रासायनिक प्रसंस्करण I: अशुद्धियाँ, पूर्व-प्रक्रम, Mercerisation, ऊन व रेशम, मानव-निर्मित तंतु तथा Optical Brightening

यह अध्याय अभियांत्रिकी विज्ञान (XE) पेपर के खंड XE9 वस्त्र अभियांत्रिकी एवं तंतु विज्ञान (नौ वैकल्पिक खंडों में से एक, जिनमें से परीक्षा में कोई दो चुने जाते हैं) के उपखंड XE9.5 “Chemical Processing” का पहला भाग पढ़ाता है। यह शीर्षक के पहले अनुच्छेद का उत्तर है: “Impurities in natural fibre; Singeing; Chemistry and practice of preparatory processes for cotton; Preparatory processing of wool and silk; Mercerization of cotton; Preparatory processes for manmade fibres and their blends; Optical brightening agent.” इसमें अशुद्धियाँ क्या हैं, प्रत्येक पूर्व-प्रक्रम क्यों चाहिए, desizing, scouring व bleaching की रसायन-विद्या, mercerisation, ऊन व रेशम की तैयारी, मानव-निर्मित तंतुओं व मिश्रणों की तैयारी तथा optical brightening पढ़ाए गए हैं। संख्यात्मक प्रश्न लिकर-अनुपात व रेसिपी की गणनाएँ, size add-on, स्टॉक सांद्रता से रसायन की मात्रा, कास्टिक सोडा का तनुकरण तथा degumming में भार-हानि हैं।

1. प्राकृतिक तंतुओं की अशुद्धियाँ व singeing

तैयारी (“pre-treatment”) कपड़े को शोषक, श्वेत या समान हल्का, स्वच्छ तथा विमीय रूप से तैयार बनाती है, ताकि रंजक, प्रिंट-पेस्ट व फ़िनिश समान रूप से कार्य करें। कच्ची रुई लगभग 90% सेलुलोज़ है; शेष अ-सेलुलोज़ी है: उपत्वचा पर मोम (wax) व वसीय पदार्थ, प्राथमिक भित्ति में पेक्टिन पदार्थ व प्रोटीन, खनिज राख, प्राकृतिक रंग-द्रव्य (क्रीमी-पीला फ़्लेवोन-प्रकार का वर्णक) तथा बीज-आवरण के टुकड़े (motes)। ग्रे बुना कपड़ा साइज़ (स्टार्च, PVA, CMC), कताई-बुनाई के तेल और संभाल में लगी गंदगी भी जोड़ता है।

रुई की अशुद्धियाँ और प्रत्येक का निष्कासन
अशुद्धिरहने पर प्रभावमुख्यतः किससे हटती है
मोम, वसाजल-विकर्षी; धब्बेदार रंगाईगर्म NaOH व डिटर्जेंट (साबुनीकरण, पायसन)
पेक्टिन, प्रोटीनअन्य अशुद्धियाँ थामते हैं, भीगना धीमाक्षार (विलेय पेक्टेट; जल-अपघटन)
साइज़प्रवेश रोकता है, असमान शेडDesizing (एन्ज़ाइम, ऑक्सीकारक या गर्म जल)
प्राकृतिक रंग, motesफीकी क्रीम आभा; चित्तियाँBleaching (ऑक्सीकारी विनाश)

Singeing सूखे ग्रे कपड़े को गैस की लपटों, तप्त तांबे की प्लेटों या रोलरों के ऊपर से तेज़ी से निकालकर उभरे तंतु-सिरों (रोएँ) को जला देती है, फिर तुरंत ठंडा करती है, प्रायः desizing-स्नान में, ताकि चिंगारियाँ न बचें। इससे साफ़, चिकना तल, प्रिंट की स्पष्ट रूपरेखा, कम pilling तथा आगे के चरणों में कम लिंट मिलता है, और यह desizing व आर्द्र प्रक्रमों से पहले किया जाता है क्योंकि सूखे तंतु-सिरे साफ़ जलते हैं। अत्यंत धीमी गति कपड़ा झुलसाती है; असमान singeing की धारियाँ बाद में रंग-गहराई के अंतर के रूप में दिखती हैं। ऊष्मा-सुघट्य तंतुओं के साथ मिश्रण जलने की बजाय पिघलते हैं और कठोर मनके छोड़ते हैं, इसलिए ज्वाला-सेटिंग उनके अनुसार रखी जाती है।

