NO180596B

NO180596B - Flammehemmende middel og fremgangsmåte til anvendelse

Info

Publication number: NO180596B
Application number: NO893474A
Authority: NO
Inventors: Robert William Black; Robert Cole
Original assignee: Albright & Wilson Uk Ltd
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1997-02-03
Also published as: FI894096A; CA1336996C; HU207127B; GB8919733D0; NO893474D0; GB2222407A; EP0357421A3; GB2222407B; NO180596C; DK428189A; NO893474L; EP0357421A2; HUT51345A; DK428189D0; FI894096A0

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører flammehemmesammensetninger og fremgangsmåter for å gjøre tekstilsubstrater flammehemmende med disse sammensetningene.

Bomullsstoffer kan bli gjort flammehemmende ved å innkorpo-rere i dem en lang rekke kjemikalier, der noen tilveiebringer holdbar flammehemming mens noen av disse ikke tilveiebringer holdbar flammehemming. Blant de sistnevnte kjemikalier er ammoniumfosfat og -polyfosfat valgfritt tilsatt med urea. Selv om slike forbindelser er billige, er deres effektivitet kortvarig ved at de blir fjernet ved vasking med vann. Forsøk på å øke holdbarheten av slike forbindelser omfatter høy-temperaturherding over 150°C (se f.eks. BP 1504507). Slike høy-temperaturbehandlinger har derimot tendens til å misfarge stoffet. Herdingen av polyfosfatet kan bli assosiert med samtidig herding med en lang rekke vanlige stoffbehand-lingsmidler, f.eks. dimetyloletylenurea (se f.eks. BP 1069946 ).

Det er oppdaget flammehemmesammensetninger og fremgangsmåter for å påføre dem på stoffer av cellulosematerialer for å gi stoffene øket holdbarhet med flammehemmende midler.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en flammehemmende sammensetning som omfatter et vandig medium som omfatter et ammonium- eller organisk kvarternær ammoniumkondensert fosfat i en mengde fra 7-2456 (ved vekt), en dispersjon av en fluorpolymer, og et karbaminsyrederivat, der vekt-56-forholdet av karbaminsyrederivat til ammoniumpolysulfat er 0,5 til 30056.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for flammehemming av et cellulosesubstrat, f.eks. et cellulosestoff som omfatter impregnering med den vandige sammensetningen i oppfinnelsen, fulgt av tørking og herding av det impregnerte substratet ved 120-170°C. Polyfosfatsaltet blir laget ved reaksjon av en kondensert fosforsyre med ammoniakk eller et organisk amin eller kvarternært ammoniumhydroksyd for å gi et vannoppløselig produkt. Den kondenserte fosforsyren har vanligvis en gjennomsnittlig grad av kondensering på mer enn 3, f.eks. 3-30, og vanligvis har en lineær forgrenet eller syklisk struktur. Saltene inneholder fortrinnsvis N og P i et atomert forhold på 0,5-2:1,særlig ca. 1:1. Polyfosfatsaltet er fortrinnsvis en blanding av ammoniumsaltene av en stort antall polyfosforsyrer, der blandingen er blitt fremstilt ved en fremgangsmåte med å reagere en vandig oppløsning av fosforsyrer som inneholder 80-86 vekt-56 av fosforpentoksid med ammoniakk eller et basisk derivat derav ved en temperatur på 15-70°C, f.eks. 15-40°C og ved en pH på 4-12 slik som 5-9, f.eks. 6,5-7,5, eller 5 til 12, særlig 6 til 8. Ammonium-polyfosfatblandinger som kan bli anvendt er beskrevet i BP 1504507 og kan bli laget som beskrevet der.

Det flammehemmende mediet inneholder et karbaminsyrederivat som har 2 aminogrupper pr. molekyl i vekt-56 (uttrykt som urea) til ammoniumpolyfosfat (uttrykt ved vekt som ammoniumpolyfosfat i seg selv) på 0,556-30056 slik som 0 ,5-5056, f.eks. 5-3056 slik som 7-2056 eller 10-2056, mens 50-30056 f.eks. 50-20056 og særlig 75-20056 eller 75-12556 er foretrukket, særlig ved høy-temperaturherding; generelt dess høyere herdetemperaturen er, dess høyere er delen av karbaminsyrederivat. Karbaminsyrederivatet kan være guanidin eller dicyandiamid, men er fortrinnsvis urea; vektene er uttrykt som urea, men ekvivalente vekter av det andre karbaminsyrederivatet kan bli anvendt. Nærvær av karbaminsyrederivat reduserer enhver tendens til misfarging av stoffet etter herding, særlig ved høy temperatur og kan øke fuktighetsopptaket.

