Brevet FR2079437A1 — publié le 19711112

La présente invention concerne un procédé d'ignifuge âge de fibres en polyesters. On sait que certains composés contenant du phosphore et du brome, lorsqu'on les applique sur des fibres synthéti-5 ques, ont un effet ignifugeant. Cependant, le nombre de substances connues jusqu'alors pour 1'ignifugeage de fibres en polyesters est très limité. Le phosphate de tri-(2,3-dibromo-propyle) a été déjà proposé comme composé approprié à cette fin. Ainsi, le brevet belge No. 699 765 décrit un procédé per-10 mettant de munir des fibres synthétiques d'un apprêt ignifugeant, procédé selon lequel on fixe sur la matière fibreuse, à l'aide d'un système de liants, tel qu'un copolymère du styrène et de l'anhydride maléique, le phosphate de tri-(2,3-dibromo-propyle). 15 En général, les procédés connus jusqu'alors per mettant de munir des fibres en polyesters d'un apprêt ignifugeant ne donnent que des apprêts qui ne résistent pas aux traitements par lavage. Cependant, la résistance au lavage est très désirée pour beaucoup d'applications. En plus de l'in-20 suffisante résistance au lavage de ces apprêts, un autre inconvénient du procédé réside dans l'odeur souvent très désagréable de ces apprêts. De plus, avec presque tous les apprêts ignifugeants, le toucher des matières textiles est cfestérioré. La plupart des apprêts donnent un toucher rigide et dur. De 25 plus, pour que les produits utilisés jusqu'à présent exercent lin effet ignifugeant suffisant ils doivent être appliqués en une couche épaisse. Or, la Demanderesse a trouvé que les inconvénients des procédés connus décrits ci-dessus pouvaient être évités 30 et que l'on pouvait munir des matières fibreuses et des feuilles d'un apprêt ignifugeant, en appliquant le phosphate d'allyle et de bis-(2,3-dibromo-propyle) ou, de préférence, le phosphate de diallyle et de 2,3-dibromo-propyle sur les matières fibreuses ou feuilles et en polymérisant ces phosphates 35 à l'aide de chaleur et, le cas échéant, d'un initiateur de polymérisation. Selon le procédé de l'invention, on peut appliquer sur le substrat les composés ayant un effet ignifugeant, à savoir le phosphate d'allyle et de bis-2,3-dibromopropyle ou 40 le phosphate de diallyle et de 2,3-dibromo-propyle, ou un 7.1 04963 2 2079437 mélange de ces deux substances, soit sous forme solide, soit sous la forme d'une solution dans un solvant organique ou d'une émulsion aqueuse. Comme solvants pour les substances ^ant un effet ignifugeant, conviennent surtout des hydracar-5 bures chlorés tels que le tétrachloroéthane, le perchloro-éthylène, le trichloro-éthylène, le chlorure de méthylène ainsi que des fluoro-chloro-hydroc arbure s ou le diméthyl-formamide. Cependant, ces solvants ont été mentionnés ioi à titre d'exemples, mais non à titre limitatif. L'application 10 des substances à effet ignifugeant, ou de leurs solutions ou émulsions, sur les substrats à traiter peut être effectuée de n'importe quelle manière, par exemple par immersion, fou-lardage ou pulvérisation. La polymérisation des monomères sur les fibres ou 15 sur les produits de confection obtenus à partir de celles-ci ou sur des feuilles se fait par action de la chaleur, à une température supérieure à j50°C, allant avantageusement de 50° à 220°C, ou mieux encore de 80° à 180°C. La durée du traitement thermique dépend surtout de la température utilisée. 20 En général, elle va de 15 secondes à 24 heures ; on ajuste de préférence la température de telle manière que la durée de chauffage aille de 1 minute environ à 5 heures environ. Pour promouvoir la réaction de polymérisation des monomères, il est préférable d'utiliser des initiateurs de 25 polymérisation. Ces initiateurs de polymérisation peuvent être des substances qui libèrent des radicaux ou l'ozone ou une radiation ionisante., Une méthode simple consiste à ajouter des substances radicalaires aux monomères ou à la solution ou émulsion des monomères immédiatement avant l'application. 