Tintura, Estampado y Apresto de generos textiles

La industria textil y sus procesos

Tintura, Estampado y Apresto

Braulio RodrĂ­guez

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Ennoblecimiento

Los procesos de ennoblecimiento de telas comprenden al conjunto de las operaciones a que son sometidos los géneros crudos o recién salidos del telar, para incorporarles una mejora, tanto en aspectos estéticos como funcionales. Los aspectos estéticos comprenden a factores como: suavidad, color, brillo y tipos de superficie.

Dentro de los muchos aspectos funcionales, se incluyen aquellos como el de fácil limpieza, impermeabilidad al agua y al aire, retardantes de llama, acabado anti manchas, repelencia al agua y al aceite, y acabado antibacteriano, entre otros. A continuación analizaremos los métodos de ennoblecimiento, los equipos e insumos que intervienen en el proceso.

Métodos de ennoblecimiento de telas Los procesos productivos empleados para el ennoblecimiento de telas pueden ser clasificados en dos grupos fundamentales: aquellos procesos que se llevan a cabo en medio acuoso, conocidos como “procesos de área húmeda” y aquellos otros que logran su cometido por medios mecánicos y/o térmicos, denominados “procesos de área seca”. Las operaciones varían de acuerdo al tipo de fibra, tipo de sustrato y la disponibilidad de equipos y pueden combinarse procesos de área húmeda con procesos de área seca en caso de ser necesario.

PROCESOS DE ENNOBLECIMIENTO DE ÁREA HÚMEDA Los proceso de ennoblecimiento de área húmeda, comienzan una vez obtenidas las piezas de telas (a la salida del telar), o una vez fabricadas las telas no tejidas.

A éstas últimas las estudiaremos más adelante y de ahora en más, todo lo desarrollado se refiere a telas tejidas, ya sea de tejido

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plano como de tejido de punto. El ennoblecimiento de cada uno de estos tipos de tejidos presenta particularidades que serán analizadas a medida que avancemos en el desarrollo del tema, pero de no haber indicación precisa, lo dicho será válido tanto para tejido plano como para tejido de punto.

Los procesos de ennoblecimiento de área húmeda, se efectúan a través de las siguientes etapas, algunas de ellas opcionales, según los resultados buscados: pretratamiento, blanqueo óptico, teñido, estampado y terminación. Las principales características de cada uno de ellos son: Pretratamiento de telas El pretratamiento, también denominado tratamiento previo o preparación de telas, son aquellos procesos húmedos que tienen la función de eliminar las impurezas de las fibras naturales y/o artificiales que traen consigo los hilados utilizados en la tejeduría, más las impurezas incorporadas en el telar como aditivos.

Para llevar a cabo el pretratamiento de una tela debemos conocer en primer término, las fibras que la constituyen, ya que diferentes fibras requieren el empleo de diferentes métodos. Resulta más que evidente que las fibras animales y vegetales contienen las impurezas naturales de la piel del animal o de las diferentes partes de las plantas respectivamente, que son más complejas y diversas que las que pueda traer consigo una fibra sintética, manipulada y controlada por el ser humano.

Pero además de la limpieza, la preparación de los tejidos incluye operaciones particulares que se realizan con el objeto de otorgar alguna propiedad estética o funcional, según sea el caso. Así tenemos como procesos previos al mercerizado, carbonizado, biopulido y decorticado entre otros.

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Blanqueo óptico de telas El blanqueo óptico es llevado a cabo con blanqueadores ópticos fluorescentes, aplicado como un colorante o como un pigmento según sea el caso particular de que se trate. Se aplica a la tela cuando va a ser terminada blanca, para realzar su blancura, o cuando va a ser teñida con colores muy claros o estampadas con dibujos muy espaciados, ya que en ambos casos el fondo influye mucho en la calidad del producto final. Si la tela será teñida con colores medios a intensos, o estampados plenos, el blanqueo óptico no se realiza.

Teñido de telas El teñido o tintura de telas es el paso siguiente en el proceso de ennoblecimiento. Es realizada desde tiempos inmemoriales como el recurso más efectivo para ennoblecer a un género, ya que cambia totalmente su aspecto y permite la realización de infinitas combinaciones, que forma parte indispensable de la creación de moda.

Hay algunos casos en que la tela no se tiñe luego de un pretratamiento: en primer lugar, como ya dijimos, cuando va destinada a blanco; en segundo lugar si va a ser estampada con fondos plenos (generalmente con pigmentos) y, en tercer lugar cuando está tejida con hilos de color formando patrones de diseños pre establecidos. De todos modos, sobre el total producido de tela tejida el más alto porcentaje lo constituye las telas lisas destinada al teñido en pieza, tanto sea por métodos discontinuos como a la continua.

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Estampación de telas La estampación de un género textil es la operación de ennoblecimiento que consiste en la aplicación localizada sobre la superficie del mismo, de un colorante soluble o un pigmento, para formar patrones de diseño de amplia versatilidad y con posibilidades de alta definición. Existen antecedentes de estampados muy antiguos por la técnica de estampación directa, así como por reserva, empleando técnicas artesanales.

Actualmente, el desarrollo de altas tecnologías de aplicación permite realizar la aplicación digital que abre nuevas posibilidades en materia de creatividad para el diseño.

Terminación de telas El proceso de terminación, también conocido como acabado de telas es la última fase en el ennoblecimiento de área húmeda. En este punto se imparten las características finales que tendrá una tela cuando se disponga para su comercialización, esto es: mano o suavidad superficial, volumen y caída.

Pero esto es solo en cuanto a los aspectos estéticos que resulta la primera impresión del consumidor. No obstante son buscadas ciertas propiedades funcionales para determinados artículos, como la impermeabilidad, el efecto antiestático o ignífugo, por citar solo algunos. Estas y otras características más de acabado se logran en esta etapa final del ennoblecimiento de una tela.

PROCESOS DE ENNOBLECIMIENTO DE ÁREA SECA El área seca reúne a todos procesos físicos que modifican las propiedades de aspecto y/o las características funcionales de las telas por medio de acciones mecánicas, aplicaciones térmicas o la combinación de ambas. Así se puede otorgar al tejido una muy

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buena estabilidad dimensional (evitar el encogimiento y retener la forma) y modificar la mano mediante la alteración de su estructura superficial.

Para estudiar las diferentes posibilidades, se clasifican estos procesos en tres grupos: Procesos mecánicos para ennoblecimiento de telas Los procesos de tratamiento mecánico comprende a aquellos que utilizan principios físicos como fricción, presión y tensión entre otros, para lograr su objetivo, entre los que se encuentran: el frisado (perchado), cepillado, esmerilado, calandrado en frío y tondosado (tundido).

Procesos térmicos para ennoblecimiento de telas En este grupo se encuentran los tratamientos que por medio de la temperatura, logran alcanzar el efecto buscado. Ejemplo de estos procesos son: el termofijado, el gaseado y el vaporizado sin tensión.

Procesos de térmicos-mecánicos para ennoblecimiento de telas Aquí se encuentran los métodos que logran el efecto buscado, por la combinación de medios mecánicos y térmicos simultáneamente. Por ejemplo: sanforizado, decatizado, compactado y calandrado en caliente.

Si se tiene en cuenta la gran variedad de fibras y tipos de tejidos, se puede comprender fácilmente las múltiples alternativas de ennoblecimiento de área seca.

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Tintorería El material textil, luego de los procesos de hilandería y/o tejeduría, presenta el color original de las fibras constituyentes (crudo), ocurre entonces que muchas veces este color debe ser cambiado para que los artículos confeccionados se diferencien entre sí. Para el usuario final todo entra por los ojos, es más, muchas veces hace la elección de una prenda sólo debido a su color, para efectos de combinación y moda, por ello es necesario que el material adquiera un color según las preferencias del cliente.

Concepto de color Existen innumerables intentos para la definición del color. Podemos decir que el color es una percepción subjetiva causada en el cerebro en consecuencia de una cierta energía radiante transmitida a los ojos.

Para la percepción de un color es necesario: • • •

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Fuente de luz Objeto colorido Observador (la vista humana recibe la imagen y la transforma en estímulos que son transmitidos, mediante el nervio óptico, al cerebro donde se manifiesta la percepción del color).

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a) Fuente de luz La luz que incide sobre un objeto es denominada luz blanca o visible.

En realidad ella está compuesta por ondas con diversas longitudes con se puede observar en los arcoíris.

Los objetos solo pueden ser vistos cuando iluminan (emiten luz) o cuando son iluminados (reflejan total o parcialmente la luz que incide sobre ellos). Artículos teñidos son objetos iluminados.

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Lo que da la sensación dimensional de un objeto es su color. Si por ejemplo colocamos un libro verde sobre un lienzo blanco, el límite dimensional del libro será delimitado por su color.

Como se sabe, la percepción sensorial del color es causada por la luz. Por esta razón el color es siempre relacionado con la fuente de luz, denominado iluminante, a partir de un objeto que emita luz propia.

Así, un objeto solo manifiesta su color cuando es iluminado.

El color de un objeto varía de acuerdo con el cambio de la fuente de luz. Es por eso que se recomienda hacer las comparaciones de color en cabinas con iluminación especial.

b) Objeto observado El color de un objeto (por ejemplo: un artículo textil) es determinado por la luz reflejada por éste.

Así, un sustrato es blanco cuando refleja toda la luz que incide sobre él, y es negro cuando no refleja la luz.

Los sustratos son coloridos cuando absorben ciertos rayos de espectro y remiten los restantes. Por ejemplo, decimos que un sustrato es azul, cuando al incidir sobre este sustrato luz blanca, refleja azul y absorbe los demás componentes del espectro.

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c) La vista La tercera condición esencial para que haya color es la vista, que funciona como receptor.

La vista separa los componentes de la luz que inciden en la retina por medio de los conos y transmite estas bandas separadamente al cerebro que hace nuevamente la integración del color irradiado por el objeto observado. d) Colores fundamentales Los colores fundamentales del espectro son siete: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta, rubí. Los coloristas llaman colores fundamentales al rojo, amarillo y azul, pues los demás pueden ser obtenidos por las combinaciones de estos. Por intermedio del triangulo de colores podemos ilustrar bien los colores fundamentales y sus combinaciones binarias y terciarias

En el proceso de la tintorería se presentan cuatro variables principales: 1. SUSTRATO Es el material que se va a teñir, su presentación puede ser como fibras, cintas de hilandería, hilos, tejidos o incluso prendas. Podemos mencionar algunos factores

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propios que pueden influir en el éxito del teñido por ejemplo: •

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•

Fibra Tipo, estructura química, grado de blancura, madurez (en el caso del algodón), afinidad por el colorante Hilo Intensidad de torsión, pilosidad, presencia de impurezas.

Tejido Tipo, factor de cobertura, densidad de hilos o mallas

Ubicación de los procesos de tintorería en el flujograma de la industria textil según el sustrato a teñir: (A) Teñido en rama (fibras sueltas) (B) Teñido en cintas de hilandería (tops) (C) Teñido de hilos (D) Teñido de tejidos (E) Teñido del denim (F) Teñido de prendas

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Preparación del sustrato Esta etapa incluye una serie de operaciones que preparan el sustrato para los tratamientos de teñido, estampado y acabado.

Estas operaciones pueden variar según el tipo de fibra, la presentación del sustrato (fibra, cinta, hilo tejido) y también dependerán de los tratamientos posteriores a realizar, que pueden cambiar de acuerdo a diversos factores como las necesidades de los clientes, la experiencia personal y la disponibilidad de máquinas.

La etapa de preparación al teñido incluye operaciones que se realizan en seco o en húmedo. Y algunos de estos procesos (por ejemplo, blanqueo, mercerizado, gaseado y antipilling) puede considerarse operaciones ya sea preliminares o tratamientos de acabado, lo que depende de los procesos siguientes a llevarse a cabo sobre los hilos o telas.

Chamuscado El tratamiento mecánico en los diversos procesos de producción provoca inevitablemente una vellosidad más o menos pronunciada en los hilos. Esta pilosidad puede ocasionar que el tejido elaborado con estos hilos tenga una mayor propensión a la formación de bolitas en su superficie, lo que se conoce como pilling.

Con este tratamiento las fibras que aparecen en la superficie del tejido se queman con el fin de resaltar la cara. Se lleva a cabo generalmente en piezas crudas y los residuos se eliminan mediante un proceso de lavado adicional.

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El quemado de las fibras superficiales puede realizarse a través de una llama abierta – gracias a quemadores de gas – o por medio de resistencias eléctricas calentadas al rojo vivo.

Si se emplea quemadores a gas, la llama puede ser perpendicular a la tela, y ocasionalmente tangencial; el tejido se coloca a una distancia de 1,5 a 4 mm del extremo de la llama y la máquina está equipada con un dispositivo de succión debajo de la tela, que atrae a la llama y concentra el calor en el tejido. La velocidad de la tela puede oscilar entre 60 y 120 metros por minuto.

El proceso gaseado con llama perpendicular es el más común, mientras que el proceso con la llama tangencial se usa para telas finas (chamuscado ligero).

Tipos de chamuscado

Chamuscado Tangencial

Chamuscado directo sobre cilindro enfriado

Chamuscado sobre el tejido

Solamente se deben chamuscar artículos compuestos por fibras celulósicas, dado que sus cenizas son removidas del tejido con facilidad. Para

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las fibras proteínicas, se requiere un lavado un poco más enérgico. En cambio, como los residuos de las fibras sintéticas se adhieren a la superficie del tejido, y su remoción es imposible, por lo que no se realiza esta operación en sustratos que presenten estas fibras, ni sus mezclas.

Tradicionalmente se sometían a este proceso los tejidos planos y los hilos, pero actualmente existen chamuscadoras para géneros de punto tubulares.

En algunas ocasiones el gaseado se realiza posterior al teñido (como ennoblecimiento) y no como una preparación a éste. Si fuese el caso, debe tomarse en cuenta que el hecho de exponer un tejido al calor de la llama o de la plancha alterará el matiz del color logrado en la tintura.

Termofijación Durante su fabricación, las fibras sintéticas al salir de la hilera se someten a un proceso de estirado en el cual se produce la orientación de las moléculas en el sentido del eje de la fibra, produciéndose una cristalización que se fija al enfriarse. Con esto se crean unas tensiones internas. Mediante el termofijado (aportación de calor) se libera a la fibra de dicha tensión, llevándola a un estado de equilibrio que la protegerá de toda deformación posterior.

Esta operación es crucial para los tejidos hechos de fibras sintéticas (poliéster, poliamida, elastómeros), para el triacetato, y en parte para fibras acrílicas, ya que otorga una excelente estabilidad dimensional y propiedades antiarrugas, siempre y cuando no existan

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condiciones de temperaturas superiores que lo modifiquen posteriormente.

El termofijado se lleva a cabo en la rama, sobre tejidos crudos (poca frecuencia), descrudados (mayor frecuencia) y teñidos (poca frecuencia).

En cuanto a las condiciones de operación conciernen, deben tratarse con precisión la humedad y temperatura del tejido.

La fluctuación de las temperaturas dentro de la rama causa una variación de cristalinidad en la estructura de la fibra, lo que lleva a diferencias de afinidad por los colorantes.

La humedad en la fibra produce una mano suave, pero porcentajes variables de humedad en diferentes zonas del tejido también causan el defecto anteriormente mencionado (cristalinidad variable).

Las temperaturas demasiado bajas no permiten un termofijado, mientras que las temperaturas demasiado altas y tiempos de termofijado demasiado largos causan amarillamiento (poliamidas y elastómeros), mano áspera (acrílicos) y pérdida de elasticidad (fibras elastómeras).

El termofijado llevado a cabo antes del descrude podría fijar las manchas en el tejido o hacer que el proceso de lavado más difícil debido a la modificación de los productos lubricantes (craqueo con emisión de gases contaminantes). Además, si se realiza después del teñido podría conducir a la sublimación de colorantes dispersos.

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Fibra

ºC

Tiempo (seg)

Poliéster

170/210

15/50

Poliamida 6

170/210

15/40

Poliamida 66

160/180

15/40

Triacetato

160/180

15/40

Acetato

160/200

15/40

Elastómeros

180/200

15/40

Condiciones de termofijado Desengomado Este tratamiento se lleva a cabo en tejidos planos para eliminar la goma de la urdimbre.

Se desengoma para: - Eliminar en encolante - Eliminar las impurezas más externas - Lograr una buena humectación y así un mejor descrude, una mejor tintura y un mejor acabado.

El método escogido para desengomar depende del encolante utilizado, por eso la importancia de la comunicación entre el que engoma y el que desengoma.

Los métodos de desengomados son los siguientes: • •

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Enzimático: utilizado para urdimbres encolados con almidones insolubles.

Oxidante: para gomas insolubles (PVA)

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Si la goma es soluble en agua caliente, puede ser eliminada con mucha facilidad.

Factores a controlar • • • • • • • •

pH temperatura tiempo dureza del agua concentración del electrolito tensoactivos rotación del rollo (pad batch) verificar si la goma fue extraída totalmente, si la goma utilizada es algodón, se gotea solución de ioduro de potasio y se observa la coloración:

• •

verificar la hidrofilidad en los dos orillos y el centro del tejido si fue blanqueado, chequear que el grado de blanco sea parejo.

Se dice que un buen teñido, comienza con un perfecto desengomado, los defectos que puede ocasionar un desengomado incorrecto son los siguientes: • • • •

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manchas pobre hidrofilidad tacto áspero menor grado de blanco

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Descrude Los sustratos textiles traen innumerables impurezas, que si no son eliminadas correctamente producen tinturas desiguales, manchas, colores más opacos, etc.

En las fibras de algodón, hay que eliminar las grasas, y sustancias péctiles, y otros contaminantes que se originan en la siembra y cosecha.

En las fibras sintéticas, hay que eliminar los aceites, lubricantes, antiestáticos, y otros contaminantes.

En general, el descrude se efectúa mediante sistemas continuos o discontinuos, en las mismas máquinas utilizadas para el teñido. La temperatura, tiempo de procesamiento, pH y concentración de reactivos, dependerán de la fibra y de la maquinaria utilizada.

Se realiza habitualmente con agua blanda aditivada con soda cáustica y productos auxiliares tales como humectantes, detergentes, emulsionantes y secuestrantes. El álcali provoca que la fibra se hinche y mejora la acción de los tensoactivos. Este tratamiento puede llevarse a cabo en filamentos, hilos y telas.

Parámetros a controlar del proceso -

Dureza del agua Concentración del álcali Temperatura Tiempo

Efectos del descrude sobre el material - Pérdida de peso - Pérdida de longitud

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- Alteración de la torsión del hilo - Alteración en la densidad lineal del hilo - Aumento de la resistencia Defectos de un mal descrude -

Manchas orgánicas Manchas minerales Fibras mal descrudadas Teñidos y estampados defectuosos

Blanqueo El blanqueo se aplica para eliminar las impurezas del sustrato y obtener un grado de blanco, para preparar al teñido o estampado de colores claros y para homogenizar las variaciones no deseadas de tono. Los agentes blanqueadores utilizados principalmente para fibras celulósicas son el hipoclorito de sodio (NaClO) y el peróxido de hidrógeno (H2O2). Ambos requieren la adición de hidróxido de sodio (NaOH) en el baño de blanqueo para alcanzar un medio alcalino, favoreciendo la formación del ion blanqueador, que en el primer caso es el ion hipoclorito y en el segundo es el ion perhidroxilo.

Cuando se utiliza hipoclorito el pH debe estar comprendido entre 9 y 11 y la temperatura no debe exceder de 30º C. Valores de pH inferiores a 4 dan lugar a la formación de cloro, mientras que los valores de pH que varían entre 4 y 9 dan lugar a la formación de ácido hipocloroso: estas sustancias químicas afectan

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negativamente la fibra y no realizan la acción de blanqueo. Después del blanqueo con hipoclorito, es necesario llevar a cabo un tratamiento anticloro. El material debe ser tratado con peróxido de hidrógeno para eliminar completamente el cloro y evitar la formación de cloraminas, que, en las máquinas de secado, podrían generar HCl, peligroso para la celulosa.

Con el peróxido de hidrógeno, en presencia de álcali, las motas pequeñas pueden ser eliminadas y el descrude en autoclaves por lo tanto, puede ser evitado. El rango óptimo para la temperatura oscila entre 80º y 90º C y para el pH entre 10,7 y 10,9. Es necesario el uso de un agente estabilizador, que regula la velocidad de la descomposición química del agua oxigenada, lo que provoca un mayor grado de blancura. El peróxido de hidrógeno a una concentración de 1 – 2 vol.4 puede ser utilizado también para la seda después del desgomado, con un pH de 8 – 9, a 70 – 80º C durante 1 – 2 horas.

Sobre la lana, es posible mejorar la blancura con peróxido de hidrógeno, con un intervalo de 1 a 3 vol., estabilizado con pirofosfato a pH entre 8 y 9, a 45 – 50º C durante un tiempo que puede variar de 30 minutos a 3 – 4 horas. Alternativamente, es posible llevar a cabo un tratamiento con un pH de 3 – 4, con ácido fórmico a temperatura ambiente; en este caso, el HCOOH reacciona con el peróxido, generando ácido perfórmico, que lleva a cabo la acción de blanqueo. Este método daña ligeramente la lana, pero da buenos resultados.

Desde el punto de vista ambiental, el peróxido de hidrógeno es más adecuado que el hipoclorito, ya que tiene un menor impacto sobre el medio ambiente y los efluentes pueden ser descontaminados con operaciones simples. Se recomienda añadir agentes secuestrantes en los baños de blanqueo. Otro agente de blanqueo

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usado es el clorito de sodio (adecuado para fibras sintéticas) que toma ventaja de la acción oxidante del dióxido de cloro generado como resultado de la acidificación de la solución caliente de esta sal. Por desgracia, el dióxido de cloro es una sustancia tóxica y ataca a los aceros inoxidables, por lo tanto, es necesario trabajar en unidades herméticamente cerradas equipadas con un sistema de aspiración con materiales resistentes, como la cerámica. La operación de blanqueo puede llevarse a cabo en hilos, tejidos de calada y géneros de punto, mediante procesos continuos, discontinuos con circulación baño (autoclaves, jiggers, rueda de paletas, jets, overflows) y semicontinuo (pad-batch, pad-roll).

Parámetros a controlar -

Concentración del agente oxidante pH Temperatura Tiempo Lavado Neutralizado

Defectos de un mal blanqueo -

Blanqueos irregulares Formación de oxicelulosa (en el algodón) Amarillamiento del sustrato blanqueado Posible aparición de agujeros por puntos de óxido.

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Mercerizado Es un tratamiento típico para hilos y tejidos de algodón (plano y de punto, abiertos y tubulares), que mejora el brillo y la humectabilidad de la tela, asegura un recubrimiento de las fibras inmaduras y muertas, mejora la estabilidad dimensional y el rendimiento de los colorantes.

Se lleva a cabo usando soda cáustica (28 – 30º Bé, aproximadamente 270 – 330 g/l)), que determina la contracción e hinchamiento de las fibras, haciendo que se vuelvan translúcidas y aumentando su resistencia a la tracción, pero reduciendo su resistencia a la torsión y a la flexión. La sección similar a un frijol de la fibra se hace primero elíptica y luego circular, lo que permite un mejor reflejo de la luz con el consiguiente aumento de brillo. El tratamiento se lleva a cabo normalmente bajo tensión.

Si la concentración es inferior a 24º Bé, el tratamiento se llama caustificado y se realiza para mejorar la penetración del baño de tintura en el tejido.

Lavado Los enjuagues y lavados son las operaciones llevadas a cabo con mayor frecuencia durante los procesos textiles en húmedo. Casi siempre están conectados a

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tratamientos clave y están destinados a remover del tejido las materias insolubles, que pueden estar en solución o en emulsión con otras impurezas.

Durante la preparación de la tela, por ejemplo, el lavado se lleva a cabo después del desencolado, blanqueo y mercerizado; en el teñido la etapa de lavado es necesaria para completar el proceso de teñido en sí o para eliminar el colorante que no se ha fijado; en el estampado, el lavado realiza una acción de acabado.

Cuando se utilizan colorantes tina o colorantes dispersos, el proceso de lavado tiene por objeto eliminar el colorante residual de la superficie de la fibra por medio de agentes humectantes o disolventes.

Por lo expuesto, el lavado podría ser considerado un tratamiento crucial dentro del proceso textil, debido a su frecuencia y fuerte impacto económico. Los fabricantes cada vez más centran su atención en la reducción del consumo de agua, lo que conduce al subsiguiente ahorro de energía y agua caliente así como una reducción de las aguas residuales.

Junto con los tradicionales sistemas de lavado con tinas equipadas con rodillos verticales, existen en la industria unidades de lavado horizontales, reduciendo la relación de baño y el consumo de energía y agua por kilogramo de material lavado.

La secuencia de las diversas etapas de lavado es la siguiente: a. Preparación del baño detergente. b. Alcance de la temperatura y humectación. c. Separación de las impurezas y emulsificaciòn. d. Eliminación del baño de la fibra. e. Secado.

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A menudo, estos pasos se producen simultáneamente.

El uso de tensoactivos (detergentes) durante el lavado es muy importante para acelerar la humectación del sustrato y facilitar la eliminación de la suciedad, manteniendo así la emulsión en el baño y prevenir que las partículas se depositen de nuevo sobre la fibra.

Los factores cruciales son el agua (que debe ser blanda para evitar la precipitación de sales de Ca y Mg que podrían dar una mano áspera y los productos químicos a emplearse (emulsionantes, tensoactivos, etc.)

El tipo de lavado a emplear dependerá, del sustrato y del tipo de proceso que lo antecede.

Secado Todas las operaciones que impliquen una impregnación del sustrato textil, requieren inmediatamente un proceso de secado.

El agua dispersa sobre un material textil, generalmente es eliminada mediante la acción de aire caliente, para lograr que el agua se evapore. Hay varios tipos de secado: •

convección de calor: se aplica calor sobre la tela húmeda mediante aire caliente que circula dentro del secador, existen dos tipos de secadores por convección: ▪ secadores de compartimientos ▪ secadores de túneles

Los secadores de compartimientos están formados por secciones de aire caliente donde se transporta el tejido mediante polines o cinta transportadora hacia la salida.

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Secador de compartimiento

Entre los secadores de compartimiento, podemos mencionar los hot – flue, donde la tela es guiada por cilindros motorizados a través de un compartimiento con aire caliente.

Hot – flue : 1 Tejido, 2 Quemadores, 3 Aire caliente, 4 salida aire

Entre secadores de túnel, el más utilizado es el llamado rama, y se compone de secciones de elementos (dispuestos longitudinalmente y calentados por circulación forzada de aire caliente) en donde el tejido es transportado horizontalmente por una cadena de agujas o pinzas.

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Cuando el aire caliente entra en contacto con la tela, es enfriado (por intercambio térmico) y se elimina la humedad evaporada. El aire es parcialmente drenado (A) y reemplazado por una igual cantidad de aire fresco.

El aire restante (B) se recicla, añadido con aire fresco y se pasa de nuevo a través del elemento de calentamiento.

Secador modular Esta máquina se utiliza ampliamente en el secado de tejidos, también se emplea para el termofijado, en la reticulación de acabados químicos, y en la fijación del estampado con pigmentos. Incluye una zona de impregnación donde se aplican productos de acabado y se exprime con un foulard.

La unidad está equipada con un sistema para mantener la tela tensada y también con un dispositivo para controlar la perpendicularidad de la trama respecto de la urdimbre. Cadenas sin fin, con pizas o agujas para sujetar al tejido, se colocan a lo largo de la parte delantera, los módulos de secado y la salida, para guiar la tela sujetando el orillo. A la salida la tela se libera automáticamente de los estos dispositivos de fijación.

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Esquema de una rama

1- tejido, 2- enderezador de trama, 3- rodillo abridor, 4- foulard, 5- ductos de extracción de aire, 5- rejillas, B- quemadores, C- campos de secado.

Secado por contacto Este método consiste en transportar el tejido húmedo a través de cilindros calentados por vapor a una presión de 1 a 3 atmosfera.

Este es un sistema muy económico para el secado de tejidos plano.

Secador de tambores

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Secado por infrarrojos

Utilizado en el proceso thermosol, antes de entrar a la cámara hot – flue Secado por microondas y radiofrecuencia Utilizado básicamente para el secado de paquetes de hilos teñidos

Secador por radiofrecuencia

1- material, 2-banda alimentadora, 3- electrodos, 4-generador, 5- recolector de vapor 2. INSUMOS Son los agentes que efectúan el cambio de color (colorantes y blanqueadores ópticos) o ayudan durante el proceso de tintorería a obtener resultados óptimos (productos químicos, productos auxiliares y enzimas).

Cada uno de estos productos cumple una función

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definida de antemano, muchas veces ésta depende de las condiciones de pH y temperatura de trabajo.

• • • • •

Agua Productos auxiliares Colorantes Blanqueadores ópticos Resinas

Agua Es el medio en que se desenvuelve el arte tintóreo, y como tal, su calidad y cantidad es de gran importancia.

Tiene capacidad para disolver gran variedad de sustancias en cantidades relativamente grandes, por ello se le llama disolvente universal.

