DE2234753A1

DE2234753A1 - Verfahren zum flammfestausruesten von fasern

Info

Publication number: DE2234753A1
Application number: DE2234753A
Authority: DE
Inventors: Sylvester Bergman; Richard Garth Pews
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1971-07-26
Filing date: 1972-07-14
Publication date: 1973-02-08
Also published as: AU4419772A; FR2147084A1; US3758335A; FR2147084B1; CA965557A; NL7209910A; US3816072A; GB1381014A; BE786772A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. RWeickmann, 223.4753

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

CASE: 15,564~F

THE DOW CHEMICAL COMPANI
929 East Hain Street, Midland, Michigan, U.S.A.

"Verfahren zum fflammfestausrüsten von Fasern"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flammfestausrüsten von Polyesterfasern, Nylonfasern und Cellulosetriacetatfasern durch Verwendung eines neuen feuerhemmenden Mittels, das den behandelten Polyesterfasern und Triacetatfasern auch eine verbesserte Farbaufnahmefähigkeit verleiht. Die Erfindung betrifft ferner die gemäß dem neuen Verfahren behandelten Fasern.

Gewebe und Fasern aus Polyester oder Cellulosetriacetat werden üblicherweise mit sogenannten Dispersionsfarbstoffen gefärbt, die durch direktes Einbringen der Färb stoff moleküle in die Faserstruktur unter Ausbildung einer festen Lösung die Färbung bewirken. Zur Erleichterung dieses Verfahrens werden diese Fasern vor dem oder im Verlaufe des Färbverfahrens mit einem Färbehilfsmittel behandelt. Gemäß einer Theorie wirkt das Färbehilfsmittel durch Quellen der Faser und erleichtert so eine gleichförmige Absorption des Farbstoffes. Üblicherweise wird das Färbehilfsmittel in die wässrige Färbeflotte eingearbeitet und die Faser oder das Gewebe werden gleichzeitig mit sowohl dem Färbehilfsmittel als auch dem Farbstoff behandelt. Typische Färbehilfsmittel sind Biphenyl, Salol, o-Phenylphenol,

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Trichlorbenzol, Benzoesäure und Methylsalicyalat.

Nylonfasern werden ebenfalls mit Dispersionsfarbstoffen als auch mit einer Reihe anderer Farbstoffarten gefärbt. Da jedoch Polyamide für die Farbstoffe relativ aufnahmefähig sind, wird,statt ein Färbehilfsmittel zu verwenden, das Färbeverfahren durch die Art des verwendeten Farbstoffs, die Einstellung des pH-Wertes der Färbeflotte etc., an das besondere Polymerisat angepasst.

Nach dem Färbeverfahren wird die gefärbte Faser in der Hitze gespült, um die Farbstoffabscheidung an der Oberfläche und die Hauptmenge des Färbehilfsmittel^ zu entfernen. Die letzten Spuren des Färbehilfsmittels werden üblicherweise durch eine kurze Hitzebehandlung beseitigt.

Die Abtrennung von im wesentlichen allen üblicherweise verwendeten Färbehilfsmitteln ist erwünscht, da die Mehrzahl dieser bekannten Substanzen, wenn sie in dem gefärbten Material verbleiben, die Lichtechtheit in ungünstiger Weise beeinflußen. Bisher bekannte Färbehilfsmittel können auch, wenn sie nicht entfernt werden, die physikalischen Eigenschaften der Fasern beeinträchtigen, einen unerwünschten Geruch hervorrufen oder zu anderen schädlichen Wirkungen führen.

