CZ61195A3

CZ61195A3 - Method of synthetic fiber bleaching

Info

Publication number: CZ61195A3
Application number: CZ95611A
Authority: CZ
Inventors: Klaus Mertens; Kathrin Dc Hentze
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1995-11-15
Also published as: PL307628A1; EP0671499A2; NO950937L; CA2144371A1; NO950937D0; FI951100A; SI9500079A; JPH0849164A; FI951100A0

Description

Způsob bělení syntetických vláken

Oblast techniky *' X

Početné předměty denní potřeby se v průběhu procesu jejich výroby podrobují zpracování, které se označuje jako bělení. Jeho účelem je změna barvy ke světlejším tónům. Cílem je přitom pokud možno čistá bílá. Bělené zboží se při tomto zpracování nemá vůbec nebo jen nepodstatně chemicky změnit.. Významnou skupinu běleného zboží představují textilní vlákna; Ta še rozdělují na přírodní a chemická vlákna. Prvně jmenované-se dále dělí se zřetelem na jejich původ na přírodní vlákna zvířecího původu (vlna, hedvábí) a přírodní vlákna rostlinného původu (bavlna, len). Podskupinu chemických vláken představují tak zvaná syntetická vlákna. K těmto patří polyamidová.vlákna, polyesterová vlákna, polyakrylová vlákna a polyurethanová vlákna.....

Dosavadní stav techniky

V textilním průmyslu je obecně obvyklé, zpracovávat textilní vlákna oxidačními bělícími prostředky aby tak došlo k jejich vybělení. Známými chemikáliemi k tomuto účelu jsou peroxid vodíkuchloritan sodný a perkyseliny: Bělicí prostředek peroxid vodíku se používá zejména pro výše jmenovaná přírodní vlákna a směsné textilní tkaniny.

DE-OS-2 249 062 se týká bělení textilií obsahujících celulózu, příkladně bavlna/polyester, pomocí bělícího prostředku, sestávajícího z vodného roztoku peroxidu vodíku,

-2hydroxidu alkalického-kovu, boritanu alkalického kovu a organického komplexotvorného činidla. Bělicí prostředek obsahuje s výhodou ekvivalent 0,2 až 1,8 % hmotnostních 100 procentního peroxidu vodíku, vztaženo na textilní zboží a pH hodnota činí s výhodou 9,5 až 11,5. Pomocí tohoto bělícího činidla se textilní zboží imregnuje s výhodou 50 až 125 % hmotnostních, vztaženo na textilní zboží.

DE-OS-2 022 929 uvádí způsob bělení textilních materiálů, obzvláště textilních látek ze směsi polyester/ bavlna, u kterých se na textilní materiál nanáší emulze nebo suspenze bělícího prostředku, příkladně emulze vodného ·.· roztoku peroxidu vodíku v uhlovodíkovém nebo halogenovaném uhlovodíkovém rozpouštědle, rozpouštědlo se pak z textilního materiálu důkladně;odstraní a textilní materiál se následně pere.

. US-Ar3 649. 164. popisuje způsob bělení textilií obsahujících celulózu, příkladně textilií polyester/bavlna . pomocí vodného alkalického roztoku peroxidu vodíku, který obecně obsahuje 0,5 až 1,5 % peroxidu vodíku, vztaženo na hmotnost textilního materiálu, 0,05 až 0,5 % ve vodě rozpustného peroxodvojfosforečnanu, vztaženo na hmotnost textilního materiálu a jeho hodnota pH činí 9 až 14.

K bělení se textilní materiál nejprve podrobí předběžnému zpracování s bělicím roztokem při 140 až 160 ’F a následně se tkanina.napojená bělicím roztokem zahřívá až k teplotě varů bělícího roztoku.

Výše popsané způsoby bělení se týkají.bez vyjímky bělení tak zvaných polyesterových směsných tkanin.

-3DE-OS-3 002 726 popisuje způsob bělení vláknitého materiálu peroxidem vodíku, kterým sě bělí vláknitý materiál peroxidem vodíku ve slabě kyselém prostředí při hodnotě pH od 5 do 7, následně se bělicí systém smísí s alkalickým bělicím prostředkem, přitom se nastaví pH hodnota 8,5 až 11 a bělení pokračuje peroxidem vodíku ve slabě alkalickém prostředí.

