Tecnologia do Beneficiamento Têxtil

Tecnologia do Beneficiamento Têxtil

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Tecnologia do Beneficiamento Introdução

O Beneficiamento Têxtil visa de uma forma geral, melhorar as características físico-químicas do substrato, esteja ela na forma que estiver.

O Beneficiamento Têxtil se classifica em: a) Beneficiamento Primário: Nome dado ao conjunto de operações realizadas sobre o substrato têxtil visando colocá-lo em condições de receber tintura (parcial ou total) e acabamento final, em conformidade com sua aplicação.

b) Beneficiamento Secundário: Nome dado ao conjunto de operações realizadas sobre o substrato têxtil visando fornecer-lhe coloração parcial (estampagem) ou total (tingimento).

c) Beneficiamento Terciário (acabamento): Nome dado ao conjunto de operações realizadas sobre o substrato têxtil visando melhorar suas características tais como, brilho, toque, aspecto físico, etc., estas melhorias fazem com que o consumidor se sinta atraído pelo produto.

Substrato: Nome dado aos suportes, às bases ou fundamentos que serão beneficiados. Exemplo: Fibras, Fios, Filamentos, Tecido de cala, Tecido de malha, Não tecidos e Confeccionados.

Como já foi visto, o Beneficiamento Primário é responsável pela preparação do substrato para posterior fornecimento de coloração e para o acabamento final.

O processo de beneficiamento e acabamento de tecidos e malhas envolve várias etapas de produção que são chamadas de fases. Entre elas, podemos destacar as mais comuns: beneficiamento primário, tingimento, estamparia e acabamento. Na figura abaixo, está ilustrado um fluxo que contém estas fases.

Desenho 6: Fluxograma do Processo de Beneficiamento Têxtil.

Beneficiamento Primário

Os processos de beneficiamento primário consistem em operações de limpeza para eliminar do tecido todos os óleos e aditivos que foram utilizados no processo de tecelagem ou malharia. Estes processos são normalmente os primeiros tratamentos que o tecido recebe após sair do tear plano ou tear de malharia e são requeridos antes que qualquer tingimento, estamparia ou acabamento seja efetuado.

No Beneficiamento Primário existem várias operações que são classificadas da seguinte maneira:

a) Operações Físicas: Caracterizam-se por fornecerem o benefício ao substrato através de meios exclusivamente físicos. As operações de beneficiamento primário com caráter físico são: Chamuscagem, navalhagem e pré-fixação.

b) Operações químicas: caracterizam por fornecer o benefício ao substrato através de meios exclusivamente químicos. As operações de beneficiamento primário com caráter químico são: Cloragem da lã, desengomagem por oxidação, desengomegem ácida, desengomagem alcalina, limpeza a úmido e a seco e alvejamento.

c) Operações bioquímicas: Caracterizam-se por fornecer o benefício ao substrato através de meios exclusivamente bioquímicos. As operações de beneficiamento primário com caráter bioquímico são: Desengomagem enzimática e desengomegem por auto-fermentação:

d) Operações físico-químicas: Caracterizam-se por fornecer o benefício ao substrato através de meios físicos e químicos simultaneamente. As operações de beneficiamento com caráter físicoquímico são: Mercerização, caustificação e feltragem. É bom observar que estas operações se realizam de acordo com a classe de fibra na qual o substrato se encontra, de acordo com a utilização final e de conformidade com as operações de beneficiamento que serão realizadas posteriormente.

