DE2061161A1

DE2061161A1 - Flammverzoegernde regenerierte Cellulosefasern

Info

Publication number: DE2061161A1
Application number: DE19702061161
Authority: DE
Inventors: Manomed Ramon Sidick
Original assignee: Courtaulds PLC
Current assignee: Akzo Nobel UK PLC
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1970-12-11
Publication date: 1971-06-16
Also published as: NL7017878A; FR2073606A5; GB1323689A

Description

DA-4114

Beschreibung zu der Patentanmeldung

der Firma

COÜRTAULDS LIMITED 18, Hanover Square, London W 1 / England

betreffend a

Flammverzögernde regenerierte Oellulosefasern

Priorität: 11.12.190$, Nr. 60444/69, Großbritannien

Die Erfindung bezieht sich auf flammverzögernde Fasern bzw. Fäden aus regenerierter Cellulose und auf ein Verfahren zu deren Herstellung.

Es sind bereits viele flammverzögernde Massen und Zusätze bei der Bearbeitung von Textilfasern entweder als Finish oder als Zusatz zu der Fadenspinnlösung bekannt. Unter den halogenierten Kohlenwasserstoffen befinden sich viele Verbindungen, die Flammverzögerungsmittel sind. Hierzu gehören - wie die Anmelderin festgestellt hat einige Verbindungen, die sich zum Einarbeiten in Viskose für das Verspinnen von flammverzögernden regenerierten Cellulosefäden bzw. -fasern eignen.

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Die halogenierten Kohlenwasserstoffe aus der folgenden Liste haben sich als unwirksame flammverzögernde Substanzen für regenerierte Cellulosefäden aus verschiedenen Gründen z.B. wegen Instabilität in der Viskose und ihrer Unwirksamkeit bei der Entflammungstemperatur erwiesen:

1,1,2,2-Te trabromäthan; 1,1,2-Tribromäthan; 1,1,3-Tribrompropan; 1,2,3,4-Tetrabrombutan; Tetrabrompentaerythrit; Pentabromchlorcyclohexan; Pentabromtoluol; * Pentabromphenylallyläther; Hexabrombenzol; Tetrabromkohlenstoff;

Bromoform; bromiertes Tetraallylloxyäthan;

Perchlorpentacyclodecan; Tetra-(pentabromphenoxy)silan; Tetrabrombisphenol-A.

Es konnten jedoch auch einige wirksame Verbindungen gefunden werden und infolgedessen erstreckt sich die Erfindung auf flammverzögernde regenerierte Cellulosefäden, in denen acyclische gerad- oder verzweigtkettige bromierte Alkane der allgemeinen Formel ^_n^i'n-m+?')^^rm ^en^~ halten sind, worin η eine ganze Zahl von 6 bis 20, m eine ganze Zahl von 2 bis 25 und η + 2 ^> m ist. Im allgemeinen ist η ^- 2 m. Die bevorzugten Zusatzverbindungen sind diejenigen, bei denen η eine ganze Zahl von 10 bis 14 und m eine ganze Zahl von 2 bis 10 ist. Die besten flammverzögernden Eigenschaften werden mit der Verbindui.j C-.pHp.3Br, erhalten.

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Ein besonders wichtiger Gesichtspunkt der erfindungsgemäßen flammverzögernden Pasern ist ihre Fähigkeit, daß sie wiederholt gewaschen werden können, ohne daß sie in nennenswertem Umfang ihre flammverzögernde Eigenschaft verlieren.

Die Erfindung erstreckt sich, auch auf ein Verfahren zur Herstellung von flammverzögernden Pasern bzw. Fäden aus regenerierter Cellulose, wobei man zu der Viskose ein . bromiertes Alkan der obigen Formel hinzugibt und die Viskose in einem Schwefelsäure-Regenerierungsbad zu Fäden verspinnt.

Bei dem Zusatz kann es sich um eine Mischung von bromierten Alkänen handeln, die durch Bromierung einer Paraffinfraktion, z.B. einer Fraktion im C.q bis C₁.-Bereich durch übliche Verfahren wie direktes Behandeln mit Brom im Licht erhalten werden oder indem zunächst die entsprechende Chlorverbindung gebildet wird. Die Dauer des Bromierungsverfahrens wird so eingestellt, daß der gewünschte Substitutionsgrad für die erforderliche Flammverzögerung erhalten wird.