In jüngster Zeit hat sich ein steigendes Bedürfnis entwickelt, Textilgewebe feuerbeständiger zu machen. Dies erfolgt durch eine Oberflächenbehandlung des gefärbten Gewebes mit einer oder mehreren feuerverzögernden Chemikalien und es erfolgte auch durch Einarbeiten einer feuerverzögernden Verbindung als Weichmacher oder lediglich als Additiv in eine Polymerisatfaser* Feuerverzögernde oder flaminfestmachende Monomere wurden zur Erzielung dieser Wirkung in die Polymerisatstruktur einmischpolymerisiert. Diese Verfahren besitzen jedoch charakteristische Nachteile. Die Oberflächenbehandlung eines Gewebes führt normalerweise lediglich zu einer zeitlich beschränkten Wirkung und die feuerhindernde Chemikalie wird schnell entfernt, wenn das Gewebe gewaschen oder trockengereinigt wird. Additive, die phy-

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sikalisch mit dem Polymerisat vermischt oder chemisch in das Polymerisat eingebaut werden, verschlechtern normalerweise in erheblichem Umfang die Eigenschaften der Polymerisatfaser, so daß die Faser, "obwohl die feuerhemmende Wirkung relativ dauerhaft sein kann, häufig spröder ist, eine geringere Reißfestigkeit oder eine geringere Beständigkeit gegenüber oxydativem Abbau aufweist.

Es wurde nun gefunden, daß Polyesterfasern, Polyamidfasern und Cellulosefasern im wesentlichen dauerhaft flammfest ausgerüstet werden können, dadurch, daß man die Pasern mit einer wässrigen Flotte in Berührung bringt, in der 2-(2,4-,6-Tribroraphenoxy)-äthanol in einer feuerbeständig machenden Konzentration dispergiert ist.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren beim Färben einer Polyesterfaser oder einer Cellulosetriacetatfaser mit einem Dispersionsfarbstoff verwendet, wobei die Faser durch Behandeln mit 2-(2,4,6-Tribronphenoxy)-äthanol sowohl für den Farbstoff aufnahmefähig gemacht als auch feuerfest ausgerüstet wird, wobei diese Substanz sowohl als flammfestausrüstendes Mittel als auch als Färbehilfsmittel wirkt. Dies erfolgt am besten dadurch, daß man die Paser oder das Gewebe mit einer heißen wässrigen Färbeflotte in Berührung bringt, die den Dispersionsfarbstoff und andere üblicherweise bei den Färbeverfahren verwendete Additive zusammen mit etwa 5 "bis 20 % 2-(2,4₁6-Tribromphenoxy)-äthanol, bezogen auf das Gewicht der. Faser als Färbehilfsmittel, enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren tfird natürlich in ahnlicher Weise auf Polyamidfasern oder -gewebe angewandt. In diesem Fall dient das Bromadditiv lediglich dazu, daß Nylon flammfe et auszurüsten.

Wenn die Paser gemäß diesem Verfahren behandelt oder gefärbt wurde, enthält sie etwa 3 bis 15 Gew.-% der bromierten Verbindung und wird dadurch im wesentlichen und in dauerhafter Weise gegen Verbrennen beständig gemacht. Teppiche, die z„B. gemäß diesem Verfahren behandelt oder gefärbt wurden, bestehen den

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sog. "Tablet -Test" (DOC FFI-70). Die bromierte Verbindung ist ein wirksames Färbehilfsmittel als auch ein wirksames und im, wesentlichen dauerhaft wirkendes flammfestausrüstendes Additiv und die so gefärbten Gewebe zeigen die gleiche Farbtiefe wie Materialien,die in gleicher Weise unter Anwendung eines üblichen Färbehilfsmit-.els, wie Biphenyl, gefärbt wurden.

Ein besonderer Vorteil des Tribromphenoxyäthanols liegt darin, daß die Lichtechtheiten und die physikalischen Eigenschaften der gemäß diesem Verfahren gefärbten Faser nicht beeinträchtigt werden. Das gefärbte Material zeigt keinen unerwünschten Geruch und das physikalische Aussehen ist gleich dem des Materials, das gemäß einem herkömmlichen Verfahren gefärbt wurde.

Ein besonderer und überraschender Vorteil der Erfindung, wenn sie bei dem Färbeverfahren verwendet wird, beruht auf der Tatsache, daß 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol nicht nur nicht von dem gefärbten Material entfernt werden muß, sondern so fest an der Faser anhaftet, daß es gegenüber dem Waschen oder dem Trokkenreinigen beständig ist. Die nach dem Verfahren durchgeführte Spülstufe kann entweder vollständig weggelassen oder zu einer kürzeren oder milderen Behandlung abgeändert werden, um lediglich die an der Oberfläche vorliegende Färbung zu beseitigen.

