DE2244177A1

DE2244177A1 - Verfahren zur veredlung und flammfestausruestung von synthetischen fasern

Info

Publication number: DE2244177A1
Application number: DE2244177A
Authority: DE
Inventors: Sylvester Bergman
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1971-09-13
Filing date: 1972-09-08
Publication date: 1973-03-29
Also published as: AU4593272A; JPS4836496A; FR2152888B1; FR2152888A1; GB1381016A; NL7212310A; IT965295B; BR7206340D0; US3749599A; BE788769A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. 5. vC'eickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

CASE: 15,675-ϊ¹

THE DOW CHEMICAL COMPANY 929 East Main Street, Midland, Michigan, U.S.A.

"Verfahren zur Veredlung und Flammfestausrüstung von synthetischen Fasern"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Veredeln und Flammfestausrüsten von Polyester-, Nylon- und Cellulosetriacetat-Fasern mit einer Lösung eines bromhaltigen schwer entflammbarmachenden Mittels in einem Glykol, das den behandelten Polyester- und Cellulosetriacetat-Fasern eine verbesserte Farbaufnahmefähigkeit verleiht. Die Erfindung betrifft fer-_; ner die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Fasern.

Gewebe und Fasern aus Polyester oder Cellulosetriacetat werden üblicherweise mit sogenannten Dispersionsfarbstoffen gefärbt, deren Farbstoffmoleküle direkt unter Ausbildung einer festen Lösung in die Faserstruktur eingebaut werden. Zur Erleichterung dieses Verfahrens werden diese Fasern vor der Durchführung oder im Verlaufe des Färbeverfahrens mit einem Färbehilfsmittel behandelt. Gemäß einer Theorie wirkt· das Färbehilfsmittel durch Aufquellen der Fasern, wodurch die gleichförmige Aufnahme des Farbstoffes erleichtert wird. Normalerweise wird das Färbehilfsmittel in die wässrige Färbe-

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flotte eingebracht, in der die Faser oder das Gewebe gleichzeitig mit sowohl dem Färbehilfsmittel als auch dem Farbstoff behandelt wird. Typische Färbehilfsmittel sind Biphenyl,PhenyLsali.cylat (Salol), o-Phenylphenol, Trichlorbenzol, Benzoesäure und Methylsalicylat.

Es ist bekannt, daß man die Färbbarkeit von Polyesterfasern durch Behandlung mit einem heißen flüssigen Folyol verbessern kann. Ein Verfahren dieser Art ist in der U.S.-Patentschrift 2 938 811 beschrieben, wobei angegeben wird, daß kein Färbehilfsmittel erforderlich ist. .

Nylonfasern werden ebenfalls mit Dispersionsfarbstoffen als auch mit einer Reihe anderer Farbstoffe gefärbt. Da jedoch Polyamide für Farbstoffe relativ aufnahmefähig sind, wird das Färbeverfahren eher durch Auswahl der Art des verwendeten Farbstoffs, durch Einstellung des pH-Wertes der Färbeflotte etc. statt durch die Verwendung eines besonderen Färbehilfsmittels an das besondere Polymerisat angepasst.

Nach dem Färbeverfahren wird die gefärbte Faser in der Hitze gespült (gebeucht), um die an der Oberfläche vorhandenen Farbstoffabscheidungen und die Hauptmenge des Färbehilfsmittels zu entfernen. Die letzten Spuren des Färbehilfsmittels werden normalerweise durch eine kurze Hitzebehandlung beseitigt. Die Entfernung praktisch der Gesamtmenge der üblicherweise verwendeten Färbehilfsmittel ist erwünscht, da die meisten bekannten Substanzen, die dafür verwendet werden, wenn sie in dem gefärbten Material verbleiben, dessen Lichtechtheit beeinträchtigen. Die bisher bekannten Färbehilfsmittel können auch die physikalischen Eigenschaften der Fasern verschlechtern, ihnen einen unerwünschten Geruch verleihen oder, wenn sie nicht entfernt werden, eine andere schädliche Wirkung entfalten.

In jüngster Zeit hat sich ein steigendes Bedürfnis dafür entwickelt, Textilgewebe schwerer entflammbar und unbrennbar zu machen. Dies erfolgte durch eine Oberflächenbehandlung des ge-

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färbten Gewebes mit einer oder mehreren flammfestausrüstenden Chemikalien und erfolgte auch durch Einarbeiten einer flammfestmachenden Verbindung in Form eines Weichmachers oder eines Additivs in die Polymerisatfasern. Es wurden bereits flammfestmachende Monomere in die Polymerisatstruktur einmischpolymerisiert,- um diese Wirkung zu erzielen. Jedoch ergeben sich bei all diesen Verfahrensweisen charakteristische Nachteile. Die Oberflächenbehandlung eines Gewebes führt nur zu einer zeitlich beschränkten Wirkung, da die schwer entflammbarmachende Chemikalie schnell verlustig geht, wenn man das Gewebe wäscht oder trockenreinigt. Additive, die man physikalisch mit dem Polymerisat, vermischt oder chemisch in das Polymerisat einbaut, verschlechtern im allgemeinen die Eigenschaften der Polymerisatfasern in erheblichem Ausmaß, so daß die Faser, obwohl die Flammfe st ausrüstung relativ beständig sein kann, häufig spröde ist, eine geringe Reißfestigkeit aufweist oder gegenüber dem oxydativen Abbau eine geringe Beständigkeit besitzt.

