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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flammschutzmittel, das für die Behandlung einer Faser oder eines Stoffes (z.B. Textilstoffes), zum Beispiel einer Kapokfaser oder eines Kapokfaservlieses nützlich ist.
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Der Kapokbaum ist ein Baum, der zu der Familie der Malvengewächse gehört, aus dem tropischen Amerika stammt und in Südostasien und Afrika weitverbreitet ist. Die Kapokfaser ist eine Samenfaser, die aus der Frucht eines Kapokbaumes gewonnen wird. Die Kapokfaser ist eine natürliche Hohlfaser mit einer Länge von 8 mm bis 32 mm, einer Breite von 30 µm bis 35 µm und einem kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt. Die Kapokfaser enthält viel Luft und ist somit leicht und thermisch, und glatt wie Seide. Darüber hinaus ist die Kapokfaser mit einem natürlichen Wachs bedeckt und somit wasserabweisend. Außerdem verfügt die Kapokfaser über Eigenschaften wie zum Beispiel Schalldämmung, Ölabsorption, eine antibakterielle Funktion, Desodorierung und ferne Infrarotstrahlung und kann somit für verschiedene Zwecke verwendet werden.
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Die Kapokfaser hat jedoch eine kurze Faserlänge und eine schmale Zellwand und kann somit während einer Behandlung, zum Beispiel während des Kardierens leicht zerschnitten werden. Da die Kapokfaser ultraleicht ist, kann sie darüber hinaus bei der Verarbeitung zu einem Gewebe oder Filz verweht bzw. verstreut werden, was zu einem Rohstoffverlust führen und die Feuergefahr erhöhen kann. Somit wurde die Verwendung der Kapokfaser auf Möbel, Füllungen von Bettwaren und Füllungen von Schwimmwesten beschränkt.
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In den letzten Jahren wurden verschiedene Versuche unternommen, die Kapokfaser als Industriematerial für die Wärmedämmung, Schalldämmung und Ölabsorption zu verwenden, indem Kapokfasern zu einem Vliesstoff und dergleichen verarbeitet wurden. Zum Beispiel lässt sich ein schalldämmendes Material durch Füllen eines porösen Materials mit Kapokfasern ohne gesonderte Behandlung herstellen, oder kann ein ölabsorbierender Verbundvliesstoff durch Mischen von Kapokfasern mit synthetischen Polypropylenfasern hergestellt werden. Ferner wurde ein schalldämmendes Material entwickelt, das aus Kapokvlies und einem Thermoplasten und / oder Duroplasten gebildet ist. Die Nutzung von Kapokfasern bleibt jedoch aufgrund ihrer Verwehungs- bzw. Zerstreuungseigenschaften begrenzt.
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Die obige Beschreibung der verwandten Technik soll lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der vorliegenden Erfindung dienen und kann somit Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann auf dem Gebiet bereits wohlbekannt ist.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein flammenhemmendes Behandlungsmittel bereitzustellen, welches Fasern und/oder Stoffen (z.B. Textilstoffen), zum Beispiel Kapokfasern und Kapokfaservlies verbesserte Eigenschaften verleiht.
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Eine beispielhafte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein flammenhemmendes Behandlungsmittel bereitzustellen, das in der Lage ist, das Verwehen bzw. Zerstreuen der Kapokfasern während der Faserverarbeitung, zum Beispiel während der Vliesstoffherstellung zu unterdrücken. Je höher die Menge an Kapokfasern während der Verarbeitung ist, desto mehr verringert das Flammschutzmittel die Wahrscheinlichkeit eines Feuers, das durch ein Verwehen bzw. Zerstreuen der Kapokfasern bewirkt wird. Als solches stellt das Flammschutzmittel einen Flammschutz bereit, der für Industriefasern erforderlich ist.
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Eine weitere beispielhafte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel behandelten Kapokfaser.
