John Mercer

Actualizado en diciembre 29, 2022

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John Mercer (21 de febrero de 1791 – 30 de noviembre de 1866) fue un químico de tintes y tejidos e impresor de telas inglés nacido en Great Harwood, Lancashire. En 1844 desarrolló un proceso de tratamiento del algodón, la mercerización, que mejora muchas de sus cualidades para su uso en tejidos.

Infancia de John Mercer

John Mercer nació el 21 de febrero de 1791 en Great Harwood, cerca de la ciudad de Blackburn, en Lancashire, Inglaterra. Su padre había sido propietario de una pequeña hilandería, pero la perdió por reveses financieros y se dedicó a la agricultura. El fracaso de sus cosechas en 1799 le dejó con el corazón roto y dejó a su familia en la pobreza. Su muerte se produjo en pocos meses. Para ayudar a su madre viuda a mantener a la pequeña familia, John, de nueve años, se puso a trabajar como remendador para un tejedor de telares manuales, y en pocos años se convirtió en tejedor.

Se sabe muy poco sobre su educación temprana, más allá de que a los nueve años recibía instrucción privada de uno de los trabajadores de una imprenta local. Se interesó por el teñido de telas y gastó los pocos peniques que le sobraban cada semana en materiales para colorear. En 1806, durante una visita a su madre, que se había casado por segunda vez, se sintió especialmente atraído por el brillante color naranja del vestido de su hermanastro y le asaltó el ardiente deseo de aprender el arte del tinte.

Su éxito con los tintes atrajo la atención de los propietarios de la imprenta Oakenshaw, cerca de Manchester, y le ofrecieron en 1809 un puesto de aprendiz en su taller de color. Un año más tarde, la gran depresión del comercio de la imprenta inglesa obligó a sus empleadores a realquilar a los aprendices y Mercer volvió a tejer en telar manual con pesar. Probablemente no habría abandonado el trabajo, pero «sus superiores, los hombres de misterios y celos, un tipo que existía en aquellos días y que desgraciadamente aún no existen, le habían puesto constantemente obstáculos en el camino, hombres de pocos recibos, poco conocimiento y menos sentido común»

Durante tres años trabajó en su telar y ahorró suficiente dinero para comprar un negocio propio de tejidos. Se cuenta que, de camino a obtener su licencia de matrimonio, se detuvo en un puesto para comprar algunos libros. Uno de ellos era una copia usada del «Libro de bolsillo de química» parte de un «Compendio de química» de James Parkinson de Hoxton.

La química le da sentido a Mercer

El libro de química introdujo a Mercer en un nuevo campo de conocimiento. No tardó en ver la necesidad de éste para interpretar sus fracasos y adoptar otros métodos de experimentación. Esto le llevó a su primer descubrimiento importante en 1817 de un nuevo tinte naranja, producido al pasar el calicó a través de una solución de sulfuro de antimonio disuelto en sulfuro de sodio, seguido del paso por una solución diluida de ácido sulfúrico.

El naranja era de una tonalidad mucho más brillante que la que se había obtenido antes del annotto. Cuando se dirigía a mostrar su nuevo color a Hargreaves, Dugdale & Co., propietarios de la imprenta Broad Oak, en Accrington, conoció a John Fort, de la imprenta Oakenshaw. Fort le ofreció a Mercer un puesto de químico experto en el taller de color durante cinco años a cambio de 30 chelines a la semana. Aceptó y permaneció en la empresa durante unos 25 años, entrando en la sociedad en 1825. Durante este tiempo, aportó muchos descubrimientos importantes en el sector de la calcografía y la imprenta Oakenshaw disfrutó de un largo período de prosperidad.

La mercerización

La base del proceso de mercerización parece haberse establecido en la preocupación de Mercer por las sustancias capaces de formar hidratos definitivos en solución.

Hizo una serie de experimentos de viscosidad con la esperanza de encontrar una variación en el flujo que indicara el grado de hidratación química. Pensó en realizar una separación parcial de los diferentes hidratos mediante una filtración fraccionada y, mientras se dedicaba a filtrar el licor rojo de los álcalis, observó que la tela se contraía en las partes húmedas. Según sus propias palabras:

Para ello hice un filtro compuesto por seis pliegues de tela de batista de algodón fuerte pasado tres veces por el calendario para que se compacte y vertí sobre él una solución de sosa cáustica de 60° Tw*. La filtración fue muy lenta; el licor que pasó fue de 53O Tw (según recuerdo). Pero descubrí que mi tela filtrante había sufrido un cambio extraordinario; se había vuelto semitransparente, se había contraído tanto en longitud como en anchura, y se había espesado o «llenado», como yo lo llamaba entonces. Entonces manché la tela de batista blanqueada con gotas individuales de sosa cáustica de 60° Tw y 50° Tw, y observé que la parte central de cada gota (del tamaño de un chelín) se volvía semitransparente y se contraía; alrededor había un borde de un cuarto de pulgada, ni semitransparente ni contraído, que evidentemente contenía poca sosa.