O processo de chamuscagem realiza a queima dos fiapos que se encontram na superfície do tecido de modo a permitir um processo de estampagem mais uniforme, com estampas mais limpas; a desengomagem no caso de tecidos planos com fios engomados para a eliminação da goma, pois a goma interfere e até mesmo impede alguns processos de beneficiamento; o processo de purga, que consiste num cozimento do tecido em máquina de tingimento com adição de produtos químicos para remoção das impurezas. Ainda como beneficiamento primário, está o processo de mercerização, que é realizado em tecidos de algodão e linho e consiste no tratamento do tecido com solução de soda cáustica que causa uma reação que faz inchar a fibra, tornando sua seção transversal mais arredondada, resultando em mais brilho e proporcionando grande afinidade aos corantes. Este processo é realizado na máquina chamada mercerizadeira, onde o tecido entra pela parte frontal, sendo puxado por rolos cilíndricos, fazendo com que seja mergulhado em uma caixa contendo soda cáustica. Também pode ser incluído o processo de alvejamento, que consiste na adição de agentes químicos que reagem com o composto de cores da fibra, tornando-a sem cor. Alvejamentos são requeridos no processo de tecidos que serão tingidos em cores de tonalidade clara ou que serão estampados.

Com o nome de chamuscagem se conhece a operação que tem por objetivo eliminar as fibras que sobressaem da superfície dos fios e tecidos, mediante a ação de uma temperatura elevada que produz a combustão das mesmas. A temperatura se aplica de tal forma que só entram em combustão as fibras que sobressaem da superfície, podendo apreciar melhor a estrutura do fio no tecido ao mesmo tempo que se modifica a sensação de tato, aspecto importante para determinados tipos de acabamentos de tecidos. Além da melhoria do tato, esta operação se efetua para obter um rendimento máximo em outros tratamentos, tal como ocorre com a mercerização. E, também, para se obter desenhos estampados mais nítidos. Artigos chamuscados se sujam menos durante o uso e têm menos propensão à formação de pilling (bolinhas na superfície).

Geralmente, a operação de chamuscagem efetua-se no início dos tratamentos que se efetuam para o enobrecimento dos têxteis manufaturados.

A chamuscagem é efetuada a fundo em todos os tecidos que se mercerizam e que devem ser acabados com um brilho elevado, tal como sucede com os artigos de camisaria, etc. A razão disto está em que se não se eliminar a fibra superficial, esta se encolhe durante a mercerização formando uma bolinha na superfície do tecido que reflete a luz em muitas direções, diminuindo o efeito do brilho. Também podem chamuscar tecidos destinados a estamparia, a fim de melhorar a nitidez do desenho estampado.

Ilustração 98: Esquema de Máquina de Chamuscar Tecidos. Fonte: Texima.

Todos estes tecidos se chamuscam as duas superfícies e só nos casos em que os artigos devam ser flanelados, se omite a chamuscagem ou se efetua em uma só superfície.

Não se chamusca habitualmente a lã, somente em alguns casos de mesclas com fibras artificiais, ou com artigos de lã contendo muito pelo. Em muitas indústrias, a operação de chamuscagem se substitui por tosagem durante a operação de acabamento.

Os artigos elaborados com filamento contínuo não se chamuscam. Os de fibra cortada e sua mescla com fibras naturais se submetem à operação de chamuscagem de tal maneira que se evite a fusão da fibra sintética e a formação de bolinhas superficiais. Nestes casos, esta operação se efetua no início dos tratamentos.

A desengomagem consiste na eliminação de gomas aplicadas durante as operações de preparação do fio de urdume para a tecelagem de tecidos planos.

Existem três tipos de desengomagem e insumos para gomas derivadas do amido: enzimática, com a aplicação de a-Amilase e tensoativos a uma temperatura de 25 a 70°C; por hidrólise ácida, com a aplicação de ácidos minerais a temperatura de 20 a 50°C; ou por oxidação, que pode ser feita simultaneamente com o processo de alvejamento, utilizando peróxido de hidrogênio, hipoclorito de sódio ou clorito de sódio.

A purga consiste no cozinhamento e pré-alvejamento do substrato têxtil. São processos de beneficiamento primário para eliminar cascas, matérias pécticas, ceras, graxas e óleos presentes nos substratos têxteis, com o objetivo de aumentar sua hidrofilidade. São aplicáveis a fios, tecidos planos e tecidos de malha de fibras celulósicas e suas misturas com fibras sintéticas.

