Способ огнезащитной отделки текстильных материалов Советский патент 1977 года по МПК D06M3/00 D06M13/50 

ботке шерстяного волокна. Предпочтительно волокно овечьей шерсти, но можно обработать волокно альпаги, кашемира, шерсти ангорской козы, шерсти вигони, верблюжьей шерсти, шелка и шерсти ламы или смеси этих волокон с овечьей Шерстью. Обработку волокон можно производить на любой стадии текстильной переработки. Волокна могут быть в формр руна, гребенной шерстяной ленты, чесаной ленты, гребенного очеса, пряжи, ниток, тканого или трикотажного материала, нетканого изделия, ворсовой ткани или готовой одеждь1. Обрабатываемый материал желательно предварительно промыть для удаления добавок, применяемых при прядении, или натуральных носков, которые способстпуют воспламеняемости материала.

Обработку проводят на обычном оборудовании, применяемом s текстильной промышленности для обработки текстильных изделий и одежды жидкостями, включая красильные барки, оборудбвание для крашения основы на навоях, для крашения пряжи на паковках, для крашения мотков, дли крашения гребенной шерстянсй ленты, оборудование для мойки и стирки и машины для химической чистки - при периодической обработке. Для непрерывной или полунепрерывной обработки применяют аппретурный каландр, вальцовые агрегаты с опрыскиванием, стиральные машины непрерывного действия для тканей, машины для дополнительной очистки шерсти и машины для промывки растворителями.

Анионное комплексное соединение титана можно добавлять к жидкости, применяемой для обработки в готовой форме, такое соединение можно получать и во время обработки. В качестве комплек ных соединений титана исзиользуют оксалаты фторотитанатов шш цитраты титана или щелочных металлов и аммония. Комплекшь е соединения можно получать при обработке растворимой соли титана, например четыреххлористого титана; соединением донором ионов фторида или органическим вепдаством, вызывающим образование хелатных соединений, например щавелевой или предпочтительно лимонной или винной кислотой. Доноры ионов фторида, включают фтористый или кислый фтористый натрий и калий или кислый фтористый аммоний. Можно использовать также растворимый фтороборат, например фтороборат аммония.

Обработку волокна водным раствором анионного комплексного соединения можно производить при 20-130°СирН 1-4,предпочтительно менее 3,5.

Величину рН можно легко установить добавлением сильной минеральной кислоты, например соляной,или кислого соединения, например кислого фтористого аммония. Обработку комплексными фторидами можно проводить при комнатной температуре, однако при использовании органических внутрикомплексных соединений предпочитают повыше шую температуру. При использовании горячих растворов комплексных соединений титана и

оксикарбоновых кислот достигают хорошего гфоникновения комлексного соединения титана в волокно, в результате чего усиливается огнестойкость.

Комплексные соединения титана можно наносить на обрабатываемые волокна любым известным способом, например плюсованием, опрыскиванием или методом выбирания из ванны.

В качестве добавок можно использовать и другие известные или описанные в литературе антипиреИы при условии, что они не мешают обработке комплексными соединениями титана, например, на шерсть методом выбирания можно наносить трехфтористую сурьму и виннокислые сурьму и калий, а также соединения алюминия.

Способ согласно изобретению может включать крашение при условии, что краситель способен сорбироваться волокном при рН ниже 5. Используют кислотные выравнивающие 1:1 металлкрмп красители и некоторые активные край тели. При этом к раствору не следует добавлять глауберову соль, поскольку она мешает выбиранию из ванны комплексного соединения титана, но можно применять органические неионные вешества.

Кислотные валкопрочные и 1:2 металлкомплексные красители нельзя успешно использовать одновременно с обработкой комплексными соединениями титана. В случае крашения кислотными валкопрочными красителями сначала окрашивают шерсть, предпочтительно прт кипении, а затем снижают температуру до 70° С, добавляют комплексное соединение титана к обрабатьшают шерсть при нагревани до полного выбирания;комплекса.

Крашение хромовыми красителями следует, проводить после обработки соединениями тнтана, чтобы избежать образования окрашенного комплексного соединения: титана с красителем.