30 Comme substances radicalaires, on utilise les composés appropriés à cette fin ; on mentionnera, par exemple, le peroxyde de benzoyle, le per-benzoate de tertiobutyle, le per-isononanoate de tertiobutyle, le peroxyde de dicumyle, le 1,3-bis-(tertiobutyl-dioxy-isopropyl)-benzène, le pero-35 xyde d'acétyle et l'azo-isobutyro-dinitrile. Les substances libérant des radicaux peuvent aussi être appliquées sur le substrat avant que les monomères le soient. Ici aussi, on a la possibilité d'appliquer les initiateurs sous forme solide, sous forme de solution ou sous 40 forme d'émulsion. Comme solvants.on utilise avantageusement 71 04963 3 2079437 des composés facilement volatils tels que le benzène, l'étha-nol, l'acétone, le trichloroéthylène, le 1,1,1-trichloro~ éthane ou, de préférence, le chlorure de méthylène. Après avoir appliqué les monomères,on chauffe 5 pour effectuer la polymérisation de la manière décrite ci-dessus. Pour pouvoir travailler à des températures basses et que le temps soit court, on peut ajouter ai plus des accélérateurs aux initiateurs peroxydes de polymérisation. De tels composés sont par exemple l'octoate de cobalt, la 10 diméthyl-aniline, la diméthyl-p-toluidine ou la di-éthyl- aniline. On peut soit ajouter les accélérateurs aux monomères, soit les appliquer directement sur le substrat, seuls ou avec les initiateurs de polymérisation, avant les monomères. De plus, on peut aussi ajouter aux monomères des inhibiteurs, par 15 exemple 1'hydroquinone ou d'autres dérivés du phénol, en faibles quantités. Lorsqu'on utilise l'ozone comme initiateur de la polymérisation, il est avantageux de traiter le substrat avec de l'ozone, avant l'application des monomères, à une tempé-20 rature comprise entre 0 et 100°C environ, de préférence entre 20 et 60°C, pendant 3 minutes à 2 heures environ. En général, on effectue le traitement en faisant passer un courant d'oxy-, gène contenant environ 0,2 à 30 % en volume, de préférence 3 à 5 % en volume d'ozone. L'ozone peut aussi être appliquée 25 à partir d'une solution aqueuse ou d'une solution aqueuse faiblement acide. Après ce traitement on applique les monomères sur le substrat et on les y polymérise par chauffage à une température supérieure à 30°C. Pour amorcer la polymérisation, on peut aussi 30 utiliser l'action d'une radiation ionisante à haute énergie, de préférence des éleetrors ou des rayons gamma, et surtout des radiations ultraviolettes. L'irradiation peut être effectuée de manière différente, selon la technique de la préirradiation ou selon la technique de l'irradiation simultanée. 35 Si l'on utilise la technique de la pré-irradiation, on Irradie le substrat avec des électrons ou des rayons gamma en présence d'air ou d'oxygène, on applique les monomères et on chauffe, de préférence en l'absence d'oxygène, pour effectuer la polymérisation. La technique de pré-irradiâtion kO nécessite en général une dose d'irradiation allant de 0,5 à 71 04963 4 2079437 15 Mrad environ. Si l'on applique la technique d'irradiation simultanée, on expose le substrat, sur lequel on a appliqué les monomères,à l'irradiation de préférence à l'abri de l'air . 5 Le traitement thermique peut avoir lieu pendant et/ou après l'irradiation. Si l'on travaille avec des rayons gamma, il il est préférable d'effectuer le chauffage pendant l'irradiation. Si l'on utilise des électrons, il convient d'effectuer le chauffage pendant ou après l'irradiation. Pour la technique 10 de l'irradiation simultanée, en général des doses d'irradiation allant de 0,1 à 10 Mrad environ suffisent pour provoquer une initiation suffisante de la polymérisation. Les monomères qui n'ont pas réagi et, le cg.s échéant, les solvants se trouvant sur le substrat, peuvent être éli-15 minés après la polymérisation par traitement thermique et/ou par lavage. Le procédé de l'invention permet d'obtenir sur des matières fibreuses des apprêts ignifugeants permanents. Pour les matières fibreuses, on obtient en même temps une 20 amélioration du toucher, ce qui est surprenant. De plus, il est surprenant que 11 on obtienne déjà de bons effets ignifugeants par greffage de très.petites quantités de monomères sur les substrats en polyesters, par exemple en fixant par polymérisation 4 % en poids environ de phosphate de diallyle et 25 de 2,3-dibromo-propyle sur un tissu en fibres de polyesters, cet apprêt ignifugeant satisfaisant aussi aux conditions requises par la norme DIN 53 906 (Norme Industrielle Allemande). Dans beaucoup de cas, des couches plus faibles (en % ) de la substance active sont suffisantes. Même des quantités mi-30 nimes appliquées donnent une diminution importante de la com-bustilité. L'amélioration du toucher des matières fibreuses est la suivante : le toucher des matières munies d'un tel apprêt est craquant et a l'aspect de la soie. Le durcissement du toucher observé après les procédés d'ignifugeage utilisés 35 jusqu'alors ne se produit pas dans le procédé de l'invention. Les couches obtenues avec le procédé de l'invention représentent de 0,5 à 20 % en poids environ, de préférence de 3 à 10 $ environ. Une partie plus ou moins grande de cette quantité est liée chimiquement à la molécule de polyester, 40 selon le procédé et la manière d'obtenir des radicaux utilisés. 