2. रुई की तैयारी: desizing, scouring व bleaching

Desizing ताने का साइज़ हटाती है। स्टार्च को amylase एन्ज़ाइम विलेय शर्कराओं में जल-अपघटित करते हैं (मृदु, विशिष्ट, तंतु को हानि नहीं; जीवाणु-amylase माल्ट-amylase से अधिक ताप सह लेते हैं), या ऑक्सीकारक (persulphate, peroxide) अथवा तनु अम्ल (tendering का जोखिम) उसे तोड़ते हैं। पूर्णता की जाँच iodine test से होती है: शेष स्टार्च नीला-बैंगनी हो जाता है। PVA व CMC पर amylase असर नहीं करता; वे गर्म जल से धुलते हैं। Scouring में desized कपड़े को सोडियम हाइड्रॉक्साइड (कपड़े के भार पर कुछ प्रतिशत, संक्षेप में owf) में डिटर्जेंट, sequestrant व अपचायक के साथ उबालते हैं। क्षार मोम का साबुनीकरण व पायसन करता है, पेक्टिन को विलेय सोडियम पेक्टेट बनाता है, प्रोटीन का जल-अपघटन करता है और खनिज घोलता है; अपचायक उबाल पर वायु द्वारा सेलुलोज़ के ऑक्सीकरण (oxycellulose) को रोकता है। मशीनें kier (बैच, दाब), J-box व pad-steam रेंज (सतत) हैं। Bio-scouring pectinase प्रयोग करती है, जो मृदुतर व कम बहिःस्राव वाली राह है। सफलता शोषकता (जल की बूँद शीघ्र सोखी जाए) व भार-हानि से आँकी जाती है।

Bleaching प्राकृतिक रंग को ऑक्सीकरण से नष्ट करती है। हाइड्रोजन परॉक्साइड प्रमुख है: क्षार में H₂O₂ + OH⁻ ⇌ HOO⁻ + H₂O, और परहाइड्रॉक्सिल ऋणायन HOO⁻ विरंजक स्पीशीज़ है, जो pH 10 से 11 पर सर्वोत्तम है। संक्रमण-धातु आयन (Fe, Cu) अनियंत्रित अपघटन को उत्प्रेरित कर मुक्त मूलक बनाते हैं जो स्थानीय रूप से सेलुलोज़ को tender करते हैं, इसलिए स्थायीकारी (सोडियम सिलिकेट या कार्बनिक) व sequestrant लगाए जाते हैं। सोडियम हाइपोक्लोराइट हल्के क्षारीय स्नान (लगभग pH 9 से 10) में ठंडा कार्य करता है; उदासीन pH के पास हाइपोक्लोरस अम्ल सर्वाधिक सक्रिय होकर सेलुलोज़ पर प्रहार करता है, इसलिए वह क्षेत्र टाला जाता है। सोडियम क्लोराइट अम्लीय स्नान (pH लगभग 3.5 से 4) में क्लोरीन डाइऑक्साइड छोड़ता है: ऊँचा श्वेत व कम क्षति, किंतु विषैली गैस व संक्षारण के कारण टाइटेनियम या स्टेनलेस उपकरण चाहिए। क्षति cuprammonium fluidity या बहुलकन-डिग्री से जाँची जाती है, जो शृंखलाएँ टूटने पर घटती है।

रुई के विरंजक
विरंजकस्नानमुख्य जोखिम
H₂O₂ (HOO⁻)pH 10–11, गर्म या pad-steamधातु-आयनों से उत्प्रेरित क्षति
NaOClpH लगभग 9–10, ठंडाउदासीन pH के पास oxycellulose; कुछ तंतुओं का पीला पड़ना
NaClO₂pH लगभग 3.5–4, गर्मClO₂ धुआँ; संक्षारण

रेसिपी की गणना। “% owf” का अर्थ है प्रति 100 kg सूखे कपड़े पर रसायन के kg (100% के रूप में), अतः मात्रा कपड़े के द्रव्यमान से तय होती है। लिकर-अनुपात (L:R, प्रति kg कपड़े पर स्नान के लीटर) फिर स्नान का आयतन व g/L सांद्रता तय करता है: 1:8 पर 50 kg कपड़े को 400 L चाहिए, और किसी रसायन का 3% owf 1.5 kg है, यानी 3.75 g/L। व्यावसायिक उत्पाद को उसकी बताई सामर्थ्य से आयतन में बदलते हैं: आयतन = 100% रसायन का द्रव्यमान ÷ g/L में सामर्थ्य। सदा जाँचें कि मात्रा owf में, g/L में या उत्पाद के आधार पर दी है।

⚠️ क्रम व pH मायने रखते हैं
बुने सूती कपड़े का क्रम singe, desize, scour, bleach, mercerise (या mercerise के बाद bleach) है। H₂O₂ को अम्ल-स्नान विरंजक न कहें, और हाइपोक्लोराइट bleaching “तेज़ करने” हेतु pH 5 से 7 के पास न चलाएँ: यही सेलुलोज़ पर सबसे तेज़ प्रहार का परास है। विरंजक कोई भी हो, उसके बाद antichlor/peroxide-निष्क्रियता चरण व भरपूर धुलाई आती है।

3. रुई की mercerisation

सांद्र कास्टिक सोडा (लगभग 20 से 25% w/w, यानी लगभग 270 से 300 g/L, ठंडा, एक मिनट से कम) से उपचारित रुई फूलती है: चपटा, ऐंठा, सेम-आकार का तंतु गोल हो जाता है, lumen सिकुड़ता है, और क्षार धोने पर क्रिस्टल-जालक सेलुलोज़ I से सेलुलोज़ II में बदल जाता है। John Mercer ने 1844 में फूलना देखा था; पदार्थ को तनाव में थामने से चमक मिलती है, और आधुनिक प्रक्रम वही है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड को कपड़ा तना रहते हुए ही निम्न स्तर तक धोया जाता है, फिर तनु अम्ल से उदासीन कर धोया जाता है।

