DE57619C - Innovation in the bleaching of fibers with the aid of electricity - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 8: Bleichen, Färben, Zeugdrück und Appretur.CLASS 8: Bleaching, dyeing, fabric printing and finishing.

CARL KELLNER in WIEN. Neuerung im Bleichen von Faserstoffen mit Hülfe von Elektricität. CARL KELLNER in VIENNA. Innovation in the bleaching of fibers with the aid of electricity.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 12. Juli 1890 ab.Patented in the German Empire on July 12, 1890.

Die neue Erfindung bezieht sich auf jene Bleichverfahren, bei welchen die Bleichmittel auf elektrolytischem Wege bereitet werden, und sie bezweckt, sowohl an der Kraft zu ersparen, welche den zur Elektrolyse erforderlichen Strom erzeugt, als auch an Chemikalien.The new invention relates to those bleaching processes in which the bleaching agents be prepared electrolytically, and its purpose is to save both the strength, which generates the electricity required for electrolysis, as well as chemicals.

In den Fällen, wo Elektrolyse beim Bleichen von Faserstoffen in verarbeitetem oder unverarbeitetem Zustande zu Hülfe genommen worden ist, war es bisher üblich, die Bleichmittel durch die zersetzende Einwirkung eines elektrischen Stromes in einem besonderen Gefäfse zu bereiten und dieselben dann auf jene Weise, welche für die auf andere Weise bereiteten Bleichmittel üblich ist, in Anwendung zu bringen, also in Form von Bädern oder im Bleichholländer.In cases where electrolysis is used in the bleaching of pulps in processed or unprocessed It has hitherto been customary to use the bleaching agent to prepare the corrosive action of an electric current in a special vessel and then using them in the manner customary for bleaching agents prepared in other ways bring, so in the form of baths or in the bleaching Dutch.

Von diesem Verfahren vollständig abweichend, wird der neuen Erfindung gemäfs die elektrolytische Zersetzung der Stoffe, welche das Bleichmittel liefern sollen, in Berührung mit dem zu bleichenden Faserstoff selbst vorgenommen, so dafs die Zersetzungsproducte im Entstehungszustande (in statu nascendi) zur Einwirkung gelangen, wodurch ihre Wirkung bedeutend erhöht und folglich in gleichem Mafse die zur Erzielung des gewünschten Resultates nöthige Menge von diesen Producten bezw. die zur elektrolytischen Zersetzung erforderliche Energie in Form von bewegender Kraft verringert wird. Zu diesem Zwecke wird das zu bleichende Fasermaterial vorerst mit der Lösung imprägnirt, aus welcher durch Elektrolyse das Bleichmittel bereitet werden soll. Sodann führt man das Fasermaterial in einer Schicht von entsprechend gewählter Stärke zwischen den zwei Elektroden hindurch. Da auf diese Weise, infolge der aufserordentlichen Nähe der Elektroden, nur ein sehr geringer Widerstand zu überwinden ist, so wird auch nur ein Strom von sehr niedriger Klemmenspannung (elektromotorischer Kraft) beansprucht. Die positive Elektrode oder Anode mufs aus einem Material hergestellt sein, welches durch das gebildete Bleichmittel, z. B. aus einer Chlormetall-Lösung entwickeltes Chlor, nicht angegriffen wird, also aus Kohle oder Platin.Completely deviating from this process, according to the new invention, the electrolytic decomposition of the substances which are to provide the bleaching agent is carried out in contact with the fiber material to be bleached itself, so that the decomposition products come into effect in the state of origin (in statu nascendi) , whereby their action Effect significantly increased and consequently in the same amount the amount of these products or products necessary to achieve the desired result. the energy required for electrolytic decomposition in the form of moving force is reduced. For this purpose the fiber material to be bleached is first impregnated with the solution from which the bleaching agent is to be prepared by electrolysis. The fiber material is then passed in a layer of an appropriately chosen thickness between the two electrodes. Since only a very low resistance has to be overcome in this way, due to the extraordinary proximity of the electrodes, only a current with a very low terminal voltage (electromotive force) is used. The positive electrode or anode must be made of a material which is affected by the bleaching agent formed, e.g. B. from a chlorine metal solution developed chlorine, is not attacked, so from carbon or platinum.