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Eine weitere beispielhafte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Kapokfaservlieses, das mittels eines Vernadelungsvorgangs aus mit dem Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern hergestellt wird. Ein derartiges Herstellungsverfahren kann ohne Brandgefahr aufgrund eines Verwehens bzw. Zerstreuens der Kapokfasern erfolgen.
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Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein flammenhemmendes Behandlungsmittel zum Behandeln von Kapokfasern oder einem Kapokfaservliesstoff bereit. In einer beispielhaften Ausführungsform des flammenhemmenden Behandlungsmittels ist das Flammschutzmittel in einem wässrigen Medium (z.B. einem wässrigen Lösungsmittel bzw. Dispersionsmittel), einem nichtionischen Tensid und einem anionischen Tensid dispergiert und enthält ein wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Ölform und ein wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Pulverform mit einem Gewichtsverhältnis von etwa 2:8 bis etwa 8:2.
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Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung Kapokfasern bereit, die mit dem oben beschriebenen flammenhemmenden Behandlungsmittel behandelt wurden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Kapokvliesstoff bereit, der mit dem oben beschriebenen flammenhemmenden Behandlungsmittel behandelt wurde.
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Das Verwehen bzw. Verstreuen der Kapokfasern und die Brandgefahr sind bei Kapokfasern, die mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel der vorliegenden Erfindung behandelt werden, während des Kardier- und Vernadelungsvorgangs zum Herstellen von Vliesgeweben und Filz unterdrückt.
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Die mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel der vorliegenden Erfindung behandelten Kapokfasern verfügen über einen hervorragenden Flammschutz und können verwendet werden, um einen Kapokfaservliesstoff mit einer Brenngeschwindigkeit von ungefähr 102 mm/min herzustellen.
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Die Kapokfasern oder Kapokfaservliesstoffe, die mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel der vorliegenden Erfindung behandelt werden, verfügen über eine hervorragende Säurebeständigkeit und Lichtbeständigkeit und eine verbesserte Klebrigkeit, ohne dabei ein graugrünes Aussehen zu erzeugen.
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Aus diesem Grund stellen die mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel der vorliegenden Erfindung behandelten Kapokfasern oder Kapokfaservliesstoffe ein geeignetes Material für verschiedene Industrieprodukte, wie zum Beispiel Fahrzeuge, Kleidung, Bettwaren und dergleichen dar.
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Weitere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend erläutert.
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Es wird angemerkt, dass sich der Begriff „Fahrzeug“, wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, auf Fahrzeuge im Allgemeinen, zum Beispiel auf Personenkraftwagen, einschließlich Geländewagen (SUV), Busse, LKWs, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, sowie auf Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere, mit alternativem Kraftstoff betriebene Fahrzeuge (zum Beispiel auf mit nicht aus Erdöl stammendem Kraftstoff angetriebene Fahrzeuge) bezieht. Im vorliegenden Dokument ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, zum Beispiel ein Fahrzeug, das sowohl einen Benzinantrieb als auch einen Elektroantrieb aufweist.
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Die obigen sowie weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend erläutert.
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Nachfolgend wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür nachfolgend beschrieben sind. Obgleich die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, wird angemerkt, dass die Erfindung durch die vorliegende Beschreibung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifizierungen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen miteinschließen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein flammenhemmendes Behandlungsmittel, das auf eine Kapokfaser oder einen Kapokfaservliesstoff aufzutragen ist. Das Verwehen bzw. Zerstreuen der Kapokfasern und die mit dem Verwehen bzw. Zerstreuen der Fasern einhergehende Brandgefahr sind bei Kapokfasern, die mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel der vorliegenden Erfindung behandelt werden, während der Vorgänge des Spinnens, Kardierens und Vernadelns unterdrückt. Darüber hinaus verfügen mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel der vorliegenden Erfindung behandelte Kapokfasern über wünschenswerte Eigenschaften, wie zum Beispiel eine verbesserte Säurebeständigkeit und Lichtbeständigkeit, ein verringertes graugrünes Aussehen und eine verbesserte Klebrigkeit.
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Einzelheiten des flammenhemmenden Behandlungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend erläutert.
