Procesos básicos de tintura en Jeans y tejido de punto by Freddy Caro

PROCESOS BÁSICOS DE TINTURA Por

Martha Cecilia Arango C.

W W W. SUMICOLOR.COM.CO

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PROCESOS BÁSICOS DE TINTURA La tintura en prenda confeccionada se ha consolidado como parte integral de la cadena textil, porque tanto los confeccionistas como los almacenes de cadena pueden manejar sus propios conceptos de moda con el mínimo de riesgos.

Características de una prenda teñida

La tintura en prenda confiere un tacto especial y un excelente relajamiento de la tela, debido a los equipos utilizados en el teñido y secado, proyectando al consumidor una imagen de prenda suave, confortable y lista para usar. -

Ventajas de la tintura en prenda

A continuación se enuncian las principales: Costos: facilita un mejor manejo de inventarios con mínima inversión. Respuesta rápida: bajo el principio "justo a tiempo" sólo se produce la cantidad necesaria en el momento necesario. Una vez conocidas las tendencias de moda y su gama de colores, se suministran en el plazo mínimo previsto los artículos de moda actuales. Flexibilidad: la tintura en prenda permite mayor flexibilidad en la definición del color que por la ruta tradicional. Se alcanza una reposición más rápida del stock, porque las prendas se han cortado y confeccionado en las telas y diseños escogidos. Además, desde el punto de vista colorístico, los confeccionistas generalmente aplazan la selección de los tonos definitivos. De allí que la decisión del color en la fase final de producción y en un período cercano a la temporada de moda correspondiente, reduce el riesgo de una definición errónea del colorido. También permite producciones de lotes pequeños

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con alta posibilidad de lograr buena coordinación de los colores (camisas y pantalones). -

Desventajas

Pueden citarse las siguientes: Limitada a ropa informal por la apariencia de las prendas teñidas: tacto difuso, costuras arrugadas, etc. Interrumpe el flujo normal del proceso de confección, porque después del teñido se realiza la terminación de la prenda (colocación de etiquetas, botones, etc.). Requiere sobredimensionamiento de la prenda porque debe tenerse en cuenta una compensación por el encogimiento que se producirá.

SELECCION DEL TEJIDO

El estudio de los requisitos para obtener una excelente tintura en prenda se orientará básicamente hacia las fibras celulósicas, ya que las prendas confeccionadas en Lyocell y/o Algodón 100% en tejidos desde livianos hasta pesados, plano o de punto, constituyen el principal substrato para la tintura en prenda. Para la tintura en prenda en general, se requiere de un tejido preparado y que resista las tensiones propias de este tipo de tintura, es decir, debe tener resistencia apropiada, estabilidad dimensional y quedar con una apariencia aceptable después de los procesos húmedos. La condición fundamental para obtener óptimos resultados de tintura es la utilización de tejidos bien preparados. Esto significa que durante la tintura se presentará una subida uniforme del colorante (igualación) con un rendimiento aceptable.

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El grado de preparación del tejido con el que se confeccionan las prendas influye no solamente en la tintura como tal sino también en la apariencia final de la prenda teñida, la cual puede ser nítida o con efectos de desgaste en costuras y áreas gruesas de la prenda. Por ejemplo, un tejido crudo necesitará procesos adicionales de preparación antes de la tintura, lo que significa que las prendas se someten a largos tiempos de proceso que influyen en los desgastes, encogimientos, preservación del diseño, hilos y otros elementos de la prenda. 1.1

Tejido Plano

Dentro del tejido plano se encuentran los llamados APT o BPT los cuales son aptos para teñir, ya que la textilera los ha preparado directamente; y los tejidos crudos que tienen mínima o ninguna preparación.

1.1.1

Tejido Plano APT o BPT

El tejido plano generalmente se prepara a lo ancho por continua, donde las ceras naturales se saponifican, las ceras sintéticas y aceites se emulsionan, las motas y pigmentos se eliminan, los minerales y metales se secuestran, y las gomas de tejeduría se remueven. Consta, principalmente, de las siguientes etapas de preparación: -

Chamuscado o gaseado

Eliminación de fibras superficiales que sobresalen, pasando la tela a través de un quemador de gas. Con este proceso las telas serán menos propensas al pilling durante los tratamientos húmedos o lavados caseros.

Desengome

Remoción de los encolantes ó gomas aplicados sobre la urdimbre. Las gomas se aplican a los hilos de urdimbre como películas protectoras de éstos para aumentar su resistencia y permitir mayores eficiencias en

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tejeduría, con mínimas roturas del hilo en los telares. Pero estas gomas, una vez hecha la tela, deben retirarse. El desengomado es quizás el paso más importante en la preparación de tejidos planos, ya que los demás procesos, dependen de él. Al remover las gomas se facilita la reacción uniforme de otros químicos sobre la tela en las operaciones siguientes de descrude, blanqueo, etc. Con el desengomado también se obtienen tejidos más suaves y con menores riesgos de formación de quiebres, rayas y arrugas en los procesos posteriores. Las gomas puras o combinadas más utilizadas son: almidones solubles e insolubles, gomas sintéticas (PVA, CMC, Poliacrilatos, etc.). Para la remoción de almidón insoluble puede utilizarse un procedimiento enzimático ( α- amilasa) u oxidativo. Para otros tipos de encolantes se efectúan pretratamientos apropiados que permitan la solubilización de la goma.

Descrude

Tratamiento alcalino para la remoción de las impurezas naturales del algodón (ceras, aceites, grasas, pectinas y materiales inorgánicos como metales y suciedad). En este proceso se busca que el tejido tenga excelente absorbencia durante la tintura, mediante un tratamiento con detergente, soda y secuestrante. -

Blanqueo

Eliminación del color "natural" o "crudo" del algodón debido a las impurezas coloreadas y a la cascarilla de la semilla del algodón. El tratamiento oxidativo, generalmente con peróxido de hidrógeno, incrementará la blancura del tejido y mejorará la absorbencia de éste por la remoción total de cualquier material no celulósico. El grado de blanco debe ser mayor para blancos y tonos pasteles y de menor exigencia en el caso de tonos oscuros.

