Elegir secuestrante y estabilizador de peróxido para el baño de blanqueo

¿Por qué el peróxido se descontrola en el blanqueo?

En medio alcalino el peróxido de hidrógeno se disocia en anión perhidroxilo, y es ese anión el que blanquea. El problema está en que la descomposición tiene una segunda vía. Los iones de hierro, cobre y manganeso presentes en el baño rompen el peróxido por vía catalítica, y por ese camino no se libera perhidroxilo sino radical hidroxilo. El radical no distingue objetivo: oxida también la celulosa.

El aspecto del daño sobre el tejido depende de dónde esté el metal. Si una partícula de óxido queda apoyada sobre la tela, la descomposición se concentra en ese punto, la fibra se disuelve allí y después del secado aparece como agujero de alfiler. Si el metal está repartido en el baño, la pérdida se reparte con él: baja la resistencia a la tracción y al desgarro, el tejido se ve normal a simple vista y lo que cae es el resultado de laboratorio. El tercer caso es el sobreblanqueo localizado; la diferencia de grado de blanco no se nota en el momento y vuelve después del teñido como teñido desigual.

En el blanqueo por agotamiento la banda de trabajo que da la literatura es pH 10,5-11,5 y 95-100 °C. Se trata de un rango de clase, no de una especificación de producto; dónde se para dentro de la banda lo deciden el tejido, la máquina y el tiempo. El punto crítico es otro: en esas condiciones el peróxido ya se descompone rápido, y la catálisis metálica es una segunda velocidad que se monta encima de la primera.

Los tres tipos de daño comparten una característica: no se detectan en la propia máquina de blanqueo. Con el tejido mojado el agujero no se ve, la resistencia no se mide a ojo y la diferencia de grado de blanco sólo sale cuando el color se asienta sobre el fondo. Por eso el problema se apunta casi siempre en la cuenta del paso siguiente, y la revisión vuelve al pretratamiento cuando ya hay varias partidas de por medio.

El metal no entra por un solo sitio. El algodón en crudo trae metal de la tierra y de la cosechadora. El agua de proceso aporta hierro y manganeso. La tubería y la máquina se oxidan. Las impurezas de auxiliares como la sosa cáustica, el carbonato de sodio y la sal añaden metal al baño. El residuo de la partida anterior también cuenta. Ninguna de esas fuentes se cierra escribiendo una receta; lo que hace la receta es dejar fuera de juego el ion que llega.

¿El secuestrante y el estabilizador de peróxido son lo mismo?

No son lo mismo: hacen dos trabajos distintos.

El secuestrante fija el ion metálico del baño y lo retiene dentro de un complejo soluble en agua. El objetivo es que el ion deje de actuar como catalizador. Como la misma molécula fija también las sales de dureza, por el camino reduce el precipitado de cal, la incrustación en la máquina y el tacto áspero.

El estabilizador de peróxido regula la velocidad de descomposición. Para blanquear hace falta que el peróxido se descomponga; lo que se busca es que lo haga de forma pareja durante todo el proceso y que no se agote en los primeros diez minutos. El estabilizante clásico es el silicato de sodio. Es barato y cumple, pero deja depósito de silicato en la máquina y en el tejido, endurece el tacto y mancha en los pasos posteriores. De ahí viene la extensión de los estabilizadores orgánicos.

Casi todos los productos del mercado llevan las dos funciones. El motivo es práctico: el baño de blanqueo necesita las dos cosas, dosificar un producto es más sencillo que dosificar dos y los componentes se pueden ajustar en proporción para que se apoyen entre sí. Cuando en la descripción de un producto se lee "secuestrante-estabilizador", esto es lo que significa; DK SEQUA ACS es un ejemplo del tipo.

Acrilato, fosfonato, heptonato: ¿cuál sirve para cada ion?

Las familias de Derin Kimya, fabricante de auxiliares textiles, están montadas sobre esa misma división. Los Secuestrantes a base de acrilato cubren el lado de la dureza: DK SEQUA AC y DK SEQUA AC MOD son de base acrilato de sodio. Los Secuestrantes a base de acrilato / fosfonato cubren el caso mixto, y ahí entran DK SEQUA ACP y DK SEQUA ACP MOD. Los Secuestrantes especiales agrupan el resto: DK SEQUA 1624 es de base heptonato, DK PML K es un concentrado polimérico y DK SEQUA PS PLUS un concentrado de mezcla. Cuánto se dosifica de cada uno depende del agua, de la relación de baño y del proceso: dato pendiente.

Una sola pregunta acota la elección: ¿qué domina en su agua? Con dureza alta y hierro bajo, un producto de base acrilato cumple. Si hay hierro o manganeso, se pasa a un producto que lleve fosfonato. En los pasos con sosa cáustica concentrada aguantan los tipos heptonato; muchos complejos se deshacen en ese medio.