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Eine beispielhafte Ausführungsform des flammenhemmenden Behandlungsmittels der vorliegenden Erfindung kann bei einer Kapokfaser oder einem Kapokfaservliesstoff angewendet werden und durch Dispergieren eines Flammschutzmittels in einer wässrigen Dispersion hergestellt werden, die aus einem wässrigen Lösungsmittel und einem Tensid zusammengesetzt ist. Das Flammschutzmittel ist gleichmäßig in der wässrigen Dispersion dispergiert, die ein wässriges Medium, z.B. Lösungsmittel bzw. Dispersionsmittel, ein nichtionisches Tensid und ein anionisches Tensid enthält. In einigen Ausführungsformen des flammenhemmenden Behandlungsmittels ist das Flammschutzmittel in einer Konzentration von etwa 20 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% (z.B. etwa 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 oder etwa 40 Gew.-%) auf Basis des Gesamtgewichts der wässrigen Dispersion dispergiert. Eine derartige wässrige Dispersion enthält das wässrige Lösungsmittel mit ungefähr 100 Gewichtsteilen, das nichtionische Tensid mit ungefähr 1 bis ungefähr 10 Gewichtsteilen (z.B. etwa 1 Gewichtsteil, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder etwa 10 Gewichtsteilen) und das anionische Tensid mit etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 10 Gewichtsteilen (z.B. etwa 1 Gewichtsteil, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder etwa 10 Gewichtsteilen).
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In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel, welches in Wasser nicht leicht lösbar ist, als Flammschutzmittel ausgewählt und verwendet. Darüber hinaus werden ein wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Form von Öl und ein wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Form von Pulver verwendet und mit einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 2:8 bis ungefähr 8:2 (z.B. etwa 2:8 bis etwa 8:2, etwa 4:6 bis etwa 6:4 oder etwa 5:5) gemischt. Je höher die Menge des wasserunlöslichen phosphatbasierten Flammschutzmittels in Pulverform in dem flammenhemmenden Behandlungsmittel ist, desto besser ist der Flammschutz. Wenn jedoch das wasserunlösliche phosphatbasierte Flammschutzmittel in Pulverform in einer Menge enthalten ist, die das oben beschriebene Gewichtsverhältnis übersteigt, dann können sich die Säurebeständigkeit und die Lichtbeständigkeit verschlechtern und können somit Hydrolyse, Vergilben und ein graugrünes Aussehen auftreten. Selbst wenn die Menge an wasserunlöslichem phosphatbasiertem Flammschutzmittel in Form von Öl in dem flammenhemmenden Behandlungsmittel erhöht wird, kann der Flammschutz nur leicht verbessert werden. Darüber hinaus erhöht sich die Klebrigkeit, je höher die Menge an wasserunlöslichem phosphatbasiertem Flammschutzmittel in Form von Öl ansteigt, so dass eine Nadel während eines Vernadelungsvorgangs nicht durch das Gewebe hindurchdringen kann und so eine Verschlechterung der Bearbeitbarkeit und eine Beschädigung von Vorrichtungen bewirkt wird. Somit können in der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung einer Maximierung des Flammschutzes, der Säurebeständigkeit, der Lichtbeständigkeit, des graugrünen Aussehens und der Klebrigkeit das wasserunlösliche phosphatbasierte Flammschutzmittel in Ölform und das wasserunlösliche phosphatbasierte Flammschutzmittel in Pulverform in einer Mischung mit einem Gewichtsverhältnis von etwa 2:8 bis etwa 8:2, vorzugsweise von etwa 4:6 bis etwa 6:4 und am meisten bevorzugt 5:5 als Flammschutzmittel verwendet werden.
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Weitere Einzelheiten jeder das flammenhemmende Behandlungsmittel der vorliegenden Erfindung bildenden Komponente werden nun beschrieben.
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Wässriges Medium
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In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Wasser, Alkohol oder eine Mischung davon als ein wässriges Medium, z.B. Lösungsmittel bzw. Dispersionsmittel verwendet werden. Vorzugsweise kann Wasser als wässriges Medium verwendet werden.
