<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zum Bleichen von Textilien aller Art mit Chlordioxyd enthaltenden Bleichflotten
Es wurde schon verschiedentlich vorgeschlagen, Textilien mit wässerigen Lösungen von Chlordioxyd zu bleichen, doch konnte sich bisher diese Arbeitsweise in der Praxis nicht durchsetzen, da bei den hiefür bekannten Verfahren der Verbrauch an Chlordioxyd pro Gewichtseinheit Bleichgut unwirtschaftlich hoch war und eine untragbare Geruchsbelästigung sowie starke Korrosion durch Entweichen des Chlordioxyds eintrat.
Es wurde nun gefunden, dass sich diese Nachteile verhindern und trotzdem ausgezeichnete Bleichergebnisse erzielen lassen, wenn man die Bleiche mit wässerigen Chlordioxydlösungen, die weniger als 2 g Chlordioxyd im Li : : er enthalten, in der Kälte bzw. bei mässig erhöhter Temperatur sowie im PH-Bereich 5 - 8 durchführt und dafür sorgt, dass während der ganzen Bleiche der Chlordioxydgehalt der Bleichflotte im wesentlichen konstant bleibt. Bei dieser Arbeitsweise ist der Chlordioxydverbrauch ausserordentlich niedrig, zumal sich ein und dieselbe Flotte beliebig oft für die Bleiche der nächsten Partie verwenden lässt, so dass das in ihr nach der Bleiche noch enthaltene Chlordioxyd nicht verloren geht. Die Geruchsbelästigung ist auf ein Minimum reduziert und die Bleichzeiten sind kürzer wie bei den mit Natriumchlorit bzw.
Wasserstoffperoxyd arbeitenden Bleichverfahren. Die überraschende Wirkung des neuen Verfahrens ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass während der ganzen Bleiche eine optimale Chlordioxydkonzentration eingehalten wird.
Besonders vorteilhaft ist es, das neue Bleichverfahren in einer Vorrichtung durchzuführen, die eine neue, hiefür besonders günstige Apparatur zur Herstellung von Chlordioxyd aus Natriumchlorit und Chlor benützt und die an Hand der Zeichnung erläutert wird. Die an sich schon vorgeschlagene Apparatur zur Herstellung von Chlordioxyd besteht aus Teilen 1 - 8. Aus der Chlorflasche 1 strömt durch das automatisch regelbare Ventil 2 Chlor in einem genau einstellbaren kontinuierlichen Strom durch das magnetische Ventil 3 und den Strömungsmesser 4 in die untere Hälfte einer kleinen, nach Art einer Rektifikationskolonne ausgebildeten Kolonne 5. Das Ventil 2 kann durch den Strömungsmesser 4 gesteuert werden.
Gleichzeitig mit dem Chlorstrom wird durch den als Wächter ausgebildeten Strömungsmesser 6 in den Fuss der Kolonne 5 Luft oder ein anderes Inertgas eingeleitet und mittels einer Dosierpumpe 7 aus einem Vorratsgefäss 8 eine Natriumchloritlösung über einen Strömungsmesser 9 in einer auf den Chlorstrom eingeregelten Menge auf den Kopf der Kolonne 5 gegeben. Die Dosierpumpe 7 kann durch den Strömungsmesser 9 gesteuert werden. Im oberen Teil der Kolonne setzt sich de ! mit Luft verdünnte Chlorstrom mit der herabrieselnden Natriumchloritlösung quantitÅativ um, nach der Gleichung
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
durchgeführt, auch bei stöchiometrischen Chlormenge quantitativ. Aus der sich bei der Reaktion bildenden Kochsalzlösung wird das darin gelöste Chlordioxyd im unteren Teil der Kolonne 5 durch den
Luftstrom ausgetrieben.
