IT7354520A1 - Procedimento per la produzione di materiali tessili cellulosici non auto-combustibili, prodotto ottenuto e composizione di finitura non auto-combustibile impiegata. - Google Patents

Description

[0001] STAMPA 54520A/73 Case n.

[0002] 24795 DESCRIZIONE 1000762 dal titolo: "Procedimento per la produzione di materiali tessi- li cellulosici non auto-combustibili, prodotto otte- nuto e composizione di finitura non auto-combustibi- le impiegata".

[0003] a nome di: AMERICAN CYANAMID COMPANY La presente invenzione si riferisce agli ROMA agenti chimici di.tipo non auto-combustibile, per prodotti tessili.

[0004] I Sali di fosfonio della formula (HOCH)CHOH.x in cui x e un anione sono usati nelle composizioni di finitura non .auto-combustibili.

[0005] Il cloruro di te- trakis(idrossimetil)fosfonio (THPC) e un componente di alcune composizioni di finitura non auto-combusti- bili, ovvero ignifughe, per materiali tessili.

[0006] Quan- do la tris(idroximetil)fosfina (THP).viene applicata ai materiali cellulosici con i composti organici azo- tati che contengono atomi di azoto trivalente aventi almeno due atomi di idrogeno o gruppi metilolici, i materiali tessili trattati hanno proprieta non au- to-combustibili che sono durevoli al lavaggi o ad u- mido ripetuto ma le composizioni di finitura impar- tiscono una mano rigida, "legnosa", e provocano una perdita assai severa alle volte, e comunque sempre criticabile, di robustezza meccanica, nel tessuto cosi trattato.

[0007] La resistenza alla trazione, la resi- stenza alla lacerazione.

[0008] e la resistenza alla abra- sione del prodotto tessile sono ridotte.

[0009] I brevetti per gli Stati Uniti No.

[0010] di se- rie 2.892.803 e 3.236.676 insegnano l'impiego di tetrakis(idrossimetil)fosfonio o fosfato (TKPP) e ROMA tetrakis(idrossimetil)fosfonio acetato (TKPA) come agenti non autocombustibili nelle composizioni di finitura contenenti composti azotati.

[0011] Le composizio- ni di finitura contenenti TKPP impartiscono buone proprieta ignifughe ovvero di non auto-combustibi- lita, le quali proprieta sono durevoli alle azioni dei lavaggi ad umido, ma i tessuti cosi trattati sono rigidi e "legnosi" e soffrono di una indeside- rabile diminuzione della robustezza meccanica in ge- nerale.

[0012] Le composizioni di finitura contenenti TKPA impartiscono anche un buon carattere ignifugo ovve- ro di non auto-combustibilit , per lo acetato considerevolmente meno stabile dei corrispondenti sali di cloruro e fosfato, con il risultato di pro- bemi di applicazione come il fissaggio inefficiente sulmateriale tessile e gli odori nacivi.

[0013] Il brevetb per gli Stati Uniti No.

[0014] di se- ossalato di tetrakis(idrossimetil)solfonio.

[0015] Il bre- vetto suggerisce che i prodotti ottenuti secondo la presente invenzione possono essere usati come agen- ti per.impartire il carattere non auto-combustibile a prodotti tessili e legno.

[0016] Tuttavia, come e mostra to nell'esempio 4 sotto riportato, quando si usa da solo su di un tessuto lo ossalato di tetrakis(i- drossimetil)-fosfonio, il tessuto brucia anche pri- ma della operazione di lavaggi o ad umido.

[0017] La presente invenzione e un procedimento stibilita ed una mano morbida a materiali tessili cellulosici mediante applicazione di una soluzione acquosa di finitura di ossalato di tetrakis(idrossi- metil)fosfonio e almeno un composto organico azota- to avente un atomo di azoto trivalente che reca al- meno due membri formati da atomi di idrogeno e grup- pi metilolici, per esempio urea, una melammina ov- vero un reattivo cellulosico azotato metilolato so- lubile in acqua o loro mis cele al materiale tessle e riscaldando il materiale tessile cosi da effettua re lo indurimento su di esso della composizione di finitura; le composizioni di finitura ed il materia le tessile cellulosico cosi prodotti.

