BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufhellen bzw. Bleichen von gefärbten Baumwollstoffen in Abwesenheit von zugesetzten Hypochloriten, Permanganaten und Enzymen sowie ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes Aufhellungsbad.

Seit einigen Jahren besteht ein steigender Bedarf an gefärbten Baumwollstoffen, insbesondere an mit Indigo oder anderen Farb¬ stoffen gefärbten Baumwolljeans, die in weiteren Verarbeitungs- schritten entweder durch mechanisch unterstützte Waschverfahren oder/und durch chemische Prozesse aufgehellt bzw. teilentfärbt sind.

Es ist bekannt, Jeansstoffe mit Hypochloriten, z.B. NaOCl, im Gesamtfarbton abzuschwächen bzw. aufzuhellen. Diese Methode hat jedoch den Nachteil, daß große Mengen an AOX-belastetem Abwasser anfallen, die zur Einhaltung der immer strenger werdenden Abwassergrenzwerte nachbehandelt werden müssen. Außerdem werden die Verwendung chlorhaltiger Produkte sowie Verfahren zur Herstellung von Verbraucherprodukten unter Einsatz chlorhaltiger Chemikalien aufgrund der physiologischen Bedenklichkeit dieser Substanzen immer stärker von der Öffent¬ lichkeit kritisiert. Hersteller von gefärbten Baumwollstoffen, insbesondere von Jeansstoffen, versuchen daher unbedenklichere Aufhellungsverfahren zu entwickeln, um Entsorgungskosten oder zusätzliche Produktionskosten durch nachgeschaltete teure Abwasseraufarbeitungsverf hren einzusparen.

Als Alternative zur Hypochloritbleiche ist u.a. die Verwendung von Dextrose als Reduktionsmittel bekannt, die jedoch mit dem Nachteil behaftet ist, daß die Behandlungstemperatur mindestens 80°C sein muß und der pH-Wert des Aufhellungsbades auf 13 eingestellt werden muß. Weiterhin ist die Verwendung von Ozon

als Oxidationsmittel zur Aufhellung von gefärbten Baumwoll¬ stoffen bekannt, wobei dieses Verfahren jedoch den Nachteil aufweist, daß die Handhabung von Ozon bei technischen Produk¬ tionsverfahren recht schwierig ist. Außerdem wird durch die Behandlung mit Ozon die Baumwollfaser stark geschädigt. Weiterhin sind Ketonderivate als Reduktionsmittel zur Auf¬ hellung von Baumwollstoffen bekannt. Diese Substanzen erlauben zwar hinsichtlich der Behandlungstemperatur, dem pH-Wert des Aufhellungsbades und der Behandlungsdauer normale Bedingungen, sie sind aber mit dem Nachteil behaftet, daß die Werte für den biologischen und den chemischen Sauerstoffbedarf des Abwassers (BSB ₅ und CSB) durch die organische Belastung der Waschflotte erhöht werden. Außerdem wird durch die Verwendung von Ketonde- rivaten als Aufhellungsmittel der Weiß-Blau-Kontrast bei Baumwollstoffen, die mit Indigo gefärbt sind, verstärkt, was für die Anwendung unerwünscht ist.

Zur Vermeidung der Nachteile der Hypochloritbleiche wird seit kurzem eine Behandlung der Baumwollstoffe mit Kaliumpermanganat zur partiellen Oxidation von Farbstoffen im Baumwollgewebe durchgeführt, um Baumwollstoffe aufzuhellen. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das .Abwasser aus dem Aufhellungsprozeß mit großen Mengen an Schwermetallen belastet ist. Darüber hinaus erhöht die Verwendung von Permanganaten die Betriebskosten ganz erheblich. Außerdem kommt es zu einer Braunfärbung der Faser durch Mn0 ₂ .

Auch die Verwendung von Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure bei der Aufhellung von gefärbten Baumwollstoffen ist bekannt. Allerdings werden diese Substanzen nicht zur Durchführung des Aufhellungsschrittes selbst verwendet, sondern nur zur Neutra¬ lisierung eines bereits durch Hypochlorit- oder Kaliumpermanga¬ nat aufgehellten Baumwollstoffes (vgl. z.B. GB-A-2213 842, US- A-5,205,835, JP-A-31027174; US-A-5,238,463; JP-A-3027173) . Diese Verfahren sind jedoch, wie bereits oben ausgeführt, mit dem Nachteil der Verwendung von Hypochloriten oder Permangana¬ ten behaftet.