Det flammehemmende mediet inneholder også en dispersjon av fluorkarbonpolymer som fortrinnsvis har evnen til å bli varmeherdet ved mer enn 160°C, f.eks. 160-200°C. Fluorkarbon-polymeren er en som danner i det flammehemmende mediet en dispersjon som vanligvis er stabil i minst noen få dager, f.eks. minst to dager; således unngår fluorpolymerer som er uforlikelige med den kondenserte fosfatoppløsningen (med karbaminsyrederivat hvis det er tilstede) å danne utfell-inger ved blanding med disse. Mediet er vanligvis i det vesentlige fri for andre varmeherdbare vannoppløselige harpikser eller harpiksforløpere slik som formaldehydkonden-sater med NH-forbindelser slik som melamin, urea eller etylenurea. Slike vandige dispergerbare fluorkarbonpolymerer har vanligvis perfluoralkylsidekjeder, f.eks. i perfluor-acyl, -sulfonyl eller -sulfonamidogrupper, særlig de med 3-12 karbonatomer i perfluoralkylgruppen; karboksygrupper kan også være tilstede. Fluorkarbonpolymerene blir fortrinnsvis avledet fra akryliske eller metakryliske estere av hydroksy-forbindelser som inneholder perfluoralkylgrupper, men kan bli avledet fra vinylestere, vinyletere, allylestere eller tiometakrylater med perfluor-alkylsidekjerder. Særlig foretrukne polymerer er de som inneholder (N-alkyl-N-perfluoralkylsulfon-amido)alkylehsidekjeder, f.eks. 2-(N-propropyl-N-perfluoroktylsulfonamido)-etylensidekjeder med en akrylat eller metakrylatester-ryggrad. Polymerene kan bli laget bare fra monomerer som inneholder perfluoralkylgrupper, men disse monomerene kan bli kopolymerisert med andre kopolymeriserbare monomerer, særlig de som er fluorinfrie, dvs. de som inneholder en eller særlig to olefiniske doble bindinger f.eks. som i halobutadiener slik som 2-klor-l,3-butadien. Olefiniske monomerenheter som inneholder karboksyl-syregrupper, f.eks. akryliske, metakryliske eller maleinsyre-grupper kan være tilstede i polymeren. Fluorpolymerene blir vanligvis forhandlet i form av vandige dispersjoner f.eks. til fluorpolymervannavstøtende ferdig til stoffer. Polymer-dispersjonen kan være ikke-ionisk, men er fortrinnsvis kationisk eller særlig anionisk. Fluorpolymerdispersjonene kan også inneholder mindre mengder organiske løsningsmidler som er blandbare med vann f.eks. aceton, MIBK eller etylen-glykol. En foretrukket polymerdispersjon er den som forhandles av 3M Company under varemerket SCOTCHGARD 270 eller av Ciba Geigy Ltd. under varemerket SCOTCHGARD FC451. Denne polymer er antatt å være kopolymer av en 2(N-alkyl-N-perfluoroktylsulfonylamido)etylakrylat og en komonomer med sannsynlig 2-klor-l,3-butadien. En annen foretrukket fluorpolymerdispersjon er den som forhandles av Hoechst AG under varemerket NUVA FE eller NUVA F. Fluorpolymerdispersjoner forhandlet av Atochem SA under varemerket FORAPERLE, særlig FORAPERLE 145 og 344, eller Texchem UK Ltd. Manchester, England under varemerket TEXFIN CPC, kan også bli anvendt. Vektprosenten av fluorkarbonpolymere (faststoff) til ammoniumpolyfosfat er vanligvis 0,1-6$, f.eks. 1- 3%, men særlig 2- 6%.

Det flammehemmende mediet inneholder fortrinnsvis 7-18$, f.eks. 8-15$ slik som 9-13$ ammonium polyfosfat, og vanligvis 7-18$, f.eks. 8-15$ slik som 9-13$ av karbaminsyrederivatet, f.eks. urea, og 0,02-1,5$, f.eks. 0,1-1$ og særlig 0,3-0,8$ fluorpolymer, Derimot kan mengder av ammoniumpolyfosfat på 7-24$ slik som 10-24$, f.eks. 15-24$ og særlig 15-23$, og mengder på 0,5-20$, f.eks. 1-20$ eller 0,5-15$, f.eks. 1-15$ eller 1-10$ slik som 1,5-4$ av karbaminsyrederivat f.eks. urea, bli anvendt. Det er fordelaktig at totalinnhold av polyfosfat, karbaminsyrederivat, f.eks. urea og fluorpolymer i mediet ikke er mer enn 26$, f.eks. 11-26$ eller 15-26$, særlig 20-24$.

Mediet kan også inneholde et ikke-gjenfuktingsmiddel, f.eks. et flyktig fuktingsmiddel som en alkohol eller et middel slik som forhandlet av Warwick Chemicals under varemerke MYKON NRW; det er foretrukket med mengder av slike ikke-gjenfuktingsmidler på 1-10 g/l. Derimot, hvis substratet som skal bli flammehemmet allerede har blitt skrubbet eller på annen måte behandlet for å hjelpe inntrenging av væske, er slikt middel ikke nødvendig, men det kan være tilstede hvis nødvendig. Det vandige mediet er vanligvis i fravær av ekstendere eller kationiske polymere slik som kationiske syntetiske harpiksvokser, slike som de forhandlet under varemerket CEROL av Sandoz, og som også vanligvis er i det vesentlige fri for di-, tri- eller tetra-verdige metallsal-ter, f.eks. de av aluminium eller zirkonium. Noen fluorpoly-mere dispersjoner som forhandles inneholder også ekstender eller kationisk polymer; disse bør fortrinnsvis ikke bli anvendt. Fluorpolymerdispersjoner som blir forhandlet primært for å tilveiebringe avstøting av smuss, men ikke for å tilveiebringe smuss og vannavstøting, er foretrukket ved at den siste har tendens til å inneholde kationisk polymer og kan være uforlikelig med konsentrert polyfosfatoppløsning.

