EP0405474A1 - Pigmentdruck-Verfahren für flammhemmende, schwerentflammbare oder nicht-entflammbare Fasern - Google Patents

Pigmentdruck-Verfahren für flammhemmende, schwerentflammbare oder nicht-entflammbare Fasern Download PDF

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    • Y10S8/925—Aromatic polyamide

Definitions

  • the present invention relates to a printing process for pigments in connection with a binder system on textile fabrics made of flame-retardant, flame-retardant or non-flammable, synthetic fibers.
  • Pigment printing processes for the coloristic patterning of flat textile goods are generally known in practice and have been practiced worldwide for a long time.
  • the respective pigments, together with a binder system are usually printed onto the textile web from aqueous printing pastes and then dried.
  • the underlying fiber building substances are linear phthalic acid esters with phosphorus-containing structural units condensed in the polymer chain, which are derived from carboxyphosphinic acids (phospholanes).
  • high-temperature-resistant or refractory fiber types are those based on aromatic polyamides (aramid) from aromatic diamines (such as m-phenylenediamine) and arylenedicarboxylic acids (such as isophthalic acid), or based on polybenzimidazoles (PBI fibers), which consist of aromatic tetramines and Isophthalic esters are built up (cf. Römpps ChemieLexikon, 8th edition, pages 257 and 3279).
  • the degree of coverage also plays, of course. the amount of substances applied to the surface of the goods, a certain role.
  • the object of the invention explained below was therefore to maintain the flame-retardant properties of textiles consisting of flame-retardant or flame-retardant or non-flammable fibers after printing with pigments and a binder system, or the flame-retardant properties of printing with pigments and binder system not to impair the subsequent flame-proof equipment.
  • This object is achieved according to the invention by using a pigment binder system based on polymers and / or copolymers of vinylidene chloride.
  • Copolymers with a polyvinylidene chloride content of between 70 and 90% by weight preferably those based on vinylidene chloride and butyl acrylate, should preferably be mentioned as binders for the claimed process.
  • the respective amounts of the polymers and / or copolymers under consideration range between 100 and 200 parts by weight per kilo of the printing paste.
  • the printing pastes with the binder system according to the invention are preferably thickened with low-body, synthetic thickeners or else with emulsion thickeners.
  • the printing pastes prepared in this way and containing pigments are printed on the textile material in accordance with known techniques, the pattern produced is dried and then fixed as usual by dry heat.
  • the printing paste thus produced is printed in flat film printing onto a fabric made of a flame-retardant polyester fiber modified by integrating an organic phosphorus compound into the molecular chain in accordance with DE-C-23 46 787, dried at 100-130 ° C. and then at 130 ° C., preferably through Treatment with hot air, fixed for 3 minutes with condensation of the binder.
  • a printing ink of the following composition is obtained when 83% of a 2% foaming of an uncrosslinked, high molecular weight polyacrylic acid, neutralized with ammonia, is introduced as a synthetic thickener and then 3% Pigment Yellow 83 (CI No. 21108), 10% with vigorous stirring.
  • This printing paste is used in rotary film printing on fabrics made of flame-retardant polyester fibers (linear polyterephthalic acid esters with condensed phosphorus-containing chain links) and thermally post-treated as in Example 1.
  • a yellow print is obtained which takes into account the safety regulations according to DIN standard 4102, part 1, class B2 "Fire behavior of building materials and components".
  • a printing ink is made as follows: 81% of a conventional oil-in-water emulsion are introduced and 2% Pigment Blue 15: 1 (CI No. 74160), 15% of a binder based on 90% polyvinylidene chloride with butyl acrylate as a copolymer are in this order, and 2% diammonium phosphate as catalyst evenly distributed with stirring.
  • the resulting printing paste is applied in rotary film printing to a fabric made of flame-retardant polyester fibers (linear polyterephthalic acid esters with condensed phosphorus-containing chain links) and post-treated as in Example 1 for heat setting.
  • flame-retardant polyester fibers linear polyterephthalic acid esters with condensed phosphorus-containing chain links
  • a blue print is obtained which meets the requirements for the flame retardancy of textile products.
  • the amount of binder used there is replaced by a binder based on a copolymer of butyl acrylate with vinyl acetate, a blue print is obtained which no longer meets the requirements according to the DIN standard mentioned regarding fire behavior in the fire shaft test. Even after-washing does not bring any improvement.

