DE2326364A1

DE2326364A1 - Loesungsmittel-bleichverfahren

Info

Publication number: DE2326364A1
Application number: DE2326364A
Authority: DE
Inventors: William Kent Cunningham; Donald Bragg Knight
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1972-06-07
Filing date: 1973-05-23
Publication date: 1973-12-20
Also published as: GB1430298A; FR2187984A1; AU5626973A; AU470457B2; US3998843A; BE800623A; FR2187297A1; NL7307885A; NL7307860A; FR2187297B1; CA1002260A; FR2187984B1; GB1395236A; DE2328896A1; BE800523A; AU5546273A; US3762862A; CA996940A; AT323151B

Description

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke !!/WE/MY Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl^Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

Case 16,011-F postfach «oo82o

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 59 21/22

<983921/22>

The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA 2030 Abbott Road

La sungsmittel-Bleichverfahren

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren, um Cellulosefasern mit einer Peroxydzusammensetzung zu bleichen. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren, bei dem ein schnelles Bleichen der Cellulosefaser^! erreicht wird, wobei man wäßriges Peroxyd zusammen mit einem chlorierten Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel verwendet.

Baumwolle und andere cellulosische Textilfasern und Materialien (unter "Materialien" wird in der vorliegenden Anmeldung gewebtes, gewirktes, gefilztes und ähnliches Material verstanden) wurden in der Vergangenheit mit wäßrigen Peroxydlösungen und im allgemeinen mit Wasserstoffperoxyd gebleicht. Obgleich man ein zufriedenstellendes Bleichen erreicht, ist es bei diesem Verfahren im allgemeinen erforderlich, das Material in eine kochende Peroxydlösung während Zeiten bis zu mehreren Stunden einzutauchen« In den vergangenen Jahren wurde ein schnelleres Bleich- und Entschlichtungsverfahren entwickelt, bei dem eine Suspension aus wäßrigem Wasserstoffperoxyd in Trichloräthylen oder einem anderen chlorierten Lösungsmittel auf das Textilmaterial angewendet wird, und dann wird das befeuchtete Material mit Dampf behandelt, um das Lösungsmittel zu entfernen. Das behandelte Material wird

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dann mit Wasser gewaschen land gespült und schließlich getrocknet. Obgleich die Bleichwirkung, die man dabei erreicht, relativ schnell verläuft, erhält man nur ein teilweises Bleichen, und die nachfolgenden Wasch-, Spül- und Trocknungsstufen bewirken,, daß das gesamte Verfahren recht lange dauert.

Es wurde nun gefunden, daß Baumwolle und andere cellulosische Textilmaterial!en schnell und leistungsfähig bzw. wirksam gebleicht werden können, indem man das Material mit einer Mischung aus wäßrigem Peroxyd und einem chlorierten niedrigen aliphatischen Kohlenwasserstofflösungsmittel befeuchtet und dann die befeuchteten Fasern mit überhitztem Dampf aus einem chlorierten Lösungsmittel behandelt, bis das Material im wesentlichen trocken ist. Die Peroxydkonzentration in ihrer wäßrigen Lösung kann zwischen ungefähr 10 und 60 Gew.% variieren. Die Lösung kann in Form einer Suspension oder Emulsion, vorliegen. Bevorzugt verwendet man in der Peroxydsuspension und als Lösungsmitteldämpfe das gleiche Lösungsmittel. Das Bleichverfahren ist besonders geeignet, um Rohbaumwolle und Baumwollinters zu bleichen.

Die bevorzugte Bleichkomponente ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Wasserstoffperoxyd, das üblicherweise in Form einer der im Handel erhältlichen wäßrigen Lösungen verwendet wird. Andere Persauerstoffverbindungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind Hydroperoxyde, Peroxysäuren und deren Salze und andere Peroxyde. Beispiele von diesen sind tert««°Butylhydroperoxyd, Peressigsäure, Natriumperborat und Natriumperoxyd.

Die Konzentration an wäßrigem Wasserstoffperoxyd kann zwischen ungefähr 10 bis ungefähr 60 Gew.% variieren, und eine Konzentration von ungefähr 10 bis 50% ist bevorzugt. Äquivalente Konzentrationen an anderen Peroxyverbindungen können verwendet werden. Die Gesamtmenge an Peroxyd in dem System kann von

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ungefähr 0,05 bis ungefähr 15% variieren, bevorzugt beträgt sie ungefähr 5%, bezogen auf das Gewicht der Faser· Die gleichen Grenzen gelten für das Wasser.

