Estudio comparativo del blanqueo de las lanas no tratadas, clorada y Hercosett con soluciones de peróxido de hidrógeno.

Es udio compa a i o del blanqueo de las lanas no a adas, clo ada y He cose con soluciones de pe óxido de hid ógeno J. Gacén J. Cega a M. Ca o L. Aizpu úa Ins i u o de In es igación Tex il y Coope ación Indus ial (Te assa) Uni e sidad Poli écnica de Ba celona O. INTRODUCCION En un ecien e abajo (l), los au o es es udia on el blanqueo de la lana con soluciones de pe óxido de hid ógeno a a és de una p'lani icación cen al o acional de las expe iencias que pe mi ió el de e mina la in luencia de las es a iables p incipalles elegidas, iempo, empe a u a y concen ación de pe óxido de hid ógeno, sob e cie as p opiedades de la lana blanqueada, me- dian e la esolución de un pollinmio de ipo cuad á ico que daciona dichas a iables con cualquie a de las p opiedades analizadas, g ado de blanco, solu- bilidad alcalina, ácido cis eico y esis encia en húmedo de la lana blanqueada; así mismo, se pudie on halla las óp imas condiciones de blanqueo pa a una de e minada solubilidad alcalina de la lana blanqueada. Siguiendo una línea simila , se p e ende analiza en es e abajo el com- po amien o de la lana clo ada en medio ácido y He cose 57, en e a las so'luciones de pe óxido de hid bgeno, pa a conoce , compa a i amen e a la lana no a ada del mismo lo e y p ocedencia, la conduc a ,de es as dos lanas a adas, sob e las cuales no había sido e ec uado un es udio de allado de o - ma aisilada o compa a i amen e. Ello pe mi i á, además, 'la de e minación de las condiciones óp imas (pa a el blanqueo de la lana clo ada y He cose 57, comple ándase 'de es a o ma el es udio del blanqueo de la lana en p esencia de so~luciones de pe óxido de hid ógeno. 1. RESUMEN Se ha p ocedido a la ealizecibn de expe iencias de blanqueo de lana según un plan cen d gi a o io de es a iables (concen ación de pe óxido de hid ógeno, empe a u a y iempo de blanqueo) sob e: 1) una lana no a ada, 2) la misma 'lana después de habe expe imen ado el a amien o de BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N? 77, 1980 11 clo ado en medio ácido que p ecede a ia aplicación de la esina He cose , y 3) la misma lana después de habe ecibido el a amien o comple o. A pa i de las ecuaciones de espues a que elacionan un pa ámei o de- e minado con las condiciones de blanqueo ha sido posible compa a el com- po amien o de las es lanas en $la ope ación de blanqueo con pe óxido de hid ógeno. A es e espec o cabe indica que el alo de W de la lana clo ada es simila o supe io al 'de la lana a ada, según que las condiciones de blan- queo sean más o menos benignas. Po su (pa e, el alo W de la lana He co- se es mayo que el de la lana no a ada, siendo la di e encia an o más acusada cuan o más se e as son las ccndiciones de blanqueo. Se ha obse ado que la lana He cose se blanquea algo menos y a da más iempo en blan- quea se que la lana no a ada. En cuan o a los pa áme os químicos y m - cánicos se ha obse ado que la lana He cose posze sclubilidades en álcali, con enidos de ácido cis eico algo mcno es y esis encias a la acción en hú- medo mayo es que las co espondien es a ia lana no a ada blanqueada en las mismas condiciones. 2. EXPERIMENTAL 2.1. Diseño de los expe imen os de blanqueo Los alo es de la concen ación de pe óxido, empe a u a y iempo de blanqueo de cada lana se han ijado de acu do con un plan cen al gi a o io de expe iencias de es a iables. Ulla in o mación comple a sob e es e ipo de plani icación de expe iencias pued halla se en e e encia (2). Les condiciones expe imen ales de cada uno de los ensayos de blanqueo que comp ende el p!an cen al gi a o io de cada lana se indican en las ablas y son las (mismas que las señaladas en un abajo an e io . La ecuación de eg esión co esponde a un polinomio de segundo g ado: en donde X X y X co esponden a las a iables del p oceso, iempo (ho- 1' 2 3 as), concen ación ( oils.) y empe a u a ("C), espec i amen e. De las lanas blanqueadas se de e mina on alos siguien es pa áme os: alo W (W), sollubilidad en álcali (A.S.), con enidos de cis ina-cis eína (Cys.) y de ácido cis eico (Cys . A.), y esis encia a la acción en húmedo (W.T.S.). El a amien o ma emá ico de los alo es de las di e en es espues as se ealizó en un o denado Hewle Packa d, sis ema 30. 