Die vorteilhafte Kombination von Eigenschaften scheint einzigartigerweise nur durch 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol erreichbar zu sein. Andere eng verwandte bromierte Verbindungen, wie (Pentabromphenoxy)-äthanol und 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-2-propanol weisen ein oder mehrere der erforderlichen Merkmale, wie die erforderliche Löslichkeit in Wasser, einen geeigneten hochgelegenen Schmelzpunkt zur Verhinderung der Fleckenbildung und ungleichmässigen Behandlung der Faser und die Fähigkeit, die Faser für den Farbstoff aufnahmefähig zu machen, so daß sie im Fall von Polyesterfasern und Cellulosetriacetatfasern in der wässrigen Farbflotte, in der der Dispersionsfarbstoff enthalten ist, als Färbehilfsmittel oder Trägermaterial wirken, nicht auf.

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Dieses neue Färbehilfsmittel und/oder Flammfestausrüstungsmittel kann zusammen mit irgendeinem der zum Färben von Polyesterfasern, Polyamidfasern und Cellulosetriacetatfasern verwendeten Dispersionsfarbstoffen eingesetzt werden. Das Mittel kann bei
Fasern, bei denen ein Färbehilfsmittel erforderlich ist, entweder als einziges Färbehilfsmittel oder zusammen mit einem üblicherweise verwendeten Färbehilfsmittel, wie Biphenyl, in dem
Färbeverfahren eingesetzt werden. Einige Beispiele für Dispersionsfarbstoffe sind C I. (Color Index) Disperse Red 1, C. I. Disperse Blue 55, C. I. Disperse Red 60, C. I. Disperse Yellow 23 and C. I. Disperse Red 55. '

Der Ausdruck "Polyester", wie er hierin verwendet wird, umfasst hochpolymere, im wesentlichen lineare und gesättigte Polyesterharze, die durch Umsetzen einer Dicarbonsäure oder eines Esters mit einem Diol in Anwesenheit eines veresternden oder umesternden Katalysators hergestellt wurden. Beispiele für dabei verwendete Dicarbonsäuren sind Malonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Hydromukonsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Cyclohexandicarbonsäure. Beispiele für geeignete Diole sind Äthylenglykol,' Propylenglykol, Butylenglykol und 1,6-Hexandiol. Die handelsüblichen Polyesterharze sind Polyalkylenterephthalat und Polyäthylenterephthalat, das durch Einschluß
geringer Mengen unterschiedlicher Glykole oder Dicarbonsäuren
während des polyesterbildenden Verfahrens modifiziert wurde.
Der in den Beispielen verwendete Polyester war Polyäthylenterephthalat.

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

Der Ausdruck "Polyamid" steht als generischer Name für langkettige synthetische Polyamide, in denen Amidgruppen einen integralen Teil der Polymerisatkette ausmachen. Die Materialien werden häufig auch als Nylon bezeichnet.

Die folgenden Beispiele sollien 4λ% ^^ty^t^S weiter erläutern,

ohne sie jedoch, zu 'beschränken.

Beispiel 1

Es wurde eine wässrige Flotte hergestellt, die Ms zu 10 Gew.-% 2-(2,4,6-Tribrompheno:xy)-äthanol und 0,5 Gew.-% NaH₂PO^, bezogen auf das Gewicht der Easer, und 0,2 g eines Dispergiermittels pro Liter enthielt. Das Verhältnis der Flotte zu dem Gewebe betrug etwa 30 : 1. Proben von Polyestertuch wurden bei 75°C in die Flotte eingebracht, worauf diese während 15 Minuten zum Sieden erhitzt und das Gewebe während einer Stunde in der siedenden Flotte belassen wurde. Das behandelte Gewebe wurde dann gespült und getrocknet.

Das behandelte Gewebe enthielt etwa 6 Gew.-% 2-(2,4,6-Tribroiaphenoxy)-äthanol und war im Vergleich zu dem unbehandelten Material wesentlich weniger gut entflammbar.