El agua actúa como: -

medio de intercambio químico medio de transferencia de calor medio de transporte mecánico mecanismo disolutor

Contaminantes, especialmente metales, tienen sustancial efecto en los procesos húmedos. Los efectos son adversos, aunque cuando haya algunos beneficios, esto no es deseable por cuanto las variaciones en la calidad del agua, resultan en variación en la calidad de los sustratos acabados, lo que dificulta la optimización del proceso y su control.

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Dureza del agua La presencia de iones de Ca+2 o Mg+2 ejerce efectos perjudiciales en muchos procesos de tintorería provocando manchas o depósitos en los sustratos. Por otro lado, en algunos procesos como desengomado enzimático, blanqueo de fibras celulósicas, con peróxido de hidrogeno, esta presencia es beneficiosa.

La dureza se expresa generalmente en partes por millón, (ppm), y en dureza alemana: 1º Dureza Alemana = 10 ppm de CaO = 17,86 ppm de CaCO3 Tipos de dureza En la dureza total del agua podemos hacer una distinción entre dureza temporal (o de carbonatos) y dureza permanente (o de no-carbonatos) generalmente de sulfatos y cloruros.

Dureza temporal Se produce a partir de la disolución de carbonatos en forma de hidrógeno carbonatos (bicarbonatos) y puede ser eliminada al hervir el agua o por la adición del hidróxido de calcio (Ca(OH)2).

Dureza permanente No puede ser eliminada al hervir el agua, es usualmente causada por la presencia de sulfatos y/o cloruros de calcio y de magnesio en el agua, sales que son más solubles mientras sube la temperatura hasta cierto punto, disminuyendo luego la solubilidad conforme aumenta la temperatura.

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Clasificación de la dureza La clasificación de las aguas según su dureza depende del tipo de industria a la que nos refiramos, a continuación se muestra un cuadro general: Tipos de agua Blanda Levemente dura Moderadamente dura Dura Muy dura

Ppm CaCO3 <=17 <=60 <=120

ºDH <=0,95 <=3,35 <=6,70

<=180 <=180

<=10,05 <=10,05

Pero si nos centramos en la industria textil, podemos decir que los tintoreros consideran una dureza máxima de 6º alemanes para un óptimo proceso; en el mejor de los casos, se prefiere un valor límite de 3º alemanes.

3. MAQUINARIA Dependiendo del sistema de trabajo, pueden ser por sistema continuo, sistema discontinuo o sistema semicontinuo. Aplican los pickup, presión, etcétera.

4. FACTOR HUMANO El más importante, pues es quien decide los anteriores, comprende a los niveles operativos, medios y directivos.

Insumos ¿Qué es la tintura? Es una modificación físico química del sustrato de forma que la luz reflejada provoque una

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percepción del color. Los productos que provocan esta modificación, son denominados colorantes.

Los productos químicos utilizados en la tintura son: • • • •

Tensoactivos o surfactantes Colorantes Blanqueadores ópticos Resinas

Tensoactivos Los Tensoactivos son substancias que actúan sobre la tensión superficial y son empleados para regular los procesos de humectación, descrude, tintura, estampación y algunos procesos de acabado.

Tensión Superficial Las fuerzas de atracción ejercidas por las moléculas de un líquido, unas sobre las otras, son considerablemente grandes. Una molécula en el interior de un líquido sufre atracciones iguales en todos los sentidos y la fuerza resultante es nula. Las moléculas que están en la superficie del líquido o en su interface, debido a las fuerzas no balanceadas de moléculas que están debajo de ellas, sufren una atracción resultante para el interior del líquido. La fuerza resultante es la tensión superficial.

La tensión superficial se debe a que no todas las moléculas de un líquido, tienen la misma energía. En el siguiente esquema se aprecia el equilibrio de fuerzas de una molécula de líquido en la superficie, y el de una molécula en el interior del seno del líquido:

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Observemos el equilibrio de fuerzas:

Gota de agua sobre un tejido:

Tensión superficial de algunos líquidos: BR

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Ejemplo cuando un líquido no moja a un sólido, ángulo <90º, cuando un líquido moja a un sólido, ángulo >90º

Por su capacidad de disminuir la tensión superficial, los tensoactivos se utilizan como detergentes, espumantes, emulgentes, dispersantes o humectantes, en diferentes tipos de industria entre las que se encuentra la industria textil.

ESTRUCTURA Y TIPO DE TENSIOACTIVOS Los tensoactivos tienen una estructura molecular común, con una parte apolar larga, que forma la parte hidrófoba y lipófila, y una cabeza polar, hidrófila y lipófoba.

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Los tensioactivos, pueden ser: • • • •

Catiónicos Aniònicos No iónicos Anfóteros

El carácter tensioactivo de estos productos, es debido a la capacidad de orientarse de sus moléculas cuando se encuentran en una interface.

La parte polar dirigida hacia la fase más polar, y la apolar hacia la fase más apolar.

En una interface aire-agua, las moléculas de tensioactivo se orientan con la cadena apolar hacia fuera de la superficie del agua, en contacto con el aire, y la cabeza polar dentro del agua.

Entre las moléculas de agua superficiales y el aire, se encuentran las cabezas polares del tensioactivo, que

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ejercen fuerzas atractivas sobre las moléculas de agua, disminuyendo la tensión superficial.

PROPIEDADES DE LOS TENSIOACTIVOS La principal propiedad de los tensioactivos, es su capacidad de disminuir la tensión interfásica.

Las aplicaciones técnicas de los tensioactivos, atendiendo a su capacidad de modificar la tensión superficial en la interfase, son variadas.

Poder mojante: (humectante) La disminución de la tensión en la interfase sólido – líquido, hace que el líquido se extienda a lo largo de la superficie del sólido, y lo moje. Es decir, penetra en el interior del sólido.

Si el líquido es polar (agua), y el sólido apolar (tejido), las moléculas de tensioactivo se disponen con la parte lipófila hacia el sólido, y la parte hidrófila hacia el agua.

De esta forma disminuye la tensión en la interfase, y el agua penetra en el sólido.

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Esta propiedad es utilizada en la industria textil, tanto en los procesos de lavado y de tintura, donde interesa una buena penetración de los baños en los hilos y tejidos.

Poder espumante: Es conocida la capacidad de los tensioactivos de formar espuma. La espuma se genera al penetrar aire en el interior del líquido. Es una burbuja de aire, rodeada de tensioactivo, con la parte lipófila dirigida hacia el interior, hacia el aire, y la parte hidrófila dirigida hacia el agua.

Pompa de jabón

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Poder detergente: Al poder detergente se debe la aplicación más conocida.

Se entiende por poder detergente, la capacidad que tiene una substancia de eliminar suciedad, como por ejemplo grasa, arrancándola de la superficie a la que está adherida, y emulsionándola en agua.

Lo anterior es posible, debido a que la composición química de la cadena hidrófoba del tensioactivo, es similar a la composición de la grasa que se desea eliminar de un tejido.

Mediante acción mecánica, agitación, vibración, frote, etc, se produce la rotura de la capa de grasa, de forma pasa a formar gotas microscópicas que son estabilizadas dentro de las micelas de las moléculas de tensioactivo.

El valor de la tensión superficial entre tejido y agua, así como tejido y suciedad, son importantes en el proceso detergente.

El agua tiene que tener facilidad de penetración en el tejido, para desplazar la suciedad del interior de éste.

Este proceso, debe ayudarse de acción mecánica (agitación), para romper y disgregar la mancha.

Una mancha de carácter apolar (grasa), sobre una materia polar (algodón), se puede eliminar con

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detergentes comunes. En cambio, una mancha de naturaleza polar sobre un tejido de carácter polar, será difícil de eliminar.

Por lo tanto, es importante elegir el tensioactivo adecuado en cada caso. Los detergentes pueden ser de naturaleza no iónico, aniónico o catiónico.

Un detergente catiónico no será eficaz en la limpieza de un tejido de carácter aniónico, ya que se fijará en él.

Son, no obstante, utilizados como suavizantes ya que, por su unión más fuerte, produce un efecto suavizante mayor y más duradero.

Poder dispersante Para conseguir dispersiones coloidales o suspensiones en líquido, en los cuales no son solubles, se hace necesaria la adición de otros productos que impidan la reaglomeracion de sólidos.

Estos productos son denominados dispersantes Poder emulsionante Consiste en la dispersión de un líquido en otro en el cual no es miscible.

Dos líquidos no son miscibles cuando tienen tensión superficial diferente.

El emulsionante es un tensioactivo que se localiza en la interfase, entre los dos liquidos, reduciendo la tensión superficial entre estos y esto impide que se junten nuevamente.

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TENSIOACTIVOS ANIÓNICOS Los tensioactivos Aniònicos, son los más usados en los detergentes. Su estructura, es la siguiente:

Tensioactivos Aniònicos sulfonados: Es el grupo de tensioactivos más utilizado, y son los que forman parte de la mayoría de formulaciones detergentes.

Principales tipos de detergentes aniónicos.

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TENSIOACTIVOS CATIÓNICOS Los tensioactivos catiónicos, tienen la cabeza polar cargada positivamente.

Los tensioactivos catiónicos, no se utilizan como detergentes para el lavado de ropa, ya que sus cationes se fijan sobre la superficie del tejido, generalmente aniónica.

Sí que se utilizan en general, como suavizantes para la ropa.

TENSIOACTIVOS NO IÓNICOS En los tensioactivos no iónicos, la parte hidrofílica de la molécula no tiene carga neta.

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Son compatibles con detergentes aniónicos y catiónicos, y son usados frecuentemente en las formulaciones de los detergentes domésticos habituales.

TENSIOACTIVOS ANFÓTEROS Estos tensioactivos, contienen una cabeza dipolar, con una carga positiva y otra negativa.

Se comportan como tensioactivos aniónicos, catiónicos o neutros, en función del pH.

Productos químicos Ácidos Un ácido es cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Los principales ácidos usados son: • • • • • •

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sulfúrico H2SO4. clorhídrico (ácido muriático) HCl. acético CH3-COOH (C2H4O2). fórmico H-COOH (CH2O2). nítrico HNO3. oxálico HOOCCOOH.

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Existen ácidos fuertes y débiles. Su manipulación exige cuidados especiales como protección de ojos, manos y vías respiratorias.

Los ácidos sulfúrico, clorhídrico y nítrico son muy fuertes, corrosivos y agresivos; los ácidos acético, fórmico y oxálico son más débiles.

Generalmente son empleados para regular el pH de los baños para determinados procesos de preparación, teñido, estampado y acabado. Álcalis Los álcalis son óxidos, hidróxidos y carbonatos de metales alcalinos. Se oponen a los ácidos y reaccionan con éstos, por lo que no se usan en la misma receta.

Los principales álcalis empleados son: • • • •

Hidróxido de sodio (soda cáustica) NaOH. Carbonato de sodio Na2CO3.

Amoníaco NH3.

Fosfato trisódico Na3PO4.

Al igual que los ácidos, existen álcalis fuertes y débiles.

La soda cáustica es un álcali fuerte y muy agresivo.

Durante su disolución hay gran generación de calor, lo que puede provocar salpicaduras y por este motivo debe ser disuelta lentamente en agua. El carbonato sódico y el amoníaco son álcalis débiles.

Se emplean en recetas de descrude, blanqueo y teñido.

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Sales Son compuestos químicos formados por cationes (iones con carga positiva) enlazados a aniones (iones con carga negativa). Son el producto típico de una reacción química entre una base y un ácido, la base proporciona el catión y el ácido el anión.

Algunas sales empleadas son: • • • • •

Sulfato de sodio (sal de Glaubert) Na2SO4.

Cloruro de sodio NaCl. Sulfato de amonio (NH4)2SO4.

Bicromato de potasio K2Cr2O7.

Sulfato de cobre (II) CuSO4.

Las sales son usadas principalmente en los procesos de tintura, como electrolitos.

Agentes oxidantes y reductores Un oxidante es un compuesto químico que oxida a otra sustancia en reacciones electroquímicas o de reducciónoxidación. En estas reacciones, el compuesto oxidante se reduce (gana electrones). En este grupo podemos nombrar: • • •

Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) H2O2.

Hipoclorito de sodio NaClO. Clorito de sodio NaClO2.

Un agente reductor es aquel que cede electrones a un agente oxidante en las reacciones de reducciónoxidación. El agente reductor más empleado es el ditionito de sodio (hidrosulfito de sodio) Na2S2O4. ¿Que son los colorantes?

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Son los compuestos orgánicos capaces de colorear los sustratos textiles o no textiles, de forma que el color sea relativamente resistente (solido) a la luz y a tratamientos húmedos.

Son clasificados en: Colorantes: son solubles o dispersables en el medio de aplicación (agua). En la tintura los colorantes son absorbidos y se difunden hacia el interior de la fibra.

Hay interacciones físico químicas entre colorante y fibra.

Pigmentos: son insolubles en agua. Aplicados en la superficie de la fibra y fijados mediante resinas sintéticas.

Clasificación de los colorantes Los colorantes son clasificados por su estructura química o por su aplicación. La clasificación por la estructura química es de menor importancia para lo que nos proponemos con este libro. En este caso tomaremos en cuenta el grupo químico principal.

Clasificación de los colorantes por su aplicación Colorantes CEL LANA

BR

S

CA CT PA PES PAC

Directos

X

L

X

__ __

L

__

__

Reactivos

X

L

L

__ __

L

__

__

Sulfurosos

X

__

__ __ __ __

__

__

Azoicos

X

__

__ __ __ __

__

__

Tina

X

__

__ __ __ __

__

__

Leuco

X

__

__ __ __ __

__

__

Básicos

N

N

N

N

N

N

Cationicos

__

__

__ __ __ __

__

X

N

N

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Ácidos Complejo metálico

__

X

X

__ __

X

__

__

__

X

X

__ __

X

__

__

Cromo

__

X

__ __ __

X

__

__

Dispersos

__

__

__

X

X

L

X

L

Pigmentos

X

X

X

X

X

X

X

X

X = Apto, L = limitado por afinidad y solidez, -- = no apto

Principios generales de la tintura Tintoreros y químicos de colorantes saben que existen tres formas o métodos de cómo los colorantes pueden ser retenidos por las fibras, donde las dos primeras formas han sido empleadas desde tiempos inmemorables. Dichos métodos se describen a continuación:

I. Adsorción física Esta cuenta que con las mismas fuerzas con las cuales se atraen los colorantes a la fibra, inicialmente son suficientemente fuertes para retener las moléculas y resistir los tratamientos posteriores de lavado.

II. Adsorción mecánica Esta consiste en la formación de materiales y pigmentos insolubles libres de la solubilidad química con que fueron difundidos en la fibra .

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III. Reacción en fibra Aquí las moléculas o iones de colorante no pierden todos sus grupos funcionales solubles después de ser difundidos dentro de las fibras, pero en las condiciones correctas reaccionan y se enganchan por enlaces químicos covalentes a las moléculas largas de la fibra formando nuevas derivaciones de color en las fibras.

El proceso de teñido puede llevarse a cabo en diferentes etapas de proceso textil, es decir, en diferentes sustratos: fibras, hilos, telas y prendas.

Cuando el proceso de teñido se efectúa durante las primeras etapas de proceso, por ejemplo sobre fibras sueltas (antes de la hilandería) puede lograrse una mejor solidez del color. Este proceso se realiza en canastillas perforadas y aunque puede haber zonas donde el colorante no penetre completamente, en las posteriores operaciones de hilandería estas áreas se mezclan a fondo con las fibras teñidas, asegurando así un color uniforme.

La tintura de hilados se prefiere para la fabricación de telas listadas, a cuadros o tejidos Jacquard; este método de teñido otorga buenas solideces, pues el colorante llega hasta el núcleo de hilo. El hilo puede teñirse en forma de madejas, en bobinas (utilizando autoclaves) e incluso, si es urdimbre, se preparan plegadores perforados que son cargados en autoclaves.

El teñido en pieza se lleva a cabo en varios tipos de máquinas y el material puede ser presentarse abierto a lo ancho o en forma de cuerda.

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Un buen teñido estrictamente depende de diferentes parámetros y condiciones que pueden ser evaluados inmediatamente (como la reproducibilidad) o que requieren una evaluación específica de solidez (uso, procesos en seco o en húmedo) realizada sólo por medio de pruebas posteriores en laboratorio.

Las máquinas utilizadas se eligen según el material a procesar. Los requisitos fundamentales son los siguientes: -

Protección del sustrato Repetitividad de los resultados Costo del proceso (dependiendo del tiempo, grado de automatización de la máquina, relación de baño, costo de los productos utilizados y tratamiento de las aguas residuales).

Para llevar a cabo un proceso de teñido es necesario: -

-

-

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Disolver o dispersar el colorante en un baño de agua (en cocinas manuales, semiautomáticas o automáticas de acuerdo a determinadas reglas).

Alimentar la solución de colorante en la máquina después de un filtrado adecuado (cocinas automáticas, tanques complementarios, bombas y filtros).

Transferir el colorante del baño a la fibra (proceso y máquina).

Distribuir homogéneamente el colorante sobre la fibra (proceso y máquina).

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-

-

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Dejar que el colorante penetre en la estructura de la fibra y fijarlo (tiempo y temperatura).

Lavar o enjuagar el sustrato para eliminar el colorante no fijado.

La tintura se realiza normalmente en baño acuoso y en dos sistemas básicos: • •

Continuo Agotamiento

Sistema continúo En este proceso el baño de impregnación permanece estacionado, mientras que el sustrato pasa continuamente por el, para luego ser exprimido mecánicamente y fijado por calor seco, vapor o reposo largo.

Este proceso de teñido se puede aplicar en tejidos de ancho abierto, que son particularmente sensibles a los pliegues y las marcas de doblés. Se diferencia del teñido por agotamiento en la aplicación del baño de tintura y en los procesos de fijación. Son necesarias cantidades muy reducidas de agua, lo que resulta en un menor consumo energético.

La tela es conducida con tensiones para impedir la formación de arrugas, ingresa en cubas (tinas, bateas) que contienen el baño de colorante y, pasa a través de pesados rodillos que exprimen el exceso de líquido. La velocidad de alimentación del tejido debe ser constante.

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Es importante añadir al baño de tintura un agente de humectación para permitir la impregnación eficiente de la tela en un corto período de tiempo.

Los colorantes utilizados deben tener la mínima afinidad posible por las fibras para evitar los defectos de cabezacola. También deben ser muy solubles para evitar defectos de puntos debidos a la precipitación cuando se utilizan en concentraciones altas.

Es necesario utilizar la más alta temperatura posible, para facilitar la penetración del baño en el tejido (esto es particularmente importante para tejidos densos), de acuerdo con la afinidad para los colorantes y con la estabilidad del baño.

La tina de impregnación debe tener una forma que permita al tejido un tiempo de contacto adecuado para absorber el baño de tintura, incluso con una reducción de su capacidad y una alta velocidad de la tela, el volumen de baño reducido facilita su rápido intercambio en la batea de impregnación, reduciendo así posibles defectos cabeza-cola, debidos a la afinidad colorantefibra.

El baño absorbido por el tejido es constantemente reemplazado en la tina de impregnación gracias a un tanque auxiliar y una bomba de distribución, lo que asegura que el nivel constante del líquido se mantenga mientras se proporciona una impregnación uniforme.

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MÁQUINAS DE TINTURA POR IMPREGNACIÓN EL FOULARD Foulardado es la operación que consiste en impregnar una materia textil, en una solución que contenga un baño determinado (de tintura, de apresto, etc.), para seguidamente escurrirla mediante cilindros de presión.

Si la solución de foulardado contiene un colorante, éste quedará depositado sobre la materia textil, el cual no queda firmemente fijado a la fibra, por lo que es necesario realizar una serie de operaciones posteriores al foulardado, para obtener la fijación del colorante, y por lo tanto, una tintura correcta.

La cantidad de colorante depositado en la materia textil, depende de:

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•

Absorción de la materia

•

Cantidad de baño de tintura depositado (impregnado/escurrido)

•

Cantidad de colorante (producto), en el baño de impregnación

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Cubetas de impregnaciรณn

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Cilindros de presiรณn

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FIJACIÓN DE COLORANTES Y APRESTOS, EN PROCESOS POR IMPREGNACIÓN Una vez que el colorante (o apresto) foulardado sobre el textil, está distribuido uniformemente sobre éste, se debe proceder a su correcto fijado.

Los procesos de fijación del colorante (o apresto), son diversos, pero las máquinas utilizadas son básicamente las siguientes: FIJACIÓN CON CALOR HÚMEDO, MEDIANTE VAPORIZADORES Se somete al textil a la acción de vapor (saturado o recalentado), La entrada y la salida del vaporizador, debe tener poco escape de vapor. La distribución del vapor dentro del vaporizador, deberá ser uniforme.

Debe evitarse que se produzcan condensaciones en el interior del vaporizador, ya que provocarían manchas o defectos sobre los tejidos.

Se evitará la formación de arrugas, durante el vaporizado. El efecto del vaporizado, dependerá de las condiciones del mismo, y del tiempo de dicho vaporizado.

Vaporizador

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Fijación mediante calor seco Aplicable para el teñido por el método de thermosol o hot flue

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Los rodillos de exprimido generalmente tienen un recubrimiento de caucho más o menos flexible sobre un núcleo rígido (de acero). Las altas velocidades de funcionamiento, el uso de productos agresivos (por ejemplo, procesos de acabado con presencia de disolventes orgánicos), las altas presiones y temperaturas requieren que los materiales utilizados para el recubrimiento de los rodillos aseguren altos niveles de resistencia, que no pueden ser alcanzados por un solo material. Por consiguiente, es necesario elegir el material más adecuado para las diferentes condiciones de trabajo.

Por esta razón, una gama más amplia de materiales se utiliza ahora: caucho natural, más o menos curado, y diversos tipos de resinas sintéticas, cuya excelente elasticidad es debida a la forma enroscada (o forma de espiral) de sus macromoléculas y su resistencia (mecánica y química) por los niveles obtenidos de reticulación intermolecular (elastómeros).

La cantidad de monómeros de los que se obtienen elastómeros es muy limitada (aproximadamente 10) y las características de los materiales utilizados para el recubrimiento se obtienen por agregación de grupos químicos particulares para estos componentes básicos.

Durante el proceso de teñido, el material elástico que recubre los rodillos, está constantemente sometido al contacto con soluciones acuosas (soluciones veces alcalinas o ácidas), con emulsiones de disolventes o con solventes orgánicos.

Por tanto, es necesario conocer la resistencia del material utilizado para el recubrimiento de los cilindros a los productos químicos que han de aplicarse.

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Un factor crucial, que debe ser tenido en cuenta durante el proceso de foulardado, es la presión ejercida sobre los cilindros, que se aplica sobre las clavijas laterales. El momento de flexión, que actúa sobre el cilindro y en su núcleo rígido, produce una presión en su centro: mayor es la flexión si el cilindro es más largo y su diámetro pequeño.

Por lo tanto, el centro de la tela será exprimido con menos fuerza; este problema se puede evitar por medio de un cilindro combado, es decir, cuyo diámetro en su zona central sea mayor que en sus bordes.

La presión cambia la forma de los rodillos en el punto de tangencia, generando así un área de contacto, o zona de contacto

Zona de contacto entre dos rodillos exprimidores

En el área de contacto, la presión alcanza el valor más alto en el centro. El resultado es una función con una típica curva parabólica. La zona de contacto formada por dos cilindros elásticos es más ancha (si ambos

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cilindros tienen el mismo diámetro y presión) que el formado por cilindros rígidos.

Por lo tanto, la fuerza por unidad de área será menor, pero la zona donde se aplica la presión será más amplia y por lo tanto el tiempo de compresión será más largo.

Mediante el uso de los cilindros de nueva concepción, el drenado del baño en la superficie se lleva a cabo de forma más completa que con los cilindros tradicionales con superficie lisa. El revestimiento elástico está constituido por una gruesa capa de fibras, individualmente recubiertas con una fina lámina de caucho. El resultado es un material poroso que permite el fácil drenado del baño que sale de la zona de compresión, con una acción alternada de compresión y expansión de los poros.

En foulard estándar de teñido equipados con cilindros lisos, el máximo exprimido se alcanza en el centro de la zona de contacto, donde la presión está en su nivel más alto: con el fin de abandonar el tejido, el agua sin embargo debe superar la resistencia al deslizamiento de la tela comprimida en el área de contacto. Mediante el uso de los cilindros porosos, el agua se comprime en el recubrimiento poroso del cilindro y se puede quitar fácilmente. Además, una vez ha ido más allá del centro de lazona de contacto, la presión disminuye y la expansión de los poros de la capa elástica determina un efecto de succión, produciendo la aspiración del agua residual.

El revestimiento elástico de los cilindros está menos sometido a deformaciones permanentes: marcas de orillos, remalles, pliegues del tejido, etc., se eliminan

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después de algunas revoluciones. Los defectos evidentes pueden requerir un tratamiento de rectificado.

Remoción del agua del tejido mediante rodillos con superficie lisa (izq.) y porosa (der.). Las flechas indican la evacuación del agua.

Una condición ideal para el teñido por foulardado es que ni las sustancias disueltas (o dispersas) ni el solvente tengan afinidad con el material a procesar. Teniendo en cuenta este principio, la cantidad de soluto depositada sobre el material depende solamente de la concentración del baño y del exprimido.

Dado que la composición del baño dejado en el tejido es el mismo que el de batea, puede ser restaurado durante el proceso de aplicación mediante la adición de una solución con la misma composición.

Cuando las soluciones de tintes o productos de acabado tienen cierta afinidad por la fibra, se logra una mejor absorción del soluto, mientras con otros productos (por ejemplo acabados), se consigue una mejor absorción del solvente. Tanto en la aplicación de colorantes como de productos de acabado, esta mejor absorción se expresa por el FPC (factor de pick-up del colorante) que es la relación entre la cantidad de producto depositado con éxito sobre la tela y la cantidad que debe ser

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depositada (de acuerdo con la concentración del baño y la relación de exprimido), expresada en porcentaje.

A medida que aumenta la velocidad del teñido, el FPC se acerca a 100, ya que el material se mantiene durante un tiempo más corto en contacto con las sustancias disueltas. La concentración de los productos de acabado en el tanque de alimentación de la tina compensará las variaciones de concentración de estos productos en la cuba de impregnación si tienen un FPC significativamente diferente de 100.

Otro factor a tener en cuenta es el llamado pick-up o grado de exprimido, que representa la cantidad (en unidades de peso) de baño contenida en 100 unidades de peso del tejido, después de la impregnación y el exprimido, si su valor es menor, es mayor el efecto de apretado. Un apretado alto generalmente se prefiere, ya que reduce la cantidad de baño disperso entre un hilo y el siguiente, aumenta la penetración de los productos de acabado, permite ahorros de energía significativos durante el proceso de secado y reduce el fenómeno de la migración durante el mismo.

La baja resistencia mecánica de la tela o la limitada solubilidad de los productos de acabado podrían sugerir altos valores de pick-up. Éste depende de las características y composición de la tela, además de los siguientes parámetros: • • • • •

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Presión ejercida por los rodillos; Dureza del recubrimiento del rodillo; Viscosidad del baño; Tamaño del rodillo; Velocidad de funcionamiento;

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• •

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Preparación del tejido; Presencia de auxiliares.

Una vez que el tratamiento ha llegado a su fin, es necesario eliminar la presión inmediatamente y limpiar los cilindros para evitar la formación de suciedades y depósitos.

También se debe: •

•

•

Evitar trabajar con soluciones saturadas o casi saturadas, que podrían depositar cristales en los cilindros por evaporación del solvente; Proteger los cilindros de la luz, ozono, vapores de cloro, y del calor (calor radiante de las fuentes de calor, convección de aire caliente, etc.), sobre todo al final de los tratamientos; Prestar atención a la agresividad de los disolventes y reactivos químicos utilizados;

Después de la aplicación del baño de tintura en el foulard, por último, el colorante se fija sobre la fibra.

PORCENTAJE DE RETENCIÓN (PICK UP) DE UN TEJIDO Nos indica cuántas unidades (de peso) de baño retienen 100 unidades (de peso) de un tejido seco luego de su impregnación y pase por los rodillos del foulard. Por ejemplo, si se tiene un tejido con 70% de pick up, quiere decir que 100 gramos de tejido seco retienen 70 gramos de baño, por lo que luego de su pase por el foulard, el peso del tejido húmedo es 170 gramos.

Es importante determinar el pick up, pues permite calcular la cantidad de baño necesaria para teñir un

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peso de tejido dado, asumiendo que el baño tiene una densidad de 1 g/cm3, fácilmente se puede convertir las unidades de peso en unidades de volumen. Del ejemplo anterior, entonces podemos estimar que el tejido retendrá 170 cm3 (= 170 mililitros) de baño.

El pick up de un tejido depende inversamente de la presión de exprimido en los rodillos del foulard: • •

a mayor presión de exprimido, el pick up disminuye a menor presión de exprimido, el pick up aumenta

Determinación del pick up de un tejido en un foulard de planta Este es un control que se realiza en los foulards de planta para igualar los valores de pick up de un tejido obtenidos en el laboratorio, además de verificar la homogeneidad del apretado a lo ancho del foulard: • •

•

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Anotar los datos del tejido, la velocidad y la presión de los rodillos del foulard.

