BE1021479B1

BE1021479B1 - Vlamvertragende samenstelling voor textiel

Info

Publication number: BE1021479B1
Application number: BE2013/0403A
Authority: BE
Inventors: Leuven Ilse Van; Wim Duyvejonck
Original assignee: Eoc Belgium Nv
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2015-11-27
Also published as: EP2813616A1

Abstract

De huidige uitvinding betreft vlamvertragende samenstelling voor het bekleden van een textielsubstraat gebaseerd op een endotherm blaasmiddel dat water en CO² genereert bij verhitting. De uitvinding betreft tevens een textielproduct met vlamvertragende eigenschappen omvattende een met vlamvertragende samenstelling behandeld textielsubstraat. Verder verschaft de uitvinding een werkwijze voor het aanmaken van de samenstelling en voor het behandelen van een textielsubstraat met de samenstelling. Ten slotte voorziet de uitvinding in enkele gebruiken van de samenstelling.

Description

VLAMVERTRAGENDE SAMENSTELLING VOOR TEXTIEL TECHNISCH DOMEIN

De uitvinding heeft betrekking op het domein van de vlamvertragers, in het bijzonder op een vlamvertragende samenstelling voor textiel.

STAND DER TECHNIEK

Textiel is een essentieel onderdeel van het dagelijks leven. Textiel is te vinden bijvoorbeeld in gordijnen, doeken, meubels en auto bekleding, speelgoed, verpakkingsmateriaal en nog veel meer toepassingen. Bijgevolg is ontvlambaarheid van textiel van belang.

De ontvlambaarheid van stoffen wordt bepaald door de aard van de vezels die het product vormen. Zo zijn bijvoorbeeld sommige synthetische vezels zoals melamine, polyaramiden, acryl en glas inherent vlamvertragend, terwijl anderen zoals katoen, polyester en linnen gemakkelijk kunnen ontbranden. Voor deze hangt de mate van ontvlambaarheid af van het type vezel en zijn kenmerken. Bijvoorbeeld, een textiel gemaakt van een vezelmengsel brandt gebruikelijk sneller en bij hogere temperaturen vergeleken met elk vezeltype op zich. Stof ontvlambaarheid is ook afhankelijk van de dikte van de stof en/of dichtheid.

Verschillende benaderingen zijn voorgesteld voor het vertragen van de brandbaarheid van brandbare stoffen.

Een eerste benadering omvat vezel copolymerisatie en/of additie: verschillende vezel monomeren worden gemengd en gecopolymeriseerd, waardoor de eigenschappen van een vezel verbeterd worden door de verbeterde kenmerken van een andere vezel.

Maar deze techniek is beperkt door het aantal aanwezige vezels en hun eigenschappen, en niet op maat gemaakt voor elk substraat of vereisten. Bovendien zijn vezel types en copolymerisaties van vezels niet noodzakelijk compatibel, wat de verdere toepasbaarheid van deze techniek beperkt. Een bijkomend nadeel van deze aanpak zijn de hoge kosten van de brandwerende vezels.

Een andere benadering houdt de invoering in van vlamvertragende middelen in of op het weefsel via een van drie methoden: (a) chemische nabehandeling: de stof wordt behandeld met een vlamvertragend middel nadat het geproduceerd werd, ofwel door coating van het weefsel, of door invoering van het vlamvertragend middel in het weefsel tijdens het finale verfproces. Het vlamvertragend middel kan aangebracht worden op de rugzijde van het weefsel, een zogenoemde rug-coating, of aan de voorkant, zogenoemde front-coating, afhankelijk van de specifieke weefselapplicatie. Bijvoorbeeld voor gordijnen, meubelstoffering, kleding en beddengoed, waar de esthetische verschijning van de voorzijde van het weefsel belangrijk is wordt de voorkeur gegeven aan een rug-coating. (b) Vezel-matrix additief, het zogenaamde compounding: het vlamvertragend middel wordt aan de vezel gekoppeld in het smelt spin proces. Deze methode heeft vele nadelen: (i) degradatie van het vlamvertragend middel door de hoge temperatuur extrusie, (ii) reactie van het vlamvertragend middel met de geëxtrudeerde vezel en daaropvolgende modificatie van de vezeleigenschappen, zoals vezels kleurbaarheid, vezel verwerkbaarheid of andere fysische eigenschappen van de vezel, en (iii) reactie van het vlamvertragend middel met verschillende polymeeradditieven zoals kleurstoffen en katalysatoren, (c) Aanbrengen van vlamvertragende additieven op een stof oppervlak, hetzij rechtstreeks, hetzij met behulp van afwerkingsproducten (harsen) die chemisch of fysisch de vlamvertrager binden aan het weefsel. Nadelen van deze werkwijze zijn: (i) afwerkingsproducten kunnen gebruikelijk worden aangebracht op katoenvezels, maar ze kunnen meestal niet op synthetische vezels worden aangebracht omwille van de afwezigheid van functionele groepen waarmee ze kunnen reageren in deze toepassing, (ii) sommige afwerkingsproducten maken gebruik van toxische stoffen zoals formaldehydeharsen die formaldehyde kunnen vrijgeven, en (iii) in sommige afwerkingsproducten wordt ammonia gebruikt als verharden

Het selecteren van de geschikte vlamvertragende middelen en de geschikte methode voor de toepassing op stof hangt grotendeels af van het specifieke textielsubstraat dat dient te worden beschermd. Zo zal bijvoorbeeld de bescherming van een kledingstuk of de bescherming van een elektrisch apparaat inherent verschillende eisen en beperkingen opleggen aan het vlamvertragend middel.