71 04963 5 2079437 En particulier, lorsqu'on traite le substrat à munir d'un apprêt ignifugeant, avec une irradiation de haute énergie, une proportion importante des phosphates est fixée au polymère» par une liaison covalente, par l'intermédiaire des 5 groupes allyles, les chaînes latérales ainsi obtenues se distribuant statistiquement sur la chaîne du polyester. Dans le cas des phosphates de diallyle, une réticulation peut se produire par entrelacement des diverses chaînes de polyester. L'apprêt de l'invention présente également l'avantage 10 précieux d'être pratiquement sans odeur, contrairement à beau-coupe d'autres apprêts ignifugeants connus. Par conséquent, l'apprêt de l'invention peut non seulement être appliqué sur des tissus grossiers utilisés à des fins industrielles, par exemple sur des tentes ou des bâches, mais également 15 sur des matières textiles pour vêtements, comme par exemple des vêtements de travail, des vêtements pour enfants, du linge de nuit ainsi que des draps de lit, etc. De la même meunière, on peut munir d'un tel apprêt des matières textiles pour l'ameublement tels que des tapis, des tissus de fond 20 pour tapis, des revêtements de sol en feutre, des rideaux et des stores ainsi que des feuilles en polyester. De plus, il est possible de munir d'un apprêt ignifugeant selon l'invention des fils, des fibres ou des fils en polyester, qui ont été éventuellement teints au préalable. 25 Dans les exemples suivants, l'épreuve de 1'inflamma- bilité a été effectuée selon les conditions requises par la norme DIN 53 906, qui correspond à la norme américaine US. CLC D 5902/1913, méthode B. Le substrat était en polytéréphtalate d'éihylène-30 glycol sous diverses formes de confectionnement. EXEMPLE 1 : On imprègne 10 g d'un tissu en polytéréphtalate d'éthylène glycol avec une solution constituée de 3 g de phosphate de diallyle et de 2,3-dibromo-35 propyle, 1,5 g de tétrachloro-éthane, et de 100 mg de peroxyde de benzoyle. On chauffe ensuite 1'échantillon pendant 4 heures à 120°C dans un récipient clos sous atmosphère d'azote. Pour 71 04963 6 2079437 chasser le solvant, on traite encore pendant 1 minute à 160°C et pour éliminer les monomères qui n'ont pas réagi, on le lave une fois dans une machine à laver de ménage, à 40°C. Puis on sèche dans un séchoir ( tuiribler ) à 60°C. L'augmentation 5 en poids du tissu due au fixage par polymérisation du phosphate de diallyle et de 2,3-dibromo-propyle est de 5,3 %• Le tissu ainsi traité a des propriétés ignifugeantes excellentes, qui sont maintenues pratiquement inchangées après quelques lavages. Pendant 11 épreuve de 1'inflammabilité selon DIN 10 53 906, lorsqu'on utilise trois couches du tissu ainsi traité, les échantillons ne brûlent pas lorsque la flamme d'ignition a été éloignée, tandis que la marchandise de départ, soumise à la même épreuve, brûle complètement en 40 secondes environ après 1'éloignement de la flamme. "*5 Bien que des échantillons du tissu ainsi apprêté, de 10 x 20 cm, pliés deux fois, brûlent lorsqu'on les introduit dans la flamme d'un brûleur Bunsen, ils ne brûlent plus lorsqu'on les éloigne de la flamme. Cependant des échantillons non traités soumis à la même épreuve, continuent à brûler 20 même si on les éloigne de la flamme. EXEMPLE 2 : On munit d'un apprêt 10 g d'un tissu en polytéréphtalate dféthylène-glycol de la manière décrite à l'exemple 1 cependant on n'effectue pas le traitement thermique pendant 25 4 heures à 120°C sous atmosphère d'azote, mais en présence d'air. L'augmentation de poids est dans ce cas de 5 %. L'épreuve de l'inflammabilité selon DIN 53 906 donne même après 6 lavages à 40° C les mêmes résultats que dans 1'exemple 1. 