Es wurde nun gefunden, daß man Polyesterfasern, Polyamidfasern und Cellulosetriacetatfasern im wesentlichen dauerhaft flammfest ausrüsten kann, wenn man diese Fasern bei einer Temperatur· von etwa 120⁰C bis zum Erweichungspunkt der Faser mit einem · Glykol behandelt, in dem 2~(2,4,6-Tribromphenoxy)^äthanol in einer für die Flammfest ausrüstung geeigneten Konzentration gelöst ist.

Vorzugsweise verwendet man dieses Textilveredlungsverfahren als Vorbehandlung, bevor man die Polyesterfaser oder die Cellulosetriacetatfaser mit einem Dispersionsfarbstoff färbt, so daß die Faser sowohl für den Farbstoff aufnahmefähig als auch schwer entflammbar gemacht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren.wird natürlich in ähnlicher Weise auf die Behandlung von Polyamidfasern oder -geweben angewandt. In diesem Fall dient die Veredlungsbehandlung hauptsächlich dazu, die Nylonfasern flammfest auszurüsten.

Die Ausdrücke "Glykol" und "Alkylenglykol" umfassen niedrig-mo-

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lekulare Alkylenglykole und die entsprechenden Dialkylenglyko-Ie₁ wie Ithylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol und Butylenglykol. überraschenderweise sind Polyole mit höherer Funktionalität, wie Glycerin oder Butantriol, für das erfindungsgemäße Verfahren nicht geeignet.

Das Verfahren wird in der Weise durchgeführt, daß man die zu behandelnde Faser oder das zu behandelnde Gewebe mit einer heißen Glykollösung, die etwa 5 bis 20 % des Tribromphenoxyäthanols, bezogen auf das Gewicht eier Fasern enthält, benetzt oder in diese Lösung eintaucht, wobei das heiße Glykol sehr s.chnell in die Faser eindringt und die bromierte Verbindung aus der Lösung in die Faser einbringt. Demzufolge kann eine relativ geringe Menge der Lösung verwendet werden. Das Verfahren ist im wesentlichen innerhalb weniger Sekunden vollständig abgelaufen, wobei typiecherweise eine Zeit von 5 bis 20 Sekunden genügt. Bei dem Verfahren wird eine Temperatur von etwa 120⁰C bis zum Erweichungspunkt der Faser, vorzugsweise eine Temperatur von etwa 150 bis 200⁰C angewandt. Das Verfahren scheint weniger temperaturabhängig zu sein als das bekannte Verfahren, bei dem Polyestermaterial mit Glykol behandelt wird. Die behandelte Faser wird dann zur im wesentlichen vollständigen Beseitigung des Alkylenglykols mit Wasser gewaschen. Es können jedoch Spuren des Alkylenglykols in der Faser verbleiben. Die in der Faser absorbierte bromierte Verbindung verbleibt dort und wird durch das anschließende Waschen und Färben nicht beeinflußt.

Wenn die Faser nach dem erfindungsgemäßen Verfahren veredelt ist, enthält sie etwa 3 bis 15 Gew.-% der bromierten Verbindung und ist dadurch im wesentlichen und dauerhilft schwer entflammbar bzw. feuerfest ausgerüstet. Teppiche, riio z.B. gemäß diesem Verfahren behandelt wurden, bestehen den C:Og. "Tablet Test" (DOC FF]-70). Das heiße Glykol und die bromierte Verbindung bewirken aucli eine Verbesserung der Farbaufnahmefähigkeit von Polyesterfasern und Cel]ulo£H!triacetatfasern, so daß die gefärbten Fasern einen tieferen Farbton haben verglichen mit den gleichen Materialien, die lediglich mit dem heißen Glykol behandelt wurden.

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Das Glykol entfaltet insbesondere bei Polyesterfasern weitere günstige Wirkung dadurch, daß es neben der Verbesserung der Farbaufnahme fähigke it die Pillenbildung verhindert.

Ein besonderer Vorteil der Verwendung von Tribromphenoxyäthanol liegt darin, daß die Lichtechtheit der Farbstoffe und die physikalischen Eigenschaften der gemäß diesem Verfahren gefärbten Farbstoffe nicht beeinträchtigt werden. Das gefärbte Material besitzt keinen unerwünschten Geruch und das physikalische Aussehen ist das gleiche wie das eines Materials, das unter Anwendung eines üblichen Verfahrens gefärbt wurde.