Voor gebruik in textiel, beschikt een vlamvertragend middel bij voorkeur over volgende eigenschappen: (a) verenigbaar met het weefsel, (b) niet-schadelijk voor de esthetische en textuur eigenschappen van het weefsel, (c) bestand tegen uitgebreid wassen en schoonmaken, (d) ecologisch en fysiologisch veilig, (e) lage emissie aan giftige gassen, (f) goedkoop. Deze eigenschappen kunnen samengevat worden onder de benaming duurzaamheid.

Uitermate belangrijk is dat het vlamvertragend middel de vereiste brandproeven doorstaat.

Momenteel zijn er vier belangrijke families van brandvertragende chemicaliën: - anorganische vlamvertragers, zoals metaalhydroxides, met als voorbeelden aluminiumhydroxide en magnesiumhydroxide; en antimoon- en boorverbindingen, ammonium polyfosfaat; - gehalogeneerde brandvertragers, in de eerste plaats op basis van broom en chloor; - stikstof-gebaseerde organische vlamvertragers.

Broom bevattende verbindingen zijn reeds lang gekend als vlamvertragers. Het gebruik van aromatische broomverbindingen als vlamvertragers voor textiel heeft echter grote nadelen, waaronder de vereiste voor een hoog broomgehalte, hoge droge add-on en/of bindmiddel behoefte, en nood aan het toevoegen van verbindingen die de vlamvertraging versterken.

Het is uiterst ongewenst om op textiel grote hoeveelheden aan brandvertragende formulatie op te brengen daar grote hoeveelheden additieven aangebracht op de droge stof leiden tot een vermindering aan stofeigenschappen en verhoging van de productiekosten.

Bovendien kan het aanbrengen van voornoemde vlamvertragers op weefsel leiden tot wrijfstrepen op donkere stoffen, overmatig druppen tijdens de verbranding van thermoplastische vezels, relatief hoog niveau aan smeulende vezels en een algemene instabiliteit van de vlamvertrager dispersie wat een uniforme toepassing op het weefsel kan verhinderen.

Aanbrengen van brandvertragende producten op een stof kan leiden tot wijzigingen van de stof met betrekking tot het esthetisch aspect. Dit is een inherent gevolg van de brandvertragende afwerking. Het doel is om deze esthetische wijzigingen te beperken en zo aan te passen dat deze op een voor de markt aanvaardbaar niveau komen.

Het esthetisch aspect is in de ruime zin: zowel op vlak van aanvoelen, uitzicht, als gewicht.

De laatste jaren is er een aanzienlijke inspanning geleverd om fosfor gebaseerde vlamvertragende middelen en textiel coating formulâmes, te ontwikkelen. Zo is er enig gebruik van ammoniumpolyfosfaat of melamine polyfosfaat in textiel coating formuleringen.

Maar zowel ammonium polyfosfaat als melaminepolyfosfaat zijn moeilijk te vermalen tot een gemiddelde deeltjesgrootte kleiner dan 50 micron, en nog moeilijker te vermalen tot een gemiddelde deeltjesgrootte van minder dan 20 micron. Daarom is een coating suspensie van ammonium polyfosfaat of melaminepolyfosfaat slechts stabiel gedurende korte tijd en het oppervlak van de coating is ruw. Bovendien zijn zowel ammoniumpolyfosfaat als melaminepolyfosfaat gevoelig voor hydrolyse. Daarom genieten gecoate uitvoeringen de voorkeur voor textiele toepassingen.

Er is dus een algemeen erkende behoefte aan vlamvertragende formuleringen zonder de bovenstaande beperkingen. Er is nood aan vlamvertragende middelen met verbeterde prestaties, die minder schadelijk zijn voor textiel eigenschappen. Er is tevens nood aan een efficiënt vlamvertragend middel dat een relatief laag bindmiddelgehalte vereist en wordt gekenmerkt door goede dispersie-eigenschappen.

De huidige uitvinding beoogt een oplossing te vinden voor tenminste enkele van bovenvermelde problemen.

De uitvinding beoogt hieraan een oplossing te bieden door het ter beschikking stellen van een verbeterde vlamvertragende samenstelling, geschikt om aan te brengen op textiel. Tevens beoogt de uitvinding een methode ter beschikking te stellen om de vlamvertragende samenstelling aan te maken en aan te brengen op textiel. Bovendien verschaft de uitvinding enkele gebruiken voor de vlamvertragende samenstelling.

SAMENVATTING

Verrassenderwijze is gevonden dat een textiel vlamvertragend kan gemaakt worden met een CC>2-genererend blaasmiddel.

De term "vezel" zoals hierna gebruikt verwijst naar een natuurlijk of synthetisch filament dat geschikt is om te worden gesponnen tot een garen of dat tot een weefsel kan gemaakt worden.

De termen "stof", "textiel" en "textielsubstraat" worden hierin uitwisselbaar gebruikt om een vel structuur gemaakt uit vezels te beschrijven.

De term "vlamvertragende samenstelling" zoals hierin wordt gebruikt, beschrijft een samenstelling of een formulering die de neiging van een stof om de verbranding te ondersteunen bij blootstelling aan een kleine vlam kan verminderen of elimineren.

De uitvinding betreft in een eerste aspect een vlamvertragende samenstelling voor het bekleden van een textielsubstraat, omvattende: 1-80 gewichts% endotherm blaasmiddel omvattende een organisch zuur en een anorganische carbonaat base geschikt tot vorming van water en CO2 bij verhitting, 1-20 gewichts% oppervlakte actieve stof, optioneel een bindmiddel en/of een hulpstof, overige water, uitgedrukt ten opzichte van het totale gewicht van de samenstelling.

Deze samenstelling heeft als voordeel dat geen broomhoudende of antimoonhoudende verbindingen dienen te worden ingezet. De aanwezigheid van voldoende surfactant verhindert dat de formulatie geleerd. Het surfactant zorgt ervoor dat een waterige dispersie van het blaasmiddel kan worden aangemaakt die gemakkelijk kan worden aangebracht op een textielmateriaal. Het blaasmiddel is milieuvriendelijk.