तनाव में mercerisation के प्रभाव
गुणपरिवर्तनकारण
चमकबढ़ती हैगोल, चिकना अनुप्रस्थ-काट प्रकाश नियमित परावर्तित करता है
सामर्थ्यबढ़ती हैबेहतर शृंखला-अभिविन्यास, प्रतिबल का समान बँटवारा
रंजक-अवशोषण, अभिक्रियाशीलताबढ़ता है (गहरा शेड, कम रंजक)कम क्रिस्टलीयता, अधिक सुलभ OH समूह
आयामन थामने पर संकुचनफूलना तंतुओं को शिथिल अवस्था में खींचता है

Mercerisation की मात्रा बेरियम सक्रियता संख्या (BAN) से जाँची जाती है: नमूने द्वारा सोखे गए बैराइटा (बेरियम हाइड्रॉक्साइड) का अनुपात अनुपचारित रुई के सापेक्ष, गुणा 100। अनुपचारित रुई का मान 100 है और भली-भाँति mercerised रुई का स्पष्टतः अधिक। द्रव अमोनिया उपचार (लगभग −33 °C पर) कोमल, अधिक प्रत्यास्थ स्पर्श के साथ समान फूलन देता है। धोवन से कास्टिक का वाष्पन द्वारा पुनर्प्राप्ति होती है।

⚠️ तनाव ही सार है
तनाव के बिना प्रबल कास्टिक केवल कपड़े को सिकोड़ता है (ढीली mercerisation खिंचाव व रूखा स्पर्श देती है, चमक नहीं)। ढीली mercerised सूत में भी रंजक-अवशोषण बढ़ता है, क्योंकि वह क्रिस्टलीयता-हानि से आता है; चमक को तनाव चाहिए। Mercerisation (सांद्र, ठंडी, तनाव) को scouring (तनु, उबलती, तनाव अनावश्यक) से न मिलाएँ।

4. ऊन व रेशम की तैयारी

ऊन (केराटिन प्रोटीन) पर ऊन-चर्बी (मोम), suint (सूखे पसीने के लवण), मैल व वनस्पति-पदार्थ (कुटकी, बीज) होते हैं। Scouring में अनायनिक डिटर्जेंट व सोडियम कार्बोनेट जैसा मृदु क्षार मध्यम ताप (लगभग 50 °C), pH लगभग 9 से 10 पर प्रयुक्त होते हैं: गर्म कास्टिक सोडा केराटिन का जल-अपघटन कर उसे घोल देगा, इसलिए प्रबल क्षार कभी नहीं लगता। Carbonising सेलुलोज़ी कुटकी हटाती है: ऊन को तनु सल्फ्यूरिक अम्ल में भिगोकर पकाते हैं, जब अम्ल सेलुलोज़ को भंगुर hydrocellulose बना देता है और केराटिन बचा रहता है; कोयला-सा पदार्थ कुचलकर निकाला जाता है और ऊन को सोडा से उदासीन किया जाता है। Bleaching मृदु क्षारीय या अम्लीय परॉक्साइड से, अथवा अपचायक (सोडियम डाइथायोनाइट) से होती है; अपचयी श्वेत स्थायी नहीं होता, क्योंकि वायु उसे पुनः ऑक्सीकृत कर देती है और पीलापन लौट आता है। ऊन पर क्लोरीन कभी नहीं लगाते क्योंकि वह प्रोटीन को क्लोरीनित कर पीला कर देती व क्षति पहुँचाती है।

कच्चा रेशम fibroin है जिस पर sericin (रेशम-गोंद) चढ़ा होता है, कच्चे भार का लगभग 20 से 30%। Degumming (boil-off) उसे गर्म (लगभग 90 से 95 °C) साबुन व सोडा-ऐश स्नान, या protease एन्ज़ाइम, या मृदु अम्ल से हटाती है; तंतु कोमल, चमकदार व शोषक हो जाता है। अतः degumming में भार-हानि निकाला गया sericin है, कच्चे भार का लगभग चौथाई। रेशम को H₂O₂ से विरंजित करते हैं (क्लोरीन से नहीं)। ऐतिहासिक रूप से हानि की भरपाई धातु-लवणों से weighting द्वारा की जाती थी।

5. मानव-निर्मित तंतु, मिश्रण व optical brightening

मानव-निर्मित तंतुओं में प्राकृतिक मोम, पेक्टिन व राख नहीं होती, अतः तैयारी मृदुतर है: spin finish (स्नेहक व प्रतिस्थैतिक तेल), निटिंग-तेल, साइज़ व मैल हटाएँ। Viscose को केवल मृदु scour चाहिए (गीली अवस्था में दुर्बल, इसलिए तनाव कम रखते हैं)। Cellulose acetate को प्रबल क्षार के बिना कोमलता से scour करते हैं, क्योंकि क्षार सतह का साबुनीकरण कर उसे सेलुलोज़ की ओर लौटाता है। Polyester को डिटर्जेंट व थोड़े सोडा या कास्टिक से scour करते हैं; oligomer (मुख्यतः चक्रीय ट्राइमर) गर्म रंगाई में बाहर आते हैं और जमाव व चित्तियों का स्रोत हैं; रंगाई से पहले heat setting पूर्व ऊष्मीय इतिहास को समान करती है। Nylon को साबुन या अनायनिक डिटर्जेंट से scour करते हैं; हाइपोक्लोराइट टाला जाता है, क्योंकि ऐमाइड N–H क्लोरीनित होता है और तंतु पीला पड़ता है, जबकि क्लोराइट या परॉक्साइड लग सकते हैं। Acrylic को मृदु scouring और आवश्यकता हो तो अम्लीय क्लोराइट bleaching चाहिए।