I en foretrukket utførelsesform særlig for anvendelse med etterfølgende herding ved 120-147°C er flammehemmingsammen-setningen et vandig medium som omfatter 7-24$ f.eks. 10-24 vekt-$ av et ammonium eller organisk kvarternært ammoniumkondensert fosfat, 1-10 vekt-$ av karbaminsyrederivat, f.eks. urea, vektprosenten av urea til polyfosfat er 5-30$, og en dispergert fluorpolymer i mengde på 0,02-1,5$ med et samlet innhold av fosfat og urea på ikke mer enn 25$.

En annen foretrukket utførelsesform for særlig anvendelse med etterfølgende herding ved 147-170°C, er flammehemmingssammen-setningen et vandig medium som omfatter 8-15$ f.eks. 9-13 vekt-$ av et ammonium eller organisk kvarternært ammoniumkondensert fosfat, 8-15 vekt-$ av karbaminsyrederivat f.eks. urea, vektprosenten av urea til polyfosfat er 50-200$, og en dispergert fluorpolymer i en mengde på 0,02-1,5$ med et total innhold av fosfat og urea på ikke mer enn 25$. I begge disse utførelsesformene er disse sammensetningene fortrinnsvis med fravær av kationisk vannoppløselig fluorinfri polymer, og det er fordelaktig at de inneholder fluorpolymerer som har perfluoralkylsulfonamid-sidekjeder.

Polyfosfatet, fortrinnsvis med karbaminsyrederivatet, kan bli tilveiebrakt som en konsentrert vandig oppløsning, for etterfølgende blanding med fluorpolymerdispersjonen før eller fortrinnsvis etter at en eller begge har blitt fortynnet til styrken i impregneringsbadet.

Fluorpolymerdispersjonen blir fortrinnsvis tilsatt til mediet når det ellers er klart for anvendelse til impregnering. Mediet blir fortrinnsvis anvendt til impregnering innenfor noen få dager, og særlig i det tilfelle med anioniske fluorpolymerdispersjoner, kan mediet være stabilt i minst 1 uke, f.eks. minst 1 måned.

Det vandige medium kan også inneholde andre tekstilhjelpe-midler av en natur og i en mengde at de er forlikelige med andre bestanddeler i mediet, og som ikke blir påvirket av varmeherdebehandlingen, f.eks. slik at de forårsaker misfarging eller tap av effekt. Eksempler på slike midler er myknings- eller kondisjoneringsmidler, som kan være kationiske, anioniske, ikke-ioniske, amfoteriske eller reaktive og vanligvis inneholder minst 1 og ofte 2, alkylkjeder på minst 10 karbonatomer. Eksempler på kationiske mykningsmidler er fettinneholdende kvarternære ammoniumsalter, aminoestere og aminoamider og kvarternære N-acyl-N-polyoksyalkylenpoly-aminer. Eksempler på anioniske mykningsmidler er fettsyre-salter, såper, sulfonert fett og oljer, fettalkylsulfater og fettsyrekondenseringsprodukter, sulfosuksinater og sulfo-suksinamater. Eksempler på amfoteriske midler er alkylimida-zoliner og betainer og salter derav, f.eks. metosulfat, acyl-amido-betainer, acyl-polyaminer, aminoksider, substituerte aminosyrer og sulfobetainer. Eksempler på ikke-ioniske mykningsmidler er polyalkylen-glykoletere og estere og andre polyoksialkylenkondenseringsprodukter, og parafinvoks eller polyetylenvoks, de sistnevnte to blir anvendt i vandige dispersjoner eller emulsjoner, med ikke-ioniske, kationiske eller anioniske, men særlig amfoteriske dispergeringsmidler. Eksempler på reaktive mykningsmidler er N-metylolderivater av fettsyreamider, f.eks. N-metylol-stearamid eller N-metylolderivater av fettsyrekondensater med urea. Slike mykningsmidler eller som dispersjoner derav, kan bli anvendt i mengder på 0,01-5$, f.eks. 0,5-3 vekt-$ av total vandig impregne-ringsmedium. Nærvær av mykningsmiddel kan muliggjøre at varmeherdeprosessen fremstiller et behandlet stoff som har forbedret flammehemmingsevne og med andre egenskaper, f.eks. styrke særlig rivestyrke og farge, vesentlig samme som de fra ubehandlet stoff; styrken kan til og med bli forbedret.

