DE69100596T2 - Verfahren und gerät zum bleichen von textilnetzen. - Google Patents
Verfahren und gerät zum bleichen von textilnetzen.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Hydroxylionen- und Wasserstoffperoxidkonzentration ([OH&supmin;] und [H&sub2;O&sub2;]) in einem mindestens eine Lösung eines Hydroxids und von Wasserstoffperoxid in Wasser enthaltenden Bleichbad.
- In dieser Beschreibung ist unter der "Hydroxylionenkonzentration" im allgemeinen die Gesamt-OH&supmin;-Ionenkonzentration in Mol/l zu verstehen.
- In der Textilindustrie erfahren Textilgewebe vor ihrer Verarbeitung zur Herstellung von Fertigprodukten verschiedene Behandlungen. Üblicherweise besteht mindestens eine dieser Behandlungen in einem Hindurchführen des Textilgewebes durch ein sogenanntes Bleichbad, in dem das Textilgewebe mit in dem Bleichbad enthaltenen Chemikalien imprägniert wird. Hierbei handelt es sich üblicherweise um Bäder, die ein Oxidationsmittel, wie Wasserstoffperoxid, und eine Hydroxid, wie Natriumhydroxid, enthalten. Darüber hinaus sind in den betreffenden Bädern oftmals Stabilisatoren, bei denen es sich um organische Verbindungen handeln kann, oder beispielsweise Wasserglas enthalten.
- Um bei dieser Behandlung eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten und die Chemikalien ohne unnötige Umweltverschmutzung optimal auszunutzen, ist eine gut Steuerung der Badkonzentration anzustreben. Eine ungleichmäßige Produktqualität kann nicht nur zu augenblicklichen Problemen während der Herstellung, sondern auch zu Problemen in einer späteren Stufe führen.
- Ein Überschuß an absorbierten Chemikalien muß später vom Tuch entfernt werden. Dies ist kostspielig und kann darüber hinaus in unerwünschter Weise die Umwelt beeinträchtigen.
- Es ist folglich von erheblicher Bedeutung, die Hydroxid- und Wasserstoffperoxidkonzentration in Bleichbädern während der Behandlung von Textilgeweben in der gewünschten Weise bestimmen und (wieder) einstellen zu können.
- Es ist bekannt, die Badkonzentration durch manuelles oder automatisches Titrieren zu bestimmen. Diese Maßnahme ist jedoch aufwendig und oftmals ungenau. Darüber hinaus eignet sich das Titrationsverfahren nicht für eine kontinuierliche Bestimmung von Badkonzentrationen.
- Aus "Textilveredlung" 17 (1982), Nr. 7, Seiten 284- 289 ist ein Verfahren zur thermometrischen on-line-Bestimmung und Steuerung peroxidhaltiger Bleichbäder bekannt. Dieses Verfahren basiert auf der Bestimmung der Wärmefreisetzung bei der exothermen Oxidation von Peroxid. In diesem Zusammenhang wird der Einsatz einer Natriumhypochloridlösung empfohlen. Nachteilig an dieser Messung ist, daß ungenaue Werte auftreten können.
- Es hat sich nun gezeigt, daß die Badkonzentration in dem Bleichbad oder einer aus diesem herrührenden Flüssigkeit aus den einfach meßbaren Parametern Leitfähigkeit G, pH-Wert und der Temperatur, wenn sie in dem Bleichbad nicht konstant ist, bestimmt werden kann.
- Gegenstand der Erfindung ist folglich ein Verfahren zur Bestimmung der Hydroxylionen- und Wasserstoffperoxidkonzentration [OH&supmin;] und [H&sub2;O&sub2;] in einem Bleichbad, das mindestens eine Lösung eines Hydroxids und von Wasserstoffperoxid in Wasser enthält, wobei die zu [OH&supmin;] und [H&sub2;O&sub2;] in Bezug stehenden folgenden Parameter in dem Bleichbad oder einer daraus herrührenden Flüssigkeit gemessen werden:
- Die Leitfähigkeit G,
- der pH-Wert und
- die Temperatur T.
- Die erfindungsgemäß bestimmten Parameter liefern durch Berechnung die zum Meßzeitpunkt vorhandene Hydroxyl- und Wasserstoffperoxidkonzentration. Die Berechnung erfolgt auf Basis des folgenden Schemas, wobei die Temperatur während der Messung auf TºC festgelegt und Natriumhydroxid als repräsentatives Beispiel für ein Hydroxid benutzt wird.
- GR = GT (1.008) (25-T), (I)
- worin bedeuten:
- GR die Leitfähigkeit in mS bei 25ºC und
- GT die Leitfähigkeit in mS bei TºC.
- pHR = pHT + (25-T) (-0.019) (II)
- worin bedeuten:
- pHR der pH-Wert bei 25ºC und
- pHT der pH-Wert bei TºC.
- NaOOH = 63,9 + (-0.5554) GR (III)
- worin NaOOH für die molare Leitfähigkeit von NaOOH steht.
- G System = GR - G* (IV)
- worin G* für die durch Ionen, die nicht zum System gehören, in der Regel Carbonationen, hervorgerufene Leitfähigkeit in mS steht.