Vom Kopf der Kolonne 5 kann somit mit Luft verdünntes, bei Anwendung stöchiometrischer Chlormengen praktisch chlorfreies Chlordioxyd in nahezu quantitativer Ausbeute abgezogen werden, während vom Fuss der Kolonne Kochsalzlösung abströmt. Der mit Luft verdünnte Chlordi- oxydstrom wird in den Fuss einer Absorptionskolonne 10 eingeleitet.
11,12 und 13 stellen eine mit umgewälzter Flotte arbeitende Bleichapparatur üblicher Bauart dar.
Von der Druckseite der Umwälzleitung 12 wird ein Teilstrom von der umgewälzten Flotte abgezweigt und durch das Ventil 14 mittels der Leitung 15 dem oberen Teil der Absorptionskolonne 10 zugeführt. Beim Herabrieseln durch die Absorptionskolonne 10 wäscht dieser Teilstrom aus dem aufsteigenden Gasstrom das Chlordioxyd aus, wird an Chlordioxyd angereichert vom Fuss der Kolonne 10 abgezogen und durch die Leitung 16 der Saugseite der Umwälzpumpe 13 zugeführt. Ein von Chlordioxyd praktisch freier Luftstrom bzw. Inertgasstrom wird mittels eines Gasförderers 17 üblicher Bauart vom Kopf der Kolonne 10 abgezogen. Wahlweise wird der Luftstrom odci Inertgasstrom mittels eines Gebläses durch den Strömungsmesser 6 in den Fuss der Kolonne 5 gedrückt, in diesem Falle entfällt der Gasförderer 17. Enthält der aus 10 abgezogene Luft- bzw.
Inertgasstrom noch messbare Mengen Chlordioxyd, so wird durch die Leitung 18 und das Ventil 19 auf den Kopf von Kolonne 10 eine geringe Menge Wasser gegeben, welches im obersten Teil von 10 die noch im Luftstrom enthaltenen geringen Mengen Chlordioxyd absorbiert und ebenfalls der Bleichflotte zuführt. Wird bei höheren Temperaturen gebleicht, so empfiehlt es sich, den mit der Leitung 15 der Kolonne 10 zugeführten Teilstrom in einem Wärmeaustauscher 20 zu kühlen.
Die Kolonnen 5 und 10 können als Füllkörper- oder Bodenkolonnen ausgebildet sein.
Eine Sicherheitsvorrichtung sorgt dafür, dass in der ganzen Vorrichtung in der Gasphase nie über der Sicherheitsgrenze liegende Chlordioxydkonzentrationen auftreten können. Eine derartige unerwünschte Steigerung der Chlordioxydkonzentration kann nur dann auftreten, wenn gar keine oder nur wenig Luft der Kolonne 5 und damit auch der Kolonne 10 zuströmt. Sinkt jedoch diese Luftmenge unter einen kritischen Wert, so wird durch den als Wächter ausgebildeten Strömungsmesser 6 die Dosierpumpe 7 abgestellt und das magnetische Ventil 3 geschlossen und so die Chlordioxydentwicklung sofort unterbrochen, bevor eine zu hohe Chlordioxydkonzentration entstehen kann.
Die der Bleichflotte pro Zeiteinheit zugeführte Chlordioxydmenge ist gleich der Chlordioxydmenge, die durch den von der umgewälzten Flotte abgezweigten Teilstrom in Kolonne 10 absorbiert wird, diese ist wieder gleich der pro Zeiteinheit der Kolonne 10 zuströmenden und in Kolonne 5 erzeugten Chlordioxydmenge. Letztere hängt nur ab von den der Kolonne 5 pro Zeiteinheit zugeführten äquiva- lenten gewählten Mengen Chlor und Natriumchlorit, so dass durch einfaches Einregeln von Ventil 3 und Dosierpumpe 7 dafür gesorgt werden kann, dass die Chlordioxydkonzentration der Flotte auf dem gewünschten Wert gehalten wird.
