ALTERAÇÃO DIMENSIONAL E A CORRELAÇÃO DE RESULTADOSDE TESTE LABORATORIAL EM MÁQUINA DE LAVAR

AUTOMÁTICA E EQUIPAMENTO DE LAVAGEM ACELERADAQUICKWASH

Ana Luiza Sergio(1); Fernando Soares de Lima(2); Silgia Aparecida da Costa(1) SirleneMaria da Costa(1)

(1)Escola de Artes Ciências e Humanidade da Universidade de São Paulo (EACH-USP); 03828-000, SãoPaulo/SP, Brasil; ana.luiza.sergio@usp.br; (2) Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT); 05508-280, São Paulo/SP;

ResumoO objetivo desse trabalho é avaliar a alteração dimensional em dois equipamentos diferentes.A metodologia usada nessa pesquisa busca o entendimento dos conceitos relacionados àestabilidade dimensional e estudo dos parâmetros dos ensaios utilizados atualmente. Foramrealizados experimentos na máquina de lavar automática Wascator utilizando a norma ISO5077 e na máquina de lavagem acelerada Quickwash utilizando o manual do equipamento e anorma AATCC 187. Os resultados obtidos mostram que a correlação da máquina de lavarWascator e Quickwash com relação a estabilidade dimensional dependem de fatores de ensaioe das características do material, e que é necessário um estudo completo destas variáveis, eum número maior de experimentos.

Palavras-chave: Alteração Dimensional. Quickwash

Área Temática: Tecnologia Têxtil

DIMENSIONAL CHANGE AND CORRELATION OF RESULTS OF LABORATORYTESTING IN AUTOMATIC WASHING MACHINE AND QUICKWASH

ACCELERATED WASHING EQUIPMENT

AbstractThe objective of this work is to evaluate the dimensional change in two different equipments.The methodology used in this research seeks to understand the concepts related todimensional stability and study of the parameters of the tests currently used. Experimentswere performed on the Wascator automatic washing machine using ISO 5077 and on theQuickwash accelerated washing machine using the equipment manual and the AATCC 187standard. The results obtained show that the Wascator and Quickwash washing machinecorrelation with respect to dimensional stability depend on test factors and materialcharacteristics, and that a full study of these variables and a larger number of experiments isneeded.Key words: Dimensional Change. Quickwash.

1. Introdução

Estabilidade dimensional refere-se à capacidade do tecido de resistir a uma alteração

nas dimensões. Um tecido ou peça de vestuário pode exibir encolhimento ou aumento, e essa

alteração dimensional pode estar ligada a muitas propriedades físicas e químicas dos materiais

e procedimentos dentro do processo têxtil, como a absorção de umidade, atrito, fricção,

elasticidade, alongamento, dentre outros. O processo de lavagem é um dos principais fatores

envolvidos nas mudanças dimensionais, devido a agitação mecânica, água quente e

detergente, além, da secagem em tambor. (SAVILLE, 1999), (COLLIER; EPPS, 1999)

Estabilidade dimensional denota qualidade, pois afeta diretamente o produto final,

Saville (1999) menciona em sua publicação que os consumidores definem o encolhimento

como um dos dez principais problemas de qualidade, isso por ser uma falha marcante, afinal,

algumas falhas de tecido, como perda de cor e pilling podem degradar a aparência de uma

peça, mas ainda deixá-la utilizável, ou outras como resistência a abrasão podem aparecer

tardiamente na vida de uma peça, porém a mudança dimensional além de muitas vezes

influenciar diretamente no uso, pode surgir no início da vida de uma peça de roupa, tornando

assim uma reclamação justa em relação ao controle de qualidade do produto.

Kadolph (2007) define estabilidade dimensional como a capacidade de reter um

determinado tamanho e forma através do uso e cuidado e o seu cuidado reflete diretamente na

aparência. O controle da estabilidade dimensional e seu conhecimento se dá por testes

laboratoriais específicos que funcionam como um controle de qualidade. O teste de

estabilidade à lavagem relaciona condições de lavagem e secagem que afetam as dimensões

em si, sobre circunstâncias especificadas, ou seja, o ambiente, os tipos de ciclos, insumos

aplicados, procedimentos de maneira geral. Alguns órgãos normativos apresentam métodos de

mensuração realizados atualmente.

