SI9500079A

SI9500079A - Bleaching synthetic fibres

Info

Publication number: SI9500079A
Application number: SI9500079A
Authority: SI
Inventors: Klaus Mertens; Kathrin Hentze
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1995-10-31
Also published as: CA2144371A1; PL307628A1; NO950937D0; NO950937L; CZ61195A3; EP0671499A2; FI951100A0; FI951100A; JPH0849164A

Description

(57) Predmet predloženega izuma je postopek za beljenje sintetičnih vlaken z vodikovim peroksidom, pri katerem sintetična vlakna belimo z belilno raztopino, ki vsebuje vodikov peroksid, pri čemer pH vrednost belilne raztopine od 3 do 7 in njena temperatura med 100 in 135 stopinj Celzija.

Sl 9500079 A

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT

Beljenje sintetičnih vlaken

Številni produkti za vsakdanjo uporabo so pri postopkih priprave izpostavljeni obdelavi, imenovani beljenje. Naloga le-te je, da spremeni barvo v svetlejši ton. Cilj pri tem je po možnosti popolna belina. Material za beljenje se pri tej obdelavi ne sme kemično spremeniti oz. samo nebistveno. Pomemben material za beljenje predstavljajo tekstilna vlakna. Le-ta so razdeljena na naravna in kemična. Prva navedena vlakna so razdeljena glede na njihovo poreklo na naravna vlakna živalskega izvora (volna, svila) in naravna vlakna rastlinskega izvora (bombaž, lan). Podskupino kemičnih vlaken predstavljajo t.im. sintetična vlakna. Sem spadajo poliamidna, poliestrska, poliakrilnitrilna in poliuretanska vlakna. V tekstilni industriji je splošna navada, da tekstilna vlakna za beljenje obdelajo z oksidirajočimi belilnimi sredstvi. Poznane kemikalije za ta namen so vodikov peroksid, natrijev klorit in per kisline.

Belilo vodikov peroksid se predvsem uporablja pri zgoraj navedenih naravnih vlaknih kot tudi tkaninah iz mešanih tekstilnih vlaken.

DE-OS-2 249 062 se nanaša na beljenje tekstila, ki vsebuje celulozo, npr. bombaža/poliestra, z belilnimi sredstvi, ki so sestavljena iz vodne raztopine vodikovega peroksida, hidroksida alkalijske kovine, borata alkalijske kovine in organskega kompleksanta. Belilo vsebuje prednostno ekvivalentno količino 0,2 do 1,8 mas.% 100-odstotnega vodikovega peroksida glede na tekstil in ima prednostno pH vrednost od 9,5 do 11,5. S tem belilom impregnirajo tekstil prednostno od 50 do 125 mas.% glede na tekstil.

DE-OS-2 022 929 navaja postopek za beljenje tekstila, zlasti tekstila iz poliestra/bombaža, pri katerem na tekstil nanesejo emulzijo ali suspenzijo belila, npr.

emulzijo vodne raztopine vodikovega peroksida v ogljikovodikovem ali halogeniranem ogljikovodikovem topilu, nato topilo od tekstila pretežno odstranijo in tekstil izperejo.

US-A-3 649 164 opisuje postopek za beljenje tekstila, ki vsebuje celulozo, npr. tekstila iz poliestra/bombaža, z vodno alkalno raztopino vodikovega peroksida, ki na splošno vsebuje od 0,5 do 1,5 % vodikovega peroksida glede na maso tekstila, 0,05 do 0,5 % vodotopnega peroksidnega fosfata glede na maso tekstila in ima pH vrednost od 9 do 14. Za beljenje tekstil predhodno obdelajo z belilno raztopino pri 60 do 70°C in zatem tkanino, prepojeno z belilno raztopino, segrejejo do vrelišča belilne raztopine.

Pred tem opisani belilni postopki se brez izjeme nanašajo na beljenje t.im. poliestrskih mešanih tkanin.

DE-OS-3 002 726 opisuje postopek za beljenje vlaken z vodikovim peroksidom, pri katerem belijo vlakna z vodikovim peroksidom v šibko kislem mediju pri pH vrednosti od 5 do 7, nato dodajo belilnemu sistemu alkalno belilo, pri čemer naravnajo pH vrednost na 8,5 do 11 in nadaljujejo z beljenjem z vodikovim peroksidom v šibko alkalnem mediju.