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Mercerizado

Procedimiento efectuado al algodón con altas concentraciones de hidróxido de sodio bajo tensión para alterar las propiedades físicas del algodón, como son: brillo, estabilidad dimensional, aumento de la resistencia a la rotura, mayor afinidad por los colorantes y cubrimiento del algodón muerto e inmaduro. Cualquier variación del mercerizado influirá en el teñido posterior, especialmente en las variaciones del tono. -

Acidulado

Este es usualmente el último paso antes del secado, y consiste en un tratamiento con ácido acético para neutralizar el álcali residual de procesos anteriores y disminuir el pH de la tela. Además se aprovecha para aplicar un agente auxiliar de costurabilidad del tejido.

Sanforizado o Preencogido

Se hace un preencogimiento por un proceso mecánico para garantizar la estabilidad dimensional posterior del tejido y permitir la consistencia en el tallaje final de las prendas. El encogimiento mínimo que se da es de 2-3% para la tela y de 2-5% para procesos en prenda, tanto en el sentido de la urdimbre como de la trama. La tela APT o BPT, una vez preparada, debe presentar las siguientes características: •

Excelente humectación e hidrofilidad

•

Grado de blanco aceptable

•

Mercerización uniforme

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•

Ausencia de residuos de peróxido y de silicato

•

Ausencia de residuos fuertemente alcalinos o ácidos, para garantizar un pH neutro de tela (6.0 - 7.5) antes de iniciar la tintura.

•

No debe contener resinas de acabado ni blanqueadores ópticos.

•

Los lubricantes y agentes de costurabilidad deben ser fácilmente eliminables o compatibles con el sistema de teñido.

•

Ausencia de residuos de ceras, aceites o gomas.

•

Estabilidad dimensional

•

Buena resistencia del tejido.

Dentro de la rutina de programación de teñido, se debe verificar el cumplimiento de estos parámetros mediante chequeos cualitativos y otros métodos de evaluación, como por ejemplo la luz ultravioleta para el chequeo de blanqueadores ópticos. Las condiciones mínimas que deben comprobarse son : humectación y pH neutro.

1.1.2

Tejido Plano Crudo

Son todas aquellas telas que han sido tejidas, revisadas, empacadas y despachadas al mercado, generalmente sin recibir ningún tratamiento de acabado previo o con pasos mínimos de la preparación tradicional. Actualmente se encuentran en el mercado bases crudas de driles pesados de igual construcción al denim. Generalmente son tejidos que han recibido los procesos de chamuscado, aplicación de agentes lubricantes y de costurabilidad, y finalmente el sanforizado.

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El empleo de este tipo de telas para el teñido en prenda requiere un correcto manejo de preparación por parte de la lavandería, donde las etapas mínimas indispensables son el desengomado y el descrude porque cualquier problema remanente de preparación se revelará después de la tintura, siendo demasiado tarde para corregirlo. En el tejido plano crudo, el desengomado es la primera operación de preparación que se realiza. Para efectuar el desengomado del tejido debe conocerse el encolante que se ha aplicado, para determinar los requisitos físicos y químicos de remoción del mismo. Además del compuesto principal de la goma (encolante o formador de película), existen otros aditivos como: ceras, antiespumante, etc. La fórmula de desengomado debe ser apropiada para remover todos los componentes de la goma aplicada y permitir resultados uniformes y consistentes. Las variables que deben considerarse son: •

Tipo de goma

•

Sistema de desengomado, para almidón insoluble, por método enzimático u oxidativo.

•

Sistema de descrude para encolantes diferentes al almidón insoluble

•

Tipo de prendas

•

Tipo de equipos y grado de acción mecánica

•

Tiempo

•

Temperatura

•

Consideraciones de los efluentes

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Después de realizar este proceso puede programarse uno o varios de los siguientes tratamientos, de acuerdo con las necesidades requeridas:

Descrude. Puede hacerse directamente este proceso o se puede evitar si se usa un moderno agente para el descrude y tintura simultáneos del algodón, lo cual es ventajoso, ya que se ahorra tiempo de proceso global de la prenda. El objetivo del descrude es obtener una tintura de buena igualación y muy bien penetrada.

Blanqueo Químico. Con este proceso se busca obtener un tejido blanco apropiado para la tintura o un blanco intenso en las prendas destinadas para tono blanco o una eliminación completa de la semilla para tonos pasteles.

Caustificado. Tratamiento muy alcalino que puede mejorar la apariencia del tejido, pero debe tenerse en cuenta que puede afectar los encogimientos de la prenda.

Enzimas de Celulasa. Se hace como proceso antipilling, lo cual equivale a un "chamuscado químico" del tejido para mejorar su apariencia y evitar que después de la tintura se presente un dicroísmo por diferencia de color entre las fibrillas superficiales y el tejido en sí.

1.2

Tejido de Punto

El tejido de punto Jersey ó Piqué puede estar APT ó estar crudo para prepararse posteriormente en prenda. En el caso de tejidos APT ó BPT estos usualmente están preparados en cuerda tanto en barcas como en jet. Por este método pueden presentarse diferencias de preparación entre diferentes lotes. Básicamente consta de descrude, blanqueo químico y compactado (Preencogimiento) del tejido. La preparación continua es menos común y ofrece menores riesgos de variación entre lotes.

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El tejido de punto no es tan difícil de preparar como el tejido plano ya que no contiene encolantes. Las etapas de preparación constan de: -

Descrude. Eliminación de los altos niveles de aceites de tejeduría, ceras, grasas y/o lubricantes.

Blanqueo Químico. Eliminación del color natural del tejido y obtención de un grado de blanco para tintura.

Aplicación de lubricantes de costurabilidad para evitar cortes de aguja en la confección. El lubricante seleccionado debe removerse fácilmente antes del teñido ó no debe interferir en la tintura.

Compactado Mecánico. El control de encogimiento y estabilidad dimensional solo debe hacerse por esta vía y evitar el uso de resinas que imparten control de encogimiento pero que afectan la tintura.