Weiterhin ist die Aufhellung von gefärbten Textilien in Gegenwart eines Enzyms wie Peroxidase oder Oxidase und H ₂ 0 ₂ als Oxidationsmittel bekannt (W092/DK/119) . Dieses Verfahren ist jedoch aufgrund der Verwendung von Enzymen nicht kostengünstig und daher für großtechnische Prozesse nicht geeignet. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit, die Nachteile des Standes der Technik mindestens teilweise zu vermeiden und ein Verfahren zum Aufhellen von gefärbten Baumwollstoffen bereitzustellen, welches hinsichtlich der erzielten Wirkung und der Kosten mit der Verwendung von Hypochlorit vergleichbar ist, aber den Vorteil von geringeren BSB ₅ - und CSB-Werten im Abwasser auf eist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein einstufiges Verfahren zum Aufhellen von gefärbten Baumwollstoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man gefärbte Baumwollstoffe unter zur Aufhellung der Farben der Baumwollstoffe geeigneten Bedingungen mit einem wäßrigen Bad behandelt, das als aktive Komponente eine Peroxoverbindung, aber keine zugesetzten Hypochlorite, Permanganate und Enzyme enthält.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die Verwendung von Peroxoverbindungen als Aufhellungsmittel für gefärbte Baumwoll¬ stoffe, insbesondere für Jeansstoffe, eine sehr gute Wirkung zeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber bekannten Verfahren den Vorteil, daß Abwasserbelastungen vermieden werden, da eine AOX-Belastung durch Hypochlorite nicht auftritt und auch andere umweltbelastende Chemikalien gar nicht oder nur in geringem Umfang verwendet werden müssen. Die CSB- und BSB ₅ - Werte als Abwasserbelastungswerte werden durch die Peroxover¬ bindung nicht erhöht, sondern es können sogar gegenteilige Effekte auftreten, da Peroxoverbindungen zusätzlich Sauerstoff eintragen und somit den Sauerstoffbedarf des Abwassers senken.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren aus Gründen der Abwasser- und Abluftbelastung unter Verwendung eines Aufhellungsbades durchgeführt, das möglichst geringe Mengen an

Chlor, insbesondere weniger als 5000 ppm, besonders bevorzugt weniger als 1000 ppm und am meisten bevorzugt weniger als 200 ppm Chlor (in Form von elementarem Chlor, Chlorit, Hypochlorit etc. ) enthält.

Unter den zur Aufhellung bzw. Bleiche der Farben der Baumwoll¬ stoffe geeigneten Bedingungen sind solche Bedingungen der Konzentration des Aufhellungsbades, der Temperatur und der Behandlungsdauer zu verstehen, bei denen die gewünschte Aufhellung der Farben erreicht wird, ohne die Baumwollfaser zu schädigen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren werden vorzugsweise als geeignete Peroxoverbindungen anorganische Peroxide, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus H ₂ 0 ₂ , Perphosphaten, Perboraten, Percarbonaten, Persulfaten, Percarbamid, Peressigsäure und Mischungen davon, verwendet. Besonders bevorzugt ist die Peroxoverbindung ein Persulfat, d.h. ein Peroxodisulfat, ein Peroxomonosulfat oder Mischungen davon, und am meisten bevor¬ zugt ein Peroxodisulfat . Unter den Peroxodisulfaten ist wiederum ein Erdalkali- (z.B. Ca) , Alkali- (z.B. Li, Na, K, Rb, Cs) oder Ammoniumperoxodisulfat und insbesondere Kalium-, Natrium- oder/und Ammoniumperoxodisulfat bevorzugt. Unter Berücksichtigung ihrer Eigenschaften können auch organische Peroxide, wie etwa Ketonperoxide, Hydroperoxide, Diacylperoxide oder Perester Verwendung finden.

Die Konzentration der Peroxoverbindung kann abhängig von den Reaktionsbedingungen und dem gewünschten Aufhellungsgrad der Baumwollstoffe variiert werden. Generell kann die Peroxover¬ bindung in einer Konzentration von etwa 21 mmol/1 (entsprechend ca. 5 g/1 bei Natriumperoxodisulfat) bis zur Löslichkeitsgrenze der Verbindung oder bis zu einer Konzentration variiert werden, über der ein Angriff auf die Baumwollfaser stattfindet . Vorzugsweise liegt die Konzentration der Peroxoverbindung im Aufhellungsbad im Bereich von 21 mmol/1 bis 2,1 mol/1, beson-

ders bevorzugt im Bereich von 42 mmol/1 bis 1,7 trtol/1 und am meisten bevorzugt von 42 mmol/1 bis 1,3 mol/1.

