NO138700B - Fremgangsmaate ved forbedring av de flammeresistente egenskaper av naturlige eller syntetiske polyamidfibre - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører tekstilbehandling,

og mer spesielt forbedring av de flammeresistente egenskaper av naturlige og syntetiske polyamidfibre.

Naturlig forekommende polyamidfibre, slike som ull av sau, utviser en hoy grad av naturlig flammeretardens som folge av deres hoye innhold av nitrogen og fuktighet, hoy antennelsestemperatur (570 - 600°C), lav forbrenningsvarme, lav flammetemperatur og og en hoy be-grensende oxygenindeks.

Ulltekstilers oppforsel overfor forskjellige provemetoder er avhengig av den spesielle provemetode og tekstiIkonstruksjon. En horisontal provemetode er vesentlig mindre krevende enn en i 45° eller vertikal prove. De fleste ulltekstiler vil tilfredsstille en horisontal provemetode, men vil ikke tilfredsstille noen 45°'s eller vertikale prover. Effekten av tekstilens konstruksjon er også meget betyd-ningsfull, og jo tyngre og tettere tekstilen er, desto lavere er dens oppflambarhet. F.eks. vil konvensjonelle ulltepper tilfredsstille "the American tablet" prove (DOC FF 1-70, DOC FF 2-70), mens en åpen flosset ullhaug eller et "Flokati" teppe vil ikke tilfredsstille den samme prove.

Folgelig vil ull i visse tilfelle trenge en flammeforhind-rende behandling for å tilfredsstille en spesiell brennbarhetsspesifi-kasjon og forsoksmetode. Ulltekstiler som kan trenge en slik behandling vil være gardiner og veggbelegg i offentlige bygninger, utstyr og tepper i fly, utstyr og tepper i offentlig transport, beskyttende klær og tepper med lav tetthet (floss).

Det er kjent at titanforbindelser, spesielt titantetraklorid,ved påfbring på tekstilfibre, spesielt naturlige cellulosefibre, slik som bomull, forbedrer deres flammemotstandsegenskaper. Imidlertid ved disse kjente metoder må titanforbindelsen påfores i en uonsket hoy mengde, opp til 20 vekt%, og den hoye andel av mineralsk bestand-del som innarbeides i fibrene eller det derav fremstillede tekstilark, har en uonsket effekt på de mekaniske egenskaper, eksempelvis håndter-ingsegenskapene. Ytterligere danner titanforbindelsen et svakt ved-hengende belegg på overflaten av fibren, og er derfor ikke vaskeekte, og vil ikke hefte efter gjentatte mekaniske deformasjoner.

Foreliggende oppfinnelse skaffer en fremgangsmåte til

å forbedre de flammeresistente egenskaper av naturlige eller syntetiske polyamidfibre, ved hvilken fibrene behandles ved en pH under 4 med en vandig oppløsning inneholdende et anionisk titankompleks som er dannet med et organisk cheleringsmiddel eller med fluorioner. For å oppnå en fullt ut tilfredsstillende effekt bør mengden av titanforbindelsen som påføres ullfibrene, fortrinnsvis minst være 0,2 vekt%, og mer spesielt 0,2 - 2,5 vekt% regnet som titandioxyd av tekstilens vekt (t.v.).

Den oppfinneriske fremgangsmåte kan anvendes ved behandling av syntetiske polyamidfibre, f.eks. nylon, men er spesielt nyttig ved behandling av naturlige polyamidfibre. Fortrinnsvis er fibrene som behandles ullfibre fra sau, men de kan også være avledet fra al-pakka, kashmir, mohair, vikunja, guanako, kamelhår, silke og lama, eller blandinger av disse materialer med saueull. Tekstiler bestående av en blanding inneholdende en storre andel ull og en mindre andel, vanligvis 30 % eller mindre, syntetiske fibre eller naturlige cellulosefibre, f.eks. polyamid-, polyester- eller bomullsfibre, kan også behandles. Behandlingen kan utfores på fibrene på hvilket som helst bn-sket trinn under tekstilfremstillingsprosessen, og fibrene kan f.eks. være i form av pels, tops, kardeband, noils, garn, tråder, vevede eller knyttede tekstiler, ikke-vevede tekstiler, poltekstiler eller klær. Fortrinnsvis blir materialet som skal behandles vasket, slik at det ikke inneholder mer enn 0,8 % methylenklorid-ekstraherbare andeler, for å fjerne spinnetilsetningsmidler eller naturlige vokser som kan bi-dra til produktets oppflambarhet•

Titanforbindelsen kan påfbres under anvendelse av konven-sjonelt maskineri for behandling av tekstiler og klær med væsker, inn-befattet strengvaskemaskiner, heftekar, varpefarveutstyr, pakkfarvema-skiner, hespefarvemaskiner, toppfarveutstyr, vaskeutstyr og tbrrense-utstyr for satsvis behandling, og innbefattende foulardrullemaskiner, valsesproyteenheter, kontinuerlige klesvaskeenheter, vrangvaskemaskin-er og opplbsningsrensemaskiner for kontinuerlig eller halvkontinuerlig behandling.