Bělený vláknitý materiál zahrnuje příkladně přírodní, systetická případně polosyntetická vlákna. Uvedené příklady ukazují použití způsobu bělení bavlny, směsných tkanin vlna/bavlna a směsných tkanin polyester/bavlna. Je třeba si povšimnout, že bělením peroxidem vodíků v uvedené slabě kyselé oblasti pH od 5 do 7 se dosahuje stupně vybělení, kterého se dosáhne samotným chloritanem sodným. S ohledem/ na obvykle používané vícestupňové způsoby bělení, při nichž se pracuje s chloritanem sodným s dechlorací nebo antichlorací a dodatečným bělením peroxidem vodíku ve slabě alkalickém prostředí, se považuje jednoduché bělení peroxidem vodíku ve slabě kyselém prostředí jako neproveditelné.

Peroxid vodíku jako bělicí prostředek je z hlediska použití pro syntetická vlákna považován za podmínečně použitelný, dostatečného bělícího účinku se však nedosáhne (srovnej Ullmanns Enzyklopádie der technischen Chemie, 4. vydání, Band 23, strana 25, 1984).

Pro bělení polyesteru se za vhodný prostředek považuje pouze chloritan sodný, neboť jiné bělicí prostředky neposkytují údajné dostatečný bělicí efekt (srovnej BASF-Handbuch, Band 363d, 8/74, strana 81; K.Lindner, Tenside Textilhilfsmittel - Vashrohstoffe III, strana 2749, 1971).

-4Podstata vynálezu

Překvapivě bylo zjištěno, že také syntetická vlákna, příkladně z polyesteru, se mohou dostatečně vybělit pomocí bělícího roztoku, obsahujícího vodný roztok peroxidu vodíku. Ještě překvapivější je, že se přídavkem polyfosforečnanů do takového bělícího roztoku může dosáhnout zlepšeného bělícího efektu.

Předmětem vynálezu tedy je způsob bělení syntetických vláken peroxidem vodíku, jehož podstata spočívá v tom, že se syntetická vlákna bělí bělicím roztokem obsahujícím peroxid vodíku při hodnotě pH bělícího roztoku od 3 do 7 á teplotě bělícího roztoku mezi 100 a 135 'C.

«I

Příklady syntetických vláken jsou vlákna z polyesteru, -- polyamidu, polvurethanu. a tak. zvaná. acetátoyá_vlákna. S výhodou se používají polyesterová vlákna. Ukázalo se, že způsobem podle vynálezu se mohou výborně bělit nejenom obyklá,polyesterová vlákna, ale také speciální polyesterová vlákna, jako polyesterová.vlákna s tlumicím účinkem proti, plameni (viz Chemie fúr Textilindustrie, 43-95, strany 65-68, 1993) a mikrovlákna z polyesteru.

I

Bělicí roztok se obvykle používá ve formě vodného roztoku peroxidu vodíku. Ačkoliv se teoreticky mohou k výrobě bělícího roztoku používat roztoky peroxidu vodíku o jakékoliv koncentraci, dává se z bezpečnostních důvodů přednost roztokům peroxidu vodíku s méně jak 65 % hmotnostních. Obecně se dává přednost, roztokům o 20 až 35 % hmotnostních. Příkladně koncentrace vodného 35 % (hmotnostních)' peroxidu vodíku činí s výhodou 1,0 až 20 ml/1

-5bělicího roztoku. Vyšší množství peroxidu vodíku jsou možná, nepřinášejí však žádné.podstatné výhody.

K dosažení zlepšeného bělícího účinku je výhodné přidat k bělícímu roztoku určité množství polyfosforečnanů.

U těchto polyfosforečnanů se jedná s výhodou o sloučeniny vzorce Μβ_η+2Ρ_ηθ3_η+ι a Me_n- P_n 0^_n, kde Me znamená ion alkalického kovu, ion kovu alkalických, zemin nebo amoniový ion a n je číslo mezi 1 až 6. Me znamená s výhodou ion alkalického kovu, obzvláště sodíkový ion. Jako příklady takových polyfosforečnanů je možné jmenovat sloučeniny vzorce Na^P^O^g a NagPgO^g. Právě s ohledem na tyto polyfosforečnany se dosahuje obzvláště vysokého bělícího efektu. Obvykle obsahuje bělicí roztok 0,5 až 10 g/1, s výhodou 2 až 3 g/1 polyfosforečnanů.