In een voorkeursvorm van de samenstelling heeft het blaasmiddel een ontbindings-temperatuur van minstens 140 °C.

Met de term "ontbindingstemperatuur" wordt in onderhavige uitvinding bedoeld, de temperatuur waarbij het zuur en de base reageren en ontbinden tot water en CO2.

In een voorkeursvorm is het zuur geselecteerd uit de groep malonzuur, citroenzuur en citroenzuurderivaten zoals esters; en de base is bicarbonaat.

Voornoemde zuren komen voor in vaste vorm wat een voordeel is voor het formuleren ervan. Bij voorkeur wordt een combinatie gebruikt van natriumbicarbonaat en citroenzuurderivaten in polymere dragerkorrels.

In een voorkeursvorm van de samenstelling is de hulpstof geselecteerd uit de lijst een bindmiddel, een dispergeermiddel, een weekmaker, een textielverzachter, een verdikker, een biocide, een anti-schuimmiddel, een vulstof of combinaties hiervan.

In een voorkeursvorm van de samenstelling is de hulpstof een weekmaker en/of een textielverzachter.

In een voorkeursvorm omvat de samenstelling een weekmaker op basis van siliconen. Dit zorgt voor een verhoogde soepelheid van een coating van het brandwerende product aangebracht op een textielsubstraat.

In een voorkeursvorm van de samenstelling is het droge stof gehalte 40%-70%, bij voorkeur 40%-60%, nog bij voorkeur 45%-55%, meer bij voorkeur 49%-51%. Dit heeft als voordeel dat transportkosten gedrukt kunnen worden door zo weinig mogelijk water te transporteren. Het heeft ook als voordeel dat na aanbrengen van de formulatie, minder water dient verwijderd.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een textielproduct met vlamvertragende eigenschappen omvattende een textielsubstraat, waarbij het textielsubstraat omvat: -een samenstelling van garens, vezels en/of bandjes, natuurlijk en/of synthetisch, verwerkt tot een geheel, -een bindmiddel om de samenstelling samen te houden of vast te houden aan een dragermateriaal, waarbij het bindmiddel voorzien is van een brandvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

In een derde aspect verschaft de uitvinding een werkwijze voor het aanmaken van een vlamvertragende samenstelling voor het bekleden van een textielsubstraat omvattende de stappen: toevoegen aan water van 1-80 gewichts% endotherm blaasmiddel omvattende een organisch zuur en een anorganische carbonaat base geschikt tot vorming van water en CO2 bij verhitting, en 1-20 gewichts% oppervlakte actieve stof, optioneel toevoegen aan de aldus bekomen dispersie van een bindmiddel, optioneel toevoegen van één of meerdere hulpstoffen.

In een vierde aspect verschaft de uitvinding een werkwijze voor het vlamvertragend maken van een textielsubstraat, omvattende de stappen: - voorzien van een textielsubstraat, aanbrengen van een samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding op één of meerdere oppervlakken van het textielsubstraat; bij voorkeur op de rugzijde van het textielsubstraat, en - drogen van het met vlamvertragende samenstelling voorziene textielsubstraat bij een temperatuur lager dan de ontbindingstemperatuur van het blaasmiddel.

Aanbrenging van de brandwerende samenstelling op de rugzijde heeft als voordeel dat de esthetische eigenschappen van de voorzijde, bijvoorbeeld bedrukking, kunnen behouden blijven.

In een voorkeursvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt de vlamvertragende samenstelling via schuimapplicatie aan een schuimlitergewicht van 200 à 400 g/l opgebracht op het weefsel. Er wordt bij voorkeur tussen de 20 en 40% wof (weight of fabric) opgebracht.

In een voorkeursvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt de samenstelling aangebracht op de rugzijde via coating, bij voorkeur middels een pasta coating of schuimcoating.

In een verder aspect verschaft de uitvinding in een werkwijze voor het vlamvertragend maken van textiel.

Van oorsprong is "textiel" al wat geweven is. Huidig wordt textiel veel ruimer gebruikt. Textiel is een materiaal dat bestaat uit filamenten, vezels, bandjes of ander. Textiel is praktisch altijd vervormbaar (flexibel) en kan twee- of driedimensionaal zijn.

De samenhang van dit materiaal wordt gegeven door het proces zelf zoals oa, weven, breien, tuften of vliesvorming.

Het vlamvertragend maken van textiel omvat volgende stappen:

Het aanbrengen van een samenstelling volgens de uitvoeringsvorm van de uitvinding op één of alle zijden.

Het aanbrengen van de samenstelling kan op verschillende manieren gebeuren, zoals onder andere via een coatingproces (eenzijdig), een foulard proces, of ander.

Het drogen van het met vlamvertragende samenstelling voorzien textiel bij een temperatuur lager dan de ontbindingstemperatuur van het blaasmiddel. In een laatste aspect verschaft de uitvinding in een gebruik van een samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding voor het vlamvertragend maken van een textielsubstraat, bij voorkeur voldoend aan BS 5852.

In een voorkeursvorm van een gebruik volgens de uitvinding is het textielsubstraat een vloerbekleding, een tapijt, een mat, een gordijnstof, een meubelstof, een matras, een matrastijk, een speelgoed, een behangstof, een technisch textiel, of combinaties hiervan.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technisch en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd. "Een", "de" en "het" refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, "een segment" betekent een of meer dan een segment.