मिश्रणों में समझौता चाहिए। Polyester/cotton में singeing, desizing, scouring होती है और रुई-अंश हेतु परॉक्साइड bleaching (क्षार जिसे polyester उबाल पर सह लेता है), तथा heat setting; polyester को प्रायः अलग से brighten करते हैं। Polyester/wool का मृदु उपचार होता है, क्योंकि ऊन क्षार व ताप को नापसंद करती है। Optical brightening agents (OBA) रंगहीन प्रतिदीप्त यौगिक हैं जो पराबैंगनी (लगभग 340 से 380 nm) सोखकर नीला-बैंगनी प्रकाश (लगभग 420 से 470 nm) पुनः उत्सर्जित करते हैं, जो पीलेपन को निरस्त कर कपड़े को शुद्ध परावर्तक से भी अधिक श्वेत दिखाता है। स्टिलबीन व्युत्पन्न (डाइअमीनोस्टिलबीन डाइसल्फ़ोनिक अम्ल ट्राइएज़ीन) सेलुलोज़ के अनुकूल हैं और disperse-प्रकार के brightener polyester के। इन्हें bleaching के बाद लगाते हैं, संतृप्ति-स्तर होता है, और अधिकता से सांद्रण-शमन व हरापन-लिए फीली आभा आती है।

⚠️ brightener विरंजक नहीं है
OBA प्रतिदीप्त नीला प्रकाश जोड़ते हैं और रंग नष्ट नहीं करते, इसलिए भूरे motes वाली रुई पर bleaching का स्थान नहीं ले सकते। पराबैंगनी-रहित प्रकाश-स्रोत के नीचे कपड़ा कोई brightening प्रभाव नहीं दिखाएगा। सदा पहले bleach, फिर brighten करें।

मुख्य बिंदु

  • कच्ची रुई लगभग 90% सेलुलोज़ है; मोम, पेक्टिन, प्रोटीन, राख, वर्णक व motes तथा साइज़ व तेल क्रम से हटते हैं: singe, desize, scour, bleach। Singeing सूखे ग्रे कपड़े के रोएँ पहले जलाती है।
  • Amylase केवल स्टार्च हटाता है; PVA व CMC गर्म जल से धुलते हैं। गर्म NaOH scouring मोम का साबुनीकरण व पेक्टिन को विलेय बनाती है, oxycellulose से बचाव हेतु अपचायक सहित।
  • परॉक्साइड HOO⁻ द्वारा pH 10 से 11 पर bleach करता है, धातु-उत्प्रेरित क्षति के विरुद्ध स्थायीकारी सहित; हाइपोक्लोराइट क्षारीय चलता है, उदासीन pH के पास नहीं; क्लोराइट अम्लीय में कार्य करता है व प्रतिरोधी संयंत्र चाहता है। Fluidity क्षति की निगरानी करती है।
  • Mercerisation तनाव में थामी रुई पर सांद्र ठंडा NaOH (लगभग 20 से 25%) है: सेलुलोज़ I, II बनता है, चमक, सामर्थ्य व रंजक-अवशोषण बढ़ते हैं; BAN इसे मापता है।
  • ऊन मृदु क्षार से scour व सल्फ्यूरिक अम्ल से carbonise होती है, प्रबल क्षार या क्लोरीन से कभी नहीं; रेशम sericin के degumming में कच्चे भार का लगभग चौथाई खोता है।
  • मानव-निर्मित तंतुओं को केवल spin finish व तेल हटाना चाहिए; acetate पर क्षार व nylon पर हाइपोक्लोराइट टालें। OBA UV सोखकर नीला उत्सर्जित करते हैं, bleaching के बाद लगते हैं और अधिकता से श्वेतता घटती है।

अभ्यास प्रश्न (17)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. केवल हल्का scour किया ग्रे सूती कपड़ा पानी में धीरे डूबता है, जबकि सेलुलोज़ स्वयं जलस्नेही है। मुख्यतः कौन-सा अ-सेलुलोज़ी घटक उत्तरदायी है?