Cuando se dispone de prendas confeccionadas en tejido de punto crudo, el proceso de preparación a través del descrude y blanqueo químico, es relativamente sencillo pero se corre el riesgo de producir encogimientos incontrolados y especialmente de obtener "giro" del tejido. Uno de los sistemas más comunes para evitar tiempos prolongados de procesos en la preparación del tejido de punto, es el uso de agentes auxiliares que permiten el descrude y teñido simultáneos. Además este proceso es económico y elimina riesgos en la preparación, dando tinturas mejor igualadas y de mayor rendimiento del colorante. 1.3

Preparación de tejidos de Lyocell

Las fibras de lyocell son un tipo de fibras celulósicas recientemente desarrolladas, sustitutas de la viscosa, que requieren una nueva tecnología para su fabricación.

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Básicamente se obtienen a partir de la celulosa natural derivada de la pulpa de madera, la cual se disuelve en un solvente no tóxico de óxido de amina. Esta solución de celulosa se filtra y luego es extruída para producir finos filamentos, los cuales se lavan para remover el solvente. El solvente es casi recuperado en su totalidad y puede reutilizarse repetidamente, por lo que la fabricación de fibras de lyocell constituye un proceso limpio y de mínimo impacto ambiental. El nombre genérico lyocell significa aquellas fibras de celulosa obtenidas mediante un proceso de hilatura por solvente, es decir, no se forman derivados intermedios. Debido a este proceso, no se clasifican como viscosa, ya que estas corresponden a una celulosa regenerada. Actualmente existen dos fabricantes de lyocell con sus respectivos nombres comerciales: Tencel (Courtaulds Fibres) y Lenzing-Lyocell (Lenzing). Las fibras de lyocell se proyectan de mucha importancia para el mercado actual, porque tienen las mismas propiedades confortables que tienen las fibras naturales pero con una resistencia en seco superior, semejante a la de las fibras sintéticas. Otras características del lyocell son: Mejor resistencia en húmedo, buena estabilidad al lavado, por lo que se tiene muy bajo encogimiento; alta absorción, facilidad de mezclarse con otras fibras, obtención de amplia gama de tactos, prendas con mucha caída y fluidez. Con respecto al teñido, se utilizan los colorantes propios de la celulosa como directos, reactivos, tinas y sulfurosos. El rendimiento tintóreo es superior que en el algodón, pero la difusión es más lenta. Pero, quizás, la característica más sobresaliente del lyocell es la fibrilación que se desarrolla por frote en los procesos húmedos de fuerte acción mecánica. Debido a la naturaleza del proceso de hilatura, el lyocell es una fibra altamente cristalina y orientada, es decir, posee un alto índice de paralelismo en las fibrillas que componen el hilo. Además del frote húmedo (efecto mecánico), existen otros factores que favorecen la tendencia a la

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fibrilación: pH alcalino, alta temperatura, baja relación de baño, diseño del equipo y velocidad de éste. La fibrilación de lyocell hace posible que mediante un proceso con enzimas de celulasa se puede obtener el acabado soft-touch o peach-skin, de allí que la ruta de procesamiento en prenda sea ideal para este tipo de acabados con esta fibra. Cuando se trabaja el lyocell en pieza puede obtenerse un género liso sin fibrilación o puede desarrollarse ésta cuando se trabaja en cuerda (jet, barca). Los procesos que no generan fibrilación son: procesos de preparación y tintura del género a lo ancho, ya sean continuos y/o discontinuos como padsteam, pad-batch, jigger, beam (plegador). Debe tenerse en cuenta que aunque por estos procesos no se obtiene fibrilación, ésta se desarrollará en los lavados posteriores caseros, afectando la apariencia de la prenda, por lo que es común efectuar un acabado con resinas para evitar la fibrilación posterior indeseada.

CONTROLES DE LA CONFECCION

Los artículos que se van a teñir después de la confección deben cumplir con una serie de requisitos desde el punto de vista de diseño, selección de insumos, corte, ensamblaje y costuras. Los controles que debe hacer el confeccionista en la fabricación de prendas son muchísimos. Algunos de ellos son: Dimensionamiento correcto. El confeccionista debe anticiparse en el corte al encogimiento que se presentará durante el teñido y posterior secado. Ciertos colorantes requieren temperaturas de teñidos más altas que otros para su fijación o necesitan medios muy alcalinos para su aplicación, lo que incrementa el porcentaje de encogimiento. El manejo de muestras, sábanas y preproducciones son importantes para tomar la información necesaria para elaborar los moldes de cada talla.

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Debe hacerse con cada lote de tejido, ya que el encogimiento varía de fábrica a fábrica y de tejido a tejido. Diseño y ensamblaje de la prenda. Debe ser apropiado y resistir al proceso de teñido, ya que se presentan altas tensiones en los equipos de tintura. Corte y confección de un mismo rollo de tela. En el corte se deben enumerar las capas de un mismo rollo y diferenciarlas de otros, para asegurar que todas las partes de la prenda correspondan a la misma pieza de tela. Selección de otros insumos. Las prendas con accesorios (marquillas, forros de bolsillos, cremalleras, botones, hebillas, bordados, adornos de cuero, entretelas, etc.) deben evaluarse para asegurar que los materiales de estos elementos resistan el ciclo de teñido y no interfieran en él. Algunos elementos metálicos como las cremalleras pueden presentar corrosión con ciertos químicos del teñido, haciéndolas inoperantes por su oxidación. Además existen colorantes que son sensibles a los metales y requieren de agentes protectores secuestrantes para evitar la decoloración o destrucción del tono alrededor del componente metálico. Las cintas de las cremalleras generalmente son de nylon- algodón o poliéster. Ciertos colorantes como directos o reactivos pueden manchar fuertemente el nylon, por lo que se debe tener especial cuidado con ciertos tonos que son Tricromías. Ejemplo en un tono Kaki, ciertos elementos azules directos o reactivos, tiñen azul la parte de nylon de la cinta, quedando la prenda kaki y el cierre muy azul. Selección de hilos de costura. El material y la calidad de los hilos de costura debe corresponder a la del tejido, si se quiere obtener el mismo tono: hilos mercerizados para telas mercerizadas, hilos crudos para telas crudas. Igualmente, debe tenerse en cuenta el calibre de los hilos.