Os mecanismos e insumos utilizados para a eliminação dessas impurezas são:

Emulsificação: dispersão de óleo em água obtida com o auxílio de produtos tensoativos; Saponificação: transformação de ésteres de ácidos graxos em sabões solúveis, mediante a reação com bases de metais alcalinos (hidróxido de sódio); e Dissolução de matérias solúveis em água quente.

É um tratamento físico-químico que envolve a impregnação do material têxtil, sob tensão, com soluções alcalinas em condições de temperatura e concentração rigorosamente controladas. Seu objetivo é o aumento do brilho e da absorção de água e de corantes, além da melhoria da resistência à tração e da estabilidade dimensional.

A mercerização é aplicada a fios, tecidos planos e tecidos de malha de fibras celulósicas, principalmente o algodão e pode ser realizada com lixívias de hidróxido de sódio (concentração de 28 a 33°Bé e temperatura de 10 a 18°C), seguida de enxaguagem em água quente e fria e neutralização com soluções ácidas.

É descrito como um tratamento químico empregado na descoloração de materiais têxteis que se deseje branquear. Já brancos, os artigos podem, ainda, receber, um tratamento com branqueamento óptico, para realce do grau de brancura.

O alvejamento é aplicado em materiais têxteis de todas as origens na forma de flocos, fios, tecidos planos e tecidos de malha e em diversas formas de acondicionamento.

O alvejamento pode ser conseguido por:

Hipoclorito de sódio

Com oxidantes clorados Clorito de sódio

Peróxido de hidrogênio Oxidação

Com oxigênio Nascente Ozônio

Hidrossulfito de sódio

Formaldeído sulfoxilado de sódio

Bissulfito de sódio Redução

Dióxido de tiuréia Tabela 2: Processos de Alvejamento.

Beneficiamento secundário: Cor e Luz

A cor não é uma propriedade intrínseca das substâncias, mas sim uma sensação produzida no olho, segundo as condições da luz refletida por essas substâncias. Por isso, a cor depende, em grande parte, da natureza da luz que ilumina a substância, variando-se com a mesma, ou seja, sem luz não há cor.

A luz branca, como por exemplo, a luz solar ordinária, é o resultado de uma série de rápidos movimentos vibratórios. Esta luz compõe-se de um número determinado de oscilações ou vibrações de diversas intensidades. Ao passar um raio de luz branca através de um prisma, a luz se abre em forma de uma banda multicolor denominada espectro. As cores vão desde o violeta, com a longitude de onda mais curta e a máxima refração, passando pelo azul, verde, amarelo, alaranjado, até o vermelho, com a maior longitude de onda e a mínima refração.

Portanto, para que se possa ver um determinado material colorido são necessários, uma fonte de luz, o material colorido e o olho humano.

Nos olhos, os raios luminosos ao atravessarem o cristalino vão atingir a retina, onde encontram os terminais do nervo óptico. Nesses terminais existem dois tipos de células.

Bastonetes: responsáveis pela visão em ambiente escuro, com muito baixa intensidade de luz. Todos os bastonetes têm a mesma sensibilidade espectral e por essa razão, vemos somente objetos cinzas no escuro e não distinguimos cores. Em intensidade normal de luz os bastonetes não são mais usados, e nesse caso só os cones são decisivos.

Cones: os cones exibem diferentes sensibilidades. Basicamente, distinguem-se 3 tipos de cones, um sensível à luz vermelha, outro à luz verde e o terceiro à luz azul. A cor que se vê depende de quanto é excitado cada nervo. Segundo essa teoria, quando se olha para uma cor vermelha, somente o nervo da retina sensível ao vermelho envia mensagem ao cérebro. O mesmo acontece com os outros nervos.

Quem estimula um dos diferentes nervos, ou dois simultâneamente, se a cor for composta, são as substâncias denominadas corantes.

