DE1419474B - Verfahren zur Flammfestausrüstung von cellulosehaltigen! Textilgut oder Papiermaterial - Google Patents

Description

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Bekanntlich besitzen Aminoplast-Phosphor-Kon- phor enthaltende Kondensate aus Tetra-(öc-hydroxy-

densate (Methylol-Phosphorpolymere), die im Kon- organo)-phosphoniumchlorid und Aminoplastbildnern i

densatmolekül Stickstoffatome enthalten, ausgezeich- entstehen, hat die hohe Kondensationsgeschwindigkeit !

nete feuerhemmende Eigenschaften. Solche Konden- schwierige Probleme aufgeworfen, wenn diese Ver- >

sate sind besonders geeignet zur Flammfestausrüstung 5 fahren in technischem Ausmaß angewandt wurden. '■

von Textilgut, das von Natur aus porös ist und aus Außerdem sind die nach diesen oder anderen ähnlichen

diesem Grunde leicht polymere Imprägniermassen ab- Verfahren imprägnierten Textilien nicht dauerhaft

sorbieren kann. Solches Textilmaterial, wie Baum- flammfest, wenn sie wiederholt gewaschen werden,

wolle, Kunstseide, Wolle, Jute oder Ramiefasern, so- Das erfindungsgemäße Verfahren überwindet diese

wie Papier oder Karton ist ein ausgezeichnetes Sub- ίο Schwierigkeiten und Nachteile.- Gegenstand der Erfin-

strat, das mit den vorstehend genannten Aminoplast- . dung ist ein Verfahren zur Flammfestausrüstung von

Phosphor-Kondensaten imprägniert werden kann. cellulosehaltigen! Textilgut oder Papiermaterial durch

Es sind zahlreiche Verfahren zur Flammfestaus- Imprägnierung mit einer wäßrigen Flotte, die ein

rüstung von cellulosehaltigen Textilien mit diesen Hydroxymethylorganophosphoniumchlorid, einenwas-

Aminoplast-Phosphor-Kondensaten bekannt. 15 serlöslichen Aminoplastbildner auf der Grundlage von

Beispielsweise wird nach dem in der USA.-Patent- Melamin- oder cyclischen Alkylenharnstoffverbindunschrift 2 809 941 und im American Dyestuff Rep., 44 gen, Harnstoff und ein wasserlösliches tertiäres Alkyl-(1955), S. 328 bis 332, beschriebenen Verfahren Baum- amin oder Alkanolamin enthält, Trocknen des imwollgewebe mit einer wäßrigen Vorkondensatlösung prägnierten Textilgutes und Thermofixieren, welches '■ aus Tetrahydroxymethylphosphoniumchlorid, Methy- 20 dadurch gekennzeichnet ist, daß zum Imprägnieren lolmelamin, Harnstoff und einem Alkanolamin im- eine wäßrige Dispersion oder Emulsion verwendet prägniert. Das mit der Lösung imprägnierte Gewebe wird, die zusätzlich ein Vinylchloridpolymerisat mit > wird getrocknet und zur Aushärtung des Vorkonden- einem Erweichungspunkt von etwa 170 bis 200°C in '.\ sats kurz erhitzt. Man kann zwar dieses Verfahren zur einer Menge von 7 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen Herstellung eines flammabweisenden Gewebes an- 25 auf das Gewicht der wäßrigen Imprägnierflotte, entwenden, doch besitzt das erhaltene Gewebe eine harte hält. ... ........ ...

Appretur. Außerdem läßt die Flammfestigkeit der Wenn cellulosehältige Textilien nach dem erfin-Textilien nach mehrmaligem Waschen stark nach. '■ 'dungsgemäßen Verfahren behandelt werden, ;so be-