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Tensid
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In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden ein nichtionisches Tensid und ein anionisches Tensid verwendet, um ein Flammschutzmittel gleichmäßig zu dispergieren und den Partikeldurchmesser von Partikeln des Flammschutzmittels anzupassen.
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Insbesondere wirkt das nichtionische Tensid, um die Partikelgröße eines wasserunlöslichen phosphatbasierten Flammschutzmittels in Pulverform auf eine kleine Größe zu steuern. Darüber hinaus wirkt das anionische Tensid, um ein Dispersionsmittel in einer wässrigen Dispersion gleichmäßig zu dispergieren.
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Das nichtionische Tensid kann eines oder mehrere Tenside enthalten, die aus der Gruppe bestehend aus Polyoxyalkylen – nichtionischen Tensiden, mehrwertiger – Alkohol – nichtionischen Tensiden, Polyoxyethylenstyrolphenylether – nichtionischen Tensiden, Distyrylphenylethoxylatethylenoxid-Addukten und Tridecylethoxylatethylenoxid-Addukten ausgewählt sind.
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Das anionische Tensid kann ein oder mehrere Tenside enthalten, die aus der Gruppe bestehend aus Alkylestersulfonat, Alkylsulfonat, Alkylphosphat, Alkylarylsulfonat, Polyoxyalkylenalkylethersulfat, Polyoxyalkylenalkylesterphosphat, Polyoxyalkylenalkylethercarboxylat, Polycarboxylat, Türkischrotöl, Petroleumsulfonat, und Tristyrolphenylethoxylatethylenoxidsulfonat-Ammoniumsalz ausgewählt sind.
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In beispielhaften Ausführungsformen des flammenhemmenden Behandlungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine wässrige Dispersion hergestellt durch Zugeben eines nichtionischen Tensides mit etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 10 Gewichtsteilen (z.B. etwa 1 Gewichtsteil, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder etwa 10 Gewichtsteilen) und eines anionischen Tensides mit etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 10 Gewichtsteilen (z.B. etwa 1 Gewichtsteil, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder etwa 10 Gewichtsteilen) auf Basis von 100 Gewichtsteilen des wässrigen Lösungsmittels.
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Wenn das nichtionische Tensid, das der wässrigen Dispersion beigegeben wird, mit weniger als etwa 1 Gewichtsteil verwendet wird, wird es schwierig, die Partikelgröße des wasserunlöslichen phosphatbasierten Flammschutzmittels in Pulverform auf etwa 1 µm anzupassen. Wenn dagegen das nichtionische Tensid in einer Menge beigefügt wird, die mehr als etwa 10 Gewichtsteile beträgt, kann es sein, dass sich eine Hochtemperaturstabilität eines Produktes verringert, was zu Schwierigkeiten beim Sprühen und Polstern führen kann.
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Wenn das anionische Tensid, das der wässrigen Dispersion hinzugefügt wird, mit weniger als etwa einem Gewichtsteil verwendet wird, wird es schwierig, das Flammschutzmittel gleichmäßig zu dispergieren. Wenn das anionische Tensid dagegen in einer Menge von mehr als etwa 10 Gewichtsteilen beigefügt wird, kann es zu einer Farbveränderung (einem Vergilben) der Kapokfasern kommen.
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Dispersionsmittel
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In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel als Dispersionsmittel verwendet.
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Verfahren aus dem Stand der Technik verwenden ein wasserlösliches Flammschutzmittel, wie zum Beispiel Guanidinphosphat, Phosphatcarbamat oder dergleichen, aber ein derartiges wasserlösliches Flammschutzmittel kann in Wasser hydrolisiert oder gelöst werden, was zu einer Verschlechterung des Flammschutzes, der Säurebeständigkeit und der Lichtbeständigkeit führt. Da Kapokfasern hydrophob sind, können sie darüber hinaus das wasserlösliche Flammschutzmittel nicht absorbieren, weswegen das Verwehen bzw. Zerstreuen nicht unterdrückt werden kann.