Vlakneni material za beljenje vsebuje npr. naravna, sintetična ali polsintetična vlakna. Navedeni primeri predstavljajo uporabo postopka za beljenje bombaža, mešane tkanine volna/bombaž in mešane tkanine poliester/bombaž. Pokazalo se je, da z beljenjem z vodikovim peroksidom v navedenem šibko-kislem pH območju od 5 do 7 dosežejo belino, ki je rezultat beljenja samo z natrijevim kloritom. Glede na običajne uporabljene večstopenjske belilne postopke, ki potekajo z dekloriranjem ali protikloriranjem z natrijevim kloritom in dodatnim beljenjem z vodikovim peroksidom v šibko alkalnem mediju, je enostavno beljenje z vodikovim peroksidom v šibko kislem mediju označeno kot neizvedljivo.

Belilo vodikov peroksid velja glede uporabe pri sintetičnih vlaknih kot pogojno uporabno, vendar z njim ne dosežejo zadostnega belilnega učinka (Ullmanns, Encyklopadie der technischen Chemie, 4. izdaja, zv. 23, str. 25,1984).

Za beljenje poliestra je predviden le natrijev klorit, ker druga belila ne dajejo zadostnega belilnega učinka (BASF-Handbuch, zv. 363d, 8/74. str. Sl; K. Lindner.

Tenside-Textilhilfsmittel-Waschrohstoffe III, str. 2749,1971).

Presenetljivo smo ugotovili, da tudi sintetična vlakna, npr. iz poliestra, lahko zadovoljivo belimo z belilno raztopino, ki vsebuje vodno raztopino vodikovega peroksida. Presenetljivo je tudi, da z dodatkom polifosfatov v takšni belilni raztopini lahko dosežemo izboljšan belilni učinek.

Predmet predloženega izuma je torej postopek za beljenje sintetičnih vlaken z vodikovim peroksidom, označen s tem, da sintetična vlakna belimo z belilno raztopino, ki vsebuje vodikov peroksid, pri čemer je pH vrednost belilne raztopine od 3 do 7 in njena temperatura med 100 in 135°C.

Primeri za sintetična vlakna so vlakna iz poliestra, poliamida, poliuretana in t.im. acetatna vlakna. Prednostno uporabimo poliestrska vlakna. Ugotovili smo, da s postopkom v smislu izuma poleg običajnih poliestrskih vlaken lahko odlično belimo tudi posebna poliestrska vlakna, kot npr. takšna, ki zavirajo gorenje (Chemie fur Textilindustrie, 43-95, str. 65-68,1993) kot tudi mikrovlakna iz poliestra.

Prednostno uporabimo belilno raztopino v obliki vodne raztopine vodikovega peroksida. Čeprav lahko teoretično uporabimo vsako koncentracijo raztopine vodikovega peroksida za pripravo belilne raztopine, pa so iz varnostnih razlogov prednostne raztopine z manj kot 65 mas.% vodikovega peroksida. Na splošno so prednostne takšne z 20 do 35 mas.%. Tako je npr. koncentracija 35 % vodnega vodikovega peroksida prednostno 1,0 do 20 ml/1 belilne raztopine. Večje količine vodikovega peroksida so prav tako možne, vendar pa ne prinesejo bistvenih prednosti.

Za dosego izboljšanega učinka beljenja je prednostno, da raztopini za beljenje dodamo določeno količino polifosfatov. Pri teh polifosfatih gre prednostno za spojine s formulo Me_n+2P_nO kot tudi Me P_nO_3n, pri čemer je Me ion alkalijske kovine, ion zemeljskoalkalijske kovine ali amonijev ion in n predstavlja število med 1 in 6. Me prednostno pomeni ion alkalijske kovine, zlasti natrijev ion. Primeri za takšne polifosfate so spojine s formulo Na₅P₃O₁₀ in Na₆P₆O Ravno s temi polifosfati smo dosegli posebno visoke belilne učinke. Navadno vsebuje raztopina za beljenje 0,5 do 10 g/l, prednostno 2 do 3 g/l polifosfata.

