TWI595125B - 阻燃性纖維素人造纖維，及其製造方法，相關產品和用途 - Google Patents

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Description

阻燃性纖維素人造纖維，及其製造方法，相關產品和用途
本發明係關於具有永久性阻燃性質之纖維素人造纖維，其中該阻燃性質係藉由將肆羥烷基鏻鹽與氨及/或含有一或數個胺基之含氮化合物的經氧化縮合物添加至紡絲物質及/或紡絲溶液而實現，且該纖維顯示出在經調理狀態下的強度(抗張強度)超過18 cN/tex的強度。
纖維素人造纖維可為黏液纖維/莫代爾纖維、銅銨纖維或來賽爾纖維。來賽爾纖維係由BISFA(國際人當纖維標準局；The International Bureau for the Standardization of Man-made Fibers)定義為在無纖維素衍生化的情況下從有機溶劑紡絲(直接紡絲法)的纖維素人造纖維。此亦意指從在離子液體中之纖維素的溶液紡絲之纖維。
用以使纖維素紡織品具有阻燃性的方法及用於此目的之機制的概述見出版品：Horrocks,A.R.；Kandola,B.K."Flame Retardant Cellulosic Textiles" Spec.Publ.-Royal Society of Chemistry，第224卷，1998年，第343至362頁。所述之方法不同之處在於形成阻燃性的元素(主要為磷，然而亦有氮、硼及硫)、施用位置(棉主要為表面處理，而人造纖維則為纖維製造中之添加劑)、及永久性(阻燃性質於洗滌處理之後的耐用度)。
永久性阻燃性纖維素紡織品中相當大比例係藉由以肆 (羥甲基)鏻衍生物(例如Proban®整理)，尤其是以N-羥甲基二烷基膦醯基丙醯胺(例如Pyrovatex CPC)來整理棉織物而製造。然而，該等經整理之紡織品手感非常硬(hard hand)。
在纖維素人造纖維當中，已建議大量物質用作纖維製造中之黏液纖維的阻燃添加劑。在US 3,266,918中，建議以參(2,3-溴丙基)磷酸鹽作為該阻燃劑。有某段時間以工業規模製造該種纖維。然而，因該阻燃劑的毒性之故，其已停產。
用作阻燃劑之物質類別係經取代磷氮(phosphazene)類。基於該等物質以工業規模製造阻燃性黏液纖維(US 3,455,713)。然而，該阻燃劑呈液態形式且只能以較低產率(約75重量%)紡成黏液纖維，且其有遷移出該纖維的傾向，因此使該纖維具有不想要的膠黏性。
類似化合物係描述於一些專利中，但未曾嘗試以工業規模製造黏液纖維(BP 1,521,404、US 2,909,446、US 3,986,882、JP 50046920、DE 2,429,254、GB 1,464,545、US 3,985,834、US 4,083,833、US 4,040,843、US 4,111,701、US 3,990,900、US 3,994,996、US 3,845,167、US 3,532,526、US 3,505,087、US 3,957,927)。該等物質均呈液態形式，且顯示出如US 3,455,713中之相同缺點。
除上述參(2,3-溴丙基)磷酸鹽之外，一系列其他有機磷酸鹽(尤其是膦醯胺及酯)係描述為黏液纖維的阻燃 劑(DE 2,451,802、DE 2,622,569、US 4,193,805、US 4,242,138、JP 51-136914、DE 4,128,638)。
該類物質當中，迄今只有化合物2,2'-氧雙[5,5-二甲基-1,3,2-二磷雜環烷]2,2-(2,2'-oxybis[5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinane]2,2)符合有效性(滿足EN ISO 15025：2002之必要結合量)、於紡絲法中之定量產率及不含鹵素方面的要求。