Die beste den Elektroden zu gebende Form ist diejenige rotirender Walzen, welche gleichzeitig die Materialschicht fortbewegen und den Strom durch dieselbe leiten. Eine vortheilhafte Anordnung besteht in mehreren auf einander folgenden Walzenpaaren, bei welchen die Anode abwechselnd oben und unten angeordnet ist, so dafs das durch die Elektrolyse in Freiheit gesetzte Bleichmittel abwechselnd mit der oberen und der unteren Materialschicht zuerst in Berührung tritt.The best shape to be given to the electrodes is that of rotating rollers, which at the same time move the layer of material and pass the current through it. A beneficial one Arrangement consists of several successive pairs of rollers, in which the anode is arranged alternately above and below so that the bleaching agent set free by electrolysis alternates comes into contact with the upper and lower layers of material first.

In manchen Fällen ist es auch vortheilhaft, gleichzeitig mit dem zu bleichenden Material eine Filzschicht zwischen den Elektroden hindurchzuführen , oder aber zwei Materialschichten, so dafs die eine Schicht mit dem Anion, die andere Schicht mit dem Kathion imprägnirt wird.In some cases it is also beneficial to be at the same time as the material to be bleached pass a layer of felt between the electrodes, or two layers of material, so that one layer with the anion, the other with the cathion is impregnated.

Um das Entweichen jener Mengen Chlor, welche nicht durch den Bleichprocefs gebunden werden, zu verhindern, setzt man dem Elektrolyten chlorbildende Stoffe, also vorzugsweise Alkalien zu, wie Soda, Ammoniak, Kalk, Magnesia oder dergleichen.About the escape of those quantities of chlorine which are not bound by the bleaching process To prevent the electrolyte, chlorine-forming substances are added, preferably Alkalis too, such as soda, ammonia, lime, magnesia or the like.

(2. Auflage, ausgegeben am 12. Januar jgoo.J(2nd edition, issued on January 12th jgoo.J

In beiliegender Zeichnung sind Fig. ι und 2 Aufrifs und Grundrifs eines zur Ausführung der Erfindung bestimmten Apparates, bei welchem eine Filzschicht gleichzeitig mit dem zu bleichenden Material zwischen den Elektroden hindurchgeführt wird..In the accompanying drawing, FIGS. 1 and 2 are Design and basic design of an apparatus intended for carrying out the invention, in which a layer of felt between the electrodes at the same time as the material to be bleached is passed through ..

Fig. 3 und 4 stellen in gleicher Weise einen Apparat mit mehreren Paaren von Elektroden dar.Figures 3 and 4 similarly illustrate an apparatus having multiple pairs of electrodes represent.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, sind die beiden walzenförmigen Elektroden α und b in einem geeigneten Gestell über einander gelagert. Die Welle der oberen Elektrode a ruht in verschiebbaren Lagern a^l , auf welche belastete Hebel a² drücken, und die Welle der unteren Elektrode b trägt eine Riemscheibe b¹ oder sonstige geeignete Antriebsvorrichtung. Auf jeder Elektrode schleift eine Bürste c zur Zuleitung des elektrischen Stromes, und zwar ist im dargestellten Falle angenommen, dafs die obere Elektrode α mit dem positiven und die untere Elektrode b mit dem negativen Pole der Stromquelle verbunden ist. Ist bei dieser Anordnung das Elektrolyt eine Kochsalzlösung, so wird an der Walze α Chlor und an der Walze Z> Aetznatron ausgeschieden; damit nun Walze α durch das Chlor nicht angegriffen werde, wird dieselbe aus Kohle, platinirtem Metall oder Porzellan oder dergleichen hergestellt, während Walze b aus Eisen bestehen kann.As can be seen from FIGS. 1 and 2, the two roller-shaped electrodes α and b are mounted one above the other in a suitable frame. The shaft of the upper electrode a rests in displaceable bearings a ¹ , on which loaded levers a ² press, and the shaft of the lower electrode b carries a pulley b ¹ or other suitable drive device. A brush c slides on each electrode to conduct the electric current, and in the case shown it is assumed that the upper electrode α is connected to the positive and the lower electrode b to the negative pole of the current source. If the electrolyte is a saline solution in this arrangement, then chlorine is excreted on the roller α and> caustic soda is precipitated on the roller Z; So that roller α is not attacked by the chlorine, it is made of carbon, platinized metal or porcelain or the like, while roller b can consist of iron.