Substratet som mediet blir påført på kan være vevet eller ikke-vevet. De er cellulosebaserte substratet f.eks. tekstilstoffer eller filamenter, slik som bomull, lin, jute, hessiske eller regenererte cellulosematerialer slik som rayon eller viskose, men kan også være papir, kartong eller tapet. Substratet kan også være basert på cellulosemateriale og andre fibre som er koblbare eller blandbare med de, f.eks. polyester eller nylon, akryler, acetat, polypropylen, silke eller ull; disse blandinger av fibre kan inneholde minst 50$ av cellulosematerialet, f.eks. 70-100$ slik som 50-80$ derav.

Stoffvektene kan være 50-1000 g/m<2>, f.eks. 80-500 g/m<2>. Stoffet kan være av loet eller glatt konstruksjon. Stoffet kan være ensfarget eller hudfarget eller kan blir farget eller påtrykket, særlig med hvite eller pastelle toner. Stoffet er før impregnering, vanligvis fri for smuss, lim, naturlige vokser og noe påført kan inneholde et optisk lysmiddel.

Flammehemmemediet vanligvis ved pH5-8, f.eks. 5,5-7,5, blir påført substratet med konvensjonelle fremgangsmåter, f.eks. fylling, bløting eller spraying vanligvis opp til et fuktighetsopptak på 50-150$ f.eks. 60-100$. Den totale faststofftilsetting før tørking og etter pressing av overskudd væske, er vanligvis 10-35$ f.eks. 10-20$ eller 13-25$ (basert på tørr utgangsvekt av stoffet). Etter impregnering blir substratet deretter tørket f.eks. når det gjelder tekstilsubstrater ved 80-120"C i 2 til 40 minutter, f.eks. 2-10 minutter. Tørkingen kan bli gjennomført i enhver konven-sjonell tørker f.eks. en forsterket lufttørker eller stofframme. Faststoffopptaket etter tørking er vanligvis 8-25$ slik som 10-20$ (basert på originalvekten av stoffet).

Det tørkede substratet blir deretter herdet f.eks. ved oppvarming til en temperatur på 120-170"C slik som 130-170°C f.eks. 140-170°C eller 147-170°C i 6 til 0,5 eller 5-0,5 minutter, kombinasjonen av lengre tid og høyere temperatur bør unngås for å senke enhver tendens til misfarging. Foretrukne temperaturer, særlig med store deler av karbaminsyrederivat i forhold til polyfosfat, er 147-165°C slik som 147-160°C eller 147-155°C i 6-0,5 f.eks. 5-2 minutter. For å minimalisere risikoen for fargedannelse, særlig med mindre deler av karbaminsyrederivat i forhold til polyfosfat, blir det tørkede substratet fortrinnsvis herdet ved 120-147°C i 6 til 0,5 minutter, kombinasjonen av lengre tid og høyere temperatur bør unngås for å begrense tendens til misfarging. Disse foretrukne temperaturene er 120-138°C slik som 124-142°C eller 128-138°C i 6-0,5 f.eks. 6-1,5 minutter, selv om temperaturer på 138-147°C og tid på 3,5-0,5 minutter slik som 138-142°C eller 142-147°C i 3,5-0,5 minutter, kan bli anvendt. Herding ved 130-140°C i 4-2 f.eks. 3,5-2,5 minutter er foretrukket.

Herdingen ved 147-170°C med en større del av karbaminsyrederivat i forhold til polyfosfat har vanligvis en høyere herdingseffektivitet enn lavere temperaturherding med en høyere grad av polyfosfater og høyere mengde derav i impregneringsbadet, men det sistnevnte har en redusert tendens til misfarging særlig med hvite eller pastelle stoffer. Nærvær av fluorpolymeren øker holdbarheten til bløting av stoffene som blir herdet ved 120-147°C eller 147-170°C.

Herdingen som vanligvis er kontinuerlig kan bli utført med stråling f.eks. infrarød oppvarming eller oppvarming ved injeksjon av damp og/eller varmluft gjennom substratet, eller ved kontakt mellom substratet og oppvarmede metalltrommer i vertikale stabler, men fortrinnsvis foregår herdingen ved oppvarming fra innvirkningen av varmluft på overflaten av substratet, fortrinnsvis på begge overflater for å forsikre uniform oppvarming. Således føres substratet fortrinnsvis kontinuerlig på en stofframme gjennom en termostatovn der oppvarmede luftstrømmer passerer på topp og bunnoverflåtene av substratet. Stofframmen gir den mest uniforme herdingen med minimale brennmerker. I det tilfelle med stofframmeovn, er herdetemperaturen av substratet vesentlig den samme som i oppvarmet luftstrøm. På slutten av herdingen blir substratet vanligvis avkjølt raskt ved å føre eller trekke kald luftstrøm gjennom det.