2.2. Ma e ia Se u ilizó un peinado de lana Aus aliana suminis ado po el Cen o Téc- nico del I.W.S. (Ilkley). Pa e de es a ma e ia no había expe imen ado ningún a amien o (lana no a ada); o a pa e había sido some ida a un p e a a- mien o de clo ado ácido (lana clo ada), mien as que la e ce a pa e había expe imen ado la o alidad del p oceso de la lana He cose 57 (lana He - cose ). 12 BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N." 77, 1980 La Tabla 1 con iene algunos de los pa áme os de 'las lanas u ilizadas. TABLA 1 Pa ame os de las lanas no a ada, clo ada y He cose No a ada Clo ada He cose Valo W ( %) , . . , . . . 36,5 36,l 36,U Salubilidad en álcali (%) . . . . 14,4 17,5 13,O Solubilidad ú ea-bisul i o ( %) . . . 50,2 58,8 35,3 Con enido de ácido cis eico (%) . . 0,26 0,62 0,66 pH del es ac o acuoso . . . . . 7,5 4,O 4,85 2.3. P oduc os químicos Agen e de blanquco. - Pe óxido de hid ógeno (200 ol.) que con eníl ácido os ó ico como es abilizado . Después de diluida, la solución se alo ó según se indica 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 % (San- dez) como agen e humec an e. 2.4. Blanqueo Cada lana ue blanqeada 'en una solución de pe óxido ( elación de baño, 1/40) que con enía 4,.5 g/l de Es abilizado C (pH de la solucibn de blanqueo 9) y 1 g/il de Mojan e RPD. La concen ación de pe óxido, la empe a u a y el1 iempo de los di e en es expe imen os de blanqueo se indican en la Tabla 1. Después de blanqueadas las lanas se la a on in ensamen e con agua des ilada, se cen i ugal on y se seca on a empe a u a ambien e. 2.5. De e minación del e ec o de blanqueo La deg adación de la llana p oducida po el blanqueo se midió a a és de .la solubilidad en álcali, de los con enidos de cis ina - cis eína y ácido cis eico, y de la esis encia a la acción en húmedo (1). Pa a e i a e o es debidos a i egula idades del a amien o, cada mues a blanqueada ue cuidadosamen e homogeneizada. Valo W. - Fue de e minado median e zla ecuación (4.5). w = ((cF~ + (100 - AS).) 112 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. Apa a os uH~me o Beckman de escala expandida, Epec o o óme o Beck nan modelo DK2, Espec o o óme o Beckman modello DU p o is o de acceso io de e ilec ancia. Equipo de elec o o esis Vi a ón, Te mos a o. BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N." 77, 1980 13 BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N." 77. 1980 TABLA 111 Valo es~expe imen ales y ajus ados de la lana clo ada blanqueada Ensayo iempc -q-T w % Exp . Ajus Cys .Ac.l ~xp . Ajus A.S.% ~xp . Ajus . 18.6 20.9 26,7 24.6 21,7 20.1 30,7 30,9 27.7 28,O 50.0 52,l 47,7 50,2 83.1 81.3 20,8 18.9 47,O 48,2 22.6 21,3 44,6 45,2 23,O 23,9 74,O 72,4 27.4 35,O 28,5 35,O 32,4 35,O 30.1 35,O 29,7 35,O .31.9 35,O W.T.S. (g/ ex) ~xp . Ajus . Cys .% ~xp . Ajus 10,7 10.6 10,8 10.9 '10,7 10,9 10,2 10.3 10.4 10,6 9.7 9,7 10.1 10.2 8 -1 8.4 11,l 11.1 9,7 9 6 10,8 10,8 9,s 987 10,8 10,7 8,9 8,8 10,6 10,4 10,5 10.4 9,9 10,4 10,5 10,4 10,8 10,4 10.5 10.4 wmmowom?mmmeme~?bmmd ....... ....... .... ooooommwomomomommmmo ld ld l l d l d 4 BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N." 77, 1980 3. RESULTADOS En las Tablas 11, 111, y IV se indican los alo es expe imen ales de los pa áme os de las lanas blanqueadas. Pa a *mos a la buena conco dancia cxis en c en e los esul ados p opo cionados po las ecuaciones de eg esión y los esul ados expe imen ales, se incluyen ambién los esul ados ajus ados. Los coe icien es de eg esión se han calculado a a és de la esolución de la eg esión lineal mal iple. A pa i del análisis de la a iancia ( azón F) se han calculado ambién los coe icien es de co elación mi l iple y la signi ica- ción de la eg esión. Las Tablas V, VI y VII, con ienen los coe icien es de las ecuaciones de eg esión co espondien es a cada espues a o pa áme o me- dido, así