Der zu bleichende Faserstoff, z. B. gegautschter oder auf der Langsiebmaschine hergestellter Papierstoffdeckel d, gelangt bei seinem Eintreten zwischen die Elektroden auf einen endlosen Filz/. Dieser läuft um die Elektrodenwalze b nach einer in gleicher Höhe angebrachten Walze g, von dort nach abwärts zwischen zwei Quetschwalzen h j, deren obere belastete Lager besitzt, und endlich um die in einem Becken k angeordnete Walze / nach der Elektrodertwalze b zurück ; m m sind Spannwalzen und q ist ein Schaber, welcher die Kathode rein erhält.The fiber to be bleached, e.g. B. gummed or produced on the Fourdrinier paper stock cover d, passes when it enters between the electrodes on an endless felt /. This runs around the electrode roller b after a roller g attached at the same height, from there downwards between two nip rollers hj, the upper bearing of which is loaded, and finally around the roller arranged in a basin k / after the electrodert roller b back; mm are tension rollers and q is a scraper, which keeps the cathode clean.

Das zu bleichende Material d wird durch das Rohr η mit Kochsalzlösung bespritzt, oder aber es ist schon früher mit Kochsalz imprägnirt worden und wird dann nur mit Wasser bespritzt. Filz f tränkt sich beim Passiren durch das Becken k gleichfalls mit Kochsalzlösung, so dafs beim nun folgenden Hindurchführen der Schicht d und des Filzes/ zwischen den Elektrodenwalzen α und b die Schicht d mit dem von der Elektrolyse der Kochsalzlösung herrührenden elektronegativen Chlor und der Filz / mit dem auf gleiche Weise abgespaltenen elektropositiven Aetznatron imprägnirt wird. Das zu bleichende Material rollt sich auf eine Spindel 0 auf, welche in ihrer Lagergabel ρ verschiebbar ist, und nachdem die Rolle eine gewisse Dicke erreicht hat, wird sie abgenommen und längere Zeit an einem nicht zu kühlen Orte sich selbst überlassen. Während dieser Zeit beenden die Chlorverbindungen die Zersetzung der Farbstoffe und schliefslich entfernt man die Zersetzungsproducte durch Auswaschen. The material d to be bleached is sprayed with saline solution through the tube η , or it has been previously impregnated with common salt and is then only sprayed with water. Felt f is also saturated with saline solution when passing through the basin k , so that when the layer d and the felt / between the electrode rollers α and b are passed through the layer d with the electronegative chlorine resulting from the electrolysis of the saline solution and the felt / is impregnated with the electropositive caustic soda split off in the same way. The material to be bleached rolls up on a spindle 0 , which is displaceable in its storage fork ρ , and after the roll has reached a certain thickness, it is removed and left for a long time in a not too cool place. During this time the chlorine compounds stop the decomposition of the dyes and finally the decomposition products are removed by washing out.

Die im Filz f enthaltene Aetznatronlösung wird durch die Walzen hj gröfstentheils ausgepreist und kann zu irgend einem Zwecke, für welchen sie geeignet ist, verwendet werden.The caustic soda solution contained in the felt f is for the most part priced out by the rollers hj and can be used for any purpose for which it is suitable.

Statt mit der Bahn des zu bleichenden Materials eine Filzbahn zwischen den Elektroden durchlaufen zu lassen, kann man eine zweite Bahn zu bleichenden Materials in Anwendung bringen, welche dann später dem Bleichprocesse unterzogen wird. In diesem Falle fällt die Anwendung der Quetschwalzen hj weg, und das Aetznatron, welches sich in der nnteren Bahn von zu bleichendem /Material ansammelt, verhindert beim nachfolgenden Vorbeiführen dieser Bahn an der Anode, dafs das in Freiheit gesetzte Chlor entweicht; dasselbe bildet nämlich mit dem Aetznatron unterchlorigsaures Natron, welches bekanntlich ebenfalls bleichend wirkt.Instead of letting the web of the material to be bleached run through a felt web between the electrodes, a second web of material to be bleached can be used, which is then later subjected to the bleaching process. In this case the squeezing rollers hj are not used , and the caustic soda, which collects in the inner path of the material to be bleached, prevents the released chlorine from escaping when this path is subsequently led past the anode; The same thing forms with caustic soda, namely, sodium hypochlorite, which, as is well known, also has a bleaching effect.