    1. तंतु में बची खनिज राख, जो सतह पर अविलेय परत बनाती है
    2. प्राकृतिक फ़्लेवोन वर्णक, जो सेलुलोज़ शृंखलाओं के बीच के रंध्र बंद कर पानी को तंतु में घुसने से रोकता है
    3. उपत्वचा पर मोम व वसीय पदार्थ, जो साबुनीकृत व पायसित होने तक पानी को विकर्षित करते हैं
    4. पेक्टिन पदार्थ, जो स्नान में अम्ल से अभिक्रिया कर लेने तक प्रबल रूप से जल-विरागी रहते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — उपत्वचा पर मोम व वसीय पदार्थ, जो साबुनीकृत व पायसित होने तक पानी को विकर्षित करते हैं

    क्यूटिकल का मोम व वसा कच्ची रुई को जल-विकर्षी बनाते हैं; डिटर्जेंट सहित गर्म क्षार उन्हें साबुनीकृत व पायसित करता है। पेक्टिन भ्रामक विकल्प है, पर वे जल में फूलने वाले हैं और विलेय पेक्टेट के रूप में हटते हैं; राख व वर्णक भीगना नियंत्रित नहीं करते।

  2. एक बुना सूती कपड़ा केवल पॉलिविनाइल ऐल्कोहॉल (PVA) से sized है। कौन-सा desizing उपचार उपयुक्त है?

    1. गर्म जल में धुलाई, क्योंकि PVA जल-विलेय है और amylase का क्रियाधार नहीं है
    2. जीवाणु-amylase स्नान, क्योंकि सभी फ़िल्म बनाने वाले साइज़ पॉलिसैकेराइड हैं
    3. ठंडा तनु सल्फ्यूरिक अम्ल, क्योंकि अम्ल विनाइल ऐल्कोहॉल शृंखला का जल-अपघटन ग्लूकोज़ में करता है
    4. 60 °C पर माल्ट-निष्कर्ष स्नान, जो संश्लेषित बहुलक साइज़ों के प्रति चयनात्मक है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — गर्म जल में धुलाई, क्योंकि PVA जल-विलेय है और amylase का क्रियाधार नहीं है

    PVA संश्लेषित जल-विलेय बहुलक है और amylase केवल स्टार्च पर कार्य करता है; अतः गर्म जल की धुलाई PVA (व CMC) हटाती है। Amylase स्नान स्टार्च-साइज़ हेतु भ्रामक चुनाव है पर PVA छोड़ देता है। PVA पॉलिसैकेराइड नहीं है और अम्ल-अपघटन पर ग्लूकोज़ नहीं देता।

  3. एक मिल बुने सूती/polyester कपड़े को singeing से निकालती है। मशीन उसी गति व ज्वाला पर सूती कपड़े हेतु सेट है। सबसे संभावित परिणाम क्या है और क्यों?

    1. polyester के रोएँ साफ़ जलते हैं, क्योंकि ऊष्मा-सुघट्य तंतु रुई के समान दर से जलते हैं
    2. कोई singeing नहीं होती, क्योंकि polyester ज्वाला-रोधी है और रोएँ नहीं खो सकता
    3. रुई को क्षति होती है पर polyester अप्रभावित रहता है, क्योंकि polyester ज्वाला-ऊष्मा परावर्तित करता है
    4. polyester के रोएँ पिघलकर कठोर मनके बनते हैं जो सतह पर रहते हैं और बाद में चित्तियों व रंजक-अवशोषण अंतर के रूप में दिखते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — polyester के रोएँ पिघलकर कठोर मनके बनते हैं जो सतह पर रहते हैं और बाद में चित्तियों व रंजक-अवशोषण अंतर के रूप में दिखते हैं

    ऊष्मा-सुघट्य तंतु-सिरे जलने की बजाय पिघलकर मनके बन जाते हैं, इसलिए मिश्रणों हेतु singeing सेटिंग घटानी या बदलनी पड़ती है। यह धारणा कि मिश्रण रुई जैसे जलते हैं ग़लत है; polyester ज्वाला परावर्तित नहीं करता और ऐसा अज्वलनशील नहीं कि पिघलना रुके।

  4. रुई की क्षारीय हाइड्रोजन परॉक्साइड bleaching pH 10 से 11 पर सर्वोत्तम इसलिए है कि

    1. परॉक्साइड स्वयं प्रबल अम्ल है और क्षार केवल bleaching में बने अम्लीय उप-उत्पादों को उदासीन करता है
    2. क्षार HOO⁻ बनाता है, जो सक्रिय विरंजक स्पीशीज़ है, जबकि स्थायीकारी अनियंत्रित अपघटन सीमित करता है
    3. परॉक्साइड केवल pH 10 के ऊपर स्थायी है, और उस pH के नीचे वह स्नान में विस्फोटक रूप से अपघटित होता है
    4. क्षार प्राकृतिक वर्णक का सीधे ऑक्सीकरण करता है जबकि परॉक्साइड वर्णक हेतु केवल विलायक का कार्य करता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — क्षार HOO⁻ बनाता है, जो सक्रिय विरंजक स्पीशीज़ है, जबकि स्थायीकारी अनियंत्रित अपघटन सीमित करता है

    क्षार में H₂O₂ + OH⁻ ⇌ HOO⁻ + H₂O होता है और HOO⁻ विरंजक स्पीशीज़ है; सिलिकेट या कार्बनिक स्थायीकारी धातु-उत्प्रेरित विघटन रोकते हैं जो तंतु को tender करता। परॉक्साइड मृदु अम्लीय विलयन में स्थायी है, अतः यह धारणा कि वह केवल pH 10 के ऊपर स्थायी है ग़लत है, और वर्णक का ऑक्सीकरण क्षार नहीं, परॉक्साइड ऋणायन करता है।

  5. एक मिल रुई की हाइपोक्लोराइट bleaching तेज़ करना चाहती है और स्नान pH 6 तक घटा देती है। सबसे संभावित परिणाम क्या है?

