专利名称：用于棉花的阻燃整理的方法
用于棉花的阻燃整理的方法
技术领域：
本发明涉及用于棉花的阻燃整理的方法。该方法特别地通过在高温下，' 和在棉花上存在足够的残留水分的情况下，在棉花上进行阻燃剂的固着而 进行。
已知用于棉花的阻燃整理的方法可获得永久的(即耐洗涤的)，和非永久 的结果，所述棉花应理解为特别指棉纤维、再生纤维素纤维(例如纤维胶)、
溶液-纺丝的纤维素纤维产品(例如lyocdl纤维)，以及包含这些材料的织物 (比如防护服、儿童服、布帘、地毯和家具覆盖饰物(upholstery))。不耐洗的 阻燃整理材料主要基于无机盐(比如磷酸氢铵、硫酸铵、硼砂和硼酸)，如果 合适，它们另外和有机氮碱组合。永久的阻燃整理材料涉及
(I) 将阻燃添加剂加入到合适的聚合物熔体或聚合物纺丝溶液 (spinning solution), 或
(II) 以实际整理操作的形式将活性阻燃组分涂布至纤维或纺织材料。
根据(I)的永久的阻燃效果利用卤化锑化合物、有机磷化合物和含氮-硫 添加剂。
根据(n)的整理材料主要利用基于磷或磷-氮的阻燃剂，其直接或作为单 体或以聚合物的形式在纤维上固化的预縮合物涂布至纤维。例如，将四羟 基甲基氯化磷和尿素的预縮合物涂布至纤维，随后用氨进行处理，然后用
过氧化氢处理-参见MelliandTextilberichte 3/1990， 219-224。该方法和相似 方法在技术上不方便，且得到具有相对较硬的手感的织物。二烷基膦甲酰 胺和三聚氰胺树脂同样在棉花上产生良好的阻燃整理效果，但耐磨度的降 低相对较高。
以实际的整理操作的形式进行的已知的阻燃整理的进一步缺点在于对 空气和水的大量的排放物。例如，二垸基膦甲酰胺-三聚氰胺阻燃剂的固着 在约140。C下在染整设备中的拉幅机中进行约几分钟。这些条件可产生大量 的在一些条件下有毒的化合物排放，例如甲醛和有机磷化合物。据估计超
3过半数的二垸基膦甲酰胺不固着在纤维素纤维材料上，而最终在后续的洗 涤操作中进入废水。'.对于立法者，很可能正在开发的用于检测空气和水中 的阻燃剂和断裂产物的适当验证的分析技术将引起已知阻燃剂应用的严重 縮减和限制措施。
DE 10038100描述了使用特定的氰脲酰氯衍生物的方法。该方法的一 个缺点是在其中描述的氰脲酰氯衍生物很难涂布至水溶液中的纤维，使得 它们并不非常适合，特别是不适合作为连续操作的一部分的利用轧车 (pad-mangle)的阻燃剂的一 般商业应用。
瑞士专利370 384号描述了用二羟基单氯三嗪(DHCT)的盐整理织物以 提高耐湿皱性(wet crease resistance)和防腐烂性(rotting resistance)的方法。该 专利描述了 DHCT的制备和其在棉花上的涂布，甚至提到了利用蒸汽固着， 但仅例证了干法固着，且单次涂布所报告的涂布量至多达到在纤维上1.29% 的N2的氮含量(假定100%的产率)。
BP 896,814主要涉及DHCT的制备。同样简单描述了在棉花上的涂布， 尽管每100 g的棉花仅涂布7.5 g的DHCT，这可在纤维上获得最大1.75% 的氮，固着率没有报道(含量和上面相似)。有关阻燃性的用途/性质没有提 到。
EP 0 616 071同样描述了在〈150。C的温度下用三嗪水解产物(例如， NHDT)整理棉花以实现无甲醛的防皱整理。其涂布量可获得1.6%的最大氮 含量(假定100%的产率)，固着仅通过干法进行，且未提到固着率。提到了 和含磷阻燃整理材料组合的用途。
DE 10155066要求保护用于纤维素纤维的永久的阻燃整理的方法。该 方法意在获得阻燃或自熄纤维素纤维，或包含这些材料的制品，ASTM 02863-77极限氧指数(LOI)分别为24和27或更高，且不显著影响纤维的断 裂强度。在该方法中，棉花在固着之前总是用苛性钠膨胀。可达到<2重量 %的氮含量。
