專(zhuān)利名稱(chēng)：用于棉花的阻燃整理的方法
用于棉花的阻燃整理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于棉花的阻燃整理的方法。該方法特別地通過(guò)在高溫下，' 和在棉花上存在足夠的殘留水分的情況下，在棉花上進(jìn)行阻燃劑的固著而 進(jìn)行。
已知用于棉花的阻燃整理的方法可獲得永久的(即耐洗滌的)，和非永久 的結(jié)果，所述棉花應(yīng)理解為特別指棉纖維、再生纖維素纖維(例如纖維膠)、
溶液-紡絲的纖維素纖維產(chǎn)品(例如lyocdl纖維)，以及包含這些材料的織物 (比如防護(hù)服、兒童服、布簾、地毯和家具覆蓋飾物(upholstery))。不耐洗的 阻燃整理材料主要基于無(wú)機(jī)鹽(比如磷酸氫銨、硫酸銨、硼砂和硼酸)，如果 合適，它們另外和有機(jī)氮堿組合。永久的阻燃整理材料涉及
(I) 將阻燃添加劑加入到合適的聚合物熔體或聚合物紡絲溶液 (spinning solution), 或
(II) 以實(shí)際整理操作的形式將活性阻燃組分涂布至纖維或紡織材料。
根據(jù)(I)的永久的阻燃效果利用鹵化銻化合物、有機(jī)磷化合物和含氮-硫 添加劑。
根據(jù)(n)的整理材料主要利用基于磷或磷-氮的阻燃劑，其直接或作為單 體或以聚合物的形式在纖維上固化的預(yù)縮合物涂布至纖維。例如，將四羥 基甲基氯化磷和尿素的預(yù)縮合物涂布至纖維，隨后用氨進(jìn)行處理，然后用
過(guò)氧化氫處理-參見(jiàn)MelliandTextilberichte 3/1990， 219-224。該方法和相似 方法在技術(shù)上不方便，且得到具有相對(duì)較硬的手感的織物。二烷基膦甲酰 胺和三聚氰胺樹(shù)脂同樣在棉花上產(chǎn)生良好的阻燃整理效果，但耐磨度的降 低相對(duì)較高。
以實(shí)際的整理操作的形式進(jìn)行的已知的阻燃整理的進(jìn)一步缺點(diǎn)在于對(duì) 空氣和水的大量的排放物。例如，二垸基膦甲酰胺-三聚氰胺阻燃劑的固著 在約140。C下在染整設(shè)備中的拉幅機(jī)中進(jìn)行約幾分鐘。這些條件可產(chǎn)生大量 的在一些條件下有毒的化合物排放，例如甲醛和有機(jī)磷化合物。據(jù)估計(jì)超
3過(guò)半數(shù)的二垸基膦甲酰胺不固著在纖維素纖維材料上，而最終在后續(xù)的洗 滌操作中進(jìn)入廢水。'.對(duì)于立法者，很可能正在開(kāi)發(fā)的用于檢測(cè)空氣和水中 的阻燃劑和斷裂產(chǎn)物的適當(dāng)驗(yàn)證的分析技術(shù)將引起已知阻燃劑應(yīng)用的嚴(yán)重 縮減和限制措施。
DE 10038100描述了使用特定的氰脲酰氯衍生物的方法。該方法的一 個(gè)缺點(diǎn)是在其中描述的氰脲酰氯衍生物很難涂布至水溶液中的纖維，使得 它們并不非常適合，特別是不適合作為連續(xù)操作的一部分的利用軋車(chē) (pad-mangle)的阻燃劑的一 般商業(yè)應(yīng)用。
瑞士專(zhuān)利370 384號(hào)描述了用二羥基單氯三嗪(DHCT)的鹽整理織物以 提高耐濕皺性(wet crease resistance)和防腐爛性(rotting resistance)的方法。該 專(zhuān)利描述了 DHCT的制備和其在棉花上的涂布，甚至提到了利用蒸汽固著， 但僅例證了干法固著，且單次涂布所報(bào)告的涂布量至多達(dá)到在纖維上1.29% 的N2的氮含量(假定100%的產(chǎn)率)。
BP 896,814主要涉及DHCT的制備。同樣簡(jiǎn)單描述了在棉花上的涂布， 盡管每100 g的棉花僅涂布7.5 g的DHCT，這可在纖維上獲得最大1.75% 的氮，固著率沒(méi)有報(bào)道(含量和上面相似)。有關(guān)阻燃性的用途/性質(zhì)沒(méi)有提 到。