30 EXEMPLE 3 : On imprègne 10 g d'un tissu en polytéréphtalate d'éthylène-glycol avec une solution constituée de 2,5 g de phosphate de diallyle et de 2,3-dibromo-propyle, 35 2,0 g de tétra-chloroéthane et de 10Q mg de peroxyde de benzoyle.. On chauffe ensuite l'échantillon pendant 2 heures dans un récipient clos à 12o °C et, pour chasser le solvant, on le traite pendant 1 minute à 160°C dans une étuve. Les 40 monomères qui n'ont pas réagi sont éliminés par un lavage à 71 04963 7 2079437 40°C dans une machine à laver de ménage. On sèche ensuite l'échantillon à 60°C dans un séchoir (tumbler). L'augmentation de poids est de 4,5 Soumis à l'épreuve selon DIN 53 906, l'échantillon 5 est difficilement inflammable. Même après plusieurs lavages dans une machine à laver de ménage l'échantillon est encore difficilement inflammable. EXEMPLE 4 : On imprègne un échantillon de 10 g d'un tissu croisé 0 en polytéréphtalate d'éthylène-glycol avec une solution de 2,5 g de phosphate de diallyle et de 2,3-dibromo-propyle et de 2,0 g de tétrachloroéthane et on le traite ultérieurement de la manière décrite à l'exemple 3. Le tissu, dont le poids a augmenté de 3,8 % en 5 raison du traitement est également difficilement inflammable, lorsqu'on le soumet à 11 épreuve selon DIN 53 906. EXEMPLE 5 : On imprègne 10 g d'un tissu en polytéréphtalate d'éthylène-glycol avec une solution de 0 2 g de phosphate de diallyle et de 2,3-dibromo- propyle, 0,5 g de phosphate d'allyle et de bis-(2,3-dibromo-propyle), 0,5 g de tétrachloroéthane et de 5 1 g de perchloro-éthylène. On irradie ensuite l'échantillon sous atmosphère d'azote dans un récipient en verre, à 80°C, avec un rayonnement gamma, la dose étant de 1 Mrad. La durée de l'irradiation est de 5 heures. L'élimination des solvants est effectuée dans un sé-0 choir à 160°C pendant 1 minute et l'élimination des monomères qui n'ont pas réagi par lavage à 40°C dans une machine à laver de ménage. En raison du traitement, le tissu a subi une augmentation de poids de 5,5 %. L'échantillon est difficilement inflammable même après 5 lavages à la température d'ébullition. 35 EXEMPLE 6 : On pulvérise 5 g d'une solution de peroxyde de benzoyle à 2 % en poids dans du chlorure de méthylène sur un échantillon de 10 g d'un tissu en polytéréphtalate d'éthylène-glycol. Après évaporation du solvant à l'air, on pulvérise 40 sur le tissu une solution de 71 04963 8 2079437 3,0 g de phosphate de diallyle et de 2,3-dibromo- propyle et de 2,0 g de perchloroéthylène et on chauffe l'échantillon pendant 4 heures à 110°C dans un 5 récipient en verre. On chasse le solvant dans un séchoir pendant 1 minute à 160°C et ensuite on élimine les monomères qui n'ont pas réagi par lavage à 40°C dans une machine à laver de-ménage. L'augmentation de poids est de 6 %. On obtient ainsi une marchandise munie d'un apprêt ignifugeant, 10 qui est difficilement inflammable après 10 lavages à 40°C dans les conditions de la norme DIN 53 906. 71 04963 9 2079437 REVENDICATIONS 1.- Procédé permettant de munir des matières fibreuses et des feuilles en polyesters linéaires d'un apprit ignifugeant permanent, procédé caractérisé en ce qu'on applique sur 5 les substrats le phosphate d'allyle et de bis-(2,3-dibromopropyle) et/ou le phosphate de diallyle et de 2,3-dibromopropyle et on les y polymérise par action de la chaleur. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des initiateurs de polymérisation. 10 3.- Procédé selon les revendications 1 et 2, carac térisé en ce qu'on applique sur les substrats, avant ou en même temps que les monomères des substances qui libèrent des radicaux, servant d'initiateurs de polymérisation. 4.— Procédé selon les revendications 1 et 2, carac-15 térisé en ce qu'on traite les substrats avec de l'ozone servant d'initiateur de polymérisation, avant d'appliquer les monomères. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on effectue une irradiation ionisante ou ultra-20 violette pendant ou après l'application des monomères, pour initier la polymérisation. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5»caractérisé en ce que pour réaliser la polymérisation, on effectue le traitement thermique à une température supérieure 25 à 30°C. 7«- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que pour réaliser la polymérisation on effectue le traitement thermique à une température allant de 50 à 220°C. 30 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on applique les monomères sur le substrat sous la forme d'une solution ou d'une émulsion aqueuse. 9»- Des matières fibreuses et des feuilles en polyesters linéaires qui ont été munies d'un apprêt ignifugeant 35 selon le procédé décrit dans l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10.— Agent destiné à être utilisé dans le procédé décrit dans l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il contient du phosphate d'allyle et de bis—(2,3- 40 dibromopropyle) et/ou du phosphate de diallyle et de 2,3-dibromo-propyle.