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Calidad de la costura. La determinación de la densidad y tensión de las costuras son importantes para evitar rotura de los hilos durante el proceso. Las agujas deben ser apropiadas para el tejido y no deben producir agujeros u otros desperfectos que pueden aumentar de tamaño durante la tintura. Otros materiales. Las telas con preteñidos y estampados deben soportar el teñido. Cada sistema de colorantes los afecta de manera diferente y particular. Los estampados deben tener resinas apropiadas y estar perfectamente termofijados para que no se decoloren ni contaminen el teñido. Diseño y tamaño de la prenda. Ciertos diseños y tamaños requieren algunas veces precauciones especiales de manejo para protegerlas en su procesamiento. Por ejemplo, la unión temporal de partes de la prenda a través de costuras provisionales u otros medios (plastiflechas) pueden evitar deformaciones y minimizar la posibilidad de daños o enredos entre ellas, lo que causaría reservas, quiebres y mala igualación. 3.

MAQUINARIA PARA EL TEÑIDO DE PRENDA

3.1 Lavadoras Los equipos para el teñido en prenda básicamente han sido dos: las máquinas de paletas y las máquinas de tambor rotatorio. Los desarrollos tecnológicos de los últimos años se han orientado a un mejoramiento global de su operación, para hacerlas más eficientes, versátiles, productivas y dar tinturas de excelente calidad. El principio de funcionamiento de estos equipos es el de permitir cierta exposición homogénea o contacto de las prendas con el baño de tintura, lo cual facilita el agotamiento de los colorantes y su distribución uniforme sobre las prendas. Generalmente las máquinas para teñido en prenda poseen movimiento simultáneo tanto del baño como del material.

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Los requisitos mínimos generales de los equipos para que sean aptos para el teñido son : • Diseño apropiado del equipo que permita una excelente distribución de la carga en el baño, y eficientes contactos material-baño en la mínima relación de baño posible. • Distribución homogénea y permanente de la temperatura en el baño. • Disponibilidad de un rango apropiado de velocidades. • Correcto funcionamiento de los sistemas controladores de temperatura, nivel con exactitud de lectura y ojalá incluya medidores de pH. • Las tuberías deben ser de diámetros apropiados y las válvulas de descarga y admisión de agua y vapores, deben ser de sistemas rápidos. • Ausencia de fugas de baño. • Ausencia de elementos de la máquina que sean de material de hierro o cobre y que están en contacto con el baño, pués las máquinas deben ser de acero inoxidable. • Sistemas apropiados para la adición de productos y para el procedimiento de muestreo. 3.1.1

Máquinas de Paletas (Paddle Wheels)

La configuración principal de este tipo de equipo es la máquina de paletas horizontal, la cual es una simple barca con un sistema de paletas en la parte superior a todo lo ancho de la máquina. La parte inferior es cóncava y contiene el baño y el material a teñir. Las paletas se sumergen unos pocos centímetros dentro de la barca para agitar el

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baño y transportar el material mediante descendente a través del baño.

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un movimiento ascendente y

Los equipos de paletas son apropiados para teñir todo tipo de prenda, de diferentes clases de fibras. Debido a que las máquinas de paletas, comparadas con las rotatorias dan un movimiento relativamente suave de las prendas en el baño, se utilizan principalmente para la tintura de artículos delicados como las medias de mujer, calcetines, toallas, suéteres, etc. En estas máquinas se pueden teñir hasta 100°C y existen algunas versiones para la tintura a alta temperatura (hasta 130°C). Las relaciones de baño que se trabajan son muy altas, desde 1:20 a 1:40 con el fin garantizar una circulación óptima del material y obtener tinturas igualada. La velocidad de circulación es regulable desde 5 hasta 50 RPM según el tipo de artículo a teñir y el aspecto deseado. Los bordes de las paletas son pulidos para evitar daños en los artículos. Las prendas se pueden teñir sueltas o en sacos de Poliéster o Propileno, especialmente cuando se trata de medias y calcetines o prendas pequeñas y delicadas. La circulación del baño de tintura debe ser tal que evite la caída del material al fondeo de la barca. Las prendas que requieran alta calidad, generalmente se tiñen al revés. La capacidad de carga de las máquinas de paletas varían desde 1 hasta 120 Kg de material seco, según las dimensiones del equipo. La desventaja principal de la máquina de paletas son los altos costos de operación debido a las altas relaciones de baño que se requieren y la reproducción limitada de tonos.

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3.1.2

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Máquinas de tambor rotatorio

Estas son las más utilizadas en las lavanderías. Geométricamente son cilíndricas y consisten de una carcasa (tambor externo) que contiene un tambor perforado de dimensiones ligeramente menores, el cual contienen el material a teñir y gira a través del baño contenido en la carcasa. Fundamentalmente existen dos tipos de máquinas de tambor rotatorio: Las de Carga Frontal (Front end Loaders) donde la puerta de carga de la máquina esta en una de las bases del tambor y las de carga lateral (Side Loaders) donde la(s) puerta(s) de carga del material a teñir están en la parte cilíndrica del tambor. Cada clase de equipo presenta unas ventajas que consecuentemente se convierten en desventajas para el otro. Así:

CARGA FRONTAL Ventajas : • • •

• •

Permiten arreglos más ergonómicos (mejor aprovechamiento del espacio). Sistema de inclinación del tambor para cargas y descargas más eficientes (menores tiempos muertos). Permiten arreglos de sistema de operación continua con bandas transportadoras para el manejo de las prendas y redes de rieles aéreos (menor mano de obra) Rápida homogenización de los productos químicos adicionados. Incluyen la operación de hidroextracción que facilita los procesos

Desventajas: • No permiten altos niveles de agua, que en ciertos procesos son importantes, como los enjuagues. • Exige dilución de los productos que se adicionan, pues de lo contrario pueden generar manchas sobre las prendas. • No admiten que la (s) puerta(s) de carga se abran durante el proceso, ya sea para adiciones o muestreos.

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• Requieren producto de baja formación de espuma.

