Praní si umí představit každý, je to činnost, která nás všechny provází od kolébky až po hrob. Sotva kdo si ale uvědomuje, že praní je součástí pochodů, které nazýváme detergencí, nebo česky i čištěním. Detergencí přitom rozumíme odstraňování nečistot z jakýchkoliv pevných povrchů. Detergence je tedy i umývání nádobí nebo aut, čištění fasád, povrchová úprava plechů v železárnách, drhnutí podlah v nemocnicích a stovky dalších činností. Chceme-li cokoliv čistit, potřebujeme:
- pevný objekt, který má být čištěn (při praní textilie),
- špínu, která má být z pevného objektu odstraněna,
- kapalnou lázeň (zpravidla vodní), kterou k odstranění špíny použijeme,
- detergent (prací prostředek) s účinnou látkou usnadňující detergenci, to jsou látky povrchově aktivní neboli tenzidy.
- Detergence (a tedy i praní) je dynamický proces s mnoha faktory, které se neustále mění až do ustálení rovnováhy. Je ovlivněn různými skutečnostmi, na kterých závisí konečný výsledek.
Na čem závisí účinek praní?
- Na povaze textilie. Povrch textilií je složitý, nerovný, má různou a složitou geometrii, nečistota přitom nemusí být jen na povrchu ale i mezi vlákny. Mnohem, lépe se čistí povrchy hladké.
- Na povaze znečištění. Nečistoty mohou být nerozpustné, pigmentové, rozpustné ve vodě nebo naopak v rozpouštědlech. Situaci při praní zhoršuje fakt, že obyčejně jde o nečistotu kombinovanou a složenou z látek různé povahy, navíc pevných i tekutých.
- Na složení prací lázně. Přítomnost tenzidů je nutností a kromě toho v lázni často musí být i pomocné látky, které praní usnadňují (buildry). Důležitým faktorem prací lázně je hodnota pH, při praní optimálně 10,5-11,0.
- Na fyzikálních a mechanických podmínkách praní. Těmi rozumíme teplotu, čas praní, intenzitu a způsob mechaniky procesu a množství mechanické energie dodané do procesu.
- Na relativním hmotnostním poměru systému textilie: znečištění: lázeň. Odeprat se dá jen určité množství nečistoty a lázeň může také pojmout jen určité množství špíny.
V čem spočívá dynamika praní?
V této souvislosti si musíme uvědomit, že praní není jakýsi statický proces, který začal v bodě „A“ a skončil v bodě „B“, ale jde o mnoho procesů a změn, které v lázni neustále probíhají a mění její složení. Jak se tedy lázeň mění?:
- obohacuje se o suspendovanou pevnou nečistotu,
- obohacuje se o emulgovanou nečistotu tekutou,
- obohacuje se o nerozpustné a solubilizované nečistoty,
- látky přecházejí z lázně na povrch textilie a tam se adsorbují,
- podobně se látky z lázně adsorbují na povrchu nečistoty,
- látky, které byly na povrchu textilií anebo součástí nečistot se rozpouštějí nebo solubilizují a přecházejí do lázně,
- mezi látkami v lázni a špínou mohou probíhat chemické reakce.
Na lázeň je tedy při praní nutno pohlížet jako na nesmírně dynamický systém měnící se v každém okamžiku, když každá změna vyvolává potřebu opět ustavit rovnovážný stav. Ten se ale ihned mění a vzniká nová potřeba rovnováhy.
Studiu detergence se věnovalo mnoho autorů a proces je dokonale prozkoumán a dokumentován. A takto byly definovány obecné podmínky detergence:
- lázeň obsahuje jen 0,05-1,0% tenzidů,
- materiál, který se pere (čistí) může při extrémním zatížení obsahovat až 50% hmotnosti nečistot, u praní je to obvykle ale nanejvýše 1÷2%,
- obvyklá teplota je mezi pokojovou (25°C) a vyvářkou (85°C),
- mechanický účinek je nutný.
Z předchozího výkladu je zřejmé, že mezi textilií, špínou a lázní při praní neustále probíhají interakce, které zahrnují:
- Smočení substrátu (textilie) lázní. Lázeň musí proniknout do příze nebo vláken a jejich povrch musí být smočen. Protože jde o lázeň vodní a voda má vysoké povrchové napětí a proniká do textilie neochotně, je nutná přítomnost tenzidů, které proces usnadňují.
- Podobně se musí smočit i nečistota na textilii.
- Adsorpci složek lázně na povrchu textilie a na povrchu špíny. Adsorbáty mohou být monofilmy tenzidů, anorganických iontů anebo i částic koloidních rozměrů. Adsorpcí se mění elektrostatické síly držící špínu na povrchu textilie. Adsorpce na částice špíny mění její povrchový náboj, zvyšuje se její suspendace v lázni a předchází redepozici. Adsorpce koloidních částic umožňuje migraci částic špíny z povrchu textilie. Adsorpce na nečistoty tekuté podporuje tvorbu jejich stabilních emulzí v prací lázni.