本发明的目的在于用对环境无害且简单的涂布方法在棉花上提供永久 的阻燃整理以获得具有良好的处理性质的阻燃棉花，对皮肤友好且满足 Oeko-Tex标准I级(参考www.oeko-tex.com)。更特别地，本方法应该可以 确保较高的固着率，和至少相等(即使不更加优异)的材料性质(较软的手
4感)。此外，本发明还应该比现有技术的方法更经济。
我们发现该目的可通过所要求保护的技术方案而达到。 用于棉花的阻燃整理的方法，其中将二羟基氯三嗪(DHCT)的水溶液涂
布至棉花上而不预先将其苛化(caiisticization)， 二羟基氯三嗪的固着在残留 含水量为5-100。/。和8(TC-16(TC的温度下进行，然后将棉花洗涤并干燥，本 方法完全出人意料又非常简单地实现了上述目的。当待处理的棉花在固着 之前未经苛性碱处理，且固着在特定的残留含水量范围内在高温下进行时， 可实现2%以上的高固着率。非常出人意料，可以省略现有技术中的将棉花 在固着前在苛性碱中溶胀，但是对单次涂布实现基于棉花的〉2重量％的高 氮含量。特别优选地，基于棉花，固着在20-100重量％的残留含水量，更 优选在40-100重量％的残留含水量下进行。
在进一步优选的实施方案中，固着在5分钟到60分钟，优选为5分钟 到30分钟，最优选为10分钟到20分钟的时间内进行。
根据本发明的固着在80-16(TC，更优选为ll(TC到150°C，最优选在约 13(TC下进行。
根据本发明的方法的一个优势在于固着可在其它整理操作之前或之后 或组合进行(参见DE 10155066)。尤其有利地，其它化合物(例如染料或其 它阻燃剂)在固着同时涂布至棉花。这可以组合操作，从而提高效率进而提 高本方法的经济性。
为了在纤维上达到非常高的氮含量(>3重量％)，可有利地重复进行本
方法。本领域技术人员可自由确定重复进行本方法的频率。有利地，本方 法连续进行不超过5次，优选为4次，更优选为3次。
本发明方法优选如下进行。用含量为1-20重量％(优选为10-15%)的 DHCT水溶液在pH为10-14(优选为11-13)和10-50。C(优选为15-25。C)的温 度下处理棉花原料、纱或织物，使棉花用溶液均匀润湿。例如，可通过浸 渍操作，通过轧车或通过喷涂来进行涂布。在纤维具有一定的残留含水量 (在整个固着时间期间残留含水量保持恒定)的情况下进行固着，即，固着优 选在可设定残留水分水平的蒸汽发生器(steamer)中进行。适当调节蒸汽发 生器中的温度。然后，清洗棉花，优选用沸水清洗，并在60-14(TC下干燥， 优选为80-120。C，最优选在约IO(TC下干燥。根据本发明，DHCT的固着不经棉花的预先苛化而迸行(和DE 10155066不同)，这可获得明显优异的材料性质(较柔软的手感)同时更加经 济。
按照本发明描述，如果必要，DHCT溶液的涂布同样可重复多次，以 进一步增大氮含量。
固着率通过氮含量测定，同时阻燃性质可通过LOI或火焰试验检测。 [LOI:根据DIN 18128，火焰试验根据prEN 14878(2005年12月的最终 版本)，参考DINEN6941(05.04)和1103(03.06)]。
阻燃整理材料不仅可涂布至最终织物，也可涂布至纱和棉花原料。
本发明的方法可实现高至90%的固着率和高至4重量°/。的氮含量。
实施例1:
用经NaOH调至pH 12的16%的DHCT水溶液浸润0.36 g干燥的未处 理的棉花原料，并挤尽。重量增加(add-on)为卯0%。在干燥箱中在130°C 下干燥样品40分钟。在各个干燥时间后取出样品，用沸水清洗3次，干燥 然后分析。
时间残留水分N2含量水解固着率
分钟%%%%