    1. अधिक सुरक्षित स्नान, क्योंकि हाइपोक्लोरस अम्ल सेलुलोज़ के प्रति निष्क्रिय है और केवल प्राकृतिक वर्णक पर प्रहार करता है
    2. कोई परिवर्तन नहीं, क्योंकि क्लोरीन-आधारित विरंजकों की दर स्नान के pH से स्वतंत्र है
    3. तेज़ श्वेतन किंतु सेलुलोज़ पर प्रबल ऑक्सीकारी प्रहार, जिससे oxycellulose बनता है और सामर्थ्य घटती है
    4. सेलुलोज़ का सेलुलोज़ II में रूपांतरण, जिससे चमक बढ़ती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — तेज़ श्वेतन किंतु सेलुलोज़ पर प्रबल ऑक्सीकारी प्रहार, जिससे oxycellulose बनता है और सामर्थ्य घटती है

    उदासीन pH के पास सक्रिय हाइपोक्लोरस अम्ल अधिक मात्रा में होता है और वह सेलुलोज़ पर प्रहार करता है, इसीलिए स्नान क्षारीय रखा जाता है। वह निष्क्रिय नहीं है और दर pH पर निर्भर है। सेलुलोज़ II बनना mercerisation का परिणाम है, bleaching का नहीं।

  6. दो समान सूती सूतों को ठंडे 24% NaOH में उपचारित किया गया। सूत P को कास्टिक धुलने तक तनाव में थामा गया; सूत Q को स्वतंत्र सिकुड़ने दिया गया। सूत Q की तुलना में सूत P में

    1. अधिक चमक व अधिक गोल काट है; दोनों सूत अनुपचारित रुई से कम क्रिस्टलीय हैं
    2. Q से कम चमक पर अधिक रंजक-अवशोषण है, क्योंकि तनाव lumen को पूरी तरह बंद करता है
    3. समान चमक है, क्योंकि चमक केवल NaOH सांद्रता पर निर्भर है, तनाव पर नहीं
    4. कम सामर्थ्य है, क्योंकि प्रबल क्षार में तनाव सेलुलोज़ शृंखलाएँ तोड़ता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — अधिक चमक व अधिक गोल काट है; दोनों सूत अनुपचारित रुई से कम क्रिस्टलीय हैं

    प्रबल क्षार में फूलना दोनों सूतों में क्रिस्टलीयता घटाता है (सेलुलोज़ I से II), जिससे रंजक-अवशोषण बढ़ता है, पर केवल तना रखा सूत गोल, चिकना काट रखता है जो प्रकाश नियमित परावर्तित करता है, अतः चमक को तनाव चाहिए। चमक का तनाव से स्वतंत्र होना सामान्य भ्रम है; तनाव शृंखलाएँ नहीं तोड़ता, अभिविन्यास सुधारता है।

  7. कच्ची ऊन को scour करने हेतु एक मिल ग्रीज़ शीघ्र हटाने के लिए 5% कास्टिक सोडा में उबालना प्रस्तावित करती है। यह अस्वीकार इसलिए होता है कि

    1. कास्टिक सोडा ऊन-चर्बी का साबुनीकरण कर ही नहीं सकता, इसलिए चर्बी तंतु पर बनी रहेगी
    2. गर्म प्रबल क्षार तंतु के केराटिन का जल-अपघटन कर उसे घोल देता है, इसलिए मृदु क्षार प्रयुक्त होता है
    3. कास्टिक सोडा सेलुलोज़ी कुटकी को hydrocellulose बनाता है, जो ऊन पर दाग़ लगाता है
    4. कास्टिक सोडा से ऊन mercerise हो जाती है और अत्यधिक चमकीली व उपयोग हेतु अत्यंत दुर्बल बन जाती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — गर्म प्रबल क्षार तंतु के केराटिन का जल-अपघटन कर उसे घोल देता है, इसलिए मृदु क्षार प्रयुक्त होता है

    केराटिन पर गर्म प्रबल क्षार प्रहार करता है, इसलिए ऊन को मृदु क्षार (सोडा-ऐश) व अनायनिक डिटर्जेंट से scour करते हैं। कास्टिक सोडा चर्बी का साबुनीकरण कर सकता है, इसलिए यह दावा असत्य है कि कास्टिक सोडा चर्बी का साबुनीकरण नहीं कर सकता; hydrocellulose बनना carbonising (अम्ल) रसायन है, और mercerisation रुई की प्रक्रिया है।

  8. रेशम व ऊन की bleaching में सोडियम हाइपोक्लोराइट क्यों नहीं लगता, और रेशम हेतु उसके स्थान पर क्या लगता है?