Det ferdige herdede stoffet har vanligvis et faststoffinnhold på 6-25$ slik som 8-20$ og vanligvis inneholder 0,5-5$ P f.eks. slik som 0,5-4$P fortrinnsvis 1-3$P eller 2-4$P. Det ferdige stoffet har en redusert flammeevne sammenlignet med ubehandlet substrat og kan passere BS 5852-testen med gnistkilder 0 og 1. Stoffet har etter vasking én gang i hardt vann ved 40° C ifølge BS 5651 uten strykejernbehandling til slutt vanligvis et faststoffinnhold på 3-10$, f.eks. 4-9$, et prosent P-innhold på 0,4-3$ fortrinnsvis 0,9-3$ f.eks. 1-3$P og kan passere flammeevnetesten BS 5852 del 1 med gnistkilder 0 og 1. Den reduserte flammeevneavslutningen er vanligvis holdbar i 1-3 vasker i mykt vann ved 74°C selv om brann-hemmingseffekten blir beholdt deretter. Det ferdigbehandlede stoffet har vanligvis et grep som ikke er betydelig endret fra det til ubehandlet stoff, og har særlig er farge som ikke er betydelig endret fra det til ubehandlet stoff. Det ferdigbehandlede stoffet har noen grad av vann- og oljeav-støting, men dette kan vesentlig bli fjernet med en bløtleg-ging ved 40° C i vann som inneholder fuktingsmiddel. Den synergistiske kombinasjon av (i) fluorpolymer og(ii) kondensert fosfat (med karbaminsyrederivat hvis det er tilstede) kan gi substrater med forbedret holdbarhet av flammeevne som ikke er utvist av substratet fra (i) eller (ii) alene.

Oppfinnelsen er illustrert i de følgende eksemplene. I eksempel 1-11, 13 og 14 ble fluorpolymeren anvendt som en 23$ vandig emulsjon av fluorpolymer med en svak kationisk karakter forhandlet av 3M under varemerket SCOTCHGARD FC 208 eller av Ciba Geigy under varemerket SCOTCHGARD FC451. Denne fluorpolymeren er antatt å være en kopolymer av 2(N-propyl-N-perfluoroktylsulfonylamido)etylakrylat og 2-klor-l,3-buta-dien. I eksempel 12 var fluorpolymeren en vandig fluorkopoly-merdispersjon som var anionisk, hadde en pH på 7,5-8,5 og var forhandlet av Hoechst AG under varemerket NUVA FH og er antatt å inneholde karboksyl og perfluoralkylgrupper. I eksempel 15, 16, 19, 20, 23, 24 og sammenligningseksemplene A-D var fluorpolymeren er vandig akryl isk fluorpolymerdispersjon forhandlet av Atochem S.A. under varemerket FORAPERLE 145; den er svakt kationisk, har en pH 4,5 ± 0,5 og er antatt å inneholde perfluoralkyl, karboksyl og sulfonamidogrupper. I eksempel 17, 18, 21 og 22 var fluorpolymeren en vandig fluorpolymerdispersjon som var svakt kationisk, hadde pH 6-8 og forhandlet av Texchem UK Ltd, Manchester, England, under varemerket Texfin CPC; den er antatt å inneholde perfluoralkyl og karboksylgrupper.

Ammoniumpolyfosfat anvendt i alle eksemplene var laget ved å reagere polyfosforsyre av 83-85 P2°5 me& ammoniakk ifølge BP 1504507, for å fremstille et produkt som ble justert for å gi en oppløsning med pH 6,2 som inneholdt 45$ faststoff, 30$ P2O5 og en spesifikk vekt på 1,36.

I hvert tilfelle ble samme generelle fremgangsmåte valgt. Den vandige oppløsningen av ammoniumpolyfosfat og urea ble laget og deretter fortynnet med vann hvis ønskelig, den ble blandet under omrøring med fluorpolymeremulsjonen, i en mengde (ved vekt av emulsjon basert på totalvekt av oppløsning og emulsjon), på 2$ for eksempel 1-11, 13-22 og 1,5$ for eksempel 12, og også i eksempel 1-13 0,5$ av et ikke-fuktende middel forhandlet under varemerket MYK0N NRW for å gi vandig medium som inneholder ammoniumpolyfosfatfluorpolymer og urea. Det vandige medium som er oppnådd var stabilt, men ble fortrinnsvis anvendt uten unødig forsinkelse. Stoffet ble impregnert med det vandige medium og presset, og deretter ble det impregnerte stoffet tørket ved 90-100°C eller 110°C i en forsterket lufttørker eller stofframme. Deler av det tørkede stoffet ble deretter langsomt, men kontinuerlig forflyttet på en stofframme gjennom en termostatstofframmeovn tilveiebrakt med oppvarmet luftstrømmer som støter på stoffet fra topp og bunn. Stoffet ble veiet etter tørking og etter herding. Det herdede stoffet ble deretter undersøkt ifølge testen BS 5852 del 1 med gnistkilder 0 og 1 for ferdigbehandlet flammeevne og etter bleking en gang i hardt vann ved 40°C i henhold til BS 5651 del 1 uten avsluttende strykejernbehandling.

Noe ferdigbehandlet stoff ble også utsatt for en tørrvask-ingstest med 3 kommersielle tørrvaskingssykluser i et ladd oppløsningsmiddelsystem med 10$ vann.

Noen stoffer ble også undersøkt for olje- og vannavstøting ifølge henholdsvis AATCC 118 og BS 3702 og fargevurdert.