Tomar tres muestras a lo ancho del tejido a la salida del foulard. Para evitar pérdidas de humedad que influyan fuertemente en los resultados, inmediatamente introducir cada muestra en una bolsita plástica previamente pesada y rotulada según la zona del muestreo (izquierda, centro y derecha).

Pesar individualmente cada bolsita (con la muestra dentro) en una balanza analítica y registrar el resultado. Esto nos dará el peso

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•

•

• • •

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bruto, es decir, el total de los pesos de la bolsita y la muestra húmeda.

Descontar de los pesos brutos el peso de cada bolsita, para obtener los pesos netos húmedos (peso de cada muestra).

Colocar las tres muestras húmedas (ya sin la bolsa) en una estufa a 105 – 120º C durante 20 – 30 minutos. (Las condiciones dependen del gramaje del tejido y el peso de las muestras).

Retirar las muestras y acondicionarlas hasta alcanzar su equilibrio higrométrico.

Pesar individualmente las muestras secas y anotar los resultados.

Calcular el pick-up para cada muestra empleando la fórmula: Peso húmedo – peso seco

Pick-up =------------------------------ x 100 Peso seco Comparar los tres resultados y observar si existen diferencias significativas entre ellos.

Valores de pick-up notoriamente diferentes indican que la presión de los rodillos ejercida sobre la tela no es uniforme en todo su ancho, pudiendo representar zonas longitudinales con contenido de baño heterogéneo, que se traduce en variación de intensidades a lo ancho del tejido.

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Procesos continuos Calor seco (aire caliente): Proceso pad–dry, pad–fix, thermosol

Calor húmedo (vapor): Proceso: pad-steam.

Procesos semi continuos Reposo frio: Proceso pad-batch

Proceso Pad-Batch. (A) Foulardado (B) Reposo en frío (C) Tratamiento posterior

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Reposo en caliente: Proceso pad-roll

Proceso Pad-Roll. (A) Foulardado (B) Calentado (C) Reposo en caliente (D) Tratamiento posterior

•

Baño nuevo: Proceso pad-jigger

Proceso Pad-Jig. (A) Foulardado (B) Fijación y tratamiento posterior en jigger

En los procesos a la continua, la homogeneidad de la tintura depende de las instalaciones mecánicas.

En la tintura por agotamiento, el colorante se mueve del baño hacia la fibra.

Este proceso se puede utilizar para fibras, hilos y tejidos. El tinte disuelto en el baño se adsorbe primero, es decir, el material es teñido sólo en su superficie (el resultado en esta etapa depende del movimiento, sea del baño, del sustrato, o de ambos), luego penetra en el núcleo de la fibra (la difusión del colorante se ve afectada por la temperatura y el tiempo de tintura), y

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finalmente migra permitiendo así la uniformidad del teñido y su consistencia (esta fase se ve afectada por la temperatura y el tiempo).

Durante el proceso, las reacciones cinéticas y termodinámicas interactúan.

Teoría del teñido por agotamiento El proceso de teñido es una reacción química que ocurre entre el colorante y la fibra:

Examinaremos la relación entre las reacciones cinética (velocidad de proceso) y termodinámica (balance).

Cinética y termodinámica aplicada en la tintura El proceso de teñido es en realidad una reacción química compleja, que se produce entre el colorante en dispersión y la fibra sumergida en la solución. Este proceso se lleva a cabo en diferentes etapas del proceso.

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Fases de la tintura Para una mejor comprensión de la teoría del teñido, es fundamental dividirlo en varias etapas (a veces incluso éstas ocurren simultáneamente) y estudiar cada uno de ellas individualmente desde varios puntos de vista: • • •

Cinética (estudio de la velocidad de reacción).

Termodinámica (estudio del equilibrio de reacción).

Hidrocinética (influencia sobre la cinética del baño y/o el movimiento del material, dependiendo de la máquina de tintura utilizada).

Este es un aspecto importante no sólo para el teñido por agotamiento.

Primera fase (disolución y dispersión del colorante) En esta primera etapa el colorante, en estado sólido, se equilibra según el baño ya sea en forma molecular o en forma micelar (agregados de muchas moléculas con buena solubilidad), o en forma de micropolvo disperso (microcristales de moléculas de colorante poco solubles)

Como se señaló anteriormente, los colorantes deben ser solubles o dispersables en agua, y sería por lo tanto

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adecuado para hacer una distinción entre colorantes solubles (a) y dispersables (b). a) Los colorantes iónicos pueden dividirse en dos categorías principales: •

Colorantes aniónicos, hecho de sales de sodio a partir de fenoles, ácidos carboxílicos, esteres sulfúricos, grupos metálicos, o más frecuentemente, a partir de ácidos sulfònicos;

•

Colorantes catiónicos, generalmente de sales donde el anión es un cloruro, sulfato, acetato u otro, y contiene un átomo de oxígeno, azufre o, con mayor frecuencia un átomo de nitrógeno, con carga positiva.

Todos estos colorantes crean un equilibrio entre el tinte disuelto en moléculas y el tinte en forma micelar (agregados de varias moléculas con grupos iónicos, parcialmente salinos, y por lo tanto dotados de una pequeña carga); en este caso, la solubilidad depende de la relación entre la hidrófoba y el tipo cantidad de grupos hidrófilos: colorantes con moléculas de gran tamaño (peso molecular alto) son por lo general escasamente solubles, la presencia de una mayor cantidad de grupos iónicos (sulfònicos), o la presencia simultánea de grupos hidrófilos (hidroxilo, amino, amida, etc.) aumenta la solubilidad con el mismo peso molecular. Un incremento de la temperatura permite un balance más rápido y aumenta la solubilidad de los colorantes (una mayor energía cinética aumenta la desintegración de las micelas).

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La agitación favorece una rápida desintegración de las micelas. La adición de sales de sodio (cloruros o sulfatos) en cantidades considerables aumenta el agrupamiento en micelas de los colorantes aniónicos, reduciendo la solubilidad. También el pH puede afectar la solubilidad, aumentando para los colorantes aniónicos en un medio básico y para los colorantes catiónicos en un medio ácido.

Las aguas duras pueden producir precipitación de los colorantes aniónicos, por la formación de sales de calcio insolubles. Un aumento en la concentración del colorante (teñido de tonos intensos, baja relación de baño) favorece la aglomeración en micelas.

Algunas condiciones inadecuadas pueden originar precipitaciones y, por lo tanto, diferencias de tonalidad o reducir al agotamiento de los colorantes. b) Los colorantes dispersos tienen una solubilidad extremadamente reducida (0,05 hasta 50 mg/l), que aumenta proporcionalmente con la temperatura. De todos modos, se produce un equilibrio entre las moléculas disueltas y las dispersadas (éstas tienen un recubrimiento con moléculas de agentes disolutores).

Los colorantes con moléculas de gran tamaño (peso molecular alto) son menos solubles en agua, la presencia de grupos hidrofílicos aumenta su solubilidad y capacidad de dispersión.

Los agentes de disolución coloide-protectores aumentan la estabilidad de las dispersiones, siendo generalmente más estables a pH 4 – 5. La agitación excesiva (separación mecánica del revestimiento en los agentes de disolución), las variaciones de temperatura (ruptura

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de los enlaces agente disolvente/colorante o agente disolvente/agua), el tiempo prolongado (2-4 horas) a temperaturas elevadas y la presencia de electrolitos, pueden facilitar la aglomeración de las moléculas disueltas o de los pequeños cristales – no recubiertos con el agente disolvente – en cristales más grandes, con un posterior aumento de su tamaño y su precipitación sobre la fibra y el baño.

Segunda fase (adsorción) Durante esta etapa, por el efecto de la afinidad colorante-fibra, el colorante es adsorbido en la superficie de la fibra, formando de este modo enlaces químicos con ella.

La afinidad, la temperatura, (a veces el pH y/o los auxiliares) afectan a las interacciones termodinámicas y por lo tanto el equilibrio de las reacciones, determinando así el grado de agotamiento del baño de tintura.

Los mismos factores influyen también la velocidad de subida del colorante y por lo tanto su dispersión fluida.

Obviamente esta parte puede afectar a la velocidad de teñido, que, durante esta fase, también se ve afectada por factores hidrocinéticos relacionados con las máquinas utilizadas.

La afinidad entre el colorante y la fibra es la capacidad de ambos para formar un enlace permanente.

Cuanto mayor sea la afinidad, más fuertes y más grandes son los enlaces fibra-colorante y pequeño es el enlace colorante-disolvente (agua). Generalmente también es directamente proporcional al peso molecular

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(tamaño molecular) del colorante. La afinidad es por lo tanto una condición estrictamente relacionada con la composición química del colorante y la fibra. En cuanto al aspecto termodinámico, los mismos criterios mencionados anteriormente deben aplicarse y en general un aumento de la temperatura de teñido causa un cambio del equilibrio en el baño, con una reducción del agotamiento y, por lo tanto, una reducción de la afinidad del colorante por la fibra.

En los colorantes dispersos Debemos considerar coeficiente de distribución de Nernst: C(f) K = ---------------C(b) Dónde: -

-

C(f) es la máxima solubilidad (valor de saturación) del colorante dispersado en las fibras a T temperatura.

C(b) es la máxima solubilidad del colorante dispersado en el baño a T temperatura.

Tanto C(b) y C(f) aumentan cuando T aumenta, aunque la solubilidad en el agua se incrementa más rápidamente que la solubilidad en la fibra. En consecuencia, a temperaturas más altas el valor de saturación de la fibra se incrementa (la fibra puede

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absorber más colorante y obtener tonos más intensos), pero el balance de la tintura cambia hacia el baño, reduciendo así el agotamiento.

Puesto que el colorante que es adsorbido por la fibra es el disuelto en moléculas, la velocidad de adsorción aumenta a temperaturas más altas.

Los colorantes con moléculas de gran tamaño (peso molecular alto) son menos solubles en agua, producen una mayor cantidad de enlaces con la fibra y por efecto del aumento de la temperatura, agotamientos de baño mayores y con mayor rapidez que los colorantes con un menor peso molecular.

En los colorantes iónicos •

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Las fibras anfóteras (lana, seda, PA) por debajo del punto isoeléctrico6 tienen carga positiva, con un aumento de la afinidad hacia los colorante

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•

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aniónicos, mientras que por encima del punto isoeléctrico tienen carga negativa y por lo tanto, rechazan a los colorantes, permitiendo un control preciso de la afinidad, o sea la velocidad de subida y de agotamiento del colorante, si seajusta adecuadamente el pH. Para los colorantes catiónicos los cambios de afinidad se realizan de forma inversa a la descrita.

Las fibras celulósicas en medios de carga neutra, adquieren carga electrostática negativa, lo que reduce la adsorción de colorantes aniónicos; mediante la adición de electrolitos a la solución, los cationes adsorbidos pueden neutralizar las cargas negativas sobre las fibras, facilitando la adsorción de los colorantes.

Los colorantes con moléculas de gran tamaño (altos pesos moleculares) son menos solubles en agua, forman más enlaces con la fibra, por lo tanto, tienden a agotar más rápidamente los baños.

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En los colorantes iónicos, contrariamente a los dispersos, el punto de saturación de la fibra se alcanza gradualmente, y, por tanto, la relación entre la concentración de colorante en el baño y en la fibra ya no es lineal.

Las altas temperaturas reducen la afinidad colorantefibra y también el agotamiento (fig. 41 – curvas A, B), pero la velocidad de adsorción será superior.

Durante este paso, el movimiento entre el sustrato y el baño (condición hidrocinética), es un factor crucial.

Las condiciones más favorables se crean con máquinas en las que tanto el material como la solución de teñido se mueven con una baja relación de baño (más ciclos/min del baño para el mismo caudal de bomba).

Una rápida adsorción del colorante sobre la superficie del sustrato reduce la concentración de colorante cerca a la fibra, reduciendo así la velocidad de adsorción. Una correcta velocidad del cambio de baño en contacto con la fibra permite la máxima concentración del colorante cerca de ella.

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Al mismo tiempo, el flujo del baño en contacto con el material se extiende homogéneamente y permite una buena distribución del colorante en todas sus áreas; mejorando la igualación del colorante con los mismos tiempos de operación.

La reacción de adsorción es usualmente suficientemente rápida para no afectar a la velocidad de tintura, debiendo ser a menudo más lento o ajustado (temperatura, pH, productos auxiliares) en valores óptimos para evitar una distribución irregular del teñido.

Tercera fase (difusión) Durante esta etapa el colorante, adsorbido en forma molecular por la superficie mediante la ruptura y formación de enlaces, muchas veces tiende a penetrar dentro de las fibras a través de sus zonas amorfas, distribuirse homogéneamente y fijarse continuamente.

Etapa más lenta del proceso de teñido, es extremadamente importante, pues establece los tiempos para una buena penetración, esencial para la óptima solidez, y en consecuencia, para una buena relación costo-eficacia y excelente calidad.

Los factores fundamentales son: •

•

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La cristalinidad de la fibra: los colorantes penetran en las fibras a través de las áreas amorfas y por lo tanto cuanto mayor es la cristalinidad, menor es la velocidad de difusión.

El tamaño molecular del colorante: en colorantes con tamaño de molécula más grande se hace más difícil su difusión a través de las zonas amorfas.

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•

•

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La fuerza del enlace colorante-fibra (afinidad): mientras más fuerte sea, más difícil será la difusión.

Temperatura de teñido: el aumento de la temperatura facilita el rompimiento del enlace colorante-fibra y libera los enlaces intermoleculares de las fibras. Esto conduce a un hinchamiento de las mismas y hace la difusión más rápida, pero al mismo tiempo reduce la afinidad y por lo tanto el agotamiento del baño.

Penetración del colorante y migración dentro de la fibra

Una concentración más alta acelera la difusión: la velocidad máxima de teñido puede obtenerse solamente manteniendo la superficie de la fibra saturada con colorante (manteniendo así el más alto grado de concentración posible), por medio de una velocidad de cambio adecuada del baño en la superficie de la fibra (condición hidrocinética).

La presencia de auxiliares que facilitan el hinchamiento de la fibra o el aumento de la concentración de colorante cerca de ella, tiende a aumentar la velocidad de difusión.

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El tiempo debe ser adecuado para permitir la buena penetración de los colorantes, ya que éste es un requisito previo para el desarrollo de la máxima solidez.

Penetración del colorante

Cuarta fase (migración) Las fases 2 y 3 se invierten en esta cuarta etapa de migración; el colorante debe difundirse hacia las capas externas de la fibra, y luego volver – siempre en solución – para migrar hacia las zonas donde haya una menor concentración, mejorando así la igualación del color.

La baja afinidad, la baja cristalinidad de la fibra, el tamaño molecular pequeño del colorante favorecerá esta fase, aunque afectan negativamente a la solidez del teñido y al agotamiento de baño. Por otro lado, una alta concentración de electrolitos facilitaría la agregación de los colorantes aniónicos, sobre todo en el núcleo de la fibra, donde el colorante está más concentrado, mejorando el agotamiento y reduciendo el fenómeno de la migración.

La migración se facilita por largos tiempos de permanencia a altas temperaturas (que conducen a mayores costos); un buen control de las etapas de adsorción y difusión, con una dispersión uniforme del BR

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colorante en cada momento del proceso de teñido, puede hacer que la etapa de migración sea superflua, con un alto costo posterior de eficiencia y calidad.

Para los colorantes dispersos, las variaciones térmicas considerables y la falta de agentes de disolución coloide protectores, pueden promover el crecimiento de los cristales de colorante que está en el material o precipitado, originando defectos de teñido y baja solidez al frote. Una agitación excesiva (bombeo) o un pH incorrecto pueden causar inestabilidad de la dispersión.

Los colorante aniónicos tienden a precipitar a pH demasiado bajos, y también en presencia de agua dura o cationes de gran tamaño; los colorantes catiónicos podrían precipitar en medio neutro o alcalino, y en presencia de aniones de gran tamaño.

Generalidades sobre las tinturas por agotamiento Diferente del proceso a la continua, el baño de tintura en el proceso por agotamiento, es siempre varias veces mayor en relación al peso del sustrato. Por esta razón, en las recetas por agotamiento, la cantidad de los colorantes es siempre indicada en % sobre el peso del material. (En los procesos a la continua se expresan en gr/lts).

Varios factores influyen para que haya una buena uniformidad en la tintura por agotamiento.

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Contacto entre baño y sustrato Material textil en movimiento, baño parado.

Ejemplos: barcas y jiggers.

El número de contactos/minutos (C) entre baño y sustrato es calculado por la fórmula: V C = --------------------M

V= velocidad del sustrato en mts/minutos M= longitud del sustrato en metros

Material textil parado, baño en movimiento

Ejemplos: turbos para piezas, teñido de hilos BR

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El número de contactos/minutos es calculado por la fórmula: F C =--------------------L

F= flujo del baño en litros/minutos L= volumen del baño en litros de la maquina a) Material y baño en movimiento

Ejemplos: jets El número de contacto/minutos es obtenido por la fórmula: F C =-------

cuando el baño y el sustrato circulan en contra corriente

L V C = -------

baño y sustrato circulan en el mismo sentido

M

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Relación de baño (RB) Viene a ser la relación entre el peso del material a procesar y el volumen de baño a usar. De forma práctica puede entenderse como los litros de baño necesarios para procesar un kilogramo de sustrato.

Por ejemplo, si en una máquina de tintura se tiñe una partida de hilo de 50 kilogramos y la relación de baño es 1/10, quiere decir que se necesitan 500 litros de baño de tintura.

Se entiende entonces, que a mayor R/B en una receta, mayor será el volumen de baño requerido.

Esto significa que: -

-

-

-

BR

El consumo de agua blanda aumenta.

El consumo energético aumenta, dado que se requiere más energía (electricidad, vapor, diesel) para cambiar el estado térmico de un mayor volumen de baño.

El peso de los productos cuya concentración está en gramos por litro de baño se incrementa directamente (aumentando el costo por insumos).

Se incrementa la cantidad de efluentes (mayor volumen de aguas residuales, o sea mayor polución).

Como se deja entender, una relación de baño alta trae negativas consecuencias medioambientales y económicas, aunque también es cierto que trabajar con una relación de baño menor de la que fue diseñada para la máquina7, ocasiona

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graves problemas de veteaduras y mala igualación. Es por esta razón que durante muchos años las máquinas de tintura empleaban relaciones de baño altas (1:20 hasta 1:50).

Por fortuna, gracias al avance de la tecnología, actualmente existen máquinas que pueden trabajan sin problemas con relaciones de baño bajas (1:6 hasta 1:4) o muy bajas (existe un fabricante que provee máquinas R/B 1:2).

La relación de baño debe de considerar el suficiente volumen para que las bombas trabajen sin problemas.

Al calcular el volumen de baño, debe tenerse en cuenta las adiciones que se efectuarán durante el proceso.

CURVAS TEMPERATURA-TIEMPO En general, los procesos por agotamiento deben ser ejecutados rigurosamente conforme las instrucciones del técnico de la tintorería. Muchas veces estas instrucciones vienen en forma de gráficos, donde en el eje de las abscisas se indican las unidades de tiempo, y en el de las ordenadas, la temperatura. Una línea continua (o un conjunto de ellas) muestra el proceso (o procesos) que se lleva a cabo.

Gracias a estos diagramas podemos observar: • •

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Un punto inicial del proceso (temperatura de inicio y tiempo 0) La velocidad de subida (o descenso) de la temperatura en un tiempo determinado (gradiente de subida o bajada).

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• • •

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El tiempo de permanencia en una temperatura dada.

La adición de productos.

Procesos complementarios

Tintura de Poliéster La fibra de poliéster es una macromolécula producida por una reacción de condensación de un ácido carboxílico con un glicol. Usualmente se emplea ácido tereftalico + etilen glicol.

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Se le denomina poliéster porque contiene en su fórmula varios grupos “Ester”, poli significa varios.

Las condiciones de tratamiento durante la producción de la fibra influyen el grado de la cadena molecular y en consecuencia en el pobre poder de adsorción del colorante. Tratamientos posteriores en caliente, con o sin tensión (texturizado, termofijado), también afectan esta propiedad.

Propiedades del poliéster • • • • • • • • • •

Alta resistencia a la tensión Alta resistencia al calor (más de 200ºC) Alto punto de fusión (250/260ºC) Buena resistencia a la fricción Termoplástica, fijable Buena estabilidad a la luz Buena resistencia a los ácidos y a las bacterias Tratamientos alcalinos a alta temperatura saponifican la fibra, pudiendo hasta destruirla Cadena cristalina muy compacta y orientada dificulta la adsorción del colorante Teñible con colorantes dispersos sin grupos iónicos y aplicados en dispersión

De todas las fibras convencionales, la de poliéster es la que posee el más bajo poder de retención del agua (5%) y el más bajo poder de absorción de la misma

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hasta el límite de la sensación de humedad (2%). La texturización (comprensión y tratamiento térmico simultáneos) provoca la formación de una fibra voluminosa y ondulada (rizada), cuyo “carácter textil” es apreciado para ciertos artículos.

La estabilidad dimensional es una ventaja importante que, sin embargo, puede afectar negativamente la eliminación de falsos pliegues formados durante el tratamiento.

La fibra de poliéster es insensible a la mayoría de productos químicos y a las bacterias. Debido a su estructura química, su resistencia a los ácidos es satisfactoria, pero los álcalis relativamente fuertes pueden provocar una saponificación de la fibra, en especial a temperaturas elevadas. Esta última propiedad se utiliza para fabricar hilados que imitan a la seda (descamación de la fibra).

Se fabrican diferentes calidades de fibras de poliéster: - Brillantes o mates.

- De filamento continuo o de fibra cortada.

- Con sección redonda.

- En calidad estándar Además de su utilización en distintos sectores industriales (correas, neumáticos, etc.) Las fibras de poliéster se utilizan en prácticamente todos los sectores textiles. Mientras que para ciertos artículos el aspecto más importante lo constituye las propiedades de la fibra, en otras aplicaciones se apreciara sobre todo su

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rentabilidad y sus propiedades al uso. Para los artículos siguientes se requiere una resistencia a la rotura muy elevada y una buena elasticidad: o Hilo de coser o Encaje o Redes de pesca o Cintas y correas o Prendas de trabajo o Lonas

Colorantes dispersos Al contrario de otras fibras, el poliéster no tiene grupos polares y, por este motivo no puede ser teñida por mecanismos iónicos, con colorantes hidrosolubles como ácidos, catiónicos, directos, etc. Solamente es posible teñirlos con dispersos, no iónico y prácticamente insolubles en agua fría.

La dispersión solo es estable mediante la adición de agentes dispersantes, los cuales forman una capa alrededor de las partículas de colorante, evitando que se aglomeren y produzcan resultados no deseados, los dispersantes son incorporados durante la molienda y en el proceso de teñido.

PROCESAMIENTO DEL POLIÉSTER La preparación del poliéster consta del descrude (o lavado previo) y del blanqueo. Además de estas BR

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operaciones, es importante someter luego al tejido a un proceso de termofijación, para estabilizar sus dimensiones.

Descrudado Al desarrollar un proceso de descrude de fibras sintéticas, debe considerarse la presencia de aceites de ensimaje y de tejeduría de punto, eventuales suciedades del tejido y la sensibilidad de las fibras a los productos.

Es importante la perfecta remoción de estos aceites para una tintura bien igualada.

Receta de descrudado - 0,5 – 1 g/l de fosfato trisódico o carbonato de sodio - 1 – 2 g/l de detergente no iónico - Temperatura 70 – 80º C - Tiempo 30 minutos Se debe tener presente que la temperatura no debe pasar los 100oC, porque un lavado alcalino a temperaturas más elevadas produce hidrólisis en la fibra.

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Termofijado Para obtener las propiedades finales de la fibra, se le somete a un proceso de termo fijado.

El termo fijado es un tratamiento en caliente con estiramiento, lo cual orienta las moléculas de cadena larga paralelamente las unas a las otras, las mismas que quedan ligadas entre sí por el principio de Van Der Walls, por otra parte por los puentes de oxígeno, estos puentes solo tienen efectividad a corta distancia, o sea cuando las cadenas están ubicadas muy cerca las unas de las otras.

Esta orientación longitudinal y el número apreciable de puentes de oxígeno son entre otras, la razón de las pocas capacidades de absorción de humedad de la fibra.

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Este proceso con la intervención del calor hace que las moléculas puedan deslizarse las unas al lado de las otras igualando tensiones internas, llegando a un estado de equilibrio con una energía interna mínima.

Mediante éste proceso, también se acorta las cadenas, por consiguiente, toda la fibra encoge; porque con la energía del calor los puentes de oxigeno se rompe.

En resumen, la fibra sufre un proceso de fusión, que al enfriarse rápidamente, alcanza un potencial interno mínimo, lográndose un fusión de la fibra con los puentes de oxigeno libres. Esta es la teoría que explica el termo fijado termo plastificado, de lo que se deduce que debe darse los siguientes procesos: a. Calentamiento de la fibra, a una temperatura característica para cada una. b. Enfriamiento rápido.

Los límites de temperaturas están fijados hacia arriba por el punto de ablandamiento o fusión total y hacia abajo por la temperatura mínima para iniciar una reacción química.

La capacidad del termofijado es muy importante para la estabilización de la torsión de los hilados y la eliminación del encogimiento residual, además aumenta la resistencia a las arrugas y se obtienen una plisada resistente al lavado.

La temperatura de termofijado para el poliéster, se encuentra entre 200 -2200C. El tiempo necesario disminuye con una mayor temperatura, este debe de estar entre 30 a 60 segundos. En el poliéster un termo

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fijado posterior de la fibra, elimina un termo fijado anterior, siempre que se realice en condiciones más intensas.

A mayor temperatura, mayor es el grado de encogimiento por lo que es necesario que la fibra se mantenga bajo tensión.

Durante el proceso de termofijado es indispensable encontrar correctamente las condiciones de operación, todo el tejido debe tener uniformemente las condiciones de termofijado para que sus propiedades también sean iguales.

El tejido debe mantenerse bien tensado para evitar las arrugas, las que solo se podrá eliminar con otro termo fijado más intenso.

EFECTOS DEL TERMOFIJADO: a. Efecto de teñibilidad de la fibra. b. Puede causar la sublimación de ciertos tipos colorantes que ya están presentes en la fibra. c. Mejora considerablemente la estabilidad dimensiones los tejidos y su resistencia al arrugado dando al tejido al mínimo el encogimiento del material teñido.

Los efectos negativos son: • Tacto más duro • Menor rendimiento del colorante •

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Sublimación (evaporación y degradación) de los colores produciendo un cambio de matiz.

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El poliéster también puede ser termo fijado en crudo, pero la suciedad natural puede ser termo fijado, por tanto, se prefiere un lavado previo, de lo contrario hay que hacer descrudado fuerte, lo que no es muy recomendable. Esto depende de la forma de trabajo que adopte cada fábrica.

Blanqueo químico El poliéster tiene, en general, un buen grado de blancura.

Blanqueo químico con clorito de sodio • • • • • • •

Humectante Nitrato de sodio 1- 2 g/l Clorito sódico al 80% 2 g/l Ácido acético para pH 3,8 – 4,2 Fosfato monosódico 1,5 g/l Temperatura 85º C Tiempo 60 minutos

Después del blanqueo enjuagar profundamente con agua blanda caliente y fría.

Blanqueo químico con carrier • • • • • •

Carrier 4 – 8% Clorito de sodio al 80% 2 g/l Acetato de sodio 2 g/l Ácido fórmico al 85% 2 ml/l Temperatura 85º C Tiempo 60 minutos

Después del blanqueo enjuagar profundamente con agua blanda caliente y fría.

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Método de disolución de los colorantes dispersos Microdispersos • •

Empastar el polvo en agua fría.

Verter agua tibia (40º C) sobre la pasta, bajo agitación constante.

El volumen de agua debe ser de 15 a 20 veces el peso del colorante.

Usar mezclador de baja rotación.

Granulados Verter lentamente y bajo agitación constante los gránulos de colorante sobre el agua tibia (40º C).

• •

El volumen de agua debe ser de 15 a 20 veces el peso del colorante.

Usar mezclador de baja rotación.

Tintura de poliéster a alta temperatura La velocidad de tintura aumenta con el incremento de la temperatura. A temperatura muy bajas (inferior a 70ºC) las cadenas poliméricas se encuentran casi paralizadas y en la medida que se eleva la temperatura, aumenta la vibración, aumentando la movilidad de los segmentos poliméricos en las regiones amorfas, abriendo cavidades suficientemente grandes, a través de las cuales el colorante puede difundirse.

Hay dos maneras de transmitir esta energía de activación:

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En tintura por agotamiento en aparatos cerrados a temperaturas de 128/139ºC sobre presión de aprx. 3,5 atmosferas. Proceso denominado HT Tintura en tiempos cortos de 60 a 120 segundos con calor seco a 200/220ºC en el proceso denominado thermosol TH

Mecanismo de tintura Los colorantes dispersos, son de baja solubilidad en agua fría, variando de colorante a colorante, en el orden de pocos mg/lts. La solubilidad aumenta con la temperatura, alcanzando centenas de mg/lts en la temperatura de teñido.

