Choisir le séquestrant et le stabilisateur de peroxyde du bain de blanchiment

Pourquoi le peroxyde part-il en décomposition incontrôlée ?

En milieu alcalin, le peroxyde d'hydrogène se dissocie en anion perhydroxyle, et c'est cet anion qui blanchit. Le problème est qu'une seconde voie de décomposition existe. Les ions fer, cuivre et manganèse présents dans le bain cassent le peroxyde par catalyse, et cette voie libère non pas le perhydroxyle mais le radical hydroxyle. Le radical ne choisit pas sa cible, il oxyde aussi la cellulose.

L'aspect du dégât sur l'étoffe dépend de l'endroit où se tient le métal. Une particule de rouille posée sur le tissu concentre la décomposition en ce point, la fibre s'y dissout et, après séchage, le défaut ressort sous forme de trous d'épingle. Si le métal est dispersé dans le bain, la perte s'étale : la résistance à la rupture et la résistance à la déchirure baissent, l'étoffe paraît normale à l'œil et c'est le résultat de laboratoire qui tombe. La troisième forme est le sur-blanchiment localisé ; l'écart de blanc passe inaperçu sur le moment et revient après teinture sous forme d'irrégularité de teinture.

En blanchiment par épuisement, la bande de travail donnée dans la littérature est pH 10,5-11,5 à 95-100 °C. Il s'agit d'une gamme de classe, pas d'une spécification produit ; l'endroit où l'on se place dans cette bande est fixé par l'étoffe, la machine et la durée. Le point critique est ailleurs : dans ces conditions le peroxyde se décompose déjà vite, et la catalyse métallique est une seconde vitesse qui s'ajoute à la première.

Ces trois types de dégât ont un point commun, aucun ne se voit devant la machine. Le trou ne se distingue pas sur une étoffe mouillée, la résistance ne se mesure pas à l'œil, l'écart de blanc n'apparaît qu'une fois le colorant posé sur le fond. C'est pour cette raison que le défaut est presque toujours porté au compte de l'étape suivante et non du prétraitement.

Le métal n'a pas une source unique. Le coton brut en apporte lui-même, avec la terre et les machines de récolte. L'eau de procédé amène du fer et du manganèse. La tuyauterie et les organes de machine se corrodent. Les impuretés des auxiliaires comme la soude caustique, le carbonate de sodium et le sel ajoutent leur part au bain. Le résidu du lot précédent entre aussi dans le compte. Aucune de ces sources ne se ferme en écrivant une recette ; ce que fait la recette, c'est mettre hors jeu l'ion qui arrive.

Séquestrant et stabilisateur de peroxyde, est-ce la même chose ?

Ce ne sont pas la même chose, les deux font deux travaux différents.

Le séquestrant lie l'ion métallique du bain et le garde dans un complexe soluble dans l'eau. L'objectif est de retirer à l'ion son rôle de catalyseur. Comme la même molécule lie également les sels de dureté, elle réduit au passage le dépôt calcaire, la pierre de machine et le toucher rêche.

Le stabilisateur de peroxyde règle la vitesse de décomposition. Le blanchiment a besoin de cette décomposition ; ce qui est demandé, c'est qu'elle reste régulière sur toute la durée du traitement et qu'elle ne s'épuise pas dans les dix premières minutes. Le stabilisateur classique est le silicate de sodium. Il est bon marché et il fait le travail, mais il laisse des dépôts de silicate sur la machine et sur l'étoffe, il durcit le toucher et il tache aux étapes suivantes. C'est la raison de la généralisation des stabilisateurs organiques.

La plupart des produits du marché portent les deux fonctions ensemble. La justification est pratique : le bain de blanchiment a besoin des deux, doser un produit est plus simple que d'en doser deux, et les composants peuvent être réglés dans un rapport qui les fait travailler ensemble. Quand une fiche produit annonce « séquestrant-stabilisateur », c'est de cela qu'il s'agit ; DK SEQUA ACS est un exemple de ce type.

Acrylate, phosphonate, heptonate : quelle base pour quel ion ?

Les familles de Derin Kimya sont construites sur cette même séparation. Les Séquestrants à base d'acrylate regroupent DK SEQUA AC et DK SEQUA AC MOD, formulés sur acrylate de sodium. Les Séquestrants acrylate / phosphonate correspondent à DK SEQUA ACP et DK SEQUA ACP MOD. Du côté des Séquestrants spéciaux, DK SEQUA 1624 est à base d'heptonate, DK PML K est un concentré polymérique et DK SEQUA PS PLUS un concentré de mélange. La quantité à donner de chaque produit dépend de l'eau et du procédé : donnée en attente.

Une seule question réduit le choix : qu'est-ce qui domine dans votre eau ? Dureté élevée et fer bas, un produit à dominante acrylate fait le travail. Dès qu'il y a du fer ou du manganèse, on passe à un produit contenant du phosphonate. Dans les étapes où la concentration de soude est forte, les types heptonate tiennent debout là où beaucoup de complexes se défont.

