NO124252B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved blekning av cellulosemateriale med hypokloritt.

Denne fremgangsmåte angår blekning

av cellulosemateriale med hypokloritt i alkalisk medium.

Blekning av cellulosefibere med opp-løsninger av hypokloritt, f. eks. natrium-eller kalsiumhypokloritt, er vel kjent, men

har den ulempe at det alltid er en fare for

at selve fibrene blir angrepet av blekemid-let. Risikoen for slikt kjemisk angrep på

fibrene er særlig stor hvis man ønsker å

påskynne blekningen, og problemet med

sikker, men akselerert blekning med hypokloritt er fremdeles uløst.

Fra en artikkel av R. L. Derry i J. Soc.

Dyers and Colorists, side 884 (1955) har de

nærværende oppfinner utledet, at påskyn-net blekning med hypokloritt er mulig hvis

følgende faktorer reguleres nøyaktig:

1) temperaturen; 2) varigheten av blekningen; 3) det virkelige forbruk av hypokloritt

under blekningen.

Det er klart at det ikke er vanskelig å

regulere temperaturen og varigheten av

blekningen, men reguleringen av det virkelige, effektive forbruk av hypokloritt under blekningen frembyr vanskeligheter.

Denne regulering er imidlertid så meget

viktigere som det er selve denne faktor som

er helt avgjørende.

Den foreliggende oppfinnelse er basert

på den erkjennelse at det er mulig å bleke

hurtig med hypokloritt ved overraskende

lave konsentrasjoner forutsatt at de følgen-de betingelser oppfylles:

a) materialet som skal blekes må være i stadig berøring med hypokloritten; b) hypoklorittkonsentrasjoneln skal være meget lav under blekningen, og skal forbli meget lav; c) blekevæsken skal være alkalisk. Det er mulig å oppfylle disse betingelser hvis man måler blekebadets elektriske potensial. Det ble nemlig funnet, at det er i selve området for meget lave hypokloritt-konsentrasjoner i alkalisk medium at det elektriske patensial er i høy grad avhengig av konsentrasjonen av det aktive klor. Hvis denne oppdagelse kombineres med den erkjennelse at slike lave konsentrasjoner vir-kelig er nyttige for oppnåelse av hurtig og effektiv blekning, forutsatt at de oven-nevnte betingelser oppfylles, får man føl-gende direktiver for en foretrukken utfø-relsesform av oppfinnelsen: Materialet holdes i et alkalisk hypoklorittbad av meget lav konsentrasjon, og badets elektriske potensial bestemmes. Så snart som praktisk talt alt det aktive klor er blitt forbrukt — hvilket fremgår av at en betydelig potensialforandring måles — tilsetter man ytterligere hypokloritt, men bare i en slik mengde at man ikke kommer utenfor området for meget lave konsentrasjoner. Når så atter det aktive klor er blitt forbrukt, tilsetter man igjen hypokloritt, og slik fortsettes det inntil blekeprosessen er ferdig.

Badets elektriske potensial kan bestemmes f. eks. på den måte som er beskrevet i J. Soc. Dyers and Colorists, 68 (8) 294 (1952).

Reguleringen av det aktive klorinn-hold i badet innenfor området av meget lave konsentrasjoner kan foregå automatisk på en meget enkel måte, derved at man sørger for at potensialforandringene elek-trisk styrer en servomekanisme, som bevir-ker at en passende mengde hypokloritt settes til badet i det riktige øyeblikk og uten at man kommer utenfor de lave konsen-trasjoners område.

Det foranstående vil fremgå tydeligere ved et studium av den vedføyde skjematiske tegnings fig. 1. Det antas at den opprinnelige konsentrasjon av aktivt klor er C. Under blekningen forbrukes det klor og konsentrasjonen faller til D. I det øyeblikk D er nådd settes servomekanismen i virksomhet og konsentrasjonen av hypokloritt brin-ges opp igjen til omtrent verdien for C; dette kan gjentas kontinuerlig eller halv-kontinuerlig. Punktet D bestemmes ved praktiske forsøk. Det er naturligvis også mulig å ordne seg slik at servomekanismen trer i virksomhet ved noe lavere konsentrasjoner, men et fall til under punktet B har liten mening, for under dette punkt vil potensialet avta betydelig med synkende konsentrasjon av aktivt klor. På den annen side bør punktet A ikke overskrides, for bortenfor dette er det fare for overkonsentrasjon og angrep på fibrene.