Wanneer "ongeveer" of "rond" in dit document gebruikt wordt bij een meetbare grootheid, een parameter, een tijdsduur of moment, en dergelijke, dan worden variaties bedoeld van +/-20% of minder, bij voorkeur +/-10% of minder, meer bij voorkeur +/-5% of minder, nog meer bij voorkeur +/-1% of minder, en zelfs nog meer bij voorkeur +/-0.1% of minder dan en van de geciteerde waarde, voor zoverre zulke variaties van toepassing zijn in de beschreven uitvinding. Hier moet echter wel onderverstaan worden dat de waarde van de grootheid waarbij de term "ongeveer" of "rond" gebruikt wordt, zelf specifiek wordt bekendgemaakt.

De termen "omvatten", "omvattende", "bestaan uit", "bestaande uit", "voorzien van", "bevatten", "bevattende", "behelzen", "behelzende", "inhouden", "inhoudende" zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.

Onderhavige uitvinding betreft de toepassing van een endotherm blaasmiddel als vlamvertrager in textiel backcoating.

Het textiel kan worden gekozen uit de niet-beperkende groep van synthetisch textiel, natuurlijke stoffen en mengsels daarvan.

Niet-beperkende voorbeelden van textielsubstraten die met voordeel kunnen gebruikt worden in de context van onderhavige uitvinding omvatten wol, zijde, katoen, linnen, hennep, jute, acetaatweefsel, acrylstof, latex, nylon, polyester, viscose, spandex, en combinaties daarvan.

In een voorkeursvorm betreft het textielsubstraat katoen, polyester en combinaties daarvan.

Het textielsubstraat dat in onderhavige uitvinding wordt gebruikt kan opgebouwd zijn uit één of meerdere lagen. Het textielsubstraat kan onderdeel zijn van een voorwerp, waarbij het gewenst is om de brandbaarheid van het textiel in het voorwerp te reduceren. Voorwerpen omvattend textielsubstraat kunnen zijn: autozetels, zitmeubels, wandbekleding, blindeersystemen, speelgoed, elektrische apparaten, een gordijn, een matras, een matrastijk, een tapijt, een tent, een decoratieve stof, een bekleding, een plafondtegel, een muurstof, een gordijn en ander technisch textiel.

Technisch textiel is textiel gebruikt in industriële, automotive, bouw-, lucht- en ruimtevaart, hygiëne en soortgelijke toepassingen.

Meer bepaald betreft de uitvinding in een eerste aspect een vlamvertragende samenstelling voor het bekleden van een textielsubstraat. De samenstelling omvat 1-80 gewichts% endotherm blaasmiddel en 1-20 gewichts% oppervlakte actieve stof.

Met de term "endotherm blaasmiddel" wordt in onderhavige uitvinding bedoeld een middel dat CO2 vrijzet bij verwarming en daarbij warmte onttrekt aan zijn omgeving. De endotherme blaasmiddelen ingezet in de uitvinding omvatten een organisch zuur en een anorganische carbonaat base. Bij voorkeur wordt voor de anorganische carbonaat base, natrium bicarbonaat gebruikt.

Combinatie met een organisch zuur zorgt voor buffering en beïnvloeding van de temperatuur voor gasafgifte. Bij voorkeur worden malonzuur, citroenzuur of een citroenzuurderivaat zoals een citroenzuurester gebruikt. Citroenzuuresters zijn bij voorbeeld de reactieproducten van citroenzuur met een alcohol ROH met een alkylgroep grootte tot acht koolstofatomen. Voornoemde zuren komen voor in vaste vorm wat een voordeel is voor het formuleren ervan.

Bij voorkeur wordt een combinatie gebruikt van natriumbicarbonaat en citroenzuurderivaten in polymere dragerkorrels.

Met de term "ontbindingstemperatuur" wordt in onderhavige uitvinding bedoeld, de temperatuur waarbij het zuur en de base reageren en ontbinden tot water en CO2. In een voorkeursvorm van de samenstelling heeft het endotherme blaasmiddel een ontbindingstemperatuur van minstens 140 °C, bij voorkeur 160 °C, meer bij voorkeur 180 °C, meest bij voorkeur 190 °C. Bij voorkeur is de ontbindingstemperatuur niet hoger dan 250 °C, bij voorkeur 240 °C, meer bij voorkeur 230 °C, meest bij voorkeur 220 °C. In een voorkeursvorm ligt de ontbindingstemperatuur bij 190 °C en bereikt de C02-vorming een maximum bij 200 °C.

In een voorkeursvorm heeft het endotherme blaasmiddel een gasopbrengst gelegen tussen 100 en 150 ml gas/g blaasmiddel, bij voorkeur rond 135 ml/g. Het gasvolume gegenereerd door een blaasmiddel kan bepaald worden aan hand van ASTM D 1715-60T.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 1-80 gewichts% endotherm blaasmiddel, bij voorkeur 10-70 gewichts%, meer bij voorkeur 20-60 gewichts%, meest bij voorkeur 30-50 gewichts%, nog meest bij voorkeur 35-45 gewichts%, uitgedrukt ten opzichte van de gewichtshoeveelheid natte formulatie.

Een vlamvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat verder een oppervlakte actieve stof. De aanwezigheid van voldoende surfactant verhindert dat de formulatie geleerd. Het surfactant zorgt ervoor dat een waterige dispersie van het blaasmiddel kan worden aangemaakt die gemakkelijk kan worden aangebracht op een textielmateriaal. Het blaasmiddel is milieuvriendelijk.