CARGA LATERAL Ventajas: • Pueden requerir menor mantenimiento ya que el cilindro está soportado en ambas bases. • Permiten que la puerta de carga se abra durante el proceso para adiciones, muestreo, etc. • La distribución de los productos adicionados es más segura ya que caen primero al baño sin riesgo de contacto directo con las prendas. • Admiten niveles de agua más altos que los modelos frontales. Desventajas: • El máximo nivel de baño está limitado justo por debajo del centro de masa. • Ocupan más espacio. • Para las descargas automáticas, requieren sistemas más complejos. • El arreglo de sistemas de operación en continua son más complejos. Las máquinas de tambor rotatorio, ya sean de carga frontal o lateral también, se clasifican de acuerdo al diseño del tambor perforado interno: • De un solo compartimiento (Open pocket): El tambor no tiene divisiones internas. • De varios compartimientos (Multipocket): El tambor presenta divisiones.

3.1.2.1. Máquinas rotatorias de un solo compartimiento Estos equipos ofrecen excelente agitación y contacto óptimo baño-material, pero también producen mayor abrasión por lo que no son apropiados para

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las tinturas nítidas, ya que tienden a dar desgastes, especialmente en aquellos equipos de alta capacidad, donde es considerable el efecto de caída (Tumbling) de las prendas dentro del cilindro que rota. La velocidad del cilindro determina la cantidad de agitación, la cual facilita el contacto continuo del baño y las prendas. A baja velocidad, persiste la caída de las prendas y se disminuye el movimiento de los tejidos en el baño por lo que se requiere recirculación del baño para asegurar igualación y penetración de la tintura. Se pueden trabajar relaciones de baño desde 1:4 - 1:20 con velocidades variables siendo las óptimas para el teñido 16-26 RPM. Para manejo de máximas cargas de proceso y ciertos sistemas de tintura de alta relación de baño (1:20) en equipos de carga mediana hasta alta, pueden requerirse velocidades más altas, hasta 50 RPM dependiendo de la carga y configuración interna de la máquina (forma geométrica del tambor interno, tipo de bafles y número de estos, etc.), pero se debe verificar que los ciclos de rotación en cada sentido sean los apropiados y permitan que las prendas se abran bien dentro del tambor para que no se comprometa la igualación ni se presenten excesivos desgastes en áreas gruesas, rotos en botas y pretinas y daño en costuras. Cuando se disponen de equipos Open pocket de alta caída para la tintura, especial cuidado se deben tener con las prendas, ya sea volteándolas al revés para protegerlas de los desgastes y/o utilizar lubricante en las fases más prolongadas del proceso. Algunas veces, cuando se voltean las prendas al revés, se corre el riesgo de dañar las costuras internas (costuras de amarre). 3.1.2.2. Máquinas rotatorias de varios compartimientos El diseño de varios compartimientos o divisiones es apropiado para controlar el efecto de caída de las prendas y así reducir la cantidad de abrasión y aspecto desgastado que resulta de la acción mecánica.

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Existen principalmente 3 tipos de diseño : División D que consiste de dos compartimientos, división Y que tiene tres y división de 4 compartimientos en arreglo de ángulos de 90°. El efecto tumbling o caída de las prendas se reduce así : División D : Reduce la caída en un 50% comparado al equipo de un solo compartimiento. División Y : Reduce la caída un 66%. División 4 : Reduce la caída en un 75%. Los últimos diseños de las máquinas de teñido poseen funciones de extración y descarga además de ciclos de tintura automatizados, generando mayor estandarización del proceso con mínima participación de mano de obra. Algunos de los aspectos tecnológicos nuevos son: • • • • • • • • • • • • • • •

Hidroextracción centrífuga Velocidad variable Tanques de dosificación Microprocesador Líneas de admisión y descarga de agua de grandes diámetros para mínimos tiempos de drenaje y llenado. Sistema de recirculación del baño. Filtración : pasa el baño por filtros para capturar sólidos y evitar su redeposición en el materila a teñir. Sistema oscilante que permite cargas y descargas automáticas. Dispensadores automáticos para colorantes y auxiliares. Dispensador para la sal seca. Calentamiento indirecto a través de intercambiadores de calor. Control de la relación de baño ajustando el nivel requerido de acuerdo a la carga señalada. Tanque de reuso para retener porciones de baño que se reutilizarán nuevamente. Sistemas de suspensión para controlar las vibraciones de la máquina. Vidrios visores para observar el baño.

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Presurización para alcanzar altas temperaturas por encima de la de ebullición. Sistemas de muestreo de baño sin necesidad de abrir puertas principales de carga. Resistencia a la corrosión de todas las partes que están en contacto con el baño por la utilización de aleaciones especiales. Sistemas de monitoreo de la máquina para revisar las condiciones de operación.

3.2.

Extractoras / Centrífugas

El proceso de extracción consiste en retirar agua del material después de las operaciones húmedas, para facilitar el secado. Básicamente existen dos tipos de extractoras : Las que operan mediante tambor rotatorio por extracción centrífuga y las hidroextractoras que funcionan con el sistema de membranas las cuales “escurren” el tejido. Este tipo de máquinas se utilizan mucho para operaciones continuas. Las máquinas de extracción centrífuga son muy comunes y operan a velocidades de 170-1400 RPM.

3.3.

Secadoras

Después de la tintura y el centrifugado se procede con el secado y luego el vaporizado y/o planchado de la prenda. Los secadores son máquinas rotatorias Open pocket, cuyo tambor (tumbler) está expuesto al aire caliente para realizar el secado. El ciclo de secado consta de dos fases : El secado propiamente dicho y la fase de enfriamiento, donde la prenda se ambienta y fija su humedad residual.

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De acuerdo al sistema de calentamiento del aire usado para el secado se clasifican en: eléctricas, de vapor, de gas o de aceite térmico. Las grandes unidades de secado utilizan vapor o gas. Las secadoras modernas disponen de microprocesadores para controlar las condiciones de ciclo de secado : Tiempo, la inyección de vapor, flujo de aire, el grado de humedad, temperatura y velocidad del tambor. La opción de velocidad variable del tambor es importantísimo para el secado de tejidos delicados o el tejido de punto, ya que reduce el efecto de caída, eliminando así los altos niveles de abrasión resultante, el efecto de “giro” del tejido. La acción mecánica que se presenta en las secadoras debe controlarse para preservar el aspecto de la prenda, no afectar los tactos y conservar la estabilidad dimensional. Las secadoras tienen una amplia puerta de carga y descarga que están situadas en las bases del cilindro. Dispositivos para cargas y descargas rápidas son muy útiles porque no requieren mucha mano de obra y facilitan los flujos de proceso en la planta. Las condiciones que deben considerarse para el secado son : •

Ciclos de secado óptimos, para evitar tiempos prolongados de proceso que producirían sobresecado, pérdida de la humedad residual comprometiendo así los encogimientos y el aspecto y tacto de la prenda.