Vergleichbare Ergebnisse erzielt man, wenn man anstelle des verwendeten Polyestertuchs Nylon- oder Cellulosetriacetattuch verwendet.

Beispiel 2

Es wurde eine wässrige Färbflotte hergestellt, die 2 Gew.-% C. I. Disperse Blue 55, 10 Gew.-% 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol und 0,05 Gew.-% UaELPO^, bezogen auf das Gewicht der gefärbten Faser, und 0,2 g eines Dispergiermittels pro Liter enthielt. Das Verhältnis von Färbeflotte zu Gewebe betrug etwa 30 : 1. Es wurden Proben aus Polyestertuch und Polyesterteppichware bei 73°0 in die Flotte eingebracht, worauf diese im Verlaufe von 15 Minuten zum Sieden erhitzt und die Gewebe während einer Stunde in der siedenden Flotte belassen wurden. Die gefärbten Gewebe wurden dann gespült und getrocknet.

Die gefärbten Gewebe zeigten den gleichen Farbton wie in üblicher Weise mit Biphenyl oder anderen geeigneten Farbstoffträgern gefärbte Proben. Die Gewebe enthielten etwa 6 Gew.-% 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol und zeigten eine erheblich

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verminderte Entflammbarkeit im. Vergleich zu den ungefärbten Ma- ' terialien.

Beispiel 3 '

Streifen aus dem gefärbten Tuch des Beispiels 3 wurden bezüglich der Entflammbarkeit mit Streifen des ursprünglichen Tuches in einem Test untersucht, bei dem ein Tuchstreifen im Halbkreis angeordnet wird, wobei die beiden Enden abwärts gerichtet sind und man eines der Enden anzündet. Die Länge der Brennstrecke bis zu der Stelle, bei der die Flamme verlöscht, ist dann ein relatives Maß für die Entflammbarkeit. Gemäß dieser Untersuchung betrug die Entflammbarkeit des gefärbten Tuches lediglich etwa 50 % der Entflammbarkeit des ungefärbten Materials.

Ähnliche Ergebnisse erzielt man, wenn man anstelle des in den Beispielen 2 und 3 verwendeten Polyestertuches Nylon-* oder Cellulose triacetatgewebe verwendet. Bas Triacetatgewebe benötigt zur Erzielung der gleichen Flammfestigkeit einen geringfügig höheren Bromgehalt.

Beispiel 4-

Herkömmlich gefärbte Polyesterteppichproben und ähnliche Teppichproben, die erfindungsgemäß gefärbt wurden und etwa 6 Gew.-% 2-(2,4-,6-Tribroraphenoxy)-äthanol ent hielten,wurden unter Verwendung des Standard-"Tablet -Test " (DOG FFI-70) hinsichtlich der •Entflammbarkeit untersucht. Der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gefärbte Teppich besteht diesen Test leicht, da der verbrannte Bereich lediglich einen Durchmesser von etwa 2,54- cm aufweist, während die in herkömmlicher Weise gefärbte Teppichprobe vollständig verbrennt. In ähnlicher Weise wird gefärbtes Polyestergewebe durch Behandeln mit einer wassrigen Dispersion von 2-(2,4-,6-Tribromphenoxy)-äthanoi in gleicher Weise wie in Beispiel 2 mit der wässrigen Farbflotte beschrieben flammfest ausgerüstet.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zinn Flammfe st ausrüsten von Polyesterfasern, Cellulosetriacetatfasern oder Polyamidfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faser mit einer wässrigen Flotte in Berührung bringt, die 2~(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol in einer zur Flammfestausrüstung ausreichenden Konzentration dispergiert, enthält.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Flotte einen in dispergierter Form vorliegenden Farbstoff enthält.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser mit einer heißen wässrigen Färbeflotte in Berührung gebracht wird, die einen Dispersionsfarbstoff und 5 1>is 20 Gev,-% 2~(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol, bezogen auf das Gewicht der Faser, enthält.

4. Flammfestausgerüstete Polyamidfasern, Cellulosetriacetatfasern oder Polyesterfasern, dadurch gekennzeichnet, daß sie 3 bis 15 Gew.-% 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol in dispergierter Form enthalten.

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