Обработку волокна согласно изобретению можно совмещать с масло - и водоотталкиваюшей отделкой. Например, можно оплюсоватъ волокно раствором, содержащим комплексное соединение титана и фторированный углеводород, высушить и подвергнуть термообработке по режиму термоотверждения смолы.

Фнзико - механические свойства шерсти, обработанной согласно изобретению, аналогичны физико - механическим свойствам шерсти, окрашенной кислотными красителями.

Неокрашенная шерсть, обработанная в соответствии с изобретением, имеет светло - желтую окраску. Такое изменение цвета выгодно, когда желательно получить продукт цвета натуральной шерсти или пастельного цвета. Однако эта окраск.а может быть ослаблена или устранена в соответствии с изобретением при последующей обработке волокон раствором фторида или бифторида щелочного металла или аммония. Комплексное соединение гитана удобно наносить на волокно при модуле жидкости 1:20, предпочтительно не более 1:30, при рН 4, предпочтительно менее 3,5. При использоваНИИ четыреххлорислого титана совместно с лимонной кислотой пре.цпочтительная концентрация последней равна 4%. Выбирание соединения титана из раствора обычно заканчивается после кипячения в течение 5-30 мин, обычно примерно через 15 мин. Крашение совмещают с обработкой комплексным соединением титана при условии, что он выбирается ари рН менее 4. Заключительную обработку раствором фторида, предпочтительно кислого фтористого аммония, проводят в кислом раствор, обычно при рН около 4. При использовании фторида рН устанавливают равным 4 добавлением кислоты, например муравьиной. Предпочтительная концентрация кислого фтористого аммония 0,2-20 г/л. Волокно обрабатъшают этим раствором 5-30 мин. Обработанное волокно промывают водой, отжимают на вальцах и сушат.

Когда желательно пол чить нео1фашенную шерсть, то обычно в раствор фторида вводят восстааовитель. Водный раствор фторида содержит.

например, 4% (вес.; 65.) фтористого или кислого фтористого аммония и 4% (вес.; об.) метабисульфнта натрия или 4% формальдегидсульфокси;шта натрия и обеспечивает полное по существу удатини

желтой окраски.

Данные приводи мсй таблицы показывает влияние обработки ковровой пряжи сначала ;рвствором, содержащим щавелевокислый калиЗ - титан или четыреххлортстый титан и щавелевую, лимонную

или вшшую кислоту, а затем раствором, содерж шим кислый фтористый аммоний.

При увеличении концектрации титана увеличивается показатель желтизны, что особенно заметно

при применении щавелевой кислоты и менее заметно при применении лимонной кислоп Для достижения мшшмального пожелтепвя волокна предпочитают применять смесь четыреххлопистого титава и лиммшой кислоты с последующей обработкой

волокон кислым фтористым аммонием.

l,5%TiCl4 (50%-ш,ш) 49 лимонной кислоты

l,5TiCl4 (50%-ный) +4%

Примечание.

Методы испытанияСтепень выбнраиня соединения гатана из

А. Определение содержания окислов мегаллоираствора ъолокном можно определить при (теакдаш

iffl волокне.во лкжду титаном и перекисью водорода, сопровож0,136

дающейся образованием желтой окраски. Предполагают, что окраска связана с образованием пертитановой кислоты, Н41105.

К 10 мл раствора, содержащегося в обрабатывающей ванне, не содержащей красители, припивают 3 мл 3% -ной перекиси водорода. Образуется желтая окраска, определяющая количество титана, содержащегося в растворе. При испытании во время обработки методом выбирания степень выбирания определяют колориметрически при длине волны 410 нм.

Количество выбранного волокном титана и алюминия во время обработки можно определять по содержанию золь (окиси металлов). Так как щерсть обычно содержит некоторое количество неорганического вещества, всегда предварительно определяют содержание золы в необработанной щерсти и по разнице содержания золы в обработанной и необработанной щерсти определяют общее количество окисей металлов, выбранных щерстью из раствора во время обработки. Этот метод особенно пригоден, когда огнезащитную обработку осуществляют совместно с кращением и краситель может метать реакции титана с перекисью водорода

Б. Огнестойкость.