•

Temperaturas óptimas : altas al principio y bajas al final del ciclo para que el tejido se relaje y evitar así la formación de arrugas. De allí la importancia de los ciclos finales de enfriamiento.

•

Cargas de secado óptimas para evitar efectos de abrasión y deslustre de las prendas cuando se utilizan cargas bajas en máquinas de mayor capacidad.

•

Prendas con óptimo centrifugado, pues el exceso de humedad conducen a tiempos más prolongados de secado lo que afecta la apariencia de la prenda por estar sometida a una excesiva acción mecánica.

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•

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Equipos con óptima eficiencia de secado, la cual depende en buena parte de los tiempos de vapor y de la limpieza permanente de filtros.

4. CONTROLES DE LA TINTURA Para el teñido de fibra celulósicas se disponen de colorantes Directos, Reactivos, Sulfurosos, Tinas y Pigmentos. Cada sistema de colorantes tienen unas condiciones específicas de aplicación, pero común a todos los procedimientos de tintura están una serie de variables de proceso que deben controlarse apropiadamente para obtener tinturas de excelente calidad con muy buena reproducibilidad. Dentro de estas variables se señalan las siguientes : •

Relación de baño : Es un factor fundamental en los sistemas de tintura por agotamiento, no solamente en el aspecto de la igualación sino de la reproducibilidad de tonos. La relación de baño se selecciona de acuerdo al proceso y tipo de colorantes, equipo, tipo de prendas y apariencia deseada de las prendas. Más agua significa mayor igualación, ausencia de quiebres, pero un menor rendimiento de los colorantes y consumo más altos de químicos, agua y energía. En equipos con calentamiento de vapor directo debe tenerse en cuenta la condensación de vapor, que ocurre durante los tiempos de calentamiento, lo cual influye mucho cuando se trabaja relaciones de baño cortas. Especial cuidado debe tenerse con equipos de alta capacidad.

•

Selección y concentración de auxiliares : Dependiendo del efecto deseado y del tipo de colorantes, se utilizan unos auxiliares y químicos específicos en una determinada dosificación. Excesos o deficiencias de estos causan desigualaciones, rendimientos inapropiados del colorante y pueden afectar sus solideces.

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Un aspecto importante que debe considerarse en la selección de los colorante es la compatibilidad que van a tener con otros productos y la compatibilidad entre ellos dentro de la tintura. •

Rata de calentamiento : La rata de calentamiento para alcanzar las temperaturas de fijación de cada proceso o sistemas de colorantes, debe ser lo suficientemente lenta para asegurar la igualación y penetración del colorante dentro de la fibra.

•

Tiempo de tintura, pH y temperatura de agotamiento : Un tiempo de tinturas demasiado corto o prolongado y un pH y temperaturas de proceso inapropiados afectan los resultados del teñido.

•

Dosificación de productos : Un proceso de tintura con el método de dosificación asociado con el control de temperatura, da mejor agotamiento y a su vez mayor reproducibilidad, tanto en términos de matiz como de intensidad y solidez, ya que los lavados después de la tintura son más cortos y eficientes. Así mismo, mediante la técnica de la dosificación se mejora la compatibilidad de los colorantes, especialmente en tricromías.

•

Enjuague y tratamientos post-teñidos : Se debe controlar y normalizar el número de enjuagues, el tiempo y la relación de baño de estos después de la tintura y demás procesos posteriores como oxidaciones, jabonados o fijados que requieren cada proceso o sistema de colorantes. Una falta de control en la etapa de enjuagues muchas veces hace perder los esfuerzos de las etapas anteriores.

Otros factores que influyen en la tintura, que deben evaluarse y tenerse en cuenta son: •

Calidad del agua desde el punto de vista del pH, dureza y presencia de iones pesados, como hierro y cobre.

•

Calibración de medidores que den lecturas correctas.

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•

Calidad de los colorantes, químicos y auxiliares de tintura, los cuales deben cumplir con las condiciones de concentración, solubilidad, dispersión, estabilidad, ect.

•

Disponibilidad suficiente de agua, vapor y energía.

•

Condiciones del equipo: velocidad, caída, ciclos de rotación, etc.

•

Carga de tintura de acuerdo a la capacidad del equipo.

•

Calidad de la mano de obra ya que se requiere entrenamientos y conocimientos mínimos por parte del operario.

5. TINTURA CON COLORANTES DIRECTOS FACTORES DE PROCESO:

ECONÓMICOS Y CICLO DE PROCESO CORTO

•COMPATIBILIDAD DE COLORANTES

LINEA DE SOLIDEZ A LA LUZ MEJORADA

•CONTROL DE TEMPERATURA •RATA DE CALENTAMIENTO

COLORANTES DIRECTOS

SUMILUZ

•CONCENTRACIÓN DE ELECTRÓLITO •REQUIEREN POSTRATAMIENTO DE FIJADO PARA TONOS MEDIOS E INTENSOS

NUEVOS SISTEMAS DE FIJADO PARA ÓPTIMA SOLIDEZ HÚMEDA TENDENCIA ACTUAL: COLORANTES QUE REQUIEREN POCA SAL GAMA COMPLETA DE TONOS

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INCLUYE TONOS PARDOS, OLIVAS Y GRISES

PRINCIPIO DE TINTURA

•Agotamiento por temperatura y electrólito.