Den komplekse titanforbindelse kan tilsettes direkte til behandlingsvæsken, eller eventuelt kan den dannes in situ. Forbindelser som kan tilsettes direkte til behandlingsvæsken omfatter alkalitne-tallsalter eller ammoniumsalter av fluortitanater, eller titanoxalater eller titancitrater. Eventuelt kan komplekset dannes in situ ved å behandle et opplbselig titansalt, f.eks. titantetraklorid, med en kilde til fluorioner, eller med et organisk chelateringsmiddel, eksempelvis oxalsyre, eller fortrinnsvis citronsyre eller vinsyre. Forbindelser som kan anvendes som kilde til fluorioner innbefatter natrium- og kaliumfluorider eller bifluorider og ammoniumbifluorid. Et vannopplb-selig fluorborat, f.eks. ammoniumfluorborat, kan også anvendes som en kilde for fluorioner.

Behandlingen kan utfores ved temperaturer i området 20 - 130°C, og ved en pH på mindre enn 4> fortrinnsvis mindre enn 3,5. pH-verdien kan lett justeres ved tilsetning av en sterk mineralsyre, eksempelvis saltsyre, eller en sur forbindelse, slik som ammoniumbifluorid. Selv om behandlingen med fluoridkompleksene kan med godt resultat utfores ved romtemperatur, er det foretrukket å utfore behandlingen ved forhbyet temperatur med de organiske chelatkomplekser. Ved å påfbre titankompleksene av hydroxycarboxylsyrer ved uttrekning fra en varm væske, og fortrinnsvis ved kokepunktet, kan der oppnåes en hoy grad av penetrering av titankotnplekset og en derav forbedret flamme-sikkerhetseffekt.

Titankotnplekset kan påfbres fibrene ved behandling på en hvilken som helst konvensjonell måte, dvs. hvilken som helst tidligere kjent metode eller metode som er beskrevet i litteraturen for påforing av vannopploselige forbindelser, eksempelvis ved "pad-dry", "pad-steam", "stray-nip-dry", "drip-nip-dry" eller "exhaustion" metodene. Den anvendte betegnelse "pad-dry" omfatter en metode for påforing av en væske eller pasta tilfibrene som skal behandles, enten ved at disse passerer gjennom et bad og derefter gjennom pressvalser (også omfatten-de metoden hvorved fibrene fores vertikalt nedover gjennom horisontal* anordnede pressvalser, og som har et bad eller en væske dannet over deres kontaktpunkt), eller fore fibrene gjennom pressvalser hvorav den nedre er delvis neddykket i et bad eller væsken, og derefter torke fibrene. Betegnelsen "spray-nip-dry" betyr en metode hvor fibrene som skal behandles påsproytes væsken hvorefter fibrene fbres gjennom pressvalser og derefter torkes. Betegnelsen "exhaustion" betyr en metode for behandling av fibrene i et bad med opplbsningen inneholdende den aktive forbindelse, inntil forbindelsen i det vesentlige er fullstendig absorbert, og derefter torke fibrene. Betegnelsen "pad-steam" betyr påforing av behandlingsvæsken ved den tidligere beskrevne "pad-dry", efterfulgt av en dampbehandling ved lOO - 120°C. Betegnelsen "drip-nip-dry" omfatter den metode hvor fibrene dyppes i et behand-lingsbad og fores gjennom pressvalser og derefter torkes.

Andre flamme-hindrende midler som tidligere er kjent eller beskrevet i litteraturen kan påfbres under forutsetning av at de ikke innvirker på titanbehandlingen. F.eks. kan antimontrifluorid og anti-monkaliumtartrat påfbres ull ved uttrekning. Aluminiumforbindelser kan også påfbres ull.

Den foreliggende fremgangsmåte kan utfores samtidig med farvning under forutsetning av at farven er istand til å trekke inn i ull med jevne resultater ved pH-verdier under 4« Sure, utjevnende 1:1 formetalliserte farver og visse reaktive farver kan anvendes, og det er ikke nbdvendig å tilsette ytterligere maursyre eller svovelsyre, hvilket vanligvis gjbres ved anvendelse av slike farver, da pH av farvebadet allerede er tilstrekkelig lav. Natriumsulfat bor fortrinnsvis ikke tilsettes opplbsningen, da dette innvirker på opptaket av titankotnplekset, men organiske ikke-ioniske utjevningsmidler, f.eks. "Avolan SC" eller "Albegal B" kan anvendes.