Wird ein Analysator, wie er in Wasserreinigungsanlagen üblich ist, beispielsweise in die Leitung 12 eingebaut und lässt man diesen Ventil 3 und Dosierpumpe 7 steuern, so kann man vollautomatisch die Chlordioxydkonzentration der Bleichflotte konstant halten.
Wird in Sonderfällen gewünscht, mit Flotten zu bleichen, die neben Chlordioxyd noch Chlor enthalten, so führt man der Kolonne 5 nicht die stöchiometrische, sondern eine höhere Chlormenge zu. Von der Kolonne 5 kann dann ein verdünntes Chlor-Chlordioxydgemisch jeder gewünschten Zusammensetzung abgezogen werden, aus dem das Chlor und das Chlordioxyd durch den von der Flotte abgezweigten Teilstrom in Kolonne 10 quantitativ absorbiert und der Bleichflotte zugeführt wird. Selbstverständlich kann der Kolonne 5 auch nur Chlor zugeführt werden und somit in ein und derselben Vorrichtung beispielsweise zunächst eine Behandlung des Bleichgutes mit Chlor und dann eine Bleiche mit Chlordioxyd durchgeführt werden.
Bei den folgenden Beispielen wurde mit nur Chlordioxyd als bleichendes Agens enthaltenden Flotten gearbeitet und daher Ventil 3 und Dosierpumpe 7 so eingeregelt, dass aus der Kolonne 5 reines, verdünntes Chlordioxyd inder zur Aufrechterhaltung der jeweils gewählten Chlordioxyd- konzentration in der Flotte benötigten Menge abströmte.
Gegenüber der Natriumchloritbleiche hat das erfindungsgemässe Verfahren den grossen Vorteil des wesentlich geringeren Chemikalienverbrauches. Um beispielsweise bei dem in den folgenden Beispielen 1 bis 3 verwendeten Bleichgut dieselbe Wirkung zu erzielen, ist bei der üblichen Natriumchloritbleiche ein Aufwand von 8 bis12gNaCiO2 pro kg Bleichgut notwendig ; demgegenüber'werden bei dem neuen Bleichverfahren nur 3, 2 - 4, 6 g NaCIO pro kg Bleichgut verbraucht. Dazu kommt, dass der Dampfverbrauch, da bei dem neuen Verfahren in der Kälte oder nur bei mässig erhöhten Temperaturen gearbeitet wird, we-
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
Zusatz von Aktivatoren entfällt, ist ebenfalls eine wesentliche Vereinfachung.
Ein besonders überraschender Vorteil des neuen Verfahrens ist, dass, obwohl bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als bei der Natriumchloritbleiche gearbeitet wird, die Bleichzeiten trotzdem wesentlich kürzer sind als bei dieser und somit dieRaum-Zeit-Ausbeute bei der Bleiche erheblich gesteigert werden kann. Da das erfindungsgemä - sse Verfahren bei niederen Temperaturen arbeitet, können für die Bleichapparatur gegen verdünnte Chlordioxydlösungen beständige, jedoch bei hohen Temperaturen nicht mehr verwendbare Werkstoffe für die Herstellung der Bleichapparatur verwendet werden, wie beispielsweise Hart-PVC.
Beispiel l : 130 kg merzerisiertes Baumwollgarn Nm 34/3 mit einem Weissgrad von 56,0 GE (mit Tristimulusblaufilter gemessen) wurden in einem Pack-Bleichapparat in üblicher Weise unter Verwendung von Soda und Natronlauge 6 h bei 95 0C abgekocht, mit Wasser gespült, mit verdünnter Schwefelsäure abgesäuert und anschliessend bis zum Neutralpunkt gespült.