Als oppervlakte actieve stoffen voor gebruik in een samenstelling volgens de uitvinding komen onder andere in aanmerking: anionische surfactants, niet-ionische surfactants en amfotere surfactants. Geschikte anionische surfactants zijn bij voorbeeld sulfosuccinaten, natrium olefinesulfonaten (C14-C16), vetalcohol polyglycol ethersulfaat natrium-zout, fosfaat esters. Geschikte niet-ionische surfactants zijn bij voorbeeld alkylpolyglucosides (C8-C14), vetalcoholethoxylaten. Amfotere surfactants die kunnen ingezet worden zijn betaïnes.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 1-20% surfactants, bij voorkeur 1.5-15%, meer bij voorkeur 2.0-10%, meest bij voorkeur 2.0-5.0%, uitgedrukt in gewichtsprocenten ten opzichte van de natte formulatie.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling verder nog een bindmiddel. Aanwezigheid van een bindmiddel is voordelig voor het hechten van de formulatie op het textielsubstraat.

Als bindmiddelen voor gebruik in een vlamvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding komen in aanmerking: acrylaten, styreen-acrylaten, polyvinylacetaten, styreen-butadieenlatex, ethyleen-vinylacetaten, en dergelijke.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 0-50% bindmiddelen, bij voorkeur 1-40%, bij voorkeur 5-30%, meer bij voorkeur 10-25%, meest bij voorkeur 10-15%, uitgedrukt in gewichtspercentages ten opzichte van de natte formulatie.

Verder kunnen in de samenstelling nog hulpstoffen worden ingezet, zoals dispergeermiddelen, weekmakers, textielverzachters, verdikkers, biociden, anti-schuim of ontschuimingsmiddelen, vulstoffen en dergelijke.

Dispergeermiddelen voor gebruik in een vlamvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn: natrium-polyacrylaten, natriumdinaftaleensulfonaat, fosfonaat zoutoplossingen, copolymeer met pigmentaffiniteitsgroepen, multi-functionele polymeren en dergelijke.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 1-20% dispergeermiddelen, bij voorkeur 1.5-10%, meer bij voorkeur 2-5 %, uitgedrukt in gewichtspercentages ten opzichte van de natte formulatie.

Weekmakers voor gebruik in een vlamvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn: benzoaatesters, fosfaatesters zoals tricresylfosfaat, gebutyleerde trifenyl fosfaatester of tributoxyethylfosfaat; geacetyleerde monoglyceriden; glyceroltriacetaat; carboxylaten zoals 1,2-cyclohexaan dicarboxylzuur di-isononyl ester; citraten zoals tributylcitraat, tributyl 2-acetylcitraat; alkylsulfonzuur ester met fenol; siliconen verzachters; vetzuurcondensaat-, polyethyleenderivaten, waxes, en dergelijke.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 0-20% weekmakers, bij voorkeur 1-10%, bij voorkeur 2-5%, meer bij voorkeur 3-4%, uitgedrukt in gewichtspercentages ten opzichte van de natte formulatie.

Textielverzachters voor gebruik in een vlamvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn: siliconen amino fluid emulsies, zowel hydrofobe macro-emulsies, hydrofobe micro-emulsies, hydrofiele verzachters en dergelijke.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 0-20 % textielverzachters, bij voorkeur 1-10%, bij voorkeur 1.0-1.5%, uitgedrukt in gewichtspercentages ten opzichte van de natte formulatie.

Verdikkers voor gebruik in een vlamvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn: xanthaangom, polyurethaanverdikkers, polyacrylaatverdikkers en dergelijke.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 0-10 % verdikkers, bij voorkeur 1-5%, meer bij voorkeur 1.5-2.0%, uitgedrukt in gewichtspercentages ten opzichte van de natte formulatie.

Biociden voor gebruik in een vlamvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn: biociden op basis van l,2-benzisothiazolin-3-one (BIT) en 2-methyl-4-isothiazolin-3-one (MIT) en dergelijke.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 0-5% biociden, bij voorkeur 0.01-1%, bij voorkeur 0.02-0.05%, uitgedrukt in gewichtspercentages ten opzichte van de natte formulatie.

Anti-schuim of ontschuimingsmiddelen voor gebruik in een vlamvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn: siliconen gebaseerde anti-schuimmiddelen, minerale olie gebaseerde anti-schuimmiddelen, polymere anti-schuimmiddelen en dergelijke.

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 0-5% anti-schuim of ontschuimingsmiddelen, bij voorkeur 1-3% uitgedrukt in gewichtspercentages ten opzichte van de natte formulatie.

Vulstoffen voor gebruik in een vlamvertragende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn onder andere: aluminiumtrihydroxide (ATH).

In een voorkeursvorm omvat de vlamvertragende samenstelling 0%-50% vulstoffen, bij voorkeur l%-25% uitgedrukt in gewichtspercentages ten opzichte van de natte formulatie.

De hoeveelheid van de verschillende additieven die toegevoegd dient te worden is afhankelijk van de hoeveelheid blaasmiddel dat aan de formulatie wordt toegevoegd.

Voor het overige bevat de formulatie water.

In een voorkeursvorm van de samenstelling is het droge stof gehalte 40%-70%, bij voorkeur 40%-60°/o, nog bij voorkeur 45%-55%, meer bij voorkeur 49%-51%; meest bij voorkeur rond 50%. Dit heeft als voordeel dat transportkosten gedrukt kunnen worden door zo weinig mogelijk water te transporteren. Het heeft ook als voordeel dat na aanbrengen van de formulatie, minder water dient verwijderd.

In een voorkeursvorm heeft de brandwerende samenstelling een pH van 3-5, bij voorkeur rond 3.5.

In een voorkeursvorm heeft de brandwerende samenstelling een viscositeit van 1000-5000 mPa.s gemeten met een Brookfield viscositeitsmeter met spindle 3 bij snelheid 20.

In een andere voorkeursvorm heeft de brandwerende samenstelling een viscositeit van 50 mPa.s tot 25000 mPa.s, gemeten met een Brookfield viscositeitsmeter met spindle 3 bij snelheid 20. Deze viscositeit is geschikt voor pastacoating.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een textielproduct met vlamvertragende eigenschappen omvattende een textielsubstraat bekleed met een samenstelling volgens een voorkeursvorm van de uitvinding.