Bělicí roztok podle vynálezu obvykle obsahuje další vhodné složky. K nim patří stabilizátory, které zabraňuji rozkladu peroxidu vodíku a zneškodňují případně se vyskytující katalyzátory, které způsobují tento rozklad. Obvyklými stabilizátory jsou soli kovů alkalických zemin.

V případě solí kovů alkalických zemin má význam především křemičitan hořečnatý. Dále jsou vhodné rozpustné hořečnaté nebo vápenaté soli, jako síran hořečnatý nebo chlorid vápenatý. S výhodou obsahuje bělicí roztok méně než 0,5 % hmotnostních, obzvláště méně než 0,3 % hmotnostních solí kovů alkalických zemin. · Bělicí roztok podle vynálezu případně obsahuje organické komplexotvorné činidlo, příkladně kyselinu aminokarboxylovou nebo její sůl s alkalickým kovem, případně amonnou sůl. S výhodou obsahuje aminokarboxylóvá kyselina více než jednu aminovou skupinu, nejméně jedna aminová skupina má být

-6substituována dvěma skupinami karboxylových kyselin, ob-... .

zvláště skupinami kyseliny octové nebo substituované kyseliny octové. Příklady výhodných komplexotvorných činidel jsou kyselina ethylendiamintetraoctová, kyselina N-(2-hydroxyethyl)ethylendiamintrioctová, kyselina diethylentriaminpentaoctová, kyselina triethylentetraminhexaoctová nebo některá z těchto sloučenin, v nichž je jedna nebo několik skupin kyseliny octové nahraženo kyselinou (2-hydroxyfenyl)-octovou. Jako komplexotvorné činidlo je výhodná kyselina diethylentriaminpentaoctová nebo její soli s alkalickými kovy. Dalšími vhodnými komplexotvornými činidly jsou vhodné karboxylové kyseliny, příkladně kyselina glukonová a vhodné fosfonové kyseliny a jejich soli. s alkalickými kovy případně amoniové soli, jak je.uvedeno v Chvala-Anger, Handbuch der Textilhilfsmittel, str. 1003 - 1008, 1972.

Obsah komplexotvorného činidla v bělicím roztoku činí ......obvykle .. 0.,.1..až. .5. g/1, s výhodou, 0,2 až 1 g/1. Množství komplexotvorného činidla závisí na koncentraci kovů rozkládajících peroxid vodíku, případně na čistotě vody a na kvalitě syntetických vláken.

Kromě toho se.může k bělícímu roztoku podle vynálezu přidat ještě 0,1 až 1 g/1 jednoho nebo několika, pomocných bělicích prostředků, jako jsou produkty odbouraných proteinů nebo organické fosforečnany, obzvláště estery alkyl a alkylaryl fosforečnanů. Specielními příklady esterů fosforečnanů jsou alkyl a alkylarylestery póly-(ethylenoxy)-fosforečnanů.

Jako další aditivum se mohou k bělícímu roztoku podle vynálezu přidat povrchově aktivní látky, s výhodou nepěnící smáčecí prostředek, aby se usnadnilo praní syntetických

-7vláken navazující na bělení. Mohou še použít anionické nebo neionické povrchově aktivní látky. Příklady vhodných sloučenin jsou kondenzáty alkylfenolů, příkladně nonylfenolu a ethylenoxidem, soli alkylarylsulfonových kyselin, příkladaminové soli kyseliny dodecybenzensulfonové a alkylsulfáty $ s dlouhým řetězcem. Koncentrace povrchově aktivní látky ’’ činí obvykle 0,5 až 3 g/1, s výhodou 1 až 2 g/1.

j

Dále se mohou k bělícímu roztoku přidat optické zjasňovače. Přidané množství činí obecně 0,1 až 5 g/1 bělícího roztoku. Tím se v jednostupnovém bělicím a zjasňovacím procesu dosáhne optimálního bělícího efektu. Oproti dosavadním způsobem bélení chloriianem sodným tím odpadá požadavek na optický vyjasňovač stabilní vůči chloritanu.

‘1 ^: Rovněž je možné použití nepatrných množství uhličitanů alkalických kovů, příkladně uhličitanu sodného.

Bělicí roztok má slabě kyselou až neutrální hodnotu pH, s výhodou je pH v rozsahu 3,0 -7,0, obzvláště v rozsahu *

5,0 - 7,0; Hodnota. pH, která je potřebná pro maximální bělicí účinek závisí příkladně na druhu a kvalitě textilního zboží a je jí možné nastavit například změnou koncentrace kyseliny, příkladně přídavkem kyseliny octové.