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In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel als Flammschutzmittel ausgewählt und verwendet. Somit ist es möglich, das Verwehen bzw. Zerstreuen von Kapokfasern zu unterdrücken und ferner die Säurebeständigkeit und Lichtbeständigkeit durch eine Behandlung mit Flammschutzmittel zu verbessern. Wenn ein wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Ölform und ein wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Pulverform mit einem angemessenen Anteilsverhältnis verwendet werden, wird erwartet, dass die Wirkung des Bereitstellens eines Flammschutzes gleichwertig mit dem Flammschutz ist.
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In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das wasserunlösliche phosphatbasierte Flammschutzmittel in Ölform eines oder mehrere aufweisen, die aus der Gruppe bestehend aus Bisphenol A bis(diphenylphosphat), Resorcinbis(diphenylphosphat), Kresyldiphenylphosphat, Trikresylphosphat (z.B. Tritresylphosphat), 2-Biphenylyl-diphenyl-phosphat und dergleichen ausgewählt werden. Noch bevorzugter können Kresyldiphenylphosphat, Trikresylphosphat oder eine Mischung davon als wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Ölform verwendet werden. In einigen Fällen sind diese wasserunlöslichen phosphatbasierten Flammschutzmittel kostengünstig.
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In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Amidophosphate als wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Pulverform verwendet werden.
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Bei dem flammenhemmenden Behandlungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Flammschutzmittel mit einer Konzentration von ungefähr 20 Gew.-% bis ungefähr 40 Gew.-% (z.B. ungefähr 20 Gew.-%, 21 Gew.-%, 22 Gew.-%, 23 Gew.-%, 24 Gew.-%, 25 Gew.-%, 26 Gew.-%, 27 Gew.-%, 28 Gew.-%, 29 Gew.-%, 30 Gew.-%, 31 Gew.-%, 32 Gew.-%, 33 Gew.-%, 34 Gew.-%, 35 Gew.-%, 36 Gew.-%, 37 Gew.-%, 38 Gew.-%, 39 Gew.-% oder ungefähr 40 Gew.-%) auf Basis des Gewichtes der wässrigen Dispersion dispergiert. Wenn die Menge des in dem flammenhemmenden Behandlungsmittel dispergierten Flammschutzmittels weniger als etwa 20 Gew.-% beträgt, kann die Wirkung des Bereitstellens von Flammschutz für Kapokfasern oder Kapokfaservliesstoff unzureichend sein. Wenn jedoch das Flammschutzmittel in einer hohen Konzentration von mehr als etwa 40 Gew.-% hinzugefügt wird, ist es nicht einfach, den Partikeldurchmesser des Flammschutzmittels anzupassen und ist es schwierig, eine gleichmäßige Dispersion zu induzieren.
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In beispielhaften Ausführungsformen des flammenhemmenden Behandlungsmittels der vorliegenden Erfindung ist das Flammschutzmittel in der wässrigen Dispersion, die Wasser und ein Tensid enthält, gleichmäßig dispergiert, und ist das wasserunlösliche phosphatbasierte Flammschutzmittel in Pulverform, dessen durchschnittliche Partikelgröße auf kleiner oder gleich etwa 1 µm (z.B. etwa 1 µm, 0,9 µm, 0,8 µm, 0,7 µm, 0,6 µm, 0,5 µm, 0,4 µm, 0,3 µm, 0,2 µm, 0,1 µm oder weniger) angepasst ist, dispergiert.
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Die vorliegende Erfindung stellt Kapokfasern oder Kapokfaservlies bereit, die mit dem oben beschriebenen flammenhemmenden Behandlungsmittel behandelt werden.