- worin [OH&supmin;], [OOH&supmin;] und [H&sub2;O&sub2;) in den Formeln (V) und VI die Gleichgewichtskonzentrationen darstellen.
- worin K&sub1; für die Dissoziationskonstante des Gleichgewichts steht.
- OOH&supmin; + H&sub2;O H&sub2;O&sub2; + OH&supmin; (VIII)
- Die [OH&supmin;]-, [OOH&supmin;)- und [H&sub2;O&sub2;]-Konzentrationen können folglich aus den angegebenen Gleichungen (V) - (VII) bestimmt werden. Die Menge an NaOH bzw. H&sub2;O&sub2; errechnet sich wie folgt:
- Menge an NaOH (g/l) = ([OH&supmin;] + [OOH&supmin;]) 40 (IX)
- Menge an [H&sub2;O&sub2;) (g/l) = ([OOH&supmin;] + [H&sub2;O&sub2;]) 34 (X)
- worin 40 bzw. 34 für die Molekulargewichte von NaOH bzw. H&sub2;O&sub2; stehen.
- Das auf der Basis der Gleichungen von (I) - (X) zuvor erläuterte Berechnungsverfahren läßt sich lediglich dann durchführen, wenn die Konstanten K&sub1; und G* für das betreffende Bleichsystem bekannt sind. Diese Konstanten müssen in der Praxis durch Eichen für jedes auf Hydroxid und H&sub2;O&sub2; basierende Bleichsystem bestimmt werden. Dies erfolgt durch chemische (titrimetrische) Analyse zur Bestimmung der Peroxid-, Hydroxid- und Carbonatkonzentration. Daraus läßt sich für das (betreffende) System die theoretische Leitfähigkeit berechnen. Der Unterschied zwischen der gemessen Leitfähigkeit und der theoretischen Leitfähigkeit wird als Leitfähigkeit G* angesehen.
- K&sub1; läßt sich aus dem Analyseergebnis und der pH-Messung mit Hilfe der Dissoziationsgleichung (VIII) bestimmen.
- [OH&supmin;] = 10pH-14 (XI)
- [OOH&supmin;] = A - [OH&supmin;] (XII)
- [H&sub2;O&sub2;] = B - [OOH&supmin;] (XIII)
- A = Mol/Liter Hydroxid gemäß Analyse
- B = Mol/Liter Peroxid gemäß Analyse
- Die auf diese Weise erhaltenen drei Gleichgewichtskonzentrationen werden in Gleichung (VII), die dann K&sub1; liefert, eingesetzt.
- Es ist selbstverständlich, daß die auf den Gleichungen (I) - (X) basierende Berechnung auf einfache Weise mit Hilfe eines Mikroprozessors und eines geeigneten Programms durchgeführt werden kann. Lediglich die Werte für den pH-Wert, die Leitfähigkeit und die (gemessene) Temperatur müssen in den Mikroprozessor eingegeben werden.
- Der dosierte Zusatz von Hydroxid und Wasserstoffperoxid zu dem Bleichbad läßt sich auf bequeme Weise, beispielsweise kontinuierlich, auf der Basis der Ergebnisse der erfindungsgemäßen Bestimmung der Hydroxyl- und Wasserstoffperoxidkonzentrationen durchführen.
- Die Erfindung betrifft folglich ferner ein Verfahren zur Steuerung der [OH&supmin;]- und [H&sub2;O&sub2;]-Konzentrationen in einem mindestens eine Lösung eines Hydroxids und von Wasserstoffperoxid enthaltenden Bleichbad, wobei die betreffenden Konzentrationen in dem Bleichbad in der zuvor geschilderten Weise ermittelt und die dosierte Zugabe von Hydroxid und Wasserstoffperoxid auf der Basis der Meßergebnisse eingestellt werden.
- Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Behandlung eines Textilgewebes in einem Bleichbad, das zumindest eine Lösung eines Hydroxids und von Wasserstoffperoxid in Wasser enthält, wobei die [OH&supmin;]- und [H&sub2;O&sub2;]- Konzentrationen in dem Bleichbad, aus dem das Textilgewebe Flüssigkeit absorbiert, in der zuvor geschilderten Weise gesteuert werden.
- Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung eines Textilgewebes, umfassend
- eine als Bleichbad verwendbare Küpe, z.B. eine Imprägniervorrichtung, wie eine Klotzmaschine oder eine Walzenkufe,
- eine Einrichtung zum Hindurchleiten des Textilgewebes durch das Bleichbad,
- eine Einrichtung zur Zufuhr von Hydroxid- und Wasserstoffperoxidlösungen mit Reservoiren für die betreffenden Lösungen und Dosiereinrichtungen,
- eine Meßvorrichtung zur Bestimmung der Leitfähigkeit, des pH-Werts und möglicherweise der Temperatur im Bleichbad,
- worin die Meßvorrichtung über einen Mikroprozessor an die Dosiereinrichtungen angeschlossen ist.
- Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Bleichbäder enthalten vorzugsweise einen an sich bekannten organischen Stabilisator. Andere Stabilisatoren stören jedoch nicht zwangsläufig eine der erfindungsgemäßen Bestimmungen. So kann beispielsweise in dem Bleichbad Wasserglas enthalten sein. Man kann sich auch in diesem Falle der erfindungsgemäßen Bestimmungsmaßnahmen bedienen, insbesondere wenn innerhalb eines angemessenen Bereichs rund um die in der Industrie benutzte Rezeptur gearbeitet wird und K&sub1; und G* gleichzeitig durch Eichung bestimmt werden.
- Es hat sich schließlich noch gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren durch die Anwesenheit von Carbonat in den Bleichbädern nicht nennenswert beeinträchtigt wird. Das Carbonat ist oftmals (in untergeordneten Mengen) in den Bleichbädern enthalten, da die basischen Bäder Kohlendioxid aus der Umgebungsluft absorbieren.
- Die Erfindung wird anhand eines mit einem in der Industrie benutzten Bleichbad durchgeführten kontinuierlichen Tests näher erläutert.
- Die Ergebnisse der Messungen, Analysen und Berechnungen finden sich in den Tabellen A, B und C.
- Bei dem kontinuierlichen Test gelten folgende Werte: K&sub1; = 0.0019 und G* = 2.02 mS. Tabelle A Bleichbadmessung und Analysenergebnisse Gemessen Analysiert Datum Zeit Peroxid Hydroxid Natriumcarbonat
- ?) Der pH-Wert wurde während der Probennahme am 6., 9., 10., 11., bzw. 12. Oktober lediglich auf einen Dezimalpunkt abgelesen.
- pHT: Bei der Temperatur (ºC) des Bads gemessener pH- Wert
- GT: Bei der Temperatur des Bads gemessene Leitfähigkeit Tabelle 8 Berechnete Gleichgewichtskonstante K&sub1; und Korrektur auf die Leitfähigkeit G* Datum Zeit
- **) Die berechneten Werte für K&sub1; am 6., 9., 10., 11. und 12. Oktober müssen ignoriert werden, da der pH-Wert in diesen Fällen nicht mit der erforderlichen Genauigkeit abgelesen wurde.
- pHR: Auf 25ºC umgerechneter pH-Wert
- GR: Auf 25ºC umgerechnete Leitfähigkeit
- K&sub1;: Berechnete Hydroxid/Peroxid-Gleichgewichtskonstante
- G*: Berechnete Korrektur auf die Leitfähigkeit für Ionen, die nicht zum System gehören (Natriumcarbonat und dergl.) Tabelle C Vergleich der Analysen- und Rechenergebnisse K&sub1; = 0.0019 G* = 2.02 mS Analyse Berechnet Datum Zeit Peroxid (g/l) Hydroxid (g/l)
- **) Als Konsequenz der Ablesung des pH-Werts auf eine Dezimalstelle, können diese berechneten Werte nicht in die Fehlerüberlegung einbezogen werden.
Claims (4)
1. Verfahren zur Bestimmung der Hydroxylionen- und
Wasserstoffperoxidkonzentration [OH&supmin;] und [H&sub2;O&sub2;] in einem
zumindest eine Lösung eines Hydroxids und von
Wasserstoffperoxid in Wasser enthaltenden Bleichbad, wobei die
folgenden, zu [OH&supmin;] und [H&sub2;O&sub2;] in Bezug stehenden
Parameter in dem Bleichbad oder einer daraus herrührenden
Flüssigkeit gemessen werden:
Die Leitfähigkeit G
der pH-Wert und
die Teinperatur T
2. Verfahren zur Steuerung von [OH&supmin;] und [H&sub2;O&sub2;] in
einem zumindest eine Lösung eines Hydroxids und von
Wasserstoffperoxid enthaltenden Bleichbad, wobei die
Konzentrationen in dem Bleichbad nach dem Verfahren gemäß Anspruch
1 bestimmt und die dosierte Zugabe von Hydroxid und
Wasserstoffperoxid auf der Basis der Ergebnisse dieser
Bestimmung eingestellt werden.
3. Verfahren zum Behandeln eines Textilgewebes in einem
zumindest eine Lösung eines Hydroxids und von
Wasserstoffperoxid in Wasser enthaltenden Bleichbad, wobei
[OH&supmin;] und [H&sub2;O&sub2;] in dem Bleichbad, aus dem das
Textilgewebe Flüssigkeit absorbiert, nach dem Verfahren gemäß
Anspruch 2 gesteuert werden.
4. Vorrichtung zum Behandeln eines Textilgewebes,
umfassend
ein Bleichbad,
eine Einrichtung zum Hindurchführen des
Textilgewebes durch das Bleichbad,
eine Einrichtung zur Zufuhr von Hydroxid- und
Wasserstoffperoxidlösungen mit Reservoiren für die
betreffenden Lösungen und Dosiereinrichtungen,
eine Meßeinrichtung zum Messen der Leitfähigkeit,
des pH-Werts und möglicherweise der Temperatur in
dem Bleichbad,
wobei die Meßeinrichtung an die Dosiereinrichtung
über einen Mikroprozessor angeschlossen ist.
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