como los coe icien es de co elación múl iple, los allo es de F y la signi icación de 'la eg esión. En $las Figu as 1 y 2 se ha ep esen ado la ~e oilución del g ado de blanco, s~lubilidad en álcali, con enido de ácido cis eico y esis encia a la acción en húmedo de las lanas no a ada, clo ada y He cose blanqueadas a 40 y 50JC en baños de 2 ols. en unción ,del iempo de blanqueo. Los alo es TABLA VI Coe icien es de las ecuaciones de espues a de la lana clo ada Coe icien e B o Coe icien esde co elación múl iple BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N." 77, 1980 17 75.7811 Ni eles de signi icacibn de la eg esión 0.9277 ** 1 *** ** l I 1 A.C. 152.2102 --a-- - -- 0.9948 Cys . 3.0936 0.9641 Cys . Ac. 8.2582 W.T.S. 4.1092 0.9879 0.9863 TABLA VI1 Coe icien es de las ecuaciones de espues a de la lana He cose 0.8345 0.3935 1 0.9884 d] * * 1 * * * * * - --p.. Ni eles de signi icación d la eg esión Coe icien e B co espondien es se han calculado a (pa i de las ecuacienes de espues a y en ellos se apoya la discusión lque sigue. En un abajo an e io (l), se p oce- dió a un es udio más amplio #de la e olución de los di e en es pa áme os de las lanas blanqueadas en unción de la concen ación de pe óxido y del iempo y empe a u a de blanqueo. A e ec os de cduci la ex ensión del abajo y as la expe iencia p opo cionada po el abajo mencionado, la discusión se ha basado en el es udio compa ado de la in luencia del blanqueo en las es lanas en un in e alo de condiciones de blanqueo más es ingido. 4. DISCUSION w 66.1765 4.1. G ado de blanco B 1 -1.4776 Como se indicó en el abajo indicado, el alo W de la lana no a ada disminuye a ,medida que aumen a d iempo de blanqueo has a alcanza un alo mínimo, a pa i del cual aumen a icon (el iempo. El alo mínimo de W (máxima bilancu a de la lana) se p esen a a un iempo an o meno cuan o mayo es la empe a u a (de blanqueo. A.S. 18 BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, PIP 77, 1980 O. 2817 -8.7924 0.2801 W.T.S. -0.2529 Cys . 8.5037 Cys . Ac. 178.1117 ; 5.4926 5.4716 TABLA VI11 Pa áme os de las líneas de eg esión que elacionan los pa áme os de las lanas blanqueadas Lo indicado es igualmen e álido pa a las lanas clo ada y He cose . En cuan o a la lana clo ada, se puede in'dica que en el blanqueo a 409 C con H,O, de 2 ols., el mínimo alo de W se p esen a a un iempo de blanqueo simila o in e io al co espondien e a la lana no a ada, mien as que cuando se blanquea a 50" C e'l mínimo se p esen a a un iempo ap eciablemen e in e io que en el caso de Ila 'lana no a ada. De la lana He cose se puede deci que el mínimo se p esen a a iempos más ila gos que pa a las lanas no a ada y clo ada, que en el blanqueo a 40" C después de 9 ho as oda ía no se ha llegado al alo mínimo de W, y que cuando se blanquea a 50" C es e alo se alcanza a las 9 ho as de blanqueo. Co elación Solubilidad en álcali/Con eni- Con enido en De las cu as de la Fig. 1 se deduce que (los alo es W de las lanas no a ada y clo ada 'blanqueadas a 40°C en las mismas condiciones son muy simila es, obse ándose que a medida que aumen a el iempo de blanqueo se an haciendo lige amen e mayo es 'las di e encias en e los alo es W de ambas 'lanas. En cuan o al blanqueo a 5@C, se obse a que en e la lana clo ada y #la no a ada exis en di e encias en el alo W que aumcn an con el iempo y que adquie en cie a signi icación a pa i de iempos de blanqueo de 4 ho as. ~~~i~ ~~~i~ a la acción en . húmedO/solubili-~lo ada dad en álcali. De la lana He cose se puede indica que su blanqueo a 40" C, en las mismas condiciones que 'la 'lana no a ada, conduce a zllo es W mayo es en 1,s - 2 unidades a 'los de és a pa a los iempos de blanqueo comp endidos en- BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, NP 77, 1980 19 He cose NO a ada He cose -0.9906 -0.9419 -0.9457 -0.9380 i 11.4603 10.3056 10.4213 10.7319 0.8301 -0.04056 -0.03622 -0.04135 2). Las condiciones de blanqueo de la lana no a ada que pa a una solubilidad en álcali dd 30 % p opo cionan una lana más blanca son: 6 ho as, 3 ols., y 450 C, o bien 3.4 ho as, 3 