Sure valkefarver eller 1:2 formetalliserte farver kan ikke anvendes tilfredsstillende samtidig med titanbehandlingen. Ved anvendelse av sure valkefarver kan farven forst uttommes, fortrinnsvis ved koking fra farvebadet, hvorefter farvebadets temperatur senkes til eksempelvis 70°C, hvorefter den komplekse titanforbindelse tilsettes, og badet oppvarmes ytterligere inntil titankomplekset er avsatt på ullen. Ved farvning med kromfarver må farveoperasjonen utfores efter titanbehandlingen, hvis ikke, vil kompleksdanneIse mellom titanet i oppløs-ningen og farvestoffet resultere i en farveforandring.

De sure farver som kan anvendes er vannopploselige forbindelser, eksempelvis av monoazotypen eller av trifenylmethan eller et antrakinonderivat.

Sure valkefarver danner en klasse farvestoffer som har en storre molekylvekt og færre opplbseliggjbrende grupper enn sure utjevnende farver. Der er intet enstydig skille mellom klassen av valkefarver og klassen av utjevnende farver, og mange farver har mellomlig-gende egenskaper. Valkefarver påfbres generelt ved en lav . pH på 4 - 5.

Formetalliserte farver omfatter en klasse farvestoffer som har 0,0'-dihydroxyazo-0-amin-O'hydroxyazo eller O-carboxyl-O'hydroxy-azo grupper som er koordinert med et metallatom, eksempelvis krom eller kobolt. Farvene kan anvendes som 1:1 komplekser.

Farvene som kan anvendes innbefatter reaktive farver, dvs. de som reagerer med fibrene og danner kovalente bindinger med dem. Slike farver gir en hoy grad av fiksering på fibrene. Farvestoffer som faller innenfor denne klasse kan inneholde de fblgende grupper: epoxy-, ethylenimino-, isocyanat-, isothiocyanat-, carb-amidsyrearylester-, propiolsyre-amido-, monoklor- og diklorcrotonyl-amin-, kloracrylamin-, acrylamino-, sulfohalogen-, svovelsyreester, sulfoxy-, labile halogenatomer, triklorpyridazino-, diklorkinoxalin-, allysulfonyl-, samt visse reaktive ammonium eller hydroxoniumrester.

Spesielt gode resultater erholdes med meget reaktive farvestoffer, f.eks. de som inneholder 2:4-diklortriazinyl-, vinylsulfon-yl-, 2:3-diklorkinoxalin-, eller bromacrylamido-gruppe.

Et stort antall farvestoffer innen de forskjellige klasser er kommersielt tilgjengelig, og kan eksempelvis finnes i farveindekser.

Behandlingen ifolge foreliggende oppfinnelse har ytterligere den fordel at den er forenelig med en fluorcarbonolje-og-vann-av-stotende behandling for mobeltrekk, tekstiler for anvendelse i eksempelvis flyseter. Fluorcarbonharpikser som "FC-214", "FC 208" og FC 218" kan fortrinnsvis påfbres i nærvær av en ekstender, eksempelvis "Phobotex FTN". Titan- og fluorcarbonforbindelsene kan påfores samtidig i en impregneringsmaskin (Foulard) efterfulgt av torking ved en temperatur på minst 100°C, samt en ytterligere oppvarm-ning i et tidsrom og ved en temperatur som er tilstrekkelig til å herde harpiksen, hvorefter tekstilen vaskes og torkes. Titanbehandlingen kan også utfores for eller efter behandlingen for å fremme de vann-og-olje-avstbtende egenskaper.

De mekaniske egenskaper for ull behandlet med titan ifolge foreliggende fremgangsmåte er meget lik egenskapene for ull farved med sure farvestoffer. Dette kan sees fra forsbkene som er vist i tabell I som vedrbrer garn, og tabell II som vedrbrer mbbeltrekktekstiler.

Ufarvet ull som er behandlet i henhold til foreliggende oppfinnelse, utviser en svak gul farve. En slik misfarvning er ufor-delaktig når det er onsket å fremstille produkter med naturlig ullfar-ve eller pastellfarvede produkter, men kan reduseres eller forhindres ifolge oppfinnelsen ved en efterbehandling av de titanbehandlede fibre med en fluoridopplbsning, eksempelvis en opplosning inneholdende et al-kalimetall- eller ammoniumfiLuorid eller bifluorid. Fibrene behandles forst med titankomplekset som kan være titancltrat, kaliumtitanoxalat eller et kompleks dannet in situ mellom titantetraklorid og et geler-ingsmiddel, spesielt oxal-, sitron- eller vinsyre. Det er passende å påfore fibren en væske i forholdet 1:20, og fortrinnsvis ikke mere enn 1:30, ved uttomning ved en pH på mindre enn 4, fortrinnsvis mindre enn 3,5. Når der anvendes titantetraklorid sammen med sitronsyre, anvendes sitronsyren fortrinnsvis ved en konsentrasjon på 4 %. Opptagelsen (exhaustion) av titanforbindelsen er vanligvis fullstendig efter koking i et tidsrom på 5 - 30 min., vanligvis ca. 15 min. Et farvestoff kan påfores fibrene i blanding med titanforbindelsen under forutsetning av at den taes opp med et jevnt resultat ved en pH på mindre 4, hvis ikke bor titanbehandlingen utfores som en forbehandling for farvning. Spesielt bor kromfarvestoffer alltid påfores efter flammeresistensbehandlingen, fordi disse gir komplekser i opplosning med titanforbindelsene, og kan derfor forårsake farveforandring. Fibrene behandles derefter med en fluoridopplosning, fortrinnsvis ammoniumbifluorid. Behandlingen utfores fortrinnsvis i en sur opplosning, fortrinnsvis ved en pH på ca. 4.