Die Temperatur zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens liegt günstigerweise im Bereich von 15 bis 90°C, vorzugsweise von 40 bis 80°C und am meisten bevorzugt von 50 bis 65°C.

Die Zeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Aufhellungspro¬ zesses hängt von dem gewünschten Aufhellungsgrad, der Tempera¬ tur des Aufhellungsbades und der Konzentration des Aufhellungs- reagenz ab. Diese Zeitdauer kann von einem Fachmann ohne weiteres durch Routineversuche ermittelt werden. Bei Durch¬ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens im technischen Maßstab beträgt die Reaktionsdauer im allgemeinen 2 Minuten bis 20 Stunden, vorzugsweise 5 Minuten bis 5 Stunden und besonders bevorzugt 15 Minuten bis 1 Stunde.

Der pH-Wert des Aufhellungsbades kann von 0 bis 12 reichen, wobei pH-Werte im Bereich von 1 bis 10 bevorzugt und im Bereich von 4 bis 7 besonders bevorzugt sind. Zur Einstellung des pH- Bereichs kann das Aufhellungsbad ein Puffersystem, z.B. einen Phosphatpuffer enthalten.

Weitere fakultative Bestandteile des Aufhellungsbades sind oberflächenaktive Mittel, z.B. Tenside, Komplexierungsmittel und weitere Mittel, die auf dem entsprechenden Fachgebiet bekannt sind.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in üblichen Vorrichtungen und mit üblichen Einsatzmengen der Baumwollstoffe erfolgen, die beispielsweise auch zur Durch¬ führung eines Hypochlorit-Bleichverfahrens verwendet werden. Vorzugsweise werden die gefärbten Baumwollstoffe in einer Waschtrommel mit dem erfindungsgemäßen Aufhellungsbad behan¬ delt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens enthält das Aufhellungsbad zusätzlich noch einen Aktivator, der aus Übergangsmetallverbindungen oder/und Halogenidverbindungen ausgewählt ist. Beispiele für typische Übergangsmetalle sind Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Palladium, Zinn, Molybdän, Silber, Cer, Rhutenium, Wolfram und Rhenium. Bevorzugte Übergangsmetalle sind Eisen, Kupfer, Kobalt, Zink, Silber, Mangan, Chrom, Nickel oder Mischungen davon. Die Übergangs¬ metalle können in Form von Metallsalzen oder Komplexverbindun¬ gen eingesetzt werden, wobei Metallsalze bevorzugt sind. Besonders bevorzugt werden die Übergangsmetalle in Form ihrer Sulfatsalze eingesetz . Eisen- (III) -salze, Eisen- (II) -salze und Kupfer- (II) -salze, insbesondere Eisen- (III) -sulfat, Eisen- (II) - sulfat und Kupfer- (II) -sulfat sind am meisten bevorzugt.

Die als .Aktivator verwendete Übergangsmetallverbindung wird dem erfindungsgemäßen Aufhellungsbad vorzugsweise in einer Menge von bis zu 25 mmol/1 bezogen auf das Metall zugesetzt. Vorzugs¬ weise verwendet man die . Übergangsmetallverbindung in einer Menge von 0,05 bis 15 mmol/1, besonders bevorzugt von 0,05 bis 8 mmol/1 bezogen auf das Metall.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Kupfer- (II) -sulfat, Eisen-/II) -sulfat oder Eisen- (III) -sulfat als .Aktivator, wenn man als Peroxoverbindung Ammoniumperoxodisulfat einsetzt. Ebenfalls besonders bevorzugt ist die Verwendung von Eisen¬ dll) -sulfat oder Eisen- (II) -sulfat als Aktivator, wenn man als Peroxoverbindung Natriumperoxodisulfat einsetzt.

Beispiele für Halogenidverbindungen, die sich als Aktivator eignen, sind Chlorid-, Bromid- und Jodverbindungen, insbeson¬ dere die Bromidverbindungen. Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogenide sind bevorzugt, wobei Alkalimetall¬ halogenide besonders bevorzugt sind. Am meisten bevorzugt sind Natrium- oder/und Kaliumbromid.

