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3 Fundamentos da Estamparia Digital

O termo Estamparia Txtil exprime um sistema de produo artesanal ou industrial que, utilizando-se de diferentes tcnicas transfere repetitivamente para o tecido, desenhos coloridos ou efeitos.

O comeo da ornamentao dos tecidos, com estampas de desenhos coloridos, bem remoto e depende em grande parte de referncias literrias e de evidncias visuais como o caso, por exemplo, dos finos trajes encontrados nas pinturas das paredes de Pompia.

Uma tnica de linho fino, encontrada na tumba de Tutakhamon, hoje no Victoria and Albert Museum de Londres, datada de 1360 AC, extremamente rara porque sua conservao dependia de condies arqueolgicas favorveis.

Uma forma indireta de estudar tecidos antigos por meio da forma gravada deixada em metais e objetos aps sua completa decomposio.

Muitos tecidos do perodo medieval esto bem preservados, pois encontravam-se em poder da Igreja, nas tumbas reais e em tesouros eclesisticos.

provvel que a arte da estamparia txtil tenha origem na China, ou mesmo na ndia, utilizado o sistema Block Printing (figura 66).

Figura 66.: Block Printing indiano, onde originalmente eram usadas 3 cores: a raiz da Garancina, para vermelho,o xido de ferro, para preto e o ndigo para o Azul

Certo que foram os chineses que inventaram a imprensa, utilizando blocos de madeira com textos entalhados, que aps serem molhados na tinta eram carimbados

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DBDPUC-Rio - Certificao Digital N 0621484/CA

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no papel. possvel que tenham feito o mesmo com tecido. De qualquer forma, isso no ocorria de forma to rpida, porque as tcnicas eram mantidas em absoluto sigilo e s iniciados conheciam o processo. Seria necessrio reunir, artesos da impresso do papel que dominavam a arte carimbo, com artesos tintureiros que detinham a tcnica da aplicao de cor em tecidos.

Durante o perodo provvel do aparecido da estamparia na China, o governo Indiano encontrava-se nas mos do Bramanismo, guardio do Vedras escritos Snscritos, reverenciados e sagrados para os Hindus. Estes escritos de 1200 AC dividiam o povo em quatro castas, relacionando as atividades que podiam ser exercidas por cada uma delas. Nestes escritos no se encontra qualquer referncia aos trabalhadores de estamparia. Haviam severas punies para aqueles que exercessem atividades no registradas no Vedras. Estes fatos fazem crer que a atividade de estampador de tecido no existia naquele momento na ndia.

Pelo ano de 1200 AC onde tambm surgem as evidncias do aparecimento, na China, dos tecidos de seda.

O surgimento da estamparia de tecidos na Europa tambm obscuro. Provavelmente teve incio no sculo XIV, nos monastrios medievais e em seus arredores, conforme indicam os fragmentos de linho e de seda, estampados pelo sistema Block Printing, encontrados. Acredita-se que a estamparia txtil tenha surgido na Europa antes da imprensa de Gutemberg. Apesar de se ter conhecimento de que os antigos monges utilizavam o Block Printing, no se sabe ao certo de que forma aplicavam.

A moderna estamparia da Europa derivou certamente da ndia. Em meados do sculo XVII de l por terra, atravs da Prsia, alcanando a Alemanha, a Frana e a Inglaterra. Na mesma poca, franceses traziam pelo mar, de suas possesses na costa leste da ndia, a tcnica da estampa indiana sobre algodo. Por este motivo, acredita-se que a Frana tenha sido a primeira nao europia a estampar o algodo sendo logo seguida pelos alemes. J no final do sculo XVII, Algsburg ficou conhecida no continente por sua excelente estamparia sobre linho.

Acredita-se que a Holanda tenha sido a primeira a tecer no continente europeu o tecido de chita (de algodo), caracterstico da ndia. Alguns historiadores aceitam que trabalhadores holandeses tenham levado a tcnica da estamparia txtil para a Inglaterra, porm isto contestado porque esses artesos pintavam tecidos e no o estampavam.

Em 1690 aparece na Frana, em Ricchmond-on-Thames a primeira estamparia de produo, embora publicaes de 1677 faam referncias a certo Jeshua Child,


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que importou da ndia grande quantidade de tela de algodo (chita) com a finalidade expressa de estamp-la industrialmente.