除上述磷化合物之外，已描述含有矽酸之阻燃性黏液纖維(EP 619,848、EP 1,753,900、EP 1,918,431)。然而，只有含有大量矽酸的該等纖維通過上述燃燒試驗。由於大量對於韌度無助益的顏料之故，該等纖維未達成紡織品應用所需之必要纖維韌度。
在一系列專利申請案中，已描述許多方式來使纖維素纖維具有阻燃性質，該等纖維素纖維係根據氧化胺法製造。WO 93/12173描述含有磷作為塑膠材料(尤其是聚胺基甲酸酯發泡體)之阻燃劑的三化合物。纖維素係在主張權項第18項中提及，從於氧化三級胺之溶液紡絲，但未提出與作為纖維素之阻燃劑的化合物之實際安定性有關的實例。
WO 94/26962描述在乾燥之前將氯化肆羥甲基鏻(THPC)-脲預縮合物添加至濕纖維、氨處理、縮合、氧化及在第二次清洗步驟之後乾燥。然而，纖維水準的縮合反應明顯損及該纖維之性質(脆化)。
在WO 96/05356中，來賽爾纖維係經磷酸及脲處理 ，並在150℃下保持45分鐘。該方法亦相當程度地損害該等纖維的機械性質。
EP 0 836 634描述結合含磷化合物用作再生纖維素纖維(尤其是來賽爾纖維)的阻燃劑。提出1,4-二異丁基-2,3,5,6-四羥基-1,4-二氧磷雜環烷(1,4-diisobutyl-2,3,5,6-tetrahydroxy-1,4-dioxophosphorinane)作為實例。該方法的缺點係阻燃劑結合產率只等於90%，因此在來賽爾法中所牽涉的封閉溶劑迴路中發生問題。
美國專利6,893,492及WO 2007/022552描述黏土材料(微晶高嶺土及/或鋰膨潤石)用作來賽爾纖維的添加劑。然而該等添加劑的阻燃效果不足以用於必須通過根據EN ISO 15025：2002方法B(邊緣燃燒)之垂直燃燒試驗的紡織品產物。
在韓國專利申請案Kongkae Taeho Kongbo 2009/025979中，含有磷之阻燃劑係經由矽-氧基團鍵結於該纖維素。然而，該鍵對於水解敏感，因此產物不適於水洗。
上述針對來賽爾法的方法中沒有一者在變成重要技術。其重要原因之一係當在紡絲物質中結合固態或液態添加劑時，該方法中的封閉溶劑迴路對於產率有特殊要求。溶劑回收率等於大於99%。由於結合之非定量產率，即使少量雜質進入紡絲浴/清洗水中亦會累積在該封閉迴路中，且於紡絲時及再處理/清潔該溶劑時導致問題。
迄今無專利申請案發佈從離子液體製成之阻燃性來賽 爾纖維。同樣亦無專利申請案因根據銅銨或胺基甲酸酯法之纖維而著稱。根據BISFA，銅銨纖維係分別之纖維類型。在下列中，根據胺基甲酸酯法的纖維係稱為胺基甲酸酯纖維。
已知使用氯化肆羥甲基鏻(THPC)-脲預縮合物用於特定棉之阻燃性處理，該特定棉之阻燃性處理牽涉到以該預縮合物浸漬-以氨處理-縮合-氧化之程序步驟(例如Proban®法)。
使用完全縮合產物係描述於US 3,645,936。根據該專利之教示，只結合通過該燃燒試驗所需之量(20%)的氨/氯化肆羥甲基鏻聚合物(THPC/NH3聚合物)導致纖維的韌度不足(1.08 g/den=約9.7 cN/tex)。
意外地發現具有較高韌度之阻燃性纖維素人造纖維可藉由施加基於從US 3,645,936得知之化合物類別的阻燃性物質用作阻燃劑而獲得。
根據本發明之阻燃性纖維素人造纖維含有呈來自肆羥烷基鏻鹽與氨及/或含有一或數個胺基之含氮化合物的經氧化縮合物形式的阻燃性物質，且其特徵在於該纖維在經調理狀態下顯示出超過18 cN/tex的強度。
該含氮化合物較佳為脲或氨。
根據本發明之阻燃性纖維素人造纖維可為黏液纖維或莫代爾纖維。本發明之其他纖維可使用銅銨或胺基甲酸酯 法製造。
黏液纖維及莫代爾纖維之製造大致為人習知。在這方面，功能性添加劑之添加通常係藉由將水性分散液添加至紡絲物質(黏液)中來進行。