Die so vorbehandelte Ware wurde in das Bleichgefäss 11 gepackt und eine mit Soda abgepufferte Bleichflotte einer vorhergehendenBleichpartie mit einem Chlordioxydgehalt von 0,8 g/l zugegeben. Nun wurde die Umwälzpumpe 13 eingeschaltet, das Ventil 14 geöffnet, durch 6 ein Luftstrom auf die Kolonnen 5 und 10 gegeben, die Ventile 2 und 3 geöffnet und mittels der Dosierpumpe 7 aus dem Vorratsgefäss 8 eine konzentrierte, handelsübliche Natriumchloritlösung mit 300 g NaCIO pro Liter auf den Kopf von Kolonne 5 gepumpt.
Ventil 3 und Dosierpumpe 7 wurden so eingeregelt, dass Chlor und Natriumchlorit in äquivalenten und solchen Mengen der Kolonne 5 zugeführt wurden, dass die in 5 stündlich entwickelte Menge durch Luft verdünntes Chlordioxyd eben ausreichte, um die Konzentration der Bleichflotte während der Bleiche auf etwa 0,8 g/l zu halten.
Alle 15 min wurden aus dem oberen Teil des Bleichgefässes Flottenproben entnommen und in ihnen die Chlordioxydkonzentration und das PH bestimmt. Die Bleichflotte wurde nicht erwärmt. Tabelle 1 bringt einen Überblick über den Bleichvorgang.
Tabelle 1.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Bleichzeit <SEP> Chlordioxyd-Gehalt <SEP> PH <SEP> der <SEP> Flotte <SEP> Temperatur <SEP> der
<tb> in <SEP> Minuten <SEP> der <SEP> Flotte <SEP> ring/1 <SEP> Flotte <SEP> in <SEP> OC
<tb> Beginn <SEP> 0,8 <SEP> 7,0 <SEP> 13
<tb> 15 <SEP> 0, <SEP> 84 <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP> 12
<tb> 30 <SEP> 0,83 <SEP> 7,0 <SEP> 13
<tb> 45 <SEP> 0, <SEP> 89 <SEP> 6, <SEP> 2 <SEP> 13
<tb> 60 <SEP> 0, <SEP> 85 <SEP> 6, <SEP> 3 <SEP> 13
<tb> 75 <SEP> 0, <SEP> 82 <SEP> 6,1 <SEP> 13
<tb> 90 <SEP> 0,84 <SEP> 6,2 <SEP> 13 <SEP> Ende <SEP> der
<tb> Bleiche
<tb>
Nach 90 min Bleichzeit wurden die Ventile 2 und 3 geschlossen und die Dosierpumpe 7 abgestellt, Ventil 14 geschlossen und die Umwälzpumpe 13 abgestellt.
Die Bleichflotte wurde aus 11 in einen Zwischenbehälter abgelassen und das Bleichgut gespült und getrocknet ; es hatte danach einen Weissgrad von 80,0 GE (mit Tristimulusblaufilter gemessen).
Der Verbrauch an Chlor war 165 g, der an NaCIO 420 g. Nach der eingangs angegebenen Reaktionsgleichung lassen sich daraus theoretisch 314 g Chlordioxyd herstellen. Wegen geringfügiger Verluste wurden der Bleichflotte 300 g Chlordioxyd zugeführt, der spezifische Verbrauch an Chlordioxyd war somit 2,3 g Chlordioxyd pro kg Bleichgut, der an NaClO2 3, 2 g pro kg Bleichgut.
Beispiel 2: 130 kg nicht merzerisiertes Baumwollgarn Nm 20/2 mit einem Weissgrad von 52,0 GE wurden wie in Beispiel 1 beschrieben, alkalisch abgekocht, gespült und in das Bleichgefäss 11 gepackt.
Unter Wiederverwendung der Flotte von Beispiel 1, die mit Soda wieder auf ein PH von 7 gebracht wurde, wurde das Gut anschliessend in allen Einzelheiten wie in Beispiel 1 beschrieben gebleicht. Nach Spülen und Trocknen hatte das Bleichgut einen Weissgrad von 79,5 GE. Es wurden 170 g Chlor und 430 g Natriumchlorit verbraucht, der spezifische Verbrauch war 2,4 g C10 bzw. 3,4 g NaCIO pro kg Bleichgut.