Em 1801, Joseph-Marie Jacquard desenvolveu o primeiro processo txtil digitalizado. Sua idia consistia em um sistema em que cada fio colorido de urdume podia ser acionado independentemente no tear. Desta forma tornou-se possvel a formao de desenhos complexos no tecido. O mecanismo era acionado por uma placa de madeira perfurada. Um pino metlico deslizava sobre a placa e quando entrava no orifcio comandava um determinado conjunto de fios. Semelhantemente, o carto perfurado tambm foi utilizado para armazenar dados digitais e sobreviveu nas listas de produto da IBM at 1984 (TYLER, 2005).

Em 1951 a empresa Siemens colocava no mercado a primeira impressora comercial com o sistema de jato de tinta (INKJET), denominada Elema Oscilomink (UJIIE, 2006).

Nos anos 70 surge a primeira tecnologia de estamparia digital txtil, o Sistema Millitron, para produo de tapetes, patenteado pela empresa Milliken (figura 67). Usando ar comprimido, conduzia as solues de corante para os bicos pulverizadores. Este processo conhecido como Atomizao. A resoluo de imagem no era alta, contudo satisfatria para o uso proposto. Essa tecnologia Millitron foi aperfeioada com o tempo e hoje utiliza jatos de tinta ativados por vlvulas solenides, com mais de 13000 micro-injectores, que permitem uma apresentao extremamente detalhada do desenho e em grandes formatos.

Figura 67.: Saguo da empresa Milliken com carpete e tapete produzido no sistema Millitron

A introduo de novas tecnologias influencia a sociedade e modifica as estruturas globais e nossos sistemas de valores. A revoluo industrial clssica introduziu, nos sculos XVIII e XIX, novas mquinas e novos sistemas administrativos


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e de produo. Ao mesmo tempo ocorreram mudanas nos valores scio-culturais, nas atitudes e nos estilos de vida (UJIIE, 2006).

3.1. O sistema jato de tinta na estamparia digital

Este sistema de impresso, tambm conhecido como Inkjet, apresenta uma tecnologia capaz de entregar a tinta lquida a um substrato sendo que somente a gota entra em contato com este substrato. A semente desta teoria foi lanada no final do sculo XIX por Lord Rayleigh, porm somente nos anos 50 ela comeou a ser desenvolvida.

O sistema necessita de trs componentes bsicos, a cabea de impresso (printhead), a tinta e o substrato onde ela ser depositada. necessrio que haja um interao perfeita para que produzam um produto final de qualidade.

O dimetro do orifcio da cabea de impresso, para txteis, da ordem de 5 a 15 microns (10-6 m). O volume de tinta na gota medido em picolitros (1 pl = 10-12 litro). Os valores tpicos variam de 1,5pl a 20pl e j projetam-se equipamentos com gotas de volumes inferiores a 1 pl.

Existem no mercado cabeas as binrias, que produzem gotas de volume constante figura 68 (a), que formam pontos sempre de mesmo dimetro. O outro tipo de cabea (Mimaki TX3) pode produzir gotas de 3 diferentes volumes, como visto na figura 68 (b), e que formam pontos de tamanho varivel, denominadas efeito meio-tom. Com este mecanismo melhora-se a qualidade de impresso e maximiza-se a velocidade de trabalho (TYLER, 2005).

(a) (b) Figura 68.: Impresso com pontos de rea constante (a) e com rea varivel.

Segundo TYLER (2005) o tipo de gotas determinado, dentre outros aspectos, pelo dimetro e pelo formato do orifcio.

A figura 69 ilustra alguns tipos de orifcios do mercado.


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Figura 69.: Formato de orifcios de sada de diversos fabricantes.

Com a ajuda da tecnologia laser so produzidos orifcios da cabea de impresso com formatos cada vez mais otimizados (figura 70).

Figura 70.: Imagem ampliada do orifcio da cabea Spectra-M

A tecnologia de impresso Inkjet (jato de tinta) pode ser classificada em dois grandes grupos (Ujiie,2006,pg30). Um sistema de Jato de Tinta Contnuo (CIJ Continuous Ink Jet) e um sistema de Jato de Tinta Intermitente (DOD - Drop-on-Demand), conforme mostrado esquematicamente na figura 71. Encontra-se tambm referncia (Tyler,2005) a outro sistema hbrido, denominado Jato de Tinta Pulsante (PJ - Pulsed Jet).


