TW200848571A - Process for flame-retardant finishing of cotton - Google Patents

Description

200848571 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種棉之防燃精加工方法。該方法係特 別經由實施在高溫及在棉部件上含有足量殘留濕氣之下將 防燃劑固定在棉上而進行。 【先前技術】 棉之防燃精加工方法係意指使特別者棉纖維，再生纖 維素纖維諸如黏膠絲（viscose)，溶液紡成的纖維素質纖 維產品諸如，萊賽爾（1 y 〇 c e 11 )，以及包含彼等之紡織品 ，諸如保護衣物，兒童衣物，帘子，地毯和椅墊，具有永 久性，如耐洗性，及非永久性結果。不耐洗的防燃精加工 係建基於特別者無機鹽類，諸如磷酸氫銨，硫酸銨，硼砂 及硼酸，彼等於恰當時可附加地組合有機氮鹼。永久性防 燃精加工包含下列任一者 (I )將防燃添加劑添加到恰當的聚合物熔融體或聚 合物紡絲溶液；或 (II )以實際精加工操作形式將反應性防燃成分施加 於纖維或紡織材料。 根據（I )之永久性防燃效用係利用銻鹵素化合物， 有機磷化合物及含氮-硫添加劑。 根據（II )的精加工主要利用建基於磷或磷-氮之防 燃劑且係直接地或以要固化的單體或預縮合物形式施加於 聚合物形式的纖維上。例如，將氯化四羥甲基鱗與尿素的 -5- 200848571 預縮合物施加於纖維，接著用氨及之後用過氧化氫處理-參閱 Melliand Textilberichte 3/1990，219-224。此方法及 類似方法在技術上係不方便者且也會導致具有相當僵硬手 感的織物。二烷基膦酸基羧醯胺類和蜜胺樹脂同樣地會在 棉上給出良好的防燃精整，但要花費在磨擦堅牢性（rub-fastness) 上的 相當高 減低之 成本。 以實際精加工操作形式完成的已知防燃精加工之其他 缺點爲對空氣和水的高排放物。例如，二烷基膦酸基羧醯 胺-蜜胺防燃劑的固定係在染色和精加工設施中的張布架 (stenter )內於約140°C下進行數分鐘。此等條件可能於 某些情況中產生有潛在毒性的化合物，諸如甲醛和有機磷 化合物之高度發散。經估計，有超過半數的二烷基膦酸基 羧醯胺不會固定到纖維素質纖維材料而在後續洗滌操作過 程中殘留在廢水中。可能地，隨著測定空氣和水中的防燃 劑和斷裂產物用的經恰當驗證之分析技術的持續開發，會 導致對已知防燃劑的應用相關之方法部份的嚴厲減縮及限 制措施。 DE 1 003 8 1 00述及一種使用特定氰尿醯氯衍生物之方 法。此方法的一項缺點在於其中所述氰尿醯氯衍生物非常 難以在水溶液中施加到纖維，使得彼等非常不合用於，特 別者利用壓液機（pad-mangle )作爲連續操作的部份之商 業上典型的防燃劑施加。 瑞士專利第3 70 3 84號述及一種用二羥基-氯三畊（ DHCT )的鹽類精加工紡織品之方法用以改良耐濕縐性（ 200848571 wet crease resistance)及防腐爛性（rotting resistance) 。其中提及該DHCT的製備及對棉的施加，且甚至提及以 蒸汽處理的固定，但只舉例說明乾式固定，且其所報導的 施加量，於單一施加中，可在纖維上最多達到1.29% %之 氮含量（假設100%產率）。 BP 896,8 1 4主要係關於DHCT的製造。也在原理上述 及對棉的施用，不過每100克棉只施加上7.5克DHCT，此 最大可在纖維上導致1.75 %的氮且其沒有報導出固定化產 率（內容如上）。其中沒有提及有關該防燃劑的用途/性 質。

