Blanqueo de lanas de diferente procedencia geográfica con peróxido de hidrógeno.

Blanqueo de lanas de di e en e p ocedencia geog á ica con pe óxido de hid ógeno Joaquín Gacén Jod Cega a Mon se a Ca o RESUME Qua e laines de di é en e p o enance géog aphique (A gen ine, AUS- alie, Cap e Espagne) ayan la meme inesse e longueu on é é la ées dans des condi ions indus ielles e blanchies pos é ieu emen a ec des solu ions de pe oxyde d'hyd ogkne a di e ses concen a ions. On a dé e miné des pa a- me es op iques, chimiques, mécaniques ainsi que la capaci é de eu age des laines la ées e des laines la ées e blanchies. On a obse é une excellen e co éla ion linéai e de signe néga i en e la solubili é dans l'u ée-bisul i e des laines la ées e leu blancheu . L'amélio a ion du blanc p odui e pa l'opé a- ion de blanchimen dépend du ype de laine e de la concen a ion en pe oxyde d'hyd ogkne. Lo squ'on ep ésen e la eneu en acide cys éique en onc ion de la solubili é alcaline des laines blanchies, on a app écié que les aleu s co es- pondan a chaque laine son g oupées en lignes d oi es es bien dé inies e es di é en es les unes des au es. SUMMARY Fou wools o di e en geog a ic o igin (A gen ina, Aus alia, Cape-Town and Spain) ha ing he same ineness and leng h ha e been washed unde indus ial condi ions and la e bleached wi h hyd ogen pe oxide solu ions a di e en concen a ion. Op ical, chemical, mechanical pa ame e s and he el ing powe o he washed wools as well as hose o he washed and bleached wools ha e been de e mined. An excellen linea co ela ion o nega- i e sign be ween he u a-bisul i e solubili y o he washed wools and hei whi eness has been obse ed. The imp o emen o he whi eness ob ained h ough he bleaching ope a ion depends on he wool class and he hyd ogen pe oxide concen a ion. On ep esen ing he cys eic acid con en s in unc ion o he alkaline solubili y o bleached wools i has been app ecia ed ha he alues co esponding o each wool a e g ouped in s aigh lines, e y well de ined and e y di e en he ones om he o he s. RESUMEN Cua o lanas de di e en e p ocedencia geog á ica (A gen ina, Aus alia, Cabo y España) y de la misma inu a y longi ud han si,do la adas en condicio- nes indus iales y pos e io men e blanqueadas con soluciones de pe óxido de BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, NP 78, 1980 51 hid ógeno de di e sas concen aciones. De las lanas la adas y de las la adas y bdanqueadas se han de e minado pa áme os óp icos, químicos, mecánicos y la capacidad de len iel amien o. Se ha obse ado una excelen e co elacióil lineal de signo nega i o en e la solubilidad en u ea-bisul i o de las lanas la adas y la blancu a de és as. La mejo a del blanco p oducida po la ope a- ción (de blanqueo depende del ipo de lana y de la concen ación de pe óxido de hid ógeno. Al ep esen a el con enido de ácido cis eico en unción de la solubilidad en álcali de las lanas blanqueadas se ha ap eciado que los alo es co espondien es a cada lana se ag upan en líneas ec as muy bien de inidas y muy di e en es unas de o as. En el come cio in e nacional de lanas es bien conocido que la blancu a de és as es á en pa e elacionada con su p ocedencia geog á ica; a es e es- pec o se sabe que la lana de Chubu es muy blanca y su 'blancu a se suele elaciona con el ío clima de es a egión a gen ina. Ta'mbién se conoce la mayo colo ación de las lanas españolas y su elación con una acción más in ensa de la in lempe ie. La acción conjun a de la in empe ie y 'de la alcali- nidad de la sec eción glandula conduce ambién a que los alo es de algunos pa áme os químicos de las lanas sucias es én elacionados con su p ocedencia geog á ica. Así, es conocido que las lanas me inas aus alianas posean mayo solubilidad en u ea-bisul i o que las lanas