EP 0 616 071同樣描述了在〈150。C的溫度下用三嗪水解產(chǎn)物(例如， NHDT)整理棉花以實(shí)現(xiàn)無(wú)甲醛的防皺整理。其涂布量可獲得1.6%的最大氮 含量(假定100%的產(chǎn)率)，固著僅通過(guò)干法進(jìn)行，且未提到固著率。提到了 和含磷阻燃整理材料組合的用途。
DE 10155066要求保護(hù)用于纖維素纖維的永久的阻燃整理的方法。該 方法意在獲得阻燃或自熄纖維素纖維，或包含這些材料的制品，ASTM 02863-77極限氧指數(shù)(LOI)分別為24和27或更高，且不顯著影響纖維的斷 裂強(qiáng)度。在該方法中，棉花在固著之前總是用苛性鈉膨脹?？蛇_(dá)到<2重量 %的氮含量。
本發(fā)明的目的在于用對(duì)環(huán)境無(wú)害且簡(jiǎn)單的涂布方法在棉花上提供永久 的阻燃整理以獲得具有良好的處理性質(zhì)的阻燃棉花，對(duì)皮膚友好且滿(mǎn)足 Oeko-Tex標(biāo)準(zhǔn)I級(jí)(參考www.oeko-tex.com)。更特別地，本方法應(yīng)該可以 確保較高的固著率，和至少相等(即使不更加優(yōu)異)的材料性質(zhì)(較軟的手
4感)。此外，本發(fā)明還應(yīng)該比現(xiàn)有技術(shù)的方法更經(jīng)濟(jì)。
我們發(fā)現(xiàn)該目的可通過(guò)所要求保護(hù)的技術(shù)方案而達(dá)到。 用于棉花的阻燃整理的方法，其中將二羥基氯三嗪(DHCT)的水溶液涂
布至棉花上而不預(yù)先將其苛化(caiisticization)， 二羥基氯三嗪的固著在殘留 含水量為5-100。/。和8(TC-16(TC的溫度下進(jìn)行，然后將棉花洗滌并干燥，本 方法完全出人意料又非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了上述目的。當(dāng)待處理的棉花在固著 之前未經(jīng)苛性堿處理，且固著在特定的殘留含水量范圍內(nèi)在高溫下進(jìn)行時(shí)， 可實(shí)現(xiàn)2%以上的高固著率。非常出人意料，可以省略現(xiàn)有技術(shù)中的將棉花 在固著前在苛性堿中溶脹，但是對(duì)單次涂布實(shí)現(xiàn)基于棉花的〉2重量％的高 氮含量。特別優(yōu)選地，基于棉花，固著在20-100重量％的殘留含水量，更 優(yōu)選在40-100重量％的殘留含水量下進(jìn)行。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，固著在5分鐘到60分鐘，優(yōu)選為5分鐘 到30分鐘，最優(yōu)選為10分鐘到20分鐘的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的固著在80-16(TC，更優(yōu)選為ll(TC到150°C，最優(yōu)選在約 13(TC下進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于固著可在其它整理操作之前或之后 或組合進(jìn)行(參見(jiàn)DE 10155066)。尤其有利地，其它化合物(例如染料或其 它阻燃劑)在固著同時(shí)涂布至棉花。這可以組合操作，從而提高效率進(jìn)而提 高本方法的經(jīng)濟(jì)性。
為了在纖維上達(dá)到非常高的氮含量(>3重量％)，可有利地重復(fù)進(jìn)行本
方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員可自由確定重復(fù)進(jìn)行本方法的頻率。有利地，本方 法連續(xù)進(jìn)行不超過(guò)5次，優(yōu)選為4次，更優(yōu)選為3次。