<Desc/Clms Page number 4>
Beispiel 3 : Dieses Beispiel schildert eine Bleiche, bei der eine frische Bleichflotte hergestellt und die Bleiche bei etwas höherer Chlordioxydkonzentration und schwach erhöhter Temperatur durchgeführt wurde.
125 kg Baumwollgarn Nm 20/2 mit einem Weissgrad von 52,2 GE wurden wie in Beispiel 1 beschrieben, vorbehandelt und in das Bleichgefäss 11 gepackt. Das Bleichgefäss wurde mit enthärtetem Wasser gefüllt und die Bleichvorrichtung wie in Beispiel 1 beschrieben in Gang gesetzt. Wieder wurden der Kolonne 5 Chlor und Natriumchlorit im stöchiometrischen Verhältnis zugeführt, jedoch in solchen Mengen, dass die pro Zeiteinheit erzeugte und der Bleichflotte zugeführte Chlordioxydmenge zunächst wesentlich grösser war als in Beispiel 1 und 2. Gleichzeitig wurde die Temperatur der Bleichflotte durch schwaches Erwärmen mittels des Wärmeaustauschers 21 auf 250C gebracht und das PH der Flotte mit Sodalösung auf 7 eingestellt.
Nach 20 min hatte die Bleichflotte eine Konzentration von 1, 3 g Chlordioxyd pro Liter, worauf die Chlordioxydentwicklung wie oben beschrieben so eingeregelt wurde, dass diese Chlordioxydkonzentration während der ganzen Bleiche im wesentlichen konstant blieb.
Tabelle 2
EMI4.1
<tb>
<tb> Bleichzeit <SEP> Chlordioxyd-Gehalt <SEP> PH <SEP> der <SEP> Flotte <SEP> Temperatur <SEP> der
<tb> in <SEP> Minuten <SEP> der <SEP> Flotte <SEP> in <SEP> g/l <SEP> Flotte <SEP> in <SEP> 0 <SEP> C <SEP>
<tb> Beginn <SEP> 0 <SEP> 6 <SEP> 12
<tb> 10 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> 20
<tb> 20 <SEP> 1, <SEP> 30 <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP> 25
<tb> 35 <SEP> 1,26 <SEP> 6,6 <SEP> 25
<tb> 50 <SEP> 1, <SEP> 24 <SEP> 6, <SEP> 3 <SEP> 25
<tb> 65 <SEP> 1,23 <SEP> 6,5 <SEP> 25
<tb> 80 <SEP> 1,25 <SEP> 6,3 <SEP> 25 <SEP> Ende <SEP> der <SEP>
<tb> Bleiche
<tb>
Die Flotte wurde in einen Zwischenbehälter zur Wiederverwendung abgelassen, das Bleichgut wie üblich gespült und getrocknet ; es hatte einen Weissgrad von 80,5 GE.
Bei dem ganzen Versuch wurden 470 g Chlor und 1190 g NaCIO verbraucht, was 850 g der Bleichflotte zugeführtem Chlordioxyd entspricht. Es wurden 350 l Flotte mit insgesamt 440 g Chlordioxyd abge, lassen, für deren Herstellung 615 g NaCIO und 240 g Chlor verbraucht wurden. Da dieses Chlordioxyd für die nächste Partie zur Verfügung steht, ist der effektive Verbrauch bei der Bleiche 575 g NaClO2 und 230 g Chlor bzw. 410 g Chlordioxyd. Pro kg Bleichgut wurden somit 3,3 g Chlordioxyd bzw. 4,6 g NaCIO verbraucht.
Die folgenden Beispiele 4 und 5 wurden in einer kleinen Versuchsapparatur durchgeführt, die nach demselben Prinzip arbeitete, wie die oben beschriebene Vorrichtung.