Die als .Aktivator verwendete Halogenidverbindung wird dem erfindungsgemäßen Aufhellungsbad vorzugsweise in einer Menge von bis zu 500 mmol/1 bezogen auf das Halogenidion zugesetzt. Besonders bevorzugt verwendet man die Halogenidverbindung in einer Menge von 0,5 mmol/1 bis 200 mmol/1, am meisten bevorzugt von 1 bis 20 mmol/1 bezogen auf das Halogenidion.

Gegenüber einer Aktivierung mit Übergangsmetallverbindungen hat die Aktivierung mit Halogenidionen und insbesondere mit Bromidionen den Vorteil, daß die Konzentration der Peroxover¬ bindung ohne Verschlechterung der Bleichwirkung deutlich verringert werden kann. Bei gleichzeitiger Anwesenheit von Bromidionen und Persulfaten im Aufhellungsbad sind Konzen¬ trationen im Bereich von 21 mmol/1 bis 420 mmol/1 Persulfat (entsprechend 5 bis 100 g/1 bei Natriumperoxodisulfat) und 0,5 bis 200 mmol/1, insbesondere 1 bis 20 mmol/1 Bromid besonders bevorzugt, wobei optimale Wirkungen bereits bei sehr geringen Bromidkonzentrationen erzielt werden. Vorzugsweise wird bei der Auswahl optimaler Verfahrensbedingungen darauf geachtet, daß die Konzentrationen der Halogenidverbindung und der Peroxover¬ bindung innerhalb der spezifizierten Bereiche umgekehrt proportional sind.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Behandlung der gefärbten Baumwollstoffe bei einem alkali¬ schen pH-Wert. Die Behandlung der Baumwollstoffe im Alkalischen hat den Vorteil, daß ein Angriff von H ⁺ -Ionen, der zu einer Verringerung der Reißfestigkeit führen kann, vollständig ausgeschlossen wird. Vorzugsweise wird die Behandlung in dieser Ausführungsform bei einem pH-Bereich von 9 bis 13, besonders bevorzugt von 10 bis 12 durchgeführt. Da Peroxover¬ bindungen, z.B. Persulfate, im Alkalischen ohne zugesetztes Hypochlorit nur einen mäßigen Aufhellungseffekt zeigen, wird vorzugsweise ein für alkalische pH-Werte geeigneter Aktivator eingesetzt. Beispiele für solche Aktivatoren sind bei alkali¬ schen pH-Werten lösliche Übergangsmetall-Komplexverbindungen,

z.B. Komplexverbindungen von Eisen, Kupfer, Kobalt oder Nickel, besonders bevorzugt Komplexverbindungen von Eisen.

Spezifische Beispiele für geeignete Aktivatoren sind Komplexe von Übergangsmetallen mit Ammoniak, Polyaminen wie etwa EDTA, Rhodanid, Cyanid oder Fluorid. Vorzugsweise verwendet man Cyanokomplexe, besonders bevorzugt Hexacyanoferrat- (II) - oder Hexacyanoferrat- (III) -Komplexe. Die Hexacyanoferratkomplexe werden beispielsweise in Form von Alkalimetallsalzen, z.B. von Natrium- oder Kaliumsalzen eingesetzt.

Die Komplexe werden vorzugsweise in einer Menge von bis zu 25 mrrtol/1 bezogen auf das Metall, besonders bevorzugt in einer Menge von 0,05 bis 15 mrnol/1, am meisten bevorzugt von 0,05 bis 8 mmol/1 bezogen auf das Metall verwendet.

Bei Verwendung von Übergangsmetall-Komplexverbindungen als .Aktivator wurden überraschend starke Aufhellungen bereits bei sehr geringen Konzentrationen an Peroxoverbindungen erreicht. Die Konzentration der Peroxoverbindungen bei der Aufhellung im Alkalischen liegt daher im Bereich von z.B. 5 mmol/1 bis 2,1 mol/1, vorzugsweise 5 mmol/1 bis 1 mol/1, besonders bevorzugt 5 mmol/1 bis 250 mmol/1. Die Behandlungstemperatur beträgt vorzugsweise 70 bis 90°C, besonders bevorzugt ca. 80°C. Die Behandlungsdauer hängt von der Konzentration der eingesetzten Peroxo- und .Aktivatorverbindungen ab, es wurden jedoch gute Ergebnisse bei einer Behandlungsdauer im Bereich von 10 min bis 1 h, insbesondere von 10 min bis 30 min erreicht.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten gefärbten Baumwollstoffe sind vorzugsweise mit Farbstoffen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Küpen-, Direkt- und Schwefelfarb¬ stoffen, gefärbt. Typische Küpenfarbstoffe sind Indigo, Thioindigo und andere indigoide Farbstoffe, Indanthren- und andere antrachinoide Farbstoffe, Phthalocyanin und Naphthalin¬ farbstoffe.