Além dos métodos dos testes de estabilidade dimensionais utilizados e normatizados,

que utilizam a máquina de lavar (com simulação de diversos tipos de lavagem) há no mercado

um equipamento de lavagem acelerada, a Quickwash, que realiza lavagens em um curto

período de tempo, com um consumo menor de água e energia, porém não possui documento

normativo ou estudo que comprove ou afirme sua real efetividade na realização de simulação

de lavagens.

2. Problema de Pesquisa e Objetivo

O objetivo da pesquisa é fazer um levantamento bibliográfico das causas da alteração

dimensional em têxteis (encolhimento ou aumento nas dimensões) e a partir disso analisar as

o resultado dos testes de estabilidade dimensional à lavagem de acordo com as normas ISO

3759 e 5077 (preparação do corpo de prova e ensaio), para a máquina de lavar automática e

compará-los com os procedimentos indicados para a lavagem na Quickwash, no caso o

manual e AATCC 187.

Foi realizada uma comparação dos resultados referentes ao desempenho à

estabilidade dimensional de um tecido plano 100% algodão em dois equipamentos, para

analisar a confiabilidade do método e responder a pergunta: - A Quickwash pode ser usada

para substituir os métodos atuais de ensaio de alteração dimensional?

3. Revisão Bibliográfica

De acordo com Bishop (1995), as mudanças decorrentes do processo de lavagem

como encolhimento, danos à fibra, distorção, enrijecimento, amolecimento de tecidos,

desbotamento ou barramentos, são altamente dependentes do tipo de fibra, construção do

tecido e processos de acabamento. Os efeitos podem ser caracterizados pela interação e

relação da fibra e da estrutura têxtil com a água, ou com os produtos químicos envolvidos no

processo ou no acabamento.

Uma propriedade física dos têxteis que se relaciona diretamente com a lavagem é a

estabilidade dimensional, que de acordo com Saville (1999), está relacionado às

características físicas e químicas do material têxtil e dos processos a que este material é

submetido.

Um dos fatores que acarreta a alteração dimensional é a expansão hídrica, que está

ligada a propriedade que certos tecidos têm de absorver umidade e expandir em decorrência

do inchaço das fibras. Isso pode ocorrer em materiais produzidos com lã, que possui como

característica a alta absorção de umidade. (SAVILLE, 1999)

Após o relaxamento de alguns tecidos (tecelagem ou malharia) pode-se observar o

encolhimento resultante do relaxamento das tensões impostas durante a produção, a AATCC

define que esse relaxamento pode ser observado ao imergir o material em água sem agitação.

Isso é mais claro em fibras com alta absorção de umidade, e em fios com baixa torção ou

retorção. (COLLIER E EPPS, 1999).

Um tipo de encolhimento muito comum é o encolhimento por inchaço, que resulta da

contração individual das fibras após a absorção e perda de água. Geralmente no processo

produtivo há aplicação de tensão que alonga os fios e posteriormente tratamentos úmidos que

faz com que os fios encolham. Não ocorre a recuperação, pois como aponta Saville (1999) as

forças disponíveis para retornar o tecido às suas dimensões originais não são tão poderosas

quanto as forças de intumescimento. O encolhimento ao inchaço pode ser uma causa de

alteração dimensional ativa quando tecidos de algodão ou viscose encolhem.

Outro tipo de encolhimento, o progressivo é um fator contínuo que se perpetua no

decorrer das lavagens, em um ambiente que une agitação e imersão em água. De acordo com

Collier e Epps (1999), ao contrário do encolhimento por relaxamento, que alivia os esforços

dos fios e tecidos, o encolhimento progressivo geralmente envolve o movimento das fibras

dentro da estrutura têxtil. Essa agitação supera as curvas de atrito entre as fibras fazendo com

que se movam umas às outras. Fibras mais suscetíveis são aquelas com baixa resistência

úmida, como a lã e a viscose, e durante a lavagem as fibras se estendem, e retraem depois da

secagem (COLLIER E EPPS, 1999).

