Qué es el mercerizado
El mercerizado es un tratamiento del hilo o la tela de algodón con soda cáustica concentrada, por lo general de 28 a 32 °Bé (unos 270 a 330 g/L de NaOH), con el material sostenido bajo tensión. Después se lava la soda, todavía con tensión, y se neutraliza. El nombre viene de John Mercer, quien describió en 1844 el efecto de la soda cáustica sobre el algodón.
Se aplica a telas para camisería, ropa de cama, tejido de punto y telas de hilos teñidos, y a hilos para costura y para el hilo mercerizado que se vende para tejer en crochet.
Qué le pasa a la fibra
La fibra de algodón crudo es un tubo aplanado y retorcido, con un corte en forma de riñón y un canal hueco en el centro (el lumen). En soda cáustica concentrada la fibra se hincha: el corte se vuelve casi redondo, el lumen casi se cierra y las torsiones se abren. Dentro de la fibra, parte de la celulosa cristalina pasa a una forma menos ordenada. Estos cambios son permanentes y se mantienen después de lavar la soda.
Lo que se ve en planta:
- Brillo. Una fibra redonda y lisa refleja la luz de forma más pareja. El brillo solo aparece si la fibra está bajo tensión mientras se hincha; sin tensión, en cambio, encoge.
- Mayor absorción de colorante. La celulosa menos ordenada absorbe más colorante. Una tela mercerizada llega a la misma intensidad con menos colorante, y en tonos oscuros con reactivos el ahorro puede ser de 20 a 30%.
- Cubrimiento del algodón muerto. Las fibras inmaduras también se hinchan, así que los puntos blancos que aparecen en tonos oscuros sobre algodón sin mercerizar quedan en buena parte cubiertos.
- Resistencia. Sube la resistencia a la tracción del hilo.
- Estabilidad dimensional. La tela mercerizada al ancho correcto queda con menor encogimiento residual.
Mercerizado, caustificado y sanforizado
Son tres términos que se confunden con frecuencia.
- Mercerizado: soda concentrada, de 28 a 32 °Bé, con tensión. Da brillo, absorción de colorante, resistencia y estabilidad.
- Caustificado: soda de menor concentración, más o menos de 15 a 24 °Bé, con poca o ninguna tensión. No da brillo. Se usa para subir la absorción de colorante, cubrir el algodón muerto y estabilizar la tela a menor costo.
- Sanforizado: un proceso mecánico, sin químicos. La tela se comprime a lo largo sobre una banda de caucho para que no encoja después en el lavado. Muchas telas de camisería se mercerizan y después se sanforizan.
En qué etapa del proceso se merceriza
La tela se puede mercerizar en distintos momentos de la preparación:
- En crudo, después del chamuscado. Ahorra pasos, pero la cera natural y la goma demoran la humectación, así que necesita un humectante fuerte y el brillo tiende a quedar menos parejo.
- Después del descrude, o del descrude y el blanqueo. La tela se humecta con facilidad y el resultado es el más parejo. Es lo usual cuando el brillo importa.
La tela puede entrar a la máquina de dos formas:
- Seca. La humectación es pareja y la concentración de soda en la impregnación es fácil de mantener constante.
- Húmeda (húmedo sobre húmedo). La tela viene directo de un proceso húmedo anterior. Se ahorra un secado, pero el agua que trae la tela diluye la soda, así que la concentración se tiene que medir y corregir todo el tiempo.
La tela de punto también se merceriza, en máquinas sin cadenas que controlan la tensión a lo largo y a lo ancho. El hilo se merceriza en madejas o en urdimbre, sobre todo para hilo de costura y para telas de hilos teñidos.
Variables del proceso
- Concentración de la soda. De 28 a 32 °Bé para un mercerizado completo. Mídala con densímetro Baumé a la temperatura para la que está calibrado, y revísela varias veces por turno. Con menos concentración el mercerizado queda incompleto, y eso aparece después como una tintura más clara.
- Temperatura. El mercerizado en frío, a 10 a 15 °C, da el mayor brillo pero necesita enfriamiento y más tiempo de contacto. El mercerizado en caliente, a 50 a 60 °C, penetra más rápido y más parejo hasta el centro del hilo, pero da menos brillo.
- Tiempo de contacto. En máquinas continuas la reacción se completa en unos 40 a 50 segundos en frío y 25 a 30 segundos en caliente. Las telas pesadas o con mala humectación necesitan más.