[0018] In tal modo, la presente invenzione provve- de una composizione di finitura per la non auto- combustibilita dei materiali tessili cellulosici che impartisce una "mano" morbida al materiale, cioe non rende rigido il materiale; i materiali trattati con la composizione di finitura sono durevoli ai lavag- gi ad umido ripetuti; e la finitura non riduce la resistenza del tessuto alla usura meccanica.

[0019] Quando una soluzione acquosa contenente os- Salato di tetrakis(idrossimetil)fosfonio (TKS) ed un composto azotato avente azoto trivalente che reca almeno 2 atomi di idrogeno oppure gruppi metilolici viene applicato ai materiali tessili cellulosici, i materiali diventano agenti di non auto-combustibi- lita senza apprezzabile variabile della qualita o proprieta di "mano" ovvero senza una diminuzione se- vera della robustezza meccanica x in generale e il carattere di non auto-combustibilita e durevole ai lavaggi ad umido ripetuti.

[0020] Questi miglioramenti sono particolarmente sorprendenti in vista dei solventi, fatti sopra, per quanto riguarfa TKPP e TKPA quando sono applicati separatamente ovvero anche in miscele.

[0021] Le soluzioni acquose di ossalato di tetra- kis(idrossimetil)-fosfonio.

[0022] (TKs) possono essere pro dotte facendo reagire in un mezzo acquoso 1 mole di tris(idrossimetil)fosfina con almeno 1 mole di for- maldeide ed essenzialmente C,5 moli di acido ossa- lico- Una sufficiente quantita di acido ossalico vie- 1ed TB rTou O t a c'o e4 @xopeaAod xed e4esn ou ferenza tra 0,4 e 0,5 moli, di acido ossalico reale per mole di TKP.

[0023] La formaldeide dovrebbe essere usa ta in quantita sufficiente a provvedere una mole di formaldeide per mole di THP.

[0024] La formaldeide pud es- sere nella forma di una soluzione acquosa ovvero ROMA3 come paraformaldeide.

[0025] Quando la reazione iniziale e- sotermica cessa, la temperatura della miscela viene mantenuta a circa 3ooc per circa 4 ore.

[0026] La temperatu- e OoOOl a OoOZ B4 aosss eqqoAop a0TZ6a Tp ea di preferenza tra 25 e 50cC.

[0027] Il prc otto una soluzione acquosa la quale puo essere usata nella produzione delle compo- sizioni di finitura non auto-combustibili.

[0028] La detta composizione di finitura pu contenere formaldeide libera ed acido ossalico.

[0029] La quantita di TKs che presente nel prodotto dipende dalla quantita di THP che viene inizialmente usata.

[0030] Ciascuna mole di THP risniede in linea teorica O,5 moli di acido ossali- co ed 1 mole di formaldeide.

[0031] Per ciascuna mole di TKS formata,la quantita di THP nel prodotto viene ridotta di 2 moli.

[0032] Le soluzioni di applicazione sono prepara te mediante diluizione della soluzione acquosa di TKs in acqua fino ad una data concentrazione di so- -n tp ogesuepuoo un odeaao eexn opue%uny9oe pe tptt rea-formaldeide in quantita sufficiente a provvede- -aoye eon TP 0++osed exdos FTOu s2i Boxto o ro condensato di urea formaldeide per mole di sali di fosfonio.

[0033] La concentrazione di f osforo e di urea nelle soluzioni di applicazione dipendera, in linea RONA generale, dal metodo della applicazione, dalla quan- tita di fosforo e di urea da applicare.

[0034] al materia- le tessile, e dal peso, dalla struttura e dalla com- posizione di fibre del materiale tessile.

[0035] I composti azotati di utilita nella pre- sente invenzione includono i composti ammidici orga- nici i quali sono convenzionalmente impiegati nella forma dei loro derivati metilolici come composizioni di finitura tessili di amminoplasto termoindurenti.