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Abstract

Schwer entflammbare Fasern verlieren beim Bedrucken mit herkömmlichen Pigmentdruckpasten an den mit der Druckfarbe bedeckten Stellen ihre flammhemmende Eigenschaft. Es mußte daher ein Bindersystem gefunden werden, das selbst schwer entflammbar ist. Durch Verwendung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten des Vinylidenchlorids als Pigmentbindersystem wird die Schwerentflammbarkeit von solchen besonderen Fasertypen nicht beeinträchtigt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckverfahren für Pigmente in Verbindung mit einem Bindersystem auf textilen Flächengebilden aus flammhemmenden, schwer-entflammbaren oder nicht-entflammbaren, synthetischen Fasern.
  • Pigmentdruckverfahren zur coloristischen Musterung von flächigem Textilgut sind in der Praxis allgemein bekannt und werden seit langer Zeit weltweit ausgeübt. Dabei werden die jeweiligen Pigmente zusammen mit einem Bindersystem meist aus wäßrigen Druckpasten auf die Textilbahn aufgedruckt und sodann getrocknet. Eine nachfolgende Trockenhitzebehandlung zur Aushärtung des vorzugsweise aus Kunstharzen bestehenden Bindersystems und damit Fixierung der aufgebrachten Farbmittel schließt den Druckprozeß ab.
  • Beim Einsatz der bislang üblichen Bindersysteme hat es sich nun aber gezeigt, daß flammhemmende oder schwer- bzw. nicht-entflammbare Fasermaterialien - oder zu diesem Zweck speziell ausgerüstete, von Natur aus sonst brennbare Fasern - diese ihre flammwidrige Eigenschaft an den mit der Druckfarbe bedeckten Stellen verlieren, oder daß das für diesen Fasertyp charakteristische Verhalten, welches in vielen Fällen für den beabsichtigten konkreten Objektsektor direkt vorgeschrieben ist, zumindest so weit in Mitleidenschaft gezogen wird, daß das erforderliche Sicherheitsniveau nicht mehr gegeben ist. Ein derartiger negativer Befund, der ursächlich auf das bei der Colorierung verwendete konventionelle Pigmentbindersystem zurückgeht, trifft auch dann zu, wenn z.B. entflammbare Fasern nach dem Bedrucken eine flammhemmende Ausrüstung erhalten.
  • Vor allem aber verlieren synthetische Fasern, die schon aufgrund einer individuellen Modifikation ihres chemischen Aufbaus von sich aus flammwidrig sind, diese auf die besonderen Bedürfnisse ausgerichtete Eigenschaft:
  • Die Herstellung solcher Fasern ist u.a. in der deutschen Patentschrift DE-C-23 46 787 geschildert. Bei den zugrundeliegenden Faseraufbausubstanzen handelt es sich in diesem Fall um lineare Phthalsäureester mit in der Polymerenkette einkondensierten, phosphorhaltigen Struktureinheiten, die von Carboxyphosphinsäuren (Phospholanen) hergeleitet sind.
    Weitere Beispiele für hochtemperaturbeständige bzw. feuerfeste Fasertypen sind solche auf Basis von aromatischen Polyamiden (Aramid) aus aromatischen Diaminen (wie m-Phenylendiamin) und Arylendicarbonsäuren (wie Isophthalsäure), oder auf Basis von Polybenzimidazolen (PBI-Fasern), welche aus aromatischen Tetraminen und Isophthalsäureestern aufgebaut sind (vgl. Römpps Chemie­Lexikon, 8. Auflage, Seiten 257 bzw. 3279).
  • Wenn man die gegenwärtig im Handel befindlichen und für den Textildruck empfohlenen Bindersysteme betrachtet, dann muß man feststellen, daß ausnahmslos alle diesbezüglichen Produkte leicht brennbar sind.
  • Neben dem Einfluß des Bindersystems auf das Brennverhalten spielt natürlich auch der Bedeckungsgrad, d.h. die Menge der auf die Warenoberfläche aufgebrachten Substanzen, eine gewisse Rolle.
  • Die Aufgabe der untenstehend erläuterten Erfindung war es also, die flammwidrigen Eigenschaften von Textilen, bestehend aus flammhemmenden oder schwer- bzw. nicht-­entflammbaren Fasern, im Anschluß an das Bedrucken mit Pigmenten und einem Bindersystem beizubehalten, oder die flammwidrigen Eigenschaften einer dem Bedrucken mit Pigmenten und Bindersystem nachfolgenden Flammfest-­Ausrüstung nicht zu beeinträchtigen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines Pigmentbindersystems auf Basis von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten des Vinylidenchlorids.