Encolhimento devido à feltragem é um fator diretamente ligado aos tecidos de lã,

devido às escamas observadas na superfície da fibra, o encolhimento está ligado ao fator DFE

– Coeficiente de Atrito Direcional, bem presente no atrito da fibra com outras superfícies, o

encolhimento em si é causado pelos efeitos do DFE e a propriedade de elasticidade da lã, o

DFE também evita que as fibras voltem à formação original depois de tratamentos molhados

pelas forças de compressão. (SAVILLE, 1999)

O aumento nas dimensões também pode ocorrer durante o processo produtivo ou

durante o uso. Geralmente ocorre o efeito de aumento na largura à medida que o tecido

diminui de tamanho, observado mais claramente em tecidos de malha. Fibras com baixa

resistência úmida e alto alongamento estendem principalmente sobre certas condições, por

exemplo, secagem em linha (varal) (COLLIER E EPPS, 1999).

Há também um tipo de encolhimento próprio das fibras termoplásticas, como o

acetato, poliéster e poliamida. O encolhimento térmico ocorre quando se aplica calor à

estrutura fazendo com que as moléculas do polímero se movam e assumam uma sequência

não linear, causando diminuição no comprimento, encolhimento ou alteração na forma do

tecido. Isso está ligado diretamente a fibras com baixo ponto de fusão, onde fatores como

ferro de passar, ou secagem em tambor com temperatura podem acarretar o encolhimento

(COLLIER E EPPS, 1999).

Alguns acabamentos buscam estabelecer evitar a alteração dimensional dos tecidos, os

mais comuns dividem-se pelo tipo de matéria-prima. No caso das fibras naturais pode-se

empregar o processo de pré-encolhimento que busca reverter o efeito de encolhimento dos

tecidos durante o processo produtivo, onde o material é submetido a tensões causando o

encolhimento. Isso é mais comum nas fibras naturais e de origem celulósica porque diferente

das sintéticas intumescem em água. No pré-encolhimento o material é umedecido e os fios são

empurrados na direção oposta que foram tensionados. (MALUF; KOLBE, 2003)

Aplica-se a termofixação para fios compostos de fibras sintéticas e mistas de

algodão/poliéster ou algodão/poliamida. Nesse tipo de acabamento o material é submetido a

um tratamento térmico depois do ajuste da largura para fixar a forma e reduzir a tendência ao

encolhimento, esse tratamento é realizado na Rama. Segundo Maluf e Kolbe (2003), somente

fibras que apresentam uma quantidade notável de zonas cristalinas podem ser termofixadas,

ou seja, pode-se tratar poliéster e poliamida, porém é inviável a realização em fibras acrílicas.

4. Materiais e Métodos

4.1. Materiais

4.1.1. Substrato Têxtil

Para realização do estudo quanto ao desempenho à estabilidade dimensional, foi

utilizado como substrato têxtil um tecido de sarja 3/1 com diagonal à esquerda, com

composição 100% de Algodão, gramatura média de 269,779 g/m2, e densidade de 53 fios/cm2,

conforme as caracterizações realizadas nos itens 4.1.

Os ensaios formam realizados com os corpos de prova condicionados conforme a ISO

139:2005 Textiles – Standard atmospheres for conditioning and testing, a determinação do

ligamento procedeu conforme a NBR 12996 - Materiais têxteis - determinação dos ligamentos

fundamentais de tecidos planos, a composição foi determinada de acordo com a NBR 13538:

Material Têxtil: Análise Qualitativa. A determinação da gramatura foi realizada a partir da

NBR 10591: Materiais Têxteis: Determinação da gramatura de superfícies têxteis, e a

determinação da densidade seguiu o procedimento da ISO 7211:2002 Textiles- Woven fabrics

– construction – methods of analysis – part 2: Determination of number of threads per unit

length.