[0036] Essi includono le melammine, urea, composti ciclici, carbammati, triazinoni ecc, e i loro derivati meti- lolici e metilolici alchilati.

[0037] Il composto azotato preferito e la urea.

[0038] Composti metilolici rappresen- tativi includono la monometilol-urea, la dimetilol urea, la tetrametilol urea, la dimetilol melammina, la trimetilol melammina parzialmente metilata e si- mili.

[0039] Le combinazioni di due o piu composti azota- ti possono pure essere usate.

[0040] Urasufficiente composizione di finitura non auto-combustibile dovrebbe essere applicata al materiale tessile cellulosico in maniera tale da prov- vedere una quantita tra circa 1% e 6%, di preferen- za tra circa 2% e 4%, di fosforo sulla base del pe- So del materiale.

[0041] tessile.

[0042] Un sufficiente composto azotato viene usato per provvedere.

[0043] una quantita tra circa 1% e 10%, e preferenzialmente tra circa 2% e 6% di azoto sulla base del peso del materiale tes- sile.

[0044] Da queste percentuali e un fato semplice il calcolo delle quantita di composto contenente fosforo e composti azotati da impiegarsi nella preparazio- ne delle composizioni di finitura non auo-combusti- bili.

[0045] Il rapporto dello azoto dei composti azotati rispetto al fosforo derivato dalla fosfina su di una base di parti in peso e tra 0,5 e 5,0 e di re- ferenza tra 0,7 e 2,0.

[0046] Il materiale tessile cellulosico dovrebbe contenere almeno il 20% di fibre cellulosiche.

[0047] Con il termine di fibre cellulosiche si intende indica- re le fibre come il cotone, la cellulosa rigenera- -8 ta (rayon), lino, juta, ecc.

[0048] Le miscele di fibre cellulosiche o miscele di fibre cellulosiche con fibre non cellulosiche, siano esse naturali o sinte- tiche, .come la seta, la lana, nylon, poliestere, com- posizione acrilica ecc.

[0049] possono essere impiegate.

[0050] I componenti delle composizioni non auto- combustibili della presente invenzipne sono applica ti al materiale tessile dal medesimo bagno ovvero da bagni separati mediante imbibizione, a tampone, spruzzamento ecc.

[0051] I materiali sono qundi essiccati ad una temperatura compresa tra circa 167°F e 350oF (valori corrispondenti approssimativamente e ri- spettivamente a 75oC e 177oc), ovvero anche a tempe- rature superiori.

[0052] Il tempo di essiccazione puo va- riare da parecchi minuti alle temperature inferiori fino anche e soltanto a qualche secondo alla tempe- ratura superiore.

[0053] La composizione di finitura viene quindi indurita ad una temperatura compresa tra cir- ca 248oF e 392oF (valori corrispondenti approssima- tivamente a 119oC e 201oC), e di preferenza tra cir- ca 300 e 350oF (149oC e 177oC rispettivamente).

[0054] Il tempo richiesto per lqindurimento della composizio- ne di finitura e compreso tra 7 e 5 minuti, in dipen- denza della temperatura e dal peso e dalla struttu- ra dei materiali tessili.

[0055] Le composizioni ed i procedimenti del- la presente invenzione sono ulteri ormente descritti paragonati con composizioni in relazione a questa e dai i procedimenti/seguenti esempi.

[0056] In ogni caso, le percentuali sono percentuali in peso a meno che non sia diversamente indicato.

[0057] Esempio I Soluzione di formaldeide (37 percento di formaldeide reale), in quantita di 337,6 grammi, tris(idrossimetil)fosfina (400,0 grammi), e acido os- salico biidrato (192,0 grammi) venivano agitati in- ROMA sieme alla temperatura ambiente per un periodo di circa 4,5 ore.

[0058] Il rapporto molare di tris(idrossi- metil)fosfina/formaldeide/acido ossalico era di 1/ 1,29/0,49.

[0059] Il prodotto era una soluzione acquosa limpida contenente 68% in peso di tetrakis(idrossi- metil)fosfonio ossalato: Esempio 2 Si preparavano quattro bagni di imbibizio- ne a tampone.