Bei dem in der USA.-Patentschrift 2 911 322 be- _:; sitzen die so behandelten Textilien, verglichen mit nach schriebenen Verfahren werden die zu behandelnden 30 herkömmlichen Methoden flammfest ausgerüsteten cellulosehaltigen Textilien mit einer wäßrigen Lösung Textilien, einen stark verbesserten Griff, eine stark verimprägniert, die entweder Tetrahydroxymethylphos- besserte Einreißfestigkeit sowie eine stark verbesserte, .,phoniiumchlorid,. Methylolmelamin und Ammonium- . Zugfestigkeit und Flammfestigkeit. Auch nach wieder-''nydroxyd enthält und einen pH-Wert von 8,5 aufweist' "._r foltern Waschen bleiben diese Eigenschaf ten erhalten, oder Tetrahydroxymethylphosphoniumchlorid, Tri- 35·" Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Hymethylolmelamin, Harnstoff und Triäthanolamin ent- droxymethylorganophosphoniumchloride sind in Washält. Das imprägnierte Gewebe wird dann an der Luft ser lösliche Verbindungen der allgemeinen Formel getrocknet. Ein solches Verfahren eignet sich zwar zur (CH₂OH)₃RPCl, in welcher^ R^:eine Hydroxymethyl-Behandlung von Kleidern u. dgl., um die Kleider gruppe, eine niedere Alkylgrupjpe mit 1 bis etwa flammabweisend zu machen. Dieses Verfahren ist 40 8 Kohlenstoffatoineiiuoder eine- chlorierte Alkylgruppe jedoch nicht zur. Behandlung von cellulosehaltigen ^ mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet. Typische Bei- ^; Textilien m technischen? Maßstab geeignet, da^: das' · spiele' solcher in Wasser - löslicher Hydroxymethyl-Kondensat sich rasch äußerlich verfestigt, wenn man organophosphoniumchloride sind Tetrahydroxyme-Ammoniak mit dem Tetrahydroxymethylphospho- thylphosphoniumchlorid, Trihydroxymethylmethyl- j niumchlorid enthaltenden·-Vorkondensat zusammen- 45. phosphoniumchlorid, Trihydroxymethyläthylphosphobringt. Dieses Verfahren ergibt ebenfalls Textilgut, das; _;:: niumchlorid, Trihydroxymethylbutylphosphoniumkommerziell nicht erwünscht ist, da eine rasche Ver- chlorid, Trihydroxymethyloctylphosphoniumchlorid, festigung des Aminoplast-Phosphor-Kondensates auf Trihydroxymethylchloroctylphosphoniumchlorid und der Oberfläche des Gewebes, erfolgt und keine· homo- · Gemische solcher, Phosphoniumchloride. Diese. Phos- ι gene Imprägnierung des Gewebes mit der Imprägnier- 50 phoniumchloride Können in Form ihrer Monomeren, ^; lösung möglich ist. aber auch in teilweise kondensierter Form verwendet

Ferner ist es aus den britischen Patentschriften werden, sofern sie nur noch wasserlöslich sind. So

784 318 und 800 157 bekannt, cellulosehältige Textilien kann beispielsweise Tetrahydroxymethylphosphonium- \

dadurch flammfest auszurüsten, daß man sie entweder chlorid vor seiner Auflösung in Wasser durch Erhitzen

mit einem Überzug aus" einem kautschukartigen weich- 55 partiell auskondensiert werden,

gemachten Polyvinylchlorid versieht oder mit einer Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete

Antimontrioxyd, ein chlorhaltiges Polymer, wie Poly- wasserlösliche Aminoplastbildner sind Melaminver-

vinylchlorid, und einen Aminoplastbildner, z. B. ein bindungen und cyclische Dimethylolalkylenharnstoffe.

Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat, enthaltenden Typische Beispiele für geeignete Melaminverbindungen

Emulsion imprägniert, anschließend trocknet und da- 60 sind Methylolmelamin, ein modifiziertes Methylolmel-

nach kurz bei höheren Temperaturen aushärtet. Hier- amin, z. B. der Trimethyläther des Methylolmelamine, ,!

bei erhält man Textilien mit hartem Griff. oder Mischungen solcher Verbindungen. Typische Bei- '

Nach der britischen Patentschrift 805 499 wird Tex- spiele geeigneter cyclischer Alkylenharnstoffe sind bei- ' !

tilgut aus natürlichem oder synthetischem Material spielsweise Dimethyloläthylenharnstoff und Dime-

durch Behandeln mit einer wäßrigen Dispersion von 65 thylolpropylenharnstoff. !