Při bělení syntetických vláken činí dávkovači poměr lázně obecně 1 ; 3 až 1 : 40, s výhodou 1 : 10 až 1 : 20.

Bělení syntetických vláken se provádí v tak zvané vysokoteplotní oblasti od 100 do 135 ’C, s výhodou v oblasti od 120 do 130 °C. Při těchto teplotách je potřebný tlak páry s výhodou 0,1 až 0,35 MPa, obzvláště 0,2 až 0,3 MPa. Doba,

V ‘ která je pří určité teplotě nutná k dosažení určitého

-8bělicího účinku, je závislá na. teplotě .; při 100_ °C s vý- . hodou 80 až 120 minut a při teplotě 135 ’C s výhodou 10 až 30 minut. S ohledem na celkové .teplotní rozmezí činí doba zpracování 10 až 120 minut.

Návazně na bělící proces se vybělené textilní zboží pere do neutrální reakce přednostně horkou vodou.

Způsob podle vynálezu se obvykle provádí v běžných HT-bělicích aparátech.

Způsobem podle vynálezu je možné dosáhnout bělosti, která odpovídá bělosti obvykle bělených vláken, příkladně vláken bělených chloritanem. Navíc probíhá způsob podle vynálezu v jednom jediném stupni a vyžaduje pouze· jedno bělicí zařízení. Tím, že se mohou vyloučit běžné bělicí prostředky jako chloritan sodný se ve značné míře chrání životní prostředí. Oproti dosavadním způsobům bělení chloritanem sodným odpadá také požadavek na vyjasňovače odolné proti působení chloritanu. V důsledku toho nejsou použité stroje případně aparatury vystaveny koroznímu namáhání, ke kterému jinak při těchto procesech dochází.

Příklady provedení vynálezu

Dosažený stupeň bělosti se stanovuje podle Ganze (viz R. Griesser, Rev.Prog.Coloration, Vol.11, str. 25, 1981).

Přikladl

Textilní látka z polyesteru se bělí pomocí bělícího roztoku, obsahujícího 5 ml/1 vodného roztoku peroxidu vodíku

-9o koncentraci 35 % hmotnostních, š hodnotou pH 6 - 7 a teplotou 130 ’C po dobu 45 minut. Dávkovači poměr lázně činí 1 ; 20. Dosažený stupeň bělosti je 80.

Λ

Příklad 2

Textilní látka z polyesteru se bělí pomocí bělícího roztoku, obsahujícího 5 ml/1 vodného roztoku peroxidu vodíku o koncentraci 35 % hmotnostních a 3 g/1 polyfosforečnanu sodného, s hodnotou pH 6-7 (nastaveno kyselinou octovou) a teplotou 130 ’C po dobu 45 minut. Dávkovači poměr lázně činí 1 : 20.. Dosažený stupeň bělosti je 85.

Příklad 3

Textilní látka z polyesteru se bělí pomocí bělícího roztoku, obsahujícího 5 ml/1 vodného roztoku peroxidu vodíku o koncentraci 35 % hmotnostních, 3 g/1 polyfosforečnanu sodného a 0,5 g/1 optického vyjasňovače (Hostalux ERE) , s hodnotou pH 6 - 7 (nastaveno kyselinou octovou) a teplotou 130 C po dobu 45 minut. Dávkovači poměr lázně činí 1 : 20. Dosažený stupeň bělosti je 215.

Srovnávací příklad 1 (analogicky podle DE-OS-30 02 726)

Textilní látka z polyesteru se bělí pomocí bělícího roztoku, obsahujícího 5 ml/1 vodného roztoku peroxidu vodíku o koncentraci 35 % hmotnostních, ve slabě kyselém prostředí s hodnotou pH 6,9 a při teplotě 90 °C po dobu 60 minut. Následně se bělicí systém smísí s alkalickým prostředkem

-10(vodný roztok hydroxidu sodného obsahující křemičitan sodný) a textilní látka se běli ve slabě alkalickém prostředí s hodnotou pH 11 při teplotě 80 °C po dobu 60 minut. Dávkovači poměr lázně činí 1 : 10. Dosažený stupeň bělosti je 81.

f, i

Srovnávací příklad 2 (Bělení chloritanem sodným)