de me ino. español; po o a pa e, con iene indica que es a di e encia puede aumen a después de la ope ación de la ado, ya que la lana me ino española se la a en condiciones más ené - gicas. De 40 expues o se deduce que lanas de di e en es p ocedencias geog á- icas, de simila es longi ud y inu a, elegidas po expe os como ep esen a- i as de la zona de p oducción y la adas en condiciones idóneas, pueden p o- po ciona sus a os que di ie an en sus pa áme os químicos y óp icos pa a es udia su espues a a los a amien os de blanqueo ealizados en idén icas condiciones. En un abajo an e io (11) Cega a, Ribé y Gacén es udia on el blanqueo de di e en es ipos de lana ( es lanas aus alianas y una española) con pe óxido de hid ógeno pa a es udia , en e o os aspec os, !la in luencia de la blancu a inicial de la lana en el blanco conseguido en la ope ación de blanqueo. En o o abajo (2), Cega a, Gacén y Ca o p ocedie on al es udio de la espues a a los a amien os de blanqueo de una lana some ida p e ia- men e a a amien os alcalinos de di e en e in ensidad, con la in ención de conoce en qué medida los alo es de los pa áme os de las lanas blanqueadas es án condicionados po la magni ud de és os an es de some e las a la ope- ación de blanqueo. Los au o es han es imado que la ealización de un abajo con los sus a os indicados o ecía el in e és de aba ca y amplia a los ya men~ianados, pe mi i ía ealiza el es udio s.ob e sus a os de p opiedades menos he e ogéneas y supond ía un mayo ace camien o a la ealidad indus- ial, ya que las di e encias de blancu a de las lanas es án elacionadas con la p ocedencia geog á ica y con el p ocedimien o de la ado y las di e encias de los pa áme os químicos de las lanas a blanquea no se hab ían o iginado en el labo a o io, como en el abajo mencionado, sino en su di e en e p oceden- cia y10 en su p ocedimien o de la ado. . El abajo se ha ealizado sob e lanas de Aus alia, Sudá ica (Cabo), A gen ina (iChubu ) y España. Po o a pa e, la in luencia de la acción del 52 BOL. INST.';INV. TEXTIL TERRASSA, N." 78, 1980 - pe óxido de hid ógeno sob e la iel abilidad ha suge ido que la medida de es e pa áme o en las lanas o iginales y blanqueadas pod ía o ece in o ma- ción sob e %la incidencia de es e a amien o en la in iel abilidad apo ando nue os da os a los ac ualmen e exis en es. 2. PARTE EXPERIMENTAL 2.1. Ma e ia p ima Las p opiedades de los peinados de lana u ilizados en es e abajo es án con enidas en la Tabla 1. 2.2. La ado Las lanas sucias co espondien es se la a on en las condiciones que se indican en la Tabla 11. El la ado se ealizó en condiciones indus iales en un la ade o Flessne . Las concen aciones de los p oduc os de la ado indicadas en la Tabla 11 co esponden al in e alo de condiciones usuales de abajo dada la di icul ad de conoce con exac i ud los alo es eales. La indus ia TABLA 1 Pa áme os de los peinados o iginales ARGENTINA CABO ESPARA (Chubu ) AUSTRALIA Finu a (y) 20,9 22,2 20,2 21,l Al u a (mm) 61,9 46,s 57,3 60,l CVh (%) 54,2 55,6 56,3 56,O Ba ba (mm) 80,l 60,9 75,s 79,O -- F (*) 25 mm 7,9 13,2 9,1 11,O Rizado (ondas/cm) 6,74 12,95 9,52 6,44 Tenacidad en húmedo (gl ex) 12,9 11,7 12,3 - 9,6 Ficl abilidad dcnsidad (g/cm3) 0,176 0,113 0,165 0,171 Valo W 42,4 47,3 36,8 40,4 - pH ex ac o acuoso 9,9 10,2 92 10,O Solubilidad en álcali ( %) 13,3 12,9 14,l 13,4 Solubilidad en u ca-bisul i o ( % ) 38,8 22,4 52,2 41,4 Acido cia eico ( %) 0,18 0,25 0,15 0,20 (*) Po cen aje de ib as de longi ud in e io a 25 mm. BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N." 78, 1980 53 - SAIPEL se ocupó del la ado así como de la ans o mación de *las lanas la- adas en peinado. TABLA 11 Condiciones de la ado de las lanas sucias Va iable Lanas no españolas Lana española Ca bona o sódico '(glkg lana limpia) 30-35 40-45 De e gen e no iónico (g/kg lana limpia) 5-6 7-8 Tempe a u a la B,a ca (oC) 40-45 40-45 Tempe a u a 2.