Определяют огнестойкость текстильных тканей при исЯытанин в вертикальном пламени (А.А.Т.С. метод испытания 34-1969, огнестойкость текстильных тканей). Метод заключается в том, что кондищюнированную (относительная влажность 65%) полоску испытуемой ткани подвещивают в пламени бунзеновской горелки на 12 си определяют длитту обугленной части ткани и продолжительность горения. Огнестойкость ковров определяют также таблеточным методом испытания (Федеральная спеиификащ1Я США DOC FF 1 - 70), который состоит в том, что образец ковра сушат при 105°С в течение 2 ч и на поверхности этого образца воспламеняют стандартную, сгорающую в течение определенного времени таблетку метенамина (гексаметилентетрамин). Наблюдают распространение пламени на поверхности образца ковра.

Пример 1. Шерстяную ковровую пряжу в форме мотка обрабатьшают при рН 1,5-2,5 в водном раствЪре содержащем колтоненты в следующем сСЮтношении, (% от веса пряжи):

Четыреххлористый титан (50% - ный) 3 Лимонная кислота4

Хлористый алюминий4

Пряжу вводят в раствор для обработки при 40° С и вьщерживают в течение 45 мин. После обработки волокно извлекают из ванны, промывают, высущивают и изготавливают из него ковер. Этот ковер при испытании таблеточным методом показывает отличную огнестойкость,

П р и м е р 2. Шерстяное волокно кипятят 45 мин в мащине для крашения в паковках при рН 2,0-2,5 в растворе, содержащем компоненты в следующем соотношении, (% от веса волокна):

Щавелевокислый калий-гитанд

Винная кислота3

Неополяр желтый 4GL3

Неополяр желтый 4QL - кислотный выравниваюишй краситель. Затем волокно промывают, высущивают 5 и изготавливают нз него ковер. Этот ковер испытали на огнестойкость таблеточным методом после кращения и после того, как он подвергался десятикратной химической чистке, при процедуре, описанной в DOCFF- 1 -70.

10Ковер показывает отличную огнестойкость по

таблеточному методу испытания. Эффект огнезащитной обработки хорощо сохраняется после химической чистки.

Примерз. Шерстяную ткань обрабатьшают на 15 аппретурном каландре при рН 1,0 водным раствором следующего состава, % от веса ткани: Четыреххлористый титан (50% - ный водный раствор)3

Кислый фтористый аммоний1,5

2QМуравьиная кислота (80% - ный

водный раствор)2,0

Ткань сушат, промывают при модуле 1 :20, промывают в течение 15 мин водой при 30° С, центрифугируют и сущат. При испытании в верти25 кальном пламени ткань показывает удовлетворительную огнестойкость. Огнезащитные свойства сохраняются при мокрых обработках.

П р и м е р 4. Шерстяную ткань обрабатывают на аппретурном каландре при рН 1,0 водным раство30 ром, содержащим компоненты в следующем соотношении, % от веса ткани:

Четыреххпорнстый титан (50% - ный водный раствор)1,5

Кислый фтористый аммоний1,5

5,Треххлористая сурьма1,5

Муравьиная кислота (85%-ный водный раствор)2

После обработки ткань сушат, промывают водным раствором бикарбоната натрия, центрифугируют и су0 шат. При испытании в вертикальном пламени ткань показывает хорошую огнестойкость. Эффект огнезащитной отделки даже несколько повышается после стирки.

Наличие треххлористой сурьмы в составе для 5 обработки особенно целесообразно для легковесных тканей (менее 200 г/м).

П р и м е р 5. Для опрыскивания готового ковра с грубым длинным ворсом используют состав, содержащий компоненты в следующем соотношении, % от веса ткани;

Четыреххлористый титан (ЗО -ный водный раствор)3

Кислый фтористый аммоний1,5

Муравьиная кислота

(85%-ный водный раствор)2

рН обработки 1,0,

Обработанный ковер пропускают через вальцы и сущат. Огнестойкость его, определенная таблеточным методом, удовлетворительная, сохраняется при мокрой обработке.