涉及下列步驟之方法尤其適用
-從纖維素黃原酸鹽製造黏液
-藉由添加改質劑
-添加相對於該纖維素為5重量%至50重量%之呈該顏料水性分散液形式的阻燃物質
-經由紡嘴將紡絲物質紡絲至該紡絲浴
-拉伸該沉澱之絲
-在清洗、漂白、整理之後進行後處理
-裁切成短纖維
且其特徵在於在纖維之製造中
-所使用的漿粕的R-18含量為93至98%
-該黏液之纖維素含量介於4重量%與7重量%之間
-鹼比率介於0.7與1.5之間
-所輸入之二硫化碳相對於該纖維素為等於36重量%至42重量%
-將相對於該纖維素為介於1重量%與5重量%之間的改質劑加入該黏液纖維素
-該黏液之紡絲γ值介於50與68之間，較佳係介於55與58之間
-該紡絲黏度等於50至120秒落球黏度
-該紡絲浴之溫度等於34至48℃
-使用下列紡絲浴濃度
○H2SO4 68至90 g/l
○Na2SO4 90至160 g/l
○ZnSO4 30至65 g/l
-以介於15與60 m/min之間的速度進行從紡絲浴的最終抽取。
根據本發明之其他阻燃性纖維素人造纖維為使用直接紡絲法製造之來賽爾纖維，其中該纖維素的直接溶劑較佳為氧化三級胺。已經以商業水準使用的N-甲基嗎啉氧化物(N-methyl morpholine oxide；NMMO)尤其適於用作直接溶劑。
同樣地，離子液體(諸如從DE102005062608得知者)可用作纖維素的直接溶劑。
根據氧化胺法的來賽爾纖維之製造係以下列步驟進行：
1)令該碎解之漿粕與N-甲基嗎啉氧化物(NMMO)水溶液接觸。
2)於剪切直到形成無己烷紡絲物質時蒸發過量的水。
3)經由紡嘴擠出該紡絲物質，於空氣隙中拉伸，將該纖維素沉澱於含有NMMO之紡絲浴中、清洗及乾燥。
作為替代，亦可於例如擠出機中，經由將該漿粕直接 溶解於含有約13%水(NMMO一水合物)來進行該紡絲物質的製造。
該阻燃劑之添加可以粉末形式進行或作為於水中或於步驟1中之水性NMMO的分散液來進行。
該阻燃劑亦可呈於NMMO之分散液形式加入該紡絲物質，從而使該NMMO之水含量介於13重量%與20重量%之間。
作為替代方式，該阻燃劑可以粉末形式添加於擠出機中。
該阻燃劑之平均粒度應明顯低於該纖維直徑的一半，較佳低於該纖維直徑的10%。
已證實以稀釋之酸進行額外純化步驟的阻燃劑尤其適用於該來賽爾法。
一種非常適於製造用於纖維素纖維之阻燃劑的製造方法包括以下步驟：(a)將至少一種肆羥烷基鏻化合物與至少一種氮化合物(選自由脲、硫脲、縮二脲、三聚氰胺、乙烯脲、胍及2-氰胍所組成之群組)反應以獲得聚合物，從而使該肆羥甲基鏻化合物對氮化合物之莫耳比位於1：(0.05至2.0)之範圍，較佳在1：(0.5至1.5)之範圍，且最佳在1：(0.65至1.2)之範圍，(a')藉助於氨來交聯步驟(a)中所獲得之聚合物，及(b)添加氧化劑來氧化該經交聯聚合物中所含的磷 ，以獲得該阻燃劑。
該製造方法(a)及/或步驟(a)及(a')之第一步驟係分別用以藉由令該至少一種肆羥烷基鏻化合物與至少一種氮化合物(選自由氨、脲、硫脲、縮二脲、三聚氰胺、乙烯脲、胍及2-氰胍所組成之群組)反應來製造聚合物。
該等肆羥烷基鏻化合物之羥烷基為羥甲基、羥乙基、羥丙基或羥丁基。
該至少一種肆羥烷基鏻化合物(下文亦稱為THP)較佳為具有通式(P+(CH2OH)4)tX-之肆羥甲基鏻化合物或該種化合物之摻合物，其中X-代表陰離子，及t代表該陰離子之價數。t因而可代表1或2之整數。例如硫酸鹽、硫酸氫鹽、磷酸鹽、磷酸一氫鹽或磷酸二氫鹽、乙酸鹽或鹵素陰離子，諸如氟離子、氯離子及溴離子適於作為陰離子X-。