In een voorkeursvorm van een textielproduct volgens de uitvinding omvat het textielsubstraat: - een samenstelling van garens, vezels en/of bandjes, natuurlijk en/of synthetisch, welke zijn verwerkt tot een geheel. De verwerking kan gebeuren via weven, breien, tuften of andere processen van samenbrengen van die garens, vezels en/of bandjes. - een bindmiddel welke de eigenschap heeft de verschillende garens, vezels en/of bandjes samen te houden of vast te houden aan een dragermateriaal.

Het bindmiddel wordt voorzien van brandvertragende chemicaliën en nadien op de stof aangebracht.

Een brandwerende samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft als voordeel dat ze compatibel is met een latex rug die op textiel substraten zoals tapijttegels, matten, terug te vinden is. De samenstelling kan op de latex worden aangebracht of kan met de latexsamenstelling vermengd worden tot het bekomen van een latex-gebaseerde rug. Het gas gegenereerd door het blaasmiddel is diffundeerbaar door de latex laag richting draagdoek en zo richting warmtebron. De diffundeerbaarheid wordt verder bevorderd door de aanwezigheid van vulmiddelen in de latexsamenstelling en/of brandwerende samenstelling. De vulmiddelen zorgen meestal voor een grove stapeling deeltjes met vele poriën.

In een derde aspect verschaft de uitvinding een werkwijze voor het aanmaken van een vlamvertragende samenstelling voor het bekleden van een textiel substraat omvattende de stappen: toevoegen aan water van 1-80 gewichts% endotherm blaasmiddel omvattende een organisch zuur en een anorganische carbonaat base geschikt tot vorming van water en CO2 bij verhitting, en 1-20 gewichts% oppervlakte actieve stof, optioneel toevoegen aan de aldus bekomen dispersie van een bindmiddel, optioneel toevoegen van één of meerdere hulpstoffen. Bij voorkeur is het blaasmiddel gebaseerd op een combinatie bicarbonaat, zoals natriumbicarbonaat, en citroenzuur of citroenzuuresters.

Het blaasmiddel is verkrijgbaar in poedervorm. Dit heeft als voordeel dat er minder risico is op productverlies. Het kan makkelijk gedoseerd worden.

In een vierde aspect verschaft de uitvinding een werkwijze voor het vlamvertragend maken van een textielsubstraat, omvattende de stappen: voorzien van een textielsubstraat, aanbrengen van een samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding op één of meerdere oppervlakken van het textielsubstraat; bij voorkeur op de rugzijde van het textielsubstraat, en drogen van het met vlamvertragende samenstelling voorziene textielsubstraat bij een temperatuur lager dan de ontbindingstemperatuur van het blaasmiddel.

De droogtemperatuur dient lager te zijn dan de ontbindingstemperatuur van de vlamvertrager. Bij voorkeur bedraagt het verschil tussen de droogtemperatuur en de ontbindings-temperatuur van het blaasmiddel minstens 10 °C, bij voorkeur minstens 15°C, meer bij voorkeur minstens 20°C.

Een vakman zijn verschillende technieken bekend voor het afwerken van een textielsubstraat. Het afwerken van een textielsubstraat omvat meestal het aanbrengen van een samenstelling met een geschikte applicator, verwijdering van water (drogen) en verwarming van het textielsubstraat tot een temperatuur waarbij gefixeerd wordt (curing). Naar het proces kan verwezen worden als pad-dry-cure of coat-dry-cure.

Applicatoren die o.a. kunnen worden ingezet voor het aanbrengen van een finish op een textielsubstraat zijn padders, likrol applicator, een omgekeerde rol coater, een gegraveerde rol applicator, schuim- of pasta-applicatoren, een rakelcoater.

Voor gebruik in onderhavige uitvinding gaat de voorkeur uit naar schuim- en pasta-applicatoren.

In een voorkeursvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt de vlamvertragende samenstelling als een schuimcoating aangebracht. Dit heeft als voordeel dat wordt gezorgd voor een betere verspreiding van de vlamwerende verbinding. Een ander voordeel is een betere indringing van de compound in het behandelde weefsel. Een pasta coating zit meer aan het oppervlak

In een voorkeursvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt de samenstelling aangebracht op de rugzijde via coating, bij voorkeur middels een pasta coating of schuimcoating. In een geprefereerde voorkeursvorm wordt de vlamvertragende samenstelling aangebracht door middel van een schuimcoating.

De hoeveelheid blaasmiddel (droog) aangebracht op het weefsel is sterk afhankelijk van het type weefsel en ligt bij voorkeur tussen 10% en 50%, meer bij voorkeur tussen 12% en 25% gewichtsprocent droog.

In een voorkeursvorm van de uitvinding wordt het vlamvertragende textielproduct aangemaakt door eerst een dispersie aan te maken. Hiertoe wordt een geschikte hoeveelheid CÜ2-genererend blaasmiddel met een ontbindingstemperatuur gelegen tussen 140 °C en 200 °C met water gemengd. Eventueel worden additieven toegevoegd. De waterige dispersie wordt op een vaste stof gehalte van 40%-70%, bij voorkeur 50%-60%, gebracht en een pH 3.0-5.0. Aan de dispersie wordt een geschikte hoeveelheid bindmiddel toegevoegd; alsook ten minste een hulpstof geselecteerd uit de groep surfactants, weekmakers, biociden, om te komen tot een compound met 35-45% C02-genererend blaasmiddel. De compound wordt aangebracht op een textielsubstraat als een schuimcoating, bij voorkeur op de rugzijde. Het nog natte, gecoate textielsubstraat wordt gedroogd bij een droogtemperatuur die typisch minstens 20 °C lager ligt dan de ontbindingstemperatuur van het blaasmiddel. Dit resulteert in een eco-vriendelijk textielsubstraat met verbeterde vlamwerende eigenschappen.