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Figura 71.: Esquema de classificao da tecnologia de impresso jato de tinta

3.1.1. O sistema jato de tinta contnuo

No sistema CIJ, jato de tinta contnuo, a tinta comprimida a presso constante, fluindo continuamente atravs do orifcio e com velocidade constante de gotejamento.

O sistema por gravidade resultaria em um gotejamento com freqncia aleatria e com gotas de volumes variveis. Isto foi corrigido pela introduo de uma freqncia peridica de excitao no sistema, que combinada com as dimenses do bulbo, resultou no controle da velocidade de gotejamento, obtendo-se desta forma um fluxo constante e de grande preciso.

Aps deixar o orifcio, as gotas passam entre eletrodos de carga onde so carregadas eletricamente (figura 72). As gotas so desviadas pelas placas de deflexo, e chegan ao substrato, ou ento seguem para um duto de recirculao de tinta. Desta forma so selecionados os pontos que devem receber tinta para formar o desenho no substrato.


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Figura 72.: Cabea de impresso com eletrodos de carga e placas de deflexo

O sistema CIJ convencional conta com um transdutor piezoeltrico para gerar a excitao do sistema. O fenmeno piezoeltrico foi descoberto por Pierre e Jacques Curie em 1880.

Quando uma tenso eltrica aplicada em determinados cristais isto provoca uma deformao fsica, como mostrado na figura 73. O fenmeno reversvel, isto , uma ao mecnica produz um estmulo eltrico. Um dos compostos utilizados para essa finalidade o Zirconato - Titanato de Chumbo (PZT Lead Zirconate Titanate).

Figura 73.: Esquema de funcionamento de um mecanismo piezoeltrico

Existem trs mtodos de deflexo da gota. O primeiro mtodo abordado o Deflexo Binria , mostrado na figura 74, em que a gota ou enviada para um nico ponto do substrato ou desviada pelo campo eletromagntico constante para uma calha de recirculao de tinta.


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Figura 74.: Esquema de cabea de impresso com mecanismo de deflexo binria

No modelo de Deflexo Mltipla, figura 75, o campo eletromagntico atua com intensidade varivel e faz com que as gotas viajem em vrias direes, incidindo em vrios pontos do substrato. Aquelas que no sofrem deflexo vo para a calha de retorno de tinta.

Figura 75.: Esquema de cabea de impresso com mecanismo de deflexo mltipla

Com o Mtodo Hertz (HERTZ et all,1986), desenvolvido em 1986 na Sucia pelo Dr. Carl H. Hertz, possibilita que a quantidade de tinta depositada por rea de substrato seja varivel. Isto obtido gerando-se gotas bem menores (figura 76) da ordem de 3 pl, com velocidade de 40 m/s e freqncia de excitao do piezoeltrico em torno de 1MHz. As gotas que no devem atingir o substrato sofrem deflexo indo para a calha de retorno de tinta. A empresa Iris Graphics, atualmente Kodak, comercializou um equipamento com esta tecnologia.


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Figura 76.: Esquema de cabea de impresso com sistema Hertz

A empresa Kodak desenvolveu tambm um sistema CIJ em que a excitao trmica (figura 77) usada para gerar gotas de modo uniforme (HAWKINS, 2003). Nesta verso tecnolgica, ao redor de cada orifcio existe um campo de aquecimento em forma de anel. O aquecimento gera o aumento da temperatura da tinta na vizinhana do orifcio, provocando a diminuio da viscosidade da mesma. Como a freqncia de aquecimento peridica, a velocidade da gota constante, o que resulta em gota com volume uniforme.

Figura 77.: Esquema de cabea com mecanismo de excitao trmica

3.1.2. O sistema jato de tinta Intermitente

No sistema jato de tinta intermitente (DOD), dependendo da arquitetura da cabea, pode ter o transdutor piezoeltrico fixado na membrana que forma a parede do bulbo (figura 78) ou o prprio transdutor forma o bulbo, como ocorre nas verses mais recentes.