該至少一種氮化合物(其係於方法步驟(a)及(a')中與該肆羥烷基鏻化合物反應)意指選自由氨、脲、硫脲、縮二脲、三聚氰胺、乙烯脲、胍及2-氰胍所組成之群組的一種化合物、兩種化合物、三種化合物或數種化合物。根據本發明較佳具體實例，該氮化合物為脲。根據本發明一特佳具體實例，於方法步驟(a)中反應至少一種選自由脲、硫脲、縮二脲、三聚氰胺、乙烯脲、胍及2-氰胍所組成之群組的氮化合物，且該形成之聚縮產物於後續方法步驟(a')中與氨交聯。
方法步驟(a)中之反應(轉化)及亦如方法步驟(a')中之情況係根據本發明一較佳具體實例，於溶劑中進行。較佳使用之溶劑為水。待於方法步驟(a)(尤其是(a'))中轉化之至少兩種化合物的含量可在廣泛範圍中變動，且通常相對於個別的方法步驟(a)(尤其是(a'))中所使用之含有至少這兩種待反應化合物與該溶劑的反應混合物之整體質量為等於10重量%至90重量%，較佳為20重量%至40重量%。
肆羥烷基鏻化合物對該氮化合物之莫耳比可在廣泛範圍中變動，且通常位於1：(0.05至2.0)之範圍，較佳為1：(0.5至1.5)，最佳為1：(0.65至1.2)。由於刻意選擇該莫耳比，確使根據本發明所製造之阻燃劑不溶解或只有限程度地溶解於用於製造該阻燃性纖維素纖維的溶劑中。
方法步驟(a)及/或(a')中之轉化通常較佳係在40至120℃之範圍的溫度下進行，較佳係在80至100℃之範圍的溫度下進行1至10小時，且較佳進行2至6小時。
根據本發明之一般具體實例，依照方法步驟(a)，可在方法步驟(a')中以氨進一步交聯之前，將含有該聚合物的反應混合物冷卻至室溫，即冷卻至在約15至25℃之範圍中的溫度，較佳係冷卻至20℃之溫度。
根據本發明較佳具體實例，在進行方法步驟(a)之後及在進行方法步驟(a')之前，如此在使用氨進行交聯 之前，將一或多種分散劑添加至聚合物。該等分散劑較佳係選自由聚乙烯吡咯啶酮、C14-C17烷基磺酸鹽、羥丙基纖維素(HPC)及聚乙二醇(PEG)所組成之群組。該分散劑從而用以安定該組成物及防止於方法步驟(a')中之後續交聯反應中聚合物黏聚。通常，該至少一種分散劑的濃度相對於該反應混合物為在0.01重量%至3重量%之範圍，較佳在0.1重量%至1重量%之範圍。
若該聚合物之製造係以兩階段採用方法步驟(a)及(a')進行，則在方法步驟(a')中以對該肆羥甲基鏻化合物之莫耳在(1至4.0)：1之範圍，較佳在(1.2至3.5)：1之範圍，最佳在(1.5至2.0)：1之範圍添加氨。在這方面，根據本發明一較佳具體實例添加氨，直到該反應混合物之pH達到7至10之範圍，較佳為8至9之範圍為止。以此種方式，於方法步驟(a')中利用氨交聯於步驟(a)中獲得之該聚合物，並獲得該阻燃劑之前驅物，該前驅物在後續步驟(步驟(b))中予以氧化。方法步驟(a')中之轉化的持續時間通常在1分鐘至60分鐘之範圍。
方法步驟(b)中之氧化可藉由常用氧化劑(諸如過氧化氫、過硫酸銨、空氣(氧)及過氯酸)之助來完成。介於初步階段之該阻燃劑與氧化劑之間的莫耳比通常為約1：1至1：1.2。
根據本發明之較佳具體實例，於隨後方法步驟(c)中以酸清洗於方法步驟(b)中獲得之阻燃劑。在這方面 ，該阻燃劑可使用專業人士習知之一般方法，例如利用過濾予以預純化。方法步驟(c)中所使用之酸一般係選自HCl、H2SO4、H3PO4及乙酸之群組。該酸之一般係以約1至75%之濃度，較佳為約1至20%之濃度，最佳為約1至9%之濃度使用，其係稀釋於選自水、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)及N-甲基嗎啉氧化物(NMMO)或此等物質的混合物之群組的溶劑中。用於稀釋該酸的較佳溶劑為水。用以清洗於方法步驟(b)中所獲得之阻燃劑的酸之數量可在廣泛範圍中變動。通常，每體積份阻燃劑使用一體積份之酸來清洗。根據本發明一較佳具體實例，使用兩體積份之酸，及根據本發明一特佳具體實例，使用三體積份之酸來清洗。