ols., y 50°C. En el caso ,de la lana He cose , las condiciones co esponde ían a 4.2 ho as, 3 ols., y 50°C. 3). Pa a una solubilidad en álcali del 25 %, las mejo es condiciones de blanqueo de la lana no a ada pa ecen co esponde a 4.3 ho as, 3 ols., y 45" C. En el caso de la lana He cose , las condiciones óp i- mas de blanqueo se ían: 5.1 ho as, 3 ols., y 45" C, 6 2.8 ho as, 3 ols., y 50"c. 4). Pa a iguales concen aciones y empe a u as de blanqueo, a las con- diciones óp imas les co esponden mayo es iempos y allo es W más al os pa a la lana He cose que pa a la lana no a ada. 4.4.2. Relación en e los pa Qme os químicos y en e és os y la esis encia a la acción En la Tabla VIII, se indican 610s pa áme os de las ec as de eg esión q.ue elacionan los pa áme os indicados, pudiéndose deduci que exis e una excelen e co elación en e los pa áme os químicos y una ambién buena co elación en e los p áme os químicos y la esis encia a la acción en húmedo. Teniendo en cuen a la excellen e co dación en e la solubilidad en álcali y el con enido de ácido cis eico, a pa i de aquélla se puede conoce el alo de és e. Po o a pa e, los pa áme os de es a ec a de eg esión co espondien e a la lana no a ada son p ác icamen e idén icos a los de una lana no a ada, ambién en o ma de peinado, u ilizada en un abajo an- e io (1). Ello pod ía suge i que da ecuación pod ía se de aplicación gene al a las lanas peinadas blanqueadas cuyo es ado inicial pueda conside a se como no mal. 5. CONCLUSIONES 1. Los planes cen ales gi a o ios de expe iencias de blanqueo aplicados a las lanas no a ada, clo ada y He cose , han pe mi ido elaciona un pa- áme o de e minado con las a iables del p oceso de blanqueo es udiado. 2. Las ecuaciones co espondien es pe mi en conoce los di e en es pa- áme os de las lanas blanqueadas en di e en es condiciones de concen a- ción de pe óxido de hid ógeno, iempo y empe a u a de blanqueo. 3. Exis e un excelen e coe icien e de co elación en e los pa á ne os químicos de las lanas blanqueadas obje o de es e es udio. Po o a pa e, exis e un buen coe icien e de co elación en e los pa áme os químicos y la esis- encia a la acción en húmedo de las di e en es lanas blanqueadas. 4. El alo W de la lana clo ada es simila al de 'la lana no * a ada cuan- do se blanquea en condiciones benignas. Cuando se blanquea en condiciones se e as, el alo W de la lana clo ada es ap eciablemen e supe io al de la lana no a ada. 5. Ei1 alo W de la lana He cose es casi siemp e mayo que el de la lana no a ada, siendo la di e encia an o más acusada cuan o más se e as son las condiciones de blanqueo. 26 BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA. NP 77, 1980 6. El iempo de blanqueo pa a el cual, pe maneciendo cons an es las o as a iables, el alo W pasa po un mínimo (máxima bllancu a) es mayo pa a la lana He cose que pa a la lana no a ada. El iempo co espondien e al mínimo de la lana clo ada, es in e io al dc )la lana no a ada. 7. De acue do con lo indicado, la lana He cose se blanquea menos y a da más iempo en blanquea se que la lana no a ada. 8. La solubilidad en álcali de la lana clo ada blanqueada es supe io a la de la lana no a ada, mien as que al con enido de ácido cis eico de aquélla es meno que el de és a. Se ha suge ido una explicación a es a apa en e con- adicción. 9. La al e acion química de la lana He cose blanqueada se man iene algo po debajo de la de da lana no a ada bdanqueada en las mismas con- diciones. 10. La esis encia a la acción de la lana He cose blanqueada es algo supe io a la de la lana no a ada blanqueada en las mismas condiciones. AGRADECIMIENTOS Los au o es ag adecen a'l In e na ional Wool Sec e a ia la ayuda econó- mica que ha hecho posible la ealización del abajo. 1. J. Cega a, J. Gacén, M. Ca o, J.S.D.C., en p ensa. 2. Coch an and Cox. ((Expe imen al Designsn. J. Wiley, New Yo k, p. 342. 3. J. Cega a, J. Ribé y J. Gacén, J.S.D.C., 80. (Ma zo 1964), 123. 4. A. Fa ques y E. Bon e, Bull. Ins . Tex . F ance. 18 (1964,249. 5. J. Jacquema , Tein ex 27 (1962), 79, 163. BOL. INST. INV. TEXTIL TERRASSA, N." 77, 1980