La planta que quiere reducir el número de referencias se decide por un único concentrado de mezcla. Es una decisión razonable, pero tiene su precio: la mezcla no es la mejor en ningún ion, es buena en promedio. En una tintorería con un problema claro de hierro en el agua, bueno en promedio no alcanza.

¿Por qué el análisis de agua va antes de la receta?

La dureza del agua se expresa en grados franceses (°fH) o en grados alemanes (°dH) según el país; en Turquía se trabaja habitualmente con °fH y en parte de Europa con °dH. La conversión es fija: 1 °dH equivale aproximadamente a 1,79 °fH. Es una conversión de unidades, no una especificación de producto.

La dureza total por sí sola no decide nada. La dureza temporal precipita al calentar y se deposita sobre el tejido; la permanente se queda en el baño. Y los dos metales de verdad peligrosos para el peróxido, el hierro y el manganeso, no aparecen en la cifra de dureza. Se miden en ppm y hacen daño a concentraciones muy por debajo de las del calcio.

Cuanto más dura es el agua, más secuestrante pide el baño. Eso no lo discute nadie. Lo que se salta en la práctica es la consecuencia: una receta validada con agua de pozo no da el mismo resultado al pasar a agua de red, y en la tintorería esa diferencia se le carga al colorante.

Lo que hay que pedir al laboratorio es una lista corta: dureza total, calcio y magnesio por separado, hierro, manganeso, cobre, alcalinidad de bicarbonatos, conductividad y pH. La muestra no se toma a la entrada del depósito, sino en la línea de llenado de la máquina. La tubería y el depósito intermedios son justamente donde se añade el hierro que el análisis no vio.

Un análisis al año archivado en una carpeta no es un programa de agua. El agua de pozo cambia con la estación, la fuente de red puede cambiar, y el filtro y la resina de ablandamiento se agotan.

¿Qué estropea un exceso de secuestrante?

Ésta es la parte que no aparece en los folletos de proveedor. El secuestrante no es selectivo: fija todo metal que alcanza, y hay procesos que necesitan ese metal.

Las enzimas de desencolado del tipo alfa-amilasa necesitan calcio para su estabilidad estructural. Si con un complejante fuerte se lleva el calcio libre del baño casi a cero, la actividad enzimática cae y la goma de encolado no se elimina del todo. En ese paso cuesta verlo; el resultado sale una etapa más tarde, después del blanqueo, como hidrofilidad baja.

Con los colorantes de complejo metálico el efecto se ve más directo. Un complejante fuerte puede arrancar el metal de la molécula del colorante: el matiz se desplaza y la solidez baja. Por eso, cuando se trabaja con colorantes de complejo metálico 1:2 sobre lana o poliamida, la elección y la dosis del secuestrante se piensan aparte.

El tercer efecto está del lado de la estabilización. Con estabilizador de sobra el peróxido no se descompone lo suficiente: el blanco no se sostiene, queda cáscara de semilla en el tejido y en el teñido siguiente el fondo tira a amarillo. Como el reflejo en planta es "subamos el estabilizador", el error se repite a menudo.

El cuarto es sencillo: el resto de polímero aniónico sobre el tejido no es compatible con el suavizante catiónico o el fijador de color del paso siguiente. De un enjuague corto salen la mancha de silicona y el precipitado de fijador.

La regla que sale de aquí es corta: la dosis se ajusta al agua y no se duplica como margen de seguridad. El exceso se lleva el dinero y se lleva el paso siguiente.

Del síntoma a la causa: tabla de decisión

¿En qué orden se construye la receta?

1. Haga analizar el agua con una muestra tomada en la línea de llenado de la máquina. Pida hierro, manganeso y cobre además de la dureza.
2. Elija la clase de producto según el ion dominante: acrilato si manda la dureza, un producto con fosfonato si hay metal pesado, heptonato en el paso de sosa cáustica concentrada.
3. Dosifique el secuestrante en el baño antes del peróxido y antes del álcali. Tiene que fijar el ion sin que éste se encuentre con el peróxido.
4. No vierta el concentrado sobre el tejido. Dilúyalo y dosifíquelo con la circulación en marcha.
5. Mida el peróxido residual y el pH al final del proceso y anote los dos en la ficha de partida. De un valor que no se mide no se puede discutir después.
6. No se salte el paso de eliminación de peróxido. Entrar en el teñido con colorantes reactivos con peróxido residual produce una pérdida de color que nunca se apunta en la cuenta del blanqueo.
7. Anote también la dureza del agua del día en la ficha de partida. Sin atar la receta a la dureza no hay repetibilidad que defender.

Las cifras de dosificación dependen del producto y del agua: dato pendiente.