EP 0 6 1 6 07 1同樣地述及用三畊水解物（例如NHDT )在< 1 5 (TC溫度下精加工棉以達到無甲醛防縐的精整。 其施加量可給出1.6%的最大氮含量（假設1〇〇%產率）， 其固定處理僅以乾式方式進行，且沒有提及固定化產率。 其中有提及與含磷防燃劑精加工的組合用途。 DE 1 0 1 5 5 066陳述一種纖維素纖維的永久性防燃精加 工方法。此方法預期要導致防燃性或自滅火性纖維素質纖 維或包含彼之物件，具有分別爲24與27或更高者之ASTM 02863-77 限制氧氣指數（limiting oxygen index) (L0I) 而不會明顯影響到纖維的抗斷裂強度。於此方法中，在固 定處理之前總是用苛性鈉將棉膨脹。其可達到< 2重量％ 的氮含量。 【發明內容】 200848571 本發明的一項目的爲使用一種環境友善且簡單的施用 方法在棉上提供永久性防燃精整以得到具有良好加工性質 ，對皮膚良好且合於〇eko-Tex standard class I (參考： www.oeko-tex.com )。更特別者，該方法應該能夠確保高 固定化產率加上雖非較優但至少同等的材料性質（較柔軟 的手感）。此外，該方法也應該比先前技藝更經濟。 吾人發現此目的可如聲明者達成。 一種棉之防燃精加工方法，其中對沒有經苛性鹼處理 的棉施以二羥基氯三畊（DHCT )水溶液，在5 - 100%殘 留濕氣含量及80° - 160 °C溫度下實施該二羥基氯三畊的固 定化，且隨後將該棉洗滌及乾燥，係一種可達成所述目的 之完全令人訝異但非常簡單的方式。在要處理的棉於固定 化之前確切地沒有用苛性鹼預處理且該固定化係在高溫下 某一確定的殘留濕氣含量內實行時，可以達到高於2 %的 固定化產率。其中非常令人訝異的是在固定化之前可以省 略掉先前技藝的棉在苛性鹼中之膨脹，卻仍然可在單次施 用中達到基於棉爲>2重量％之高氮含量。特佳者爲在基 於棉爲20 — 100%殘留濕氣含量，更佳者在40 — 100重量％ 殘留濕氣之下實行固定化。 於另一較佳具體實例中，該固定化係在5分鐘至60分 鐘，較佳者5分鐘至30分鐘，且最佳者10分鐘至20分鐘的 時間期內完成。 根據本發明的固定化係在80 — 1 60 °C，更佳者11〇 -1 5 0 °C且最佳者在約1 3 0 °C的溫度下實施。 200848571 本發明方法的一項優點在於該固定化可在其他精加工 操作之前或之後或與其合倂進行（參閱DE 1 0 1 5 5066 )。 特別有利者爲’其他化合物，例如染料或別的防燃劑，也 可以與該固定化同時施用到棉。此可促成組合操作且從而 提高效率且因此增加本發明方法之經濟性。 爲了達到在纖維上非常高的氮含量（> 3重量％ )， 可以有利地重複進行該方法。諳於此技者可以自如地決定 要連續進行多少次的本發明方法。有利者爲連續進行該方 法到多達5次，較佳者4次且更佳者3次。 本發明方法較佳地係按下述進行。對棉短紗，紗或織 物用有1— 20重量％ (較佳者1〇 — 15重量％ )的含量，ι〇 一 14 (較佳者11— 13)的pH値及10— 50 °C (較佳者15〜 2 5 °C )的溫度之DHCT水溶液處理，使得棉可被該溶液均 勻地濕潤。其施加可通過例如浸液操作、壓液或噴布而完 成。固定化係用具有明確殘留濕氣含量的纖維進行，該殘 留濕氣含量在整個固定化時間內從頭到尾都保持固定，即 ’固定化較佳地係在於其中可調定確定的殘留濕氣含量之 蒸汽發生器（steamer )內進行。在該蒸汽發生器內的溫 度係經恰當地調整。隨後，洗滌該棉，較佳者用沸水，且 在60 — 1 40 °C，較佳者80 — 1 20 °C，且最佳者約100 °C下乾 燥。 根據本發明，係在沒有事先將棉予以苛性鹼處理之下 進行DHCT的固定化（有別於DE 1 0 1 5 5 066者），此舉導致 明確較優的材料性質（較軟的手感）且也更爲經濟。 200848571 DHCT溶液的施用也可-如所述者-於需要時重複多次 以使氮含量可進一步增加。 固定化產率係通過氮含量來測定，同時可通過LOI或 燃燒檢驗偵測防燃性質。[LOI :根據DIN 18128，燃燒檢 驗：根據prEN 1 487 8 ( 2005年12月最終版本）；關聯於 DIN ΕΝ 694 1 ( 05.04 )和 1103 (03.06)]。 該防燃精加工不僅可施用於最後織物，於紗，而且可 施用於棉短纖。 本發明方法可達到高達90%的固定化產率及高達4重 量％的氮含量。 【實施方式】 實施例1 : 將〇·36克乾未處理的棉短纖用16%DHCT水溶液（用