En el inicio de la fase A, (véase la sigla figura siguiente), algunas moléculas del colorante se disuelven. Con el calentamiento del baño, la energía térmica aumenta la actividad de las moléculas disueltas y estas, entrando en el campo de adsorción de la fibra, comienzan a ser adsorbidas (fase B - Adsorción).

Enseguida, en temperaturas más altas, el colorante migra hacia el interior de la fibra (fase C - Difusión).

A medida en que el colorante es difundido, más colorante es adsorbido y más partículas se disuelven.

Este proceso cinético depende del colorante y de su cantidad. La velocidad de tintura es en función de la solubilidad y de la velocidad de adsorción y difusión.

Después de determinado tiempo de tintura, llamado temperatura de fijación, el sistema entra en equilibrio.

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A Colorante disuelto

Adsorcion

Desadsorcion

Difusion a la superficie de la fibra

Superficie de la fibra

Fibra Teñida Migración

B

Difusion al interior de la

C

fibra

Tintura

Mecanismo de tintura de poliéster TINTURA DE TELAS CON FIBRAS DE POLIESTER Existen dos métodos de aplicación: Por agotamiento: (batch, partidas, a la discontinua), donde se tiñe un lote de tela de un determinado peso, en función del equipo disponible.

Por impregnación: (a la contínua, Pad–Thermosol), donde la tela pasa en forma continua por un baño donde se impregna con el color, luego se desarrolla el mismo por temperatura y finalmente se recoge en rollos.

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Método por agotamiento Hay dos formas de aplicación: a Presión Atmosférica y a Alta Temperatura (HT) Veamos el primer caso: MÉTODO DE TINTURA CON CARRIER A PRESIÓN ATMOSFÉRICA Consiste en el empleo de un auxiliar de tintura (carrier) que actúa hinchando la fibra de poliéster, de forma que a 100ºC, el colorante disperso puede difundirse dentro de la fibra y teñirla eficientemente.

Presenta el inconveniente que el carrier está basado en sustancias fenólicas de alta contaminación ambiental, por lo que su uso está disminuyendo fuertemente.

Sin embargo, el uso de este método es necesario cuando no se disponen de equipos cerrados que permitan trabajar a alta temperatura. .....

El método y composición del baño de tintura es el siguiente: Material: PES 100% o sus mezclas en tejido plano o tejido de punto.

Equipos:

Jiggers, Autoclaves o Jets y Overflows.

Colorantes:

Dispersos

Relación de baño:

1:5-1:12

Auxiliares: Agente dispersante ......1-2 g/lt

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Carrier ..................... 4-5 g/lt Dador de ácido ........... pH de trabajo……….

1 g/lt 5-5,5

Temperatura: 98-100ºC Tiempo: 30-60 min Postratamiento Lavado reductor Soda cáustica 50% ....... 3-4 g/lt Hidrosulfito de sodio ...... 2-3 g/lt Tensioactivo no iónico ...

1-2 g/lt

Tratar 15 min. a 80ºC Las concentraciones menores de auxiliares y de tiempos de proceso corresponden a las menores concentraciones de colorantes.

Las relaciones de baño están dadas por el volumen de baño óptimo de los equipos que se utilicen.

El lavado reductor puede evitarse en tonos claros hasta medios, y dependerá de las solideces finales exigidas.

Esquema del proceso

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MÉTODO DE TINTURA A ALTA TEMPERATURA (HT) Es actualmente el método más difundido, a raíz del desarrollo y difusión de las máquinas overflow y jet, de alta temperatura. El método es más eficiente que el anterior y menos contaminante.

El método y composición del baño de tintura es el siguiente: Material: PES 100% o sus mezclas en tejido plano o tejido de punto.

Equipos: Jiggers HT, Autoclaves o Jets y Overflows.

Colorantes: Dispersos Relación de baño:

1:5-1:12

Auxiliares:

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Ennoblecimiento

Dispersante ..................1-2 g/lt Emulsionante ................

1-2 g/lt

(*)

Acelerante de difusión .... 1-3 g/lt

(*)

Dador de ácido ............. pH de trabajo:

1 g/lt

4,5-5,5

Temperatura: 125-130ºC Tiempo: 20-45 min Postratamiento Lavado reductor TRADICIONAL EN MEDIO ALCALINO Soda cáustica 50% ........ 2 g/lt Hidrosulfito de sodio ...... 2 g/lt Tensioactivo no iónico .... 1-2 g/lt Tratar 15 min. a 80ºC VARIANTE EN MEDIO ACIDO Auxiliar lavado reductor ... 0,5-2 g/lt Ajustar pH a 4,0-4,5 / Tratar 20 min. a 80ºC Se hacen las mismas recomendaciones generales que en el método anterior. La inclusión de un agente emulsionante con características tensioactivas se recomienda en caso de mercaderías conteniendo aceites

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de tejeduría remanente, de difícil eliminación en el pretratamiento o por ausencia de éste.

El agregado de un acelerante de difusión se hace necesario cuando se observe una mala penetración del colorante dentro de la fibra, especialmente en tonos intensos. En muchas oportunidades los colorantes quedan depositados sobre la superficie de la fibra sin penetrar dentro de la misma, generando posteriormente una mala solidez al frote.

Esquema del proceso Tintura de Poliéster, Tonos intensos

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Las curvas para tonos medios y claros son similares, pero varían las velocidades de subida de temperatura y los tiempos de permanencia. Veamos ambos esquemas:

Tintura de Poliéster, Tonos medios

Tintura de Poliéster, Tonos claros

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Prevención de defectos en la tintura de poliéster por agotamiento Barrado Causa Variación o grado de estiramiento en la producción o texturizarían de la fibra

Acción preventiva Usar colorantes de baja energía Pre vaporizar por 30 min a 130ºC

Quiebres Causa Característica del sustrato o de la maquina Enfriamiento rápido Descarga del baño muy caliente

Acción preventiva Usar lubricante anti quiebres Enfriar máximo a 1ºC/min Enfriar hasta 60ºC

Perdida de rendimiento del colorante Causa Reducción o hidrólisis del colorante

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Acción preventiva Usar sistema tamponado: pH 5 con ácido acético, 2 g/l sulfato de amonio.

En presencia de sales metálicas: usar EDTA

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Veteados Causa

Acción preventiva

Calidad del colorante

Utilizar colorantes de buena estabilidad de dispersión

Mala preparación de dispersión Acción mecánica violenta Relación muy baja colorante/baño Temperatura alta Falta o exceso de dispersante en el baño Exceso de igualador no iónico en el baño

Usar mezclador hasta 300 rpm Dispersar el colorante en volumen mínimo de 20 veces su peso Dispersar a 40ºC Usar cantidad recomendada (colores claros mayor cantidad) Usar la cantidad adecuada. No usar en colores oscuros

Agotamiento incompleto Sobrepasar el límite de saturación del colorante Temperatura baja de tintura Exceso de igualador

Emplear más de un colorante del mismo color Aumentar la temperatura de teñido Reducir la cantidad de igualador

Mala solidez a la luz Causa Decoloración catalítica

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Acción preventiva Hacer pruebas, y si es necesario sustituir el colorante

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Polvo blanco Causa

Oligomeros

Acción preventiva Reducir el tiempo de tintura Vaciar el baño a la máxima temperatura posible.

1er lavado con agua caliente. Lavado reductivo, incluyendo un lubricante no iónico.

Utilizar dispersante de Oligomeros

Mala solidez a la fricción Causa

Termo migración

Acción preventiva Evitar el uso de ensimajes o productos de acabado no iónicos Lavar los tejidos hechos con hilos teñidos, antes de la termo fijación

Mala solidez a la sublimación Causa Uso de colorantes inadecuados Uso de cantidades de colorante superior al límite de solidez exigida

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Acción preventiva Lavado reductivo Sustituir por más de un colorante

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Método por impregnación-desarrollo térmico (pad-thermosol) Los métodos descritos anteriormente, se aplican al ennoblecimiento de partidas por lotes, esto es una cantidad limitada de tela que varía según la capacidad de la máquina del equipo empleado.

Pero cuando se necesita procesar grandes cantidades de mercadería, se emplea el método de tintura a la continua que, con algunas variantes según la fibra que contenga, tiene por base la siguiente secuencia de operaciones: IMPREGNACIÓN → PRESECADO → TERMOFIJADO → LAVADO

IMPREGNACIÓN La aplicación del colorante se realiza cuando la tela atraviesa el baño de tintura contenido en la batea de un foulard, donde se impregna y luego exprime a una presión controlada, que permite conocer la cantidad de colorante que va a transportar el textil por unidad de superficie.

En la imagen adjunta se ve la tela sin teñir a la izquierda, y luego de pasar por el baño de tintura, se puede observar cómo queda impregnada, lista para entrar al presecado. .....

En proceso industrial la tela no se enrolla (como se ve en la imagen), sino que entra directamente al equipo de presecado y termofijación descrito a continuación.

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PRESECADO / TERMOFIJACIÓN La tela impregnada con el baño de tintura entra a un equipo de presecado donde tiene lugar la evaporación del agua. En ese momento y dentro del mismo equipo, es conducida a un sector de mayor temperatura donde se produce el termofijado, en donde el colorante penetra por la acción térmica dentro de la fibra, quedando fijado a la misma. Sin embargo, queda una cantidad remanente de colorantes y productos auxiliares sobre la superficie del textil, que den ser extraídos.

LAVADO A LA CONTINUA Cuando la tela sale del equipo de termofijado, entra a una instalación de lavado al ancho como la que se ve en la imagen adjunta. Por medio de una serie rodillos la tela es obligada a sumergirse y emerger repetidas veces en el baño de lavado, donde se produce la limpieza del remanente mencionado, que es el responsable de una mala solidez al frote, cuando no es extraído correctamente.

Concluida esta etapa de limpieza el proceso de tintura está terminado.

Las condiciones de aplicación son las siguientes: Material: PES 100% o sus mezclas en tejido plano.

Equipos:

Línea de fulard-termosol.

Colorantes: Dispersos

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Pick up:

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55-65%

Producto auxiliar: Alginato de sodio 1 g/lt Presecado:

3 min-100ºC

Termofijado: 60 seg-200ºC Postratamiento Lavado reductor Soda cáustica 50% ....... 2 g/lt Hidrosulfito de sodio …. 2 g/lt Tensioactivo no iónico ... 1-2 g/lt Tratar 15 min. a 80ºC PRINCIPALES PROBLEMAS QUE SE PRESENTAN EN EL PROCESO DE TINTURA 1) Mala igualación 2) Quiebres, arrugas.

3) Manchas de colorante o de carrier 4) Diferencia de tonos entre el interior y exterior de una bobina.

5) Tonos diferentes ocasionados por la migración o sublimación.

6) Mala solidez al lavado y frote.

CAUSAS DE TINTURAS DEFECTUOSAS 1) Descrude deficiente BR

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2) Mala preparación del colorante, auxiliares en mal estado no hay una buena dispersión del colorante.

3) Cambios bruscos de temperatura 4) Enjuagues deficientes 5) Fallas en el proceso 6) Deficiencia en el equipo En cuanto a la disolución del colorante se debe tener mucho cuidado en la temperatura, no debe estar por encima de los 500C, porque se puede estropear la dispersión además que disminuye la solidez al frote; el colorante se debe empastar y diluir de tal manera que no queden partículas del colorante.

DESMONTADO DE LOS COLORANTE DISPERSOS Las fibras poli estéricas teñidas son muy difíciles de desmontar debido a que la mayoría de agentes oxidantes y reductores no penetran en la fibra.

Los teñidos defectuosos en la práctica son corregidos para teñirlos a un tono más oscuro, intenso o en todo caso a negro.

Sin embargo, algunos colorantes dispersos pueden ser desmontados parcialmente rebajar las tinturas o igualar las manchas, por un tratamiento a ebullición con un detergente fuerte no iónico, en presencia de un carrier, la solución debe estar en un PH de 4 – 5 con ácido acético, el tiempo de tratamiento debe ser por 1 hora a 1.5 horas.

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La receta posible, aunque éstas generalmente tienen que ser ajustadas de acuerdo a las necesidades y condiciones de la planta, sería:

•

2.0 – 5.0 gr/l de hidrosulfito de sodio.

• 5-7 ml/ l Dispersante.

• 1 – 1.5 gr/ l Carrier (usado en la tintura).

• Temperatura inicial 600C, hasta temperatura de ebullición.

• Mantener por su espacio de tiempo de 1-1.5 horas Tintura de fibras celulósicas (algodón) El algodón es una fibra natural y puede ser teñida como vimos anteriormente con varios tipos de colorantes, aquí trataremos los Directos y los Reactivos: PROCESAMIENTO DEL ALGODÓN En la preparación del algodón se debe eliminar las impurezas (naturales y adquiridas) y dejarlo hidrófilo para el teñido. Estas impurezas pueden ser de dos tipos: •

•

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Preexistentes en las fibras en crudo. En el caso del algodón encontramos aceites, grasas, hierro y sales de dureza (Ca y Mg), suciedades y pigmentos naturales.

Agregadas a los sustratos durante los procesos de hilatura (ensimajes y parafina)

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Receta de descrudado A. Descrudado - 2 – 4 g/l NaOH 50% - 1,5 g/l humectante - 1,5 g/l detergente aniónico - Temperatura 98º C - Tiempo 30 minutos Luego enjuagar profundamente con agua blanda caliente, y después enjuagar con agua blanda fría.

B. Neutralizado - 1g/l ácido acético - Temperatura ambiente - Tiempo 10 minutos Luego enjuagar con agua blanda fría.

Receta del blanqueo con peróxido de hidrógeno A. Blanqueo - Humectante aniónico 0,3 – 0,6 g/l - Estabilizador (Silicato de sodio) 0,3 g/l - NaOH 36º Bé para pH 10 – 11 - H2O2 50% 1 – 3 ml/l - Temperatura 100º C

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- Tiempo 60 minutos Después del blanqueo enjuagar profundamente con agua blanda.

B. Neutralizado - Ácido acético para pH 5 - Temperatura ambiente - Tiempo 10 minutos Receta de descrude y blanqueo simultáneo - Humectante aniónico

0,3 – 0,6 g/l

- Estabilizador (Silicato de sodio) 0,3 g/l - NaOH 36º Bé 5 – 10 ml/l - H2O2 50% 5 – 10 ml/l - Temperatura 100º C - Tiempo 60 minutos Después del blanqueo enjuagar profundamente con agua blanda.

Teñido de Telas e Hilos de Algodón La tintura de telas de algodón puede realizarse con diversas familias de colorantes ya sean tanto naturales como sintéticos.

Los primeros son utilizados para el teñido artesanal ecológico, mientras que los segundos son utilizados principalmente para la producción industrial y para

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ciertos productos de la artesanía textil no relacionados con el etiquetado verde.

Con respecto a la técnica de aplicación industrial, la elección de los colorantes a emplear está sujeta a los requerimientos de solideces, brillantez de los colores, equipos de teñido disponibles y del costo de la formulación.

El tipo de método de tintura, dependerá del volumen de producción y de los equipos existentes, reservándose el teñido discontinuo para pequeñas producciones y los métodos continuos o semi-continuos para los grandes volúmenes de mercadería.

La tintura por partidas es muy empleada por pequeñas y medianas empresas que procesan poca cantidad de mercadería con mucha variedad de colores. Se utilizan equipos para teñido que cargan entre 200kg y 800kg por partida.

Con respecto a los colorantes, podemos afirmar que actualmente hay dos familias que, sin lugar a dudas, son las más utilizadas: los colorantes directos y los colorantes reactivos. En menor proporción también se emplean los colorantes a la tina y los colorantes al sulfuro, y en una proporción mucho menor aún, los colorantes naftoles.

Aquí solo estudiaremos los métodos de tintura con colorantes directos y reactivos.

Tintura con Colorantes Directos Los colorantes directos forman un grupo de colorantes que se aplican para el teñido de fibras directamente

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sobre el sustrato, sin necesidad del empleo de mordientes. Si bien este concepto proviene de las antiguas técnicas artesanales de aplicación de colorantes naturales, término con que actualmente se denomina a un grupo de compuestos sintéticos desarrollados desde el siglo XIX. . .

Los colorantes directos son usados ampliamente en la tintura del algodón, lino y otras fibras celulósicas naturales, aunque también son aptos para la coloración de fibras de rayón viscosa, seda y lana. Dada su afinidad por la celulosa, se los denominan colorantes sustantivos, aunque en rigor de verdad otros grupos de colorantes (como los colorantes reactivos) también tienen esta propiedad por lo que caen dentro de esta definición. Actualmente se prefiere la denominación de colorantes directos, para evitar la confusión con otras familias de colorantes.

Estructuras químicas Los colorantes directos son compuestos del tipo azo, de alto peso molecular que contiene grupos sulfónicos para proveerlos de solubilidad al agua.

Poseen las siguientes estructuras químicas: monoazo, diazo, dis-azo, quinolina, etilbenceno, ftalocianina, tiazolina, entre otras, formando extensas moléculas que se disponen a lo largo de las fibras formando uniones electrostáticas (Van Der Waals, y puentes hidrogeno).

De las estructuras químicas mencionadas, hay dos principales: azo y tiazol.

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COLORANTES DIRECTOS AZOICOS Poseen uno o varios grupos cromóforos “azo”. Su estructura es del tipo: R1-N=N-R2

Naranja de metilo

.

Los colorantes con cromóforos tipo azo, son donantes y aceptantes de protones. En la fórmula anterior R1 es un radical con grupos aceptantes de protones, como nitro o ciano, mientras R2 contiene dadores de protones como el amino o alquilamino.

La situación más interesante se produce cuando el grupo azo está unido a dos anillos bencénicos sustituidos, ya que el compuesto resultante absorbe radiación en el espectro visible generando color de forma intensa. De ahí que los azo compuestos sean los productos más difundidos en la mayoría de los colorantes textiles que se comercializan actualmente.

Un ejemplo sencillo para observar este grupo, es el del colorante naranja de metilo, utilizado como indicador ácido base por su sensibilidad al pH. En medio ácido se protonan los nitrógenos y da un color rojizo, mientras que en medio alcalino el color vira al amarillo.

Para un ejemplo concreto de un colorante directo textil azo derivado, veamos el caso del CI Rojo Directo 23,

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donde se observa el doble grupo azo (di-azo) bifenilo sustituido.

COLORANTES DIRECTOS TIAZÓLICOS Los colorantes tiazólicos tienen un grupo tiazol, que generalmente se presenta en forma de un anillo benzotiazólico, con la siguiente estructura molecular:

Este grupo presenta limitaciones en cuanto a los tonos obtenidos, aunque en el resto de propiedades son similares a los azoicos.

Los cromóforos tiazólicos generan colores amarillos, anaranjados y pardos interesantes. La siguiente imagen reproduce dos estructuras posibles para un típico colorante directo tiazólico: el CI Amarillo Directo 59.

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Clasificación de los colorantes directos Se pueden establecer muchos criterios de clasificación.

De hecho, el Dr. Tanveer Hussain, de la National Textile University, en su artículo Dyeing with Direct Dyes, establece nueve formas diferentes: ·. Por su constitución química. ·. Por el pH del baño de tintura. ·. Por las propiedades de igualación (SDC). ·. Por los tratamientos posteriores. ·. Por la adaptación a métodos de aplicación continuos. ·. Por la adaptación a métodos de aplicación HT. ·. Por el comportamiento frente al descrude alcalino. ·. Por la cobertura de algodón muerto. ·. Por aspectos comerciales.

Indudablemente todos ellos son útiles con respecto a ciertos requerimientos productivos o del consumidor final, pero dos son los más difundidos. El primero es aquel que considera el poder de igualación, creado por la Society of Dyers & Chemist (SD&C) de Inglaterra, que estableció tres grupos o clases:

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CLASE A Colorantes de buena igualación El grupo A está formado por colorantes de buen poder de migración y por lo tanto dan tinturas bien igualadas sin necesidad de cuidados especiales. Aunque al principio del teñido aparezcan zonas desparejas, el excelente poder de migración que tienen hace que en el curso del proceso se emparejen y resulte una tintura bien igualada.

Otras características de este grupo son: ·. Máximo agotamiento obtenido entre 60-70º C. ·. Los electrolitos neutros aumentan la cantidad de colorante sobre la fibra.

CLASE B Colorantes de regular igualación: El grupo B tiene baja sustantividad por la fibra, y para aumentar el agotamiento del baño necesitan ser controlados con el agregado de sal.

Otras propiedades son: ·. Máximo agotamiento obtenido entre 80-100º C. ·. Sin agregado de sal el agotamiento es inferior al 50%.

CLASE C Colorantes de mala igualación

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El grupo C es el de peor performance, ya que deben ser controlados por el agregado de sal y además por la temperatura. Otra propiedad característica es: ·. Máximo agotamiento obtenido entre 120-130º C. El segundo método de clasificación de colorantes directos (que está incluido en el grupo de aspectos comerciales), es aquel que se basa en el grado de solidez a la luz y que agrupa a los colorantes en: ·. Directos comunes ·. Directos Sólidos Luz Pueden incluirse otras categorías como: colorantes directos tratados con sales de cobre y colorantes directos que se pueden diazotar y copular. Ambas son de menor importancia en la actualidad, por razones ecológicas, económicas y de complejidad productiva.

Los colorantes directos comunes exhiben peores solideces generales, y especialmente a la luz que los colorantes directos sólidos luz.

Mecanismo de tintura de colorantes directos Los colorantes directos son solubles en agua. El mecanismo de tintura para las fibras celulósicas, abarcan las etapas de adsorción, migración y difusión (en ese orden). Si bien son muchos los factores que intervienen activamente en la regulación del mencionado mecanismo, hay tres que son los más importantes: la estructura de la celulosa, su morfología y el electrolito presente.

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La estructura de la celulosa presenta zonas amorfas y zonas cristalinas. Cuando esta fibra es inmersa en un medio líquido acuoso, las zonas amorfas comienzan a hincharse y producen poros de 2-10 nanómetros de diámetro.

Las moléculas de colorantes más pequeñas se introducen por esos poros y difunden hacia el interior de la fibra. Los colorantes que poseen muchos grupos sulfónicos absorbidos menos que los que tienen pocos, pues tienen más cargas negativas (mayor anionicidad) y son más repelidos por las cargas negativas de la fibra.

La adición de electrolitos neutros como el sulfato de sodio o el cloruro de sodio, neutraliza las cargas negativas de la superficie de la celulosa, con lo que se favorece el agotamiento y la difusión. Entonces el colorante aniónico puede fijar sus moléculas sobre la superficie de la fibra a través de uniones iónicas: enlaces puente hidrógeno y fuerzas de Van Der Waals.

INFLUENCIA DE LAS VARIABLES De acuerdo a lo antedicho las dos variables de más influencia son: el electrolito y la temperatura. Pero hay otras variables importantes que permiten el control de los parámetros fisicoquímicos del baño de tintura, como la relación de baño, el tiempo y el pH del proceso. A continuación, veremos cuál es esta relación al producir un aumento en la variable.

Influencia de los electrolitos Los electrolitos más empleados son los electrolitos neutros (cloruro de sodio y sulfato de sodio). Cuando se

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aumenta la concentración de los mismos en el baño de tintura se obtiene: ·. Mayor agotamiento del colorante. ·. Menor carga eléctrica de la fibra por la acción del catión del electrolito. ·. Mayor velocidad del desplazamiento del colorante hacia la fibra. ·. Mayor grado de agotamiento ligado a la cantidad de sal en el baño. ·. Menor reversibilidad del teñido al desplazar el equilibrio colorante - fibra.

Influencia de la temperatura Al efectuarse un aumento en la temperatura del baño, se logra: ·. Disminuir el efecto de repulsión entre la carga eléctrica superficial de la fibra y la carga del colorante (ambas de signo negativo). ·. Aumentar la vibración de las cadenas en la parte amorfa. ·. Aumentar la migración del colorante de las partes de mayor concentración a las menos concentradas en la superficie de la fibra.

Influencia de la relación de baño En general todos los colorantes directos son poco influenciados por las variaciones de la relación de baño, excepto en aquellos colorantes o intensidades de tintura BR

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que se hallan cerca del límite de solubilidad. Un aumento en la relación de baño, tiende a: ·. Aumentar el porcentaje de colorante absorbido al bajar su concentración. ·. Mayor posibilidad de migración y consecuentemente de igualación.

Una vez transcurrido el tiempo aconsejado de tintura para los colorantes directos, se verifica que un aumento de tiempo extra del proceso, no resulta en un mayor incremento del colorante sobre la fibra. Su efecto puede influir en una mayor difusión del colorante dentro de la fibra en el caso de tonos intensos, aunque esto también va a estar en relación al tipo de colorante que se trate.

Influencia del pH Los colorantes directos tiñen la celulosa en medio neutro, preferentemente utilizando sulfato de amonio para ajustar el pH. Una variación del pH causa los siguientes efectos: ·. El medio ácido provoca la alteración del matiz, de la mayoría de los colorantes directos. ·. El medio alcalino leve a moderado, aumenta solubilidad de algunos colorantes y el efecto retardante. ·. El medio fuertemente alcalino, aumenta también la tendencia de destrucción en algunos colorantes, ya que en condiciones alcalinas la celulosa forma sistema reductor que afecta el cromóforo del colorante.

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Los colorantes directos son relativamente económicos, cuando se comparan con otros colorantes para teñir algodón.

La solidez a la luz de estos colorantes varia desde muy buena hasta muy baja. También las solideces a los tratamientos húmedos varían mucho, pero en la mayoría de los casos son malas. Estas solideces pueden ser mejoradas con tratamientos posteriores.

Métodos de tintura de colorantes directos El comportamiento tintóreo de los colorantes directos presenta diferencias según las clases de colorantes empleados. Por este motivo hay más de un método de aplicación.

Estos se realizan ajustando los parámetros de la tintura en función de cada tipo o clase de colorante, los que se disuelven previamente con agua caliente y se aplican por alguno de los 4 métodos dados a continuación según su clase (A, B o C). Resulta conveniente no mezclar colorantes de distintas clases, para asegurarse una buena compatibilidad entre los componentes de la fórmula.

Los siguientes son cuatro posibles métodos de aplicación, dependiendo de la clase de colorante empleado: MÉTODO I • •

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Incorporar productos auxiliares y colorantes a 40ºC. Subir la temperatura hasta 96ºC con gradiente 2.

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• •

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Se baja la temperatura a 80ºC y se agrega el electrolito en 3 porciones durante 30 min.

Se baja la temperatura a 60ºC y se descarga.

MÉTODO II • • •

•

Incorporar productos auxiliares y colorantes a 50ºC. Subir la temperatura hasta 100ºC con gradiente 2.

Se mantiene la temperatura en 100ºC y se agrega el electrolito en 3 porciones durante un período de 30-40 min de procesamiento.

Se baja la temperatura a 60ºC, con gradiente 2 y se descarga.

MÉTODO III • • • •

Incorporar productos auxiliares y colorantes a 40ºC. Subir la temperatura hasta 93ºC con gradiente 3.

Se mantiene a esta temperatura, se agrega el electrolito en 3 porciones durante 30 min.

Se baja la temperatura a 60ºC y se descarga.

MÉTODO IV • • • •

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Incorporar productos auxiliares y colorantes y el 20% del electrolito a 40ºC. Subir la temperatura hasta 96ºC con gradiente 2.

Se mantiene a 96ºC y se agrega el resto de electrolito con dosificación lineal en 30 min.

Se baja la temperatura a 60ºC, con gradiente 1 y se descarga.

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En el siguiente gráfico se muestran agrupados estos cuatro métodos de aplicación:

Productos químicos auxiliares Los productos químicos auxiliares empleados en el teñido de fibras celulósicas con los colorantes directos, son: HUMECTANTES RÁPIDOS En productos de concentración standard son suficientes 1 a 2 gr/l, sobre material limpio sin descrudar (tejido de

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punto) o cuando el material es compacto (hilados) o de alto gramaje (telas planas).

AGENTES DE DESCRUDE SIMULTÁNEO Se emplea entre 1 y 3 gr/l para tejidos sin descrudar, sucios o con mucho aceite de hilandería o de tejeduría.

SECUESTRANTES La cantidad de uso varía entre 0,5 y 3 gr/l para aguas duras. La dureza total debe ser inferior a 10ºF, para asegurarse una tintura sin problemas.

AGENTES DE IGUALACIÓN Los agentes de igualación o igualantes, son empleados usualmente entre 0,5–2 gr/l.

Las cantidades menores para colorantes de clase A y las mayores para clases B y C. LUBRICANTES Se emplean 0,5–2 gr/l según necesidades, para géneros con tendencia a quebrarse tanto sea por su estructura como por influencia de los equipos y la carga.

FIJADORES Para el post tratamiento de hilados y géneros, cuando se requiera buenas solideces húmedas.

SULFATO DE SODIO (Sal de Glauber) / CLORURO DE SODIO (Sal común) Para las tinturas con colorantes clases B y C.

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CARBONATO DE SODIO (Soda Solvay) Para ajustar pH del baño según las indicaciones de los productores de colorantes.