- Dochází k solubilizaci nečistot v lázni. Pod pojmem solubilizace rozumíme rozpouštění jinak nerozpustných látek účinkem tenzidů. Ty obklopí částice látky (např. oleje) a udrží je rozptýlené v lázni. Tenzidy tedy mají solubilizační efekt. Při praní mohou solubilizovat látky pevné i tekuté. Ne všechny, např. minerální nečistoty ne. Efektu solubilizace se využívá při přídavcích vody do chemických čistících lázní.
Výsledkem všech těchto dějů je emulzifikace tekutých nečistot, suspendace nečistot pevných a snížení přitažlivých sil mezi vlákny a částicemi špíny. Snížení těchto sil hraje důležitou roli při odepírání nečistot a také při jejich udržení v lázni. Může se stát, že takto uvolněná částice nečistoty opět přijde do styku s textilií, ale již se na ni neusadí. Na všechny tyto pochody má rozhodující vliv složení lázně a především kombinace účinných tenzidů. V lázni jsou i další rozpustné nebo i suspendované látky, které nemají vlastnosti tenzidů. Pokud přispívají k detergenci nazýváme je buildry (zesilovače praní). Do lázně je vnášíme s pracími a pomocnými prostředky. Jeden z nejdůležitějších principů, který se uplatňuje při detergenci je synergismus tenzidů. Znamená, že směs dvou a více tenzidů vykazuje větší efektivitu, než kdyby složky směsi byly užívány samostatně. Synergismus se uplatňuje nejen při vlastní detergenci, ale také při smáčení a emulzifikaci.
Při praní velmi znečištěného sortimentu s vysokým obsahem tuků (např. montérek) se do lázní přidávala i ve vodě nerozpustná rozpouštědla (borovicový olej, terpentýn, hydroaromatická rozpouštědla – hexalin, tetralin), která pomáhala tukové znečištění rozpouštět a emulzifikovat. Dnes jsou k disposici zvláštní tenzidy s mohutným emulzifikačním účinkem a přídavku rozpouštědel se vyhýbáme.
Jak vyplývá z předcházejícího textu, lze prací proces rozfázovat do následujících subprocesů:
- Uvolnění nečistot z textilie
- Udržení nečistot v lázni
- Dokonalé vymáchání
- Provedení případných úprav na praném zboží
Uvolnění nečistot z textilií. Povrch textilií a také lpících nečistot je nabit záporně, protože povrchy adsorbují z lázně záporné anionty. Nejsilnější náboj vzniká při pH 10-11. Kromě iontů OH-1 se na povrch adsorbují i vícemocné anionty z buildrů, např. (P2O5)-5, které náboj zvyšují. Záporně nabitá nečistota a záporně nabitý povrch textilie se odpuzují, nečistota se uvolňuje. Kromě toho vysoké pH urychluje bobtnání bavlněných vláken a bílkovin a nečistota se trhá. Enzymy lázně odbourávají zbobtnalé bílkoviny nebo vysokomolekulární uhlohydráty na jednodušší látky, v lázni dobře rozpustné. Hůře se odepírá tukové znečištění, zejména při nižších teplotách. Usazením tenzidů na mezních plochách dojde k postupnému balení tuku do kuliček, které obklopeny molekuly tenzidu přejdou do lázně. Jsou-li v lázni přítomny lipázy, tuk se odbourá a mnohem lépe odepere. To je důležité např. u PES směsí, které mají lipofilní povrch.
Udržení nečistot v lázni. K úspěšnému praní nestačí jen uvolnit nečistoty z textilie ale i zabránit jejich zpětnému usazení na povrch textilie. K tomu dochází má-li lázeň tzv. vysokou nosnou schopnost (jinak vysokou dispergační a emulgační schopnost), tedy udrží-li v ní nečistoty. Nosnou schopnost zvyšují u hydrofobních nečistot anionické tenzidy, některé fosforečné soli a obecně silně hydrofilní koloidy tvořící karboxymetylcelulosa (v Česku Lovosa, v Německu Tylose HBR). Její účinek objevili za II. světové války Němci (zvyšovala účinek mýdla asi 3x) a od té doby je běžnou součástí detergentů. Na povrchu bavlny se usazuje v silně ionizované podobě a výrazně přispívá k tvorbě záporného náboje.
Máchání je důležité k odstranění zbytků chemikálií, které by se mohly při sušení a žehlení koncentrovat a způsobovat vznik žlutých skvrn (např. alkálie). Přítomnost solí zhoršuje savost textilií (froté) a snižuje životnost textilií. V důsledku honby za co nejnižší spotřebou vody výrobci praček omezují počet doporučených máchání (kdysi obvykle 3-5) na 1-2, což nepovažuji za technologicky dostatečné. I po pětinásobném máchání lze v prádle analyticky dokázat malá množství tenzidů a alkálií.
Úpravy po máchání se doporučují u měkkých a savých textilií (froté), zůstanou-li po praní tuhé na omak. Úprava se provádí prostředky s kationovými tenzidy v posledním máchání a pro plný účinek by se měla několikrát za sebou po praní opakovat. Je možná např. i úprava parfumační, ve zvláštních případech hydrofobní.
IZK.