本發(fā)明方法優(yōu)選如下進(jìn)行。用含量為1-20重量％(優(yōu)選為10-15%)的 DHCT水溶液在pH為10-14(優(yōu)選為11-13)和10-50。C(優(yōu)選為15-25。C)的溫 度下處理棉花原料、紗或織物，使棉花用溶液均勻潤(rùn)濕。例如，可通過(guò)浸 漬操作，通過(guò)軋車(chē)或通過(guò)噴涂來(lái)進(jìn)行涂布。在纖維具有一定的殘留含水量 (在整個(gè)固著時(shí)間期間殘留含水量保持恒定)的情況下進(jìn)行固著，即，固著優(yōu) 選在可設(shè)定殘留水分水平的蒸汽發(fā)生器(steamer)中進(jìn)行。適當(dāng)調(diào)節(jié)蒸汽發(fā) 生器中的溫度。然后，清洗棉花，優(yōu)選用沸水清洗，并在60-14(TC下干燥， 優(yōu)選為80-120。C，最優(yōu)選在約IO(TC下干燥。根據(jù)本發(fā)明，DHCT的固著不經(jīng)棉花的預(yù)先苛化而迸行(和DE 10155066不同)，這可獲得明顯優(yōu)異的材料性質(zhì)(較柔軟的手感)同時(shí)更加經(jīng) 濟(jì)。
按照本發(fā)明描述，如果必要，DHCT溶液的涂布同樣可重復(fù)多次，以 進(jìn)一步增大氮含量。
固著率通過(guò)氮含量測(cè)定，同時(shí)阻燃性質(zhì)可通過(guò)LOI或火焰試驗(yàn)檢測(cè)。 [LOI:根據(jù)DIN 18128，火焰試驗(yàn)根據(jù)prEN 14878(2005年12月的最終 版本)，參考DINEN6941(05.04)和1103(03.06)]。
阻燃整理材料不僅可涂布至最終織物，也可涂布至紗和棉花原料。
本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)高至90%的固著率和高至4重量°/。的氮含量。
實(shí)施例1:
用經(jīng)NaOH調(diào)至pH 12的16%的DHCT水溶液浸潤(rùn)0.36 g干燥的未處 理的棉花原料，并擠盡。重量增加(add-on)為卯0%。在干燥箱中在130°C 下干燥樣品40分鐘。在各個(gè)干燥時(shí)間后取出樣品，用沸水清洗3次，干燥 然后分析。
時(shí)間殘留水分N2含量水解固著率
分鐘%%%%
07450.000.00.0
105100.207.60.7
202210.2014.10.7
25620.2419.50.9
30101.7627.96.9
3541.8928.47.4
4012.4048.49.6
本實(shí)施例顯示在原料上的氮固著僅在殘留含水量為約200%時(shí)開(kāi)始；在 殘留含水量更高時(shí)，僅發(fā)生DHCT水解。
實(shí)施例2:
用經(jīng)NaOH調(diào)至pH 12的16%的DHCT水溶液浸潤(rùn)0.36 g未處理的編 織的棉織物(144g/m2)，并擠盡。重量增加為200%。在干燥箱中在10(TC下
6干燥樣品30分鐘。在各個(gè)干燥時(shí)間后取出樣品，用沸水清洗3次，干燥然 后分析。
時(shí)間殘留水分N2含量水解固著率
分鐘%%%%
0166000
570.724.5012.2
1021.224.4621.1
1511.455.3725.3
2001.617.1828.1
2501.628.7228.3
3001.647.3328.7
編織的織物比棉花原料需要的溶液少，使得初始的重量增加為200%。 本實(shí)施例顯示氮固著同樣在編織的織物上含水量范圍為200-0%時(shí)發(fā)生。 DHCT的水解在該含水范圍內(nèi)明顯較慢。由于纖維的較好的滲透和較少的 水解，與編織的織物相比，對(duì)單次涂布，在原料上可實(shí)現(xiàn)較高的氮含量。