Post-tratamiento de la tintura con colorantes directos Es necesario realizar un post-tratamiento de las tinturas realizadas con colorantes directos sobre fibras celulósicas, con el objeto de mejoras las solideces húmedas (lavado, agua y transpiración, especialmente).

Hay varias formas de llevarlo a cabo, pero las dos siguientes son las más populares.

• •

Tratamiento con fijadores catiónicos.

Tratamiento con resinas auto-reticulantes.

Otras posibilidades, incluyen el tratamiento con formaldehido, actualmente en desuso por la carga contaminante del medio ambiente. Lo mismo sucede con las sales de cobre, que en su momento fueron muy empleadas y los colorantes directos cobreables formaron un grupo de colorante conocidos como “colorantes al cobre” con niveles de solideces muy aceptables. Un caso aún más en desuso es la diazotación y copulación tal cual se realiza con los colorantes naftoles, realizable con los colorantes directos de base azoica y tratado con un naftol.

Prácticamente no se emplea.

Desmontado de tinturas con colorantes directos El procedimiento es sumamente fácil. Se realiza una destrucción reductiva del colorante a una temperatura cercana a ebullición empleando hidrosulfito de sodio

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(Na2S2O4.H2O) en medio alcalino hasta que se llega a decolorar el material textil.

Un procedimiento alternativo, aunque más agresivo para el material, es una destrucción oxidativa del color con el empleo de hipoclorito de sodio, a una concentración de 1-2 gr/l de cloro activo en medio alcalino a temperatura inferior a los 45-50ºC para evitar un ataque importante de la celulosa.

Si el textil está post tratado con fijadores debe realizarse previamente una extracción de los mismos en medio ácido, con 1 -2 % de ácido fórmico en presencia de un dispersante no iónico para luego proceder a la destrucción del color.

PARÁMETROS DE CONTROL a) b) c) d) e)

La temperatura de teñido.

Efecto del electrolito en el teñido.

La relación del baño de teñido.

Tiempo de teñido.

El pH.

a)

Importancia de la temperatura.

•

• •

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Disminución de la repulsión entre la carga eléctrica superficial de la fibra y la carga del colorante.

Aumento de la vibración de las cadenas en la parte amorfa.

Migración del colorante de las partes que se encuentran en mayor concentración a las de menor vía en el baño de teñido.

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b)

Efecto de los electrolitos: • Promueven el agotamiento del colorante en la fibra.

• Sal común, sulfato de sodio de uso doble.

• Neutraliza la carga eléctrica de la fibra y aumenta el desplazamiento del colorante hacia la fibra.

• El catión de sodio de la sal reduce la carga negativa de la fibra.

• Grado de agotamiento ligado a la cantidad de sal en el baño.

• Impide la reversibilidad del teñido.

c) •

• •

• •

d) •

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Efecto de la relación de baño y rotación: El porcentaje de colorante absorbido aumenta a medida que baja su concentración en el baño.

Teñir en relación de baño corto, equivale a menor consumo de colorante.

Con relación de baño constante será posible la reproducibilidad. Aumento de velocidad de baño, posibilidad de encuentro de partículas de colorante y superficie de la fibra.

La agitación del baño aumenta la velocidad de absorción.

Reducir la cantidad de colorante en %, equivale a aumentar la concentración del colorante y del electrolito.

Tiempo de teñido Velocidad de difusión del colorante en la fibra y su velocidad de absorción varía según el tipo de colorante.

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• •

e)

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Al prolongarse el tiempo de teñido no hay mayor incremento del colorante en la fibra.

Ideal, completa difusión del colorante en la fibra para obtener buena penetración.

Efecto del pH. • Colorante directo aplicado a la celulosa en solución neutra.

Adición en medio acido causa la alteración del matiz.

• •

•

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Medio alcalino, aumenta solubilidad de algunos colorantes y efecto retardante.

Celulosa, en condiciones alcalinas, forma sistema reductor, que destruye algunos colorantes directos.

Recomendable ajustar pH del baño de teñido con sulfato de amonio.

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Prevención de defectos de tintura con colorantes directos

Defecto

Causa

Prevención

Mala igualación

Montaje rápido del colorante

Controlar la subida de temperatura.

Dosificar la sal.

Mala solidez al frote

Bronceamiento en los colores oscuros Puntos blancos Manchas oscuras o negras Quiebres Mala penetración

Sobre dosificación de sal.

Exceso de colorante.

Fijación sobre material mal enjuagado después de la tintura.

Colorantes mal disueltos o relación de baño muy corta Algodón muerto Metales, particularmente hierro en el sustrato Maquina sobrecargada Característica del sustrato

Adicionar la cantidad correcta No sobrepasar los límites de saturación.

Enjuagar bien antes de fijar Consultar en el catálogo la solubilidad del colorante Mercerizar o caustificar Tratamiento previo con desmineralización o acidificación previa Utilizar lubricante Intercalar una fase de migración antes de adicionar la sal

Mala solidez al húmedo

Mala fijación, colorante no adecuado

Seleccionar colorante y fijador

Barrado

Tejeduría

Imposible de evitar en la tintura

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Ennoblecimiento

Tintura con colorantes reactivos Uno de los descubrimientos recientes en el campo de los colorantes, es el de los colorantes reactivos. Estos colorantes contienen grupos reactivos los cuales se combinan químicamente con la celulosa formando enlaces covalentes.

La estructura de un colorante reactivo contiene tres tipos de grupos funcionales: • •

•

Grupo cromòforo: responsable por el color Grupos solubilizantes: son grupos sulfònicos, responsables por la solubilidad. Responden también por el grado de migración, sustantividad y lavabilidad.

Grupos reactivos: son los que caracterizan a los colorantes reactivos

Reactividad del colorante Decimos que algunos colorantes tienen mayor reactividad que otros. La reactividad es medida por la velocidad de reacción en función de la concentración de álcali y de la temperatura.

Cuanto mayor es la concentración alcalina o temperatura que el colorante necesita para reaccionar, menor es su reactividad. Normalmente son denominados colorantes fríos, los de mayor reactividad, cuyas temperaturas de tintura por agotamiento varían de 30 a 50ºC. Son llamados colorantes en caliente, los de menor reactividad y que son teñidos por agotamiento a temperaturas superiores a 80ºC.

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Ennoblecimiento

La mayor o menor reactividad de una gama de colorantes no significa que estos son los mejores o peores. La selección de una gama depende de otros parámetros tales como: sustrato, maquinarias, sistemas de automatización, proceso continuo o agotamiento, etc. Lo importante es conocer la reactividad de la gama para establecer las mejores condiciones de trabajo.

Dentro de una misma gama, con un mismo grupo reactivo, hay variaciones de la reactividad entre cada uno de sus elementos individuales.

Colorantes reactivos calientes

Colorantes reactivos fríos

La reacción En ambiente alcalino ocurren dos reacciones, una deseable con la fibra y otra no deseable con el agua.

Estas reacciones son: Por sustitución: cuando el grupo reactivo es portador de uno o más átomos de flúor. Ejemplos: colorantes de monocloro triazina, diclorotriazina, etc.

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Ennoblecimiento

Por adición: cuando se trata de un colorante vinilsulfonico.

En la tintura debemos establecer condiciones que maximicen el rendimiento de la reacción con la fibra y por consecuencia, minimicen la reacción con el agua.

El colorante que reacciona con el agua es llamado colorante hidrolizado y debe ser removido por lavado y jabonado posterior.

La velocidad de estas reacciones es función de dos variables: • Concentración de álcali (pH) • Temperatura de tintura Variando estas condiciones, variamos la velocidad de reacción y respectivamente los rendimientos (grado de fijación).

Para cada gama de colorantes, debemos establecer las condiciones ideales de pH y temperatura, para conseguir los mejores grados de fijación.

Fases de la tintura La tintura comprende dos fases: • •

Adición de electrolito Adición de álcali

Adición de electrolito En esta fase, el colorante se monta en la fibra. Aquí ocurren dos fenómenos: adsorción y difusión.

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Ennoblecimiento

En la figura siguiente el segmento de la curva superior hasta S, representa la sustantividad en la fase de sal o sea el montaje del colorante debido a la sal.

____curva de agotamiento Colorante + sal

Álcali

E = agotamiento total

------- curva de fijación

F = fijación

Después del montaje del colorante en la fase de la sal, si prolongamos el proceso a la temperatura de tintura y antes de la adición del álcali, ocurrirá un fenómeno de migración. La migración depende esencialmente de la temperatura de tintura y de la estructura molecular del colorante.

Adición de álcali Al adicionar el álcali ocurren dos nuevos fenómenos: a) Agotamiento adicional: el álcali funciona como electrolito, provocando un agotamiento adicional del colorante. Este agotamiento adicional varia de

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acuerdo al colorante. En la curva anterior el segmento S hasta E corresponde al agotamiento adicional y la curva completa nos da el grado de agotamiento completo. b) Fijación: es la fase en que ocurre la reacción: colorante + fibra. La curva inferior de la figura es la curva de fijación.

En la figura observamos que el valor de fijación es inferior al valor de agotamiento (E>F). la diferencia entre estos dos valores corresponde al colorante hidrolizado retenido en la fibra.

Para conseguir el máximo valor de solidez, es necesaria la eliminación del colorante hidrolizado, lo cual es efectuado mediante procesos de lavado y jabonado posterior.

Lavado y jabonado posterior Se entiende por tratamiento posterior a las operaciones efectuadas con el fin de remover la porción de colorante no fijado en la fibra. Consta de: • • • • •

Enjuague en frío Acidulado (neutralizado) Jabonado a ebullición Enjuague en caliente Enjuague en frío

Operación

Producto

Lavado Neutralizado Jabonado Lavado Lavado

Agua Acido Dispersante Agua Agua

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Temperatura ºC Fría Fría 90 – 95 ºC 70ºC Fría

Tiempo (min) 10 10 20 10 10 Página 134

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Ennoblecimiento

Es conveniente aplicar en el jabonado productos que tengan efectos dispersantes y que impidan la vuelta del colorante a la fibra Se debe tomar en cuenta las siguientes recomendaciones: - El lavado y jabonado posterior es muy importante: si no se remueve totalmente el colorante no fijado, tendremos una tintura con pésima solidez.

- Hacer los enjuagues (frío y caliente) recomendados antes del jabonado.

- Jabonar con el producto adecuado y en la cantidad y tiempo recomendados. Hacer los enjuagues (frío y caliente) recomendados después del jabonado.

- Probar la solidez en húmedo antes de descargar la partida.

- En algunas situaciones se hace necesario el uso de un fijador.

Factores que hidrolizado • • • • • •

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influyen

en

la

remoción

del

Dureza del agua Optimización para remoción del electrolito Número de baños Condiciones de drenaje Temperatura Mecanismo de acción del producto de jabonado

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Relativos a las propiedades del colorante • • •

Estado de agregación de la tintura Sustantividad Solubilidad del colorante hidrolizado

Factores que afectan el agotamiento •

•

•

• •

Sustantividad del colorante: la afinidad del colorante a la fibra es determinada por su estructura molecular. Es muy importante conocer la sustantividad de los colorantes para seleccionarlos adecuadamente al proceso y maquinas disponibles.

Naturaleza y pretratamiento: diferentes fibras celulósicas tienen afinidades diferentes. También los colorantes reactivos tienen mucha mejor afinidad al algodón mercerizado.

Concentración de electrolito: los colorantes reactivos necesitan para el agotamiento altas concentraciones de electrolitos.

Relación de baño: a mayor relación de baño peor rendimiento del colorante. Álcali: debe usarse la cantidad necesaria según la concentración del colorante.

Factores que afectan la difusión y la migración • •

Estructura molecular del colorante Temperatura de tintura (cuanto más alta, mejor la migración y la difusión)

Los colorantes que tiñen en caliente, por cumplir estas condiciones, tienen buenas propiedades de difusión y migración.

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Factores que afectan la fijación • • • •

Reactividad del colorante Naturaleza y pre tratamiento de la fibra Naturaleza, concentración y sistema de adición del álcali.

Temperatura

Conforme a las propiedades relativas a la sustantividad en las condiciones de aplicación, un colorante reactivo será más apropiado para procesos por agotamiento, continuos o estampado.

Clasificación de los colorantes reactivos Los colorantes reactivos se clasifican en función de su grado de reactividad, que es determinada por el tipo de grupo reactivo presente en la molécula de los mismos.

Debido a que la expresión numérica, que ofrezca una medida cuantitativa de la reactividad de un colorante reactivo, nunca ha sido muy difundida por los fabricantes entre los usuarios de la industria, se los clasifican vulgarmente como colorantes fríos (40-50ºC), colorantes de 60ºC y colorantes calientes (80ºC), que corresponde a los tipos de alta, media y baja reactividad, respectivamente. Es evidente que la correlación entre la temperatura de aplicación y la reactividad del colorante tienen una correspondencia inversa: a mayor reactividad menor temperatura de aplicación.

COLORANTES DE ALTA REACTIVIDAD Este grupo incluye a los colorantes que contienen diclorotriazina, flúor-cloro-pirimidina, flúor-cloro-triazina

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y dicloroquinoxalina entre otros, en sus moléculas (tipos Procion MX, Drimarene K, Cibacrón F y Levafix E respectivamente).

Debido a su alta reactividad se aplican a bajas temperaturas. En agotamiento entre 30º-50ºC según el grado de reactividad (que es decreciente en los ejemplos dados).

COLORANTES DE REACTIVIDAD MEDIA Aquí se ubican los colorantes con un grupo reactivo del tipo vinilsulfona (sulfato-etil-sulfona en el caso de los Remazol), los colorantes del tipo bifuncionales (conteniendo dos grupos reactivos en la molécula: monoclorotriazina y vinilsulfona) y los colorantes multifuncionales (conteniendo más de dos grupos reactivos). Los colorantes bifuncionales (o polifuncionales), que contienen dos (o más) grupos reactivos iguales o no, ofrecen niveles de fijación muy elevados en la tintura por agotamiento. La temperatura de aplicación por agotamiento en todos los casos es de 60ºC. COLORANTES DE BAJA REACTIVIDAD Grupo que incluye a los colorantes conteniendo los grupos reactivos monoclorotriazina y tricloropirimidina, entre otros (tipos Procion H y Drimarene K respectivamente). Las temperaturas van desde los 80º95ºC respectivamente en los ejemplos dados.

Métodos de aplicación de los colorantes reactivos Los métodos de aplicación posibles se agrupan en dos: tintura y estampación. Los más importantes por el

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volumen de colorantes empleados, son los métodos de aplicación por tintura, que a su vez se dividen en tres: por partidas (agotamiento), semi continuos y continuos.

En el primer grupo se incluyen el teñido por lotes tanto de fibras, hilos, telas y prendas (ya sean artesanales o industriales) y en los otros dos el ennoblecimiento de telas en grandes producciones. Es importante señalar que, en cada variante mencionada, juegan una importante función los productos químicos auxiliares, que son los posibilitan llevar adelante el proceso exitosamente.

MÉTODOS DE TINTURA POR AGOTAMIENTO Es posible realizar la tintura de fibras celulósicas con colorantes reactivos por agotamiento, por tres métodos similares donde cada uno de ellos presenta ventajas por un lado e inconvenientes por otro. La elección del apropiado depende de las condiciones particulares en cada caso. Las opciones son: método de tintura tradicional, método de tintura all in y método de tintura isotérmico.

Método de tintura convencional El método convencional consiste en calentar el baño de colorante y auxiliares muy lentamente hasta llegar a la temperatura de máxima fijación según la familia de colorantes reactivos que se utilice (p. ej 60°C para colorantes bifuncionales) y se agrega el álcali, manteniendo a esa temperatura entre 30 y 60 minutos según la intensidad del color. Luego se lava intensamente para retirar el colorante no fijado que se encuentra sobre la superficie del textil.

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Colorantes de alta reactividad Los colorantes de alta reactividad trabajan por sustitución nucleófila. Se usan a temperaturas más bajas que el resto de los colorantes reactivos. Se dan los métodos de trabajo para dos tipos de colorantes de alta reactividad: la monofluortriazina y la diclorotriazina.

COLORANTES CIBACRON F ® Grupo reactivo: monofluortriazina Método de tintura > Agregar los productos auxiliares a 40°C y mantener 15 minutos. > Luego incorporar los colorantes y circular durante 20 minutos. > Agregar la sal en 3 veces cada 10 minutos. > Agregar soda Solway en 2 partes cada 10 minutos. > Agregar soda cáustica y subir 50°C y mantener 35 minutos. > Enjuagar a 40°C por 15 minutos. > Jabonar 2 veces a 85°C durante 15 minutos. > Enjuagar con agua fría.

GRÁFICO DEL PROCESO: COLORANTES REACTIVOS DE ALTA REACTIVIDAD

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COLORANTES DRIMARENE K ® / PROCION MX ® Grupo reactivo: diclorotriazina Método de tintura > Agregar los productos auxiliares a 40°C y mantener 10 minutos. > Luego incorporar los colorantes y circular durante 20 minutos. > Agregar la sal en 3 veces cada 10 minutos. > Agregar soda Solvay en 2 partes cada 10 minutos. > Mantener la temperatura en 40°C, y trabajar 45 minutos. > Enjuagar a 40°C por 15 minutos. > Jabonar 2 veces a 85°C durante 15 minutos.

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> Enjuagar con agua fría.

GRÁFICO DEL PROCESO: COLORANTES REACTIVOS DE ALTA REACTIVIDAD

Cantidades de sal y álcali para colorantes de alta reactividad A continuación, se dan como referencia, las cantidades de electrolito (tanto para algodón mercerizado como sin mercerizar) y las cantidades de álcali (soda Solvay), para distintas concentraciones de colorante en el baño de tintura. Si bien las distintas productoras de colorantes dan sus propias recomendaciones, esta tabla solo tiene por objeto, dar una orientación general sobre el orden de magnitud de los agregados.

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.

Colorantes (CONC. EN BAÑO)

Sal (gr/lt)

Sal (gr/lt)

(ALG. SIN (ALG. MERCERIZAR) MERCERIZADO)

≤ 0,5 % 0,5 – 2,0 % 2,0 – 4,0 % ≥ 4,0 %

30 40 50 60

15 20 20 25

Álcali (gr/lt) (SODA SOLVAY)

5 10 15 20

Colorantes de reactividad media Los colorantes de reactividad media comprenden a los bi funcionales con grupos reactivos basados en pirimidina sustituidas y a los derivados de vinil sulfona.

Trabajan por adición nucleófila a diferencia de los fenil halogenados (de alta o baja reactividad).

COLORANTES LEVAFIX/CA ® Grupo reactivo: Difluor pirimidina / Monocloro difluor pirimidina.

COLORANTES REMAZOL RR ® Grupo reactivo: Vinilsulfona.

Método de tintura > Cargar la máquina con la mercadería e incorporar agua a temperatura ambiente.

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Ennoblecimiento

> Agregar el colorante pre disuelto y los productos auxiliares necesarios. > Hacer circular el baño/mercadería durante 10 minutos para humectar homogéneamente. > Agregar la sal en porciones. > Comenzar a levantar gradualmente la temperatura hasta los 60ºC. > Dejar circular 5 minutos y añadir los álcalis [ver tabla orientativa]. > Dejar circular durante 45 a 60 min, más dependiendo de la intensidad de tintura. > Enfriar y descartar el baño. > Hacer los lavados necesarios hasta que no desprenda más color. > Enjuagar con agua fría.

GRÁFICO DEL PROCESO: COLORANTES REACTIVOS DE REACTIVIDAD MEDIA

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Método de tintura alternativo Para artículos que frecuentemente ofrecen problemas de igualación, se recomienda este método de tintura alternativo, con etapa de migración a 80ºC.

> Cargar la máquina con la mercadería e incorporar agua a temperatura ambiente. > Agregar el colorante pre disuelto y los productos auxiliares necesarios. > Hacer circular el baño/mercadería durante 10 minutos para humectar homogéneamente. > Comenzar a levantar gradualmente la temperatura hasta los 80ºC. > Agregar la sal en porciones. > Mantener durante 20-30 min más luego del último agregado. > Enfriar hasta los 60ºC. > Dosificar los álcalis en el lapso de 20-30 minutos [ver tabla orientativa]. > Dejar circular durante 45 a 60 min, más dependiendo de la intensidad de tintura. > Enfriar y descartar el baño. > Hacer los lavados necesarios hasta que no desprenda más color.

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> Enjuagar con agua fría.

GRÁFICO DEL PROCESO: COLORANTES REACTIVOS DE REACTIVIDAD MEDIA

Cantidades de sal y álcali para colorantes de reactividad media A continuación, se dan como referencia, las cantidades de electrolito (tanto para algodón mercerizado como sin mercerizar) y las cantidades de álcali (soda Solvay sola y la mezcla de soda Solvay y soda cáustica 36ºBé), para distintas concentraciones de colorante en el baño de tintura. Si bien las distintas productoras de colorantes dan sus propias recomendaciones, esta tabla solo tiene por objeto, dar una orientación general sobre el orden de magnitud de los agregados.

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.

Colorantes

Sal (gr/lt)

Sal (gr/lt)

Álcali(gr/lt)

Álcali (gr/lt)

(CONC. EN

(ALG. SIN

(ALG.

(SODA

(SOLVAY +

SOLVAY)

CÁUSTICA)

BAÑO)

MERCERIZAR) MERCERIZADO)

≤ 0,1 %

10

5

10

5 + 0,4

0,1 - 0,3 %

20

10

10

5 + 0,4

0,3 - 0,5 %

30

20

10-15

5 + 0,6

0,5 - 1,0 %

45

30

15

5 + 0,6-1,0

1,0 - 2,0 %

60

40

15

5 - 10 + 1,5

2,0 - 4,0 %

70

55

20

10 + 1,5

≥ 4,0 %

90

65

20

10 + 1,5

Colorantes de baja reactividad Los colorantes de baja reactividad son empleados para aquellos casos en que es difícil de lograr una buena penetración y uniformidad de tono ya que la alta temperatura de aplicación (80ºC), favorece la migración del colorante y junto al agregado del electrolito en porciones dan como resultado una buena igualación.

COLORANTES PROCION HE / HEXL / XL+ ® Grupo reactivo: monoclorotriazina.

Método de tintura > Cargar la máquina con la mercadería e incorporar agua a temperatura ambiente.

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> Agregar el colorante pre-disuelto y los auxiliares necesarios. Controlar: pH 5.5-6.5. > Hacer circular el baño/mercadería durante 10 minutos para humectar homogéneamente. > Agregar la sal en porciones, elevando gradualmente la temperatura hasta los 80ºC. > Mantener durante 20-30 min más a 80ºC. > Dosificar los álcalis en el lapso de 20-30 minutos [ver tabla orientativa]. > Dejar circular durante 45 a 60 min, más dependiendo de la intensidad de tintura. > Enfriar hasta 70ºC y descartar el baño. > Hacer los lavados necesarios hasta que no desprenda más color. > Enjuagar con agua fría.

GRÁFICO DEL PROCESO: COLORANTES REACTIVOS DE BAJA REACTIVIDAD

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Método de tintura alternativo Para artículos que se conoce previamente, que ofrecen problemas de igualación, se recomienda este método de tintura alternativo, con etapa de migración a 95ºC. > Cargar la máquina con la mercadería e incorporar agua a temperatura ambiente. > Agregar el colorante pre-disuelto y los auxiliares necesarios. Controlar: pH 5.5-6.5. > Hacer circular el baño/mercadería durante 10 minutos para humectar homogéneamente. > Agregar la sal en porciones, elevando gradualmente la temperatura hasta los 95ºC. > Mantener durante 20-30 min más a 95ºC. > Enfriar hasta 80ºC y teñir durante 10–15 minutos más. > Dosificar los álcalis en el lapso de 20-30 minutos [ver tabla orientativa]. > Dejar circular durante 45 a 60 min, más dependiendo de la intensidad de tintura. > Enfriar a 70ºC y tirar el baño. > Hacer los lavados necesarios hasta que no desprenda más color. > Enjuagar con agua fría.

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GRÁFICO DEL PROCESO: COLORANTES REACTIVOS DE BAJA REACTIVIDAD

Cantidades de sal y álcali para colorantes de baja reactividad A continuación, se dan como referencia, las cantidades de electrolito (tanto para algodón mercerizado como sin mercerizar) y las cantidades de álcali (soda Solvay sola y la mezcla de soda Solvay y soda cáustica 36ºBé), para distintas concentraciones de colorante en el baño de tintura. Si bien las distintas productoras de colorantes dan sus propias recomendaciones, esta tabla solo tiene por objeto, dar una orientación general sobre el orden de magnitud de los agregados

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Colorantes

Sal (gr/lt)

(CONC. EN

(ALG. SIN

BAÑO)

MERCERIZA R)

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Sal (gr/lt)

Álcali(gr/lt)

Álcali (gr/lt)

(ALG.

(SODA

(SOLVAY +

MERCERIZADO)

SOLVAY)

CÁUSTICA)

10

5 + 0,4

≤ 0,1 %

10

5

0,1 – 0,3 %

20

10

10

5 + 0,4

0,3 – 0,5 %

30

20

10-15

5 + 0,6

0,5 – 1,0 %

45

30

15

5 + 0,6-1,0

1,0 – 2,0 %

60

40

15

5-10 + 1,5

2,0 – 4,0 %

70

55

20

10 + 1,5

≥ 4,0 %

90

65

20

10 + 1,5

Metodo de tintura All – IN El método de tintura All In es una variante del método convencional para el teñido con colorantes reactivos.

Básicamente consiste en la adición de los colorantes, sal y álcali en el comienzo del ciclo del teñido. Las dos principales ventajas de la tintura all in son la sencillez y la reducción del tiempo de proceso, pues se reorganizan y simplifican operaciones productivas.

El inconveniente de este método radica en que resulta poco adecuado para mercaderías de difícil penetración e igualación, en donde es preferible utilizar el método convencional o el método de tintura isotérmica.

Fundamentos de la tintura All In Los fundamentos técnicos que sustenta el empleo del proceso All in, consisten en establecer una relación de compromiso entre algunos de los parámetros del teñido versus un tiempo reducido y simple de procesamiento.

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Se colocan en frío al principio del proceso, los auxiliares, la sal y el colorante en forma sucesiva, lo que incrementa la sustantividad y permite lograr un buen rendimiento del colorante. No se puede emplear mercadería de algodón mercerizado por la alta afinidad por el colorante, exacerbada por la presencia de toda la sal, lo que conduciría a mercadería mal igualada.

Seguidamente se procede al agregado del álcali. La baja temperatura posibilita controlar la hidrólisis dentro de valores insignificantes. Pero enseguida aparece una nueva restricción: este método no es adecuado para los colorantes de alta reactividad, pues aún a baja temperatura los valores de hidrólisis son altos. Las relaciones de baño recomendadas comprenden el rango de 1:5 a 1:10, y estarán en función de los equipos empleados.

IMPORTANCIA DE LAS CONCENTRACIONES DE SAL Y ÁLCALI La sal juega un papel muy importante, ya que, si se agrega menos sal de la cantidad recomendada, el colorante no tiene la sustantividad necesaria para reaccionar con el sustrato y cuando esta cantidad es excesiva respecto al mismo valor, la sal no permite que el colorante reaccione con la fibra cuando se agrega el álcali.

También pasa algo similar con el agregado de álcali.

Con menos de álcali el colorante no se fija adecuadamente al sustrato y al utilizar una concentración mayor, el colorante se hidroliza perdiendo intensidad tintórea y disminuyendo la solidez al lavado.

Por todo lo dicho se debe disponer de tablas con las cantidades recomendadas de ambos productos, para

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tener un óptimo ajuste de éste método. Una de las mismas se ofrece más abajo, y corresponde a colorantes vinilsulfona.

IMPORTANCIA DEL CONTROL TEMPERATURA El mantenimiento de la temperatura de partida es crítico para la repetitividad, y el control de la velocidad de calentamiento es esencial para la igualación ya que el agotamiento y la fijación se producen de forma simultánea desde el principio del proceso.

Los auxiliares de tintura y en especial los humectantes rápidos, juegan un rol fundamental pues la baja temperatura influye de manera negativa en los textiles con mala penetración, que solo pueden ser compensados con las dosis necesarias de humectantes rápidos.

Descripción del método de tintura All In Las etapas del proceso para la tintura de colorantes reactivos por el método all in, comprenden las siguientes operaciones: · Cargar la máquina con la mercadería e incorporar agua a temperatura ambiente. · Agregar toda la sal y hacer circular el baño por 10 min. · Agregar el colorante pre disuelto, y circular el baño por 15 a 20 min más. · Incorporar los productos auxiliares necesarios y hacer circular el baño 10 minutos.

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· Agregar el álcali en 2 partes con 5 min de intervalo y 10 min al final del agregado. · Comenzar a levantar gradualmente la temperatura hasta los 60ºC u 80ºC, según el colorante empleado, con gradiente 1,5. · Dejar circular durante 45 a 60 min, más dependiendo de la intensidad de tintura. · Enfriar y descartar el baño. · Hacer los lavados necesarios hasta que no desprenda más color. · Enjuagar con agua fría.

Concentración de electrolito y álcalis En la siguiente tabla se cuantifica las diferentes concentraciones de sal y álcali para la aplicación por el método all in de colorantes vinilsulfona, según la recomendación de las empresas productoras de éstos últimos.