4.1.2. Detergente

Na lavagem utilizando a máquina de lavar automática – Wascator, foi utilizado o

detergente de referência ECE 3, indicado na ISO 6330: Textiles — Domestic washing and

drying procedures for textile testing, com as características de ser em pó, sem fosfato e sem

branco óptico, indicado para uso neste tipo de máquina (máquina do tipo A). A lavagem na

Quickwash não indica o uso de detergente, conforme norma e manual do equipamento.

4.1.3. Contrapeso

A escolha do contrapeso, ou seja, tecido utilizado para completar a carga da máquina

de lavar, tanto no caso da máquina de lavar automática, como na Quickwash seguiu a

indicação da ISO 6330, optando-se pelo tecido de carga tipo 1, composto 100% de Algodão.

4.2. Métodos

4.2.1. Ensaio de alteração dimensional

O ensaio de determinação da alteração dimensional na máquina de lavar foi realizado a

partir das normas ISO 3759 (2008), para a preparação, marcação e medição dos corpos de

prova em tecidos e peças do vestuário e segundo a ISO 5077 (2007), para determinação de

alteração dimensional em tecidos, peças do vestuário e outros artigos têxteis quando

combinados procedimentos de lavagem e secagem.

Recortam-se de áreas o mais distante possível de uma amostra de tecido três corpos de

prova com dimensões de 500 mm x 500 mm, posteriormente é realizada a marcação de três

pontos de referência de cada lado em cada direção do tecido com distâncias de 350 mm. Após

condicionamento de 24 horas realizam-se as medições iniciais, e encontram-se três medidas

iniciais para cada direção de cada corpo de prova, realiza-se a lavagem escolhida com 20 g de

detergente e contrapeso para completar a máquina a fim que se obtenha uma massa total de 2

kg.

Após a lavagem os corpos de prova são secos em tambor, com temperatura próxima à

de lavagem e condicionados por 24 horas para que se realizem as medições finais. O resultado

da alteração dimensional é expresso pela equação 1, onde xo é a dimensão original e xt é a

dimensão após o tratamento, e a indicação do resultado com sinal positivo (+) indica o

aumento e o sinal negativo (-) indica encolhimento.

xt −xoxo

x100 (Equação 1)

Para a lavagem na Quickwash, utilizou-se o procedimento AATCC 187:2003, com

corpos de prova de 255 mm x 255 mm, com três pontos de referência para cada direção, com

distâncias de 187 mm. Nesse caso de acordo com a norma e manual do equipamento, não é

necessário condicionamento prévio, e também não se utiliza detergente. A medição inicial foi

realizada e logo em seguida procedeu-se o ensaio, adicionando o contrapeso para equilibrar a

câmara do equipamento. A Quickwash possui cinco compartimentos na câmara, e foram

usados três então as demais câmaras foram completadas com contrapeso com massa igual à

média das massas dos corpos de prova.

A medição final foi feita após 5 minutos do ciclo de lavagem e secagem, com o

cuidado de garantir que o ensaio só está completo se os corpos de prova estiverem

completamente secos. O cálculo foi realizado utilizando a equação 2, em que A é a distância

original dos pontos de referência e B é a distância após lavagem. A indicação de sinais

acompanhando o resultado segue o mesmo critério da referência ISO.

%DC=100( B− AA ) (Equação 2)

A lavagem realizada na máquina de lavar foi de acordo com a norma ISO 6330 (2013),

utilizando o procedimento de lavagem 6N, com ciclo normal e temperatura de 60±3°C, com

três enxágues e centrifugação posterior na mesma temperatura que a lavagem. A lavagem na

Quickwash seguiu o critério dos programas descritos no manual do equipamento, na qual se

escolhe pela correlação que se deseja estabelecer de resultados (ISO ou AATCC), e

posteriormente direciona a escolha com a gramatura do material. Neste caso a escolha foi pelo

programa 6, com temperatura da água 60° C e do ar de 95° C.