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•Fijación dentro de la fibra por enlaces físicos débiles como puentes de hidrógeno y fuerzas de van der waals. PROPIEDADES DE SOLIDEZ

•Luz: Amplio rango de solidez •Solidez húmeda: moderada a baja. requieren uso de fijadores para mejorar esta solidez en tonos medios e intensos. •En general baja solidez a agentes químicos. SOLIDEZ A LA LUZ •ALTA SOLIDEZ A LA LUZ: Existen elementos con esta propiedad pero de gama limitada y alto costo por kilo de colorante. •BUENA SOLIDEZ A LA LUZ: La poseen un grupo importante de colorantes, conformando una gama muy completa y de costo medio. •BAJA SOLIDEZ A LA LUZ: Generalmente son colorantes de alto rendimiento, bajo costo e incluye elementos brillantes. Tienden a desaparecer del mercado por su constitución química benzidínica. GRUPOS DE AFINIDAD De acuerdo a la temperatura de afinidad máxima y a la velocidad de subida de los colorantes: GRUPO I: La afinidad aumenta regularmente con la temperatura para alcanzar su máximo a ebullición, pero algunos colorantes presentan una elevada afinidad en un mínimo rango de temperatura. GRUPO II: Los colorantes de este grupo presentan un máximo de afinidad para una temperatura inferior a 100°C. PROPIEDADES DE IGUALACIÓN

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CLASIFICACIÓN S.D.C. (Society of Dyers and Colourist) Las condiciones de aplicación dependen además de la temperatura, de la influencia de los electrólitos sobre el rendimiento y el poder de migración: •CLASE A: Autoigualadores, pueden teñirse sin precaución especial, incluso con la sal desde frío. •CLASE B: (moderadas propiedades de igualación). Pueden teñirse uniformemente por adiciones controladas de electrólito. La afinidad aumenta con la cantidad de electrólito. La sal se adiciona lentamente y después del colorante. •CLASE C: Son colorantes de alta afinidad y difíciles de igualar. Requieren control de temperatura y adición lenta de electrólito. SENSIBILIDAD AL pH DEL BAÑO La mayoría de colorantes trabajan en un amplio rango de pH. Desde el punto de vista de reproducibilidad e igualación para algunos, es preferible trabajarlos en baños levemente alcalinos. 6. TINTURA CON COLORANTES REACTIVOS TONOS BRILLANTES. CARECE DE TONOS PARDOS, OLIVAS Y GRISES

FACTORES DE PROCESO: •CONTROL DE TEMPERATURA

COLORANTES REACTIVOS

•CONCENTRACIÓN DE ELECTRÓLITO •CONCENTRACIÓN DE ÁLCALI PARA ÓPTIMA FIJACIÓN

TRIACTIVE TRIACIÓN

•REQUIEREN JABONADO A ALTA TEMPERATURA PARA RETIRAR EL COLORANTE NO FIJADO

SISTEMAS REACTIVOS BIFUNCIONALES Y TRIFUNCIONALES DIFERENTES GRADOS DE AGOTAMIENTO Y REACTIVIDAD SEGÚN LA CONSTITUCIÓN QUÍMICA TENDENCIA ACTUAL: COLORANTES EXTRACONCENTRADOS LIBRES DE SAL SOLIDEZ HÚMEDAS ÓPTIMAS POR NUEVAS RESINAS DE FIJADO

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REQUIEREN TIEMPOS DE PROCESO MÁS PROLONGADOS

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PRINCIPIO DE TINTURA

Los colorantes reactivos como su nombre lo indica, contienen uno o varios grupos reactivos que reaccionan con las fibras celulósicas. El mecanismo de tintura con colorantes reactivos comprende tres etapas: Adsorción del colorante sobre la superficie de la fibra, difusión dentro de la fibra y reacción covalente con los grupos nucleófilos particulares presente en el substrato. Esto se resume en: •Agotamiento sobre la fibra bajo condiciones de no reacción. •Enlace químico (reacción o fijación) con la fibra. Realmente la reacción química con la fibra es competitiva también con los OH- del agua. •Jabonado o remoción del colorante no fijado o hidrolizado. La selección de los colorantes y el diseño del proceso de tintura se debe orientar de acuerdo a la reactividad de estos y minimizar la reacción con el agua. CARACTERÍSTICAS DE LOS COLORANTES REACTIVOS

•Requieren en general mucha más sal para la tintura por agotamiento que los colorantes Directos. •La reproducibilidad de tonos por agotamiento depende de la reactividad en las condiciones de tintura (temperatura, tiempo, concentración de productos, pH, etc.). •Los colorantes no deben exponerse al álcali y otros reactivos químicos antes de la tintura. •La alta solidez húmeda depende de la remoción completa del colorante no fijado.

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PROPIEDADES DE SOLIDEZ

•Luz: En general buenas, con algunas excepciones, en tonos medios e intensos. Para tonos pasteles se requiere una selección apropiada de colorantes. •Solidez húmeda: En general buena si la tintura se efectuó en condiciones óptimas. El uso de fijadores libres de formaldehído para tonos intensos, asegura más las solideces al lavado casero. •En general baja solidez a agentes químicos. GRUPOS DE REACTIVIDAD La reactividad de los colorantes depende de la clase química del grupo reactivo (ancla) y este a su vez determinará las condiciones de temperatura de aplicación por agotamiento y otras características tintóreas, clasificándose como sistemas de tintura en caliente (ej. monoclorotriazinas) o sistemas de tintura tibio / frío (ej. algunos heterobifuncionales, vinilsulfónicos, etc.). Dependiendo del número de grupos funcionales presentes, se clasificarán como monofuncionales, bifuncionales, trifuncionales o polifuncionales. Estos grupos pueden ser de la misma naturaleza química o diferentes, y cada uno aportará además de un aumento de reactividad, propiedades específicas a la tintura. NUEVAS TECNOLOGÍAS •Colorantes polifuncionales: para máximo rendimiento y fijación. Actualmente se disponen de colorantes bifuncionales y trifuncionales. •Colorantes salt free: fabricados mediante técnicas especiales como RO para máximas concentraciones y por lo tanto bajas dosificaciones de colorante y facilidad de lavabilidad

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•Colorantes de alta afinidad que requieren de baja sal: por aspectos ecológicos. •Colorantes líquidos estabilizados para dosificaciones automáticas. 7. TINTURA POR AGOTAMIENTO CON PIGMENTOS El proceso de tintura con pigmentos por agotamiento, sobre prendas de algodón 100% se inició en 1987 en E.U. y rápidamente pasó a Italia Y desde ese entonces, se han procesado volúmenes grandes de prendas con apariencia desgastada o envejecida, particularmente dentro del mercado alto de ropa informal y deportiva (T-shirts y Sweats).