如前述，隨後可以酸清洗於方法步驟(b)中所獲得之阻燃劑，然後相對於該阻燃劑之體積，使用一或數倍之溶劑清洗，因而使用一至兩體積份之溶劑。為了進行清洗，較佳使用選自水、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基嗎啉氧化物(NMMO)或此等物質的混合物之群組的溶劑。以水清洗為佳。
現在，可接著利用分離法，諸如過濾，從該使用之溶劑分離該阻燃劑。通常，溶劑之殘留含量會等於0至40重量%，較佳為0至20重量%，及最佳為0至10重量%。
為改善結合至纖維(尤其是纖維材料)的能力，例如在來賽爾或黏液法之架構中，例如在球磨機、砂磨機、玻 璃珠磨機或石英珠珠磨機中研磨至0.5至5μm，較佳為1μm之平均粒度較有利。研磨可利用濕式研磨或乾式研磨進行。
製造實例1： 製造脲對肆羥甲基硫酸鏻(THPS)之莫耳比為1至0.77的產物
將66.2 kg之水、10.5 kg之脲及59.5 kg之THPS(75體積%)混合，然後在95至98℃予以攪拌下加熱3小時。之後將該反應混合物冷卻至低於30℃之溫度，引入2.1 kg之DuralkanTM TL 844(PVP 25%)及30 kg之氨(25體積%)。使用氨，將該pH值設為約8之值，且使該反應混合物反應1分鐘。之後，引入21.3 kg之過氧化氫溶液(30體積%)。在40℃之溫度下，經由桶式過濾器將所含之固體(阻燃劑)分離，最後以相當於該固體之體積的水量清洗之。獲得固體物質含量為35重量%之白色產物。
製造實例2： 製造脲對THPS之莫耳比為1至0.77的產物
將68 kg之水、10.5 kg之脲及59.5 kg之THPS(75體積%)混合，然後在95至98℃下攪拌5小時。然後將該反應混合物冷卻至低於30℃之溫度，隨後加入0.5 kg 之HostapurTM SAS及30 kg之氨(25體積%)。使用氨，將該反應混合物之pH值設為8之值，且使該反應混合物反應1分鐘。然後，引入21.3 kg之過氧化氫溶液(30體積%)。在40℃之溫度下，經由桶式過濾器將所含之固體(阻燃劑)分離，以體積當量之水量清洗，然後以體積當量之3體積%氫氯酸之量清洗，及最終以至少體積當量之水量清洗。獲得固體質含量為35重量%之白色產物。
以此種方式從肆羥烷基鏻鹽與含氮化合物製造之經氧化縮合物適於用作纖維素模製體的阻燃劑。
以脲及氨用作該含氮化合物為佳。
該肆羥烷基鏻化合物較佳為肆羥甲基鏻鹽。
纖維素人造纖維(呈黏液纖維或來賽爾纖維形式)中之阻燃劑比例相對於該纖維可介於5重量%與50重量%之間，較佳係介於10重量%與30重量%之間，最佳係介於15重量%與25重量%之間。當該比例太低時，阻燃效果不足，當比例高於該限制時，該纖維之機械性質過度惡化。使用該等比例可獲得特徵為在經調理狀態下韌度等於18 cN/tex至50 cN/tex之阻燃性纖維素人造纖維。
此外，該阻燃性纖維素人造纖維可含有其他添加劑，諸如染料或殺菌劑。
在最終產物(紡織品織物)中，當根據EN ISO 15025：2002方法B之邊緣燃燒來進行測試時，本發明之纖維素人造纖維滿足根據EN ISO 14 116(先前為EN 533)分類「有限展焰指數3」的要求。
在根據EN ISO 15025：2002之測試製程中，將來自規定之燃燒器的經界定火焰導至垂直配置之紡織品樣本的表面(方法A)或下緣(方法B)為時10秒。記錄該火焰及餘燼的擴展以及粒子掉落之形成與燃燒掉落之粒子。
EN ISO 14 116中對於「有限展焰指數3」的要求如下：
-不使該火焰到達該等測試體任一者的上緣
-該等測試體無一釋放出燃燒粒子
-餘燼不應從該測試體的碳化部分擴展至未受損部分
-後續燃燒時間必須少於兩秒
可從本發明之纖維紡成的紗可進一步處理成紡織品織物。本發明之纖維亦可用於製造非織物。
該紡織品織物(尤其是從本發明之纖維所製造的非織物)當根據EN ISO 15025：2002方法B之邊緣燃燒來進行測試時，滿足根據EN ISO 14 116分類「有限展焰指數3」的要求。
