DE1419353B1

DE1419353B1 - Verfahren zum Bleichen mit einem Alkaliperoxymonosulfat

Info

Publication number: DE1419353B1
Application number: DE19601419353
Authority: DE
Inventors: Taylor Gerald L
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1959-07-28
Filing date: 1960-07-26
Publication date: 1970-02-26
Also published as: GB896453A; CH385783A; NL254297A; US2996350A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bleichen mit einem Alkaliperoxymonosulfat in wäßriger Lösung, die Manganionen enthält.

Alkaliperoxymonosulfate sind als besonders gute Bleichmittel bekannt, da sie stärkere Oxydationsmittel als Wasserstoffperoxyd und viele der anderen, üblicherweise zum Bleichen verwendeten Perverbindungen sind. Bei Verwendung von Leitungswasser bietet das Bleichen mit Peroxymonosulfaten jedoch die Schwierigkeit, daß die in dem Wasser gewöhnlich in Mengen bis zu 0,2 Teilen je Million enthaltenen Mangan(II)-ionen durch das Peroxymonosulfat zu höheren Wertigkeitsstufen (+3 und +4) oxydiert werden, die dem zu bleichenden Material eine gelbe Farbe verleihen.

Aus der schweizerischen Patentschrift 307 856 ist bekannt, zu Wasserstoffperoxyd enthaltenden Bleichmitteln Mangan(II)-salze als Aktivatoren zuzusetzen. Hierbei tritt das vorliegende Problem nicht auf, weil Mangan(II)-ionen durch Wasserstoffperoxyd nicht oxydiert werden. Da aber durch den Zusatz von Mangansalzen die Stärke des Wasserstoffperoxyds als Oxydationsmittel nicht erhöht, sondern nur die Abgabe von aktivem Sauerstoff erleichtert wird, blieb das Bedürfnis nach stärkeren Bleichmitteln, wie den Alkaliperoxymonosulfaten, nach wie vor bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bleichverfahren zur Verfügung zu stellen, das von der starken Oxydationswirkung der Alkaliperoxymonosulfate Gebrauch macht und mit manganhaltigem Leitungswasser durchgeführt werden kann, ohne daß dabei eine Oxydation der Mangan(II)-ionen zu einer höheren Wertigkeitsstufe eintritt.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß es mit einer wäßrigen Lösung eines Alkaliperoxymonosulfats durchgeführt wird, die eine zur Reduktion der Manganionen zu einer farblosen Stufe ausreichende Menge Perhydrat enthält, wobei das Verhältnis des Gehalts an aktivem Sauerstoff des Peroxymonosulfats zu demjenigen des Perhydrats etwa 3:1 bis 30:1 beträgt.

Vorzugsweise wird als Perhydrat Natriumboratperhydrat der Formel NaBO₂ · H₂O₂ verwendet.

Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die höherwertigen, gelben Manganionen selbst in Gegenwart von Alkaliperoxymonosulfaten durch Perhydrate zur farblosen zweiwertigen Stufe reduziert werden und daß Peroxymonosulfate mit Perhydraten in wäßrigen Lösungen verträglich sind, wenn die Verbindungen in bestimmten Verhältnissen darin enthalten sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher zum Bleichen von Stoffen verwendet werden, die durch höherwertige Manganionen gelb gefärbt sind. Ferner wurde gefunden, daß feste Gemische von Alkaliperoxymonosulfaten und Perhydraten für sich allein oder zusammen mit üblichen Detergentien und Reinigungsmitteln praktisch in jedem Leitungswasser verwendet werden können, unabhängig von der Anwesenheit von Manganionen und der Härte des Wassers.

Bei den nachstehend angegebenen Versuchen werden die verschiedenen Konzentrationen an Mn⁺+ durch Zugabe steigender Mengen Mangan(ll)-sulfat zu destilliertem Wasser erhalten; zu jeder Lösung wird das folgende Bleichmittel zugesetzt:

35% Gemisch aus 2 Mol KHSO₅,

1 Mol KHSO₄ und 1 Mol K₂SO₄,

20% Natriumsulfat,
5% Natriummetasilicat,
20% Natriumcarbonat,
20 % Tetranatriumpyrophosphat.
5

Jede Lösung enthält 0,2 Gewichtsprozent dieses Bleichmittels. Man arbeitet unter genormten Waschmaschinenbedingungen. Das Peroxymonosulfat liefert 25 Teile aktiven Sauerstoff je Million. Weiße Baumwollstoffproben werden bei einem Stoff-Wasser-Verhältnis von 1: 20 in dem Bad bei 60⁰C 10 Minuten gewaschen. Nach dem Waschen werden die Stoffproben gründlich gespült und getrocknet, worauf ihr Reflexionsvermögen mittels eines Reflektometers unter Verwendung eines Blaufilters bestimmt wird. Hierbei stellt die Abnahme in dem Reflexionsvermögen ein Maß für das Gelbwerden des Gewebes dar.

20 Mangan	Helligkeitseinheiten als	0	des Waschens	1	2	Funktion	4
konzentration		86,8	87,3	87,0		_..-,
(Teile je Million)	86,1	87,1	87,1	3	86,4
0,00	86,7	87,1	85,8	87,7	80,6
₂, 0,05	86,4	86,8	84,7	87,0	76,7
⁵ 0,10	86,9	86,8	83,4	83,5	75,2
0,20	87,0	86,0	82,1	80,8	73,7
0,30		79,6
0,50		77,2

Die obigen Ergebnisse zeigen, daß das Mangan

selbst in geringen Konzentrationen (etwa 0,1 Teil je Million) oxydiert wird und eine Gelbfärbung bewirkt.