= Ba ca ("C) 50 58 Tempe a u a 3." Ba ca (oC) 55 58 Tempe a u a 4.a Ba ca (oC) 55 58 Tempe a u a y 6." Ba cas ("C) 40 40 Volumen de ,agua (llkg lana licmpia) 12-13 15-16 2.3. P oduc os químicos Agen e de blanqueo Pe óxido de hid ógeno (200 ol., ap oximadamen e 50 % en peso) que con enía ácido os ó ico como es abilizado . La solución se diluyó y la solución diluida se alo ó al como se in,dica en un abajo p e io (3). Agen es auxilia es Es abilizado C (Fo e L d.), una mezcla de oxala o y pi o os a o sódicos, como es abilizado del pH y 'Mojan e RPD 70 % (Sandoz) como agen e hu- mec an e. 2.4. Blanqueo Los peinados de las cua o lanas se blanquea on en una solución de pe ó- xido de hid ógeno i( e1ación de baño 1/40) que con enía 4,5 gll de Es abiliza- do G (pH de la solución de blanqueo 9) y 1 gll de Mojan e RPD. Los blan- queos se ealiza on a NqC du an e 6 ho as y a concen aciones de pe óxido de hid ógeno de 0,9, 1,84, 2,96 y 4,43 ol 80,/1. Es as concen aciones son las que conducen eó icamen e a con enidos de ácido cis eico de 1,5,2,2,5 y 3 % según la ecuación: Ac. Cis eico = 0,9524 + 0,64346 C - 0,0409C2 que elaciona el con enido de ácido cis eico de la lana blanqueada en unción de la concen ación de pe óxido de hid ógeno cuando la empe a u a y el iempo de blanqueo son 50°C y 6 ho as, espec i amen e. La ecuación gene al 54 BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N? 78, 1980 que elaciona el con enido de ácido cis eico con las a iables del p oceso de blanqueo (concen ación de pe óxido, iempo y empe a u a de blanqueo) se dedujo en un abajo an e io (4). A e ec os de e i a posibles causas de e o , en cada caso se p epa ó una can idad su icien e de so,lución de blanqueo y de ella se omó la can idad necesa ia pa a el blanqueo de cada una de las lanas. 2.5. De e minación del e ec o de blanqueo La deg adación de la lana p oducida po el blanqueo se cuan i icó a a és de la solubilidad en álcali (S), el con enido de ácido cis eico (6) y la esis encia a la acción en húmedo (7). Pa a e i a e o es ocasionados po i egula i- dades del a amien o, cada mues a blanqueada ue cuidadosmen e homo- geneizada. G ado de blanco. - Fue de e minado median e la ecuación (8,9) en donde CF es el ac o de colo ación y AS la $luminosidad. Es impo an e indica que cuan o mayo es el alo de W menos blanca es la lana. 2.6. De e minación de la iel abilidad Los ensayos se han e ec uado s~egún la écnica pues a a pun o po Blan- kenbu g (10). 'Es e lmé odo consis e en agi a la lana en un medio acuoso en un apa a o de mo imien os mul i o me idimensional (agi ado DESAGA). En es as condiciones la lana adop a la o ma de bdas cuyo diáme o y du eza dependen de la capacidad de en iel amien o. 2.7. Apa a os pH-me o Beckman de escala expandida. Espec o o óme o Beckman modelo DK2. Bspec o o óme o Beckman modelo DU p o is o de acceso io de e lec ancia. Equipo de lec o o esis Vi a on. Te mos a o. Agi ado Desaga pa a ensayos de Fiel abilidad. 3. RESULTADOS Y DISCUSION La Tabla 111 con iene 'los pa áme os de las lanas blanqueadas y las Fig. 2 a 7 su ep esen acibn g á ica en unción de la concen ación de pe óxido del baño de blanqueo o ,del con enido de ácido cis eico de lanas blanqueadas. Pa áme os de lanas la adas En la Fig. 11 puede obse a se la e olución de la solubialidad en u ea-bisul i o en unción del pH del ex ac o acuoso y del alo W de las lanas la adas. La solubi,lidad en u ea-bisul i o disminuye a medida que aumen a el pH del ex ac o acuoso y la disminución es bas an e más acusada al pasa el pH de 9,9 a 10,2. Es e compo amien o no con adice la expe iencia que exis e en cuan o a la