含有本發明之阻燃性纖維素人造纖維的紗、紡織品織物或非織物可與天然或合成來源之纖維摻合。該等天然或合成來源可為本身固有地具有阻燃性或經此種方式整理。其實例為(阻燃性)聚酯、副丙烯腈、對-及間-芳族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺(Kermel®)、(阻燃性)羊毛、聚苯並咪唑(PBI)、聚醯亞胺(P84®)、聚醯胺、(阻燃性)丙烯酸系纖維、三聚氰胺纖維、聚苯硫醚(PPS)、聚 四氟乙烯(PTFE)、玻璃纖維、棉、絲、碳纖維、經氧化熱安定化聚丙烯腈纖維(PANOX®)及導電性纖維以及這些纖維之摻合物。
特別是，對-及間-芳族聚醯胺及/或聚醯亞胺特別適於與本發明之阻燃性人造纖維摻合。
本發明之纖維或含有本發明之纖維的纖維摻合物的應用目的係用於所有種類之防護衣，諸如消防員制服、避免與熔融金屬接觸之防護衣、軍事部門的內衣及制服部件、公共部門之紡織品材料，諸如窗簾及椅套、運輸工具的紡織品，諸如飛機座椅、由紡織品或非織材料所組成之阻燃性外片材及中間片材(阻火物)，例如用於床墊。
實施例1：
具有6.0%之纖維素/6.5%之NaOH的組成之黏液係使用40%之CS2從山毛櫸漿粕(R18=97.5%)製成。於該紡絲γ值為62且黏度為120落球秒之黏液中，添加改質劑(2%二甲胺及1%聚乙二醇2000，均相對於纖維素)及相對於纖維素為22%之呈於60重量%之NMMO中的12重量%分散液形式的製造實例1之阻燃劑。該經改質黏液係以60μm紡嘴使用紡絲至溫度為38℃之具有72 g/l硫酸、120 g/l硫酸鈉及60 g/l硫酸鋅的組成之紡絲浴，在第二浴(95℃之水)中拉伸至120%且以42 m/min最終抽取。該後步驟(熱經稀釋之H2SO4/水/脫硫/水/漂白/水整理劑)係根據為人熟知之方法進行。
該經乾燥纖維係處理成Nm 30之紗，然後再使用圓編機將這些紗處理成每單位面積具有200 g/m2之質量的針織襪。
根據EN ISO 15025：2002方法B(邊緣燃燒)對該針織襪進行垂直燃燒試驗。該燃燒測試結果係示於表3，該纖維之數據係示於表1。
實施例2：
將相對於纖維素為22%之呈於60重量%之NMMO中的12重量%分散液形式的製造實例1之阻燃劑加入該漿體(漿粕/水性NMMO之混合物)且將水蒸發以產生具有12%纖維素/77% NMMO/11%水之組成的無纖維紡絲溶液。使用高硫酸鹽之α漿粕作為漿粕。
使用為人熟知之濕-乾紡絲法，且紡絲溫度為110℃，並借助於100μm之紡嘴紡絲至含有25%之NMMO且溫度為20℃的紡絲浴中，來將該紡絲物質紡絲成2.2 dtex之纖維。該經清洗及乾燥之纖維係如實施例1所述處理成針織襪，然後根據EN ISO 15025：2002方法B(邊緣燃燒)對該針織襪進行垂直燃燒試驗。該燃燒測試結果係示於表3 ，該纖維之數據係示於表2。
實施例3：
依照實施例2之相同製程，然而使用根據製造實例2之阻燃劑。該燃燒測試結果可見表3，該纖維之數據係示於表2。

Claims (32)

  1. 一種阻燃性纖維素人造纖維，其含有呈肆羥烷基鏻鹽與氨及/或含有一或數個胺基之含氮化合物的經氧化縮合物形式的阻燃性物質，其特徵在於該阻燃性物質係藉由將其加入用以紡絲成該纖維的紡絲物質中而併入該纖維，且該纖維在經調理狀態下具有超過18cN/tex的強度。
  2. 如申請專利範圍第1項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該含氮化合物係選自由脲、氨、硫脲、縮二脲、三聚氰胺、乙烯脲、胍及2-氰胍所組成之群組。