Eine Möglichkeit, diese Verfärbung zu vermeiden, besteht darin, die gelben Manganionen dadurch zu entfernen, daß man sie zu der farblosen Stufe reduziert. Dazu muß jedoch ein Reduktionsmittel verwendet werden, das die Bleichwirkung der Peroxymonosulfationen nicht beeinträchtigt und mit dem Peroxymonosulfat, wenigstens für die zum Bleichen erforderliche Zeitspanne, verträglich ist. Außerdem muß sich das Reduktionsmittel dazu eignen, Bestandteil von festen, Alkaliperoxymonosulfate enthaltenden Gemischen zu sein. Diesen Bedingungen genügen die erfindungsgemäß als Reduktionsmittel verwendeten Perhydrate. Die wäßrigen Lösungen sind während der normalerweise zum Bleichen, Reinigen und Waschen erforderlichen Zeit stabil und können auch zur Entfernung von Verfärbungen von Materialien verwendet werden, die durch hochoxydierte Manganionen gelb geworden sind.

Perhydrate lassen sich leicht durch Zusatz von H₂O₂ zu wäßrigen Salzlösungen und anschließendes Trocknen in kristalliner Form herstellen. Beim Zusatz zu Wasser setzen die Perhydrate H₂O₂ in Freiheit. Die Perhydrate zeichnen sich ferner dadurch aus, daß sie in wäßrigen, Peroxymonosulfat und hochgradig oxydiertes Mangan (Oxydationsstute +3 und +4) enthaltenden Lösungen als Reduktionsmittel wirken.

Verbindungen, die mit H₂O₂ Perhydrate bilden, sind z. B. Natriumborat, Aluminiumsulfat, Harnstoff, Natriumacetat, Natriumsilicat, Ammoniumcarbonat und Pyrophosphate. In den Formeln der Perhydrate wird H₂O₂ als separate Verbindung angegeben. So wird Natriumperborattetrahydrat mit NaBO₂ · H₂O₂ · 3 H₂O bezeichnet (es enthält etwa 10 % aktiven Sauerstoff). Das bevorzugte Perhydrat ist Natriumperboratmonohydrat, das als Natriumboratperhydrat

Claims

NaBO2-H2O2 bekannt ist (es enthält etwa 16% aktiven Sauerstoff). Die Alkaliperborate sind in der USA.-Patentschrift 2 491 789 beschrieben. Die Mengen an Alkaliperoxymonosulfat und Perhydrat, die erforderlich sind, um in Lösung wirksam zu sein, werden zweckmäßig durch das Verhältnis an aktivem Sauerstoff ausgedrückt. Das Verhältnis an aktivem Sauerstoff des Peroxymonosulfats zu demjenigen des Perhydrats kann zwischen 3:1 und 30:1 schwanken und ist unabhängig von dem jeweils verwendeten Peroxymonosulfat oder Perhydrat. Lösungen, die diese Verbindungen in den dem oben angegebenen Verhältnis an aktivem Sauerstoff entsprechenden Mengen enthalten, sind stabile und wirksame Bleichmittel, die entweder zur Entfernung gelbgefärbter Manganionen oder zur Vermeidung einer gelben Verfärbung verwendet werden können. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Kaliumperoxymonosulfat und Natriumboratpsrhydrat durchgeführt. Beispiel 1 Das obige Bleichmittel wird in Leitungswasser, das 0,2 Teile Mangan je Million enthält, in einer Konzentration von 0,2 Gewichtsprozent gelöst. Dsr Gehalt der Lösung an aktivem Sauerstoff beträgt 25 Teile je Million. Man arbeitet unter den obengsnannten genormten Bedingungen, wobei der ersten Lösung 12% Natriumboratperhydrat, bezogen auf das Gewicht des Kaliumperoxymonosulfats, zugesetzt werden. BleichmittelRestlicher aktiver Sauerstoff1 20SHelligkeitseinheiten als Funktion des Waschens'523 I 486,15Patentansprüche:6(Teile je Million)85,4186,385,583,786,686,8Mit Natriumboratperhydrat1385,985,585,585,582,280,2Ohne Reduktionsmittel 1885,5Beispie Baumwollstoffproben, die in früheren Versuchen gelb geworden sind, werden mit dem oben angegebenen Bleichmittel unter Zusatz von 20% Natriumperborattetrahydrat, bezogen auf das Gewicht des Kaliumperoxymonosulfats, gewaschen. Es wird heißes, destilliertes Wasser verwendet. Die übrigen Bedingungen sind die gleichen wie im Beispiel 1. Bleichmittel Mit Natriumperborattetrahydrat Ohne Reduktionsmittel Helligkeitseinheiten als Funktion des Waschens 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 74,0 73,7 75,5 71,7 78,4 73,3 84,5 71,2 86,8 71,4 70,4 35 40

1. Verfahren zum Bleichen mit einem Alkaliperoxymonosulfat in wäßriger Lösung, die Manganionen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer wäßrigen Lösung eines Alkaliperoxymonosulfats durchgeführt wird, die eine zur Reduktion der Manganionen zu einer farblosen Stufe ausreichende Menge Perhydrat enthält, wobei das Verhältnis des Gehalts an aktivem Sauerstoff des Peroxymonosulfats zu demjenigen des Perhydrats etwa 3:1 bis 30:1 beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Perhydrat Natriumboratperhydrat der Formel NaBO₂ · H₂O₂ verwendet wird.