Målinger, som ansøkerne har foretatt i alkaliske hypoklorittbad, som ikke inneholdt noe materiale som skulle blekes (så-kalte blindbad), har vist at konsentrasjonen av aktivt klor ved A (fig. 1) aldri går over 0,1 aktivt klor, i form av hypokloritt, pr. liter badvæske. Hittil har man i bleke-prosessene alltid anvendt meget høyere konsentrasjon av aktivt klor, som hypokloritt, nemlig av størrelsesordenen 0,5—2 g aktivt klor pr. liter badvæske. Selv i etter-blekingsprosesser, som ble utført i tøyvaske-rier, har konsentrasjonen av aktivt klor i form av hypokloritt alltid vært over 0,1 g aktivt klor pr. liter badvæske, nemlig av størrelsesordenen 0,25 g/l eller høyere.

I henhold til oppfinnelsen er derfor en fremgangsmåte til bleking av cellulosemateriale med hypokloritt i et alkalisk medium under måling av badets elektriske potensial, karakterisert ved at den samlede mengde hypokloritt som kreves for blekeoperasjonen settes til badet i form av en flerhet av suksessive tilsetninger på en slik måte at etter hver enkelt tilsetning holdes konsentrasjonen av aktivt klor, i form av hypokloritt under 0,1 g/l, og at de suksessive tilsetninger først skjer når konsentrasjonen av aktivt klor er falt til en verdi under hvilken det elektriske potensial faller meget hurtig ved synkende konsentrasjon av aktivt klor.

Det skal bemerkes at det er i og for seg kjent å tilsette hypokloritt i flere trinn, for å unngå for høye hypoklorittkonsen-trasj oner.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen egner seg utmerket for kontinuerlig blekning, da det for det ene ikke er noen fare for overkonsentrasjon og for det annet blekningen foregår overraskende hurtig og fullstendig. Det er ikke noen vanskelighet med å arbeide ved hevet temperatur, f. eks. 78—80° C, uten skadelige virkninger, mens bleketiden blir kortvarigere.

Med uttrykket «cellulosemateriale» me-nes her alle slags materialer som har en cellulosebasis, ikke bare de som består av eller inneholder naturcellulose, som bom-ull, lin og liknende, men også slike som består av eller inneholder kunstsilke og liknende. Blekning av fibere, tøyer, hesper og liknende av slike materialer faller innenfor oppfinnelsens ramme.

De følgende eksempler belyser oppfinnelsen.

Eksempel 1.

Som utgangsmateriale ble det anvendt et bomullstøy, som var blitt behandlet med en varm oppløsning av natriumhydroksyd. Dets fluiditetskoeffisient var 3,6 rho; dets hvithet var 66,3 målt ved den metode som er beskrevet i meddelelse 75 III fiberinsti-tuttet av Hollands organisasjon for an-vendte vitenskapelige undersøkelser (Med-deling 75 III Vezelinstituut T. N.O.).

Tøyet ble bleket i henhold til oppfinnelsen i en alkalisk hypoklorittoppløsning (5 g soda/l) ved 80° C. Den første konsentrasjon av aktivt klor i badvæsken var 0,023 g/l, og i løpet av 1 time ble det foretatt 9 suksessive tilsetninger, som hver inneholdt 0,023 g pr. liter badvæske. Ialt hadde så-ledes tøyet forbrukt 0,23 g aktivt klor pr. liter badvæske. Forholdet mellom vekten av tørt tøy og vekten av badvæske var 1:15.

Hver dosis på 0,023 aktivt klor ble tilsatt i det øyeblikk da badets potensial var falt til 400 millivolt, og øyeblikkelig etter hver dosis steg potensialet, til en verdi som ikke oversteg 500 millivolt. Potensialet ble målt mellom en glatt platinaelektrode og en kalomelelektrode som begge var ned-dyppet i badet. Doseringen ble bevirket ved hjelp av elektroniske innretninger.

Det resulterende tøys hvithet var 82— 83 og dets fluiditetskoeffisient var 9 rho.

Eksempel 2.

Et mercerisert bomullstøy, som var blitt forbehandlet med en alkalisk oppløsning og hvis fluiditetskoeffisient var 3,3 rho, ble i 1% time ved 70° C bleket med ialt 0,6 aktivt klor, i form av hypokloritt, pr. liter badvæske, ble fordelt som 13 suksessive tilsetninger som automatisk ble tilsatt på det punkt hvor potensialet falt til et minimum på 405 millivolt. Badet inneholdt 5 g soda/l. Forholdet mellom vekten av tørt tøy og vekten av badvæsken var 1 : 20.