Polyvinylchlorid, weichgemacht mit Tritolylphosphat, Geeignete wasserlösliche tertiäre Alkylamine oder

und Ammoniumphosphat flammfest gemacht. Alkanolamine sind z. B. Triäthylamin, Triäthanolamin

In den Verfahren, in welchen Stickstoff und Phos- oder Triisopropanolamin. Das in den Imprägnier-

lösungen verwendete Polyvinylchlorid, dessen Erweichungspunkt zwischen etwa 170 und 200⁰C liegt, wird vorzugsweise in nicht weichgemachtem Zustand und in im wesentlichen reiner Form verwendet. Das Polyvinylchlorid kann jedoch auch geringe Mengen anderer Polymerer, wie beispielsweise Polyvinylacetat, Polyacrylate, aber auch Weichmacher, enthalten, jedoch sollen die Mengen dieser Zusätze zum Polyvinylchlorid so klein sein, daß der Erweichungspunkt der resultierenden Mischung nicht unter 16O⁰C absinkt. Das Polyvinylchlorid wird vorzugsweise in Form einer wäßrigen Dispersion oder Emulsion verwendet, die etwa 45 bis 55 Gewichtsprozent Polyvinylchlorid enthält. Der Erweichungspunkt des Polyvinylchlorids wurde folgendermaßen bestimmt: Das Polymerisat wurde in einem Objektträger langsam erhitzt, bis es erweicht. Dies wurde unter einem Mikroskop beobachtet. Die Temperatur, bei der das Erweichen erfolgte, wurde notiert. In der Imprägnierlösung liegen die vorstehend genannten Bestandteile in folgenden Mengenverhältnissen vor:

Bestandteile Gewichtsprozent

Hydroxymethylorganophosphoniumchlorid _; 6 bis 20%

Wasserlöslicher Aminoplastbildner.. .3 bis 12°/₀

Wasserlösliches tertiäres Alkylamin

oder Alkanolamin , 1 bis 4%

Harnstoff, _; ^;... 3 bis 1-2%

Polyvinylchlorid mit einem Erwei-
; ■_;chungspunktyonetwal70bis20Q°C· ·■■■- · (Trockensubstanz) i....... 7 bis 25%

Wasser ,·.-·■· ·. Rest

Nach- dem erfindungsgemäßen Verfahren können cellu^osehaltige. Textilien, beispielsweise. aus Baum-. WdUeV Rayon,^: Ramie, Jute,' aber auch" Papier und' Pappe, flammfest ausgerüstet werden.

Die wäßrige Imprägnierlösung wird hergestellt, indem man die obenerwähnten Bestandteile mit einer ausreichenden Menge Wasser vermischt, so daß insgesamt ^retwa 45 bis etwa 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise: etwa 50 bis etwa 70 Gewichtsprozent, Feststoffe vorhanden sind. Wenn im folgenden in der Beschreibung ' von den Feststoffen (Gesamtmenge an Feststoffen) die Rede ist, so sind. darunter sowohl jene Stoffe zu verstehen, welche gelöst sind, als .auch jene festen 'Stoffe, welche kolloidal oder auf andere Weise verteilt sind. ' .

Die cellulosehaltigen Textilien werden durch Aufgießen, Besprühen, Aufwalzen oder nach anderen an sich bekannten Methoden mit der wäßrigen Lösung imprägniert. Vorzugsweise werden die cellulosehaltigen Textilien so lange in die wäßrige Lösung getaucht, bis sie vollständig mit der Lösung gesättigt sind, worauf die cellulosehaltigen Textilien durch Quetschwalzen hindurchgeführt werden, um überschüssige Lösung abzutrennen.

Die imprägnierten Textilien werden dann getrocknet und erhitzt, um die Harzbestandteile auszuhärten. Das Trocknen kann beispielsweise in Luftumwälzöfen vorgenommen werden, in denen die imprägnierten Textilien etwa 2 bis 4 Minuten auf Temperaturen von etwa 80 bis'120°C erhitzt werden. Das Aushärten kann im gleichen Ofen durch Erhitzen auf Temperaturen zwischen etwa 140 und 160⁰C während etwa 2 bis etwa 4 Minuten vorgenommen werden. Das Aushärten der trockenen, imprägnierten cellulosehaltigen Textilien kann auch in einem Infrarotofen bei Temperaturen, von etwa 260 bis 370° C innerhalb etwa 5 bis 12 Sekunden vorgenommen werden.

Nach dem Aushärten werden die cellulosehaltigen Textilien vorzugsweise noch gewaschen, um nicht auskondensierte Verbindungen abzutrennen. Das Waschen kann beispielsweise mit einer etwa 0,2 Gewichtsprozent Seife und etwa 0,2 Gewichtsprozent Natriumcarbonat enthaltenden wäßrigen Lösung erfolgen. Nach dem

ίο Auswaschen werden die cellulosehaltigen Textilien in der oben angegebenen Weise getrocknet.