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
本实施例显示在原料上的氮固着仅在残留含水量为约200%时开始；在 残留含水量更高时，仅发生DHCT水解。
实施例2:
用经NaOH调至pH 12的16%的DHCT水溶液浸润0.36 g未处理的编 织的棉织物(144g/m2)，并挤尽。重量增加为200%。在干燥箱中在10(TC下
6干燥样品30分钟。在各个干燥时间后取出样品，用沸水清洗3次，干燥然 后分析。
时间残留水分N2含量水解固着率
分钟%%%%
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
编织的织物比棉花原料需要的溶液少，使得初始的重量增加为200%。 本实施例显示氮固着同样在编织的织物上含水量范围为200-0%时发生。 DHCT的水解在该含水范围内明显较慢。由于纤维的较好的渗透和较少的 水解，与编织的织物相比，对单次涂布，在原料上可实现较高的氮含量。
实施例3:
用经NaOH调至pH 12的10°/。的DHCT水溶液浸润6 g未处理的棉织 物(cotton knit)(156 g/m2)，并挤尽。重量增加为120%。将样品在蒸汽发生 器中在13(TC下和各种水含量下固着15分钟，然后用沸水清洗，干燥并分 析。
水分N2含量固着率
%%%
301.5954
401.7558
501.8463
652.0470
801.9566
1002.0870
本实验显示在區着期间，固着的最佳产率在残留含水量为60-100%时 实现。
7实施例4:
用经NaOH调至pH 12的10%的DHCT水溶液浸润204 g未处理的棉 织物(156g/m2)，并挤尽。重量增加为120%。将样品在蒸汽发生器中在130 匸和50%的水含量下固着15分钟，然后用沸水清洗，干燥并分析。重复该 处理多次。
处理N2含量各个处理步骤的固着率
次数%%
11.9064.57
22.9949.50
33.6839.99
本实验显示氮含量可通过多次处理得到进一步的增大，尽管由于自由 结合点越来越少，固着率随着进一步的步骤而减小。
实施例5:
研究根据实施例3和4用DHCT处理的具有不同氮含量的样品的阻燃 性质
N2含量IX)I烧尽第三标识线的燃烧时间*分级Oeko-Tex标准
%秒
1.5020.023BI级
1.8421.024BI级
2.1021.140BI级
2.9923.223BI级
3.6825.141BI级
*按照prEN 14878(2005年12月的最终版本)，参考DINEN 6941(05.04)和1103(03.06)。
8
权利要求
1.用于棉花的阻燃整理的方法，其特征在于，将二羟基氯三嗪的水溶液涂布至棉花上而不预先将其苛化，二羟基氯三嗪的固着在残留水分含量为5-100％和80℃-160℃的温度下进行，然后将棉花洗涤并干燥。
2. 权利要求l的方法，其特征在于所述固着在5分钟到60分钟内进行。
3. 前述权利要求中的一项或两项的方法，其特征在于所述固着在110 "C-15(TC的温度下进行。
4. 前述权利要求中的一项或多项的方法，其特征在于在固着时还将其 它化合物涂布至棉花。
5. 前述权利要求中的一项或多项的方法，其特征在于所述方法连续进 行不超过5次。
全文摘要
本发明涉及用于棉花的阻燃整理的方法。该方法特别地通过在高温下，和在棉花上存在足够的残留水分的情况下，在棉花上进行阻燃剂的固着而进行。
文档编号D06M13/358GK101542037SQ200880000485
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月4日 优先权日2007年3月26日
发明者F·克勒夫, M·施密特, S·绍霍夫 申请人:赢创德固赛有限责任公司