Irgendwelche der üblicherweise verwendeten chlorierten niedrigen aliphatischen Kohlertwasserstofflösungsmittel können bei dem Verfahren verwendet werden wie beispielsweise Kohlenstofftetrachlorids Methylenchlorid, Äthylendichlorid, Propylendichlorid, Methylchloroform, Trichlorethylen, Perchloräthylen oder Mischungen davon. Trichloräthylen und insbesondere Perchloräthylen sind bevorzugte

Die Temperatur der Mischung aus Lösungsmittel und wäßrigem Peroxyd, die verwendet wird, um die ungebleichten Fasern durch Eintauchen, Versprühen oder Klotzen zu befeuchten, beträgt geeigneterweise Zimmertemperatur oder liegt mäßig über diesem Wert. Man erhält einen gewissen Vorteil, wenn die Fasern vor dieser Stufe getrocknet werden. Die kritische Lösungsmitteldampftrocknungsstufe, die folgt, ist bei einer Temperatur über dem üblichen Siedepunkt des flüssigen Lösungsmittels im ungefähren Bereich von 65 bis 145°C wirksam. Bei niedrigeren Temperaturen erhält man nur ein teilweises Bleichen, während ein Anschmoren der Faser auftreten kann, wenn man über ungefähr 145°C trocknet. Das Trocknungsverfahren wird am besten bei ungefähr 122 bis 14O°C durchgeführt, wenn man das bevorzugte Perchloräthylen verwendet. Etwas höhere Dampf tempera türen kann man kurz verwenden, wenn die Faser oder das Material nur teilweise getrocknet ist, beispielsweise bis zu 175⁰C

Sowohl die Temperatur als auch die Lösungsmitteldampf atmosphäre sind erforderlich, um das erfindungsgemäße bessere Bleichen zu erhalten. Werden die Fasern, oder das Material, die mit der Lösungsmittel-Peroxydmisehung befeuchtet sind, bei ungefähr Zimmertemperatur in irgendeiner Atmosphäre getrocknet, so erhält man nur ein gexdagee oder kein Bleichen.

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Beim Trocknen in heißer Luft oder in Dampf, wie bei bekannten Verfahren, erzielt man nur ein teilweises Bleichen, verglichen mit den Ergebnissen des erf indungsgemäßen Verfahrens ·

Die Mischung aus Lösungsmittel-wäßrigem Peroxyd liegt bevorzugt in einer Emulsion oder Suspension vor und wird durch Anwesenheit einer geringen Menge an oberflächenaktivem Mittel,im allgemeinen im Bereich von ungefähr 0,01 bis 1 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Flüssigkeit, erhalten. Man kann irgendwelche oberflächenaktiven Mittel ₉ die fähig sind, eine Wasser-in-chloriertem Lösungsmittel-Suspension herzustellen, verwenden und anionische, nichtionische oder kationische Materialien können eingesetzt werden· Das oberflächenaktive Mittel kann irgendeines der üblicherweise verwendeten Textil- oder Trockenreinigungs-Befeuchtungsmittel sein, die mindestens im Ausmaß von 0,01# in den chlorierten Kohlenwasserstoff lösungsmitteln löslich sind. Beispiele sind Erdöl-, Rohöl- bzw. Steinölsulfonate, d.h. Petroleumsulf onate, das Diäthanolamid von Laurinsäure, Poiyäthylenoxyd-Addukte von langkettigen Alkoholen oder Alkylphenolen, entweder als nichtionische Addukte oder als Phosphatester davon, Dioctylnatriumsulfosuccinat und andere solche Verbindungen. Alle sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wirksam, obgleich praktische Überlegungen die Wahl auf solche Verbindungen beschränken, die das Textilmaterial nicht verfärben oder die keinen unerwünschten Restgeruch ergeben, der von dem vorhandenen Peroxyd nicht zerstört wird, und solche, die die Haut nicht reizen« Die Anwesenheit eines oberflächenaktiven Mittels ist bei der Durchführung des Bleichverfahrens nicht kritisch, für eine schnellere Paserbefeuchtbarkeit und eine größere Absorptionsfälligkeit ist es jedoch besonders bevorzugt, daS sie vorhsaden eind.