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Figura 78.: Esquema de cabea com transdutor piezoeltrico na parede

Quando uma tenso eltrica aplicada nos eletrodos do elemento piezoeltrico, o volume do bulbo se reduz e faz com que a gota seja expelida pelo orifcio.

As cabeas de impresso jato intermitente piezoeltricas (PIJ Piezoelectric ink jet) so encontradas em 6 arquiteturas distintas, conforme descrito a seguir.

A configurao usada pela impressora Spectra (Fishbeck et all.,1989), utiliza o Modo Deformao (Shear Mode). Neste sistema PIJ, (figura 79) o campo eltrico (C) perpendicular direo dos vetores de polarizao (P) gerados pelo material piezoeltrico. A aplicao desta fora produz uma deformao, que curva a membrana (M) do bulbo, provocando o gotejamento.

Figura 79.: Esquema de cabea com transdutor piezoeltrico modo Deformao

A cabea mltipla da Xaars (TEMPLE et all,1995) tambm utiliza o Modo Deformao com o campo eltrico (C) perpendicular direo dos vetores de polarizao (P), gerados pelo material piezoeltrico. Contudo, nesta verso vista na figura 80, as cmaras de deformao esto entalhadas dentro do material piezoeltrico e os eletrodos esto posicionados na parte superior das mesmas.


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Figura 80.: Esquema de cabea com transdutor piezoeltrico modo Deformao Xaar

No Modo Dobrado (Bend Mode) de PIJ, o campo eltrico (C) e a direo dos vetores de polarizao (P) gerados pelo material piezoeltrico so paralelos, conforme figura 81. O material piezoeltrico fica posicionado na parte superior e comprime a membrana (M) e esta por sua vez comprime a tinta que expulsa atravs do orifcio.

Empresas como a PicoJet, Epson e TeKtronix (Xerox), utilizam esta configurao de cabea (UJIIE, 2006).

Figura 81: Esquema de cabea com transdutor piezoeltrico modo Dobrado

Na PIJ, Modo Presso, utilizado pela empresa Trident, figura 81, o campo eltrico (C) e os vetores de polarizao (P) tambm esto posicionados paralelamente, porm a membrana (M) est colocada na direo paralela da expanso do material piezoeltrico.

Figura 81.: Esquema de cabea com transdutor piezoeltrico modo Presso


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No PIJ, Modo Compresso (Squeeze Mode), a ejeo da gota produzida por um tubo de material piezoeltrico. Quando o campo eltrico (C) aplicado, o tubo diminui seu volume interior, figura 82, expelindo a gota de tinta na direo do eixo do tubo.

Figura 82.: Esquema de cabea com transdutor piezoeltrico modo Compresso

Uma nova configurao de PIJ foi desenvolvida por The Technology Partnership (ARNOTT et all, 2002). Nesse sistema denominado Modo Vibrao de Sada (Nozzle Excitation), os elementos piezoeltricos so montados na placa do orifcio de sada, figura 83. Sua simplicidade resulta em significativa vantagem no custo bem como em robustez. Esse produto ainda no est sendo produzido comercialmente.

Figura 83.: Esquema de cabea Piezoeltrico modo Vibrao de Sada

A cabea de impresso desenhada pela empresa Aprion (figura 84) tem sua cmara de atuao produzida externamente com uma camada porosa de ao inoxidvel sinterizado. A tinta preenche os espaos da camada porosa. Esse sistema conhecido como Membrana Porosa (Porous Layer feed).


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Figura 84.: Esquema de cabea Piezoeltrico modo Membrana Porosa.

Ainda no sistema DOD, encontramos a cabea de impresso trmica, TIJ (thermal ink jet) como indica o nome. Ele gera a elevao trmica em uma regio do interior do recipiente que contm a tinta, utilizando para isso a tecnologia da microeletrnica.

Um pulso de corrente eltrica causa, rapidamente, o aquecimento da tinta situada no entorno do dispositivo de aquecedor, at uma temperatura prxima aos 300C. Isso causa a formao de uma bolha de vapor que se expande violentamente, ejetando a gota de tinta pelo orifcio de sada. A gua produz uma bolha mais explosiva do que outros solventes. Por esse motivo esse processo mais favorvel a utilizao de tintas base de gua.