  • Vorzugsweise sind als Bindemittel für das beanspruchte Verfahren Copolymerisate mit einem Polyvinylidenchlorid-­Gehalt zwischen 70 und 90 Gew.-% zu nennen, insbesondere solche auf Basis von Vinylidenchlorid und Butylacrylat.
  • Die jeweiligen Einsatzmengen der in Betracht gezogenen Polymerisate und/oder Copolymerisate bewegen sich zwischen 100 und 200 Gewichtsteilen pro Kilo der Druckpaste.
  • Nun ist es zwar aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-­0 286 202 bereits bekannt, daß derartige überwiegend Polyvinylidenchlorid aufweisende Copolymerisate im Zusammenwirken mit flammhemmenden Substanzen, wie z.B. halogenierte Wachse, Metallsalze u.ä., als Bestandteil einer Latexzubereitung zur flammhemmenden Papierausrüstung in Form von Beschichtungen oder aber auch zum Bondieren von flammfesten Fasern (z.B. Glasfasern) herangezogen werden können. Es ist aber bislang nirgendwo auf das Problem eingegangen worden, daß herkömmliche, im Pigmentdruck eingesetzte, im allgemeinen selbst brennbare Bindersysteme das substratspezifische Verhalten von flammhemmenden Fasern verschlechtern - ja sogar aufheben, und daß damit der verlangte Sicherheitsstandard nicht mehr gewährleistet ist.
  • Bei der gegebenen Sachlage war es daher nicht ohne weiteres zu erwarten gewesen, daß die von der EP-A-0 286 202 her bekannte Brauchbarkeit der besagten Copolymerisate des Vinylidenchlorids ohne Einschränkung auch auf den Druck von Pigmenten auf flammwidrige Fasermaterialien übertragbar ist, da einmal das dort beschriebene Beschichtungsprinzip eine Vollausrüstung des Substrats darstellt, die außerdem zwingend durch weitere flammhemmende Substanzen unterstützt wird, und umso mehr als gemäß diesem Stand der Technik an keiner Stelle ein Hinweis zu erblicken ist, der auf eine eigenständig flammhemmende Wirkung bei dem als Latex eingesetzten Polyvinylidenchlorid bzw. Copolymerisaten davon schließen läßt.
  • In der praktischen Ausführung weicht das erfindungsgemäße Verfahren nicht vom üblichen Pigmentdruck ab:
  • Die Druckpasten mit dem erfindungsgemäßen Bindersystem werden vorzugsweise mit körperarmen, synthetischen Verdickungsmitteln oder aber mit Emulsionsverdickungen verdickt. Als Weichmacher für die Griffverbesserung der bedruckten Ware dienen die dafür üblichen Produkte, wie z.B. Dioctylphthalat, in Mengen von 30 - 50 Gewichtsteilen pro Kilo der Druckfarbe.
  • Unabhängig von der Zusammensetzung der Druckfarbe kommen als Pigmente nach dem beanspruchten Verfahren im Prinzip alle unter dem Gattungsbegriff "C.I. Pigments" im COLOUR INDEX, 3. Auflage 1971 sowie Ergänzungen 1975, 1982 und 1987 aufgelisteten anorganischen und besonders organischen Verbindungsklassen in Frage.
  • Die so zubereiteten, Pigmente aufweisenden Druckpasten werden entsprechend bekannten Techniken auf das Textilmaterial gedruckt, das erzeugte Dessin wird getrocknet und dann wie üblich durch Trockenhitze fixiert.
  • Die nachfolgenden Beispiele geben die allgemeine Arbeitsweise in der Form von Richtrezepten wieder. Sie können den betrieblichen Erfordernissen entsprechend in weiten Grenzen verändert werden. Die jeweiligen Prozentangaben beziehen sich stets auf das Gewicht der so bezeichneten Substanzen.
    • Beispiel 1
  • Für die Zubereitung einer Druckfarbe werden 72 % einer praxisüblichen Öl-in-Wasser-Emulsion vorgelegt. In diesen Ansatz werden nacheinander 2 % Pigment Orange 43 (C.I.-Nr. 71105), 20 % eines Binders auf Basis eines Copolymerisats aus Vinylidenchlorid und Butylacrylat, welches 70 % Polyvinylidenchlorid-Gehalt aufweist, 5 % Dioctylphthalat als Weichmacher, sowie 1 % einer wäßrigen Ammoniaklösung (20 %ig) unter lebhaftem Rühren eingetragen.
