Elección del humectante: no iónico, aniónico o de mercerizado

¿Qué hace el humectante en el baño?

El algodón en crudo lleva en la superficie cera natural, pectina y grasa. Esa capa repele el agua. Cuando el tejido entra en el baño, el agua no consigue ocupar el sitio del aire atrapado entre las fibras. En el tejido de calada la película de encolado empuja en el mismo sentido.

El humectante baja la tensión superficial del agua y mete el baño por detrás de esa barrera. En el pretratamiento la humectación no es un paso por sí misma; es la condición de todos los demás pasos.

La factura de una humectación incompleta se paga dos pasos más adelante. La enzima no llega al almidón en todos los puntos a la vez, el peróxido no penetra de forma uniforme y en el teñido sale una barra transversal o un aspecto nuboso. La tintorería en ese momento discute la receta de teñido y el igualante, y el fallo se cometió en el pretratamiento.

El grupo de humectantes de Derin Kimya está repartido en familias que hacen el mismo trabajo con caracteres iónicos distintos. La elección se hace mirando cuál de esas familias encaja con su baño.

¿Por qué el carácter iónico es la primera pregunta?

El grupo que hace soluble a un tensioactivo fija también su límite dentro del baño. Una estructura no iónica toma su solubilidad de una cadena etoxilada sin carga, y una estructura aniónica de un grupo con carga negativa.

Esa diferencia manda en el comportamiento del producto frente al álcali, al electrolito, al agua dura y al resto de partidas de la receta. La dosificación es una pregunta que viene después de esa decisión.

En la práctica la elección sigue al resto del baño, no a la velocidad de humectación. Si en la receta hay un suavizante catiónico o un fijador de color, el humectante aniónico precipita con él. Si en el baño hay sosa y sal, el producto no iónico baja por debajo de su punto de turbidez y se separa en dos fases.

La columna de compatibilidad con enzima de la tabla es una tendencia de clase, no una garantía de producto. Todo humectante que vaya a entrar con una enzima en el mismo baño se ensaya con esa enzima en el laboratorio.

¿Dónde se adelanta el humectante no iónico?

En tres sitios. El primero son los baños enzimáticos. Las estructuras no iónicas actúan sobre la proteína con más suavidad que las aniónicas, y por eso el humectante del baño de desencolado enzimático se toma casi siempre de esta familia. Ese baño ya trabaja cerca del neutro, así que la resistencia al álcali de un producto aniónico no aporta nada allí.

El segundo es el trabajo en un baño compartido con un producto catiónico. El suavizante catiónico, el fijador y parte de los igualantes no dan precipitado con un humectante no iónico.

El tercero es el agua dura. Al no llevar carga, la molécula no forma sal insoluble con el calcio y el magnesio. En una planta donde la dureza del agua se mueve con la estación, eso significa repetibilidad de partida.

Dentro de la familia hay un segundo reparto. Los tipos de cadena etoxilada corta humectan rápido pero cargan poca suciedad. Los tipos de cadena larga lavan mejor y mantienen el aceite de hilatura en suspensión en el baño; a cambio baja la velocidad de humectación y sube la tendencia a espumar. En el prelavado sirve el segundo grupo, y en la humectación previa al blanqueo el primero.

El límite de esta familia es el punto de turbidez. Al calentar, la solución se enturbia a una temperatura determinada, la molécula pierde su enlace con el agua y el producto empieza a formar una fase aparte. El mayor poder humectante se obtiene por lo general justo por debajo de ese punto, pero cada electrolito que entra en el baño tira del punto hacia abajo. El ensayo de laboratorio se monta por eso con la composición real del baño, no en agua blanda.

¿Por qué el humectante del blanqueo es aniónico?

Un grupo con carga negativa acusa la temperatura y el álcali mucho menos que una cadena etoxilada. El producto no tiene un límite llamado punto de turbidez y sigue disuelto en baño cáustico.

Los baños de descrude y blanqueo quedan por eso como terreno de los humectantes aniónicos. Su velocidad de humectación suele ser además alta. En una línea continua de pretratamiento el tiempo de contacto en el saturador se mide en segundos, y allí la velocidad se pone por delante de los demás criterios.

La debilidad de este producto es el agua dura. El grupo aniónico da sal insoluble con el calcio y el magnesio. El precipitado saca materia activa del baño y deja mancha en el tejido. La respuesta no es cambiar de producto sino preparar el agua: entra en el baño un secuestrante y su dosificación se monta sobre el análisis de agua.

La segunda debilidad es la espuma. En la bandeja de un foulard y en una impregnación continua no suele molestar. En un jet o en un overflow sube hasta el nivel en que se estropea la circulación del baño. Entonces se toma un tipo de baja espuma o entra un antiespumante en la receta; una vez dentro el antiespumante, su efecto sobre el poder humectante se mide aparte.

¿Por qué el mercerizado pide su propio producto?