elación (en e es os pa áme os. BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, NP 78, 1980 55 TABLA 111 Pa áme os de las lanas blanqueadas Solubilidad Acido Tenacidad H,O, P ocedencia W alcalina cis eico en húmedo Densidad ( ol O,/l) de la lana (%) - (%) (%) (g/ ex) (g1cm3) CABO 35,O 25,2 1,67 10,3 0,180 ESPAÑA 34,s 24,l 1,75 9,3 0,126 0,9 -- ARGENTINA 30,7 28,O 1,25 11,7 0,191 AUSTRALIA 30,4 20,9 1,33 13,O 0,194 CABO 32,7 35,3 2,02 9,4 0,176 ESPAÑA 33,U 29,7 2,14 9,1 0,136 1,84 - ARGENTINlA 29,7 46,4 1,89 11,6 0,184 AUSTRALIA 30,O 34,4 1,82 11,2 0,196 CABO 29,7 45,l 2,53 8,7 0,188 - ESPAÑA 30,4 39,O 2,59 9,3 0,131 2,96 ARGENTINA 29,9 53,s 2,27 10,5 0,192 AUSTRlALIA 28,6 48,6 2,28 10,4 0,190 CABO 30,8 57,8 2,98 8,3 0,182 ESPAÑA 29,5 50,4 2,98 8,s 0,140 4,43 ARGENTINA 30,3 65,3 2,82 9,7 0,191 AUSTRALIA 27,9 60,l 2,70 10,4 0,182 En la Fig. 1 se ap ecia ambién que exis e una excelen e co elación lineal en e el alo W y la solubilidad en u ea-bisul i o, de modo que a una dismi- nución de es e pa áme o le co esponde un mayo alo W. Es a elación puede conside a se coinciden e con la señalada po Mazingue (11) en e el mayo ama illeamien o de la lana du an e la ope ación de la ado cuan o mayo es la alcalinidad del medio de la ado. Teniendo en cuen a que, a ex- cepción 'de la lana española, los la ados se han ealizado en las mismas condi- ciones, las di e encias en e los pa áme os de las o as lanas hay que a i- bui las a las lanas o iginales o a una di e en e espues a de és as a la ope a- ción de la ado. El ag upamien o de odos los pa es de alo es en una línea común pa ece suge i una es echa elación o pa alelismo en e la meno blan- cu a de la lana y los p ocesos de e iculación que conducen a una disminu- ción de la solubilidad en u ea-bisul i o. Es os p ocesos se ían los que se p e- 56 BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA. N," 78, 1980 l 10.5 10 9.5 pW del ex ac o acuoso 9 36 38 40 42 44 46 48 Valw W (O/O: Fig. 1. E olución de la solubilidad en u ea-bisul i o en unción del pH del ex ac o acuoso y del alo W. sen a ían en el animal po la acción combinada de la empe a u a ambien e y de la alcalinidad de la suin ina o en p oceso de la ado po la acción conjun a de la lempe a u a y de la alcalinidad del baño. La elación lineal apun ada no pa ece casual ya que se ha p ocedido a la ep esen ación g á ica de es os mismos pa áme os con enidos en los abajos mencionados (1,2) y esul an ec as cuyo coe icien e de co elación es del o den de 0,99. La ag upación de los alo es de los es abajos en una misma g á ica no pa ece iable ya que los a amien os alcalinos aplicados en (2) con soluciones de ca bona o sódico se ealiza on en condiciones lejanas a la eali- dad indus ial (70°C). Las lanas u ilizadas en (1) sí pueden se conside adas como pe enecien es a la misma población que las u ilizadas en es e abajo. Se a aba de lanas la adas en condiciones indus iales de inu a comp endida en e 18,8 y 28,O mic as, dos de ellas aus alianas, una aus aliana p oceden e de deslanado y una española. La línea de eg esión que elaciona los alo es de la solubilidad en u ea-bisull i o y el alo W de las ocho lanas p esen a un coe icien e de co elación lineal igual a 0,97; eniendo en cuen a la ampli ud del in e alo de los dos pa ámle os (solubilidad en u ea-bisul i o comp en- dida en e 13,5 y 53 y alo es de W comp endidos en e 36 y 53), ello pa ece a ala la elación hallada en es e abajo. PARAMETROS OPTICOS En la Fig. 2 se puede obse a la e olución del alo W en unción del con enido de ácido cis eico de las lanas blanqueadas. La pendien e de las líneas que ep esen an la elación en e es os pa áme os es bas an e ilus- a i a a e ec os de compa a las cua o lanas u ilizadas en es e abajo en cuan o a su capacidad de blanqueo y a la al e ación química que implica la mejo a del blanco. BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA. N," 78. 