實(shí)施例3:
用經(jīng)NaOH調(diào)至pH 12的10°/。的DHCT水溶液浸潤(rùn)6 g未處理的棉織 物(cotton knit)(156 g/m2)，并擠盡。重量增加為120%。將樣品在蒸汽發(fā)生 器中在13(TC下和各種水含量下固著15分鐘，然后用沸水清洗，干燥并分 析。
水分N2含量固著率
%%%
301.5954
401.7558
501.8463
652.0470
801.9566
1002.0870
本實(shí)驗(yàn)顯示在區(qū)著期間，固著的最佳產(chǎn)率在殘留含水量為60-100%時(shí) 實(shí)現(xiàn)。
7實(shí)施例4:
用經(jīng)NaOH調(diào)至pH 12的10%的DHCT水溶液浸潤(rùn)204 g未處理的棉 織物(156g/m2)，并擠盡。重量增加為120%。將樣品在蒸汽發(fā)生器中在130 匸和50%的水含量下固著15分鐘，然后用沸水清洗，干燥并分析。重復(fù)該 處理多次。
處理N2含量各個(gè)處理步驟的固著率
次數(shù)%%
11.9064.57
22.9949.50
33.6839.99
本實(shí)驗(yàn)顯示氮含量可通過(guò)多次處理得到進(jìn)一步的增大，盡管由于自由 結(jié)合點(diǎn)越來(lái)越少，固著率隨著進(jìn)一步的步驟而減小。
實(shí)施例5:
研究根據(jù)實(shí)施例3和4用DHCT處理的具有不同氮含量的樣品的阻燃 性質(zhì)
N2含量IX)I燒盡第三標(biāo)識(shí)線(xiàn)的燃燒時(shí)間*分級(jí)Oeko-Tex標(biāo)準(zhǔn)
%秒
1.5020.023BI級(jí)
1.8421.024BI級(jí)
2.1021.140BI級(jí)
2.9923.223BI級(jí)
3.6825.141BI級(jí)
*按照prEN 14878(2005年12月的最終版本)，參考DINEN 6941(05.04)和1103(03.06)。
8
權(quán)利要求
1.用于棉花的阻燃整理的方法，其特征在于，將二羥基氯三嗪的水溶液涂布至棉花上而不預(yù)先將其苛化，二羥基氯三嗪的固著在殘留水分含量為5-100％和80℃-160℃的溫度下進(jìn)行，然后將棉花洗滌并干燥。
2. 權(quán)利要求l的方法，其特征在于所述固著在5分鐘到60分鐘內(nèi)進(jìn)行。
3. 前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或兩項(xiàng)的方法，其特征在于所述固著在110 "C-15(TC的溫度下進(jìn)行。
4. 前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法，其特征在于在固著時(shí)還將其 它化合物涂布至棉花。
5. 前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法，其特征在于所述方法連續(xù)進(jìn) 行不超過(guò)5次。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于棉花的阻燃整理的方法。該方法特別地通過(guò)在高溫下，和在棉花上存在足夠的殘留水分的情況下，在棉花上進(jìn)行阻燃劑的固著而進(jìn)行。
文檔編號(hào)D06M13/358GK101542037SQ200880000485
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者F·克勒夫, M·施密特, S·紹霍夫 申請(qǐng)人:贏創(chuàng)德固賽有限責(zé)任公司