Eksempel 1

Vandig ammoniumpolyfosfatoppløsning (94 deler) ble blandet med urea (6 deler) og den oppnådde blandingen ble fortynnet med vann (122 deler) og deretter ble fluorpolymeremulsjonen og NRW-midlet tilsatt for å gi impregneringsmediet. Mediet ble påført i en puterulle til et blomstermobullstrykkstoff på 230 g/m<2> og også forhåndsfarget oransjevevd farget bomullsstoff på 410 g/m<2>, med fuktighetsopptak på henholdsvis 71$ og 81,5$. De impregnerte stoffene ble deretter tørket på en

. stofframme ved 100°C i 3,5 minutter og deretter herdet ved 135°C i 2,5 minutter. Blomster- og de oransjefargede stoffene inneholdt som ferdigbehandlet henholdsvis 3,19$ og 3,53$P. Alle de ferdigbehandlede stoffene og etter en utvasking i hardt vann, passert BS 5852 testen med gnistkilder 0 og 1. Blomster- og de oransjefargede stoffene ble også utsatt for BS 5438 test 2 f lammeevnetest, med arbeidslengder i mm som

vist i tabellen under. Etter hardvannsvasking inneholdt blomster- og de oransjefargede stoffene henholdsvis 0,99$ og 1,43$P.

I det behandlede blomsterstoffet, var det i hovedsak ingen fargeendring i de hvite eller fargede delene av blomstertrykket sammenlignet med de i ubehandlet stoff.

I det behandlede blomstrede stoffet var det ingen vesentlige endringer i de hvite eller fargede delene av blomstertrykket sammenlignet med det ubehandlede stoffet.

Eksempel 2

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt med en rekke stoffer med forskjellig vekt og type og testene for flammeevne ble utført ifølge BS 5852 med gnistkilder 0 og 1. I alle tilfellene ble testene passert. Stoffene var: (1) 100$ bomull, glatt, fløyels-, trykk eller fargevevet med vekter i området 120-410 g-<2>. (2) Bomullsblandinger med lin (48:52), viskose (46:54) (55:45) eller viskose/nylon (25:72:3) trykk, velour

eller farget vev med 330-540 g~<2> vekt.

(3) Bomullsblandinger med polyester (53:47) fargevevet av 300 g-2. (4) Blandet fløyelsstoff med 63 bomull, 37 akryllo og 47 bomull 28 akryl 25 polyester-base av vekt 540 gm-<2>, og med 100 viskoselo og 83 viskose, 10 bomull, 7 polyester-base av vekt 750 g~<2>.

Eksempler 3- 8

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt med følgende endringer.

I disse eksperimentene var stoffene vaskede bomullsstoffer med 220 g/m<2> stoffvekt rødfarge.

Alle de behandlede stoffene etter 1 vask passerte BS5852 gnisttesten med kildene 0 og 1, og det var ingen betydelig fargeendring sammenlignet med ubehandlet stoff.

Eksemplene 9 og 10

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt med hvitt bomullsstoff av 270 g/m<2> som ikke inneholdt optisk lysmiddel. Herdebetingelsene ved 135°C var 3 min (eksempel 9) og 3,5 min (eksempel 10). De ferdigbehandlede stoffene etter 1 vask passerte BS5852-testen med gnistkilder 0 og 1. De ferdigbehandlede stoffene og etter 1 vask viste ingen betydelig fargeendring sammenlignet med stoffene før behandling.

Eksempel 11

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt med endringer i det vandige medium, stoffet og herdebetingelsene. Det vandige mediet ble laget ved å blande vandig ammoniumpolyfosfat-oppløsning (59 deler), urea (27 deler og vann (154 deler), etterfulgt av fluorpolymeremulsjon og NRW.

Stoffet var et hvitt bomullsdrillstoff på 268 g/m<2>. Stoffet ble putebehandlet til ca. 75$ fuktighetsopptak, tørkingen var 2 minutter ved 100°C og herdebetingelsene 2,5 minutter ved 145°C. Det ferdigbehandlede stoffet inneholdt 2,19$P, og stoffet etter 1 vask inneholdt 1,19$P. Stoffet etter vasken hadde en arbeidslengde på 128 mm når det ble testet i BS5438 test 2. Det ferdigbehandlede stoffet og etter en vask viste ingen betydelig fargeendring sammenlignet med stoffet før behandling.

Eksempel 12

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt med NUVA fluorpolymeremulsjon i en mengde på 1,5$. Impregneringsmediet var stabilt minst 2 måneder ved romtemperatur. Stoffet som ble impregnert var et rødfarget fargestoff på 220 g/m<2> og fuktighetsopptaket var 72,5$. Etter tørking og herding som i eksempel 1, hadde stoffet en total faststofftilsetning som ferdigbehandlet på 15,8$ og en total faststofftilsetning etter en vask på 5,6$. Det ferdigbehandlede stoffet og etter en vask passerte BS5852-testen med gnistkilder 0 og 1. Det ferdigbehandlede stoffet og etter vasken viste ingen betydelig fargeendring sammenlignet med stoffet før behandling.