Een aantal voorbeelden voor verschillende toepassingen zijn samengevat in Tabellen 1-4.

Tenzij anders vermeld wordt de viscositeit gemeten met een Brookfield viscositeits-meter op snelheid 20 met spindle 3. De droogtemperatuur was 125°C. De ontbindingstemperatuur is hoger dan 190°C

Tabel 1: voor stoffering

Tabel 2: voor verticale blinden - zonnewering

Tabel 3: voor verduisteringsgordijnen en oprolgordijnen

Tabel 4: voor behangweefsel

De brandbaarheid van verschillende textielsubstraten of van artikelen met deze textielsubstraten wordt meestal getest en bepaald volgens ontvlambaarheid testmethoden.

Representatieve voorbeelden zijn onder andere de Britse Standaard BS 5852 deel 1, een standaard testmethode voor de ontvlambaarheid van gestoffeerde meubelen.

In een laatste aspect verschaft de uitvinding in een gebruik van een samenstelling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding voor het vlamvertragend maken van een textielsubstraat, bij voorkeur conform BS 5852.

In een voorkeursvorm van een gebruik volgens de uitvinding is het textielsubstraat een vloerbekleding, een tapijt, een mat, een gordijnstof, een meubelstof, een matras, een speelgoed, een behangstof, een technisch textiel, of combinaties hiervan.

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven aan de hand van niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.

VOORBEELDEN

Tenzij anders weergegeven zijn de opgegeven hoeveelheden gewichtspercentages op de natte formulatie.

De droogtemperatuur was 125°C. De ontbindingstemperatuur is hoger dan 190°C. Voorbeeld 1

Een eerste vlamvertragende compound werd geformuleerd door aan water een surfactant en een endotherm blaasmiddel op basis van bicarbonaat en citroenzuur toe te voegen. Verder werd gebruik gemaakt van een bindmiddel en hulpstoffen. Details van de samenstelling worden weergegeven in Tabel 5.

Tabel 5: vlamvertragende samenstelling

Voorbeeld 2

Voor het formuleren van een tweede vlamvertragende compound werd gebruik gemaakt van een natrium di-naftaleenmethaansulfonaat dispergeermiddel, een endotherm blaasmiddel, een styreen-acrylaat bindmiddel, een benzoaat-ester weekmaker, een C14-C16 natrium olefine sulfonaat surfactant, een biocide blend van 1,2-benzisothiazolin-3-one (BIT) en 2-methyl-4-isothiazolin-3-one (MIT) en een polyurethaanverdikker. Details van de samenstelling worden weergegeven in Tabel 6. Deze compound had een droge stof gehalte van 49%-51%, een pH 3,5-4,5, een densiteit 1,1-1,5 en een viscositeit 1000-2000 mPa.s (spindle 3, speed 20).

Tabel 6: vlamvertragende samenstelling

Voorbeeld 3

Voor het formuleren van een derde vlamvertragende compound werd gebruik gemaakt van een natrium di-naftaleenmethaansulfonaat dispergeermiddel, een endotherm C02-genererend blaasmiddel, een styreen-acrylaat bindmiddel, een alkylpolyglucoside gebaseerd op een C8-C10 vetzuuralcohol surfactant, een natrium-olefine C14-C16 sulfonaat surfactant, een biocide blend van l,2-benzisothiazolin-3-one (ΒΓΤ) en 2-methyl-4-isothiazolin-3-one (MIT) en een polyurethaanverdikker. Details van de samenstelling worden weergegeven in Tabel 7. Deze compound had een droge stof gehalte van 49%-51%, een pH 3,5-4,5, een densiteit 1,1-1,5 en een viscositeit 1000-2000 mPa.s (spindle 3, speed 20).

Tabel 7: vlamvertragende samenstelling

Voorbeeld 4

Een vierde voorbeeld van een vlamvertragende compound is weergegeven in Tabel 8. Voor het formuleren van deze samenstelling werd een fosfonaatzout dispergeermiddel gebruikt, een blaasmiddel natrium bicarbonaat/citroenzuur, een styreen-acrylaat bindmiddel, tricresylfosfaat en gebutyleerde trifenyl fosfaatester weekmakers, een niet-ionische micro-emulsie van een reactieve amino-functionele siliconen textielverzachter, een natrium-olefine (C14-C16)sulfonaat, een biocide blend van l,2-benzisothiazolin-3-one (BIT) en 2-methyl-4-isothiazolin-3-one (ΜΓΤ), en een polyurethaanverdikker. Het resterende deel van de samenstelling is water. Deze compound had een droge stof gehalte van 49%-51%, een pH 3,5-4,5, een densiteit 1,1-1,5 en een viscositeit 1000-2000 mPa.s (spindle 3, speed 20).

Tabel 8: vlamvertragende samenstelling

Voorbeeld 5

De compound uit voorbeeld 2 werd gecoat op een weefsel bestaande uit 72% polyester en 28% viscose (weefsel 1), substraatgewicht 370 g /m2. De coating werd aangebracht via schuimapplicatie aan een schuimlitergewicht van 200-400 g/l.

Op het gecoate weefsel werd de BS 5852 brandtest uitgevoerd : vlam 3cm - 20" verticaal op mousse.

Uit de resultaten van de brandtest weergegeven in Tabel 9 volgt dat wanneer er 93 g/m2 droog product, dit is 25% wof, van de compound uit voorbeeld 2 wordt aangebracht op het weefsel 1 het gecoate weefsel slaagt voor de BS5852 test. De navlamtijd bij een vlamtijd van 20s is minder dan 120s.