Besonders bevorzugt als Farbstoffe sind alle zum Färben von Baumwollstoffen, insbesondere von Jeansstoffen, verwendeten Substanzen, insbesondere Indigo, Thioindigo und andere indi¬ goide Farbstoffe sowie Schwefelfarbstoffe.

Nach einer Aufhellung der gefärbten Baumwoll- bzw. Jeansstoffe durch das erfindungsgemäße Verfahren werden diese auf übliche Weise, z.B. durch Spülen oder/und Neutralisieren vom Auf¬ hellungsbad gereinigt . Da durch das erfindungsgemäße Verfahren keine Verfärbung, z.B. Vergilbung, der Baumwollfasern eintritt, ist eine Nachbehandlung im allgemeinen nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß der Aufhellungsgrad, d.h. die Aufhellung des Gesamtfarbtons der gefärbten Baumwollstoffe, durch Auswahl von Behandlungsdauer und -temperatur, Konzentration der Peroxoverbindung und gegebenenfalls der Aktivatorverbindung sehr gut kontrolliert werden kann.

Insbesondere bei Verwendung von Natriumperoxodisulfat und gegebenenfalls Eisen- (III) -sulfat als Aktivator enthält das Abwasser keine umweltbelastenden Chemikalien, da sich Natrium¬ peroxodisulfat in Natriumsulfat und Sauerstoff zersetzt und auch Eisensulfat kein Problem darstellt, da diese Substanz beispielsweise in Kläranlagen als Flockungsmittel zugesetzt wird. Durch die Verwendung von Peroxoverbindungen, insbesondere Persulfaten, im Aufhellungsbad wird sogar zusätzlicher Sauer¬ stoff in das Bad eingetragen und damit der Sauerstoffbedarf des Abwassers gesenkt. Auch die Verwendung von Halogenidionen, insbesondere von Bromidionen in den geringen Konzentrationen, die zur Aktivierung der Peroxoverbindung erforderlich sind, führt zu keiner signifikanten Umweltbelastung.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Ver¬ wendung eines Bades, das 21 mmol/1 bis 2,1 mol/1 einer Peroxo¬ verbindung als aktive Komponente enthält und frei von zuge¬ setzten Hypochloriten, Permanganaten und Enzymen ist, zur Aufhellung von gefärbten Baumwollstoffen. Die Peroxoverbindung

ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus H ₂ 0 ₂ , Perphosphaten, Perboraten, Percarbonaten, Persulfaten, Per- carbamid, Peressigsäure und Mischungen davon. Besonders bevorzugt als Peroxoverbindung ist ein Peroxodisulfat, am meisten bevorzugt Kalium-, Natrium- oder/und Ammoniumper¬ oxodisulfat .

Das Bad kann weiterhin einen Aktivator, ausgewählt aus Über¬ gangsmetallverbindungen in einer Konzentration von bis zu 25 mmol/1 bezogen auf das Metall oder Halogenidverbindungen in einer Konzentration von bis zu 500 mmol/1 bezogen auf das Halogenidion enthalten.

Besonders bevorzugt enthält das Bad 21 mmol/1 bis 420 mmol/1 eines Persulfats als aktive Komponente und 0,5 bis 200 mmol/1 Halogenidionen als.Aktivator.

Jfoch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Bads, das einen alkalischen pH-Wert aufweist, als aktive Komponenten 5 mmol/1 bis 2,1 mol/1 einer Peroxover¬ bindung und eine bei alkalischen pH-Werten lösliche Übergangs- metall-Komplexverbindung enthält und frei von zugesetzten Hypochloriten, Permanganaten und Enzymen ist, zur Aufhellung von gefärbten Baumwollstoffen.

Weiterhin soll die Erfindung durch das folgende Beispiel erläutert werden.