[0060] I bagni A e B per il tampone conte- nevano il prodotto dell'esempio 1, e i bagni C e D del tampone contenevano una miscela nel rapporto mo- lare 60/40 di tetrakis(idrossimetil)fosfonio acetato/ tetrakis(idrossimetil)-fosfonio fosfato (abbreviato con la sigla TKP); e ciascun bagno di imbibizione 10 a tampone conteneva urea e 0,25% di un tensioattivc di natura non ionica.

[0061] I bagni per il tampone erano applicati ad un tessuto di cotone mercerizzato e sbiancato o candeggiato, da 5,5 once/yarda quadrati tato era asciugato alla temperatura di 225oF (pri a circa 107oc), per 4 minuti e poi riscaldato a 325oF (pari a circa 162°C) per 4,0 minuti.

[0062] Il det- tagli delle composizioni dei,bagni per tampone e tessuti trattati sono mostrati in tabella I.

[0063] La ma- no dei tessuti dopo indurimento alla temperatura di RCMA -ep ezuas gseapts ouea (Ooz9t eoxo e txed) HoSte re ai tessuti stessi alcun trattamento di lavaggio.

[0064] (segue tabella) assai rigida piu rigida morbida morbida Mano auto-combustibile, of Commerce Test 3,00 3,25 3,00 3,25 %_rispetto al peso del bagno Urea 7,2 7,8 7,2 7,8 accettabile carattere non PFF-3-70 come standard, usando una camma di 3 secondi.

[0065] EABELLA I - 11 - TKP 31,8 34,4 1 1 oqnsso4 Top osed Top oseq BTTns = JMo 6i) TKS 28,0 30,4 1 1 un oueaepessod T4nsso4 T T44nL %%eAT Ol ououte aed eToaexnp 5,15 5,15 5,00 5,00 Bagno per il tampone H 0 A Esempio.3 Sei bagni per tampone venivano preparati I bagni A, C ed E contenevano TKS (1O,2% di fosforo derivato da fosfina) e i bagni B, D e F per il tam- pone contenevano TKP (9,8% di fosforo derivato da fosfina); ciascun bagno per il tampone conteneva an- -eq I *oat4teotsu@4 un tD os u %gg'o @ san guo gni per il tampone erano applicati a flanella di co- tone al 100% ed i tessuti trattati erano asciugati a 225oF (pari a circa 107°C) per 3,0 minuti e poi erano riscaldati a 350oF (177°C) per 3,0 minuti.

[0066] Dopo indurimento tutti i tessuti erano lavati in una soluzione contenente 5% reale di perossido di idro- geno sulla base del peso a secco del tessuto trat- tato usando una sufficiente quantita di silicato di -tJ o'6 rp otteaatut,ttau Hd un eaeuasueu aed otpos no a 9,5 durante il ciclo di lavaggio.

[0067] Le composizio- ni dei bagni per il tampone e tessuti trattati Sono mostrate in tabella II.

[0068] (segue tabella oonsse+ Top osed tep cseq siins Urea.- 7,14 7,37 7,85 8,10 8,66 8,93 2,94 3,04 3,24 3,36 3,58 3,68 NI 11 tampone Urea.

[0069] NG.

[0070] ROMA 1A 7,65 7,65 8,28 8,28 8,93 8,93 TRBELLA 1 13 - 32,3 34,9 37,6 dXL 1 1 1 30,9 33,5 36, SXL 1 tampone il Bagno_per 0 Ft 4 A tutii i livelli di aggiunta, i tessu- ti trattati con TKS avevano una mano piü morbida di quelli trattati con TKP.

[0071] In effetti, la mano del tes suto trattato con TKS al livello di 3,58% di fosforo (bagno E per il tampone) era altrettanto mprbida quanto quella del tessuto trattato con TKP al livel lo di 3,04% di fosforo (bagno B per il tampone).

[0072] La durevolezza del trattamento con TKS e all'incirca identica a quella del trattamento con TKPad ogni livello di aggiunta nelle medesime condi- zioni di lavaggio ROMA Esempio 4 Un bagno per tampone era preparato con un contenuto del prodotto dello esempio 1 al 32,5% di TKS sulla base del peso del bagno per il tanpone, il bagno per il tampone aveva un pH di 4,2.