Tabel 9: brandtest

Wof=weight of fabric = gewicht weefsel Voorbeeld 6

De compound uit voorbeeld 3 werd gecoat op een polyester/katoen weefsel (weefsel 2) met substraatgewicht 586 g/m2 via schuimapplicatie (200-300g/l). Op het gecoate weefsel werd de BS 5852 brandtest uitgevoerd: vlam 3 cm - 20" verticaal op mousse.

Uit de resultaten van de brandtest weergegeven in Tabel 10 volgt dat wanneer er 93 g/m2 droog product, dit is 16% wof, van de compound uit voorbeeld 3 wordt aangebracht op het weefsel 2 het gecoate weefsel slaagt voor de BS5852 test. De navlamtijd bij een vlamtijd van 20s is minder dan 120s.

Tabel 10: brandtest

Wof=weight of fabric = gewicht weefsel

Voorbeeld 7

De compound uit voorbeeld 4 werd gecoat op een polyester/katoen weefsel (weefsel 3): substraatgewicht 624 g/m2, via schuimapplicatie (200-400g/l). Op het gecoate weefsel werd de BS 5852 brandtest uitgevoerd (vlam 3cm - 20" verticaal op mousse).

Uit de resultaten van de brandtest weergegeven in Tabel 11 volgt dat wanneer er 166 g/m2 droog product (dit is 27% wof) van de compound uit voorbeeld 4 wordt aangebracht op het weefsel 3 het gecoate weefsel slaagt voor de BS5852 test. De navlamtijd bij een vlamtijd van 20s is minder dan 120s.

Tabel 11: brandtest

Wof=weight of fabric = gewicht weefsel

Een vergelijking werd uitgevoerd met een halogeen houdende compound.

Tabel 12: brandtest

Uit de resultaten van de brandtest weergegeven in bovenstaande tabel 12 volgt dat wanneer er 116g/m2 droog product (dit is 31% wof) van een klassieke halogeen-houdende compound wordt aangebracht op het weefsel 1 het gecoate weefsel slaagt voor de BS5852 test. De navlamtijd bij een vlamtijd van 20s is minder dan 120s.

Claims

CONCLUSIES

1. Vlamvertragende samenstelling voor het bekleden van een textielsubstraat, omvattende: 1-80 gewichts% endotherm blaasmiddel omvattende een organisch zuur en een anorganische carbonaat base geschikt tot vorming van water en CO2 bij verhitting, 1-20 gewichts% oppervlakte actieve stof, optioneel een bindmiddel en/of een hulpstof, overige water, en waarbij de gewichts% uitgedrukt zijn ten opzichte van het totale gewicht van de samenstelling.
2. Samenstelling volgens conclusie 1, waarbij het blaasmiddel een ontbindings-temperatuur heeft van minstens 140 °C.
3. Samenstelling volgens conclusie 2, waarbij het zuur geselecteerd is uit de groep malonzuur, citroenzuur, citroenzuurderivaten zoals esters en de base bicarbonaat is; bij voorkeur een combinatie van natriumbicarbonaat en citroenzuurderivaten in polymere dragerkorrels.
4. Samenstelling volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de hulpstof geselecteerd is uit de lijst een bindmiddel, een dispergeermiddel, een weekmaker, een textielverzachter, een verdikker, een biocide, een anti-schuimmiddel, een vulstof of combinaties hiervan.
5. Samenstelling volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het droge stof gehalte 40%-70% is, bij voorkeur 45%-55%, meer bij voorkeur 49%-51%.
6. Textielproduct met vlamvertragende eigenschappen omvattende een textielsubstraat, waarbij het textielsubstraat omvat: -een samenstelling van garens, vezels en/of bandjes, natuurlijk en/of synthetisch, verwerkt tot een geheel, -een bindmiddel om de samenstelling samen te houden of vast te houden aan een dragermateriaal, waarbij het bindmiddel voorzien is van een brandvertragende samenstelling volgens conclusies 1-5.
7. Textielproduct volgens conclusie 6, waarbij het textielsubstraat bekleed is met de brandvertragende samenstelling.
8. Werkwijze voor het aanmaken van een vlamvertragende samenstelling voor het bekleden van een textielsubstraat omvattende de stappen: toevoegen aan water van 1-80 gewichts% endotherm blaasmiddel omvattende een organisch zuur en een anorganische carbonaat base geschikt tot vorming van water en CO2 bij verhitting, en 1-20 gewichts% oppervlakte actieve stof, optioneel toevoegen aan de aldus bekomen dispersie van een bindmiddel, optioneel toevoegen van één of meerdere hulpstoffen.
9. Werkwijze voor het vlamvertragend maken van een textielsubstraat, omvattende de stappen: - voorzien van een textielsubstraat, - aanbrengen van een samenstelling volgens één der conclusies 1-5 op één of meerdere oppervlakken van het textielsubstraat; bij voorkeur op de rugzijde van het textielsubstraat, en - drogen van het met vlamvertragende samenstelling voorziene textielsubstraat bij een temperatuur lager dan de ontbindingstemperatuur van het blaasmiddel.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij een vlamvertragende samenstelling via schuimapplicatie aan een schuimlitergewicht van 200 à 400 g/l wordt opgebracht op het weefsel.
11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij de samenstelling aangebracht wordt via coating, bij voorkeur middels een pasta coating of schuimcoating.
12. Gebruik van een samenstelling volgens één der conclusies 1-5 voor het vlamvertragend maken van een textielsubstraat, bij voorkeur voldoend aan BS 5852.
13. Gebruik volgens conclusie 12, waarbij het textielsubstraat een vloerbekleding, een tapijt, een mat, een gordijnstof, een meubelstof, een matras, een matrastijk, een speelgoed, een behangstof, een technisch textiel, of combinaties hiervan.