Navadno vsebuje raztopina za beljenje v smislu izuma nadaljnje primerne sestavine. Sem spadajo stabilizatorji, ki zadržujejo razpad vodikovega peroksida in naredijo neučinkovite eventualno prisotne katalizatorje, ki pospešujejo ta razpad. Navadni stabilizatorji so soli zemeljskoalkalijskih kovin, pri teh pa je predvsem pomemben magnezijev silikat. Nadalje so primerne topne magnezijeve oz. kalcijeve soli, kot npr. magnezijev sulfat ali kalcijev klorid. Prednostno vsebuje raztopina za beljenje manj kot 0,5 mas.%, zlasti manj kot 0,3 mas.% soli zemeljskoalkalijske kovine.

V danem primeru vsebuje raztopina za beljenje v smislu izuma organski kompleksant, npr. aminokarboksilno kislino ali njeno sol alkalijske kovine oz. amonijevo sol. Prednostno vsebuje aminokarboksilna kislina več kot eno amino skupino, vsaj ena amino skupina pa mora biti substituirana z dvema skupinama karboksilne kisline, zlasti skupino ocetne kisline ali substituirane ocetne kisline. Primeri za prednostne kompleksante so etilendiamintetraocetna kislina, N-(2-hidroksietil)-etilendiaminocetna kislina, dietilentriaminpentaocetna kislina, trietilentetramin-heksaocetna kislina ali ena od teh spojin, v kateri je ena ali več skupin ocetne kisline nadomeščenih z (2-hidroksifenil)-ocetno kislino. Kot kompleksant je prednostna dietilentriaminpentaocetna kislina ali njena sol alkalijske kovine. Nadaljnji primerni kompleksanti so primerne karboksilne kisline, npr. glukonska kislina, in primerne fosfonske kisline ali njihove soli alkalijskih kovin oz. amonijeva sol, kot je npr. navedeno v ChwalaAnger, Handbuch der Textilhilfsmittel, str. 1003 - 1008,1972.

Vsebnost kompleksanta v belilni raztopini je navadno 0,1-5 g/1, prednostno 0,2-1 g/1. Količina kompleksanta je odvisna od koncentracije kovine, ki povzroča razpad vodikovega peroksida, oz. od čistote vode in kvalitete sintetičnega vlakna.

Razen tega lahko raztopini za beljenje v smislu izuma dodamo še 0,1 do 1 g/1 enega ali več pomožnih belil, kot npr. proteinskih razgradnih produktov ali organskih fosfatov, zlasti alkil in alkilarilfosfatni ester. Posebni primeri za fosfatne estre so alkil in alkilarilestri poli(etilenoksi)fosfatov.

Kot nadaljnje aditive lahko dodamo raztopini za beljenje v smislu izuma površinsko aktivna sredstva, prednostno omočilo brez pene, da olajšamo izpiranje sintetičnih vlaken po končanem beljenju. Uporabimo lahko anionska ali neionska površinsko aktivna sredstva. Primeri za primerne spojine so kondenzati alkilfenolov, npr. nonilfenol z etilenoksidom, soli alkilarilsulfonskih kislin, npr. aminska sol dodecilbenzensulfonske kisline in dolgoverižni alkilsulfati. Koncentracija površinsko aktivnega sredstva je navadno 0,5 do 3 g/1, prednostno 1 do 2 g/1.

Nadalje lahko raztopini za beljenje dodamo optična svetlilna sredstva. Dodana količina je na splošno 0,1 - 5 g/1 belilne raztopine. S tem dosežemo optimalni belilni učinek v enostopenjskem belilnem in svetlilnem postopku. Proti dosedanjim belilnim postopkom z natrijevim kloritom s tem odpade tudi potreba po optičnem svetlilnem sredstvu, stabilnem proti kloritu.

Uporaba manjših količin karbonatov alkalijskih kovin, npr. natrijevega karbonata je prav tako možna.