Die Menge des auf die cellulosehaltigen Textilien aufzubringenden Kunstharzes beträgt im allgemeinen etwa 15 bis etwa 35 Gewichtsprozent. Diese Kunstharzmenge wird im folgenden als »Harzauflage« bezeichnet. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf den cellulosehaltigen Textilien gebildete Kunstharz stellt das Reaktionsprodukt der Feststoffe der Imprägnierlösung, nämlich des Hydroxymethylorganophosphoniumchlorids, des Aminoplastbildners, des tertiären Alkylamins oder Alkanolamine, des Harnstoffs und des einen Erweichungspunkt von etwa 170 bis 200⁰C besitzenden Polyvinylchlorids dar. Wenn die Imprägnierlösung die genannten Bestandteile in den oben angegebenen Mengen enthält, so stellt die Harzauflage der cellulosehaltigen Textilien das Reaktionsprodukt von etwa 10 bis etwa 60 Gewichtsprozent Hydroxymethylorganophosphoniumchlorid, etwa 5 bis etwa 40 Gewichtsprozent Aminoplastbildner, etwa 1 bis etwa 20 Gewichtsprozent des tertiären Alkylamins oder

■ Alkanolamins, etwa 5 bis etwa 40 Gewichtsprozent Harnstoff und etwa 10 bis etwa 70 Gewichtsprozent Polyvinylchlorid, bezogen'auf die Gesamtmenge der harzbildenden Bestandteile, dar. v:... ... . . ::

.35 · Die erfindungsgemäß flammfest ausgerüsteten :cellur

,, losehaltigen Textilien besitzen verbesserte, flammabr weisende' Eigenschaften, welche auch durch mehrmaliges Waschen mit Wasser.oder, anderen Lösungs.-mitteln nicht beeinträchtigt werden. Nach dem erfihdungsgemäßen Verfahren behandelte Textilien; .besitzen auch einen stark verbesserten Griff, d."h.,"sol'che

··'■ Textilien sind weich und biegsam, ufrd diese-Eigen-

... schäften bleiben auch nach mehrmaligem Waschen und Bügeln erhalten.

Beispiel 1

Es wurde aus folgenden Bestandteilen und in folgenden Mengenverhältnissen eine Imprägnierlösung;her¹ gestellt: . :. · . ■'.'■■

J₀ ' Bestandteile '■"" Gewichtsteile

Tetrahydroxymethyiphosphoniumchlorid .. 17,7

Triäthanolamin .. ..·.'.- 3,5

Trimethylolmelamin 10,4 ·

Harnstoff 10,4

Polyvinylchlorid (wäßrige Dispersion mit

50% Feststoffgehalt)* 45,0

Wasser : 53,5 ■■

* Erweichungspunkt des Polyvinylchlorids 180° C.

Der Feststoffgehalt dieser wäßrigen Dispersion betrug 46%. ' ' Ein Gewebe mit einem Flächengewicht von 306 g/m², welches für die Herstellung von Arbeitskleidung verwendet wird, wurde in die oben angegebene wäßrige Dispersion getaucht und dann von überschüssiger Flüssigkeit abgequetscht.' Anschließend wurde das so behandelte Gewebe bei 65,5⁰C getrocknet. Das imprägnierte getrocknete Gewebe wurde dann etwa

10 Sekunden in einen Infrarotofen eingebracht, in dem eine Temperatur von 370° C herrschte, um die Harzbestandteile auszuhärten. Das kunstharzappretierte Gewebe wurde mit einer 0,2% eines nichtionischen Netzmittels und 0,2 % Natriumcarbonat enthaltenden wäßrigen Lösung gewaschen. Die Harzauflage auf dem kunstharzappretierten Gewebe betrug nach dem Waschen und Trocknen 33,6 %· Die Zugfestigkeit des so behandelten Gewebes, bestimmt gemäß Federal Specification CCC-T-19Ib-Nr. 5100 unter Verwendung eines Scott-Zerreißprüfgeräts, betrug 61 kg, während die Zugfestigkeit des nicht behandelten Gewebes 59 kg betrug.

