Cosa significa cotone “mercerizzato”?

La mercerizzazione è un processo applicato alle fibre cellulosiche – tipicamente cotone (o filo rivestito di cotone con un’anima di poliestere) ma anche canapa e lino possono essere mercerizzati – per aumentare la lucentezza. Si fa dopo la tessitura (nel caso dei tessuti) o la filatura (per i filati o i fili). Ma presto si scoprì che il processo aveva anche benefici secondari: le fibre mercerizzate erano in grado di assorbire più acqua, e quindi di assorbire più colorante, rendendo il colore del tessuto tinto più luminoso e profondo. La differenza è drammatica: la mercerizzazione aumenta l’assorbimento dei coloranti fino al 25%. Non solo il colore è più brillante, ma dà anche al tessuto una migliore resistenza ai lavaggi multipli, mantenendo i colori brillanti e invariati nel tempo. Oltre ad aumentare la lucentezza e l’affinità ai coloranti, il trattamento aumenta la forza, la morbidezza, la resistenza alle muffe e riduce anche i pelucchi. Così i filati e i tessuti di qualità superiore, per esempio, sono sempre mercerizzati.

Il processo risale al 1880. John Mercer ottenne un brevetto britannico per la sua scoperta che il cotone e altre fibre cambiavano carattere quando venivano sottoposti a soda caustica (NaOh, noto anche come idrossido di sodio o liscivia), acido solforico e/o altri prodotti chimici. Uno dei cambiamenti era che la soda caustica faceva sì che la fibra si gonfiasse, diventasse rotonda e si raddrizzasse. Ma tant’è – questi cambiamenti non conferivano alcuna lucentezza alle fibre, così il suo brevetto fu largamente ignorato. Poi nel 1890 Horace Lowe scoprì che applicando il processo della soda caustica di Mercer al filo di cotone o al tessuto sotto tensione, il tessuto acquisiva un’elevata lucentezza come risultato del riflesso della luce sulla superficie liscia e rotonda creata dal NaOH. Divenne un successo immediato e rivoluzionò l’industria del cotone. Il resto è storia.

I test successivi dimostrarono che la fibra di cotone allo stato di roving (nessuna torsione nei filati) avrebbe assorbito più NaOH della fibra allo stato ritorto e di conseguenza avrebbe assorbito più acqua o colorante. Dato che la fibra fine e lunga pinzata dà il miglior assorbimento con la minore torsione, (una certa torsione è necessaria per il trattamento sotto tensione per ottenere la lucentezza) di solito sono i tipi di cotone a fibra lunga (Sea Island, egiziano, Pima) che vengono selezionati per il filato da mercerizzare. Quindi il tessuto di cotone mercerizzato inizia con una fibra di cotone di migliore qualità.

Come si fa?

Per ottenere la lucentezza e la resistenza alla trazione desiderate, il cotone viene tenuto sotto tensione per circa dieci minuti con un’applicazione di soda caustica (NaOH) tra il 21%-23% e agenti bagnanti (usati per facilitare il trasferimento del NaOH nelle fibre), a temperatura ambiente. Poi il tessuto viene neutralizzato in un bagno acido.

La lucentezza è il risultato della riflessione della luce su una superficie. Più la superficie è simile al vetro, migliore è la lucentezza. Il filato nel suo stato filato e trattato ha ancora una copertura molto fine di piccole estremità di fibre (fuzz). Questa lanugine viene rimossa facendo passare il filato (o il tessuto) attraverso un’atmosfera riscaldata controllata, chiamata singhiozzo (a gas in passato, elettrico più attualmente), ottenendo una superficie più pulita. (La lucentezza è il risultato della riflessione della luce su una superficie. Più la superficie è simile al vetro, migliore è la lucentezza.)
Sapevate che avrei dovuto guardare il profilo di tossicità dell’idrossido di sodio, che è considerato uno dei mattoni della chimica. È un alcali molto potente. È usato nell’industria in una vasta gamma di categorie: produzione di prodotti chimici; produzione di pasta di legno e carta; prodotti di pulizia come scarichi, linee di tubi e detergenti per forni; petrolio e gas naturale; pellicole di cellulosa; e trattamento dell’acqua e tessuti. La Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti considera l’idrossido di sodio generalmente sicuro, e riconosce che non è stato trovato per porre rischi alimentari inaccettabili, anche se è generalmente usato solo sulle superfici a contatto con gli alimenti piuttosto che nei prodotti alimentari.

La sostanza chimica è tossica per la fauna selvatica, e l’EPA richiede che gli effluenti contenenti NaOH non siano scaricati nelle acque sotterranee. Poiché l’idrossido di sodio rientra nel gruppo di prodotti chimici (sali) che sono di gran lunga i più usati nella lavorazione tessile, il volume di NaOH usato dall’industria tessile è importante da riconoscere. Le concentrazioni abituali di sale nelle acque reflue dei cotonifici possono essere di 2.000 – 3.000 ppm, molto al di sopra delle linee guida federali per le concentrazioni di sale nel fiume di 230 ppm. Quindi il trattamento degli effluenti è molto importante, poiché la prevenzione è l’unica alternativa ragionevole per risolvere i problemi ambientali associati a questi rifiuti di volume elevato e difficili da trattare. Ho letto che il trattamento con cellule elettrochimiche potrebbe essere un sostituto all’uso di NaOH per mercerizzare. Questo processo avviene in una cella elettrochimica a basso voltaggio che mercerizza, inacidisce e opzionalmente sbianca senza effluenti e senza l’acquisto di caustici sfusi, acidi neutralizzanti o sbiancanti.