Når natriumflourid anvendes, innstilles pH på 4 ved tilsetning av syre, eksempelvis maursyre. Konsentrasjonen av ammoniumbifluorid bor fortrinnsvis være 0,2 - 20 g/l, og opplesningen holdes i kon-takt med fibrene i 5 - 30 min. De behandlede fibre renses med vann som derefter presses ut ved gjennomgang mellom pressvalser, hvorefter de torkes.

Når det onskede produkt er ufarvet ull, er det fordelaktig å blande fluoridet med et reduserende middel. En egnet vandig fluoridopplosning inneholder 40 g/l ammoniumbifluorid og 40 g/l natriummetabi-sulfit eller 40 g/l natriumformaldehydsulfoxylat, som vil gi en i det vesentlige fullstendig fjernelse av den gule farve.

Tabell 1 nedenfor viser effekten ved forst å behandle teppegarn ved uttrekk fra en opplosning inneholdende kaliumtitanoxalat eller titantetraklorid og oxalsyre, sitronsyre eller vinsyre, og derefter med en opplosning inneholdende ammoniumbifluorid. Resultatene viser at med stigende titankonsentrasjon oker gulhetsindeksen som oker mest markant når der anvendes oxalsyre, og minst markant når der anvendes sitronsyre. For å oppnå en minimal gulning av fibrene, er det foretrukket å påfore fibrene en blanding av titantetraklorid og sitronsyre, hvorefter fibrene behandles med ammoniumbifluorid.

Provemetoder

De folgende provemetoder er anvendt i eksemplene eller er blitt henvist til andre steder i beskrivelsen.

( a) Uttrekning {exhaustion)

Graden av uttrekning av titanforbindelsen som anvendes ved flammeresistensbehandlingen kan folges ved reaksjonen mellom titanopp-losninger og hydrogenperoxyd hvorved der dannes en gul farve. Reaksjonen er antatt å skyldes dannelsen av pertitansyre H4TiOs.

En IO ml prove av opplosningsbadet som om nodvendig er be-fridd for farvestoff, behandles med 3 ml 3 %'s hydrogenperoxydopplos-ning. Der dannes en gul farve som indikerer mengden av tilstedeværen-de titan i opplbsningen. Når denne prove utfores under uttrekningsbe-handlingen, kan graden av uttrekning bestemmes kvantitativt ved en ko-loritnetrisk bestemmelse ved en bblgelengde på 410 nm.

Mengden av titan og aluminium som er tatt opp av ullen under flammeresistensbehandlingen kan bestemmes som askeinnholdet (metalloxyder). Da ull alltid inneholder visse inorganiske bestanddeler, må askeinnholdet av ubehandlet ull alltid bestemmes, og differansen mellom askeinnholdet av flammeresistensbehandlet og ubehandlet ull indikerer den totale mengde av metalloxyder som er opptatt av ullen under behandlingen. Denne metode er spesielt nyttig når flammeresistensbehandlingen utfores samtidig med farvning, og hvor farvestoffet kan interferere med titan-hydrogenperoxydreaksjonen.

( b) Flammeresistens

Flammeresistensen for tekstiler måles ved den vertikale flammeprbve (A.A.T.C. Test Method 34-1969, Fire Resistance of Textile Fabrics), som innbefatter opphengning av en kondisjonert (ved 65 % relativ fuktighet) strimmel av tekstilen som skal undersbkes i flammen av en Bunsen brenner i 12 sekunder og bestemme lengden av den forkullede del av tekstilen og brenntiden. Flammeresistensen for tepper kan bestemmes ved"Tablettprbven" (U.S. Federal Specification DOC FF 1-70) som innbefatter at teppeprbven torkes ved 105°C i 2 timer, hvorefter der påtennes en "Methenamine" (Hexamethylenamin) tablett som brenner i en fastsatt tid på teppets overflate og derefter observere flammesprednin-gen på overflaten av teppet. Det er hensikten med foreliggende oppfinnelse å fremskaffe et tekstilmateriale som tilfredsstiller disse prove metoder, som i det folgende omtales som henholdsvis "Vertikal flammeprbve" og "Tablettprbve".