Na0H調整到pH 12 )浸潤，並擠乾。其加上率（add-on ) 爲900%。將樣品置於乾燥室內在130°C下乾燥40分鐘。於 f同乾燥時間後取出樣品，用沸水洗三次，乾燥且隨後分 析0 -10- 200848571 時間 殘留濕氣 N2含量 水解率 固定化產率 分鐘 % % % % 0 745 0.00 0.0 0.0 10 5 10 0.20 7.6 0.7 20 221 0.20 14.1 0.7 25 62 0.24 19.5 0.9 30 10 1.76 27.9 6.9 35 4 1.89 28.4 7.4 40 1 2.40 48.4 9.6 本實施例顯不只有在約2 0 0 %的殘留濕氣含量才開始 有在短纖上的氮固定化；而在更高的殘留濕氣含量，只發 生DHCT水解。 實施例2 : 將〇·3 6克未處理的棉編織物（144克/平方米）用16% DHCT/jc m Μ (用NaOH調整到pH 12 )予以浸潤後，擠乾 。加上率爲200%。將樣品置於100°C乾燥室內乾燥30分鐘 。於不同時間取出樣品，用沸水洗三次，乾燥且隨後分析 -11 - 200848571 時間 殘留濕氣 N2含量 水解率 固定化產率 分鐘 % % % % 0 16 6 ο 1 0 0 5 7 0.72 4.50 12.2 10 2 1.22 4.46 21.1 15 1 1.45 5.37 25.3 20 0 1.61 7.18 28.1 25 0 1.62 8.72 28.3 30 0 1.64 7.33 28.7 該編織物比棉短纖攝取較少的溶液，使得初始加上率 爲200%。此實施例顯示在編織物上的氮固定化也在2〇〇 — 0%濕氣含量範圍內發生。DHCT水解率明確地在此濕氣範 圍內較爲低。由於纖維的較佳穿透作用及較佳的水解率， 因此從單次施加可在短纖上達到比在編織物上更高的氮含 量。 實施例3 : 將6克批量的未處理棉針織物（1 5 6克/平方米）用1 〇 % DHCT7JC溶液（用NaOH調整到pH 12 )浸潤後，擠乾。 其加上率爲120%。將樣品置於130°C蒸汽發生器內於不同 濕氣含量下固定化1 5分鐘，隨後用沸水洗滌，乾燥及分析 -12- 200848571 濕氣含量 N2含量 固定化產率 % % % 30 1.59 54 40 1.75 58 50 1.84 63 65 2.04 70 80 1.95 66 100 2.08 70 、此等實驗顯示最佳固定化產率係在固定化中的60 -100%殘留濕氣含量中達到。 實施例4 : 將2 04克未處理的棉針織物（156克/平方米）用1〇% DHCT水溶液（用NaOH調到pH 12 )浸潤，且擠乾。其加 上率爲120%。將樣品置於130。(：和5〇%濕氣含量的蒸汽發 生器內固定化1 5分鐘，隨後用沸水洗、乾燥及分析。將此 處理重複多次。 處理 n2含量 個別處理步驟的固定化產率 次數 % % 1 1.90 64.57 2 2.99 49.50 3 3.68 39.99 此等實驗顯示經由多次處理可進一步增加氮含量，不 過固定化產率會隨著每一後續步驟而遞減，因爲可用的游 -13- 200848571 離結合部位愈來愈少之故。 實施例5 : 對使用D H C T溶液根據實施例3和4處理過，各具不同 氮含量的樣品檢驗彼等的防燃性質： N2含量 LOI 第三標誌線的 至燒穿時間 分類 Oeko-Tex 標準 % 秒 1.50 20.0 23 B 第1級 1.84 2 1.0 24 B 第1級 2.10 21.1 40 B 第1級 2.99 23.2 23 B 第1級 3.68 25.1 41 B 第1級 *根據prEN 1 4 878 ( 2005年12月最終版本）相關於 DIN ΕΝ 694 1 ( 05.04 )及 1103 (03.06) -14-

Claims (1)

1. 200848571 十、申請專利範圍 1 · 一種棉之防燃精加工方法，其特徵在於在沒有事 先對該棉施加苛性鹼處理之下，對棉施加二羥基氯三畊水 溶液，然後在5 — 1 0 0 %殘留溼氣含量與8 0 ° — 1 6 0 °C的溫 度下實施該二羥基氯三畊的固定化，隨後將該棉洗滌和乾 燥。 2 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中該固定化 係在5分鐘至60分鐘內完成。 3 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中該固定化 係在1 1 0 ° — 1 5 0 °C的溫度下完成。 4 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中也將其他化合物與該固定化一起施加到該棉。 5 .根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該方法係經連續地進行最多5次。 -15- 200848571 七、指定代表圖： (一） 、本案指定之代表圖為：無 (二） 、本案代表圖之元件代表符號簡單說明：無 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：無 -4-