Die wäßrige Phase im System ist bevorzugt neutral oder Mal basisch $ ZeB ο beträgt ihr pH ungefähr 7 bis 11 _β Der pH-Wert kaim gewöhn ebenfalls durcli Zugabe von geringen Mengen ©iner

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Base oder einer Pufferverbindung wie Natriumhydroxyds» Natriumoxalat, Natriumsilikat, Natriumbicarbonat oder Ammoniak eingestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders wertvoll, wenn man Rohbaumwolle und Baumwollinters bleichen WiIl₉ vrobei seiner Anwendung eine schnelle und wirksame Behandlung, ermöglicht. Man kann es ebenfalls ^um Bleichen von cellulosischen Fasern und Materialien allgemein verwenden, beispielsweise für Baumwolle in Polyestermischungea^ Leinen? Ramie und anderen Fasern pflanzlichen Ursprungs« Das erfindungsgemäße Verfahren kann ebenfalls als Zusatz oder als -Ersatz für "bekannte Trockenreinigungsverfahren von weißen Materialien oder Waren verwendet werden. Zusatzstoffe wie optische Aufhellungsmittel, Antiwiederausfällungsmittel o®ä_e können in dem System ebenfalls vorhanden sein«

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ₉ ©ime sie zu beschränken.

Beispiele 1 bis 11

Stücke aus nichtgebleichter Baumwollstuhlware, 10 χ 10 cm (4 inches square) wurden zu der Test-Perehloräthylenzusammensetzung in eine rostfreie Stahlschal© gegeben und der Inhalt der Schale wurde bei der gewünschten Temperatur während 2 Minuten gerührte Die Testquadrat© wurden dann aus der Schale entnommen, man Ii©ß si© kurz abtropfen und daass wurden sie getrocknet, wobei zwei in einer Luft mit Umgebuags- ■ temperatur und zwei in P©rehlorätlxyleixdamp£ bai 121 bis 143°C während 5 Minuten getrocknet wurden« Das Reflexionsvermögen der Tuchmuster vor der Behandlimg und nach dem Trocknen wurde unter Veiwendung ein©E Photometers bestimmt, das mit einer Sucheinheit ausgerüstet war, die ein Tristimulus-Filter entweder grün oder blau enthielte

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Die Werte, die in jedem Fall aufgeführt sind, sind die durchschnittlichen Werte von zwei Proben.

Die Beispiele 1 bis 8 und die beiden Vergleichsbeispiele, die mitaufgeführt sind, wurden bei einem pH-Wert von 7» sofern nichts anderes angegeben wird, und bei einer Badtemperatur von 26,7°C unter Verwendung von einesm Hatriumpetroleumsulfonat-Detergeas durchgeführt. Die Beispiele 9 bis 11 wurdenbei einem pH-Wert von 10 und bei 65»6°C unter Verwendung von Aerosol OT-Detergens (eingetragenes Warenzeichen) durchgeführt. Bei dieser Gruppe wurde der pH-Wert mit Natriumhydroxyd eingestellt, bevor man wäßriges Wasserstoffperoxyd zu dem Perchloräthylen zufügte.

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Beispiel

Gew.96 auf dem Material

Wasser Detergens

Tabelle I Trocknen

Reflexionsvermögen

Grün

Blau

weißeTweißgradJ

Vergleich
Vergleich

ο
to
od
cn

(ungebleichte Baumwolle) 0 0 0.5

0.05

0.2

0.5

0.23 0.5

l.i

0.5

0.2	O_e45	0.5
Oo5 -	1,25	0.5
0o2	0.45	0.1
Q₉2	0.45**	0.1
0.2 .	2.0	. 0.1

5.0

0.1

Luft Dampf

Luft

Luft Dampf

73

56

72 75	58 61
71 75	60 64
77 80	65 70
76 81	65 72
79 83	69 76
79 84	70 79
78 84	67 78
77 85	65 81
76 ' 84	64 78
75 83	64 70

16 19

27 31

29 40

32

45

29 55

43 64

34 60

29 69

28 60

31 55

ω ro cn ω cn

Fußnoten zu Tabelle I:

⁺ Weißgrad » (4xBlau) - (3xGrün) ⁺⁺ pH « 10

Rohe Baumwolle wurden ebenfalls, wie in den obigen Beispielen beschrieben, gebleicht, wobei man ähnliche Ergebnisse erhielt. Das Reflexionsvermögen wurde nicht bestimmt, da dafür eine glatte Oberfläche erforderlich ist, die Werte wurden jedoch visuell bestimmt und waren ähnlich wie die der Baumwollmuster, die man unter ähnlichen Bedingungen gebleicht hatte".

Weitere Bleichversuche wurden mit nichtgebleichter Baumwollstuhlware an Proben 10 χ 10 cm (4 inches squares) wie in den Beispielen 1 bis 11 beschrieben durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Verfahrensbedingungen wie die Temperatur, das Detergens und das Trocknungsverfahren variiert wurden, um deren Wirkung auf die Bleichwirksamkeit festzustellen.