BEISPIEL

Eine 4 x 4 cm große Probe aus mit Indigo gefärbtem Blue Jeans- Stoff wurde in 100 ml eines Aufhellungsbads gelegt. Dann wurde der pH-Wert bestimmt. Während des Aufhellungsvorgangs wurde ständig gerührt, um eine gute Durchdringung des Gewebes mit der Aufhellungslösung zu gewährleisten. Anschließend wurde das Textilstück mit destilliertem Wasser ausgespült, um den AufhellungsVorgang zu stoppen. Die Beurteilung des Aufhellungs-

grades erfolgte in trockenem Zustand (heißluftgetrocknet bei 50°C im Trockenschrank) mit einer nicht aufgehellten Textil- probe als Referenz. Es wurde der Grad der Aufhellungswirkung (Abnahme der Blaufärbung bis hin zu Weiß) in 5 Stufen wie folgt bewertet :

0 keine Abnahme der Blaufärbung

1 leichte Aufhellung

2 gute Aufhellung (gewünschter Effekt)

3 stärkere Aufhellung

4 stark gebleicht

5 sehr stark gebleicht

Es wurde die Aufhellungswirkung von Ammoniumperoxodisulfat (APS) , Kaliumperoxodisulfat (KPS) und Natriumperoxodisulfat (NPS) untersucht.

1) Vorversuche: Vergleich verschiedener Persulfate

Nr. Bleich- Konz. Zusatz Konz. Temp. Zeit Beurtei- Gewebe mittel lung

1 APS 100 g/1 RT 20 h 1 ok

2 KPS 45 g/1 RT 20 h 0,5 ok

3 NPS 100 g/1 RT 20 h 1 ok

Vor allem APS (Vers. 1) und NPS (Vers. 3) zeigen einen brauch¬ baren Bleicheffekt. KPS (Vers. 2) hat eine geringere Löslich¬ keit, ist aber vom Bleicheffekt relativ zur eingesetzten Menge vergleichbar mit APS und NPS.

2) Konzentrationseinfluß .

Nr. Bleich- Konz. Zusatz Konz. Temp. Zeit Beurtei- Gewebe mittel lung

4 NPS 100 g/1 RT 21 h 2 ok

5 NPS 200 g/1 RT 21 h 4 ok

6 NPS 300 g/1 RT 21 h 4,5 ok

Versuche 4 bis 6 zeigen, daß der Bleicheffekt über die Konzen¬ tration steuerbar ist.

3) Temperatureinfluß

Nr. Bleich- Konz. Zusatz Konz. Temp. Zeit Beurtei- Gewebe mittel lung

7 NPS 100 g/1 60°C 40 min 1 ok 8 NPS 100 g/1 80°C 20 min 2 ok

Die Versuche 7 und 8 zeigen, daß der gewünschte Aufhellungsgrad sich durch die Wahl einer höheren Temperatur innerhalb einer erheblich kürzeren Behandlungsdauer einstellen läßt.

4) Wirkung von NPS mit verschiedenen Aktivatoren

Es zeigte sich, daß Übergangsmetallverbindungen, vor allem Eisen(III) in Form von Eisen(III) sulfat, Eisen(II) sulfat oder Kupfer(II) sulfat, den Angriff von Persulfat auf den Indigofarb¬ stoff verstärken. Bemerkenswert ist, daß dabei keine signifi¬ kante Schädigung des Gewebes stattfindet.

Nr. Bleich¬ Konz. Zusatz Konz. Temp. Zeit Beurtei¬ Gewebe mittel (g/D (mmol/1) (°C) (min) lung

9 NPS 250 Fe ₂ (S0 ₄ ) ₃ 2,06 60 20 3 ok

10 NPS 250 CuS0 ₄ 6,26 60 20 2 ok

11 NPS 250 CoS0 ₄ 3,65 60 20 1 leichter .Angriff

12 NPS 250 NiS0 ₄ 3,89 60 20 2 ok

13 NPS 250 MnS0 ₄ 5,95 60 20 1 leichte Färbung

14 NPS 250 KCr(S0 ₄ ) ₂ 2,05 60 20 3 ok

15 NPS 100 FeS0 ₄ 2,3 60 20 2 ok

16 NPS 100 FeS0 ₄ 4,5 60 20 3 ok

Die Versuche 9 bis 16 zeigen, daß verschiedene Aktivatoren für diese Anwendung geeignet sind. Den stärksten Effekt zeigten Eisen- (III) (Versuch 9), Chrom (Versuch 14) und Eisen- (II) (Versuche 15 und 16) .