Der Zusatz liegt in Form eines Öls vor, das in die Viskose auf ihrem Verarbeitungsweg unmittelbar vor dem Verspinnen eingespritzt oder, gemischt mit einer Menge an

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Viskose, eingearbeitet werden kann, die für das. Verspinnen vorbereitet ist. Die Mengen des Zusatzes betragen bis zu etwa 30 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht der Cellulose in der Viskose, wobei mit zunehmender Konzentration die Flammverzögerung steigt. Mengen oberhalb dieses Wertes können zwar verwendet werden, doch nur auf Kosten der Zerstörung der mechanischen Eigenschaften der Pasern.

Das bromierte Alkan kann in Verbindung mit einem Phosphat wie Tricresylphosphat (TCP) oder Tris(2,3-dibrompropyl)-phosphat (TDBPP) verwendet werden, Substanzen, die für das Nichtnachglühen der regenerierten Cellulosefasern bzw. -fäden verantwortlich sind. Das TCP oder TDBPP kann der Viskose unvermischt, als Lösung oder Dispersion und gleichzeitig mit dem bromierten Alkan zugegeben werden. Ein geeigneter Konzentrationsbereich ist 5 bis 7 Gew.-^ TDBPP oder TCP mit 25 bis 20 Gew.-# bromiertem Alkan.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Prozente sind Gewichtsprozente.

Beispiel 1

Der füammverzögernde Zusatz war ein Öl, das ein broraiertirB Alkan aus einer Paraffinfraktion enthielt, die hauptsächlich C^ 2~ ^v<';^; Randteile enthielt. Der Bronigehalt betrug 5fi_f? " und dtr Jhjorgehalt 5,6 f.

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Es wurden 25 Gew.-$ Öl, bezogen auf die Cellulose in der Viskose, in einen Anteil an Viskose eingerührt, die 7,9 $ Cellulose und 5,8 $ Ätznatron enthielt.

Nach dem Rühren wurde die Viskose mehrere Stunden lang im Vakuum gehalten, bevor sie in einem Spinnbad, das 8,5 $> Schwefelsäure, 1 % Zinksulfat und 16 $> Natriumsulfat bei 45° C enthielt, zu einem Garn von 170 Den. aus 27 Fäden versponnen wurde. Nach dem üblichen Waschen und Entsulfurisieren betrug der Gesamthalogengehalt g des Garns 13,82 $, was einen vernachlässigbaren Verlust an Halogen während des Spinnens und weiteren Verarbeitens bedeutet.

Ein Textil wurde aus diesem Garn auf einer Rundstrickmaschine gestrickt und auf Flammbeständigkeit nach British Standard 3119 geprüft. Hierzu wurde ein Streifen des Textile 31,8 cm lang und 5,1 cm breit 12 Sekunden lang senkrecht über eine leuchtende Bunsenbrennerflamme gehalten. Nach dem Entfernen der Bunsenbrennerflamme brannte das Textil noch 3 Sekunden, worauf die Flamme von selbst erlosch. Die Verkohlungslänge war 7,9 cm und es konnte kein Nachglühen beobachtet werden.

Damit entsprach das Textil nicht nur den Anforderungen an BS 3119r sondern auch den Anforderungen nach BS 3120.

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Beispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit einem Ölzusatz wiederholt, der eine Mischung von bromierten Alkanen erhielt, die durch Bromieren einer C^ bis C^-Paraffin-

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fraktion erhalten wurden. Der Bromgehalt der Mischung war 66 $ und der Chlorgehalt 2,6 #. Der Zusatz wurde wiederum so zugegeben, daß er 25 %, bezogen auf das Gewicht der Cellulose in der Viskose ausmachte.

Nach dem Verspinnen und Weiterbearbeiten betrug der Halogengesamtgehalt in dem Garn 14,76 fo, was einen vernachlässigbaren Halogenverlust während des Verspinnens und weiteren Bearbeitens darstellt.

Nach dem Flammtest entsprechend BS 3119 erlosch die Flamme von selbst nach 14 Sekunden. Das Nachglühen betrug 318 Sekunden und die Verkohlungslänge 20 cm. Dies bedeutet, daß das Textil den BS-Anforderungen 3119 entsprach.

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit einem Zusatz eines Öls wiederholt, das eine Mischung von bromierten Alkanen enthielt, die aus einer C., bis C.,,-Paraffinfraktion bestanden. Der Bromgehalt war 64 fi und der Chlorgehalt 7,9 96.