Det blekede tøy hadde en hvithet på 85; dets fluiditetskoeffisient var 8,1 rho.

Eksempel 3.

Et rått bomullstøy, som i % time var forbehandlet med en varm sodaoppløsning som inneholdt y2 vekt-pst. soda, og hvis fluiditetskonstant var 2,8 rho, ble ved 70° C i løpet av 50 minutter bleket med ialt 1 g aktivt klor, som hypokloritt pr. liter, fordelt på 22 tilsetninger, som ble utført automatisk ved det punkt hvor potensialet falt under et minimum på 405 millivolt. Badet inneholdt 5 g soda pr. liter badvæske. Forholdet mellom vekten av tørt tøy og vekten av badvæsken var 1 : 20.

Det blekede tøys hvithet var 79, dets fluiditetskoeffisient var 6,5 rho.

Eksempel 4.

Et rått bomullstøy, som i 3 timer var blitt forbehandlet med en varm natrium-hydroksydoppløsning, der inneholdt 1 vekt-pst. natriumhydroksyd, og som hadde en fluiditetskoeffisient på 3,0 rho, ble bleket ved 80° C i 15 minutter, med ialt 0,3 aktivt klor, i form av hypokloritt, pr. liter badvæske, fordelt på 6 tilsetninger som foregikk automatisk ved det punkt hvor potensialet falt til et minimum av 450 millivolt. Badvæsken var alkalisk. Forholdet mellom vekten av tørt tøy og vekten av badvæsken var 1 : 15.

Det blekede tøy hadde en hvithet på 73; dets fluiditetskoeffisient var ca. 5,5 rho.

Eksempel 5.

Et rått bomullstøy, som i 3 timer var blitt forbehandlet med en varm natrium-hydroksydoppløsning som inneholdt 1 vekt-pst. natriumhydroksyd, og som hadde en fluiditetskoeffisient på 3,0 rho, ble ved 60° i 60 minutter bleket med ialt 0,22 g aktivt klor i form av hypokloritt, fordelt på 4 tilsetninger, som foregikk automatisk ved det punkt hvor potensialet falt til et minimum av 400 millivolt. Badvæsken var alkalisk. Forholdet mellom vekten av tørt tøy og vekten av badvæsken var 1 : 15.

Det blekede tøy hadde en hvithet av 72,

dets fluiditetskoeffisient var ca. 4,5 rho.

Som det forstås er oppfinnelsen ikke begrenset til disse eksempler. Spesielt skal det nevnes at antallet av tilsetninger kan økes, hvilket vil si at de foran nevnte punk-ter C og D nærmer seg til hverandre, og at man nærmer seg til en kontinuerlig fremgangsmåte.

Oppfinnerne har ennvidere funnet et

faktum som har stor praktisk betydning: Hvis det ved hver suksessiv tilsetning av en like stor mengde aktivt klor, i form av hypokloritt, til badvæsken vil — som følge av den progressivt avtakende hastig-het pr. tidsenhet hvormed tøyet eller liknende forbruker aktivt klor hen mot slutten av blekeprosessen — tidsintervallet mellom to på hinannen følgende tilsetninger øke gradvis hen mot slutten av pro-sessen.

Dette kan forklares nærmere i forbin-delse med tegningens skjematiske figur 2. På denne angir ordinatene badets potensial, mens abcissen er en tidsakse. Punk-tene xi, x2 x„.y.2. x,,.,..,, x,,., ......... x„.2. x„xn representerer de øyeblikker da hver enkelt tilsetning settes til badet. Øyeblikkelig etter hver enkelt tilsetning stiger badets potensial fra en begynnelsesverdi D til en verdi mellom D og C, og deretter synker potensialet igjen inntil verdien D atter nås, og

i dette øyeblikk foregår den neste tilsetning. Avstanden xi -x^ ved begynnelsen av

blekeprosessen er neppe forskjellig fra eller er lik avstanden xj-xm, men mot slutten av blekeprosessen er avstanden mellom et før-ste punkt og et annet punkt xn.vmin-dre enn avstanden mellom det nevnte annet punkt xn , og et tredje punkt x .