    1. वह sericin घोलता है पर fibroin को अछूता छोड़ देता है; इसलिए रेशम को उसके स्थान पर तनु सल्फ्यूरिक अम्ल से विरंजित करते हैं
    2. वह अत्यंत दुर्बल ऑक्सीकारक है; इसलिए रेशम को सशक्त हाइपोक्लोराइट विलयन से विरंजित करते हैं
    3. वह तंतु को तुरंत पानी में घुलनशील बना देता है; इसलिए रेशम को अकेले सोडियम कार्बोनेट से विरंजित करते हैं
    4. वह प्रोटीन को क्लोरीनित करता है, जिससे तंतु पीला व दुर्बल होता है; इसलिए रेशम को हाइड्रोजन परॉक्साइड से विरंजित करते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — वह प्रोटीन को क्लोरीनित करता है, जिससे तंतु पीला व दुर्बल होता है; इसलिए रेशम को हाइड्रोजन परॉक्साइड से विरंजित करते हैं

    क्लोरीन-विरंजक प्रोटीन पर प्रहार करते हैं (पार्श्व शृंखलाओं व ऐमाइड समूहों का क्लोरीनन), जिससे पीलापन व सामर्थ्य-हानि होती है; मृदु परिस्थितियों में परॉक्साइड सामान्य चुनाव है। सल्फ्यूरिक अम्ल व सोडा-ऐश विरंजक नहीं हैं, और सशक्त हाइपोक्लोराइट का सुझाव क्षति और बढ़ाता है।

  9. सफ़ेद polyester/cotton कपड़े को स्टिलबीन-प्रकार के optical brightener से अनुशंसित मात्रा की दस गुनी मात्रा पर brighten किया गया। अनुशंसित मात्रा की तुलना में श्वेतता सबसे संभवतः

    1. दस गुना अधिक होगी, क्योंकि प्रतिदीप्ति-उत्सर्जन मात्रा के सभी स्तरों पर मात्रा के कड़ाई से अनुपाती है
    2. अपरिवर्तित होगी, क्योंकि brightener श्वेत वर्णक की ही भाँति केवल दृश्य प्रकाश परावर्तित करता है
    3. कम व अधिक हरी या फीकी होगी, क्योंकि संतृप्ति-स्तर के आगे सांद्रण-शमन व उत्सर्जित प्रकाश का अवशोषण शुरू हो जाता है
    4. स्थायी होगी, क्योंकि अधिक brightener तंतु की सतह पर धीरे-धीरे विरंजक में परिवर्तित हो जाता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — कम व अधिक हरी या फीकी होगी, क्योंकि संतृप्ति-स्तर के आगे सांद्रण-शमन व उत्सर्जित प्रकाश का अवशोषण शुरू हो जाता है

    OBA का संतृप्ति-स्तर होता है; अधिक रंजक अपनी ही प्रतिदीप्ति का शमन करता है और उत्सर्जित नीले प्रकाश का कुछ भाग सोख लेता है, इसलिए प्रभाव घटता है और शेड हरा या फीका हो जाता है। मात्रा के साथ रैखिक वृद्धि भ्रामक पर असत्य दृष्टि है, और OBA कभी विरंजक में नहीं बदलते।

  10. सोडियम हाइड्रॉक्साइड में रुई के scouring के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. मोम का साबुनीकरण व पायसन होता है, जो कपड़े के शीघ्र भीगने की क्षमता लौटाता है
    2. पेक्टिन पदार्थ विलेय लवणों में बदलकर धुल जाते हैं
    3. उबाल पर वायु द्वारा सेलुलोज़ के ऑक्सीकरण को रोकने हेतु अपचायक मिलाया जाता है
    4. scouring singeing से पहले की जाती है ताकि जलाते समय रोएँ गीले हों
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — मोम का साबुनीकरण व पायसन होता है, जो कपड़े के शीघ्र भीगने की क्षमता लौटाता है; B — पेक्टिन पदार्थ विलेय लवणों में बदलकर धुल जाते हैं; C — उबाल पर वायु द्वारा सेलुलोज़ के ऑक्सीकरण को रोकने हेतु अपचायक मिलाया जाता है

    डिटर्जेंट सहित क्षार मोम व पेक्टिन हटाता है, और अपचायक सेलुलोज़ को वायु-ऑक्सीकरण से बचाता है। क्रम में सूखे ग्रे कपड़े पर singeing पहले होती है, क्योंकि गीले रोएँ साफ़ नहीं जलते, अतः scouring का singeing से पहले होना ग़लत है।

  11. अनुपचारित रुई की तुलना में mercerised रुई (सांद्र ठंडा NaOH, तनाव में) के लिए निम्नलिखित में से कौन-से सही हैं?

    1. बेरियम सक्रियता संख्या अधिक है
    2. जालक सेलुलोज़ I से सेलुलोज़ II की ओर बदलता है
    3. समान रंजक सांद्रता पर तंतु कम रंजक सोखता है
    4. क्रिस्टलीयता अधिक है क्योंकि शृंखलाएँ अधिक कसकर जमती हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — बेरियम सक्रियता संख्या अधिक है; B — जालक सेलुलोज़ I से सेलुलोज़ II की ओर बदलता है

    Mercerisation क्रिस्टलीयता घटाती व संरचना खोलती है, इसलिए BAN व रंजक-अवशोषण बढ़ते हैं और जालक सेलुलोज़ I से II होता है। कम रंजक-अवशोषण व अधिक क्रिस्टलीयता के दावे वास्तविकता के उलटे हैं।

  12. मानव-निर्मित तंतुओं व मिश्रणों की तैयारी के बारे में कौन-से कथन सही हैं?