Esta preparación de «tela llena» tuvo lugar en 1844, pero no fue hasta 1848, cuando Mercer disolvió la sociedad de la Print Works, que tuvo tiempo suficiente para dedicarse a su descubrimiento. Descubrió que el álcali podía eliminarse lavando con agua, pero un cambio en la fuerza del cáustico al filtrarlo le hizo creer que se formaba un compuesto definido por el algodón que retenía parte del álcali, pero que se descomponía dejando una molécula de agua unida al algodón. Fue entonces cuando Robert Hargreaves, de la imprenta Broad Oak de Accrington, le ofreció ayuda a cambio de una participación en la patente de la mercerización. Aceptó y la patente se presentó en el año 1850

La mercerización es un tratamiento de acabado textil para tejidos e hilos de celulosa, principalmente de algodón y lino, que mejora la absorción del tinte y la resistencia al desgarro, reduce el encogimiento del tejido y le confiere un brillo similar al de la seda.

El tratamiento con hidróxido de sodio destruye la forma espiral de la celulosa con la formación de celulosa alcalina, que se transforma en hidrato de celulosa al lavar el álcali. Se utilizan concentraciones de sosa cáustica del 20-26%. La mercerización efectiva requiere el uso de agentes humectantes.

La mejora del brillo del algodón mercerizado se debe a la producción de fibras de algodón casi circulares bajo tensión. Otro rasgo característico es el desenredo (desconvolución) del pelo del algodón.

En la mercerización en seco, el proceso se lleva a cabo mientras se seca el tejido en un rame.

Mercer no había mencionado el arte del rizado en su patente, pero rápidamente ideó un método para rizar el algodón y expuso muestras de varios patrones en la Exposición de Londres.

La reputación de Mercer como químico investigador estaba ya bien establecida, pero varios factores impidieron el éxito comercial de su descubrimiento. La fuerte competencia en el sector de la calcografía exigía precios bajos para la tela, y el coste del hidróxido de sodio, de 26 libras por tonelada, era demasiado elevado. Hubo muchas objeciones a la pérdida de material debida a la contracción. Esta contracción de la tela por el proceso de mercerización ascendía a cerca del 25% en cada dirección. Sin embargo, a pesar de estos inconvenientes, es posible que algunos vislumbraran sus posibilidades futuras como producto comercial, ya que le ofrecieron 40.000 libras por su patente, pero no pudo obtener el consentimiento de su socio para venderla.

Mercer no utilizaba la tensión en el fruncido y el crapeado de las telas, pero es extraño que no se diera cuenta de que la tensión desigual de las telas entre los rodillos de la máquina de teñir con rodillos producía una especie de lustre. Posiblemente se debió al hecho de que sólo se utilizaban telas hechas con algodones cortos que carecían de brillo natural. No fue hasta 1890, cuando H. A. Lowe, un químico de Manchester, obtuvo una patente para mercerizar bajo tensión, que se sentaron las bases de la industria moderna de mercerización. La patente de Lowe fue declarada nula por los tribunales ingleses en 1897, pero el verdadero proceso de tensión comercial data de esta época, y en 1921 la Sociedad de Tintoreros y Colonizadores concedió a Lowe su más alto honor, la Medalla Perkin por la producción de un brillo permanente en el algodón.

Los emprendedores tintoreros Fremh, Richard Thomas y Emanuel Prevost, ubicados en Crefeld, Alemania, establecieron definitivamente el valor de la mercerización bajo tensión, y los hombres identificados con la industria comenzaron a darse cuenta de sus posibilidades. Thomas y Prevost intentaron patentar un método para evitar el encogimiento, y una producción del brillo, pero sus patentes fueron declaradas inválidas por los tribunales ingleses, alemanes y americanos debido a los descubrimientos anteriores de Mercer y Lowe. A pesar de ello, su negocio progresó rápidamente y en 1897 su empresa mercerizaba cantidades considerables de tela.

Hasta la primavera de 1897, los progresos ingleses y alemanes atrajeron poca atención en América.