Hvis det utføres en rekke blekeprosesser p, q, r og forholdene med hensyn til mengden av aktivt klor, som hypokloritt, pr. tilsetning, forholdet mellom vekten av tørt tøy og vekten av badvæsken, samt be-gynnelsessammensetningen og potensialet av blindbadet er ens i alle prosessene, har ansøkerne funnet at uansett hvilket tøy eller liknende underkastes den nevnte blekeprosess observerer man praktisk samme grad av kjemisk angrep hvis man i alle prosessene p, q, r stanser blekeprosessen så snart som tidsintervallet mellom to suksessive tilsetninger overskrider en viss verdi, som er den samme i alle tilfeller. Dette vil med andre ord si, at hvis en rekke tøyer P, Q, R ...... av ukjent opprinnelse underkastes de respektive blekeprosesser p, q, r , og hvis man (se fig. 2) stanser blekingen straks man i hver enkelt pro-sess p, q, r ...... overskrider en forut bestemt — for alle prosessene ens —■ verdi for tidsintervallet xn2-xn l, blir fluiditets-koeffisienten av alle de blekede tøyer ens eller praktisk talt ens, uansett hva hvert enkelt tøys utgangsfluiditet var.

Dette vil i praksis si, at det er mulig å blek et tøy av ukjent opprinnelse til en bestemt fluiditetskoeffisient ved at man bleker inntil tidsintervallet mellom to på hinannen følgende tilsetninger overskrider en på forhånd bestemt verdi.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen nærmere.

Eksempel 6.

Det ble anvendt 6 tøyer P, Q R, S, T og U, hvis vekt i g/m<2> var for: P = 165 g/m2

Q = 190 g/m2

R 194 g/m2

S = 214 g/m2

T = 111 g/m2

U = 203 g/m2

Alle disse tøyer ble forbehandlet på en og samme måte.

Den første forbehandlingstype.

Tøyene ble kokt y2 time i en vandig oppløsning som inneholdt 1 vekts-pst. soda. På denne måte fikk man 6 forbehandlede tøyer Pi, Qi .. Ui.

Den annen forbehandlingstype.

Andre stykker av samme sort tøy ble 5 timer kokt med en vandig oppløsning som

inneholdt 1 vekt-pst. natriumhydroksyd. På denne måte fikk man 6 andre forbehandlede tøyer Pa, Q2 ...... U2.

Hvert enkelt av de forbehandlede tøyer ble bleket i et alkalisk hypoklorittbad av samme begynnelsessammensetning (det inneholdt 5 g soda pr. liter badvæske) som hadde samme begynnelsespotensial som blindbadet. I alle tilfeller var forholdet mellom vekten av tørt høy og badvekten 1 : 30. Hver enkelt tilsetning av 0,033 g aktivt klor pr. liter badvæske ble tilsatt straks badets potensial var blitt 345 millivolt. Badets potensial straks etter hver tilsetning oversteg ikke 420 millivolt. I alle tilfeller var badets temperatur 80° C. Blekingen ble i alle tilfeller stoppet når tidsintervallet mellom to på hinannen følgende tilsetninger oversteg 3y2 minutt.

Den nedenstående tabell angir den opprinnelige blå-remisjon i pst. (et mål for hvitheten), den opprinnelige fluiditetskoeffisient, antallet av aktivt klor, som hypokloritt (der angis to verdier da hvert for-søk ble utført in duplo), den samlede bleke-tid i minutter (in duplo), det blekede tøys blå-remisjon i pst. (in duplo) og det blekede tøys fluiditetskoeffisient angitt i rho (in duplo).

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til blekning av cellulosemateriale med hypokloritt i et alkalisk medium under måling av badets elektriske potensial, karakterisert ved, at den samlede mengde hypokloritt som kreves for blekeoperasjonen settes til badet i form av en flerhet av suksessive tilsetninger på en slik måte at etter hver enkelt tilsetning holdes konsentrasjonen av aktivt klor, i form av hypokloritt under 0,1 g/l, og at de suksessive tilsetninger først skjer når konsentrasjonen av aktivt klor er falt til en verdi under hvilken det elektriske potensial faller meget hurtig ved synkende konsentrasjon av aktivt klor.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved, at blekningen utføres ved en temperatur på 70—80° C.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at det ved hver suksessiv tilsetning tilføres 0,01—0,05 g aktivt klor, i form av hypokloritt, pr. liter badvæske.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at det ved hver suksessiv tilsetning tilføres den samme mengde aktivt klor, som hypokloritt, pr. liter badvæske, og at tilsetning stanses hvis tidsintervallet mellom den siste og den nest siste tilsetning har overskredet en forut bestemt tidslengde.