Bei dem durch Fig. 3 und 4 dargestellten Apparat sind mehrere Paare walzenförmiger Elektroden α b hinter einander angeordnet und die Anode α ist abwechselnd oben und unten angeordnet. Die Bahn zu bleichenden Materials d, welche zwischen den Elektrodenpaaren passirt, wird auf diese Weise sowohl in ihrer oberen als auch in ihrer unteren Hälfte mit dem unterchlorigsauren, bleichen'd wirkenden Salz imprägnirt, dessen Bildung weiter oben erklärt worden ist.In the apparatus illustrated by FIGS. 3 and 4, several pairs of roller-shaped electrodes α b are arranged one behind the other and the anode α is arranged alternately above and below. The path of material to be bleached , which passes between the pairs of electrodes, is in this way impregnated both in its upper and in its lower half with the hypochlorous acid, which has a bleaching effect, the formation of which has been explained above.

Es ist selbstverständlich, dafs die vorstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beschriebene Anordnung vielfach abgeändert werden kann, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. Solche Abänderungen werden schon durch die Natur des zu bleichenden Materials geboten, welches z. B. ungesponnene Textilfaser, Gespinnst, Gewebe, Papierfaserstoff in Breiform, oder Deckelform sein kann.It goes without saying that the above described with reference to the drawing Arrangement can be changed many times without departing from the essence of the invention. Such modifications are already required by the nature of the material to be bleached, which z. B. unspun textile fiber, spun, woven fabric, paper pulp in pulp form, or lid shape.

Fig. 5 und 6 beiliegender Zeichnungen zeigen schematisch allgemeine Anordnungen der Vorrichtungen zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens.Figures 5 and 6 of the accompanying drawings show schematically general arrangements of the devices to carry out the procedure described.

In Fig. 5 ist eine Anordnung zum Bleichen von Gespinnsten, Geweben oder hartgeprefster Cellulose dargestellt. Das zu bleichende Ma-' terial wird in dem Behälter A zwischen zwei Walzen behufs Imprägnirung hindurchgeleitet und gelangt, nachdem es das Walzenpaar h und j zum Zwecke der Auspressung überschüssiger Flüssigkeit durchlaufen hat, in den Bleichbehälter B. Wie ersichtlich, ist nur die eine Elektrode α als Walze ausgebildet, während die andere β eine mulden- oder schalenförmige Gestaltung besitzt. Der Bleichbehälter B In Fig. 5 an arrangement for bleaching spun, woven or hard-pressed cellulose is shown. The material to be bleached is passed in the container A between two rollers for impregnation and, after it has passed through the pair of rollers h and j for the purpose of squeezing out excess liquid, enters the bleaching container B. As can be seen, only one electrode is present α designed as a roller, while the other β has a trough-shaped or bowl-shaped design. The bleach tank B

ist durch ein Diaphragma α in zwei Hälften' getheilt, so dafs die zu bleichenden Faserstoffe thatsächlich nur mit dem in Freiheit gesetzten Chlor imprägnirt werden.is divided into two halves by a diaphragm α, so that the fibers to be bleached can actually only be impregnated with the chlorine released.