    1. polyester पर spin finish डिटर्जेंट scour से हटाया जाता है, क्योंकि संश्लेषित तंतु में प्राकृतिक मोम या पेक्टिन नहीं होता
    2. cellulose acetate को प्रबल क्षार के बिना scour करते हैं क्योंकि क्षार उसकी सतह का साबुनीकरण करता है
    3. nylon हेतु हाइपोक्लोराइट पसंदीदा विरंजक है क्योंकि वह ऐमाइड समूहों को प्रभावित नहीं करता
    4. अम्लीय सोडियम क्लोराइट क्लोरीन डाइऑक्साइड छोड़ता है, इसलिए संयंत्र संक्षारण-प्रतिरोधी होना चाहिए
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — polyester पर spin finish डिटर्जेंट scour से हटाया जाता है, क्योंकि संश्लेषित तंतु में प्राकृतिक मोम या पेक्टिन नहीं होता; B — cellulose acetate को प्रबल क्षार के बिना scour करते हैं क्योंकि क्षार उसकी सतह का साबुनीकरण करता है; D — अम्लीय सोडियम क्लोराइट क्लोरीन डाइऑक्साइड छोड़ता है, इसलिए संयंत्र संक्षारण-प्रतिरोधी होना चाहिए

    polyester के spin finish, acetate के क्षार-निषेध तथा क्लोराइट के संक्षारण वाले कथन सही हैं। हाइपोक्लोराइट nylon के ऐमाइड N–H का क्लोरीनन कर उसे पीला करता है, इसलिए टाला जाता है; क्लोराइट या परॉक्साइड लगता है।

  13. एक सूखे ग्रे बुने सूती कपड़े के नमूने का भार 216 g है। उसका साइज़ add-on 8% है, जो साइज़-रहित (desized) कपड़े के सूखे भार पर गणित है। नमूने में साइज़ का द्रव्यमान, ग्राम में, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 16

    माना साइज़-रहित सूखा भार W है। तब 216 = W + 0.08 W = 1.08 W, अतः W = 200 g और साइज़ = 216 − 200 = 16 g। 216 g का 8% (17.28 g) लेना भ्रम है, क्योंकि प्रतिशत साइज़-रहित भार पर है, ग्रे भार पर नहीं।

  14. 120 kg सूती कपड़े हेतु bleach-स्नान बनाना है। रेसिपी में कपड़े के भार (owf) पर 2% हाइड्रोजन परॉक्साइड, 100% H₂O₂ के रूप में, चाहिए। स्टॉक विलयन में प्रति लीटर 350 g H₂O₂ है। आवश्यक स्टॉक विलयन का आयतन ____ लीटर है (दशमलव के दो स्थानों तक)।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 6.86

    आवश्यक H₂O₂ = 0.02 × 120 kg = 2.4 kg = 2400 g। आयतन = 2400 g ÷ 350 g/L = 6.857 L, जो दो दशमलव तक 6.86 L है। जब रेसिपी owf में दी हो तो रसायन की मात्रा के लिए लिकर-अनुपात का कोई महत्त्व नहीं।

  15. एक mercerising रेंज को 270 g/L NaOH वाला 1000 लीटर कास्टिक सोडा विलयन चाहिए। वह 450 g/L NaOH वाले स्टॉक विलयन को पानी से तनु करके बनाया जाता है; आयतन योज्य मानें। आवश्यक स्टॉक विलयन का आयतन ____ लीटर है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 600

    आवश्यक NaOH = 270 g/L × 1000 L = 270,000 g। स्टॉक आयतन = 270,000 ÷ 450 = 600 L, और 400 L पानी मिलाया जाता है। तनुकरण में विलेय का द्रव्यमान संरक्षित है: C₁V₁ = C₂V₂, अतः V₁ = 270 × 1000 / 450 = 600।

  16. 20 kg कच्चे रेशम के लॉट में कच्चे रेशम के द्रव्यमान का 24% sericin है। Degumming 95% sericin हटाती है और fibroin बिल्कुल नहीं। लॉट की भार-हानि, मूल कच्चे भार के प्रतिशत के रूप में, ____ है (दशमलव के एक स्थान तक)।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 22.8

    Sericin = 0.24 × 20 = 4.80 kg; हटा = 0.95 × 4.80 = 4.56 kg। हानि = 4.56 / 20 × 100 = 22.8%। अंतिम भार 15.44 kg है। 24% बताना पूर्ण निष्कासन मानना होगा।

  17. 50 kg कपड़े का scouring 1:8 लिकर-अनुपात पर (1 kg कपड़ा, 8 लीटर लिकर) किया जाता है। रेसिपी में कपड़े के भार पर 3% NaOH है, जिसे 100% शुद्ध मानें। स्नान में NaOH की सांद्रता ____ g/L है (दो दशमलव स्थान)।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 3.75

    NaOH = 0.03 × 50 kg = 1.5 kg = 1500 g। लिकर आयतन = 50 × 8 = 400 L। सांद्रता = 1500/400 = 3.75 g/L। समतुल्यतः प्रति kg कपड़े 30 g NaOH को 8 L प्रति kg से भाग देने पर 3.75 g/L मिलता है।