Les ateliers qui veulent réduire le nombre de références s'arrêtent sur un seul concentré de mélange. Le choix est défendable, mais il a son prix : un mélange n'est le meilleur sur aucun ion, il est bon en moyenne. Dans une teinturerie qui a un problème de fer marqué, bon en moyenne ne suffit pas.

Pourquoi l'analyse d'eau passe avant la recette

La dureté de l'eau s'exprime le plus souvent en degrés français (°fH) en France comme en Turquie, et en degrés allemands (°dH) dans une partie de l'Europe. La conversion est fixe : 1 °dH vaut environ 1,79 °fH. C'est une conversion d'unités, pas une spécification produit.

La dureté totale ne décide pas à elle seule. La dureté temporaire précipite au chauffage et se dépose sur l'étoffe ; la dureté permanente reste dans le bain. Et les deux métaux réellement dangereux pour le peroxyde, le fer et le manganèse, ne figurent pas du tout dans le tableau de dureté. Ils se mesurent en ppm et font des dégâts à des concentrations bien inférieures à celles du calcium.

Plus l'eau est dure, plus la demande en séquestrant monte. Personne ne discute cette relation. Ce qui est négligé en pratique, c'est la suite : une recette validée sur eau de forage ne donne pas le même résultat une fois passée sur l'eau de ville, et en teinturerie cet écart est généralement mis sur le dos du colorant.

La liste à remettre au laboratoire est courte : dureté totale, calcium et magnésium séparément, fer, manganèse, cuivre, alcalinité bicarbonate, conductivité, pH. L'échantillon se prend sur la ligne de remplissage de la machine, pas à l'entrée de la cuve de stockage. La tuyauterie et la cuve intermédiaires sont précisément l'endroit qui ajoute le fer que l'analyse ne montre pas.

Une analyse par an classée dans un dossier ne constitue pas un suivi. L'eau de forage change avec la saison, la source du réseau peut changer, le filtre et la résine d'adoucissement se fatiguent.

Qu'est-ce que le surdosage du séquestrant dégrade ?

C'est la partie qui ne figure pas dans les brochures fournisseurs. Le séquestrant n'est pas sélectif, il lie tout métal qu'il peut atteindre. Or certains procédés ont besoin de ce métal.

Les enzymes de désencollage de type alpha-amylase ont besoin de calcium pour leur stabilité structurale. Si le calcium libre du bain est tiré vers zéro par un complexant puissant, l'activité enzymatique baisse et la colle d'encollage n'est pas entièrement éliminée. À l'étape qui précède le blanchiment, c'est difficile à voir ; le résultat sort après le blanchiment, sous forme d'hydrophilie insuffisante.

Avec les colorants à complexe métallifère, l'effet se voit plus directement. Un complexant fort peut arracher le métal de la structure du colorant, la nuance se déplace et la solidité des coloris baisse. C'est pour cette raison que, sur laine et sur polyamide avec des colorants 1:2 à complexe métallifère, le choix du séquestrant et son dosage se pensent à part.

Le troisième effet se tient du côté de la stabilisation. Si le stabilisateur est donné en excès, le peroxyde ne se décompose pas assez : le blanc ne tient pas, les coques de graine restent dans l'étoffe et le fond ressort jaune à la teinture suivante. Comme le réflexe d'atelier est « augmentons le stabilisateur », cette erreur se répète souvent.

Le quatrième est simple. Un résidu de polymère anionique n'est pas compatible avec l'adoucissant cationique ou le fixateur de colorant de l'étape suivante. Si le rinçage est court, c'est de là que sortent la tache de silicone et le précipité de fixateur.

La règle qui en sort est brève : le dosage se règle sur l'eau, il ne se double pas au titre d'une marge de sécurité. L'excès coûte l'argent et il coûte l'étape suivante.

Du symptôme à la cause : tableau de décision

Dans quel ordre se construit la recette ?

1. Faites analyser l'eau sur un échantillon pris à la ligne de remplissage de la machine. À côté de la dureté, demandez le fer, le manganèse et le cuivre.
2. Choisissez la classe de produit selon l'ion dominant : acrylate si la dureté mène, produit contenant du phosphonate s'il y a des métaux lourds, heptonate dans l'étape à forte concentration de soude.
3. Donnez le séquestrant au bain avant le peroxyde et avant l'alcali. Il doit lier l'ion avant que celui-ci ne rencontre le peroxyde.
4. Ne versez pas le concentré sur l'étoffe. Diluez-le et dosez-le avec la circulation en marche.
5. En fin de traitement, mesurez le peroxyde résiduel et le pH, puis portez les deux sur la fiche de lot. Une valeur que vous n'avez pas mesurée ne se discute pas après coup.
6. Ne sautez pas l'étape d'élimination du peroxyde. Entrer en teinture réactive avec du peroxyde résiduel produit une perte de couleur qui ne sera pas portée au compte du blanchiment.
7. Portez aussi la dureté de l'eau du jour sur la fiche de lot. Sans lier la recette à la dureté, il n'y a pas de répétabilité à défendre.

Du côté du dosage, les chiffres dépendent du produit, de l'eau et du rapport de bain de la machine : donnée en attente.