Ambos os procedimentos indicam o uso de três corpos de prova por amostra para dar

confiabilidade aos resultados finais, que é dado pela média do percentual da alteração

dimensional de cada um dos três pontos em cada direção de cada corpo de prova, ou seja, para

cada corpo de prova obtém-se nove resultados por direção (longitudinal e transversal) . A

seleção do programa de lavagem da máquina de lavar é feita pelo cartão inserido no

equipamento, com todos os programas de lavagem padronizados pela ISO 6330, já os

programas de lavagem da Quickwash são selecionados no painel de controle do equipamento,

e estão indicados no manual do equipamento. No caso da Quickwash foi realizado um ciclo

inicial com o programa de lavagem a ser utilizado para verificar se os parâmetros equivalem

ao indicado (temperatura da água, temperatura do ar e pressão).

Quanto aos equipamentos utilizados a máquina de lavar Eletrolux – Wascator é

classificada como Front Load, ou seja, possui carregamento frontal, e mecanismo de lavagem

por tamboreamento, que é a ação mecânica de tombamento do material têxtil em um tambor

de eixo horizontal rotativo. A Quikwash possui um mecanismo de lavagem acelerada, devido

às rotações por minuto, pressão e dinâmica dos ciclos, e promove a ação de tombamento, ou

seja, a queda do corpo de prova no cesto. A Quickwash possui em média 2000 RPM (rotações

por minutos), pressão em torno de 50 à 200 kPa, e carregamento em torno de 3 litros, já a

máquina de lavar automática se mantêm em média em 50 RPM na lavagem e 1100 RPM na

secagem, pressão que pode variar de 50 à 1000 kPa, e carregamento que pode atingir 65 litros.

(ELECTROLUX, 2018) (INMETRO, 2012)

5. Análise dos Resultados

Na Figura 1 pode-se observar tecido usado nos ensaios para ambos os equipamentos.

O tecido foi caracterizado quanto à estrutura e que se representa pelo rapport do ligamento da

Figura 2, como de sarja pesada 3/1 com diagonal à esquerda. A análise qualitativa demonstrou

que o material é de composição 100% Algodão, pois no comportamento à chama o material

queimou sem fusão na chama e fora da chama, e próximo à chama não fundiu, resultou em

cinzas sem pérolas com odor de papel queimado. Por ser uma fibra de origem celulósica o

material não funde. Quanto à solubilidade a fibra dissolveu em Hipoclorito, que solubiliza

fibras celulósicas, porém não dissolveu em Álcool Benzílico que solubiliza o Poliéster, no

Xileno para Polipropileno, ou no Ácido Fórmico que solubiliza a Poliamida.

O resultado da gramatura foi de 269,779 g/m2, obtido pela média de três corpos de

prova, que resultaram individualmente em 271,687 g/m2, 268,273 g/m2 e 269,378g/m2, com

um coeficiente de variação de 0,646%. A contagem inicial da densidade resultou em 20

fios/cm na trama e 33 fios/cm no urdume, pela especificação da norma realizou-se cinco

contagens em 5 cm na trama, resultando em 100 fios e três contagens no urdume, resultando

em 99 fios, totalizando 53 fios/cm2.

Figura 1– Tecido de sarja na cor cinza ensaiado Fonte: Autora

Figura 2 – Ligamento do tecido

Fonte: Autora

Os resultados individuais da alteração dimensional em ambos os métodos encontram-

se na Tabela 1, com os percentuais para cada corpo de prova. O percentual é dado pela

diferença nas medidas antes e depois da lavagem. O resultado da alteração dimensional média

e os coeficientes de variação tanto na máquina de lavar quanto na Quickwash encontram-se na

Tabela 2:

Tabela 1 – Resultados individuais

Alteração Dimensional – Resultado individuais Referência

de medição

Máquina de lavar QuickwashLongitudinal Transversal Longitudinal Transversal

1.1 -3,6% 0,0% -4,8% -1,6%1.2 -2,4% -0,4% -4,7% -1,6%1.3 -2,0% -0,4% -4,7% -1,6%2.1 -3.2% 0,0% -4,7% -1,6%2.2 -2,8% 0,0% -4,7% -1,6%2.3 -3,2% -0,8% -4,7% -1,6%3.1 -2,4% -0,8% -3,9% -1,6%3.2 -3,2% -0,4% -3,9% -0,8%3.3 -3,2% -0,8% -4,7% -0,8%