  • Die so erzeugte Druckpaste wird im Flachfilmdruck auf ein Gewebe aus einer flammhemmenden, durch Integration einer organischen Phosphorverbindung in die Molekülkette modifizierten Polyesterfaser gemäß DE-C-23 46 787 aufgedruckt, bei 100 - 130°C getrocknet und anschließend bei 130°C, vorzugsweise durch Behandlung mittels Heißluft, während 3 Minuten unter Kondensation des Bindemittels fixiert.
  • Man erhält einen orangefarbenen Druck, der die Erfordernisse hinsichtlich DIN-Norm 4102, Teil 1, Klasse B1 und B2 "Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen" erfüllt.
    • Beispiel 2
  • Eine Druckfarbe der nachstehenden Zusammensetzung erhält man, wenn als synthetische Verdickung 83 % einer 2 %igen Aufschäumung einer unvernetzten, hochmolekularen Polyacrylsäure, neutralisiert mit Ammoniak, vorgelegt und dann unter kräftigem Rühren 3 % Pigment Yellow 83 (C.I.-Nr. 21108), 10 % eines Binders auf Basis eines Vinylidenchlorid/­Butylacrylat-Copolymerisats, das 90 % Polyvinylidenchlorid enthält, 3 % Dioctylphthalat als Weichmacher, sowie 1 % einer wäßrigen Ammoniaklösung (20 %ig) zugefügt werden.
  • Mit dieser Druckpaste wird im Rotationsfilmdruck auf Gewebe aus schwer entflammbaren Polyesterfasern (lineare Polyterephthalsäureester mit einkondensierten phosphorhaltigen Kettengliedern) bedruckt und zur Fixierung wie im Beispiel 1 thermisch nachbehandelt.
  • Man erhält einen gelben Druck, der den Sicherheitsbestimmungen nach DIN-Norm 4102, Teil 1, Klasse B2 "Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen" Rechnung trägt.
  • Wird der obige Druck noch einer üblichen Nachwäsche unterworfen, dann sind bei der nachherigen Brennprobe auch die Vorschriften von Klasse B1 der vorstehenden DIN-Norm beachtet.
    • Beispiel 3
  • Man stellt sich eine Druckfarbe wie folgt her:
    81 % einer herkömmlichen Öl-in-Wasser-Emulsion werden vorgelegt und darin werden in der angegebenen Reihenfolge 2 % Pigment Blue 15:1 (C.I.-Nr. 74160), 15 % eines Binders auf Basis von 90 % Polyvinylidenchlorid mit Butylacrylat als Copolymer, sowie 2 % Diammoniumphosphat als Katalysator unter Rühren gleichmäßig verteilt.
  • Die resultierende Druckpaste wird im Rotationsfilmdruck auf ein Gewebe aus schwer entflammbaren Polyesterfasern (lineare Polyterephthalsäureester mit einkondensierten phosphorhaltigen Kettengliedern) aufgetragen und zur Hitzefixierung wie im Beispiel 1 nachbehandelt.
  • Man erhält einen blauen Druck, der den Anforderungen an die Schwerentflammbarkeit von textilen Erzeugnissen entspricht. Ersetzt man aber im vorliegenden Beispiel die dort angewendete Bindermenge durch einen Binder auf Basis eines Copolymerisats aus Acrylsäurebutylester mit Vinylacetat, so erzielt man einen blauen Druck, der beim Brandschacht-Test nicht mehr die Voraussetzungen laut der erwähnten DIN-Norm bezüglich des Brandverhaltens erreicht. Auch eine Nachwäsche bringt da keine Verbesserung.

Claims (6)

1. Druckverfahren für Pigmente in Verbindung mit einem Bindersystem auf textilen Flächengebilden aus flammhemmenden, schwer-entflammbaren oder nicht-­entflammbaren, synthetischen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pigmentbindersystem auf Basis von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten des Vinylidenchlorids verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Pigmentbindersystem ein Copolymerisat aus Vinylidenchlorid und Butylacrylat verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinylidenchlorid-Gehalt der verwendeten Copolymerisate zwischen 70 und 90 Gew.-% beträgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Weichmacher für die genannten Pigmentbindersysteme Dioctylphthalat verwendet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Textilien solche bestehend aus linearen Phthalsäureesterfasern mit einkondensierten phosphorhaltigen Kettengliedern bedruckt werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Textilien solche bestehend aus Fasertypen auf Basis von aromatischen Polyamiden oder Polybenzimidazolen oder Kombinationen davon bedruckt werden.
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