5) Vergleich verschiedener Aktivatordosierungen Nr. Bleich- Konz. Zusatz Konz. Temp. Zeit Beur- Gewebe mittel (mmol/1) teilung

17 NPS 250 g/1 Fe ₂ (S0 ₄ ) ₃ 1,25 60°C 20 min 2 ok

18 NPS 250 g/1 Fe ₂ (S0 ₄ ) ₃ 2,5 60°C 20 min 3 ok

19 NPS 300 g/1 Fe ₂ (S0 ₄ ) ₃ 2,5 60°C 20 min 3,5 ok

In den Versuchen 17 bis 19 wird gezeigt, daß die Konzentration des .Aktivators nicht zu hoch eingestellt werden darf, da sich sonst ein zu starker Effekt ergeben kann. Außerdem müssen Persulfatkonzentration und Eisenaktivatorkonzentration aufein¬ ander abgestimmt sein. Als optimaler Wert ergeben sich dabei die Werte von 200 - 300 g/1 NPS und 0,75 - 1,8 mmol/1 Eisen(III)sulfat.

6) Vergleich NPS-Lösung bei verschiedenen pH-Werten

Nr. Bleich¬ Konz. Zusatz Konz. Temp. Zeit pH Beurtei¬ Gewel mittel lung

20 NPS 200 g/1 - - 60°C 40min 2,7 1 ok

21 NPS 200 g/1 NaOH - 60°C 40min 7,0 2 ok

22 NPS 300 g/1 - - 60°C 20min 1,6 1 ok

23 NPS 300 g/1 NaOH - 60°C 20min 7,0 2 ok

24 NPS 250 g/1 NaH ₂ P0 ₄ 0,5g/l 60°C 20min 7,0 0,5 ok

25 NPS 250 g/1 Na ₂ HP0 ₄ 0,5g/l 60°C 20min 5,0 2 ok

Im Vers. 21 wurde gegenüber Vers. 20 der pH-Wert auf 7 einge¬ stellt (bevorzugter pH-Bereich 5 - 12) , was zeigt, daß auch bei diesem pH-Wert der gewünschte Aufhellungsgrad 2 erreicht wird. Die Versuche 22 und 23 zeigen, daß bei 300 g/1 NPS auch bei pH 7 die Bleichzeit auf 20 min verkürzt werden konnte. Versuch 25 zeigt, daß bei einem pH-Wert von 5, der mit einem Puffergemisch eingestellt wurde, der Aufhellungsgrad 2 unter Einhaltung der Standardbedingungen zu erreichen ist.

7) Vergleich APS-Lösung mit verschiedenen Aktivatoren

Nr. Bleich- Konz. Zusatz Konz. Temp. Zeit Beurtei- Gewebe mittel (g/1) (mmol/1) (°C) (min) lung

26 APS 100 60 40 ok

27 APS 100 CuS0 ₄ 6,26 60 40 2,5 ok

28 APS 100 Fe ₂ (S0 ₄ ) ₃ 2,06 60 40 2 ok

29 APS 100 CoS0 ₄ 3,65 60 40 1,5 ok

30 APS 100 ZnS0 ₄ 1,00 60 40 1 ok

Die Versuche 26 bis 30 zeigen verschiedene Aktivatoren mit Ammoniumperoxodi sulfat als Bleichmittel . Vor allem Kupfer und Eisen sind gut geeignet .

8) Versuche mit verschiedenen Halogeniden als Aktivator Nr. Bleich- Konz. Zusatz Konz. Temp. Zeit Beurtei- Gewebe mittel (g/1) (mmol/1) °C min. lung

31 NPS 25 NaBr 19 60 • 20 3 ok

32 NPS 25 NaCl 168 60 20 3 ok

33 NPS 25 NaJ 64 60 20 4 gelblich

Versuch 31 zeigt, daß mit Bromid bereits mit 19 mmol/1 Bleichgrad 3 erreicht wird.

Mit Chlorid sind 168 mmol/1 nötig um die gleiche Wirkung zu erzielen.

Jodid ist prinzipiell ebenfalls geeignet, es tritt jedoch eine Gelbfärbung auf.