Otros aportes de John Mercer

La mercerización del algodón en 1844 fue sólo uno de la larga lista de sus descubrimientos. Los temas son tan numerosos y variados que sería difícil dar una lista clasificada. Entre los más destacados se pueden incluir: un ingenioso proceso para descargar el azul índigo por medio de álcali y prusiato rojo de soda; mejoras en los colores de cromo; «sales de fregado» utilizadas para la limpieza de tejidos de lana; aceite de palma blanqueado para una jabonería en 1839 cerca de Accrington; invención de un pergamino vegetal; abonos artificiales; experimentos sobre la catálisis, y la cloración de tejidos de lana y tejidos mixtos de lana y algodón, por lo que se da mayor facilidad para retener los colores a la lana.

Si Mercer hubiera patentado este último proceso de cloración, le habría correspondido una gran fortuna, pero lo cedió al comercio primario sin reservas. Este experimentador empedernido estaba muy interesado en la química teórica, y su teoría de la catálisis proporcionó a Lyon Playfair ideas que condujeron al descubrimiento de los nitroprusiatos. Se puede leer en una carta a Playfair que anticipa la teoría de los gérmenes de Pasteur. Aunque el descubrimiento de la solubilidad de la celulosa en el hidrato de cuproamonio se atribuye a Schweizer, el efecto fue notado primero por Mercer.

En 1855 presentó un trabajo ante la Asociación Británica en Leeds, «Sobre la relación de los pesos atómicos de las familias de los elementos» . Durante sus momentos de ocio había elaborado algunas relaciones interesantes entre los pesos atómicos de varias sustancias elementales. En un memorándum de 1854, dice: «He pensado a veces en el ordenamiento de los átomos, pero mis conjeturas no son probablemente tan plausibles como las de Gmelin. Sin embargo, en mi opinión, hay dificultades en sus arreglos». Se le concedieron siete patentes a él y a sus colaboradores.

La fotografía era una de sus aficiones favoritas, y fue el primero en aplicarla a la producción de patrones sobre percal. Mercer trabajó largamente en la fotoquímica de las sales de hierro y en la Asociación Británica de Leeds, en 1858, expuso fotografías en color sobre papel. Algunas de ellas fueron enviadas a la Revista de la Sociedad de Fotógrafos de Viena.

Actuó como juez en la Gran Exposición de Londres de 1851 y de nuevo en 1862. Tras muchas dudas, aceptó una beca de la Royal Society de Londres en la reunión anual del 3 de junio de 1852 (201, y más tarde fue elegido miembro honorario de la Sociedad Literaria y Filosófica de Manchester y de la Sociedad Filosófica de Glasgow.

Mercer tuvo dos hijos y tres hijas. El hijo que lleva su nombre siguió de cerca sus pasos. Dotado de una mente aguda y una aptitud para la química, se benefició de todas las ventajas que se le negaron a su padre. Después de asistir a la Academia Edmonson de Blackburn y al University College de Edimburgo, a los 21 años asumió la dirección del negocio de su padre, y más tarde estableció una empresa de hilado de algodón en Great Harwood, con el nombre de Mercer, Brother & Co. Al igual que su padre, ocupó numerosos cargos municipales y fue elegido miembro de la Sociedad Química de Londres.

Sin buscar honores, el mayor de los Mercer vivió una vida sencilla y desinteresada, haciéndose querer por todos los que le conocían por su amabilidad y generosidad con los pobres, cuyas luchas y penurias comprendía bien. Como muchos otros grandes científicos, era aficionado a la música, y cuando ya no podía asistir a espectáculos públicos se contentaba con escuchar la música de las voces de sus hijos. Tras una larga y dolorosa enfermedad soportada con ejemplar resignación, murió el 30 de noviembre de 1866, a la avanzada edad de 75 años.

Para más información John Mercer and the Cotton Mercerisation

*Tw – Escala Twaddell. La escala de Twaddell es una escala hidrométrica que informa de la gravedad específica medida de un líquido en relación con el agua. En esta escala, una gravedad específica de 1.000 se reporta como 0, y 2.000 se reporta como 200. El ácido sulfúrico concentrado con una gravedad específica de 1.8 tiene una medición en la escala Twaddell de 160 (según la relación lineal entre las lecturas y la gravedad específica). La escala de Twaddell sólo se utiliza para líquidos con una gravedad específica superior a la del agua. Esta escala se utilizó en las industrias británicas de fabricación de tintes y lejías. Mientras que la escala Baumé se adoptó en toda Inglaterra, la escala Twaddell se utilizó en Inglaterra y Escocia.

La escala lleva el nombre del fabricante de instrumentos científicos W. Twaddell de Glasgow, que desarrolló por primera vez hidrómetros en esta escala a principios del siglo XIX.

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