FA C T O R E S D E PROCESO:

C IC LO D E P R O C E S O CORTO TIN TU R A C O N E FE C TO D E D E D E S G A S TE

•C A T IO N IZA D O D E L TE JID O •C O N T R O L D E TE M P E R A T U R A Y pH •TIE M P O D E PROCESO Y E N JU A G U E S

P IG M E N T O S S U M IP R IN T E X

•C O M P A TIB ILID A D C O N A U X ILIA R E S

S IS TE M A D E FIJA D O P A R A Ó P T IM A S O LID E Z H Ú M E D A Y A L F R O TE G E N E R A LM EN TE R E Q U IE R E N P R O C E S O P O S T E R IO R A N TIP ILLIN G G A M A C O M P LE T A D E TO N O S

•R E LA C IÓ N D E B A Ñ O •V E L O C ID A D D E L E Q U IP O

IN C LU Y E T O N O S FLU O R E S C E N TE S S U M IC O LO R S .A . 2005

PRINCIPIO DE TINTURA Los pigmentos no tienen afinidad por el algodón, pero un sistema especial de cationización del algodón y anionización de los pigmentos, permite el agotamiento de estos. Este sistema produce una tintura superficial que conlleva a una apariencia de desgaste y realce de costuras y áreas gruesas de la prenda, similares a los efectos del stonewash sobre el índigo.

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CARACTERÍSTICAS Y SOLIDEZ La tintura con pigmentos cubre una gama completa de tonos que incluye los fluorescentes y brillantes. •La solidez a la luz generalmente es buena excepto para los fluorescentes. •La solidez al lavado a 40ºC es mediana. Si bien se presenta un leve manchado de las fibras adyacentes, sí se presenta un sangrado o pérdida de pigmento. Sin embargo, esto no se valora como una desventaja, porque precisamente van adquiriendo con los lavados repetitivos una apariencia de envejecimiento que es parte del diseño que imita los acabados del índigo denim. •La solidez al frote es baja, especialmente al frote húmedo, por lo que los artículos que tienen este proceso deben especificar muy bien las condiciones de lavado en la etiqueta instrucción de lavado, la cual debe ser exclusivamente en lavadora y agua fría, pues los lavados manuales caseros generan decoloraciones localizadas indeseables e irreversibles, por el estregado de la ropa en áreas críticas de la prenda. Por esta misma razón de baja solidez al frote húmedo, se recomienda este proceso para prendas como T-shirts y camisas que no tienen exposiciones fuertes a humedad por sudor simultáneamente con frote, como es el caso de pantalonería, donde las áreas de cintura, cadera y entrepierna pueden revelar rápidamente decoloraciones y manchado sobre la piel y ropa interior. BASES PARA TINTURA CON PIGMENTOS Como cualquier proceso de tintura, la preparación del tejido es fundamental para el éxito y calidad de la tintura. Por consiguiente, es importante que los tejidos posean excelente humectación y estén exentos de residuos químicos utilizados en la preparación previa de descrude y/o blanqueo. La naturaleza y construcción de los tejidos contribuyen de manera importante a los efectos producidos por este método de tintura. El proceso de

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tintura con pigmentos se diseñó originalmente para artículos de tejido de punto, donde exhiben sus mejores efectos de desgaste. Artículos de jersey single o doble knit y piqué permiten alcanzar tonos más profundos, pero los cuellos, costuras, ribetes, ojales, puños y ribs quedan más claros en tono que el tejido en sí, porque reciben muchísima más abrasión que el resto de la prenda y se remueve y pierde más fácilmente el pigmento allí. En cambio, la camisería en tejido plano presenta el fenómeno al contrario, porque el tejido se aprecia más claro y con apariencia blancuzca (frosty) comparado con las áreas gruesas como puños, cuellos y perilla que quedan más oscuras en tono y presentan un efecto de desgaste muy parecido al stonewash. Actualmente también se aplican pigmentos por agotamiento como sobretintura (overdyeing) sobre índigo denim donde se obtienen efectos novedosos. Los artículos teñidos con pigmentos destacan o evidencian más el pilling del tejido por lo que generalmente se deben post-tratar con enzimas antipilling, o simplemente con enzimas de celulasa para acentuar más el desgaste en costuras y mejorar la apariencia de la tintura la cual es inevitablemente intranquila. SISTEMAS DE TINTURA Existen varios sistemas de tintura con pigmentos, como también diferentes clases químicas de cationizantes o mordientes, los cuales determinan las condiciones de tintura y los rendimientos de los pigmentos. Con cierto tipo de cationizantes puede requerirse altas dosificaciones de este y de los pigmentos para poderlos agotar, lo cual además de las implicaciones económicas, afecta el tacto de los tejidos, compromete más las ajustadas solideces de los pigmentos y pueden generar niveles considerables de contaminación en los equipos. Así mismo, algunos cationizantes y ligantes o resinas de fijación inadecuados, pueden comprometer la solidez de los pigmentos a agentes químicos, que en condiciones de procesos apropiados es bastante buena. Es así como se presentan cambios bruscos de color o manchas y hasta decoloraciones con lavados caseros, por la inestabilidad de la tintura, lo cual genera reclamos de los usuarios con la primera lavada del artículo.

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Básicamente se manejan dos sistemas: Dos baños, 2 fases: pretratamiento catiónico/Agotamiento de pigmento y ligante o sistema de un baño, 3 fases: pretratamiento catiónico /Agotamiento de pigmento / Ligante. Cada sistema trae sus limitaciones y ventajas, y sobre todo implicaciones finales de solidez, las cuales además están sujetas al tipo químico de las resinas utilizadas como mordiente y ligante. Ambos sistemas de tintura ofrecen un grado de ensuciamiento y manchado de los equipos más severo que en tinturas con reactivos, directos, etc. El manejo de equipos para tonos claros y otros para intensos, junto con efectivos y periódicos procedimientos de limpieza minimizan la contaminación excesiva.