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	cc	Gew. 9»	auf dem	Material	Tabelle II	Refl	Blau	WeißeiweißgradJ	I VO I
Beispiel	851/	^H2°2	V/asser	Detergens.		GrUn	66 70	40 34
		0,1	0,23	0,1	Trocknen	80 78	72 76	48 55
9	0,2	1,0	0,1	Luft Dampf	- 80 83	67 66	37 30
10	0,2	0,45	0,2	Luft Dampf	77 78
			Luft Dampf

CD CO CD

Weitere Bleichverfahren wurden an quadratischen Proben von nichtgebleichter Baumwolle, wie in den Beispielen 1 bis 11 beschrieben, durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Temperatur und das Trocknungsverfahren und das Detergens variiert wurden wie auch die Konzentration und die Menge an wäßrigem Wasserstoffperoxyd. Paare von behandelten Proben wurden in einem Ofen mit zirkulierender Luft in heißem Perchloräthylendämpfen in jedem Fall getrocknet und in. einigen Fällen wurden Paare von Proben ebenfalls in Luft bei Zimmertemperatur getrocknet. Die Beispiele 12 bis 14 und 18 bis 20 wurden mit wäßrigem Peroxyd bei einem pH-Wert von 7 unter Verwendung von 0,1% Natriumpetroleumsulf onat, bezogen auf das Lösungsmittelgewicht, durchgeführt, und die Beispiele 15 bis 17 wurden bei einem pH-Wert von 10 unter Verwendung von 0,596 eines nichtionischen Detergens, dem Nonylphenoladdukt von 4 Mol Äthylenoxyd, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt.

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Tabelle III

wasser Iroclsnea Grün jii.au

Vergleich (ungebleichte Baumwolle) 71 56

Vergleich O O Ofen oder heißer 75 61

Lösungsmitteldampf

12 0,01 0,02 Ofen, 110-115°C 78 66

Dampf, 115⁰C 80 70

13 0,02 0,04 Ofen, 110-115⁰C 80 69

Dampf, 115°C 83 74

14 0,08 0,16 Ofen, 110-115⁰C 80 70 Dampf. 115⁰C 84 75

15 0,01 0,02 Ofen, 110-115⁰C 76 67

Dampf, 12O⁰C 78 69

16 0,02 0_s04 Ofen, 110-115⁰C 79 70

Dampf j, 120⁰C 81 73

17 ' 0,08 0,16 Ofen, 110-115⁰C

„.,_ _: Dampf. 120°C ■„.

18 0,02 0,08 Luft, Zimmertemp. 74 59

Ofen, 110-115°C 78 66

" , Dampf, 140⁰C 81 71

Tabelle III (Portsetzung)

Beispiel Gew. % auf dem Material

HoO- Wasser Trocknen

19 0,04 0,16 Luft, Zimmertemperatur

Ofen, 110-115⁰C Dampf, 140⁰C

20 0,08 0,52 Luft, Zimmertemperatur

Ofen, 110-115⁰C Dampf, 140⁰C

Reflexionsvermögen	Blau	• ro
Grün	62	1
75	70
79	74
82	63
76	71
80	77
84 .
		IV)
		ω
		N)
		CT)
	U)

Auf im wesentlichen gleiche ¥eise wie in den obigen Beispielen beschrieben wurde Baumwolle in Polyestermischungen, Leinen, Ramie und andere pflanzliche Fasern allgemein, die hauptsächlich ihrer Art nach cellulosisch sind, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wirksaM gebleicht.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren, um ein cellulosisches Fasermaterial zu "bleichen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material mit einer Mischung aus wäßrigem Peroxyd und einem chlorierten, niedrigen aliphatischen Kohlenv/asserstofflösungsmittel befeuchtet, wobei die Konzentration des Peroxyds, berechnet auf der Basis des Wasserstoffperoxydäquivalents, ungefähr 10 bis 60%, bezogen auf das Gewicht der wäßrigen Lösung, beträgt, und man das befeuchtete Material mit überhitzten Lösungsmitteldämpfen eines chlorierten niedrigen aliphatischen Kohlenwasserstoffs behandelt, bis das Material im wesentlichen trocken ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampftemperatur ungefähr 65 bis 145⁰C beträgt.

5· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fasermaterial Baumwolle verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Peroxyd Wasserstoffperoxyd verwendet.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß man als verdampftes Lösungsmittel

und als Lösungsmittel der Peroxydzusamaensetzung das gleiche

verwendet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Perchloräthylen verwendet.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampftemperatur 122 bis 14O°C beträgt.

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8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus wäßrigem Peroxyd und Lösungsmittel ungefähr 0,01 bis 1%, bezogen auf das Gewicht der Mischung, eines oberflächenaktiven Mittels enthält, das fähig ist, die Mischung in eine stabile Suspension zu überführen«'

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung einen pH-Wert von ungefähr 7 bis 11 besitzt.

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