Fig. 6 zeigt eine Anordnung zum Bleichen von Faserstoffen in Breiform. In einem gemauerten Behälter mit abschüssigem Boden sind über der höheren Bodenseite die Elektrodenwalzen α und b und die hölzerne Zuführungswalze ^ angeordnet, auf welche das Fasermaterial aus einem Zuführungstrichter gelangt, in welchen es durch geeignete Vorrichtungen, wie Zuführungsschnecken, Paternosterwerke u. dergl., gefördert wird. Das zwischen den Elektrodenwalzen hindurchgegangene, zu bleichende Material sammelt sich an der tiefsten Stelle des Behälters, von welchem es nach Wunsch und Bedarf durch ein Hebe- oder Förderwerk bekannter Art wieder in den Zuführungstrichter zurückgehoben werden kann, um den Kreislauf wiederholt durchzumachen.Fig. 6 shows an arrangement for bleaching pulps in pulp form. In a bricked container with a sloping bottom, the electrode rollers α and b and the wooden feed roller ^ are arranged above the higher floor side, onto which the fiber material comes from a feed hopper, into which it is conveyed by suitable devices such as feed screws, paternoster units and the like will. The material to be bleached that has passed between the electrode rollers collects at the deepest point of the container, from which it can be lifted back into the feed hopper as desired and required by a lifting or conveying mechanism of a known type in order to repeat the cycle.

Je nach Art des zu bleichenden Stoffes und dem beabsichtigten Grade der Bleichung werden die Anordnungen der Elektroden in Bezug auf Form uud Oertlichkeit verschieden sein und die Zuführungsmittel passend gewählt werden müssen.Depending on the type of fabric to be bleached and the intended degree of bleaching the arrangement of the electrodes in terms of shape and location may be different and the feeding means must be chosen appropriately.

Claims (1)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: ι. Ein Verfahren zum Bleichen von Fasermaterial in verarbeitetem oder unverarbeitetem Zustande mit Hülfe der Elektro-, lyse, darin bestehend, dafs man das Fasermaterial mit der Lösung eines Chlormetalls mit oder ohne Zusatz chlorbindender Stoffe, als Aetznatron, Soda, Kalk, Magnesia und dergleichen, in entsprechend dicker Schicht zwischen zwei einander gegenüberstehenden Elektroden, mit oder ohne ein dazwischen geschaltetes Diaphragma," zum Zwecke, der Einwirkung der Elektrolyse in Gegenwart des zu bleichenden Fasermaterials hindurchführt. ι. A method of bleaching fiber material in processed or unprocessed Conditions with the aid of electrolysis, consisting in removing the fiber material with the solution of a chlorine metal with or without the addition of chlorine-binding substances, as caustic soda, soda, lime, magnesia and the like, in a correspondingly thick layer between two opposing ones Electrodes, with or without an interposed diaphragm, "for the purpose of The effect of electrolysis in the presence of the fiber material to be bleached passes through. Bei dem unter ι. angegebenen Verfahren mehrere hinter einander angeordnete Elektrodenpaare, bei welchen die Anode abwechselnd oben und unten steht.
Bei dem unter ι. angegebenen Verfahren die Herstellung der Elektroden in Form von Walzen, welche gleichzeitig die Materialschicht fortbewegen und den zerlegenden Strom durch dieselbe leiten.
Bei dem unter i. angegebenen Verfahren die Herstellung der Elektroden in Form einer Walze und einer Mulde, wobei gleichzeitig.der Behälter, in welchem die Bleichung vor sich geht, zwischen den Elektroden durch ein Diaphragma getheilt werden kann, so dafs die zu bleichenden Faserstoffe lediglich mit dem in Freiheit gesetzten Chlor imprägnirt werden.In the case of ι. specified method several pairs of electrodes arranged one behind the other, in which the anode is alternately above and below.
In the case of ι. specified method the production of the electrodes in the form of rollers, which simultaneously move the material layer and conduct the decomposing current through the same.
In the case of the under i. The method indicated the production of the electrodes in the form of a roller and a trough, whereby at the same time the container in which the bleaching takes place can be divided between the electrodes by a diaphragm, so that the fibers to be bleached only with that set free Impregnated with chlorine. Bei dem unter i. angegebenen Verfahren das Hindurchführen der Materialschicht gleichzeitig mit einer Filzschicht, oder das Hindurchführen zweier getrennter Materialschichten, so dafs eine derselben sich mit dem Anion, die andere mit dem Kathion imprägnirt.In the case of the under i. specified method, the passage of the material layer at the same time with a layer of felt, or the passage of two separate layers of material, so that one of them is impregnated with the anion, the other with the cathion. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.For this purpose 2 sheets of drawings.