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Das 'Öl wurde in einer solchen Menge zugegeben, daß man 25 $, bezogen auf das Gewicht der Cellulose in der Viskose, erhielt. Nach dem Verspinnen und weiteren Behandeln war der Halogengesamtgehalt des Garns 14,7 ^, was einen vernachlässigbaren Verlust darstellt.

Bei der Prüfung des Textils nach BS 3119 erlosch die Probe nach 2 Sekunden. Das Nachglühen betrug 256 Sekunden und die Verkohlungslänge'10 cm. Dies bedeutet, daß die Probe sowohl den Anforderungen von BS 3120 als auch denen nach BS 3119 entsprach. .

Beispiel 4

Das Verfahrens des Beispiels 1 wurde wiederholt mit einem Ölzusatz, der ein bromiertes Alkan aus einer hauptsächlich C^_o-Bestandteile enthaltenden Paraffinfraktion

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enthielt. Der Bromgehalt war 15 Ί° und der Chlorgehalt 5,2 ^. Das Öl wurde in einer Menge von 30 Gew.-^, bezogen auf das Cellulosegewicht in der Viskose, zugegeben.

Nach dem Verspinnen und weiteren Behandeln war der HaJogengesamtgehalt in dem Garn 19 $» was einen vernachlärsigbaren Verlust bedeutet.

Bei der Prüfung des Textils nach BS 3119 erlosch es von selbst noch 10 Sekunden. Das Nachglühen dauerte 2OC 3c-

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künden und die Verkohlungslänge war 17,5 cm. Dies bedeutet, daß die Probe den Anforderungen nach BS 3119 genügte.

Beispiel 5

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit einem Zusatzöl wiederholt, das bromiertes Alkan aus einer hauptsächlich Cp.-Bestandteile enthaltenden Paraffinfraktion stammte. Der Bromgehalt war 66 $ und der Chlorgehalt

Das Öl wurde in einer Menge zugegeben, damit man 30 Gew.-^i, bezogen auf das Cellulosegewicht in der Viskose, erhielt. Nach dem Verspinnen und Bearbeiten betrug der Verlust am Halogengesamtgehalt 4 i°· -

Bei der Prüfung des Textils nach BS 3119 verbrannte die Probe vollständig in 27 Sekunden und das Nachglühen dauerte 480 Sekunden. Dies bedeutet, daß die Probe den Anforderungen nach BS 3119 nicht genügte.

Beispiel 6

Die Beispiele 1 bis 4 wurden wiederholt, wobei der Viskose 5 i° Tricresylphosphat, bezogen auf das Cellulosegewicht in der Viskose, zugegeben wurde. Die Ergebnisse der Flammversuche waren in jedem Fall die gleichen mit der Abweichung, daß das Nachglühen vollständig beseitigt werden konnte.

Patentansprüche — 8 —

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Claims

Patentansprüche

Flammverzögernde regenerierte Cellulosefäden bzw. -fasern, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein acyclisches geradkettiges oder verzweigtkettiges bromiertes Alkan der allgemeinen Formel

^Cn^H(2n-m+2)^Brm

enthalten, worin η eine ganze Zahl von 6 bis 20, m eine ganze Zahl von 2 bis 25 und 2 η + 2 *^> m ist.
2. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß η eine ganze Zahl von 10 bis 14 ist.
3. Fasern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bromierte Alkan der Formel CLpHp^Br, entspricht.
4. Fasern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bromierte Alkan in einer Menge bis zu 30 Gew.-$, bezogen auf das Cellulosegewicht, eingearbeitet ist.
5. Fasern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Tricresylphosphat enthalten.

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6. Fasern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat enthalten.
7. Pasern nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tricresylphosphat oder Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat in einer Menge von 5 bis
tO Gew.-^, und das bromierte Alkan in einer Menge
von 25 bis 20 Gew.-fo, bezogen auf das Gellulosegewicht, eingearbeitet ist.
8. Verfahren zur Herstellung von flammverzögernden Pasern aus regenerierter Cellulose, dadurch gekennzeichnet, daß man zu einer Viskose ein acyclisches gerad- oder verzweigtkettiges bromiertes Alkan
der Formel Cn ⁱⁱ(2n-m+2)^Brm ^Si^t, worin η eine ganze Zahl von 6 bis 20, m eine ganze Zahl von 2 bis 25 und 2n + 2^m ist, worauf die Viskose in einem schwefelsauren Regenerierungsbad zu Fäden versponnen wird.
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