Fonte: Autora

Tabela 2 – Resultados dos ensaios de alteração dimensional

Alteração Dimensional

Maquina de lavar QuickWash

Longitudinal2,88 % 4,53 %

CV 18,02% CV 7,95%

Transversal0,4 % 1,42 %

CV 1,42% CV 24,8%CV= Coeficiente de Variação Fonte: Autora

6. Conclusão

O entendimento dos fatores que se relacionam ao conceito de estabilidade

dimensional é de extrema importância, pois envolvem características que influem diretamente

no processamento e o uso dos materiais. A lavagem é um tratamento a que os têxteis são

frequentemente expostos, e envolve diversos elementos que estão ligados à alteração

dimensional, como a água e a agitação, que se comportam de maneiras variadas nas estruturas

e matérias primas têxteis.

Por se tratar de um material de origem celulósica, o encolhimento resultante pode ser

originado da retração dos fios na imersão e agitação, para compensar tensões impostas na

produção, no caso características do encolhimento ao inchaço que afeta fibras celulósicas,

como de algodão. O meio com agitação, água e pressão também influem para que as fibras se

movimentem dentro da estrutura têxtil, caracterizando o encolhimento progressivo, que afeta

com mais intensidade materiais que absorvam muita umidade ou possuam baixa resistência

úmida.

Os resultados mostraram que a alteração dimensional para o tecido de algodão na

longitudinal foi 2,88 % na máquina de lavar de 5,53% na QuickWash, com coeficiente de

variação 55,88% maior na máquina de lavar. Na seção transversal do tecido os valores foram

0,4% para máquina de lavar e 1,42% para a QuickWash com coeficiente de variação 94,27

maior na QuickWash.

O resultado demonstrou que o comportamento dimensional à lavagem varia muito de

acordo com o material, isso deve ser considerado ao usar um método em correlação à outro, e

os parâmetros de ensaio devem ser melhores entendidos e formulados para que se tenha um

ambiente confiável de reprodução de teste. A correlação da máquina de lavar automática

Wascator e Quickwash com com relação à estabilidade dimensional depende de fatores de

ensaio e das características do material, e que é necessário um estudo completo destas

variáveis, e um número maior de experimentos.

7. Referências

BISHOP, D. P. Chemistry of the Textiles Industry: Physical and chemical effects of domestic

laudering processes. Cambridge: Blackie Academic e Professional, 1995. 361 p. Edited by C.

M. Carr.

COLLIER, BILLIE J.; EPPS, HELEN H. Textile Testing and Analysis. Atlantic: The

Clarinda Company, 1999. 374 p

ELECTROLUX. Manual Brands: Electrolux Manuals Washer W365H. Manual de máquinas

de lavar com múltiplas programações. Disponível em: <https://www.manualslib.com/manual/

1225355/Electrolux-W365h.html?page=7#manual>. Acesso em: 13 mar. 2018.

INMETRO. Consulta Pública nº Portaria nº 466, de 13 de setembro de 2012. Regulamento

Técnico da Qualidade Para Máquinas de Lavar Roupas. São Paulo, SP: Serviço Público

Federal, p. 1-51. Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. Disponível em:

<http://www.inmetro.gov.br/legislacao/rtac/pdf/RTAC001905.pdf>. Acesso em: 13 mar.

2018.

KADOLPH, SARA J. Textiles. 10. ed. New Jersey: Pearson Prentice Hall, 2007. 496 p.

MALUF, Eraldo; KOLBE, Wolfgang. Dados Técnicos para a Indústria Têxtil. 2. ed. São

Paulo: Câmara Brasileira do Livro, 2003. 336 p. IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do

Estado de São Paulo.

SAVILLE, B P. Physical testing of textiles. 6. ed. Granta Park: Woodhead Publishing

Limited, 1999. 310 p. The Textile Institute.

8. Agradecimentos

Os autores agradecem ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), pela concessão debolsa de complementação à educação de Estágio que permitiu o desenvolvimento dessetrabalho