Eksempel 1

Et ull teppegarn ble behandlet i form av en hespe i et vandig bad med folgende sammensetning:

Garnet og behandlingsmidlet ble blandet ved 40°C, hvorefter blandingen ble kokt 45 min. Under prosessen dannet titanforbindelsen et chelat med sitronsyren som antageligvis derefter spaltes under dan-nelse av en basisk titanforbindelse inne i ullfibrene.

Efter behandlingen ble garnet fjernet fra badet, vasket og torket og omdannet til et teppe. Teppet ble derefter provet i henhold til "Tablettproven" (U.S. Federal specification DOC FF 1-70), og der ble funnet at teppet hadde utmerket flammeresistens.

Eksempel 2

Dette eksempel illustrerer en simultan behandling av los ull med det flammehindrende middel, og også påforing av en farve.

En prove av los ull ble kokt 45 minutter i et pakkapparat med en opplosning inneholdende:

"Neopolar Yellow 4GL" er en sur utjevnende farve. Den lose ull ble renset, torket og spunnet til garn og derefter omdannet til et teppe med en 5 cm floss og en vekt på o 1,22 kg/m 2.

Teppet ble undersokt med hensyn til flammeresistens i henhold til "Tablettproven", som tidligere beskrevet, både efter farvning og efter at det hadde vært renset IO ganger i henhold til den fremgangsmåte som er angitt i DOC FF 1-70.

Teppet ble funnet å utvise en utmerket resistens både for og efter rensning, hvilket viste at effekten av behandlingen utviste en betydelig motstand mot fjernelse som folge av rensetrinnet.

Eksempel 3

Dette eksempel illustrerer utforelse av flammeresistensbehandlingen på et tidligere fremstillet teppe.

En stabel med tepper med 5 cm floss og som veiet 1,22 kg/m ble påsproytet en opplosning inneholdende kaliumtitanoxalat (80 g/l), vinsyre (10 g/l), antimontrifluorid (20 g/l) og "Tergitol Speedwet"

(Union Carbide; 1 g/l) inntil stabelens vekt 6ket med 50 %.

Stabelen ble derefter presset lett for å sikre oppløsning-ens gjennomtrengning av garnene, og derefter torket. Det behandlede teppe ble funnet å passere den ovenfor beskrevne "Tablettprbve".

Eksempel 4

Den folgende blanding ble påfbrt en ulltekstil som en vandig opplosning ved hjelp av en foulard rulle:

Tekstilen ble torket, og derefter renset i vann ved 30°C i 15 minutter med et væskeforhold på 1:20, utpresset og torket. Den behandlede tekstil ble undersokt med hensyn til flammeresistens ved hjelp av "vertikalflammeprbven" (A.A.T.C. Test Method 34-1969 , Fire Resistance of Textile Fabrics), og utviste tilfredsstillende flammeresistens. Prbven innbefatter opphengning av en kondisjonert (ved 65 % relativ fuktighet, 20°C) strimmel av tekstilen i flammen av en Bunsen brenner i 12 sekunder og bestemme lengden av tekstilens forkullede del, samt brenntiden. Behandlingen ble funnet å være varig efter minst 10 vaskninger (45°C, 15 min. i en Philips automatisk vaskemaskin innstil-let på ullprogrammet), og for minst IO tbrrensninger (28°C, 15 min., væskeforhold 1:20, "Perklone" launderometer).

Eksempel 5

Den folgende blanding ble påfbrt en ulltekstil i form av en vandig opplosning ved hjelp av en foulard rulle:

Den behandlede tekstil ble torket og derefter vasket med vandig natriumbicarbonat, presset og torket. Den utviste tilfredsstillende flammeresistens ved "vertikalflammeprbven" (se eksempel 1). Behandlingen var effektiv efter 10 vaskninger (hver på 15 min., 45°C, Philips automatisk vaskemaskin, ullprogram). Efter IO vaskninger var den forkullede lengde ved "vertikalflammeprbven" 40 % kortere, hvilket indikerte at flammeresistensen bket ved vaskning.

Eksempel 6

Den folgende komposisjon ble påfbrt en ulltekstil i form av en vandig opplosning ved hjelp av en foulard rulle:

Tekstilen ble derefter behandlet som angitt i eksempel 5. Ved den "vertikale flammeprove" var den forkullede lengde 20 % mindre enn for tekstilen i henhold til eksempel 5. Behandlingen var motstandsdyktig overfor vasking ved den metode som er angitt i eksempel 5. Efter 10 minutter var den forkullede lengde 40 % kortere, hvilket indikerer at flammeresistensen oket med vasking. Tilstedeværelsen av an-timontriklorid i behandlingskomposisjonen er spesielt anvendbar for lette tekstiler (mindre enn 2O0 g/m ).