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Die Flammschutzmittelbehandlung kann erfolgen durch Ablegen der Kapokfasern oder des Kapokfaservliesstoffes in dem flammenhemmenden Behandlungsmittel oder durch Besprühen der Kapokfasern oder des Kapokfaservliesstoffes mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel. In einigen Ausführungsformen kann die Imprägniermenge des Flammschutzmittels vorzugsweise von etwa 30 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% (z.B. etwa 30 Gew.-%, 31 Gew.-%, 32 Gew.-%, 33 Gew.-%, 34 Gew.-%, 35 Gew.-%, 36 Gew.-%, 37 Gew.-%, 38 Gew.-%, 39 Gew.-% oder 40 Gew.-%) bezüglich des Gewichts der Kapokfasern oder des Kapokfaservliesstoffes betragen.
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Insbesondere können die mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern durch Auftragen des flammenhemmenden Behandlungsmittels auf die Fasern während des Spinnens oder Webens der Kapokfasern oder durch Sprühen des flammenhemmenden Behandlungsmittels auf die Fasern hergestellt werden.
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Der mit Flammschutzmittel behandelte Kapokvliesstoff kann durch Ablegen in dem flammenhemmenden Behandlungsmittel oder durch Besprühen mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel während eines Spinnvorgangs oder eines Vernadelungsvorgangs zum Herstellen eines typischen Vliesstoffes hergestellt werden. Das bedeutet, dass während eines Vorgangs des Herstellens eines Kapokvliesstoffes einschließlich eines a) Spinnens und Webens der Kapokfasern und b) Herstellens eines Vliesstoffes durch einen Vernadelungsvorgang auf der gewebten Kapokfaser die Flammschutzbehandlung durch Ablegen in dem flammenhemmenden Behandlungsmittel oder Besprühen mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel während des Spinnvorgangs oder des Vernadelungsvorgangs durchgeführt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht im Besonderen auf das Verfahren der Flammschutzmittelbehandlung der mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern oder Kapokvliesstoffes beschränkt.
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Die vorliegende Erfindung wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung und sollen diese nicht einschränken.
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Beispiele
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung, sollen diese jedoch nicht einschränken.
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Beispiel 1: Herstellung eines flammenhemmenden Behandlungsmittels
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100 g Wasser, 10 g Polyoxyalkylen – nichtionisches Tensid und 10 g Alkylestersulfonat – anionisches Tensid wurden gleichmäßig dispergiert, um eine wässrige Dispersion herzustellen. Ein Kresyldiphenylphosphat in Ölform und Amidophosphat in Pulverform mit einem Gewichtsverhältnis von 2:8 enthaltendes Flammschutzmittel wurde als wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel mit einer Konzentration von 30 Gew.-% in die hergestellte wässrige Dispersion gegeben. Dann wurde das Flammschutzmittel in der wässrigen Dispersion gleichmäßig dispergiert, um ein flammenhemmendes Behandlungsmittel herzustellen.
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Beispiel 2: Herstellung eines flammenhemmenden Behandlungsmittels
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Ein flammenhemmendes Behandlungsmittel wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass ein Flammschutzmittel, das Kresyldiphenylphosphat und Amidophosphat in einem Gewichtsverhältnis von 5:5 enthielt, in einer Konzentration von 30 Gew.-% beigefügt wurde.
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Beispiel 3: Herstellung eines flammenhemmenden Behandlungsmittels
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Ein flammenhemmendes Behandlungsmittel wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass ein Flammschutzmittel, das Kresyldiphenylphosphat und Amidophosphat in einem Gewichtsverhältnis von 8:2 enthielt, in einer Konzentration von 30 Gew.-% beigefügt wurde.
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Vergleichsbeispiel 1: Herstellung eines flammenhemmenden Behandlungsmittels
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Ein flammenhemmendes Behandlungsmittel wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass nur Guanidinphosphat als wasserlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in einer Konzentration von 30 Gew.-% hinzugefügt wurde.
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Vergleichsbeispiel 2: Herstellung eines flammenhemmenden Behandlungsmittels
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Ein flammenhemmendes Behandlungsmittel wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass nur Kresyldiphenylphosphat als wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Ölform in einer Konzentration von 30 Gew.-% beigefügt wurde.