Colorantes

Sal (gr/lt)

Sal (gr/lt)

Álcali(gr/lt)

Álcali (gr/lt)

(CONC. EN

(ALG. SIN

(ALG.

(SODA

(SOLVAY +

BAÑO)

MERCERIZAR)

MERCERIZADO)

SOLVAY)

CÁUSTICA)

10 10 10-15 15 15 20 20

5 + 0,4 5 + 0,4 5 + 0,6 5 + 0,6-1,0 5-10 + 1,5 10 + 1,5 10 + 1,5

≤ 0,1 % 0,1 – 0,3 % 0,3 – 0,5 % 0,5 – 1,0 % 1,0 – 2,0 % 2,0 – 4,0 % ≥ 4,0 %

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10 20 30 45 60 70 90

5 10 20 30 40 55 65

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Gráfico de tintura All in para colorantes reactivos

Familias de colorantes Las familias de colorantes empleadas en este método, comprenden a los colorantes de media a baja reactividad. Entre ellas tenemos: · Colorantes vinil sulfona - Remazol (Dystar) / Sumifix (Sumitomo). · Colorantes mono fluortriazina-vinilsulfona - Cibacron F (Huntsman). · Colorantes monoclorotriazina-vinilsulfona – Sumifix Supra (Sumitomo). · Colorantes monoclorotriazina – Cibacron E (Huntsman) / Procion HE / HE-XL (Dystar). · Colorantes tricloropirimidina – Cibacron T- E (Huntsman) / Drimarene Z (Dystar). · Colorantes dicloroquinoxalina – Levafix E (Dystar).

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Ventajas del método All in El método de teñido All in presenta varias ventajas respecto al método de tintura tradicional, que justifica su continuo crecimiento en las preferencias de los usuarios.

La principal es que se logra una mejorar el grado de eficiencia en producción y simultáneamente se bajan costos. Esto sucede pues se verifica que hay: · Menor tiempo de tintura, que varía en función de los materiales textiles y equipos. · Mayor simplicidad de proceso. Se coloca todo al inicio y el equipo hace el resto. · Mayor productividad del personal. Permite realizar otras tareas una vez la cargado. · Muy buena reproducción de partida a partida para una misma máquina de tintura. · Excelente rendimiento de los colorantes, cuando se escogen adecuadamente para este proceso y se ajustan los parámetros a los valores recomendados.

Desventajas del método All In Como dijimos hay varios aspectos negativos de la tintura por el método all in que limita su uso y que es fundamental tener presente si se decide ponerlo en práctica. Ellas son:

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MATERIAL COMPACTO Tejidos compactos y armados e Hilos en bobinas compactas.

No es recomendable el empleo de estos tipos de tejidos, especialmente si se trata de géneros de lanzadera, ya que al trabajar en frío la mercadería se pone rígida y aumenta exponencialmente el riesgo de enganches.

Esto se ve agravado por la mala humectación a bajas temperaturas. De todos modos, la decisión final se tomará en función del tipo de equipo de tintura que se emplee, el grado de compromiso de la mercadería (estructura o rigidez) y del empleo de humectantes rápidos y lubricantes adecuados. Asimismo, en el caso de tintura de bobinas cruzadas muy densas (compactas), a baja temperatura se obstaculiza el pasaje normal del baño a través de los hilos, produciendo teñidos deficientes, con bobinas mal igualadas entre la periferia y el centro de las mismas.

TEJIDOS E HILOS MERCERIZADOS O CAUSTIFICADOS Debido a la alta afinidad de los artículos caustificados o mercerizados por los colorantes reactivos, aún en frío, es muy probable que la falta de igualación al inicio del proceso, no pueda ser corregida, ya que la fijación comienza a realizarse en frío y esto reduce mucho la migración y por ende la igualación del colorante sobre el textil. Para estos casos es recomendable aplicar el método de tintura isotérmica.

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Ennoblecimiento

TEJIDOS E HILOS SIN DESCRUDAR Es un inconveniente que generalmente puede solucionarse con el empleo de auxiliares de tintura específicos, pero que es necesario tenerlo en cuenta al momento de seleccionar el método de tintura que se va a utilizar. Como siempre, el tipo de mercadería en particular y los equipos disponibles son puntos clave para tomas la decisión definitiva.

Método de tintura por impregnación Los métodos de tintura por impregnación comprenden una variedad de sistemas de ennoblecimiento que se caracterizan por el tratamiento a la continua o semi continua de un material textil. Este proceso permite el pretratamiento, blanqueo, tintura y acabado de grandes producciones de tela de géneros planos, y también de tejidos de punto, cintas y tow.

Se necesitan instalaciones especiales integradas por una diversidad de equipos que se diseñan para funciones específicas dentro de un sistema general del proceso productivo.

Las principales características del proceso de una tintura a la continua son: • Alta productividad del método • Altas solideces del color • Tintura uniforme y sin quiebres • Alta reproductibilidad • Instalaciones funcionales y flexibles

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• Tiempos cortos de proceso • Economía de costos La mercadería debe someterse a un muy buen pretratamiento, antes de pasar por el baño de impregnación del colorante.

A diferencia de los procedimientos de tintura discontinuos, en los procesos continuos se consigue una pobre igualación del colorante sobre el tejido por el poco tiempo de contacto con el baño de impregnación.

De ahí que el tratamiento previo del mismo tenga una importancia singular en estos tipos de procesos para evitar tinturas desparejas y poco penetradas.

La mercadería se impregna en un foulard y luego se realiza la fijación del color por alguna de éstas cinco variantes: • Pad-steam • Pad-thermofix • Pad-roll • Pad-batch • Pad-jig Una vez fijado debe efectuarse una extracción de los restos de productos químicos y colorantes en un tren de lavado al ancho, a la continua.

Las principales características de los métodos mencionados son:

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PAD STEAM Es un proceso de impregnación–vaporizado, que utiliza la acción del vapor de agua saturado para lograr que el color se fije a la tela. Las familias de colorantes utilizadas son: reactivos, sulfuros, tinas y directos.

También es frecuente el uso de un proceso combinado con un secado intermedio: Pad-Dry/Pad-Steam, para colorantes reactivos y tinas, mientras que para sulfuros se realiza el proceso directo Pad-Steam. Además, es posible la aplicación de colorantes directos por doble baño (húmedo sobre húmedo).

PAD THERMOFIX El método de impregnación-termofijado, se basa en el pasaje de la mercadería por un equipo de fijación por aire caliente: la rama de termofijado. Los tipos de colorantes recomendados para este proceso son los reactivos, naftoles, sulfuros y tinas.

Como en el caso anterior, para los colorantes reactivos se debe realizar una etapa de secado (Pad-Dry) y luego el shock térmico a mayor temperatura (Thermofix). En el caso de colorantes naftoles, se hace un Pad-Dry y luego un desarrollo Pad-Develop PAD ROLL Otra forma de fijación del color es por medio de este método semi continúo conocido como foulard-enrollado.

El material se coloca en rollos giratorios en una cámara estanca, luego de la impregnación en caliente y se mantiene con una humedad y temperatura constantes,

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Ennoblecimiento

produciéndose la fijación del color. Los colorantes aptos para este método son los reactivos.

PAD BATCH (CPB) Es similar al anterior, con la diferencia que la impregnación y el reposo en rollos, se realiza en frío.

Por este motivo también se denomina Cold Pad Batch (CPB). Se protege el rollo con un film polietileno para evitar el secado de las zonas externas y se mantiene en reposo. Los colorantes aptos son aquellos con gran afinidad por el textil y con alto coeficiente de difusión, como los colorantes reactivos.

Ventajas del teñido Pad-batch • • • • • • •

Tejidos de alta calidad debido al mínimo efecto mecánico ejercido sobre la superficie.

Toque sedoso, aspecto liso, mínimo encogimiento, optima igualación Ventajas económicas y ecológicas: rendimiento óptimo de los colorantes, buena reproducibilidad.

Bajos costos.

Bajo consumo energético.

Bajo consumo de agua y productos químicos.

Baja mano de obra.

Flujo del proceso • • • • • • •

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Preparación del baño Preparación del tejido Impregnación Exprimido Enrrollado Reposo Lavado y jabonado

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I.

Ennoblecimiento

Preparación del baño

Los • • • • • •

colorantes empleados deben tener: Buena solubilidad Buena difusión Buen grado de fijación Buena reproducibilidad Buena lavabilidad Baja sustantividad en las condiciones aplicación.

• Buen enlace colorante/fibra • Flexibilidad en el sistema alcalino empleado.

de

Se pueden aplicar los siguientes sistemas alcalinos: •

• •

II.

bicarbonato de sodio: fijación lenta, aplicado en artículos densos o con hilos retorcidos y de difícil penetración.

Sosa caustica/silicato de sodio: fijación rápida.

Carbonato de sodio/sosa caustica: fijación rápida, se requiere foulard de chasis pequeños para una rápida renovación del baño.

Preparación del tejido

El éxito de este proceso depende de un buen tratamiento previo, los tejidos deben ser perfectamente descrudados, desengomados, mercerizados o caustificados, para garantizar una buena humectación.

III. •

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Impregnación La impregnación es hecha en foulard de dos o tres cilindros exprimidores y bajo volumen de baño.

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• • •

Ennoblecimiento

Pick-up de 60 a 80% Inmersión de 1 a 2 segundos Temperatura del baño entre 22 y 25ºC.

IV.

Exprimido • • •

V. • • • •

VI.

Enrrollado Orillos parejos Menor tensión posible Mínima distancia entre los rodillos exprimidores y el rollo El final del rollo debe ser una guía de algodón que pase por el foulard y envuelto luego en plástico.

Reposo

• • • •

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Presión uniforme Dureza entre 60 y 80 sh Pick-up uniforme a todo lo ancho

Rollo en rotación permanente Temperatura ambiente: 22 a 25ºC Temperatura del tejido: 27 a 32ºC Tiempo: 4 a 24 horas. Dependiendo de: o Cantidad y clase del colorante o Velocidad de reacción del colorante o Temperatura ambiente en la estación de reposo o Alcali empleado o Sustrato o

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VII.

Ennoblecimiento

Lavado y jabonado

Si fue empleado el sistema alcalino con silicato de sodio, debemos usar agua blanda y fría en el primer baño de lavado. El jabonado puede ser hecho por procesos continuos o discontinuos.

PAD JIG Tiene el mismo fundamento que los dos anteriores, con la diferencia que después del impregnado, el proceso continúa en un jigger para fijar el color.

Los tipos de colorantes aptos para este proceso son los reactivos, sulfuros, tinas, naftoles y directos.

Fundamentos del método de tintura por impregnación Es de vital importancia antes de describir los métodos de tintura, comprender los fenómenos físicos y termodinámicos de la impregnación de un material textil. Mientras que, en la tintura por agotamiento, la dosificación de colorantes está expresada en % respecto al peso del género seco, ya que este es fijo en la partida que se procesa, en la tintura por impregnación el peso del género no es constante ya que el mismo pasa continuamente a través del baño. Entonces lo que se tiene fijo en la tintura por impregnación, es el volumen del baño de tintura y por lo tanto la dosificación del colorante se expresa en gramos por litro de baño. La cuestión es analizar cómo llega ese baño a la tela en un período muy corto de tiempo y como logro que el colorante que llegó a la superficie, penetre y se fije en la misma.

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IMPREGNACIÓN La impregnación por inmersión, es la primera fase de un proceso continuo o semi-continuo de tintura, y es un procedimiento por el cual un género textil se hace pasar por una artesa o cuba de impregnación, a través de un baño de tintura (en este caso). El género a medida que atraviesa el baño, va adsorbiendo parte de él arrastrando al colorante y los productos auxiliares de tintura allí presentes. El exceso de baño arrastrado por la tela es vuelto al baño, al pasar ésta a través de los cilindros de un fulard que la exprimen, con una presión controlada ejercida uniformemente en toda su extensión. Esto es fundamental para lograr un teñido bien igualado. En la actualidad se disponen de fulards de impregnación de alta calidad que cuentan con alta tecnología en la construcción, control y automatización.

Como diferentes géneros absorben diferentes cantidades de baño, es necesario determinar cuánto colorante se deposita sobre la tela ya que nos va a dar la intensidad del teñido. Para cuantificar este hecho hay una relación matemática que estudiaremos a continuación, denominada pick-up (o retención de baño).

Retención de baño (pick-up) Se define a la retención de baño la cantidad de baño (en peso) que retiene 100 gramos de tela, luego se ser impregnada en ese baño y exprimida en un fulard. El pick-up se expresa como porcentaje.

Es fácil comprender que las telas elaboradas con fibras que naturalmente tienen buen poder de absorción (por ejemplo, el algodón), tienen mayor pick-up que aquellas

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elaboradas con fibras menos absorbentes (por ejemplo, poliéster).

Pero hay un factor adicional a tener en cuenta: la presión de los rodillos del fulard. Este es un recurso muy importante a la hora de regular el pick-up, ya que, para un mismo género, con una mayor presión de los rodillos (mayor exprimido) se obtienen menor pick-up.

Dicho de otra forma, el pick-up es inversamente proporcional a la presión de los rodillos del fulard.

La fórmula para el cálculo del pick-up es: Pick-up (%) = (peso tela húmeda - peso tela seca) x (100) / peso tela seca Por ejemplo, se pesa una muestra de una tela (seca) de poliéster y da 138 gramos y luego se ser impregnada y exprimida, pesa 225 gramos. Calculo el pick-up, utilizando la anterior ecuación: Pick-up = (225 grs – 138 grs) x (100) / 138 grs = 63% CÁLCULO DEL BAÑO REQUERIDO EN FUNCIÓN DE LA CANTIDAD DE TELA Dado que en los procesos continuos y semi continuos de ennoblecimiento, es usual el manejo de los baños expresados en litros y la mercadería procesada en metros lineales, resulta muy útil una expresión matemática que vincula dichas magnitudes, pero que requiere de algunas consideraciones previas para su comprensión.

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Densidad del baño de impregnación Se ha visto que para medir el pick-up es necesario conocer el peso de baño que arrastra 100 grs de mercadería. Como en la práctica resulta más conveniente manejarse con litros de baño, si consideramos la densidad del baño de impregnación podremos calcular cuántos litros representan ese peso de baño arrastrado. Pero sucede que los baños de impregnación usuales, tienen una densidad tan cercana a 1g/lt que se puede aceptar este valor sin inconvenientes prácticos. Resumiendo, podemos tomar el volumen de baño arrastrado como equivalente al peso del mismo.

Gramaje de la mercadería El peso de una tela (en gramos) por unidad de superficie (en metros cuadrados), normalmente denominado gramaje, puede ser expresado como peso de tela por metro lineal, si se tiene en cuenta el ancho (en metros) con que cuenta. Sea por ejemplo el caso de una tela de 150 g/m2 que tiene un ancho de 1,60 metros. Usamos la ecuación: peso /m lineal = gramaje (g/m2) x ancho (m) Obtenemos en nuestro ejemplo un resultado de: 240 g/m (lineal). Esto nos indica que cada vez que pasó por el baño de impregnación 1 metro de mercadería, ha pasado 240 gramos de tela.

Entonces ahora estamos en condiciones de establecer matemáticamente cuanto baño me requiere procesar una cantidad determinada de metros de una tela:

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Volumen (lts) = peso (grs/m lineal) x mts de tela x pick-up (%) / 100 x densidad (grs/lt) En el ejemplo visto para teñir 3.000 mts de tela, con un pick-up de 80% obtenemos: Volumen de baño = 240 (grs/m) x 3000 m x 80 (%) / 100 x 1000 (grs/lt) = 576 litros Estos conceptos y las ecuaciones vistas constituyen los fundamentos conceptuales de todos los procesos continuos y semi continuos de ennoblecimiento. Si bien tratamos el tema de tintura, esto también es válido para la preparación y el acabado.

ENROLLADO El enrollado es aplicable a los procesos semi-continuos de pad batch y pad roll. En la primera etapa vimos cómo se deposita uniformemente un baño de tintura en los géneros.

Una posibilidad de continuar el proceso, es enrollando la mercadería y, mediante la regulación de la temperatura y el tiempo de permanencia, establecer las condiciones necesarias de fijación del colorante. Aquí exploraremos cuáles son los mecanismos de interacción entre la fibra y el baño de tintura, las condiciones en que se lleva a cabo, y porqué decimos que este es un método de tintura semi continuo

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Si pudiésemos observar de cerca al colorante y demás componentes del baño de impregnación en la etapa de enrollado, veríamos la proximidad a la fibra y como disminuye la desorción, por la falta de un volumen de baño que arranque al colorante de la fibra y lo arrastre hacia él. Esta tintura tiene asegurada un mayor rendimiento ya que mucha más cantidad de colorante queda sobre la fibra para el momento de la fijación.

Como se mencionó, hay variantes dentro de un proceso semi continuo.

Cualquiera de las tres variantes, tiene una etapa común que es la impregnación en fulard. Si sacásemos una foto de éste momento del proceso, no podríamos diferenciarlo de la tintura a la continua. Pero a la salida de los rodillos de exprimido, la cosa cambia, ya que el material se enrolla y una vez que alcanzó un tamaño predeterminado, el tejido se corta y prosigue a partir de este momento con una tintura discontinua, tal como si la realizáramos en una máquina overflow, jigger o autoclave, pero con una variante muy particular: una relación de baño extremadamente pequeña, a tal punto que no existe equipo de tintura por partidas que pueda alcanzarla. Veamos un ejemplo ilustrativo.

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Comenzamos un proceso de tintura por impregnación de una popelina de algodón que tiene un gramaje de 180 g/m lineales y con un pick-up de 90%. A la salida del fulard recogemos la mercadería en un rollo, y cuando han pasado 2000 mts, cortamos la tela y dejamos continuar el proceso de tintura en el mismo.

Hagamos el cálculo para saber cuántos kilos de mercadería y cuantos litros de baño hay en ese rollo, que son los dos parámetros fundamentales de una tintura por partidas.

Peso de tela (kgs) = gramaje (gr /m) x longitud de tela (m) x 10-3 = 360 kg.

Volumen baño (lts) = peso tela (kgs) x pick-up x 0,1 / densidad baño (kgs/lts) = 324 lts.

Para los fines prácticos, la densidad del baño de tintura se toma como 1 gr/cm3 (1kg/lt) con un error despreciable. Entonces estamos tiñendo en relación de baño RB: 1:0,9.

Para completar los parámetros necesarios para una tintura discontinua debemos fijar tiempo y temperatura.

Y es aquí donde aparecen las diferencias entre el cold pad batch y el pad roll. Ellas son: Cold pad batch (CPB): Temperatura ambiente / Tiempo de fijación 8-24 hs.

Pad roll: Temperatura 60-80ºC (cámara estanca) / Tiempo de fijación 2-8 hs.

Los tiempos de fijación de ambos, como la temperatura en el pad roll, varían en función de la familia de colorantes y la fibra que se trate. En los artículos

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correspondientes a cada familia de colorantes se dan los datos particulares del método de aplicación. Hemos visto en el ejemplo, las muy bajas relaciones de baño en que se lleva a cabo la tintura en ambos métodos.

Pero este aspecto cambia si hablamos de la tercera opción de procesos semi continuos: el pad jig.

Cold pad batch y Pad roll: generalmente inferior a 1:1.

Relación

de

baño

Pad jig: Relación de baño generalmente entre 1:3–1:5.

Este hecho es suficiente para producir diferentes comportamientos en los parámetros de tintura y en las solideces finales, dependiendo de la fibra y colorantes que se trate.

PRE-SECADO El pre secado es aplicable a los procesos continuos pad dry, pad steam y pad thermofix.

Cuando una tela va a ser procesada a la continua, la etapa siguiente es el pre-secado que tiene por objeto quitar el agua del baño de impregnación, antes de continuar a una nueva etapa del proceso. Es tal la importancia del pre-secado, que si no es realizado correctamente las etapas subsiguientes quedan arruinadas y como se trata de un proceso continuo, este se detiene inmediatamente.

Con respecto a los mecanismos que operan en cada fase del proceso, aquí tenemos un parámetro fundamental que controlar: la migración del colorante.

Este, ha sido depositado por impregnación, y a diferencia de los métodos discontinuos, no tiene

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afinidad por la fibra, de modo que al evaporarse el agua violentamente por aplicación de una alta temperatura de fijación, es arrastrado y la tela se tiñe en forma despareja.

Se comprende entonces la importancia de realizar un secado muy suave: el pre secado, que permita retirar el agua lentamente, antes de cualquier otro tipo de acción que provoque el movimiento del color.

Como se comprobó en la práctica que esta operación es riesgosa, aun tomando las precauciones del caso, se emplea en el baño de impregnación un producto auxiliar que ayude a mantener el colorante inmóvil sobre la fibra: el anti migratorio. De este modo se operará con absoluta tranquilidad durante la eliminación del agua en la etapa de secado.

SECADO Aplicable a los procesos continuos: pad dry, pad dry thermofix y pad dry steam. En este punto tenemos la tela seca impregnada con colorantes y productos químicos. Ahora deberá suministrarse la energía necesaria para producir la fijación del colorante a la fibra.

El método más simple es el que se analiza en este momento es el pad dry. La mercadería que ha sido pre secada, continua su avance en el ennoblecimiento hacia un equipo de calentamiento, donde es sometida a la acción de un flujo de temperatura (150-170ºC), que fija definitivamente al colorante. Dependiendo del tipo de colorante utilizado, surge la necesidad de realizar un de los dos procesos siguientes.

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TERMOFIJADO Este proceso es aplicable al método continuo de pad thermofix.

Para ciertos colorantes, como los dispersos con el poliéster, la energía suministrada en el secado (por el método pad dry) resulta insuficiente y debe recurrirse a un tratamiento térmico mucho más enérgico: el termofijado (termosol). Allí las temperaturas se ubican entre los 190-210ºC dependiendo del colorante y tiempo de permanencia. El proceso se completa por un lavado al ancho para eliminar el colorante no fijado.

VAPORIZADO Aplicable al método pad steam. Hasta ahora vimos como una mercadería fue impregnada con un baño de tintura, y luego fue pre-secada, y continúa procesándose para fijar el color por medio de aplicación de calor seco (pad dry o pad thermofix).

Existen otras variantes de fijación que emplean un medio alternativo: el calor húmedo por medio del vapor de agua, o sea el vaporizado (steam). Esta fijación se lleva a cabo en una cámara de vaporizado, donde la mercadería es sometida a la acción del vapor durante un tiempo, que depende del tipo de mercadería y de los colorantes utilizados. En la mayoría de los casos la tela es conducida luego a una lavadora para quitar los restos del colorante no fijado. Si comparamos el termofijado con el vaporizado, y nos detenemos a reflexionar sobre las condiciones que ofrecen al colorante para fijarse a la fibra, vemos que en el primer caso hay una pequeña humedad residual y altas temperaturas, mientras que

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en el vaporizado hay una saturación de humedad (la tela se humedece) y la energía térmica que posee el vapor de agua (mucho menor que en el termofijado) alcanza para completar la fijación del colorante.

Obviamente se deben seleccionar los colorantes que se adapten a las condiciones de cada proceso.

Tintura de mezclas de poliéster/algodón Los sustratos de poliéster/algodón pueden ser teñidos por: • • •

Agotamiento Semi continuo Continuo

La selección del método depende de: • • • • •

Presentación del sustrato Maquinaria disponible Exigencia de solidez Tonalidad requerida Costos de procesos y productos

Tintura por agotamiento Los procesos son: • •

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Dos baños con o sin limpieza reductiva Un baño en una o dos fases

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Dos baños

Este es un procedimiento muy largo y de costo alto. Sin embargo, es muy usado ya que tradicionalmente se considera necesaria la limpieza reductiva para garantizar solideces óptimas.

En algunos casos la limpieza reductiva intermedia puede ser sustituida por el jabonado posterior.

Baño único

A = antireductor, electrolito, pH 5 – 5,5 B = colorantes dispersos y reactivos C = carbonato de sodio

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En este proceso de baño único, existen ciertos riesgos, ya que las dispersiones se pueden romper en presencia de electrolitos, provocando tinturas manchadas, mala solidez y baja reproducibilidad. Por eso es importante seleccionar colorantes con estabilidad de dispersión muy buenas. También hay que seleccionar colorantes reactivos que soporten las condiciones de pH 5 a 6, sin hidrolizarse ni reducirse.

Baño único con disperso/directo

A = dispersante, sulfato de amonio pH 6 – 6,5 B = colorantes dispersos y directos seleccionados C = sulfato de sodio Este proceso es también muy usado, asi como el proceso para tintura de colores claros, disperso/directos que incluye: descrude, blanqueo y tintura en un solo baño, es indispensable seleccionar colorantes directos y dispersos apropiados para este sistema.

Después de la tintura, se procede a la fijación: •

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Para colorantes directos sólidos a la luz, se usa un fijador tradicional.

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•

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Para directos al cobre, fijadores a base de cobre.

Procesos continuos Existe una amplia gama de proceso semi continuos y continuos para la tintura de mezclas de poliéster/celulosa, pero solo describiremos los más utilizados: Thermosol/pad batch

Thermosol

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Pad steams

En todos estos el poliéster es teñido a la continua en thermosol difiriendo del teñido por agotamiento, donde el transporte del colorante es el agua, y a la continua el medio de transporte es el vapor del colorante.

El mecanismo de tintura ocurre según la figura:

Colorante disperso en la fase sólida en la fibra Sublimación Colorante disperso en la fase de vapor Supersaturaciòn

Superficie de la fibra de poliéster

Condensación Interior de la fibra de poliéster

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• •

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Mediante el foulard, el baño es absorbido por el algodón, por ser la fibra más hidrófila.

Cuando se aplica calor, comienza un mecanismo de transferencia de masa y energía, obedeciendo las siguientes etapas: o Al alcanzar el punto de sublimación del colorante, este pasa al estado gaseoso y se establece un primer equilibrio dinámico entre el colorante en las fases gaseosa y sólida sobre el algodón. o Las moléculas del colorante en la fase gaseosa se difunden a través de los espacios de aire que separan las fibras del algodón de las de poliéster. Si la cantidad de colorante sobre la fibra de poliéster es mayor que su difusión, ocurre una Supersaturacion dentro de ella. o En la secuencia ocurre una condensación sobre la superficie de la fibra, seguida de la difusión hacia el interior de la misma. Por otro lado, si la cantidad de colorante sobre la superficie de la fibra no es grande, debido a su rápida difusión hacia el interior, la transferencia se desarrolla sin Supersaturacion. o Inicialmente hay evaporación de agua en la secadora. o En el momento en que la concentración de colorante en la superficie de la fibra de poliéster es mayor que en el interior, se inicia el proceso de difusión molecular del colorante. o El mecanismo de transferencia por sublimación, Supersaturacion, condensación,

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y difusión dentro de la fibra, continua hasta alcanzar un equilibrio dinámico entre la fibra de poliéster teñida y la fibra de algodón.

Todo el mecanismo de transferencia del colorante al poliéster descrito anteriormente ocurre a entre 60 y 90 segundos y entre 200 y 220ºC. Aspectos técnicos •

•

• •

•

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El tejido bien preparado y completamente hidrófilo es impregnado en una dispersión acuosa de colorante en un foulard con un pick up entre 56 y 70%.

A continuación, el tejido pasa por un presecado infrarrojo, en el cual se elimina aprox el 50% de la humedad.

Luego el tejido entra en la cámara hot flue a una temperatura de 130ºC. A continuación, pasa a la cámara de termosolado a una temperatura de 200/220ºC por un minuto.

Después de termosolado, el tejido es lavado a la continua, con el fin de eliminar el colorante superficial y los productos químicos utilizados en el baño de tintura.

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Prevención de defectos de tinturas con colorantes reactivos.

Defecto

Causas

Mala solidez en húmedo Mala solidez húmeda en almacenamie nto Desteñidos en lavados alcalinos

Jabonado insuficiente Colorantes sensibles a la hidrolisis acida Colorantes sensibles a la hidrolisis alcalina Colorante reducido

Mejorar jabonado, usar dispersantes/secuestrantes Neutralizar, no usar suavizantes catiónicos

Falta de penetración Residuos aceitosos o parafinicos Adición de álcali sin disolver o muy rápido Dosificación rápida de sal Agua dura

Usar humectante en la tintura

Manchas claras o mal rendimiento Manchas claras

Mala Igualación

Diferencia entre orillos

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Sobrecarga Presión desigual en el foulard Secado o Termofijació n con diferencias de temp. orillo - orillo Entrada irregular de vapor en el baño

Acciones preventivas

Solo lavados neutros

Usar antireductor en la tintura

Usar detergente con solvente o emulsionante Disolver el álcali Dosificar lentamente Dosificar lentamente Tratar el agua, usar un sequestrante Reducir la carga Corregir las presiones

Corregir equipo, usar un antimigrante

Calentar uniformemente

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ESTAMPADO El deseo de agregar color y diseño a los materiales textiles es casi tan antiguo como la humanidad. Las primeras civilizaciones usaron el color y diseño para distinguirse y separarse de los demás. El estampado textil es la más importante y versátil de las técnicas usadas para agregar diseño, color y especialidad a las telas. Puede considerarse como una técnica que combina arte, ingeniería, y tecnología de teñido para producir imágenes que solamente existían en la imaginación del diseñador textil. El estampado textil puede ser considerado como un teñido localizado. En tiempos antiguos, el hombre usó estos diseños e imágenes principalmente para telas para vestir, pero en el mercado actual el estampado de textiles es muy importante para telas de tapicería, el hogar (sábanas, toallas, cortinas) tapetes, alfombras y otros usos.