Eksempel 7

Den folgende komposisjon ble påsproytet et ferdig laget forrykket flossteppe:

Det behandlede teppe ble presset og torket. Oppflambarhe-ten ble målt ved "tablettprbven" (U.S. Federal Specification DOC FF 1-70) og var tilfredsstillende. Teppeflossen brant ikke bort, og der

kunne ikke observeres noen spredning av flammen på overflateflossen av det U9litte, behandlede teppe. Behandlingen var effektiv efter 10 gangers vaskning (hver på 15 min., 60°C, væskeforhold 1:20, "Hotpoint" vaskemaskin). I tillegg til den flammeretarderende effekt i komposisjo-nen fremmer behandlingen også en smussavstbtende effekt som antas å 9kyldes tilstedeværelse av titanforbindelsene på fibrenes overflate. Denne beskyttelse er ikke sikker overfor vasking, men er effektiv efter IO gangers tbrrensning og 5 gangers teppebehandling med sjampo.

Natrium-eller kaliumbifluorider kan anvendes i stedet for ammoniumbifluorid, og kan påfbres teppet som ovenfor beskrevet.

Eksempel 8

Ulltops (45 kg) ble behandlet ved uttrekning med TiCl^

(SO - 3 % av ullvekten og sitronsyre (4 % av ullvekt) samtidig med farvning ["Xylene light yellow 29" (surt utjevnende farvestoff)]. Titantetrakloridet og farvestoffet ble fullstendig uttrukket efter 30 minutter koking. Farvestoffuttrekningen var ca. 5 - 10 % hoyere enn når det samme farvestoff ble anvendt uten tilsetning av

TiCl^ og utfarvningen var jevn. Ulltoppen ble spunnet til garn. Et meget åpent, forrykket flossteppe, fremstillet fra det behandlede og farvede garn tilfredsstillet lett "tablettproven". Farveekteheten overfor lys, vann, svedning og vaskning (40°C) er den samme som for farvet, men ubehandlet garn.

Eksempel 9

Fremgangsmåten ifolge eksempel 8 ble gjentatt med en prove av ufarvet ull og i fravær av farvestoff i blanding med titanforbindelsen. Et forrykket flossteppe fremstillet av det behandlede garn tilfredsstillet uten vanskelighet "tablettproven". Ved en vanlig teppe-prove i henhold til Air Registration Board Specification 8 var forkul-lingsbredden 5 cm (ubehandlet 7,5 cm). Det samme teppe uten underlag provet med "vertikalprbven" utviste en forkullingslengde på 2,5 cm og en brenntid på 0 sekunder (ubehandlet: forkullingslengde 6,9 cm, brenntid: 23 sekunder).

Eksempel IO

Dette eksempel illustrerer en samtidig flammeresistensbehandling og vann-og-olje-resistensbehandling av ull.

Den folgende komposisjon ble påfbrt ull ved hjelp av en foulardrulle til ICO % fuktighetsopptagelse:

Tekstilen ble torket ved 120°C i 3 minutter og derefter holdt ved 165°C i 4 minutter for å herde fluorcarbonharpiksen. Tekstilen ble derefter renset i et hespekar ved 20°C med vann ved et væskeforhold på 1:30 i 15 minutter og derefter torket ved 120°C i 3 minutter.

Den torkede tekstil ble provet med "vertikalproven" og hadde en forkullingslengde på 6,6 cm, og en brenntid på 5 sekunder. Den utviste tilfredsstillende motstand overfor vann og olje ved en prove i henhold til "the spray-and "oil-rating test".

Eksempel 11

Dette eksempel illustrerer flammeresistensbehandling av et allerede fremstillet forrykket flossteppe ved hjelp av foulard-damp-teknikk. Teppet ble impregnert med folgende opplosning til et opptak på 4CO %:

Det impregnerte teppe ble dampet i en horisontal stilling i 10 minutter ved 106°C, og derefter renset i to adskilte kar med vann og torket.

"Tablettproven" viste at det behandlede teppe lett tilfredsstillet spesifikasjonen, mens et ubehandlet ikke tilfredsstillet spesifikasjonen. Efter IO gangers kommersielle sjampobehandlinger tilfredsstillet det behandlede teppe "tablettproven".

Eksempel 12

Dette eksempel illustrerer flammeresistensbehandling av saueskinn som anvendes for gulvbelegg og som bilsetedekk, ved hjelp av "drip-nip-dry" teknikken.