Beispiel 4 : 2 kg roher Viskose-Zellwollnessel mit einem Weissgrad von 71,5 GE wurden mit einer wässerigen, mit Soda auf PH 7 eingestellten, zirka 0,3 g Chlordioxyd pro Liter enthaltenden Chlordioxydlösung gebleicht, wobei der Chlordioxydgehalt und das PH der Flotte während der Bleiche im wesentlichen konstant gehalten wurden.
<Desc/Clms Page number 5>
Tabelle 3
EMI5.1
<tb>
<tb> Bleichzeit <SEP> Chlordioxyd-Gehalt <SEP> PH <SEP> der <SEP> Flotte <SEP> Temperatur <SEP> der
<tb> in <SEP> Minuten <SEP> der <SEP> Flotte <SEP> in <SEP> g/l <SEP> Flotte <SEP> in <SEP> C
<tb> 15 <SEP> 0, <SEP> 32 <SEP> 6, <SEP> 4 <SEP> 38
<tb> 30 <SEP> 0, <SEP> 28 <SEP> 6, <SEP> 2 <SEP> 40 <SEP>
<tb> 45 <SEP> 0,27 <SEP> 6,3 <SEP> 40
<tb> 60 <SEP> 0,31 <SEP> 6,2 <SEP> 40
<tb> 120 <SEP> 0, <SEP> 26 <SEP> 6,3 <SEP> 40 <SEP> Ende <SEP> der
<tb> Bleiche
<tb>
Nach Spülen und Trocknen hatte das Bleichgut einen Weissgrad von 79, 0 GE.
Beispiel 5 : 2 kg rohes Garn aus Polyacrylnitrilfaser (Dralongarn) mit einem Weissgrad von 61, 0 GE wurden wie in Beispiel 4 beschrieben gebleicht, mit der Ausnahme, dass die Bleichflotte vor der Bleiche einen Gehalt von zirka 0,5 g Chlordioxyd pro Liter hatte.
Tabelle 4
EMI5.2
<tb>
<tb> Bleichzeit <SEP> Chlordioxyd-Gehalt <SEP> PH <SEP> der <SEP> Flotte <SEP> Temperatur <SEP> der
<tb> in <SEP> Minuten <SEP> der <SEP> Flotte <SEP> in <SEP> g/l <SEP> Flotte <SEP> in <SEP> 0 <SEP> C <SEP>
<tb> Beginn <SEP> 0,53 <SEP> 6, <SEP> 7 <SEP> 50
<tb> 60 <SEP> 0,41 <SEP> 6,1 <SEP> 50
<tb> 120 <SEP> 0,45 <SEP> 6,3 <SEP> 50
<tb> 180 <SEP> 0,43 <SEP> 6,2 <SEP> 48 <SEP> Ende <SEP> der
<tb> Bleiche
<tb>
Nach Spülen und Trocknen hatte das Bleichgut einen Weissgrad von 80,0 GE.
Durch eine einfache Absaugvorrichtung konnte bei allen Versuchen die Geruchsbelästigung auf ein kaum merkbares Mass herabgesetzt werden und war nicht höher als die Geruchsbelästigung bei den üblichen, unter Verwendung von Natriumchlorit durchgeführten Bleichverfahren.
Selbstverständlich kann jede bekannte Puffersubstanz zum Einstellen und Konstanthalten des pH-Wertes der Bleichflotte verwendet werden. Ebenso können die bei der Chloritbleiche üblichen Netzmittel, optische Aufheller usw. der Bleichflotte zugesetzt werden.
In Sonderfällen kann es vorteilhaft sein, die Temperatur während der Bleiche zu variieren, doch wird man sie vorteilhafterweise nicht über 60 C steigern. Wird am Ende der Bleiche bei Temperaturen über 500 C gearbeitet, so empfiehlt es sich, nach dem Ablassen die zur Wiederverwendung bestimmte Flotte zu kühlen.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.