Textilní látka z polyesteru se bělí pomocí bělícího roztoku, obsahujícího 1,5 g/1 chloritanu sodného, 1,0 g/1 pomocného bělícího činidla A 0,5 g/1 smáčecího prostředku (^Hostapal FA) při teplotě 130 C po dobu 45 minut. Dávkovači poměr lázně činí 1 : 20. Dosažený stupeň bělosti je ,

86.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob bělení syntetických vláken peroxidem vodíku, vyznačující se tím, že se syntetická vlákna bělí bělicím roztokem obsahujícím peroxid vodíku při hodnotě pH bělícího roztoku od 3 do 7 a teplotě bělícího roztoku mezi 100 a 135 ^eC.
2. Způsob podle nároku 1 , vyznačující se tím, že se jako syntetická vlákna používají vlákna z polyesteru, polyamidu, polyurethanu nebo acetátová vlákna.
3. Způsob podle nároku Ϊ nebo 2 , vyznačující se tím, že bělicí roztok obsahuje roztok peroxidu vodíku o koncentraci až 65 % hmotnostních.
4. Způsob podle nároku 1 nebo 3 , vyznačující se tím, že bělicí roztok obsahuje roztok peroxidu vodíku o koncentraci 20 áž 35 % hmotnostních.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4 , vyznačující se tím, že roztok obsahuje navíc stabilizátory.
6. Způsob podle nároku 5 , vyznačující se tím, že se jako stabilizátory používají soli kovů alklických zemin.

-12s výhodou horečnaté a/nebo vápenaté soli.............,, ..
7. Způsob podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že bělící roztok obsahuje méně než 0,5 % hmotnostních, obzvláště méně než 0,3 % hmotnostních soli kovů alkalických zemin.
8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7 , vyznačující se tím, že roztok obsahuje organická komplexotvorná činidla, výhodně aminokarboxylové kyseliny nebo jejich soli alkalických kovů.
9. Způsob podle nároku 8 , vyznačující se tím, že bělicí roztok obsahuje mezi 0,1 - 5 g/1, výhodně 0,2 - 1 g/1 organického komplexotvorného činidla.
10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9 , vyznačující se tím, že bělicí roztok obsahuje mezi 0,1 - 5 g/1, výhodně 0,2 - 1 g/1 bělícího pomocného prostředku.
11. Způsob podle, nároku 10 , vyznačující se tím, že se jako pomocná bělicí činidla používají produkty odbourání proteinů, alkylestery fosforečnanů a/nebo alkylarylestery fosforečnanů. 12. Způsob podle některého z nároků 1 až 11 , vyznačující se tím, že bělicí roztok obsahuje povrchově aktivní prostředek.

-1313. Způsob podle nároku. 12 , vyznačující se tím, že se jako povrchově aktivní prostředky používají kondenzáty alkylfenolů, solí alkylarylsulfonových kyselin a/nebo alkylsulfáty. ,
14. .Způsob podle nároku 12 nebo 13 , vyznačující se tím, že bělicí roztok obsahuje 0,5 až 3 g/1, výhodně 1 až 2 g/1 povrchově aktivního prostředku.
15. Způsob podle některého z nároků 1 až 14 , v y.z n ač u j í c í s e t í m, že bělicí roztok obsahuje 0,5 až 10 g/1, výhodně 2 až 3 g/1 polyfosforečnanu.
16. Způsob podle nároku 15 , „vyznačující se tím, že se použije polyfosforečnan vzorce ^^en+2^n®3n+l ^ne^° Me_nP_nOg_n, kde Me znamená ion alkalického kovu, ion kovu alkalických zemin nebo amoniový ion a n je číslo mezi 1 až 6.
17. Způsob podle některého z nároků 1 až 16 , vyznačuj ící. se·.tím,, že bělicí roztok obsahuje 0,1 až 5 g/1 optického vyjasňovače.
18. Způsob podle některého z nároků 1 až 17 , vyznačující se tím, že bělicí roztok má hodnotu pH od 5,0 do 7,0.
19. Způsob podle některého z nároků^ 1 až 18 ,

-14vyznačující· se t í m, ž.e .......

bělicí roztok má teplotu mezi 120 a 130 ’C.
20. Způsob podle některého z nároků 1 až 19 , vyznačující se tím, že dávkovači poměr lázně činí 1 : 30 až 1 : 40, výhodně 1 : 10 až 1 : 20.