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Vergleichsbeispiel 3: Herstellung eines flammenhemmenden Behandlungsmittels
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Ein flammenhemmendes Behandlungsmittel wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass Diphenylanilinphosphonat als wasserunlösliches phosphatbasiertes Flammschutzmittel in Pulverform in einer Konzentration von 30 Gew.-% beigefügt wurde.
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Herstellungsbeispiele
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Mit Flammschutzmittel behandelte Kapokfasern und ein mit Flammschutzmittel behandeltes Kapokfaservlies wurden mittels des folgenden Verfahrens hergestellt.
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Herstellungsbeispiel 1: Herstellung von mit Flammschutzmitteln behandelten Kapokfasern
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Die Kapokfasern wurde mit dem Flammschutzmittel imprägniert durch Ablegen der Kapokfasern in jedem der flammenhemmenden Behandlungsmittel, die in den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellt wurden. In diesem Fall wurde die Imprägniermenge des Flammschutzmittels auf 30 Gew.-% bezüglich des Gewichtes der Kapokfasern festgesetzt.
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Die Kapokfasern, die mit dem Flammschutzmittel getränkt wurden, wurden bei 120°C zehn Minuten lang getrocknet, um mit Flammschutzmittel behandelte Kapokfasern zu erhalten.
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Herstellungsbeispiel 2: Herstellung eines mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfaservliesstoffes
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Während des Spinnens und Webens der Kapokfasern wurden die flammenhemmenden Behandlungsmittel, die in den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellt wurden, aufgesprüht. In diesem Fall wurde die Sprühmenge des Flammschutzmittels auf 30 Gew.-% bezüglich des Gewichtes der Kapokfasern festgesetzt. Die Kapokfasern, die mit dem Flammschutzmittel imprägniert wurden, wurden bei 120°C zehn Minuten lang getrocknet. Dann wurde aus den mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern mittels eines typischen Vernadelungsvorgangs ein Vliesstoff hergestellt.
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Testbeispiele
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Die mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern und der mit Flammschutzmittel behandelte Kapokvliesstoff, die in Herstellungsbeispiel 1 oder Herstellungsbeispiel 2 hergestellt wurden, wurden mittels des folgenden Verfahrens getestet, um ihre Eigenschaften zu messen.
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Messung einer Mengenerhöhung (Menge des Flammschutzmittels, das der Faser beigefügt wurde)
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Nachdem die in Herstellungsbeispiel 1 mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern vollständig getrocknet waren, wurde eine Erhöhung der Menge gemäß der folgenden Gleichung 1 gemessen.
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[Gleichung 1]
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Erhöhung der Menge (%) = Gewicht (g) Kapokfasern nach Behandlung – Gewicht (g) Kapokfasern vor Behandlung / Gewicht (g) Kapokfasern vor Behandlung × 100
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Verwehen bzw. Zerstreuen
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Es wurde bestimmt, dass kein Verwehen bzw. Zerstreuen auftrat, als / wenn die Erhöhung der Menge, die gemäß Gleichung 1 gemessen wurde, 30 % betrug.
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Hydrolysebeständigkeit
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Die mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern, die in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt wurden, wurden unter Verwendung eines Autoklaven 48 Stunden lang einer Feuchtigkeit von 100 % und einer Temperatur von 120°C ausgesetzt. Dann wurde ein pH-Wert der in dem Autoklaven gehaltenen Kapokfasern gemessen.
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Auftreten von Vergilben
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Die mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern, die in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt wurden, wurden unter Verwendung eines Autoklaven fünf Stunden lang einer Feuchtigkeit von 100% und einer Temperatur von 120°C ausgesetzt. Dann wurde eine Farbveränderung der in dem Autoklaven gehaltenen Kapokfasern überprüft (KS M ISO 2440:2002), um zu ermitteln, ob es zu einem Vergilben gekommen war oder nicht.