Eksempel 13

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt med 3111 bomullsdrillstoff på 300 g/m<2> og med og uten nærvær av 2$ (basert på totalvekt av impregneringsmediet) av et mykningsmiddel, som er en vandig amfoterisk dispersjon av et alifatisk hydro-karbon, sannsynligvis en parafinvoks eller polyetylenvoks, forhandlet av Sandoz under varemerket SANDOLUBE NV. Herdingsbetingelsene var 135°C i 3 minutter. Det herdede stoffet ble undersøkt for flammeevne og testet for rivestyrke i varp- og veft-retninger ifølge Elmendorf. Det ferdigbehandlede herdede stoffet og etter en vask passerte BS5852-testen med gnistkilder 0 og 1, og viste ingen betydelig fargeforandring sammenlignet med ubehandlet stoff. Resultatene av rivestyrke-arbeidet var som følger:

Eksempel 14

Den vandige ammoniumpolyfosfatoppløsningen (59 deler) og urea (27 deler) og vann (154 deler) ble blandet og deretter ble fluorpolymeremulsjonen og NRW tilsatt for å gi impregneringsmediet. Mediet ble påført i en puterulle til et blomster-trykk-bomullsstoff på 230 g/m<2> og også til et forhåndsbe-handlet fargevevd bomullsstoff på 410 g/m<2>, brunfarget, med fuktighetsopptak på henholdsvis 71$ og 96,5$. De impregnerte stoffene ble deretter tørket på en stofframme ved 100°C i 3,5 minutter og deretter herdet ved 150°C i 3 minutter. De ferdigbehandlede stoffene inneholdt henholdsvis 1,98 og 2,35$P. Alle ferdigbehandlede stoffene passerte etter en vask i hardt vann og etter tørrvasking NS5852-testen med gnistkilder 0 og 1. De ferdigbehandlede blomster- og brunfargede stoffene ble også etter en vask i hardt vann og etter tørrvasking, utsatt for BS5438-test 2 flammeevnetest med arbeidslengder i mm som vist i tabellen under. Etter hardvannsvasken inneholdt stoffene henholdsvis 1,27 og 1,83$P.

Fargene i behandlede stoffer var ikke betydelig forskjellig fra de i ubehandlede stoffer.

Eksempel 15. 16. 17. 18

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt med et blomstertrykket planvevet bomullsstoff på 225 g/m<2> og to forskjellige fluorkarbonpolymeremulsjoner, en forhandlet under varemerket FORAPERLE 145 (eksempel 15, 16) og det andre forhandlet under varemerket TEXFIN CPC (eksempel 16, 17) i hvert tilfelle med (eksempel 15, 17) og uten (eksempel 16, 18) mykningsmidlet som ble anvendt i eksempel 13. Impregneringsbadet ble laget fra 34,8 deler ammoniumpolyfosfatoppløsning, 2,2 deler urea og 59,5 deler vann, med 2 deler fluorpolymeremulsjon og med 1,5 deler mykningsmiddel eller 1,5 deler ekstra vann. Stoffets fuktighetsopptak var 76$ og etter tørking ved 110°C i 1 min, ble det tørkede stoffet baket ved 135°C i 3 min. De ferdigbehandlede stoffene ble senket i vann ifølge BS 5651-testen og etter tørking ble de utsatt for BS 5438-test 2 flammeevnetesten. De ferdigbehandlede stoffene ble også undersøkt for strekkfasthet og rivestyrke ifølge Elmendorf og vann- og oljeavstøting. Resultatene var som følger:

Eksempler 19- 22

Fremgangsmåten fra eksempel 14 ble gjentatt med samme bomullsstoff og fluorkarbonpolymeremulsjoner som ble anvendt i eksempler 15-18, FORAPERLE 145 emulsjon som ble anvendt i eksempel 19 og 20, og TEXFIN CPC-emulsjon som ble anvendt i eksempel 21 og 22, og med (eksempel 19, 21) og uten (eksempel 20, 22) mykningsmidlene som ble anvendt i eksempel 13. Impregneringsbadet ble laget av 20,6 deler ammoniumpolyfos-fatoppløsning, 9,28 deler urea, 2 deler fluorkarbonpolymer-emulsjon, 61,5 deler vann og 1,5 deler mykningsmiddel (eller 1,5 deler av ekstra vann i eksempel 20, 22). Stoffets fuktighetsopptak var 76$ og etter tørking med 110°C i 1 minutt ble det tørkede stoffet bakt ved 150°C i 3 min. De ferdigbehandlede stoffene ble senket i vann ifølge BS 5651-testen og etter tørking ble de utsatt for BS 5438- test 2 flammeevnetest. De ferdigbehandlede stoffene ble også undersøkt for strekkfasthet og rivestyrke og vann- og oljeavstøting. Resultatene var som følger:

Eksempel 23 og sammenlignlngseksempler A og B

Stoffer behandlet etter en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen (for eksempel 23), ble sammenlignet med farge med de stoffene som var behandlet med forskjellige metoder ved å anvende herdingsbetingelsene som beskrevet i eksemplene 1 og 2 fra BP1504507 (for eksempel A og B). Stoffet ble anvendt på den måten i eksempel 19. Impregneringsbadet og fremgangsmåten i eksempel 23 var den samme som i eksempel 19, selv om sammenligningsbadene og fremgangsmåtene i sammenligningseksemplene A og B involverte ammoniumpolyfosfat og urea i konsentrasjoner gitt i eksempel 1 fra BP1504507, men med fuktighetsopptak og tørkebetingelser som i eksempel 20 og herding i 7 min ved 150°C (sammenligningseksempel A) og herding i 5 min ved 160°C (sammenligningseksempel B). De herdede stoffene ble undersøkt for farge på en "1-5 gråskala" sammenlignet med ubehandlede stoffer, 5 betegner lite eller ingen skyggeendring og 1 betegner maksimal endring. Resultatene er som følger: Eksempel 23, skygge 4/5, sammen-1igningseksempel A, skygge 2 og sammenligningseksempel B, skygge 1.

Eksempel 24 og sammenligningseksempel C og D

Stoffer behandlet med en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen (eksempel 24) med et vandig medium som inneholder både (i) ammoniumpolyfosfat og urea og (ii) fluorkarbonpolymer ble sammenlignet med hensyn på flammeevne og vannavstøting før og etter senking med korresponderende stoffer som hadde blitt behandlet med vandige media som inneholder enten (i) eller (ii) (henholdsvis sammenligningseksempel C og D). Stoffene var som i eksempel 19. Fremgangsmåten i eksempel 24 var som i eksempel 20, selv om sammenligningseksempel C var som i eksempel 20, men uten fluorpolymeren og i sammenligningseksempel D involverte impregnering av stoffet med en 2$ dispersjon av fluorpolymeremulsjonen og tørking, etterfulgt av baking i 3 min ved 150° C. Stoffene ble undersøkt for flammeevne ifølge BS 5438 og vannavstøting ifølge BS 3702. Bløtingen medførte nedsenking av stoffene i 30 min i et bad ved 40°C med vann som inneholdt 5 g/l fuktningsmiddel. Etter bløting ble stoffene tørket og testet på nytt. Resultatene var som følger.

Claims

1. Vandig flammehemmende sammensetning, karakterisert ved (i) et ammonium- eller organisk kvaternaert ammonium kondensert fosfat i en mengde fra 7 til 24$ (ved vekt av hele sammensetningen), (ii) en dispersjon av en fluorpolymer og (iii) et karbaminsyrederivat, der vekt-$-forholdet av karbaminsyrederivat til ammoniumpolyfosfat er 0,5 til 300$.

2. Sammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved at vekt-$-forholdet av karbaminsyrederivat til ammoniumpolyfosfat er 5 til 30$.

3. Sammensetning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at karbaminsyrederivatet (iii) er urea og det kondenserte fosfatet (i) er et vannoppløselig ammoniumpolyfosfat .

4. Sammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1, 2 eller 3, karakterisert ved at fluorpolymeren (ii) har en perfluoralkylsidekjede, er f. eks. en polymer avledet fra en akrylisk- eller metakrylisk ester av en alkohol som inneholder en perfluoralkylsidekjede, særlig en som inneholder (N-alkyl-N-perfluoralkylsulfonamid)alkylen-sidekjeder.

5. Sammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at den er vesentlig fri for enhver kationisk vannoppløselig, fluorfri polymer.

6. Sammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved 10 til 24 vekt-$ ammoniumpolyfosfat, 1,5 til 4 vekt-# urea og 0,1 til 1 vekt-56 f luorpolymer (ii) med en samlet mengde av nevnte polyfosfat, urea og fluorpolymer fra 15 til 26 vekt-#.

7. Sammensetning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved 8 til 15 vekt-$ ammoniumpolyfosfat, 8 til 15 vekt-$ urea og 0,1 til 1$ f luorpolymer (ii) og totalt innhold av polyfosfat, urea og f luorpolymer fra 20 til 24 vekt-$.

8. Sammensetning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den også omfatter et mykningsmiddel.

9. Fremgangsmåte for å flammehemmebehandle et cellulosefiber-holdig substrat, karakterisert ved at det impregneres med en vandig sammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, fulgt av tørking og herding av det impregnerte substratet ved 120-170°C.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved impregnering av et cellulosesubstrat med en vandig sammensetning som omfatter urea og et vannoppløselig ammoniumpolyfosfat.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at fluorpolymeren er en fluorpolymer ifølge krav 4.

12. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 9 til 11, karakterisert ved at substratet blir impregnert med en vandig sammensetning som omfatter 8-15$ ammoniumpolyfosfat, 8-15$ urea og fluorpolymer for å gi en total faststofftilsetning etter tørking på 10-20$ (basert på opprinnelig vekt av substratet) med etterfølgende herding ved 147-160°C i 6-0,5 minutter.

13. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 9 til 11, karakterisert ved at substratet blir impregnert med en vandig sammensetning som omfatter 15-24$ ammoniumpolyfosfat og 1-10$ urea og fluorpolymer for å gi en total faststofftilsetning etter tørking på 10-20$ (basert på opprinnelig vekt av substratet) med etterfølgende herding ved 128-142°C i 6-1,5 minutter.