1980 57 I 46 1 44 . -38. w 42.4 o Espana m WCIA 40-7 O cobo , ' Aue olia y--- 7 1 2 3 lodo c daico (%) Fig. 2. E olución del alo W en unción del con enido de ácido cis eico. El análisis de las g á icas co espondien es y la dispe sión *de alo es p opia de la écnica de medida del alo W pe mi en indica que: 1) El blanqueo de la lana de Chubu con soluciones de pe óxido de 'hi- d ógeno de concen ación supe io a 0,9 ojl 0,/1 no mejo a el alo W en an o que el con enido de ácido cis eico pasa del 1,67 al 2,82 %. Nos encon amos, pues, an e una línea de pendien e ce o. 2) En el caso de la lana aus aliana se obse a cie a mejo a del alo W a medida que aumen a la concen ación de pe óxido, pe o es a mejo a se consigue a expensas de un aumen o muy impo an e del a aque de la ib a, po 110 que no pa ece ecomendable ago a las posibilidades de blanqueo. En es e caso se a a de una Iínea de baja pendien e. 3) El compo amien o de la lana de Cabo es muy simila al de la lana española. Las líneas co espondien es poseen una pendien e mucho más acusada que la de Ila lana aus aliana, de modo que un aumen o de la concen ación de pe óxido de hid ógeno pe mi e consegui me- jo as sus anciales de la blancu a, lo que en algún caso pod ía jus i- ica la impo an e al e ación química que acompaña a la 'mejo ía del blanco. 4) La e olución da1 alo W de las lanas de Chubu y de Aus alia en unción del con enido de ácido cis eico es muy simila , ya que única- men e se p esen an des iaciones impo an es en e las lanas blan- 58 BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N." 78, 1980 -- queadas con pe óxido de hid ógeno de 3,34 ol 02/1. En cuan o a las lanas de Cabo y España, se puede deci que la e olución de la elación en e es os pa áme os es p ác icamen e igual, cualquie a que sea la concen ación de pe óxido del baño de blanqueo. 5) Como ya se indicó an e io men e (1) las lanas inicialmen e menos blancas son das 'que $más mejo an su blancu a en la ope ación de blanqueo. 6) Cuando se blanquea con soluciones de 0,96 y 1,84 ol 0,/1, las lanas de Cabo y la española con inúan siendo menos blancas que las de Chubu y Aus alia, desapa eciendo p ác icamen e las di e encias en las lanas blanqueadas con soluciones de pe óxido de 2,96 ol 02/1. PARAMETROS QUIMICOS ~ En las Fig. 3 y 4 puede obse a se la e olución de la solubilidad en álcali y del con enido de ácido cis eico #en unción de la concen ación de pe óxido de hid ógeno en el baño de blanqueo. En la g á ica co espondien e a la solu- bilidad en álcali se ap ecia que a la lana de Chubu le co esponde siemp e la mayo solubilidad y que, a excepción del blanqueo ealizado con una solución de 0,9 olúmenes, la lana española es la que posee meno solubilidad en álcali. Las lanas de Aus alia y Cabo ocupan una posición in e media, de modo que a concen aciones de pe óxido al as, la lana aus aliana es á más p óxima a da de Chubu y la de Cabo más ce cana a la de España. Fig. 3. (A la izquie da). E olución de la solubilidad alcalina en unción de la concen ación del baño de blanqueo. Fig. 4. (A la de echa). E olución del con e- nido de ácido cis eico en unción de la concen ación del baño de blanqueo. geneizda. El con enido de ácido cis eico e oluciona de un *modo casi o almen e opues o, de mane a que los con enidos de ácido cis eico 'más al os co espon- den a las lanas blanqueadas dle España y Cabo y los más bajos a las lanas de Chubu y Aus alia. Po o a pa e, se ap ecia una sepa ación en e los dos g upos más cla a que la obse ada al ep esen a la e olución de la solu- bilidad dcalina. BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N." 78, 1980 59