Tingimento

O tingimento é o processo de coloração dos substratos têxteis, de forma homogênea, mediante a aplicação de corantes. Como regra geral, divide-se o processo de tingimento em três etapas, nas quais ocorrem os seguintes processos de natureza físico-química: migração, absorção e difusão/fixação do corante.

Na primeira etapa, o corante migra do meio em que se encontra diluído para a superfície da fibra. Ao estabelecer-se o contato do corante com a fibra, inicia-se a sua adsorção pelas camadas superficiais do substrato têxtil. O corante absorvido difunde-se no interior da fibra e fixa-se nela por meio de ligações iônicas, ligações de hidrogênio, forças de Van Der Waals ou ligações covalentes, dependendo da natureza do material polimérico que a constitui e do tipo de corante empregado.

Nas várias etapas que se sucedem, a temperatura desempenha um importante papel ao lado da influência de produtos químicos auxiliares (sais, tensoativos, ácidos, bases, etc) da ação mecânica causada pela agitação do banho de tingimento e do substrato têxtil em processamento.

As matérias colorantes utilizadas nos processos de tingimento e estampagem são classificados em dois grandes grupos: corantes e pigmentos. Os pigmentos são matérias insolúveis no veículo de tintura ou estampagem e fixam-se no substrato têxtil por meio de uma resina que estabelece sua ligação com as fibras. São denominados corantes as matérias-primas coloridas de alta concentração, solúveis no veículo do tingimento ou estampagem, geralmente água. Os corantes são classificados segundo sua composição química e método de aplicação.

Tingimento em fibra: Processo mais usado para fibras longas (lã) e filamentos. Consegue artigos mesclados. No caso de artigos sintéticos pode-se conseguir as cores com a adição de pigmentos antes mesmo da fabricação do filamento.

Tingimento em Fio: O processo mais comum é o tingimento em bobinas, mas sendo também possível durante outros processos da fiação. Mais indicado para produção de tecidos listrados ou xadrez. O tingimento em fios favorece obter cores mais igualizadas, porém tem o inconveniente de ter que verificar alguns processos que representam gastos de tempo e mão-de-obra. Outro tingimento de fio muito usado é o tingimento em urdume, que pode ser com o urdume em aberto ou em corda. Ambos muito utilizados para o tingimento com corante índigo.

Tingimento em Tecido: Processo mais desenvolvido nos últimos anos devido a muitas vantagens, como maior igualização em todo o comprimento da peça, menor desperdício de corante, menor quantidade de processos, já que está junto com as operações de beneficiamento de tecidos. Produz um tecido com cor lisa. Pode ser realizada com o tecido em corda (ocupa menos espaço, tecido pode ficar mais relaxado) ou em aberto (não forma vincos, pode-se trabalhar em processo contínuo).

Tipos de Corantes

Existem várias maneiras de se classificar os corantes, como, por exemplo, de acordo com a sua constituição molecular, método de aplicação, etc.

Corantes Ácidos

São corantes bastante solúveis em água, cuja aplicação se dá em fibras nitrogenadas como a lã, seda, couro e algumas fibras acrílicas. Não são recomendados para algodão, uma vez que não possuem afinidade com fibras celulósicas, sendo, entretanto, largamente empregados para o nylon. Possuem uma ampla gama de coloração e, também, as mais diversas propriedades com relação ao tipo de tingimento e solidez.

Corantes Dispersos

Em 1.922, a British Dyestuffs Corporation introduziu no mercado uma classe especial de corantes para acetato de celulose, um material recém-lançado na época. Tecnicamente, os corantes dispersos são definidos como substâncias insolúveis em água, que têm afinidade com fibras hidrófobas, a exemplo do acetato de celulose, geralmente aplicado a partir de uma fina dispersão aquosa. São também empregados para tingir nylon, triacetato, acrílicos e, principalmente poliéster.

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