Propiedades Fibras Los tintes son específicos para diferentes tipos de telas, por esto los tintes se eligen en base a las fibras que componen la tela. Por ejemplo una tela de algodón 100% puede estamparse con colorantes reactivos, o a la cuba o cualquier colorante que trabaje con algodón.

Alternativamente, una mezcla de algodón/poliéster requiere dos tipos de tintes combinados en la pasta para teñir. Un tipo es para las fibras de algodón, como el reactivo y el otro tipo es para las fibras de poliéster como el disperso. También pueden usarse pigmentos textiles. No son tintes sino colorantes que requieren un

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ligante para fijarlo a la superficie de las fibras textiles.

En cambio los tintes, pigmentos no son específicos para las fibras, una mezcla 60/40 algodón/poliéster, puede ser estampada con un pigmento sencillo. Los pigmentos trabajan igualmente con telas de algodón 100% y diferentes mezclas.

Hilos El tipo de construcción de los hilos tiene también influencia en el estampado textil. Debido a que el color estampado se aplica un lado de la tela, la uniformidad, brillantez y profundidad del color es muy sensible a la vellosidad, torsión y lustre de los hilos. Por ejemplo a mayor lustre del hilo, el color se estampa con más brillantez. De la misma manera, el brillo puede también influenciar la apariencia del diseño estampado. Si los hilos están muy torcidos pueden impedir que la pasta penetre profundamente en el bucle, y una pobre fijación del color. Adicionalmente, los hilos finos a medianos son generalmente más fáciles de estampar que los hilos gruesos o con efecto.

Construcción de la tela Las propiedades estructurales de la tela también impactan la tela estampada terminada así como el mismo proceso de estampado. Por ejemplo, telas de tejido plano son normalmente más fáciles de estampar que las tejido de punto. La razón principal de esta declaración es debido a que las telas de tejido de punto son más estables dimensionalmente que los tejidos de punto. La distorsión de la tela o “shift” es la mayor causa de los estampados fuera de registro o mal estampado en textiles estampados con muchos colores.

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Debido a que los tejidos planos son hilos entretejidos, mientras que los tejidos de punto son puntos entrelazados, hay una gran variedad de estructuras de telas de tejido de punto con variaciones en las propiedades de estabilidad dimensional. Sin embargo, las telas de tejido de plano son generalmente más estables.

También, las telas con una superficie plana se estampan más fácilmente que las telas con superficie rugosa. Un buen ejemplo de esta diferencia es comparar el proceso típico de estampe para sábanas y batas de baño. Las sábanas son normalmente impresas en pantallas planas o en máquinas estampadoras giratorias, que requieren un golpe simple para el proceso de estampe. En contraste, las batas de baño se imprimen generalmente en máquinas de estampe de pantalla plana y pueden necesitar hasta cuatro golpes para fijar el estampado en el rizo. Los golpes extra limitan severamente la rapidez de producción del estampado en la tela de toalla.

Cualquier tela con superficie con textura presentará más problemas para estamparse comparada con una tela de superficie plana. Adicionalmente, las telas con construcciones delgadas o transparentes pueden presentar problemas de estampado comparadas con telas de construcción más gruesa con el mismo contenido de fibra.

Requerimientos para estampar La regla de oro en el teñido de textiles es “una tela bien preparada es una tela teñida a la mitad” Esto simplemente indica la importancia que una buena preparación juega en la producción de artículos de alta calidad.

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Ennoblecimiento

Para el estampado textil, especialmente para telas de algodón, la preparación de la tela es crucial para la calidad del estampado. Se reporta que casi un 60% de los defectos en el estampado textil se pueden encontrar en los problemas al preparar las telas. El proceso de preparación varía dependiendo en el contenido de la fibra, tipo de hilo, y construcción de la tela. En caso del algodón, la secuencia mínima debería incluir descrude y blanqueado.

El descrude remueve toda la suciedad, aceite y grasa de la tela y es necesaria para uniformar la absorción del agua y la penetración del tinte. El blanqueado destruye todo el color que aparece naturalmente en la tela y es necesario para obtener un estrato uniforme parejo para permitir una reproducibilidad del color con brillantez óptima. Es indispensable que cuando cada uno de estos procesos termine, se lleve a cabo un enjuague adecuado para sacar la basura y se remuevan los químicos utilizados. Una tela limpia asegurará que el siguiente proceso húmedo pueda realizarse sin interferencia de residuos no deseados.

Para telas planas, la goma aplicada en los hilos de urdimbre durante el tejido puede interferir en la penetración del color estampado. Por eso, el desengomado – remoción de la goma del hilo de urdimbre – se convierte en un proceso adicional necesario para el proceso de preparación.

Para productos estampados de algodón de alta calidad, ya sea tejidos de punto o plano, la mercerización puede ser un proceso adicional de preparación. La mercerización mejora la suavidad, estabilidad dimensional, resistencia, la retención del color y brillo

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de las telas de algodón. Los estampados de algodón mercerizados normalmente exhiben una brillantez de color y mejora la solidez al color de un colorante. Para hilos con mucha vellosidad se sugiere el chamuscado de la superficie, se requiere un paso adicional en el proceso de preparación.

Independientemente de la secuencia de la preparación y la construcción de la tela es crucial que el proceso de preparación sea consistente, uniforme, y repetible.

Cualquier variación de la preparación de una tela lleva directamente a una calidad pobre y defectos de estampado. La importancia de la preparación de una tela de alta calidad para estampe no se puede exagerar.

Procesos • • • • • • •

I.

Preparación de la transparencia Preparación del cilindro Preparación de la pasta Estampado de la tela Secado de la tela estampada Fijado del colorante o pigmento Lavado

Preparación de la transparencia

Luego de creado el dibujo, se procede a la separación de color, calcando con papel de poliéster cada color del dibujo, y luego en fotografía se hacen las repeticiones necesarias según la medida de grabación.

El método actual de trabajo, el dibujo, y la separación de colores se hacen mediante un programa de

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computación, y se imprime cada color en plotters de gran tamaño sobre papeles de poliéster, luego pasan al departamento de dibujo, donde se colocan las cruces y mascarillas, y de ahí al departamento de grabado.

II.

Preparación del cilindro

Los cilindros son de níquel, perforados y sin costuras y fueron presentados por primera vez en 1963 por la compañía stork.

Todos los cilindros rotativos son fabricados por un proceso galvánico en un baño de níquel, con una distribución regular de las perforaciones, dejándose abiertas las partes de diseño y cerrándose el resto mediante lacas.

Una propiedad distintiva del cilindro rotativo es la malla o mesh, que indica la cantidad de perforaciones por pulgada lineal.

En general cabe decir, que cuanto más alto el número del mesh, más nítida será la imagen estampada.

Los cilindros se clasifican en: • • BR

Cilindros standard Cilindros penta Página 187

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Cilindros standard -

Numero de mesh de 40 a 100 El diámetro de las perforaciones se va reduciendo con el aumento del número de mesh Área abierta (paso de pasta) relativamente mas pequeña Forma ligeramente cónica de la perforación en su corte transversal El diámetro de las perforaciones se va reduciendo al aumentar la rigidez de las paredes

Cilindros penta -

Numero de mesh dese 125 a215 El diámetro de las perforaciones sigue constante al aumentar la rigidez de las paredes Paso de pasta relativamente grande a pesar del elevado número de perforaciones

Proceso de grabación 1. Desempaque y redondeamiento: 1hora a 160ºC

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2. Desengrase del cilindro para tener una mayor afinidad de la emulsión.

3. Secado a 30ºC

4. Recubrimiento, puede ser manual o automático y se realiza aplicando emulsiones que cumplen con las siguientes propiedades: - Viscosidad inicial baja, que aumenta después de la sensibilización.

- Requiere el uso de un sensibilizador - Hay que aplicar tiempos de exposición exactos - Suficiente reproducción de los detalles

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5. Secado, 1 hora a 25ºC, y una humedad relativa del 40% 6. Exposición o grabado, el tiempo está condicionado por el tipo de luz, la emulsión usada y el diseño a grabar 7. Revelado, se realiza con agua a temperatura ambiente 8. Inspección de la calidad del grabado 9. Secado a 30ºC 10. Retoque, para tapar los poros surgidos en el grabado con diferentes lacas de secado más o menos rápido 11. Polimerización, aproximadamente 2 horas a 180ºC para que la emulsión obtenga la resistencia química y mecánica necesaria para todos los tipos de pastas usadas en la estampación 12. Colocación de los anillos de extremo

III.

Preparación de la pasta

Las especificaciones de la fórmula de la pasta de estampado dependen del contenido de fibra de la tela, el sistema de colorantes usado y hasta cierto punto, el

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tipo de máquina usada para estampar. Sin embargo, los ingredientes típicos encontrados en todas las fórmulas de estampado incluyen: • • • • •

Agua Espesante Ligante Amoniaco Colorante o pigmento

Productos Auxiliares para Estampado A continuación se describen las características de éstos auxiliares y se especifica brevemente las propiedades que confieren al textil o a la pasta de aplicación.

Adhesivos para la mesa de estampar En el estampado en mesa con chablòn o cilindro, es imprescindible utilizar un producto adhesivo que evite el deslizamiento del material textil (tela o prendas) en el momento de realizar las aplicaciones de la pasta. Los adhesivos utilizados frecuentemente son en base a polímeros vinil-acrílicos muy blandos.

Perfilantes En los estampados de alta calidad, es muy importante lograr una perfecta definición en los dibujos. Para ello existen productos que proveen las condiciones necesarias para mantener los bordes del dibujo perfectamente definidos aún luego del secado de la tela estampada. Son los denominados auxiliares anti corrimiento, basados en formulaciones con productos de gran poder de retención de agua, que evita el efecto de

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difusión de los límites del dibujo, conocido como “efecto serrucho”.

Anti espumante La formación de espuma en las pastas de estampación presenta serios problemas, ya que las burbujas de aire se traducen en pequeñas zonas no coloreadas en la tela terminada, evidenciando una mala calidad del proceso de ennoblecimiento. Los anti espumantes son generalmente aquellos utilizados en los procesos de tintura, y están basados en su gran mayoría en emulsiones acuosas de aceites de siliconas, aunque en ciertos casos puede utilizarse directamente el aceite si emulsionar en las pastas.

Catalizadores El empleo de resinas amino plásticas en las pastas de estampación con pigmentos, genera la necesidad de contar con un pH ácido en el momento de la polimerización, para lograr una reticulación del polímero adecuada. Para ello es necesario en la mayoría de los casos, el uso de catalizadores que generan estas condiciones de acidez aludidas. Los auxiliares que cumplen con estas características son los basados en sulfato de amonio, fosfato mono amónico y fosfato di amónico, que tienen muy poca influencia en el matiz de los pigmentos. Catalizadores basados en cloruro de magnesio, nitrato de zinc o nitrato de amonio, son más agresivos y tienden a desestabilizar las pastas e influir ostensiblemente en el color.

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Desaireantes El aire retenido por el material textil debe ser expulsado de las fibras para facilitar la penetración de las pastas de estampación o de recubrimiento. Este aire retenido es el responsable de la formación de espuma, junto con el que se incorpora con la agitación en la preparación de las pastas. La adición de productos auxiliares desaireantes, la tensión superficial entre la pasta y el sustrato textil se reduce, provocando una humectación espontánea del material sin presencia de espuma. Con respecto a la composición química se pueden mencionar los poliésteres y los derivados de esteres de ácido fosfórico ambos libres de siliconas, y compuestos formulados con diversos Tensoactivos no espumígenos con emulsiones de aceites.

Espesantes Los espesantes o extenders, son productos auxiliares desarrollados para regular la viscosidad de las pastas de estampación o recubrimiento, manteniendo en suspensión homogénea sus diversos componentes.

Pueden clasificarse en coloidales, que comprenden todos los productos naturales como almidones y harinas y gomas, semi sintéticos como los almidones y harinas esterificadas, y sintéticos que incluyen a los distintos polímeros del ácido acrílico neutralizado. La elección del espesante adecuado está dada principalmente por las sustancias para colorear empleadas. Por ejemplo las pastas con colorantes reactivos requieren espesantes del tipo alginato mientras que las que contienen pigmentos se espesan con poliacrilatos.

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Todos los anteriores son variantes en fase acuosa, pero es posible encontrar los denominados espesantes de emulsión y semi emulsión que contienen un componente solvente dentro de la formulación de las pastas.

Emulsionantes Cuando se utiliza un solvente en las pastas de estampación o recubrimiento, (generalmente varsol) es necesario la incorporación de un auxiliar emulsionante para integrar homogéneamente el mismo y lograr suficiente estabilidad en las pastas. Los productos que mejor se adaptan a esta función son los tensoactivos no iónicos, que pueden ser derivados altamente etoxilados de alcohol graso y nonilfenol o derivados de poli etilenglicol. Si bien es posible emplear productos aniónicos como el laurilsulfato de sodio, su uso presenta el inconveniente de la generación de espuma.

Fijadores (ligantes) Los fijadores para estampación bien podrían denominarse agentes reticulantes, ya que polimerizan formando una malla tridimensional que favorece la adhesión de las películas al textil y la elasticidad final del acabado.

La composición química de esta línea de auxiliares consta de copolímeros de ácido acrílico, acrilonitrilo o butadieno con derivados de acrilamidas que funcionan como reticulantes internos. ..

Otro posibilidad la constituyen los derivados de tetra a hexametilol melanina esterificada, muy utilizados en la estampación con pigmentos, pues favorecen la

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adhesividad del ligante y mejoran las solideces húmedas. También son muy efectivos los productos basados en emulsiones poliuretanos de mano blanda y alta concentración de activos.

Retardantes de secado Estos auxiliares son reguladores de humedad de las pastas, y tiene especial aplicación en épocas estivales o zonas geográficas con alta temperatura ambiente. Los retardantes de secado frenan la evaporación del agua de las pastas facilitando el desplazamiento del racle, y evitando que se obturen las mallas de los Chablones o cilindros. Esto es más relevante aún en los procesos en que tienen un elevado tiempo de exposición al aire antes del secado de la tela.

Los productos más empleados están formulados en base a glicerina, urea, etilenglicol y polietilenglicol, entre otros.

Secuestrantes Los agentes secuestrantes de dureza de agua, son empleados toda vez que se prepare las pastas de estampación con agua dura, ya que la presencia de iones Ca y Mg, producen interferencias con algunos componentes. Se lo emplea en la disolución del espesante, logrando disolución homogénea y una excelente película final. Los productos más empleados son fosfatos inorgánicos y derivados de ácido fosfónico neutralizado, siendo éstos últimos, resistentes a la hidrólisis y con muy alto poder dispersante.

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Suavizantes El empleo de este tipo de auxiliares es especialmente importante cuando se estampa con pigmentos o en ciertos tipos de recubrimientos. El empleo de acrilatos o poliuretanos de mano dura para obtener ciertas funcionalidades en un recubrimiento o como ligantes de estampación, hace que la mano final no sea agradable.

El empleo de suavizantes adecuados, contribuye a solucionar este problema y en el caso de recubrimientos, favorece el deslizamiento en la aplicación de la pasta. Son preferidos lo derivados de silicona tanto en emulsión como los aceites de alta viscosidad.

IV.

Estampado de la tela

Clasificación 1 - Según la forma en que se aplica el colorante A - Estampación directa B - Estampación por corrosión C - Estampación por reserva D - Estampaciones especiales A - Estampación directa: como su nombre lo indica, se estampa directamente el color sobre la tela, luego se seca y se vaporiza o termofija. Solamente no se procede a lavar cuando se estampan pigmentos, pues toda la pasta queda en la superficie y no hay productos para eliminar en el lavado.

Es el método más utilizado.

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B - Estampación por corrosión: en este caso, la estampación se realiza sobre una tela previamente teñida, en general de color oscuro. La pasta de estampar contiene un producto llamado corroyente que elimina el color de la tela en el lugar que se estampa, durante el proceso de vaporizado.

La pasta de estampar puede ser coloreada o no.

Es especialmente adecuado para realzar un dibujo claro sobre fondo oscuro, sobre todo diseños delicados y de líneas finas. Es más costoso, pero se logran estampados de muy buena calidad, cuyos dibujos son visibles de ambos lados del tejido.

C - Estampación por reserva: en este caso, se estampa primero una pasta de reserva y luego se tiñe el hilado o el tejido. La pasta repele el colorante, de manera que en los lugares estampados el colorante no se fija y aparece el color de fondo del hilado o el teñido.

D - Estampaciones especiales: a - Devoré o devorado: el tejido se teje especialmente con hilados de dos materias primas diferentes o con hilado de poliéster recubierto de algodón. Al estampar una pasta ácida, la misma elimina una de las materias primas, dejando la zona estampada transparente o con menor densidad. b -Transferencia por sublimación: se estampa un dibujo sobre un papel, que luego se transfiere por medio de calor y presión sobre la tela, aprovechando

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una propiedad de ciertos colorantes dispersos que subliman a determinadas temperaturas.

Este sistema es adecuado para tejidos de poliéster, en particular y para tejidos sintéticos, en general.

2. Según el equipo utilizado • • • •

Chablones Cilindros Transfer Ink Jet

Estampado con Chablones Una chablòn debe ser construido y grabado para cada color en el diseño de estampado. Si el diseño tiene cuatro colores, entonces cuatro Chablones deben ser grabados.

La máquina de estampado consiste de un aparato alimentador, una tina de cola, una banda giratoria continua, arneses de mesa de estampado para levantar y bajar las pantallas planas, y un conducto con una tina de goma con doble cuchilla (racles).

El aparato alimentador permite una alimentación precisa del tejido dentro de la banda transportadora. Al alimentarse el tejido a la máquina se fija ligeramente a la banda para prevenir cualquier manchado o distorsión durante el proceso de impresión. La banda lleva el tejido bajo los chablones, que están en posición levantada. Una vez que están bajo las pantallas, el tejido para, las pantallas se bajan y un racle automático se mueve a través de la pantalla, empujando la pasta de estampado a través del diseño o las áreas abiertas

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de las pantallas. Recuerde que hay una pantalla para cada color en el diseño. Las pantallas se levantan la banda mueve el tejido al siguiente color con precisión y se repite el proceso. Ya que cada color se ha aplicado, el tejido es removido de la banda y llevado entonces a través del proceso de fijación requerido.

La banda de estampado es continuamente lavada, secada y regresada al área de alimentación del tejido.

El proceso en estas máquinas planas es semidiscontinuo, operación empezar-parar. De un punto de vista productivo, el proceso es lento con velocidades de producción de 10 a 15 metros por minuto.

Adicionalmente, el método tiene obvios limitantes de diseño.

El tamaño del diseño repetido está limitado a las dimensiones de ancho y largo del chablòn. Tampoco se pueden hacer dibujos continuos con este método, como rayas.

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Estampado Rotativo En una operaciรณn bรกsica, las mรกquinas de cilindros rotatorios y pantalla plana son muy similares.

Ambas usan el mismo tipo de aparato alimentador, tina de cola, banda giratoria (mesa de estampe), secador, y equipo de fijado. El proceso involucra alimentar la tela inicialmente en la banda transportadora. El tejido avanza debajo de las cilindros estampadores, los cuales giran con el tejido.

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La pasta de estampar se alimenta continuamente al interior del cilindro a través de un tubo o barra. El cilindro gira y el rodillo de goma empuja la pasta de estampe a través de los diseños del cilindro dentro del tejido. Como en el estampado de maquina plana, solamente se puede aplicar un color en cada cilindro.

Después de la aplicación del estampado, el proceso es el mismo que en el estampado en maquina plana.

Las velocidades de trabajo varían entre 30 y 150 mts/min, siendo la limitante la capacidad de secado acoplado a la estampadora.

En estas máquinas rotativas se puede estampar todo tipo de dibujos y tejidos.

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Estampado por transferencia El estampado por transferencia de calor es una técnica donde el papel se imprime, seguido de la transferencia del diseño del papel a un tejido. Para el algodón, el único proceso comercial ampliamente usado involucra liberar el papel estampado con pigmentos. El diseño en el papel es puesto en el tejido, calentado para que el pigmento se suavice, liberado del papel y adherido al tejido. Esta temperatura liberada esta generalmente alrededor de los 400°F (205°C). En general, las telas estampadas usando esta técnica deben ser tratadas con precaución cuando se planchan o son expuestas a temperaturas excesivas. También, estas telas exhibirán todas de las buenas y malas características de los estampados con pigmentos. Como un punto de información, ha habido gran cantidad de intentos para transferir colorantes reactivos por calor empleando una combinación de procesos húmedos/secos. Ninguno de estos intentos ha tenido un gran éxito comercial.

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Condiciones de trabajo

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Fibra

Temp. (º C)

Tiempo (s)

Problema

Poliéster

200 - 210

30

Nylon 6,6

200

30

Nylon 6

195

30

Triacetato

210

30

Acetato

180

30

Acrílico

200

60

Amarillamiento

PES/CO

220

30

Solidez al húmedo

Solidez al húmedo Solidez al húmedo Tacto Tacto

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Estampado de Inyección de Tinta Digital El más reciente método para estampar textiles es el estampado digital por inyección de tinta. Desde el punto de vista de la técnica, este proceso es idéntico a una impresora de inyección de tinta usada con casi todas las computadoras. Sin embargo, para telas, estas máquinas son de 60 a 84 pulgadas de ancho. El estampado digital ofrece tremendas capacidades de diseño. Diseños con imágenes de calidad fotográfica son posibles con esta técnica. Por supuesto, este método usa un sistema CAD con imagen digitalizada. Presenta la oportunidad de cambiar de un diseño a otro inmediatamente sin desperdicio de tela estampada. Este método ha sido usado con el scanner de cuerpo para producir telas estampadas que están hechas a la medida de la persona. También se ha usado para producir pruebas rápidas de estampado para su venta o evaluación.

Muchos individuos pronostican este método como una técnica del futuro. Hay muchos descubrimientos tecnológicos asociados con este método. La velocidad actual va de las 30-70 metros por hora para tejidos planos comparados con máquinas de pantalla rotativa con una salida de 50-120 metros por minuto.

El factor limitante en la velocidad del estampado es la tecnología de las cabezas de impresión. Los reportes indican que estas velocidades de producción no aumentarán a menos que haya un invento en los mecanismos de las cabezas de impresión. Otra de las limitaciones del equipo de impresión incluyen los altos costos de las cabezas de la impresora, cabezas de inyección de tinta, el reciclado de la tinta de inyección, sistemas de re uso, y las limitaciones a lo ancho.

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En adición a estos problemas, hay problemas con la profundidad del color, y asuntos de solidez con mucho de los sistemas de teñido disponibles actualmente.

Generalmente, el tejido que será impreso deberá pretratarse con un material como alginato de sodio y álcali, para que el tinte de estampe no se corra antes de fijarse. Las tintas para inyección se han desarrollado, pero desde el punto de vista comercial, la viscosidad de la tinta, el tamaño de las partículas de los pigmentos y la durabilidad del estampado son factores limitantes.

Como hemos visto, durante el proceso de estampación, el color es aplicado mecánicamente sobre una fibra seca a través de una malla (schablon o cilindro), o mediante una impresión digital por chorro de tinta (ink jet). Para ello las pastas y tintas de estampación deben reunir una serie de características físico-químicas a fin de optimizar la aplicación. Esto se logra mediante el uso de productos auxiliares especialmente diseñados para tal fin.

En el caso del recubrimiento fino textil también hay una aplicación mecánica de productos sobre una tela seca, pero a diferencia de la estampación, donde se genera un dibujo o imagen, en el recubrimiento se aplican productos en capa fina esparcidos uniformemente en toda la superficie.

Esta capa puede ser transparente o coloreada por pigmentos, pero lo más importante es que se aplica para otorgar propiedades funcionales específicas, como la impermeabilidad o la resistencia a las llamas. Las pastas de recubrimiento involucran el uso de agentes auxiliares que muchas veces coinciden con aquellos

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empleados para la estampación u otras sustancias específicas en función de la prestación requerida.

V.

Secado de la tela

Después de estampar la tela, la pasta es secada para prevenir un manchado accidental del diseño estampado y la decoloración. En este punto, dependiendo del diseño del estampado, la tela estampada puede ir inmediatamente al proceso de fijado, o puede dejarse para ir al fijado posteriormente. El tipo de colorante y los sistemas de producción con la operación del estampado dictan los pasos a seguir.

VI.

Fijado del colorante o pigmento

El siguiente paso es el fijado del color estampado. El fijado para tintes normalmente incorpora un vaporizador atmosférico con un contenido de humedad específica y una temperatura nominal de 100°C. Un

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químico auxiliar puede ser necesario como un aditivo extra a la pasta de estampado con ciertos colorantes.

Por ejemplo, para un fijado completo, los colorantes reactivos requieren álcali adicional Para pigmentos en todas las fibras y colorantes dispersos para poliéster y nylon solo son necesarias altas temperaturas.

El equipo de fijado usado puede ser un horno de secado caliente o vapor sobrecalentado. El punto clave es alcanzar temperaturas de aproximadamente 177°C para curar un pigmento de liga sintética y tan alta como 205°C para colorantes dispersos VII.

Lavado

En caso de estampados con colorantes, la tela es lavada en su totalidad y después secada después del fijado.

Este paso es necesario para remover el espesante, el álcali y otros ingredientes de la pasta de estampado dejados en la superficie de la tela después del fijado. Si no se remueven, estos materiales pueden interferir con subsecuentes procesos de lavado e influir en las solideces Las telas estampadas con pigmentos, por lo general no requieren de post lavado.

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Los procesos de apresto de telas son un conjunto de operaciones a las que son sometidas las mismas para incorporarles una mejora, tanto en aspectos estéticos como funcionales.

En referencia a los aspectos estéticos se incluyen las características de color, suavidad, brillo y distintas conformaciones superficiales.

Los aspectos funcionales incluyen aquellas propiedades como impermeabilidad al agua y al aire, retardantes de llama, fácil limpieza, anti manchas, repelencia al aceite, antibacteriano y otros.

Los parámetros que influyen en la elección del proceso de acabado más adecuado son la naturaleza de la fibra o tela y la aplicación final del tejido.

Clasificación • • •

Tipo de tejido Tipo de proceso Características requeridas

Según el tipo de tejido se dividen en: •

•

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Tejido plano, por su construcción, estas telas soportan mayores tensiones sin sufrir deformación.

Tejido de puntos, pueden presentarse en forma tubular o abiertos, variando según el caso su forma de ennoblecimiento.

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Según el tipo de proceso se dividen en: •

Medios mecánicos, lo que implica la aplicación de fricción, temperatura, presión, tensión, etc. Se subdividen en aprestos secos y aprestos húmedos.

Según las características requeridas, donde predominan las exigencias de bienestar y calidad de uso tales como: suavidad, apariencia, durabilidad, estabilidad dimensional, etc.

Acabados físicos Son procesos mecánicos generalmente aplicados sobre tejidos secos, con o sin aplicación de calor, logrando con ellos modificar la estabilidad dimensional y su textura.

Acabados físicos en seco Calandrado Aplicando a una tela, fricción, presión y calor podemos obtener un aspecto liso, denso, compacto y brillante.

El calandrado se realiza sobre tejidos abiertos. Es un efecto temporal, ya que se pierde luego de que las telas son lavadas.

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Tipos de calandras o satinadoras

Los puntos a controlar en un calandrado son: • • •

Velocidad Presión Temperatura del cilindro metálico

Esmerilado o lijado Este proceso consiste en hacer pasar la tela por una maquina compuesta por varios cilindros recubiertos con lija, los cuales pueden estar colocados horizontal o verticalmente.

El objetivo de este proceso es modificar la superficie del tejido para dar un tacto más suave y con una textura similar a la piel de melocotón.

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Los factores a controlar son los siguientes: • • • • • •

Numero de cilindros esmeriladores Grano de la lija Tensión Velocidad Resistencia del tejido Tacto deseado

Perchado Mediante esta operación, los extremos de las fibras son llevados a la superficie de la tela, formado una capa más o menos densa y larga sobre ella, impartiéndole un efecto aislante y aumentando la cobertura, como consecuencia de ello, se crea la sensación de que la tela abriga más. Las franelas – ya sea de tejido de plano o de género de punto abierto – pasan por este proceso.

El perchado tiene como objetivos: • • •

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Incrementar la capacidad aislante del tejido.

Disimular y difuminar el ligamento.

Incrementar la suavidad.

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La perchadora está conformada por cilindros recubiertos de agujas metálicas con ganchos (guarniciones similares a las de la carda, de hilandería) que corren en diferentes direcciones sobre el tejido (pelo y contra pelo).

Las perchadoras pueden ser de uno o dos tambores y también se pueden tener varias perchadoras en línea para acabados especiales.