Вместо кислого фтористого аммония можно использовать кислый фтористый натрий или калий.

Примере. Проводят непрерывную обработку методом погружение-сжатие-сушка шерстяного волокна в массе в последней секции шерстомойной машины.

В последней, пятой секции шерстомойной машины волокно обрабатывают раствором следующего состава, г/л:

Четыреххлористый титан (50%- ный) 60 Кислый фтористый аммоний30

Щавелевая кислота40

Температура обработки 30°С, время 7 мин, рН 1,0.

При испытании таблеточным методом волокно показывает значительную огнестойкость в сравнении с огнестойкостью необработанного волокна.

П р н м е р 7. Трикотажное платье из смеси шерсти с найлоном (80:20) обрабатьтают в красильной машине с боковыми лопастями 45 мин при кипячении и рН 1,5-2,5 следуюшим составом (%от веса шерсти): Четыреххлористый титан (50% - ный)

5, лимонная кислота 6,5.

Титановый комплекс выбирается из ванны на 90% После промьшки н сушки ткань испытывают в вертикальном пламени. Горение продолжалось |1 с и длина обугленной части была равной 8,9 см, что вполне отвечает требованиям спецификации (максимальный период горения 15с, максимальная длина обугленной части 20,3 см).

П р и м е р 8. Шерстяное одеяло, содержашее 15% хлопка в нитях основы, обрабатывают методом выбирания в красильной барке при рН 1,5-2,5 составом (% от веса шерсти): Четыреххлористый титан (50% - ный) 4,5, лимонная кислота 8.

Ванну нагревают до кипения со скоростью 40°С в 1 мин н кипятят 45 мин. После проверки выбираемостн цитрата титана одеяло промьшают н сушат.

Обработанное одеяло не отличается от необрабо1анного по физико - механическим свойствам и на ощупь. Обработанное одеяло вполне соответствовало спецификации при испытании на огнестойкость как по основе, так и по утку, в то время как необработанное одеяло не удовлетворяло требованиям в обоях направления«с.

П р и м е р 9. Смешанную пряжу из шерсти и полизфира (80:20) обрабатывают в мотках методом выбирания при рН 1,5-2,5 составом (% от веса шерсти): Четыреххлористый титан (50% -ный) 4, лимонная кнслота 5.

Раствор готовят следуюшим образом.

Лимонную кислоту растворяют в теплой воде и к раствору добавляют при перемешивании раствор четыреххлористого титана. Образовавшееся комплексное соединение цитрата титана добавляют в ванну, которую доводят до кипения и обрабатывают пря5ку при кипении 45 мин. Из обработанной пряжи после промывки н сушки изготавливают трикотажное полотно и испытывают в вертикальном пламени. Время горения

, (1 с) длина обугленной части (6,25 см) доказывают эффективность огнезащитной о аботки.

П р и м е р 10. Одежду для литейщика из чистошерстяной ткани плотностью 600 г/м обрабатывают методом выбирания (45 мин, рН 1,5-2,5) в ванне, содержащей (% от веса ткани) четыреххлористого титана (50%ный) 5, лимсжной кислоты 6,5. После выбирания титанового комплекса ткань промывают и сушат.

Так как устойчивость к теплсяс радиации в литейном цехе имеет зкачение,чем устс чивость к пламени, обработанную необр ботаняую ткаш испьггьшают на воспламеняемость методом AS ТМ Б - 162 - 66Т. При этом мспытаняи ткань подвергается воздействию температуры в течение 15 мин, после чего измеряют длину обугленной части ткани.

Длина обзггленной части

I у необработанной ткани43 см

у обработаннда ткани15см.

Обработанная ткань более стойкая в отношеннк тепла, чем |необработашия.

Пример. Ковровую шерстяную пряжу в форме мотка обрабатывают методом выбирания в ванне, содержащей (% от веса пряжн) четыреххлористого титана 3, лимонной кислоты 4.