Belilna raztopina ima šibko kislo do nevtralno pH vrednost, prednostno v območju od 3,0 do 7,0, zlasti v območju od 5,0 do 7,0. pH vrednost, ki je potrebna za maksimalni belilni učinek, je odvisna npr. od vrste in kvalitete tekstila in jo lahko naravnamo npr. s spremembo kislinske koncentracije, npr. z dodatkom ocetne kisline.

Pri beljenju sintetičnih vlaken je kopelno razmerje na splošno 1:3 do 1:40, prednostno 1:10 do 1:20. Beljenje sintetičnih vlaken poteka v t.im. območju visoke temperature (HT) pri temperaturi v območju od 100 do 135°C, prednostno v območju od 120 do 130°C. Pri teh temperaturah je potrebni parni tlak prednostno od 1.10⁵Pa do 3,5.10⁵Pa, zlasti od 2.10⁵Pa do 3.10⁵Pa. Čas, kije pri določeni temperaturi potreben, da dosežemo določen belilni učinek, je odvisen od temperature: pri 100°C je prednostno 80 do 120 minut in pri 135°C je prednostno 10 do 30 minut. Glede na celotno temperaturno območje dobimo trajanje obdelave od 10 do 120 minut. Po končanem beljenju beljeni tekstil prednostno izperemo z vročo vodo do nevtralnega.

Postopek v smislu izuma običajno izvedemo v visokotemperaturnih napravah za beljenje.

S postopkom v smislu izuma je možno, da dosežemo belino, ki ustreza belini običajno beljenih vlaken, npr. vlaken beljenih s kloritom. Razen tega poteka postopek v smislu izuma v eni stopnji in zahteva le eno napravo za beljenje. Z izogibanjem uporabi dosedaj običajnega belila, kot npr. natrijevega klorita, pa v veliki meri prispevamo k ohranjanju čistosti okolja. V primerjavi z dosedanjimi belilnimi postopki z natrijevim kloritom odpade tudi potreba po belilu, obstojnemu za klorit. Poleg tega pa uporabljeni stroji oz. naprave pri tem postopku niso izpostavljene korozijskim razmeram.

Primeri uporabe:

Dobljeno stopnjo beline določimo po Ganzu (glej R. Griesser, Rev. Prog. Coloration, vol. 11, str. 25,1981).

Primer 1:

Tekstil iz poliestra belimo z belilno raztopino, ki vsebuje 5 ml/1 35 mas.% vodne raztopine vodikovega peroksida, s pH vrednostjo 6-7 in temperaturo 130°C v obdobju 45 minut. Kopelno razmerje je 1:20. Dobimo stopnjo beline 80.

Primer 2:

Tekstil iz poliestra belimo z belilno raztopino, ki vsebuje 5 ml/1 35 mas.% vodne raztopine vodikovega peroksida in 3 g/l natrijevega polifosfata, s pH vrednostjo 6-7 (naravnano z ocetno kislino) in temperaturo 130°C v obdobju 45 minut. Kopelno razmerje je 1:20. Dobimo stopnjo beline 85.

Primer 3:

Tekstil iz poliestra belimo z belilno raztopino, ki vsebuje 5 ml/1 35 mas.% vodne raztopine vodikovega peroksida, 3 g/l natrijevega polifosfata in 0,5 g/l optičnega svetlilnega sredstva (^R Hostalux ERE), s pH vrednostjo 6-7 (naravnano z ocetno kislino) in temperaturo 130°C v obdobju 45 minut. Kopelno razmerje je 1:20. Dobimo stopnjo beline 215.

Primerjalni primer 1:

(analogno DE-OS-30 02 726)

Tekstil iz poliestra belimo z belilno raztopino, ki vsebuje 5 ml/1 35 mas.% vodne raztopine vodikovega peroksida v šibko kislem mediju s pH vrednostjo 6,9 pri temperaturi 90°C v obdobju 60 minut. Zatem dodamo belilni sistem z alkalnim sredstvom (vodna raztopina natrijevega hidroksida, ki vsebuje natrijev silikat) in belimo tekstil v šibko alkalnem mediju s pH vrednostjo 11 pri temperaturi 80°C v obdobju 60 minut. Kopelno razmerje je 1:10. Dobimo stopnjo beline 81.

