, flammhemmende Zelluloseförmkörper der Erfindung die Form 15 jedes beliebigen Formkörpers annehmen, der aus Zelluloselösungen hergestellt werden kann. Er kann die Form eines Gewebes, eines Filamentgams, eines Seils, einer Kurzfaser oder eines aus der Faser hergestellten Pulvers oder jedes anderen Formkörpers, der aus einer Zelluloselösung hergestellt wird, haben. Solche Produkte können durch Einsatz vorhandener Verfahren durch Zugabe eines Pigments und eines Flammhemmers zur Zelluloselösung vor 20 dem Formen des Formkörpers hergestellt werden.

Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen erklärt. Diese Beispiele schränken den Rahmen der Erfindung in keiner Weise ein.

Beispiele

Beispiel 1 25 Eine farbige, flammhemmende Faser wurde hergestellt durch Zugabe zu einer zuvor : hergestellten, zur Herstellung von Modalfaser geeigneten Viskoselösung: 1) einer Dispersion des flammhemmenden Zusatzstoffs Z^'-OxybisIS.S-DimethyM ,3,2-dioxaphosphorinan]2,2'disulfid in einer Konzentration und Menge, die so berechnet wurde, dass sie 25 % des Gewichts der Zellulose in der Faser ergibt und

NACHGEREiCHT 12

Lenzing AG, PL0498 • · · · · « ··· ♦·*· *«· »» i»i 2) einer Dispersion aus im Handel erhältlichem Russ in einer Konzentration und Menge, die so berechnet wurde, dass sie 7 % Russ, bezogen auf das Gewicht der Zellulose in der Faser ergibt. Die Dispersionen wurden gut mit der Viskoselösung vermischt. Die resultierende Viskose plus Zusatzstoffe wurden durch eine Spinndüse in ein Spinnbad mit der zum Erhalt 5 von Modalfaser erforderlichen Zusammensetzung extrudiert. Das resultierende Faserkabel wurde gemäß dem normalen Verfahren zur Herstellung von Modalfaser verstreckt. Es wurde dann auf die Stapelfaserlänge geschnitten und gewaschen. Eine Ausrüstung wurde auf die Faser aufgebracht und die Faser wurde getrocknet. Die resultierende Faser war eine schwarze Stapelfaser mit 2,2 dtex, die für die Verarbeitung zu Garn und Gewebe geeignet 10 war.

Beispiel 2

Die Faser aus Beispiel 1 wurde auf ihre physikalischen Eigenschaften getestet und mit den physikalischen Eigenschaften einer flammhemmenden Faser verglichen, die ebenfalls gemäß dem Modalverfahren, ohne Zugabe eines färbenden Pigments, jedoch mit der gleichen Menge 15 des gleichen flammhemmenden Zusatzstoffs hergestellt wurde. Die Ergebnisse wurden in Tabelle 1 dargestellt. Offensichtlich führt das zusätzliche Pigment zu keiner wesentlichen Beeinträchtigung der Fasereigenschaften. Stattdessen kam es sogar zu einer geringfügigen Verbesserung der Faserfestigkeit.

Tabelle 1 Schwarze flammhemmende Faser Weiße flammhemmende Faser Titer (dtex) 2,24 2,16 Festigkeit in trockenem Zustand (cN/Tex) 26,5 23,7 Festigkeit in nassem Zustand (cN/Tex) 14,1 13,5 Trockendehnung bei Bruch (%) 16,7 13,3 Nassdehnung bei Bruch (%) 16,7 13,5 20

Beispiel 3

Die Faser aus Beispiel 1 wurde mit einem Ringspinnsystem zu einem Garn mit Garnzahl 50 Nm gesponnen. Die Eigenschaften des Gams wurden mit ähnlichen Garnen, die aus weißer (d. h. nicht gefärbter), flammhemmender Faser durch das Modalverfahren hergestellt wurden 13 NACHGEREiC; 4 · «···»*·· * · · « ·

Lenzing AG, PL0498 • · · · 4 4 4 • · · · · · f | • 4 *·· ···· «4« 44 44« sowie mit Garn, das aus einer Standardmodalfaser ohne jegliche flammhemmende Zusatzstoffe gesponnen wurde, verglichen. Die Ergebnisse der Gamtests sind in Tabelle 2 dargestellt. Dies zeigt, dass auch bei dem Garn kein negativer Einfluss des zugefügten Farbpigments auf die mechanischen Eigenschaften vorhanden ist. 5 Tabelle 2

Schwarze flammhemmende Faser Weiße flammhemmende Faser Standard modalfaser Garnzahl 50 50 50 Festigkeit in trockenem Zustand (cN/Tex) 14,9 12,9 18,6 Dehnung bei Bruch (%) 11 8 9

Beispiel 4

Die schwarze Faser aus Beispiel 1 wurde im Verhältnis 50/50 (Gewichtsanteil) mit einer schwarzen Meta-Aramid-Stapeifaser mit 2.2 dtex gemischt, die durch Zugabe von Russ zur 10 Spinnlösung vor dem Spinnen hergestellt wurde. Das resultierende Garn hatte eine Gamzahl von 30 Nm. Das Gam wurde durch einen normalen Webeprozess zu einer einfachen Gewebebindung verwoben. Das Gewebe wurde vorbereitet und dann mit Fixapret CP ausgerüstet. Das resultierende Gewebe war schwarz und hatte eine gute Stabilität beim Waschen, gute Pifiingeigenschaften und eine gute Knitterfestigkeit. Es war kein 15 Färbeverfahren erforderlich, was eine bedeutende Reduktion der Verarbeitungskosten des Gewebes bedeutet. Das Gewebe war dennoch flammhemmend und wies beim Beflammen eine minimale Schrumpfung auf.

NACHGEREICHT 14

Claims

·# «··« ett« 4 • 4 4 44· ·*·· · 4 4 4*4 • 4 4 4 4 4444 444 44 444 Lenzing AG, PL0498 Ansprüche 1. Zelluloseformkörper, der gefärbt und flammhemmend gemacht wurde, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zelluloselösung bei Ihrer Herstellung ein Pigment zum Erzielen der Zielfarbe und eine flammhemmende Verbindung zur flammhemmenden 5 Ausrüstung zugegeben wurden.
2. Zelluloseformkörper gemäß Anspruch 1, wobei die flammhemmende Komponente

ist, wobei beide X Schwefel sind und sowohl Ri als auch R2 entweder Methyl, Ethyl oder Propyl sind oder

wobei Ri als auch R2 unabhängig voneinander einen nicht-substrtuierten oder substituierten C1-12 alkyl-, C5-7 cycloalkyh C7-12 aralkyl- oder C6-12 aryl-Rest bedeuten und X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet.
3. Zellulosefomnkörper gemäß Anspruch 1, wobei der Körper eine Faser oder ein 15 Filament ist. NACHGEF. uu>t> 15 ···· »t·· Lenzing AG, PL0498
4. Ein Verfahren zur Herstellung des Zellulosekörpers aus Anspruch 1, wobei die Pigment mit der Zielfarbe und die flammhemmende Verbindung zu einer Zelluloselösung während deren Herstellung zugegeben werden.
5. Das Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Zielfarbe und die flammhemmende Verbindung unter Verwendung von mindestens einem nicht-ionischen oder anionischen Dispersionsmittel zugegeben werden.
6. Verwendung eines Zelluloseformkörpers gemäß Anspruch 1, wobei der Zelluloseformkörper zum Erhalt eines farbigen, flammhemmenden zweiten Gegenstandes mit einem Formkörper einer anderen Farbe gemischt wird..

16