Co oznacza termin „merceryzowana” bawełna?

Mertyfikacja jest procesem stosowanym do włókien celulozowych – zazwyczaj bawełny (lub nici pokrytych bawełną z poliestrowym rdzeniem), ale konopie i len również mogą być merceryzowane – w celu zwiększenia połysku. Proces ten przeprowadza się po tkaniu (w przypadku tkanin) lub przędzeniu (w przypadku przędzy lub nici). Wcześnie jednak odkryto, że proces ten ma również drugorzędne korzyści: włókna poddane merceryzacji są w stanie wchłonąć więcej wody, a tym samym więcej barwnika, dzięki czemu kolor farbowanej tkaniny jest jaśniejszy i głębszy. Różnica jest diametralna: merceryzacja zwiększa absorpcję barwników aż o 25%. Nie tylko kolor jest jaśniejszy, ale również daje tkaninie lepszą odporność na wielokrotne pranie, utrzymując kolory jasne i niezmienione w czasie. Oprócz zwiększenia połysku i powinowactwa do barwników, leczenie zwiększa wytrzymałość, gładkość, odporność na pleśń, a także zmniejsza kłaczki. Więc wyższej jakości przędze i tkaniny, na przykład, są zawsze merceryzowane.

Proces ten sięga lat osiemdziesiątych XIX wieku. John Mercer otrzymał patent brytyjski na swoje odkrycie, że bawełna i inne włókna zmieniły charakter, gdy zostały poddane działaniu sody kaustycznej (NaOh, znanej również jako wodorotlenek sodu lub ług), kwasu siarkowego i/lub innych substancji chemicznych. Jedną z tych zmian było to, że soda kaustyczna powodowała, że włókna pęczniały, stawały się okrągłe i prostowały się. Ale co z tego – zmiany te nie nadawały włóknom żadnego połysku, więc jego patent został w dużej mierze zignorowany. Następnie w 1890 roku Horace Lowe odkrył, że stosując proces Mercer’a z sodą kaustyczną na przędzy bawełnianej lub tkaninie pod napięciem, tkanina zyskała wysoki połysk w wyniku odbicia światła od gładkiej, okrągłej powierzchni stworzonej przez NaOH. Stało się to z dnia na dzień sukcesem i zrewolucjonizowało przemysł bawełniany. Reszta jest historią.

Późniejsze testy dowiodły, że włókno bawełniane w stanie niedoprzędów (bez skrętu przędzy) wchłonie więcej NaOH niż włókno w stanie skrętu i w rezultacie wchłonie więcej wody lub barwnika. Ponieważ cienkie, długie zszyte włókna dają najlepszą absorpcję przy najniższym skręcie (pewien skręt jest wymagany przy obróbce pod napięciem, aby uzyskać połysk), to zazwyczaj długie włókna bawełny (Sea Island, Egyptian, Pima) są wybierane do przędzy, która ma być merceryzowana. Tak więc merceryzowane tkaniny bawełniane zaczynają się od lepszej jakości włókien bawełnianych.

Jak to się robi?

Aby uzyskać pożądany połysk i wytrzymałość na rozciąganie, bawełna jest trzymana pod określonym napięciem przez około dziesięć minut z zastosowaniem 21%-23% sody kaustycznej (NaOH) i środków zwilżających (używanych do ułatwienia transferu NaOH do włókien), w temperaturze pokojowej. Następnie tkanina jest neutralizowany w kąpieli kwasowej.

Luster jest wynikiem odbicia światła z powierzchni. Im bardziej szklana powierzchnia, tym lepszy połysk. Przędza w stanie przędzenia, poddana obróbce, nadal posiada bardzo delikatne pokrycie z maleńkich końcówek włókien (fuzz). Włókna te są usuwane poprzez przepuszczanie przędzy (lub tkaniny) przez kontrolowaną, podgrzaną atmosferę określaną jako spiekanie (dawniej opalane gazem, obecnie bardziej elektrycznie), co daje czystszą powierzchnię. (Blask jest wynikiem odbicia światła od powierzchni. Im bardziej szkło jak powierzchnia, tym lepszy połysk.)
Wiedziałeś, że będę musiał spojrzeć na profil toksyczności wodorotlenku sodu, który jest uważany za jeden z bloków konstrukcyjnych chemii. Jest to bardzo silna zasada. Jest on stosowany w przemyśle w szerokim zakresie kategorii: produkcja chemiczna; produkcja celulozy i papieru; produkty czyszczące, takie jak dreny, przewody rurowe i środki czyszczące do piekarników; ropa naftowa i gaz ziemny; folia celulozowa; i uzdatnianie wody, jak również tekstylia. Żywności i Leków (FDA) uważa wodorotlenek sodu za ogólnie bezpieczny i uznaje, że nie stanowi on niedopuszczalnego ryzyka żywieniowego, chociaż jest on zazwyczaj stosowany tylko na powierzchniach mających kontakt z żywnością, a nie w środkach spożywczych.

Chemiczny jest toksyczny dla dzikich zwierząt, a EPA wymaga, aby ścieki zawierające NaOH nie były odprowadzane do wód gruntowych. Ponieważ wodorotlenek sodu należy do grupy substancji chemicznych (soli), które są zdecydowanie najczęściej stosowane w przetwórstwie włókienniczym, należy zwrócić uwagę na samą ilość NaOH używanego w przemyśle włókienniczym. Zwykle stężenie soli w ściekach z przędzalni bawełny może wynosić 2000 – 3000 ppm, co znacznie przekracza federalne wytyczne dotyczące stężenia soli w strumieniu, wynoszące 230 ppm. Tak więc oczyszczanie ścieków jest bardzo ważne, ponieważ zapobieganie jest jedyną rozsądną alternatywą dla rozwiązania problemów środowiskowych związanych z tym trudnym do przetworzenia odpadem o dużej objętości. Czytałem, że obróbka elektrochemiczna w ogniwach może być substytutem dla stosowania NaOH do merceryzacji. Proces ten zachodzi w niskonapięciowej celi elektrochemicznej, która merceryzuje, zakwasza i opcjonalnie wybiela bez ścieków i bez konieczności zakupu żrących, neutralizujących kwasów lub wybielaczy.

.