Špína a její odstraňování
z textilií


Špína
Špína = souhrnný název pro všechny nežádoucí látky na textilním materiálu. Obvykle mívá komplexní
složení (složitá směs organických a anorganických látek).
Původ:
výměšky uživatele (pot, krev, aj.)
okolní prostředí
k702

Špína
Konzistence:
tuhá (saze, hlína)
kapalná
plastická (viskoelastická)
Nečistota na povrchu textilního vlákna (zvětšení 200x).
Mastná špína
Pevné částice
Rostlinná barviva (např. skvrny po ovoci)
Látky rozpustné ve vodě

Mechanismus špinění
Přenos špíny:
mechanicky (ruce, boty, …)
vzduchem: elektrostatické síly, gravitace, Brownův pohyb
vodou: filtrace, odpaření vody (bláto, barviva, mastnota, redepozice při praní))
olejem nebo tukem
Znečištění bude tím intenzívnější, čím větší je afinita nečistoty k vláknu

Vazba špíny na materiál
k699
Závisí zejména na velikosti částic:  čím jsou částice menší, tím hlouběji vnikají do struktury
materiálu a jsou k němu silněji poutány.
Písek (2000 – 50 um): lze odstranit mechanicky (vyklepáním, kartáčováním) i praním. Bahno (50 – 2
um) a jíl (2 – 0,02 um) se odstraňují velmi těžko. Částice pod 0,1 um nelze běžným praním
odstranit.
k700

Vazba špíny na textilii
k701
1.Mezi strukturními jednotkami tkaniny
2.
2.Mezi jednotlivými vlákny příze
3.
3.V trhlinách a nerovnostech povrchu vláken.
4.
4.Na volném povrchu vláken.
Špína může být v materiálu uložena na různých úrovních jeho struktury:
Částečky špíny se na materiál nevážou souvisle, ale pouze v určitých bodech a zónách. Velikost
styčné plochy závisí na geometrii povrchu částic špíny i substrátu a na jejich plastických a
elastických vlastnostech.

Vazba špíny na textilii
1505317(2)03
Špína se na materiál váže mechanickými, van der Waalsovými, elektrostatickými a chemickými silami.
Mechanické síly se uplatňují zejména při vázání rozměrově větších částeček špíny na vyšších
strukturách tkaniny. Mechanicky vázaná špína se odstraňuje snadno. Chemicky vázanou špínu nelze
odstranit praním ani chemickým čištěním. Špína se váže především van der Waalsovými silami.
a)Drobné anorganické částice
b)
b)Tuk, olej
c)
c)Inkrustace, vodní kámen
d)
d)Proteiny, mastné kyseliny, silikáty; vazba na len a bavlnu
e)

31791223



Soubor:Micelle scheme-en.svg File:Micelle scheme2-en.svg
Micely jsou shluky molekul tenzidů dispergované v kapalném médiu. Nejčastěji mají micely přibližně
kulovitý tvar, ale mohou vytvářet i elipsoidy, válce a dvojvrstvy. Tvar a velikost micely jsou
ovlivněny jak geometrií molekuly tenzidu, tak i vlastnostmi roztoku, např. koncentrací tenzidu,
teplotou, pH a iontovou silou.
Micely vznikají pouze tehdy, když je koncentrace tenzidu vyšší než odpovídající kritická micelární
koncentrace (KMC) a teplota systému je vyšší než kritická micelární teplota, tzv. Krafftova
teplota.
Micela
Inverzní micela
Micely

1505317(2)08



Inkrustace
- chemicky vázaná špína, důsledek tvrdé vody
aniontová část: především křemičitany, dále fosforečnany a z malé části uhličitany.
kationtová část: především vápník a hořčík, sodík, stopy  polyvalentních kationtů.
V oblastech s měkkou vodou je inkrustace tvořena zejména dehydratovanou kyselinou křemičitou
Křemičitanové precipitáty vynikají adsorbční schopností. Váží se na ně pachy, barviva a jsou
vynikajícími nosiči tuků.

Solubilizace a prací účinky
k703
a) Nepolární, ve vodě nerozpustné látky (uhlovodíky, aj.) jsou zcela pohlceny hydrfobním vnitřkem
micely.
b) U látek částečně rozpustných ve vodě i organických rozpouštědlech (fenyl, anilin, oktylalkohol,
aj.) dochází k orientované adsorpci na povrchu micely (hydrofobní část je zakotvena v micele,
hydrofilní ve vodní fázi).
c) Polární látky rozpustné ve vodě (glycerol, cukry, aj.) jsou v mýdelném roztoku adsorbovány
povrchem micely.