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Erzeugung eines graugrünen Aussehens
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Die mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern, die in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt wurden, wurden vollständig getrocknet, und dann wurde überprüft, ob sich weißer Staub auf einer Oberfläche der Fasern befand oder nicht.
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Klebrigkeit
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Die mit Flammschutzmittel behandelten Kapokfasern, die in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt wurden, wurden vollständig getrocknet, und dann wurde die Beschaffenheit der Fasern von Hand überprüft.
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Flammenhemmung
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Ein Flammenhemmungstest wurde an dem mit Flammschutzmittel behandelten Kapokvliesstoff durchgeführt, der in Herstellungsbeispiel 2 hergestellt wurde, gemäß der US-amerikanischen Norm FMVSS 302 (Federal Motor Vehicle Safety Standard).
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Die Ergebnisse des oben beschriebenen Verfahrens sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]
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Gemäß den Ergebnissen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden die Kapokfasern, die mit flammenhemmenden Behandlungsmittel behandelt wurden, das in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, aufgrund der Erhöhung der Menge von ungefähr 42% bis 47% nicht verweht bzw. zerstreut und verfügten über eine hervorragende Säurebeständigkeit und Lichtbeständigkeit ohne graugrünes Aussehen und Klebrigkeit. Darüber hinaus hatte der Kapokvliesstoff, der mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel behandelt wurde, das in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, eine hervorragende Flammenhemmungseigenschaft. Obwohl erwartet wurde, dass sich die Flammenhemmungseigenschaft mit der erhöhten Menge eines wasserunlöslichen phosphatbasierten Flammschutzmittels in Pulverform verbessern würde, wurde bestätigt, dass Beispiel 2, das die wasserunlöslichen phosphatbasierten Flammschutzmittel in Ölform und in Pulverform in derselben Menge enthält, gemäß den oben beschriebenen Testergebnissen die höchste Flammenhemmungseigenschaft aufwies.
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Das flammenhemmende Behandlungsmittel, das das wasserlösliche phosphatbasierte Flammschutzmittel enthielt, das im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, hatte eine hervorragende Flammenhemmungseigenschaft, bewirkte jedoch Verwehen bzw. Zerstreuen und verbesserte die Säurebeständigkeit und die Lichtbeständigkeit nicht. Aus diesem Grund ist erkennbar, dass das flammenhemmende Behandlungsmittel des Vergleichsbeispiels 1 zum Behandeln von Kapokfasern oder einem Kapokfaservliesstoff nicht geeignet ist.
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Vergleichsbeispiel 2 und Vergleichsbeispiel 3 umfassten flammenhemmende Behandlungsmittel, die nur das wasserunlösliche phosphatbasierte Flammschutzmittel in Ölform bzw. nur das wasserunlösliche phosphatbasierte Flammschutzmittel in Pulverform enthielten.
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Die Kapokfasern, die mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel des Vergleichsbeispiels 2 behandelt wurden, wurden aufgrund einer starken Erhöhung der Menge um 58% nicht verweht bzw. zerstreut und verfügten über eine hervorragende Säurebeständigkeit ohne graugrünes Aussehen, hatten jedoch eine verschlechterte Lichtbeständigkeit und waren übermäßig klebrig. Darüber hinaus hatte der Kapokfaservliesstoff, der mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel aus Vergleichsbeispiel 2 behandelt wurde, eine äußerst schwache Flammenhemmungseigenschaft und ist somit bei der Verwendung als Flammschutzmaterial nur beschränkt einsetzbar.
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Die Kapokfasern, die mit dem flammenhemmenden Behandlungsmittel gemäß Vergleichsbeispiel 3 behandelt wurden, hatten eine hervorragende Flammenhemmungseigenschaft und Säurebeständigkeit ohne verweht bzw. zerstreut zu werden, wobei jedoch ein graugrünes Aussehen auftrat.
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Die Erfindung wurde im Einzelnen unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne dabei von den Prinzipien und dem Gedanken der Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- KS M ISO 2440:2002 [0062]
- Norm FMVSS 302 [0065]