Primerjalni primer 2:

(beljenje z natrijevim kloritom)

Tekstil iz poliestra belimo z belilno raztopino, ki vsebuje 1,5 g/1 natrijevega klorita in 1,0 g/1 pomožnega sredstva za beljenje ter 0,5 g/1 omočila (^R Hostapal FA) pri temperaturi 130°C v obdobju 45 minut. Kopelno razmerje je 1:20. Dobimo stopnjo beline 86.

Za

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT:

PAtENTHA PISASHA

Claims

1. Postopek za beljenje sintetičnih vlaken z vodikovim peroksidom, označen s tem, da sintetična vlakna belimo z belilno raztopino, ki vsebuje vodikov peroksid, pri čemer je pH vrednost belilne raztopine od 3 do 7 in njena temperatura med 100 in 135°C.

2. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da kot sintetična vlakna uporabimo vlakna iz poliestra, poliamida, poliuretana ali acetatna vlakna.

3. Postopek po zahtevku 1 ali 2, označen s tem, da belilna raztopina vsebuje do 65 mas.% raztopino vodikovega peroksida.

4. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 3, označen s tem, da belilna raztopina vsebuje 20 do 35 mas.% raztopino vodikovega peroksida.

5. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 4, označen s tem, da raztopina dodatno vsebuje stabilizatorje.

6. Postopek po zahtevku 5, označen s tem, da kot stabilizatorje uporabimo soli zemeljskoalkalijske kovine, prednostno magnezijeve soli in/ali kalcijeve soli.

7. Postopek po zahtevku 5 ali 6, označen s tem, da belilna raztopina vsebuje manj kot 0,5 mas.%, zlasti manj kot 0,3 mas.% soli zemeljske alkalije.

8. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 7, označen s tem, da raztopina vsebuje organski kompleksant, prednostno aminokarboksilno kislino ali njeno sol alkalijske kovine.

9. Postopek po zahtevku 8, označen s tem, da belilna raztopina vsebuje 0,1-5 g/l, prednostno 0,2-1 g/l organskega kompleksanta.

10. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 9, označen s tem, da belilna raztopina vsebuje med 0,1-5 g/l, prednostno 0,2-1 g/l pomožnega belilnega sredstva.

11. Postopek po zahtevku 10, označen s tem, da kot pomožno belilno sredstvo uporabimo proteinski razgradni produkt, alkil fosfatni ester in/ali alkil arilfosfatni ester.

12. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 11, označen s tem, da belilna raztopina vsebuje površinsko aktivno sredstvo.

13. Postopek po zahtevku 12, označen s tem, da uporabimo kot površinsko aktivno sredstvo kondenzat alkilfenolov, soli alkilarilsulfonskih kislin in/ali alkilsulfata.

14. Postopek po zahtevku 12 ali 13, označen s tem, da belilna raztopina vsebuje 0,5-3 g/1, prednostno 1-2 g/1 površinsko aktivnega sredstva.

15. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 14, označen s tem, da belilna raztopina vsebuje 0,5-10 g/1, prednostno 2-3 g/1 polifosfata.

16. Postopek po zahtevku 15, označen s tem, da uporabimo polifosfat s formulo Με_η+2Ρ_ηΟ_3η+ι ali Me_nP_nO_3n, pri čemer Me pomeni ion alkalijske kovine, ion zemeljskoalkalijske kovine ali amonijev ion in n število med 1 in 6.

17. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 16, označen s tem, da belilna raztopina vsebuje 0,1-5 g/1 optičnega svetlilnega sredstva.

18. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 17, označen s tem, da ima belilna raztopina pH vrednost od 5,0 do 7,0.

19. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 18, označen s tem, da ima belilna raztopina temperaturo med 120 do 130°C.

20. Postopek po enem od zahtevkov 1 do 19, označen s tem, da je kopelno razmerje 1:3 do 1:40, prednostno 1:10 do 1:20.

24645-ii-95-mn

Za

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT:

»IM

L. JU na

POVZETEK

Beljenje sintetičnih vlaken

Predmet predloženega izuma je postopek za beljenje sintetičnih vlaken z vodikovim