Saueskinnet ble impregnert med folgende opplosning:

Efter fullstendig fuktning ble saueskinnet klemt mellom valser til et væskeopptak på 150 % og derefter torket ved 50°C for ikke å odelegge eller hårdgjore skinnet. Efter torking ble skinnet renset i vann ved 25°C i 15 minutter for å fjerne gjenværende kjemikalier som kunne innvirke på den myke ulls "fblelse". Efter rensning ble skinnet presset og torket ved 50°C.

Det behandlede saueskinn tilfredsstillet "tablettproven". Forskjellen mellom oppflambarhetsegenskapene for behandlet og ubehandlet saueskinn var meget betydelig som folge av den meget åpne floss-konstruksjon og lose fibre som er lett tilgjengelige. Ved "tablettproven" ble der på ubehandlet saueskinn ingen fibre tilbake, mens ved den tilsvarende prove på behandlet saueskinn oppsto der kun et over-flateblaff med en diameter på 5 cm, efterfulgt av en oyeblikkelig selv-slukning av de flammeresistensbehandlede ullfibre.

Eksempel 13

Dette eksempel beskriver påforing ved "dip-nip-dry" teknikken for en kontinuerlig flammeresistensbehandling av los ull i den siste mulde i råullvaskemaskinen (leviathan).

Oppløsningen i den siste (femte) mulde i en kommersiell vaskemaskin hadde folgende sammensetning:

Det lose ullmateriale ble kontinuerlig fort gjennom denne mulde i 7 minutter ved 30°C og presset til et væskeopptak på 60 % og derefter kontinuerlig torket.

"Tablettproven" viste en betydelig grad av flammeresistens sammenlignet med tilsvarende ubehandlede ullfibre.

I visse tilfelle kan gjenværende kjemikalier innvirke på bearbeidbarheten av den behandlede ull, og endel av det lose ullmateriale ble renset i en separat mulde med vann i 15 minutter ved 25°C og torket. Det behandlede og rensede lose ullmateriale tilfredsstillet "tablettproven".

Eksempel 14

Dette eksempel viser en uttrekningsbehandling av strikkede klesplagg av en ull-nylonblanding (80/20). Klesplagget ble behandlet i en side-foulard tbrkemaskin med de folgende kjemikalier i 45 minutter ved kokepunktet:

Efter koking var titankomplekset uttrukket opp til 90 % og plagget ble renset og torket. Den "vertikale flammeprove" viste en brenntid på 1 sekund og en forkullingslengde på 8,8 cm, hvilket er verdier som lett tilfredsstiller spesifikasjonen (maks. brenntid 15 s, maks forkullingslengde 20 cm).

Eksempel 15

Et ullteppe inneholdende 15 % bomull i varpretningen ble behandlet ved uttrekning i et hespelkar med folgende kjemikalier:

Badets temperatur ble bragt til koking med en oppvarmnings-hastighet på 40°C/min. og kokt i 45 minutter. Efter bestemmelse av ut-trekningen av titancitratkomplekset ble teppet renset og torket.

Der kunne ikke merkes noen forskjell i "folelse" eller mekaniske egenskaper mellom behandlet og ubehandlet teppe. Det behandlede teppe tilfredsstillet lett spesifikasjonene for den "vertikale flammeprove" når det ble undersokt både i varpretningen og veftretnin-gen, mens et ubehandlet teppe ikke tilfredsstillet spesifikasjonen i noen av retningene.

Eksempel 16

Et ull-polyester (80/20) garn i hespeform ble behandlet ved

uttrekningsteknikken med folgende kjemikalier:

Sitronsyren ble opplost i varmt vann i en botte og titan-tetrakloridopplosningen tilsatt til den opploste sitronsyre i botten ved omroring. Titancitratkomplekset fremstillet in situ ble tilsatt badet som ble bragt til kokepunktet og holdt kokende i 45 minutter. Efter rensning og torkning ble der av garnet fremstillet et strikket toy som ble provet med "vertikal-flammeproven". Brenntiden (1.sekund) og forkullingslengden (6,3 cm) indikerte en tilstrekkelig effektiv flamme-res i s tens effekt.

Eksempel 17

"Ovnsmannstoy" (ren vevet ull, 600 g/m ble behandlet ved uttrekningsteknikken med folgende kjemikalier ved kokepunktet i 45 min:

Efter uttrekning av titankotnplekset ble toyet renset og torket.

Under aktuelle stoperibetingelser er motstandsevne overfor strålevarme meget viktigere enn flammebestandighet, derfor ble behandlet og ubehandlet duk undersokt med hensyn til overflatebrennbarhet (ASTM E-162-66T) av materialene under anvendelse av en strålingsvarme-energikilde. Under de anvendte forsoksbetingelser ble materialene ut-satt for en temperatur på 8CO°C i 15 minutter, og forkullingslengden målt. Resultatet av denne prove viser at flammeresistensbehandlet tekstil er mere motstandsdyktig overfor varme enn ubehandlet.

