Merzerisation

Die Merzerisation (Mercerisation) ist ein Veredlungsverfahren für Baumwolle das vom Engländer John Mercer etwa 1844 entwickelt wurde. Er bemerkte beim Filtrieren von Natronlauge durch ein Baumwolltuch, dass das Gewebe aufquoll und anschließend deutlich andere Eigenschaften aufwies.[1] Das Verfahren ist auch für andere Naturfasern wie Jute, Ramie oder Leinen anwendbar, hat aber etwas andere Auswirkungen auf die Fasern als bei Baumwollfasern.[2]

Spulen merzerisierten Baumwollgarns

Wasserstoffbrückenbindungen innerhalb der Moleküllagen

Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Moleküllagen

Beim Merzerisieren werden die Baumwollfasern unter Einwirkung von Zugspannung konzentrierter Natronlauge ausgesetzt. Hierbei quellen die Fasern auf, der Querschnitt verändert sich von nierenförmig zu rund und die Länge der Fasern verringert sich um bis zu 25 %. Diese Strukturveränderungen führen zu

seidenartigem, waschbeständigem Glanz,
besserer Färbbarkeit, benötigt weniger Farbe,
höherer Festigkeit und
besserer Dimensionsstabilität.

Die verbesserten Eigenschaften beruhen auf einer Veränderung der Kristallstruktur der Cellulose. Bei natürlicher Cellulose werden die einzelnen Polysaccharidketten innerhalb der Moleküle sowie innerhalb der Moleküllagen durch Wasserstoffbrückenbindungen stabilisiert. Zwischen den Lagen wirken lediglich Van-der-Waals-Kräfte.[3] Die Mercerisierung führt zu einer Umkristallisierung. Nun gibt es auch zwischen den Lagen Wasserstoffbrückenbindungen.[4]

Technisch werden die erreichbaren Eigenschaften durch das angewendete Merzerisationsverfahren (Heiß- oder Kaltmerzerisation, Trocken-in-Nass- oder Nass-in-Nass-Verfahren, Walzen- oder Vakuumimprägnierung) und die Einflussparameter Warenspannung, Verweilzeiten sowie die Natronlaugekonzentration bestimmt.

Das Verfahren erhöht die Qualität der Textilien, ist aber sehr kostspielig. Daher wird es nur bei Textilien hoher Qualität angewandt.

Als Methode zur Glanzerzeugung wurde es von Horace Arthur Lowe um 1890 eingesetzt und 1895 durch die Firma „Thomas & Prevost“ in Krefeld in die Industrie eingeführt.

Gewebe aus merzerisierter Baumwolle ist auch durch die französische Bezeichnung „Fil d'écosse“ bekannt, also schottische Fäden. Manchmal wird auch eine mit dem Hercosett-Verfahren behandelte Wolle als „merzerisiert“ bezeichnet.

Viskoseherstellung

In der Produktion von Viskosefasern aus Cellulose ist das alkalische Quellen ein vorbereitender Prozessschritt.

Einzelnachweise

Brockhaus ABC Chemie in zwei Bänden. Brockhaus Verlag, Leipzig 1965, S. 861.
Ryszard M. Kozlowski: Handbook of Natural Fibres. Volume 2: Processing and Applications, Woodhead, 2012, ISBN 978-1-84569-698-6, S. 124.
Nishiyama et al.: Crystal Structure and Hydrogen-Bonding System in Cellulose Iβ from Synchroton X-Ray and Neutron Fiber Diffraction. In: Journal of the American Chemical Society. 2002, Bd. 124, S. 9074–9082.
Langan et al.: A Revised Structure and Hydrogen-Bonding System in Cellulose II from a Neutron Fiber Diffraction Analysis. In: Journal of the American Chemical Society. 2003, Bd. 125, S. 14300–14306.

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[Brockhaus_ABC_Chemie-1] Brockhaus ABC Chemie in zwei Bänden. Brockhaus Verlag, Leipzig 1965, S. 861.

[2] Ryszard M. Kozlowski: Handbook of Natural Fibres. Volume 2: Processing and Applications, Woodhead, 2012, ISBN 978-1-84569-698-6, S. 124.

[Nishiyama2002-3] Nishiyama et al.: Crystal Structure and Hydrogen-Bonding System in Cellulose Iβ from Synchroton X-Ray and Neutron Fiber Diffraction. In: Journal of the American Chemical Society. 2002, Bd. 124, S. 9074–9082.

[Langan2003-4] Langan et al.: A Revised Structure and Hydrogen-Bonding System in Cellulose II from a Neutron Fiber Diffraction Analysis. In: Journal of the American Chemical Society. 2003, Bd. 125, S. 14300–14306.