Solubilizace a prací účinky
k704
Nečistota není k substrátu poutaná přímo, je od něj oddělena tenkou vrstvou často složité směsi
nepolárního charakteru („mastnoty“, „oleje“). V této vrstvě jsou zakotveny jednotlivé částice látky
znečišťující uvažovaný materiál.
Detergence – 2 fáze: 1. uvolnění nečistoty
2. stabilizace nečistoty v prací lázni
substrát-nečistota + detergent
substrát-detergent + nečistota-detergent

1.Zředěný roztok detergentu uvolňuje adherující olejovitou vrstvu spolu s částicemi nečistoty. V
důsledku hydrofobního charakteru vytváří mastnota s nečistotou při uvolňování ze substrátu útvary s
minimálním povrchem, poutané k substrátu jen slabě a které lze ze substrátu snadno uvolnit. Pokud
je nečistota vázaná k substrátu přímo, detergenty ji z povrchu substituují (mají k substrátu větší
afinitu než nečistota).
2.
2. Částice uvolněné nečistoty jsou v prací lázni micelami stabilizovány a tím je zabráněno jejich
zpětnému připoutání k povrchu substrátu a lze ji odplavit.
1505317(2)05

Složení detergentu
(a)Povrchově aktivní složka.
(b)
(b)Polyfosfát (resp. EDTA).
(c)
(c)Karboxymethyl celulóza.
(d)
(d)Enzymy (v některých případech).
(e)
(e)
(e)
(e)
(e) Alkalické soli (adjustace pH)
(f)
(f)Bělidla
(g)
(g)Zjasňovače
Historické a recentní textilie
Pouze recentní textilie

Povrchově aktivní látky
(a)Anion-aktivní látky (s negativním nábojem): polární skupinou je anion; např.: alkyl sulfáty.
(b)
(b)Kation-aktivní látky (s pozitivním nábojem): polární skupinou je kation; např.: kvartérní
amoniové sloučeniny.
(c)
(c)Amfoterní sloučeniny: molekuly obsahují pozitivně i negativně nabité skupiny.
(d)
(d) Neionogenní sloučeniny: polární skupina je tvořena polyglykolovým řetězcem, které nenesou
ionty.

Čištění historických textilií
Anion-aktivní tenzidy
(a)Sulfonované oleje a tuky.
(b)Kondenzační produty mastných kyselin.
(c)Sulfáty alkoholů s dlouhým lineárním řetězcem.
(d)Alkyl aryl sulfonáty.
(e)Alkyl sulfonáty.
(f)Sekundární alkyl sulfáty.
Neionogenní tenzidy

(a)Kondenzáty ethylenoxidu.
(b)Polyglykolethery.
Kation-aktivní tenzidy
pouze jako dezinfekční činidla

1.Primární alkylsulfát (n-alkohol sulfát RSO4Na).
2.
2.Alkyl polyglykol ether (non-ionic RC6H4(OC2H4)xOH).
3.
3.Alkyl aryl sulfonát (dodecylbenzen sulfonát RC6H4SO3Na).
4.
4.Sekundární alkylsulfát (tridecylsulfát C13H27SO4Na).
5.
5.Kondenzační produkty mastných kyselin (oleyl methyltaurin C17H33CON(CH3)C2H4SO3Na).
6.
6.Alkyl sulfonát (RSO3Na).
Vzrůst účinnosti čištění (vlna)
Čištění historických textilií

Koncentrace tenzidu
1505317(2)07
Kritická koncentrace = nejefektivnější čištění
obrázek č. 1
1. Účinnost praní
2. Povrchové napětí
3. Osmotický tlak
1
2
3

Textilie se zbavuje inkrustací v adicí protonu ke struktuře inkrustátu, důležitým faktorem je
hodnota pH.
C(nerozp)    +    H+ C(rozp)
Jde  o reakce v heterogenní fázi, rychlost určujícím krokem je  difuze jednotlivých složek
mezifázovými rozhraními.
Textilie a inkrustace představují pevnou fázi do níž musí prostoupit deinkrustační činidlo.
Následkem adice protonu dojde k transformaci nerozpustné formy inkrustace na rozpustnou.
Odstranění inkrustací

Polyfosfáty
1505317(2)12
Tvrdost vody = obsah polyvalentních kationtů (Ca, Fe)
Tripolyfosfát sodný + EDTA, nitrilotrioctová kyselina
1505317(2)11

1505317(2)13
(a)Vazání Ca
(b)
(b)Vázání kovů.
(c)
(c)Dispergace a peptizace.
(d)
(d)Aktivace povrchově aktivního činidla.
(e)
(e)Zvyšuje účinnost čištění.
(f)
(f)Snižuje bod zákalu.
(g)
(g)Vznik emulzí a jejich stabilizace.
(h)
(h)Stabilizace pH.
(i)
(i)Substituce adsorbovaných částic.

Karboxymethylcelulóza
1505317(2)14a 1505317(2)14b
(a)Zvyšuje účinnost čištění.
(b)
(b)Potlačuje vliv nadměrného pěnění.
(c)
(c)Zvyšuje se účinnost vzniku suspenzí a emulzí.

Enzymy
Amylázy (škrob)
Proteinázy (krev, mléko) – nevhodné pro poškozenou vlnu
Lipázy (tuky)
Stoddardovo rozpouštědlo (petrolejová frakce s b. v. nad 38°C).
Tetrachlormethan.
Trichloroethylen.
Tetrachloroethylen.
Organická rozpouštědla