Das neue erfindungsgemäße Faserbehandlungsverfahren kann als Vorbehandlung vor einem üblichen wässrigen Färbeverfahren angewandt werden, bei dem irgendeiner der Dispersionsfarbstoffe angewandt wird, der zum Färben von Polyester-, Polyamid- und Cellulosetriacetat-Fasern geeignet ist. Das aus der Glykollösung aus den Fasern abgeschiedene Tribromphenoxyäthanol kann das einzige Färbehilfsmittel des Färbeverfahrens sein, wobei man jedoch auch übliche Färbehilfsmittel, wie Biphenyl, in der wässrigen Färbeflotte verwenden kann, wenn ein zusätzliches Färbehilfsmittel erwünscht ist. Einige repräsentative Vertreter von Dispersionsfarbstoffen sind C.I. (Color Index), Disperse Eed 1, CI. Disperse Blue 55» C.I. Disperse Red 60, CI. Disperse Yellow 23 und CI. Disperse Red 55·

Der Ausdruck "Polyester" wird hier in seiner üblichen Bedeutung verwendet und umfasst hochpolymere, im wesentlichen lineare und gesättigte Polyesterharze, die durch Umsetzen einer Dicarbonsäure oder eines Esters mit einem Diol in Gegenwart eines Veresterungs- oder Umesterungs-Katalysators erhalten werden. Beispiele für dabei verwendete Dicarbonsäuren sind Malonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Hydromuconsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Cyclohexandicarbonsäure. Repräsentative Vertreter von Diolen sind Äthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol und 1,6-Hexandiol. Die im Handel erhältlichen Polyesterharze sind Polyäthylenterephthalat und Polyäthylentereph-

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thaiat, das durch Einschluß geringer Mengen eines anderen Glykole oder einer anderen Carbonsäure während des Polyveresterungsverfahrens modifiziert wurde. Der in den Beispielen verwendete Polyester war Polyethylenterephthalat.

Der verwendete Ausdruck "Cellulosetriacetat" umfasst das vollständig veresterte Material, bei dem nur eine geringe oder keine Hydrolyse der Acetatgruppen des Cellulosemoleküls eingetreten ist.

Der Ausdruck "Polyamid" wird ebenfalls in seinem üblichen Sinn verwendet und umfasst langkettige synthetische Polyamide, bei denen sich wiederholende Amid gruppen einen integralen Teil der Polymerisatkette ausmachen. Der Ausdruck "Nylon" wird vielfach ebenfalls zur Bezeichnung dieser Materialien verwendet. Beispiele hierfür sind Nylon 6, Nylon 66, Nylon 7 und Nylon 11.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.

Beispiele 1 bis 4-

Es wurden 10 Gew.-%-ige Lösungen von 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol in Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol bzw. Dipropylenglykol bei 180⁰C auf Polyestergewebeproben mit einem Gewicht von 135 g/m (4 ounces per square yard) aufgeklotzt. Nach 15 Sekunden wurden die behandelten Gewebeproben in kaltem Wasser gewaschen und in einer üblichen wässrigen Färbeflotte, die CI. Disperse Violet 18, jedoch kein Färbehilfsmittel enthielt, gefärbt. Das Verhältnis von Färbeflotte zu Gewebe betrug etwa 30:1· Die Gewebeproben wurden bei einer Temperatur von 75°C in die Flotte eingebracht, die dann im Verlaufe von etwa 15 Minuten zum Sieden erhitzt wurde, wonach die Proben eine Stunde in der siedenden Flotte belassen wurden. Die gefärbten Proben wurden dann gespült und getrocknet.

Alle gefärbten Gewebeproben zeigten einen gleichmässig tiefen

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Farbton. Ähnliche Gewebeproben, die vor dem Färben nicht behandelt wurden oder lediglich mit heißem Glykol behandelt wurden, zeigten wesentlich hellere Farbtöne, wenn sie in gleicher Weise gefärbt wurden, wobei diejenigen Gewebeproben, die lediglich mit Glykol behandelt wurden, einen Farbton aufwiesen, der zwischen dem der erfindungsgemäßen Proben und dem der unbehandelten Proben lag.

Die behandelten und gefärbten Gewebeproben der Beispiele 1 bis 4 enthielten etwa 4 Gew.-% 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol und waren im Vergleich zu Proben, die die bromierte Verbindung nicht enthielten, wesentlich schwerer entflammbar.

Man erzielt vergleichbare Ergebnisse, wenn man die Verfahrensweise der obigen Beispiele wiederholt, wobei man statt des Polyestergewebes Nylon- oder Cellulosetriacetat-Fasern oder -gewebe einsetzt.

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Claims

— σ — Patentansprüche

1. Verfahren zum Veredeln und Flammfestausrüsten von Polyesterfasern, Cellulosetriacetatfasern oder Polyamidfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fasern bei einer Temperatur von 120°C bis zum Erweichungspunkt der Fasern mit einem niedrig-molekularen Alkylenglykol behandelt, in dem 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol in einer für die Flaiomfest ausrüstung ausreichenden Konzentration gelöst ist.

2. Polyester-, Cellulosetriacetat- oder Polyamid-Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß sie 3 bis 15 Gew.-% 2-(2,4,6-Tribromphenoxy)-äthanol enthalten.

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