  3. 如申請專利範圍第1項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該肆羥烷基鏻鹽較佳為肆羥甲基鏻鹽。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該纖維為黏液纖維或莫代爾纖維(modal fiber)。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該纖維素人造纖維為銅銨纖維或胺基甲酸酯纖維。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該纖維為來賽爾纖維(lyocell fiber)。
  7. 如申請專利範圍第1項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該纖維素纖維中之阻燃性物質比例係介於5重量%至50重量%之間。
  8. 如申請專利範圍第7項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該纖維素纖維中之阻燃性物質比例係介於10重量%至30重量%之間。
  9. 如申請專利範圍第7項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該纖維素纖維中之阻燃性物質比例係介於15重量%至25重量%之間。
  10. 如申請專利範圍第1項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該韌度係自18cN/tex至50cN/tex。
  11. 如申請專利範圍第1項之阻燃性纖維素人造纖維，其中該纖維含有額外添加劑，諸如色彩顏料或殺菌劑。
  12. 一種用於由紡絲物質製造申請專利範圍第1、2、3、4、7、8、9、10及11項中任一項之阻燃性纖維素人造纖維的方法，其包括以下步驟- 製造纖維素黃原酸鹽之黏液- 添加改質劑- 添加相對於該纖維素為5重量%至50重量%之呈該顏料水性分散液形式的阻燃劑- 經由紡嘴將紡絲物質紡絲至紡絲浴- 拉伸沉澱之絲- 經由清洗、漂白、整理進行後處理- 裁切成短纖維且其特徵在於在該纖維之製造中- 所使用的漿粕的R-18含量為93至98% - 該黏液之纖維素含量介於4與7%之間- 鹼比率介於0.7與1.5之間- 所使用之二硫化碳相對於該纖維素為等於36重量%至42重量%- 將相對於該纖維素為介於1重量%與5重量%之間的改質劑加入該黏液- 該黏液之紡絲γ值介於50與68之間，較佳係介於55與58之間- 該紡絲黏度等於50至120秒落球黏度(falling ball seconds)- 該紡絲浴之溫度介於34至48℃之間- 使用下列紡絲浴濃度○H2SO4 68至90g/l○Na2SO4 90至160g/l○ZnSO4 30至65g/l- 以介於15與60m/min之間的速度進行從紡絲浴的最終抽取。
  13. 一種用於根據來賽爾法(lyocell process)製造申請專利範圍第1、2、3、6、7、8、9、10及11項中任一項之阻燃性纖維素人造纖維的方法，其特徵在於在擠製紡絲物質之前添加阻燃性物質，且該阻燃性物質在該纖維素纖維中的比例等於5重量%至50重量%，較佳為10重量%至30重量%，最佳為15重量%至25重量%。
  14. 一種用於製造申請專利範圍第1至11項中任一 項之阻燃性纖維素人造纖維的方法，其特徵在於該阻燃性物質係在以本身形式添加至紡絲物質之前，尤其是在製造其分散液之前，經酸洗及最終經水洗。
  15. 一種含有如申請專利範圍第1至11項中任一項之阻燃性纖維素人造纖維的紗。
  16. 一種申請專利範圍第1至11項中任一項之阻燃性纖維素人造纖維的用途，其係用於製造紡織品材料(尤其是非織物)的用途。