Обработку проводят при рН 4,0 и теьтературв кипения в течение 30 мнн. Обработанная пряжа 1&1еет светло - желтый цвет. После обработки комилекшым соединением титана пряжу обрабатывают 15 мин при 50° С 4% - ным раствором кислого фтористого аммония. В результате обработки светло - желтый цвет исчезает. Ковер с грубым ворсом, изготовленный из зтой пряжи, легко вьщержнвает испытанне таблеточным меотодом. Тот же ковер, испытанный в вертикальном пламени, дает длину обугленной части 2,5 см н время горения О с (необработанный - длина обугленной части 6,8 см, время горения 23 с).

В случае дополнительной последующей обработки раствором,содержашим 4% кислого фтористого аммония и 4% метабисульфита натрня нлн 4% формальдегидсульфоксилата натрня, желтизна пряжи полностью исчезает без изменения зффекта огнестойкости.

П р и м е р 12. Ковровую пряжу обрабатывают в мотках при рН 1,5-2,5 водным раствором, содержащим компоненты в следующем соотношении,% от веса пряжи:

Фтороборат натрия2

Четыреххлористый титан3

(5% ный водный раствор) Соляная кислота (37% - ная)3

Пряжу обрабатывают при кипенни 45 мив, дважды промьгаают водой, обезвоживают и сушат. Из этой пряжн изготавливают ковер с длинным грубым ворсом, который легко выдерживает испытание таблеточ1&1М методом.

П р и м е р 13. Совмещают огнезащитную отделку с водо - н маслоотталкнвающея. Шерстяную ткань обрабатьшают на аппретурном каландре до привеса 1СЮ% водным раствором, содержащим компоненты в следующем соотношении % от веса ткани: Иэопропанол Фторуглеводородная смола марки FC - 214 (фирма ЗМ Компани)2,0 Наполнитель Фоботекс FT (фирма Циба) -0,5 Четыреххлористый титан5,0 Кислый фтористый аммоний2,5 Муравьиная кислота (85% нал)2,0 После обрабожи ткань сущат при 120° С 3 мин и подвергают термообработке при 165°С 4 мин. Затем ткань промываю, водой в красильной барке при 20°С 15мип (модуль 1:30) и сушатпрт ПОС Змин Таким образомГ, изобретение позволяет увеличить эффект огнезащитной отделки текстильных материалов из шерсти или синтетического полиэмидного волокна, повысить устойчивость его к мокрым обработкам и улучшить гриф материала при значительно меньшем расходе антипирена. Формула изобретения 1. Способ огнезащитной отделки текстильных материалов из шерсти или синтетического полиамидного волокна обработкой в водном растворе на основе соединения титана, отличающийся тем, что, с целью увеличения огнезащитного эффек0,5 6 10 15 20 25 30 та, повышения устойчивости его к мокрым обработкам и улучшения грифа материала, используют анионное комплексное соединение титана с соединением, выбраиньш Hsrpymibi: дикарбоновая кислота, оксикарбоновая кислота, фторид или бифторид щелочного металла или аммония, в количестве в расчете на содержание двуокиси титана 0,2-2,5% от веса волокна и обработку проводят при веса 20-130°С и рН 1,0-4,0. 2. Способ по П.1, отличающийся тем, что перед обработкой в водном растворе комплексного соединения титана или одновременно с ней материал окрашивают кислотными 1:1 или 1:2 металлкомплексньпли красителями. 3. Способ попп. |1 и 2, отличающийся тем, что в заключение материал обрабатьгоают в водном растворе фторида или бифторида щелочного металла или аммония. 4. Способ по п.З, отличающийся тем, что заключительную обработку проводят в присутствии бисульфита натрия или формальдегидсульфоксилата натрия. Приоритет по признакам и пунктам 22.10.70- по признаку п.1 - дикарбоиовая кислота, оксикарбоновая кислота и по п.2; 29.01.71по признаку п.1 - фторид или бифторид щелочного металла или аммония и по пп. 3 и 4. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент ФРГ № 964949, кл. 8к, 4, 1956.