9) Versuche mit verschiedenen Dosierungen von Bromid und NPS Nr. Bleich- Konz. Zusatz Konz. Temp. Zeit Beurtei- Gewebe mittel (g/D (mmol/1) °C min. lung

34 NPS 25 NaBr 48 60 20 3 ok

35 NPS 25 NaBr 2 60 20 3 ok

36 NPS 12,5 NaBr 9,7 60 20 3 ok

37 NPS 12,5 NaBr 2,6 60 20 2,5 ok

38 NPS 12,5 NaBr 1,2 60 20 2 ok

39 NPS 12,5 NaBr 1 60 20 1,5 ok <J

40 NPS 50 NaBr 4 60 20 4 ok

41 NPS 100 NaBr 8 60 20 4,5 ok

42 NPS 150 NaBr 56 60 20 5 ok

Die Versuche 34 und 35 zeigen, daß die optimale Wirkung bereits mit geringen Mengen Bromid erreichbar ist und eine weitere

Erhöhung der Bromidkonzentration keine Verbesserung mehr bewirkt.

Die Versuche 36 bis 39 zeigen, daß in diesem Bereich auch durch die Verminderung der Bromidkonzentration der Bleichgrad gesteuert werden kann.

Die Versuche 40 bis 42 zeigen, daß mit einer Erhöhung des NPS-

Gehaltes in der Bleichflotte die Wirkung bis zur vollen

Entfärbung gesteigert werden kann.

Bei den Versuchen 35, 40 und 41 wurde ein Molverhältnis von

1:50 (NaBr:NPS) eingestellt.

10) Versuche bei einem alkalischen pH-Wert

Nr. Reagens Konz. Konz. Zusatz Konz. Konz. Temp. Zeit PH Bleich- rα/n tmmol/11 [mmol/1] rα/π [C°l [min] crrad

43 NPS 3 12,6 - - 80 30 11 1,5

44 KPS 3,4 12,6 - - - 80 30 11 1,5

45 NPS 3 12,6 Kaiiumhexacyanoferrat II 2,37 1 80 30 11 4,5

46 KPS 3,4 12,6 Kaiiumhexacyanoferrat II 1,18 0,5 80 20 12 4

47 NPS 3 12,6 Kaliumhexacyanoferrat II 2,37 1 80 30 7,5 1 1

48 NPS 3 12,6 Kaiiumhexacyanoferrät II 2,37 1 80 30 11 4,5 J

49 NPS 3 12,6 Kaiiumhexacyanoferrat II 2,37 1 60 30 11 2

50 NPS 3 12,6 Kaliumhexacyanoferrat II 2,37 1 80 20 11 4 |

51 NPS 3 12,6 Kaiiumhexacyanoferrat III 3,04 1 80 20 11 4

52 NPS 3 12,6 Kaliumhexacyanoferrat II 1,18 0,5 80 30 11 4

53 NPS 3 12,6 Kaliumhexacyanoferrat II 1,18 0,5 80 30 12 4

54 NPS 3 12,6 Kaiiumhexacyanoferrat II 0,59 0,25 80 30 11 2,5

Die Versuche 43 und 44 zeigen, daß ohne Zusatz eines Aktivators im Alkalischen nur eine geringe Bleichung stattfindet. Die Versuche 45 und 46 zeigen, daß durch Zusatz eines Aktivators im alkalischen Bereich die Bleichwirkung von Persulfat deutlich verstärkt wird. Versuch 47 zeigt, daß im neutralen Bereich (pH 7,5) keine Wirkung des Aktivators zu erkennen ist.

Die Versuche 48 und 49 zeigen, daß die Bleichwirkung bei einer Badtemperatur von 80°C deutlich höher als bei einer Badtemperatur von 60°C ist.

Die Versuche 50 und 51 zeigen, daß die Aktivierung mit Kalium¬ hexacyanoferrat (III) ebenso gut wie die Aktivierung mit Kaiiumhexacyanoferrat (II) funktioniert.

Versuch 52 zeigt, daß die Aktivatorkonzentration noch auf ca. 1 mmol/1 verringert werden kann, ohne daß eine Abschwächung des Aufhellungseffekts gefunden wird. Versuch 53 zeigt, daß auch bei einem pH-Wert von 12 eine starke Bleichwirkung erzielt wird. Versuch 55 zeigt, daß über eine weitere _^ Verringerung des .Aktivators in der Bleichlösung die Wirkung der Aufhellung gesteuert werden kann.