  17. 一種含有如申請專利範圍第1至11項中任一項之阻燃性纖維素人造纖維之紡織品材料(尤其是非織物)，其特徵在於當根據EN ISO 15025：2002方法B之邊緣燃燒來進行測試時，該紡織品(尤其是非織物)滿足根據EN ISO 14 116之分類「有限展焰指數3」的要求。
  18. 如申請專利範圍第15項之紗，其中該阻燃性纖維素纖維係與天然或合成來源之纖維摻合。
  19. 如申請專利範圍第18項之紗，其中該摻合物包含本身固有地具有阻燃性或經阻燃劑處理之纖維。
  20. 如申請專利範圍第18或19項之紗，其中該阻燃性纖維素人造纖維係存在於與下列者之摻合物中：聚酯、副丙烯腈(modacryl)、對-及間-芳族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺(polyamidimide)、阻燃性羊毛、聚苯並咪唑、聚醯亞胺、聚醯胺、阻燃性丙烯酸系纖維、三聚氰胺纖維、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、玻璃纖維、棉、絲、碳纖維、經氧 化熱安定化聚丙烯腈纖維及導電性纖維以及這些纖維之摻合物。
  21. 如申請專利範圍第20項之紗，其中該阻燃性纖維素人造纖維係存在與間-或對-芳族聚醯胺(尤其是聚醯亞胺)纖維之摻合物中。
  22. 一種含有如申請專利範圍第1至11項中任一項之阻燃性纖維素人造纖維之紡織品(尤其是非織物)，其特徵在於該阻燃性纖維素纖維係與天然或合成來源之纖維摻合。
  23. 如申請專利範圍第22項之紡織品(尤其是非織物)，其中該摻合物包含本身固有地具有阻燃性或經阻燃劑處理之纖維。
  24. 如申請專利範圍第22或23項之紡織品(尤其是非織物)，其中該阻燃性纖維素人造纖維係存在於與下列者之摻合物中：聚酯、副丙烯腈(modacryl)、對-及間-芳族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺(polyamidimide)、阻燃性羊毛、聚苯並咪唑、聚醯亞胺、聚醯胺、阻燃性丙烯酸系纖維、三聚氰胺纖維、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、玻璃纖維、棉、絲、碳纖維、經氧化熱安定化聚丙烯腈纖維及導電性纖維以及這些纖維之摻合物。
  25. 如申請專利範圍第24項之紡織品(尤其是非織物)，其中該阻燃性纖維素人造纖維係存在與間-或對-芳族聚醯胺(尤其是聚醯亞胺)纖維之摻合物中。
  26. 一種將肆羥烷基鏻化合物與含氮化合物之經氧化 縮合物用作如申請專利範圍第1至25項中任一項之纖維素人造纖維中之阻燃劑的用途，其特徵在於肆羥烷基鏻化合物對含氮化合物之莫耳比在1：(0.05至2.0)之範圍。
  27. 如申請專利範圍第26項之用途，其中肆羥烷基鏻化合物對含氮化合物之莫耳比在1：(0.5至1.5)之範圍。
  28. 如申請專利範圍第26項之用途，其中肆羥烷基鏻化合物對含氮化合物之莫耳比在1：(0.65至1.2)之範圍。
  29. 如申請專利範圍第26項之用途，其中該含氮化合物係選自由脲、氨、硫脲、縮二脲、三聚氰胺、乙烯脲、胍及二氰二胺所組成之群組。
  30. 如申請專利範圍第29項之用途，其中該含氮化合物為脲或氨。
  31. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之用途，其中該肆羥烷基鏻化合物的羥烷基係選自羥甲基、羥乙基、羥丙基或羥丁基。
  32. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之用途，其中該肆羥烷基鏻化合物為肆羥甲基鏻鹽。
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