- Tensión. La tela se tiene que mantener al ancho (con pinzas en las mercerizadoras de cadenas, con cilindros en las de sin cadenas) y a lo largo mientras está en la soda y mientras se lava. Si se suelta la tensión cuando la tela todavía lleva soda fuerte, encoge y se pierde el brillo.
- Lavado y estabilización. La soda se lava con agua caliente en contracorriente, con la tela todavía bajo tensión, hasta que la concentración en la tela baja a unos 6 a 8 °Bé. La soda débil que sale de esta sección normalmente se vuelve a concentrar en un evaporador y se reutiliza.
- Neutralización. En los últimos compartimientos se lava el resto del álcali y se neutraliza con ácido. La tela debe salir con un pH entre 6 y 7. El álcali residual amarillea la tela en el secado y cambia el pH del siguiente baño de tintura.
El humectante para mercerizado
La soda cáustica a 30 °Bé humecta el algodón despacio, y el algodón crudo, con su cera natural, todavía más despacio. La mayoría de los humectantes comunes no se disuelven a esa concentración: se separan y dejan de trabajar. Un humectante para mercerizado tiene que:
- mantenerse disuelto y activo en soda de 30 °Bé o más
- humectar la tela en pocos segundos, para que la reacción se complete dentro del tiempo de contacto de la máquina
- hacer poca espuma, tanto en la impregnación como en el evaporador de recuperación de soda
- estar libre de cresol, que usaban los humectantes de mercerizado antiguos y que hoy las plantas evitan por su toxicidad
La dosis depende de la tela: la tela cruda necesita más que la descrudada o blanqueada. Una forma simple de verificarla es la prueba de hundimiento: un pedazo de la tela que se deja caer en la soda con el humectante a la dosis prevista debe hundirse en pocos segundos.
Cómo saber si el mercerizado quedó bien
- Número de actividad de bario (BAN), método AATCC 89. Compara cuánto hidróxido de bario absorbe el algodón mercerizado frente al mismo algodón sin mercerizar. El algodón sin mercerizar da alrededor de 100, un valor por encima de 150 indica un mercerizado completo, y los valores intermedios indican un mercerizado parcial o un caustificado.
- Tintura comparativa. Tiña en un mismo baño, con un colorante directo, una tira de la tela mercerizada y una tira de la misma tela sin mercerizar. La tira mercerizada debe salir claramente más oscura, y las tiras tomadas del orillo izquierdo, del centro y del orillo derecho deben quedar iguales entre sí.
- Ancho y encogimiento residual frente a la especificación.
- pH de la tela después de la neutralización.
Problemas comunes y qué suelen indicar
- Los orillos y el centro tiñen distinto: absorción de soda o tensión disparejas a lo ancho. Revise la presión del exprimido y el ajuste de ancho.
- Bandas o vetas a lo largo: la concentración de la soda o la temperatura cambiaron durante la partida, muchas veces por dilución en húmedo sobre húmedo, o la tela se quedó en la soda durante una parada de máquina.
- Tintura más clara o puntos blancos en tonos oscuros: mercerizado incompleto. Revise la concentración, la humectación y el tiempo de contacto, y haga una prueba de BAN.
- Poco brillo: poca tensión, temperatura alta o mala humectación de la tela cruda.
- Tela más angosta que la especificación o encogimiento residual alto: se soltó la tensión antes de lavar la soda.
- Amarillamiento o tacto áspero después del secado: álcali residual. Revise el pH de la tela y la neutralización.
Productos para mercerizado y caustificado
CASDITOL FSE es un humectante aniónico de baja espuma para el mercerizado y el caustificado de hilos y telas de algodón y sus mezclas. Humecta en soda cáustica de 12 a 32 °Bé, está libre de cresol y es compatible con auxiliares aniónicos y no iónicos. Dosis usual: 5 a 10 g/L en procesos continuos y 2 a 5% por agotamiento, según el proceso y la exigencia de humectación.
CASDITOL 54-P es un secuestrante-dispersante de hierro, cobre, calcio y magnesio, estable a alta temperatura y alcalinidad. Se usa en caustificados, descrudes y blanqueos para evitar que la dureza y los metales se depositen sobre la tela. Más sobre esto en nuestro artículo sobre la dureza del agua en la tintura textil.
CASDITOL ACID es un neutralizante ácido y secuestrante-dispersante exento de ácido acético y de otros ácidos débiles volátiles. Neutraliza la alcalinidad hasta el interior de la fibra sin formar el acetato de sodio que amarillea la tela.
Para montar un proceso de mercerizado o caustificado o pedir una muestra, contacte a nuestro equipo técnico.