Eksempel 18

Teppeull (ca. 45 kg) i hespeform ble behandlet ved uttrekning med TiCl^ (50 %) - 3 % av ullvekten og sitronsyre (4 % av ullvekten) og samtidig farvet ["Xylene light yellow 29" (surt utjevnende farvestoff)]. Titankomplekset og farvestoffet var fullstendig uttrukket efter koking i 30 minutter. Farvestoffuttrekningen var ca. 5 - 10 % hoyere enn med den samme farve anvendt uten tilsetning av TiCl^, og utfarvningen var jevn. Et meget åpent, forrykket flossteppe, fremstillet av det behandlede og farvede garn tilfredsstillet lett "Tablettproven". Farveekteheten overfor lys, vann, svedning og vasking (40°C) er den samme som for farvet, men ubehandlet garn. Ca. IO kg av et blandet garn (ull/nylon, 80/20) ble behandlet samtidig. Farvenyan-sen var dypere som folge av tilstedeværelsen av nylon, men et forrykket flossteppe fremstillet av dette garn tilfredsstillet også lett "Tablettproven". Imidlertid var forbrenningshastigheten noe hoyere enn for lOO % ren ull.

Eksempel 19

Fremgangsmåten ifolge eksempel 18 ble gjentatt med en prove av ufarvet ull og i fravær av farvestoff i blanding med titankomplekset. Efter titankompleksbehandlingen ble garnet behandlet med en 4 %'s ammoniumbifluorid (regnet på vekten av ullen) i 15 minutter ved 50°C. Denne efterbehandling fjernet fullstendig den lyse gule farve. Et forrykket flosset teppe fremstillet fra det med fluorid efterbehand-lede garn tilfredsstillet lett "Tablettproven". Den vanlige teppepro-ve i henhold til Air Registration Board Specification 8 hadde en for-kullingsbredde på 5 cm (ubehandlet 7,6 cm). Det samme teppe uten underlag provet med "vertikalproven" hadde en forkullingslengde på 2,5 cm og en brenntid på 0 s(ubehandlet - forkullingslengde 6,9 cm, brenntid - 23 s).

En samtidig efterbehandling med 4 % NH4F.HF og 4 % natrium-

metabisulfit eller 4 % natriumformaldehydsulfoxylat fjernet fullstendig gulheten uten å påvirke flammeresistensegenskapene.

Eksempel 2Q

Et teppegarn i hespelform ble behandlet med en vandig opp-

losning inneholdende:

Opplbsningen ble derefter kokt i 45 minutter, og det be-

handlede garn renset to ganger, utpresset og torket. Det ble omdannet til et meget åpent, forrykket flossteppe som lett tilfredsstillet "Tablettproven<1>'.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved forbedring av de flammeresistente egen-

skaper av naturlige eller syntetiske polyamidfibre ved påføring av titan, og eventuelt også en antimonforbindelse, som antimontrifluorid eller antimon-kaliumtartrat, eller en aluminiumforbindelse som aluminiumsulfat eller -klorid, og eventuelt også en fluorcarbonharpiks,karakterisert ved at fibrene behandles ved en pH under 4 med en vandig oppløsning inneholdende et anionisk titan- kompleks som er dannet med et organisk cheleringsmiddel eller med fluorioner.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at der anvendes et titankompleks som er dannet med en carboxylsyre inneholdende minst to carboxyl- grupper eller en alifatisk hydroxycarboxylsyre.

3» Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert ved at der anvendes et titankompleks som er dannet ved omsetning mellom titantetraklorid og et alkali- metall- eller ammoniumfluorid eller -bifluorid.

4> Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3,karakterisert ved at de titanbehandlede fibre videre behandles med en oppløsning av et fluorid som et alkalimetall- eller ammoniumfluorid eller -bifluorid.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at der anvendes en fluorid-oppløsning som dessuten inneholder et reduksjonsmiddel, som natrium-metabisulfit eller natriumformaldehyd-sulfoxylat.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at et forlikelig farvestoff påføres fra den samme oppløsning som titankomplekset. 7- Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at et farvestoff, som et syre-utjevnende, 1:1-formetallisert farvestoff eller et reaktivt farvestoff, og titankomplekset avsettes samtidig i fibrene. 8- Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at syrevalknings- l:2-formetallisert eller reaktivt farvestoff avsettes i fibrene ved uttrekning under kokning fra et farvebad, temperaturen av farvebadet senkes, titankomplekset tilsettes, og badet oppvarmes videre inntil titankomplekset er uttrukket på ullen. 9- Fremgangsmåte ifølge krav 1-8, karakterisert ved at mengden av titankompleks som avsettes i fibrene, er 0,2 - 2,5 vekt%, beregnet som titandioxyd på vekten av fibrene.