Das kunstharzappretierte Gewebe wurde auch einer Verkohlungsprüfung gemäß Test AATC 34-1952 der Association of Textile Chemists and Colorists unter-,worfen. Bei dieser Prüfung wird das zu prüfende Tuch an jeder seiner beiden Längsseiten in vertikaler Lage derart gehalten, daß eine Fläche von etwa 25,4 · 5,7 cm unbedeckt bleibt. Unterhalb des Tuches wird ein Bunsenbrenner so angeordnet, daß der obere Teil des Brenners etwa 1,9 cm vom Tuch entfernt ist. Der Brenner erzeugt eine Flamme mit einer Höhe von etwa 3,8 cm. Die Brennerflamme wird von nicht mit Luft vermischtem Erdgas erzeugt. Das Tuch wird 12 Sekunden geflammt, worauf die Flamme entfernt wird. Anschließend wird das Tuch aus der Halterung herausgenommen und an einer Seite des verkohlten Bereiches ein Gewicht befestigt, das in seiner Wirkung etwa 10 °/o der Einreißfestigkeit des Tuches entspricht. An der gegenüberliegenden Seite des Tuches wird sodann gezogen, um einen Riß entlang des verkohlten Bereiches zu erzeugen. Die Länge dieses Risses wird gemessen, um eine Maßzahl für den Verkohlungsgrad, gemessen

ίο in Zentimeter, zu erhalten.

. Das kunstharzappretierte Gewebe besaß einen sehr guten Griff, und die Verkohlungsprüfung ergab einen Wert von 9,7 cm. Nach 20maligem Waschen zeigte das so behandelte Tuch einen Verkohlungsgrad entsprechend 8,35 cm, und nach 30maligem Waschen zeigte das Tuch einen Verkohlungsgrad entsprechend 7,55 cm. Auch nach so vielen Waschungen besaß das erfindungsgemäß behandelte Tuch einen sehr guten Griff, war weich, flexibel und knitterfest.

Beispiele 2 bis 7

Es wurde wie im Beispiel 1 angegeben vorgegangen, wobei Polyvinylchloridsorten mit verschiedenen Erweichungspunkten verwendet wurden. Entsprechende as Angaben finden sich in der folgenden Tabelle.

Beispiel
4 5

Erweichungspunkt des Polyvinylchlorids, ⁰C

% Harzauflage nach dem Härten
und Auswaschen

Steifigkeit nach G u r 1 e y , mg ...
Stärke, mm

Griffbewertung des behandelten Gewebes (1 = am besten, 6 = am
schlechtesten)

Beobachter A

Beobachter B

Beobachter C

40 bis 50

31
330
0,87

70 bis

30 620 0,83

110 bis 120

30
540
0,85

5
4

140 bis 150

30
820
0,80

180 bis 200

31 540 0,81

2 2 2

190 bis 200

30 420 0,795

In den Beispielen 6 und 7 sind die gemäß der Erfindung erzielbaren Verbesserungen angeführt, während die Beispiele 2, 3, 4 und 5 die mit anderen Polyvinylchloridsorten erzielbaren Ergebnisse veranschaulichen. Gemäß den Beispielen 6 und 7 erhaltene appretierte Gewebe besaßen, verglichen mit den gemäß den Beispielen 2 bis 5 erhaltenen appretierten Geweben, einen überlegenen Griff, wobei die Gewebe gemäß den Beispielen 6 und 7 wesentlich weniger sperrig waren als Gewebe gemäß den Beispielen 2, 3 und 4. Obwohl die Steifigkeit eines Gewebes gemäß Beispiel 2, für welches ein Polyvinylchlorid mit niedrigem Erweichungspunkt verwendet wurde, geringer war als bei Geweben gemäß den Beispielen 6 und 7, für welche ein Polyvinylchlorid mit hohem Erweichungspunkt verwendet wurde, waren doch die Dicke und Sperrigkeit eines Gewebes gemäß Beispiel 2 wesentlich größer als bei Geweben gemäß den Beispielen 6 und 7, weshalb appretierte Gewebe gemäß den Beispielen 6 und 7 einen wesentlich besseren Griff besaßen als ein Gewebe gemäß Beispiel 2.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Flammfestausrüstung von cellulosehaltigen! Textilgut oder Papiermaterial durch Imprägnierung mit einer wäßrigen Flotte, die

   a) ein Hydroxymethylorganophosphoniumchlorid,

   b) einen wasserlöslichen Aminoplastbildner auf der Grundlage von Melamin- oder cyclischen Alkylenharnstoffverbindungen,

   c) Harnstoff und

   d) ein wasserlösliches tertiäres Alkylamin oder Alkanolamin

   enthält, Trocknen des imprägnierten Textilguts und Thermofixieren, dadurch gekennzeichnet, daß zum Imprägnieren eine wäßrige Dispersion oder Emulsion verwendet wird, die zusätzlich ein Vinylchloridpolymerisat mit einem Erweichungspunkt von etwa 170 bis 200⁰C in einer Menge von 7 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der wäßrigen Imprägnierflotte, enthält.