En el mercerizado el algodón pasa bajo tensión por una solución concentrada de sosa. La sección de la fibra se hincha y se redondea; suben el brillo, la afinidad tintórea y la estabilidad dimensional. La condición de todo eso es que la sosa entre rápido y por igual en la fibra.

La solución de sosa por sí sola es un mal medio de humectación. Su tensión superficial es alta y pasa despacio la superficie cerosa del algodón en crudo.

La concentración de sosa se sitúa aquí por encima de todos los demás baños de pretratamiento, y el sector la expresa en grados Baumé. Es una condición de clase, no un valor de producto. A esa concentración un no iónico corriente se separa y se junta por encima de la solución, y parte de las estructuras aniónicas precipita en forma de sal. Ahí está la razón de ser de la familia de humectantes para mercerizado: lo primero que se busca es resistencia al electrolito, no velocidad.

La espuma es aquí un apartado propio. La línea de mercerizado es continua y la solución circula sin parar; la espuma quiere decir sosa que se va por el borde. La sosa desbordada es pérdida de químico y asunto de seguridad, y la capa de espuma además rompe el contacto del tejido con la solución y crea desigualdad.

Un defecto de mercerizado no se ve siempre a simple vista; sale después del teñido como barra transversal. Tomar muestra a la salida de la línea y medir el número de actividad al bario coge el problema antes del teñido.

¿Cuándo tiene sentido una mezcla o un producto combinado?

Las estructuras no iónicas y aniónicas tropiezan en sitios distintos. Los productos en mezcla equilibran esas dos debilidades una contra otra: el componente aniónico sube la resistencia al álcali y al electrolito, y el componente no iónico rompe la sensibilidad al agua dura y baja la espuma.

Los productos combinados van un paso más allá; reúnen humectación, emulsión, dispersión y resistencia al álcali en una sola formulación. La ganancia está en simplificar la receta: menos partidas, menos líneas de dosificación, menos errores de pesada.

El precio también se conoce. En condición extrema el producto especializado se adelanta. Y las estructuras que suben el poder emulsionante y dispersante suben la espuma con ellas; con un producto combinado se pregunta lo que la máquina tolera de espuma antes de leer la lista de funciones.

El sitio de las mezclas y de los productos combinados son las filas centrales de esa tabla. La última fila no es su trabajo.

¿Cómo se mide la humectación?

Un control a ojo no es una medida. Ver que el tejido está mojado no dice que se haya mojado a la misma velocidad en todos sus puntos.

El método que se usa en planta es el ensayo de la gota:

1. Monte la muestra en un marco ligeramente tenso. Sobre tejido flojo la gota se extiende y la lectura se desvía.
2. Suelte una sola gota de agua desde una altura fija.
3. Cronometre el tiempo que tarda la gota en perder el brillo y absorberse por completo.
4. Repita la medida en cabeza, centro y cola de la pieza. La lectura en un solo punto no muestra la desigualdad.
5. Tome el tiempo más largo como valor de la partida y anótelo en su ficha.

Para comparar productos entre sí se usa el ensayo de tiempo de inmersión: se deja un disco de tejido normalizado sobre la superficie de la solución y se mide el tiempo que tarda en hundirse del todo. Para que la comparación valga, la dureza del agua, la temperatura y la composición del baño se mantienen constantes. Si esas tres se mueven, el ensayo mide el baño y no el humectante.

El límite de aceptación lo fija la planta sobre su propio grupo de tejidos. Una gabardina pesada y cerrada y un punto fino no darán el mismo tiempo, y por eso no se da un valor general único. La dosificación y las condiciones de trabajo de cada producto vienen en su TDS, y el valor que entra en la receta se fija con una muestra en las condiciones de la planta.

¿Qué sale mal?

El humectante se encuentra con un producto catiónico. Un humectante aniónico y un suavizante catiónico precipitan en el mismo baño. El resultado no es humectación ni suavidad: mancha grasienta en el tejido y residuo en la máquina. Lo mismo sale en el baño de acabado cuando el enjuague posterior al pretratamiento se ha quedado corto.

El producto no iónico se separa bajo electrolito. En cuanto entran sosa o sal en la receta, el punto de turbidez baja. El producto se separa antes de que el baño llegue a la temperatura de trabajo y pierde su poder humectante. La señal es esta: la misma receta funciona a temperatura baja y deja de funcionar cuando se sube la temperatura.

La dosificación viaja sin la relación de baño. Una dosificación comprobada a una relación de baño en agotamiento no da el mismo efecto a otra relación. En un foulard la cantidad de humectante que lleva el tejido la fija la presión de exprimido; al cambiar la presión, el operario ha cambiado la dosificación sin darse cuenta.

El antiespumante está cortando también el humectante. Los antiespumantes trabajan rompiendo la película de tensioactivo, y ese efecto llega a veces al humectante. Los dos productos se ensayan juntos; aprobarlos por separado no demuestra nada.

El agua dura mueve el resultado de partida en partida. La dureza del agua de pozo se desplaza con la estación. Una receta que mantiene fija la dosificación de secuestrante da resultado distinto con el mismo humectante, y la culpa se apunta al producto.