[0073] Il bagno per il tampone era applicato ad un cotone mercerizza- to candeggiato, 5,5 once/yarda quadrata (pari a cir- ca 168 grammi/0,84 mq), con una spremitura del 100%, ed il tessuto trattato era asciugato per 4 minuti a 225oF (pari a circa 107oC) e quindi riscaldato a 325oF (pari a circa 162oC) cosi da ottenere un conte- nuto di fosforo del 3,5% sulla base del peso del tes- suto.

[0074] Il tessuto trattato prima del lavaggio, bru- ciava cmpletamente quando veniva sottoposto ad una prova standard usando una fiamma di 3 secondi.

[0075] .

Claims (9)

1. 1.Procedimento per impartire proprieta di non auto-combustibilita a materiali tessili cel- lulosici il quale procedimento e caratterizzato da- gli stadi di applicare una soluzione acquosa di fi- nitura di tetrakis(idrossimetil)fosfonio ossalato e almeno un composto organico azotato avente un ate mo di azoto trivalente che reca almeno due membri formati da atomi di idrogeno e gruppi metilolici, o loro miscele al materiale tessile e poi riscaldan- do il materiale tessile cosi da provvedere su di es- so una finitura non auto-combustibile indurita: 2.

Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui la composizione di finitura e ulteriormen- te caratterizzata dal fatto che lo ossalato e tetra kis(idrossimetil)fosfonio ossalato; il composto a - zotato e urea, melammina, un reagente di cellulosa azotata metilolata o loro miscele; xe dal fatto che il riscaldamento viene condotto in due stadi, dnp- prima essiccando il materiale tessile trattato ad una temperatura variante da 167°F a 250oF (pari a circa 76o e 121-C rispettivamente), ed in seguito indurendo il materiale essiccato ad una temperatura variante da circa 300oF (149oC circa) fino a circa 16 350oF (circa 177°C) per circa 2 fino a 5 minuti: 3.

Procedimento secondo la rivendicazione 2 in cui il cmposto azotato e urea e il rapporto -ojsoy te ottedst otoze tp osad ut eten4ueoaad ettep ro nella soluzione di finitura e tra C,5 e 5,0.

4.

Procedimento secondo la rivendicazione k3 in cui il rapporto della percentuale in peso di azoto rispetto al fosforo nella soluzione di finitu- ra e tra 0,7 e 2,0.

5.

Materiale tessile cellulosico prodottc mediante il procedimento della rivendicazione 2 in cui la percentuale in peso di fosforo sul materiale tessile finito e da circa 1% fino a 6% , e la per- centuale in peso di azoto sul materiale tessile fi- nito e da circa 1% a 10%.

6.

Soluzione di composizione di finitura acquosa, non auto-combustibile, per materiali tessi- li cellulosici caratterizzata come soluzione acquo- Sa di tetrakis(idrossimetil)fosfonio ossalato e co- me secondo componente almeno un composto organico a zotato avente un atomo di azoto trivalente che reca almeno due membri formati da atomi di idrogeno e grup- pi metilolici, o loro miscele.

7.Composizione di finitura secondo la ri- vendicazione 6 in cui il compcto azotato e urea; 8.

Composizione di finitura secondo la ri- vendicazione 7 in cui il rapporto della percentuale in peso di azoto rispetto al fosforo nella posizio- ne e tra 0,5 e 5,0.

9.

Composizione di finitura secondo la rivendicazione 8 in cui il rapporto della rercentua- le in peso di azoto rispetto al fosforo nella solu- zione e tra 0,7 e 2,0.

tO.

Composizione di finitura secondo la rivendicazione 7 avente da 0,3 a 1,0 moli di tetra kis(idrossimetil)fosfonio ossalato e da 0,5 a 2,0 moli di urea per litro di soluzione.

Roma, 2 1 DIC.1973 P.: AMERICAN CYANAMID COMPANY P.: ING.

BARZANO' ZANA ss/gr.98124 .