El número de pases del tejido por la máquina varía según la intensidad deseada del efecto, aunque se debe tener en cuenta que la resistencia de la tela disminuye con cada pase, así como también el peso/mt2.

Las variables a controlarse durante el proceso son: • • • •

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Velocidad Tensión Resistencia del tejido Tacto y aspecto deseado

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Perchadora de un tambor

Perchadora de doble tambor Acabados físicos en húmedo Tienen como característica la presencia de agua – ya sea líquida o en vapor – durante el pase del material, pues como es sabido, es un elemento que acelera el arreglo de las fibras. Esto se pone de manifiesto en las planchas domésticas, por ejemplo: usando una plancha de vapor se obtiene un planchado más eficiente que cuando utilizamos una plancha seca.

Sanforizado Este proceso realiza un encogimiento compresivo en el tejido, obteniendo éste una óptima estabilidad BR

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dimensional por la aplicación de fuerzas mecánicas y vapor de agua. Asimismo, la tela pierde dimensiones pero gana resistencia. Se emplea para tejidos planos de algodón.

El encogimiento en las prendas luego del lavado, es causado en parte por los esfuerzos sometidos durante el procesamiento de la tela. Éstos son introducidos en el tejido por la tensión del hilo y también por la tensión necesaria para la producción satisfactoria de la tela.

Las tensiones de procesamiento se presentan durante el blanqueo, teñido y acabado cuando el tejido es jalado en la dirección de la urdimbre. Esto tiende a eliminar la ondulación de la urdimbre.

Con el fin de recuperar la ondulación de la urdimbre y de este modo minimizar su encogimiento potencial, un proceso conocido como encogimiento compresivo se lleva a cabo en el tejido. Esto puede ser ilustra de la siguiente manera .Una tira de tela se coloca sobre una superficie convexa de goma y sujetada en cada extremo de la misma. A medida que la superficie se endereza, la longitud del tejido excede a la de la goma tal como se ilustra en la figura más abajo. Sin embargo, si la tela se adhiriese a la superficie de goma, sería sometida a compresión, también se encogería y la ondulación de urdimbre se presentaría

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Este principio se aplica entonces a la máquina de compresión reduciendo, donde la tela se alimenta en estado plástico (gracias a un pase previo por un atomizador de agua) sobre una banda de goma en el punto A como se muestra en la figura.

Mientras la banda está en la posición convexa de A hacia B, la tela sólo se encuentra sobre su superficie. Pero en B la banda empieza a sujetarla contra un gran cilindro calentado y por lo tanto cambia de una forma convexa a una forma cóncava. Así, la superficie de la banda de goma se contrae y la tela, que se mantiene sujeta a la superficie del caucho, también se contrae en el sentido de la urdimbre sobre la región C a D. El grado de encogimiento que tiene lugar es controlado por la cantidad de tela alimentada sobre la banda de goma y la presión entre el cilindro metálico calentado y la banda, lo que aumenta o disminuye la forma cóncava de la banda de caucho.

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Flujo del material por la sanforizadora

El tejido (T) pasa a través del dispositivo humidificador (H) y es humedecido con agua y/o vapor. Esto lubricará las fibras y promoverá la contracción de la tela.

Normalmente, una tela debe ser humedecida de tal manera que cada hilo individual alcance un contenido de humedad de aproximadamente 15%; esto facilita la compresión de la tela.

Cuando el tejido pasa a través de un extensor tipo rameta (R), se obtiene la anchura deseada. El extensor también transporta la tela a la parte más importante de la máquina: la banda de goma. En el primer plano de la figura mostrada arriba, vemos la banda de goma sin fin (B). Al apretar la banda de goma (B) entre el rodillo de presión (P) y el rodillo de la banda de goma (RB), se obtiene un estiramiento de la superficie de la banda de goma. Cuanto más apriete la banda de goma, más la superficie se estira.

Este punto de compresión se conoce como zona de presión, o punto de sujeción.

La tela (T) se alimenta en la zona de presión, al salir de ésta, la banda de goma se recupera y la superficie vuelve a su longitud original arrastrando al tejido con ella. El efecto de esta acción es un encogimiento de la

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urdimbre, juntando más a los hilos de trama. En este momento, la contracción a lo largo se produce.

Después de la compresión dentro de la banda de goma, el tejido entra en el secador (S). Aquí, las fibras son bloqueadas en su estado contraído mediante la eliminación de la humedad de la tela.

Después de que el proceso de encogimiento compresivo se ha completado, una muestra de la tela se toma para realizar el ensayo de estabilidad dimensional.

Compactado La estabilidad dimensional o compactación del tejido de punto 100% algodón ha sido siempre un problema grave y difícil de solucionar. En los procesos húmedos como tintura, el tejido de punto sufre un alargamiento, ya que para el transporte dentro de las máquinas se necesita tensión. Estas tensiones aplicadas al tejido de punto no se consiguen compensar en los procesos posteriores convencionales como el secado y calandrado.

La máquina compactadora realiza al género de punto lo que una sanforizadora hace al tejido plano: pre encogimiento y estabilización dimensional. La diferencia se encuentra en el hecho de que el encogimiento no es dado por la banda de goma, sino por un fieltro.

Ocurre un fenómeno mecánico durante el proceso de compactación, donde el fieltro al pasar bajo tensión por

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el cilindro de conducción sufre una contracción de su superficie. En este estado contraído se deposita el tejido de punto, que bajo presión es compactado al volver la superficie del fieltro a su estado normal.

En cuanto a la maquinaria, podemos encontrar dos tipos: para tela abierta y para géneros tubulares.

Ambos tienen como principal función dar un encogimiento en el sentido longitudinal y fijarlo, evitando que el género sufra alteración dimensional (encogimiento), mejorando también el tacto del tejido.

Compactadora para tejidos abiertos

Compactadora para telas tubulares

Acabados químicos Mediante la aplicación de productos químicos, podemos obtener características en los tejidos que no podríamos conseguir por medios mecánicos.

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El acabado químico lo podemos aplicar de las siguientes maneras: • • •

Foulard Agotamiento Recubrimiento

Foulardado Es el proceso más aplicado, ya que puede ser utilizado en todas las operaciones de acabado húmedo.

El tejido (A) es conducido por unos rodillos (B) e ingresa a la artesa o tina que contiene el de baño de acabado (C), la batea cuenta con un dispositivo de evacuación (D). Una vez impregnado el tejido, es llevado a la zona de exprimido (E).

Generalmente para los tejidos planos el proceso se hace en una rama, y para los tejidos de punto tubulares en una hidroextractora.

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Agotamiento Desde un punto de vista químico, los productos más adecuados para el proceso por agotamiento son aquellos con propiedades catiónicas. En particular agentes suavizantes catiónicos a menudo son aplicados con este proceso, así como emulsiones de base parafínicas, y más recientemente, las emulsiones de polímeros catiónicos.

Este proceso se realiza normalmente en los mismos equipos de tintura, teniendo como inconveniente el alto consumo de agua y productos químicos debido a la alta relación de baño.

Recubrimiento Consiste en aplicar capas que recubren la superficie del tejido dando efectos especiales, para usos especiales.

Los tejidos recubiertos con película se clasifican según su uso final, es decir: prendas de vestir, tapicería, cortinas, calzado, marroquinería y tejidos técnicos.

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Tipos de acabados químicos Suavizado Como regla general, los agentes suavizantes aplicados son higroscópicos o lubricantes, que facilitan el deslizamiento de la fibra dentro de la estructura del tejido, facilitando la deformación y el arrugado.

Mayormente la duración de este efecto es limitada ya que los productos aplicados durante el tratamiento son eliminados por un lavado posterior, por esta razón se deben aplicar en la etapa final del proceso. Los suavizantes más comunes se detallan a continuación: No iónicos: Generalmente éteres y ésteres de poliglicol, productos oxietilatos, parafinas y grasas.

Estos agentes suavizantes son generalmente menos eficientes que los aniónicos y catiónicos, pero son capaces de soportar la acción de aguas duras, medios ácidos o básicos y también en presencia de cationes y aniones, por lo tanto en condiciones similares a la vida útil de las prendas.

Aniónicos: Los sulforicinatos, son tensoactivos aniónicos producidos por condensación de ácidos grasos. Tienen buenas características como agentes de suavizado y lubricación y dan al tejido un tacto lleno, son inestables en agua dura y en medios ácidos.

Además, no deben causar amarillamiento a la temperatura de condensación.

Catiónicos: Normalmente son sales de amonio cuaternario, amino-ésteres y aminoamidas, se recomiendan para todos los tipos de fibra, y pueden

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aplicarse por agotamiento en medio ácido (pH 4-5). Son los mejores agentes suavizantes y forman enlaces con el grupo catiónico en la superficie de la fibra (por lo general con un potencial eléctrico negativo). Pueden presentar problemas en presencia de aniones grandes, y pueden causar virajes de tono, o una reducción en los valores de solidez a la luz en presencia de colorantes directos y reactivos, también tienen una alta carga contaminante en las aguas residuales.

Siliconas: Son generalmente derivadas de polisiloxano de bajo peso molecular. Son insolubles en agua, y por lo tanto se debe aplicar sobre tejidos después de una disolución en solventes orgánicos, o en forma de dispersión. Cuentan con buena solidez al lavado. Crean una capa moderadamente resistente al agua sobre la superficie y dan una mano aterciopelada, sedosa.

Reactantes: Son derivados del N-metilol de las amidas superiores de ácidos grasos o compuestos de urea sustituida con ácidos grasos. Estos productos tienen que ser reticulados y proporcionan suavidad permanente y repelencia al agua.

Otros tipos de acabados químicos son los siguientes: • • • • • • •

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Anti arrugas Anti microbianos Fungicida Hidrófilo Repelencia al agua (hidrófugo) Anti manchas Anti llamas

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Influencia de los acabados químicos El propósito del ennoblecimiento textil es brindar a los artículos determinadas propiedades ventajosas para su uso final. Sin embargo, estos mismos tratamientos también pueden causar efectos indeseables de dos tipos: mecánico-tecnológico (por ejemplo, disminución de resistencia) o de apariencia (por ejemplo, cambios en el tono y disminución de la solidez de color).

Aquí se explicará la influencia que los tratamientos de acabado pueden tener en los artículos teñidos y estampados, aunque sólo en términos generales. En muchos casos el problema está relacionado no sólo con el tipo, sino también a la cantidad de agente reticulante (resina), así como el método de aplicación y la composición de la receta general, que también incluye catalizadores y aditivos.

También hay que recordar que no es posible establecer normas sobre este tema, ni generalizar sobre colorantes de cierta clase o variedad determinada.

Por lo tanto, incluso la siguiente información, que se basa en la experiencia adquirida y los resultados de proyectos de investigación, es sólo orientativa: por lo tanto, recomendamos que el área de Acabados, por cuestiones de seguridad, realice ensayos bajo condiciones normales de trabajo.

Las influencias de acabado en tejidos teñidos se describen en el caso de fibras celulósicas, pero son convenientemente adecuadas incluso para las mezclas con fibras sintéticas.

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1. Color El color en los artículos teñidos y estampados puede estar más o menos influenciado por los tratamientos de acabado, con posibilidad de ocurrir variaciones en el tono y la intensidad. Los colorantes en sí mismos, los productos de acabado y las condiciones de trabajo son responsables de esto.

Los agentes reticulantes por sí solos son de importancia secundaria para el cambio de color, pues no causan una variación en el tono en la mayoría de los casos.

Por otro lado, la influencia de los catalizadores es totalmente diferente. Los resultados más favorables se obtienen usando cloruro de cinc o cloruro de magnesio.

El nitrato de zinc compromete el tono sólo en algunos casos, mientras que el cloruro de amonio, así como hidrocloruros orgánicos (por ejemplo 2-amino-2metilpropanol-hidrocloruro) puede causar un cambio de color apreciable.

Los aditivos y las condiciones de condensación tienen menor trascendencia, sin embargo, estos factores no deben ser pasados por alto.

Para trabajar de manera segura, es necesario realizar ensayos de acabados en los laboratorios para verificar que los colorantes y productos de acabado son adecuados para las condiciones de cada caso.

2. Metamerismo Esta es una característica de la tintura, que puede acentuarse por el acabado. Incluso los catalizadores resaltan el metamerismo de algunos de los colorantes

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sensibles y por esta razón se desaconseja el empleo de sales de amonio, éstas deben ser substituidas con sales de zinc o cloruro de magnesio.

Por último, para tratar de resolver este problema en los teñidos, se recomienda emplear colorantes que no sean metaméricos tanto como sea posible.

3. Solidez a la luz En colorantes reactivos y directos, puede reducirse de una manera más o menos importante en el acabado.

En general, los colorantes tinas no son influidos con algunas excepciones, entre ellas algunos leuco-ésteres que deberían sin embargo estar siempre sujetos a controles previos.

Teniendo en cuenta, sin embargo, que en la práctica la determinación de solidez a la luz implica disposición de tiempo, se recomienda el empleo de colorantes con un alto nivel de solidez, así como de productos de acabado que podrían afectar sólo de forma muy leve.

Comparando diversos tratamientos de acabado de telas teñidas, se observa que los agentes de reticulación por sí solos ejercen una influencia diferenciada en solidez a la luz, incluso cuando se aplican sin catalizadores (por lo tanto, la reacción de reticulación no puede ocurrir). Se puede concluir entonces que el catalizador no influye en la solidez.

4. Solidez al frote Se ve afectada por determinados productos, principalmente en el caso de los textiles teñidos con

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colorantes dispersos (poliéster, acetato). De estos productos, citamos los de preparación para tejer, aceites para el bobinado, suavizantes y agentes repelentes al agua.

A menudo tal reacción resulta evidente sólo después de un almacenamiento prolongado de los productos teñidos. Generalmente, la solidez al frotamiento no está influenciada por los agentes de reticulación y catalizadores.

A veces, una abrasión de la fibra es erróneamente confundida con mala solidez al frote.

Este inconveniente es por otra parte debido a una acumulación del producto de acabado, que puede provocar cierta fragilidad de las fibras de celulosa en la superficie del tejido. Para evitar este problema se deberá observar lo siguiente: Llevar a cabo las operaciones de chamuscado con precisión, para elimina la vellosidad; • •

•

Evitar errores en el blanqueo, que provocan daños en las fibras; Utilizar cantidades óptimas de agentes de reticulantes, de no provocar fragilidad excesiva de la fibra; Mantener las condiciones ideales para el secado post impregnado y evitar que la operación se lleve a cabo demasiado rápido.

5. Solideces en húmedo Los tratamientos de acabado actuar favorablemente sobre las solideces en húmedo (al lavado, al agua, al

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sudor). En la mayoría de los casos, las mejoras notables pueden observarse, especialmente para los colorantes sustantivos, donde en el caso de tonos claros el uso de productos catiónicos para tratamientos posteriores (con el fin de aumentar la solidez al lavado) a menudo es innecesario.

Por el contrario, se produce una reducción significativa en la solidez a la luz.

Control de calidad a las telas El control de calidad de telas reúne a todos aquellos ensayos físico-químicos efectuados sobre muestras del material producido o en proceso de producción con el fin de determinar si éstos se ajustan a las especificaciones técnicas requeridas, en cuyos parámetros de control se fijan valores que se toman como referencia de calidad.

Desde el momento en que se produce una tela hasta que concluye el proceso de ennoblecimiento, son muchas las instancias en que deben realizarse controles de calidad. Estos controles pueden agruparse en tres: el primero es el control de calidad en los tejidos propiamente dichos. El segundo trata el control de calidad en los procesos de producción. El tercero el control de calidad de los procesos de ennoblecimiento.

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El tema es muy amplio y debe ser desarrollado en cada uno de los ítems, pero ahora daremos un enfoque general de cada uno de ellos.

Control de calidad en los tejidos Para poder controlar algo, primero se debe dejar claramente establecido, que es lo que se va a controlar.

Estos son los denominados: parámetros de control. Para su medición existen normas específicas que regulan las condiciones en que estos deben efectuarse.

La razón principal para llevar a cabo los ensayos de control de los tejidos es comprobar que éstos cumplan con las especificaciones de calidad. Es decir, que los ensayos que se realicen sobre determinados parámetros de control, se ajusten a los valores establecidos en las especificaciones. En este primer grupo de control de calidad de los tejidos propiamente dichos, se encuentran los ensayos de resistencia física de una tela, que pueden ser de dos tipos. El primero, de resistencia física a factores externos como las fuerzas de tracción, a la presión que se le aplique, al desgarre, la rotura por abrasión y a la formación de pilling por abrasión. El segundo de resistencia física a la deformación estructural por estiramiento y por encogimiento.

RESISTENCIA FÍSICA DE LAS TELAS A FACTORES EXTERNOS Hay muchos factores que influyen en la resistencia física de los tejidos. Entre los más importantes tenemos: tipo, longitud, finura y composición de fibras; densidad lineal, torsión y sistema de hilatura para los hilados y, para los tejidos: el tipo (lanzadera, punto o no tejido),

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coeficiente de ligadura (para tejidos planos), longitud de malla (para tejidos de punto) y densidad. También ciertos tipos de acabados pueden influir positivamente como es el caso de los recubrimientos con poliuretanos o negativamente como el acabado ignífugo permanente.

Los parámetros de control más empleados para determinar la resistencia física de las telas son los siguientes: Resistencia a la tracción La resistencia a la tracción de una tela, se define como la fuerza que es necesario aplicar en dirección paralela y sentido opuesto al plano de una muestra de la misma hasta lograr su ruptura. Se lleva a cabo en un equipo denominado dinamómetro, de los que hay varios tipos y miden tanto la resistencia a la rotura como otro parámetro muy empleado en control, que es el alargamiento a la ruptura, que determina la distancia de deformación (alargamiento) de una tela desde el estado inicial hasta el punto de ruptura.

Resistencia al estallido La resistencia al estallido se aplica sobre una gran variedad de telas tejidas (y no-tejidas) como para tejidos de punto y telas elásticas. El ensayo consiste en aplicar fuerzas en todas las direcciones sobre una determinada superficie hasta el punto de ruptura del textil. Para lograr esto se emplea un aparato llamado: eclatómetro, que puede funcionar con un sistema hidráulico o neumático, el cual analizaremos oportunamente.

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Resistencia al desgarre La resistencia al desgarre, rasgado o desgarramiento, es un ensayo que determina la resistencia de una tela a una acción de una fuerza estática o a una fuerza cinética.

En los ensayos estáticos la muestra se somete a un desgarramiento a velocidad constante desde el comienzo al fin del ensayo y se diferencian unos de otros por la forma de preparación, de sujeción y dirección del desgarre de las muestras del textil, entre otros detalles más. Los más empleados son los métodos de lengüeta y del trapecio.

En los ensayos dinámicos el principal factor es la velocidad con que se aplica la fuerza.

El método más conocido de desgarre dinámico consiste en un péndulo balístico, mediante el cual se aplica una fuerza de forma súbita a una muestra Resistencia a la abrasión Es también denominada resistencia al frote de una tela y determina el grado de desgaste que sufre la misma por su rozamiento contra una superficie determinada.

Este dato es muy valorado a la hora de prever la durabilidad de una tela durante el uso. La abrasión puede ser efectuada de diversas formas: plana, en dobles y con flexión. Pero además los métodos de ensayo difieren por otros factores como tipos de

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aparatos, la clase de movimiento, el tipo de abrasivo empleado y la presión ejercida sobre el textil en el ensayo. Los métodos más conocidos son: Martindale, de abrasión uniforme, de flexión y abrasión simultáneas, de cilindro oscilante, etc.

Resistencia al pilling El efecto denominado pilling, se refiere a la formación de bolitas de fibras entrelazadas de dimensiones variables sobre la superficie de una tela. Estas son producidas por procesos físicos de frote rozamiento de un tejido consigo mismo o con otras superficies.

Los múltiples factores que pueden afectar una tela en la formación de pilling son entre otros los tipos de fibras, como sus mezclas y las dimensiones tanto en longitud como en finura. También la forma de construcción de los hilos y del propio tejido. Para ensayar la resistencia al pilling se emplean los mismos equipos utilizados para el ensayo de abrasión y la evaluación es por medio de una escala visual.

RESISTENCIA ESTRUCTURAL DE LAS TELAS Debido a la acción de distintas fuerzas intervinientes durante el proceso de producción, se acumulan tensiones en los tejidos (contracciones /estiramientos).

Cuando ese tejido se relaja, se produce un cambio dimensional (CD), que es la variación de sus dimensiones para adquirir un estado de máxima estabilidad. Si el valor del cambio dimensional es negativo, se dice que la tela ha sufrido encogimiento y si es positivo, ha ocurrido un alargamiento. Los factores que influyen en el cambio estructural de las telas son

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entre muchos otros son: la naturaleza de las fibras, el coeficiente de rozamiento, la finura y la elasticidad de las mismas, la torsión de los hilados, etc.

El concepto de estado de relajación, o también llamado estado de referencia de una tela, refiere a las dimensiones del sustrato cuando este ya no encoge más. Las condiciones de relajación se alcanzan fijando cuatro parámetros, cuando las telas se han lavado y secado en tumbler hasta encogimiento cero. Estos parámetros son: densidad de columnas, densidad de pasadas, gramaje y ancho del tejido.

Experimentalmente se llega a ese estado después de cinco ciclos de lavado y secado (por volteo con aire caliente) en telas de puro algodón. Los valores del estado de relajación o referencia, permanecerán invariables para un mismo factor de cobertura y un mismo título de hilado. Luego contrastándose los valores del estado de relajación con los de una muestra, se puede establecer el cambio dimensional de una tela.

Estabilidad dimensional La estabilidad dimensional de una tela es definida como la propiedad de mantener sus dimensiones luego de ser sometida a tratamientos húmedos y posterior secado.

Las condiciones particulares de lavado y secado, son diferentes según las normas de control de calidad que se aplique. Las variaciones que de hecho se producen pueden ponerse de manifiesto como estiramientos y encogimientos, que son admisibles mientras se encuentren debajo de los límites establecidos a priori, para cada tipo de tejido.

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Estabilidad al revirado El revirado (torque o espiralidad) de una tela es la torsión sobre su propio eje longitudinal. Puede darse en tejidos planos como en tejidos de punto, siendo en estos últimos donde se hace más evidente por la característica propia del tejido. Estos géneros sufren distorsiones a causa de que los bucles de las mallas tienden a inclinarse, por el desplazamiento lateral de las columnas, quedando estas en forma diagonal (no perpendicular) respecto de las pasadas horizontales.

Este problema aparece con más frecuencia en tejidos de una sola cara (jersey) que en los de doble fontura (rib, interlock) ya que las fuerzas de desplazamiento sobre las columnas de una cara son compensadas por las fuerzas de la cara opuesta (revés). En el caso de tejido de lanzadera se equilibran estas fuerzas por el sentido de torsión de los hilados, escogiendo uno para la urdimbre (p/ejemplo: Z) y el otro para la trama (en este caso: S).

Control de calidad en la producción de tejidos Durante el proceso de producción de una tela, debe controlarse que el proceso se esté llevando a cabo dentro de los valores permitidos en los diferentes parámetros de control establecidos para cada proceso particular. Esto es debido a las múltiples posibilidades de variantes en fibras, hilados y equipos empleados que requieren adaptar los controles a las situaciones específicas del proceso productivo. Resultaría imposible tratar un tema de tan vasta extensión y complejidad en este espacio, por lo que serán vistos los parámetros comunes a todos los procesos y, llegado el caso ver los

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controles específicos en primer lugar para tejidos de lanzadera y luego en tejidos de punto.

PARÁMETROS DE CONTROL EN TEJIDOS DE LANZADERA Una de las formas inequívocas de control de calidad en la producción de un tejido de lanzadera es controlar los parámetros establecidos en la ficha técnica de análisis y verificar si cumple con los valores pre-establecidos.

Obviamente existen controles sobre el funcionamiento de los telares para verificar su óptimo desempeño, pero esto debe ser estudiado en cada caso particular. Los controles fundamentales son: Peso por unidad de superficie El peso por unidad de superficie habitualmente denominado gramaje o densidad, es el parámetro que expresa la relación entre la masa (peso) que contiene una unidad de superficie de una tela. Se expresa en gramos por metro cuadrado (g/m2) u onzas por yarda cuadrada (oz/yd2). Con este valor es posible determinar el rendimiento de una tela.

Densidad de urdimbre y trama Los parámetros densidad tanto en urdimbre como en trama, son muy empleados en tejeduría de lanzadera y expresa la cantidad (número) de hilos por unidad de longitud de un tejido. Se expresa como número de hilos de urdimbre por centímetro (o pulgada) y número de hilos de trama por pulgada (o centímetro). La importancia de este parámetro en telas planas reside en que las densidades de urdimbre y trama determinan su gramaje y el grado o factor de cobertura. La densidad

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de la urdimbre está relacionada directamente por el pase de la urdimbre por el peine en el telar, en tanto que la densidad de las pasadas depende de la velocidad del paso de la trama en el telar.

Factor de cobertura (Fc) Se define el factor de cobertura de un tejido como la relación existente entre la superficie cubierta por los hilos de urdimbre y trama y la superficie de tejido considerada.

Así tenemos telas abiertas con bajo factor de cobertura y cerradas con alto valor de FC. Los resultados se expresan como un porcentaje de la superficie total. Hay diferentes formas de medición del factor de cobertura que se basan en la geometría de los hilos en tejidos planos. El método de análisis de una imagen digital del tejido obtenida por un fotomicroscopio es el que proporciona la forma más objetiva de observar el patrón de repetición del tejido, medir manualmente el área correspondiente a la zona no cubierta por los hilos y luego calcular el valor del factor de cobertura.

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La cobertura fraccional en una tela es conceptualmente similar al factor de cobertura difiriendo solo en la forma de expresión del cálculo. Si en un tejido los hilos sólo cubren las tres cuartas partes de un área cualquiera, se dice que cobertura fraccional es de 75%.

Factor de ondulación (Fo) En un tejido de lanzadera los hilos tanto de urdimbre como de trama, durante su entrecruzamiento forman una ondulación, que posteriormente provoca un alargamiento o contracción en la tela, al estirarse o contraerse respectivamente. El factor de ondulación expresa la longitud de un hilo sin ondulación (estirado) por unidad del mismo hilo con ondulación. La correspondencia es directa: cuanto mayor Fo de un hilo, será mayor la ondulación de la tela y por tanto mayor el estiramiento o contracción según el caso.

PARÁMETROS DE CONTROL EN TEJIDOS DE PUNTO Con el mismo concepto que expresamos anteriormente para tejidos de lanzadera, damos a continuación los parámetros de control más relevantes en la producción de tejidos de punto. Ellos son: Peso por unidad de superficie El gramaje en los tejidos de punto (como en los de lanzadera) se calcula de acuerdo a la fórmula: gramaje = [peso de la muestra (grs)/ superficie de la muestra (cm2)] x 10000.

Una de las mejores formas de evaluar este parámetro consiste en sacar la muestra a la salida del telar luego

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de producido el rollo. En ese punto aún no se ha relajado la tela y constituye un control rápido y constante.

Rendimiento El valor del rendimiento o rinde de un género de punto es un dato muy importante para los confeccionistas de indumentaria. Este es un parámetro que se obtiene por cálculo, conociendo el gramaje de la mercadería y el ancho de la misma.

Para géneros abiertos el rinde expresado en m/kg, se calcula así: R = 1000 / gramaje (g/m2) x ancho abierto (m) Para géneros tubulares: R = 500 / gramaje (g/m2) x ancho tubular (m) También expresado en metros / kilo de tela.

Densidad de columnas La densidad de columnas es la cantidad de columnas o conjuntos verticales de mallas por unidad de longitud.

La forma más difundida de expresión es: columnas /centímetro o columnas /pulgada. Este parámetro está relacionado en forma directa con la cantidad de galgas de la máquina. Por ejemplo un tejido de galga 7 tendrá menor densidad de columnas que un tejido de galga 12.

Densidad de pasadas La densidad de pasadas está dada por la cantidad de pasadas por centímetro o pulgada. A diferencia de la

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anterior, aquí está relacionada con la altura de las mallas y consecuentemente con la longitud de hilo por cada malla.

Densidad de mallas Conociendo la densidad de columnas y de pasadas, se puede calcular la densidad de mallas, que es la expresión de la densidad de pasadas y la densidad de columnas en forma simultánea e independiente. Una mayor densidad de mallas implica tejidos más pesados con mallas más apretadas. En tejidos que tienen cara y revés (por ejemplo el rib), se toma en cuenta al número de columnas y pasadas de la cara (y no las del revés.)

Longitud de malla (LM) La longitud de malla o longitud de puntada, es definida como la cantidad de hilo requerida para formar un bucle o malla. El valor se expresa en centímetros. La longitud de malla es el parámetro de control insustituible en todos los procesos del tejido de punto.

Factor de cobertura El factor de cobertura que hemos visto en tejido de lanzadera, tiene su correlato para tejidos de punto solo que la expresión en este caso, resulta de la relación de la raíz cuadrada del título tex del hilo y la longitud de malla expresada en centímetros. En el género de punto se sustituye la medida del diámetro del hilo por la raíz cuadrada del título tex, debido a que, por su irregularidad resulta dificultosa la medición.

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