A bolha alcana seu tamanho mximo e ento de forma violenta entra em colapso, retornando ao seu estado inicial. Devido essa caracterstica explosiva, tem-se pouco controle sobre o processo. Tcnicas de pr-aquecimento da tinta no entorno do ponto da formao da bolha so por vezes utilizados (Ujiie,2006). Com esse procedimento consegue-se controlar, ainda que de forma limitada, o volume da gota ejetada.

Existem diversas configuraes de cabeas do tipo TIJ. Uma das mais comuns a do tipo Acionamento Superior (Roof Shooter) em que o plano de aquecimento (A), na parte superior, paralelo ao plano do orifcio (O), na parte inferior, visto na figura 85.

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Figura 85.: Esquema de cabea trmica do tipo Acionamento Superior

Outro sistema muito comum o denominado Acionamento Lateral (Side Shooter). Neste caso o plano de aquecimento (A) est posicionado lateralmente, sendo perpendicular ao plano do orifcio (O), como mostra a figura 86.


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Figura 86.: Esquema de cabea trmica do tipo Acionamento Lateral

Existe tambm uma cabea TIJ com desenho chamado Acionamento Inferior (Back Shooter), mostrado na figura 87, onde o sistema de aquecimento est localizado na parte inferior da cabea (LEE et al., 2004).

Figura 87.: Esquema de cabea trmica do tipo Acionamento Inferior

Em 1997 foi introduzida no mercado, pela empresa Canon, a verso TIJ do tipo Multi Aquecimento (Multi Heater) que possibilita a modulao da gota, conforme mostrado na figura 88.

Figura 88.: Esquema de cabea trmica do tipo Multi Aquecimento.

A marca Sony desenvolveu um TIJ, variante do tipo Acionamento Superior, onde existem no uma, mas duas fontes de aquecimento independentes (Eguchi et al.,2006). Essa configurao permite controlar a direo da gota ejetada, como mostrado na figura 89.


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Figura 89.: Esquema de cabea trmica do tipo Acionamento Superior Sony

A configurao TIJ denominada Aquecimento Flutuante (Suspended Heater), apresenta grande eficincia energtica (Kubby,1998). Neste sistema como o elemento aquecedor fica envolvido pela tinta (figura 90) e grande parte do total de aquecimento gerado transferido diretamente para ela, resultando desta forma em uma alta eficincia energtica, comparado aos sistemas onde a clula de aquecimento est fixada a uma estrutura.

Figura 90.: Esquema de cabea trmica do tipo Aquecimento Flutuante.

A empresa Canon patenteou (Kubo et al.,1998) uma srie de sistemas de cabea de impresso TIJ, denominados de Elemento Mvel (Moveable Member), como mostrado na figura 91. Esses elementos, ao se movimentarem, pela ao da formao da bolha, impulsionam a tinta contra o orifcio de sada.

Figura 91.: Esquema de cabea trmica do tipo Elemento Mvel.


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As tecnologias mais utilizadas nas cabeas de impresso DOD so as PIJ e a TIJ, contudo existem outros desenvolvimentos, em diferentes estgios, com grandes potenciais de sucesso, focadas em necessidades caractersticas de determinados mercados.

O DOD tipo Eletrosttico (Electrostatic) possui a tecnologia denominada MEMS (Micro Electro Mechanical System), similar a de um transdutor piezoeltrico, mas que utiliza diretamente o campo eltrico para mover a membrana (figura 92). A Epson a nica fabricante que utiliza esse sistema, porm vrias companhias do setor tm seu departamento de P&D focados nesta tecnologia (Pond, 2000).

Figura 92.: Esquema de cabea DOD do tipo Eletrosttico.

A empresa XEROX desenvolveu uma tecnologia DOD conhecida com tipo Acstico (Acoustic) em que uma excitao acstica produzida na superfcie livre da tinta, figura 93, de forma a ejetar a gota (Quate et al, 1991). A vantagem deste princpio que no necessita qualquer estrutura especial e o nvel de tinta pode ser controlado eficientemente. Ainda no existem produtos comerciais fabricados com esta tecnologia.

Figura 93.: Esquema de cabea DOD do tipo Acstico.

O mecanismo DOD denominado Termomecnico (Thermo-Mechanical) outro exemplo de nova tecnologia (Silverbrook, 2001), cujo princpio de operao baseado no sbito movimento de uma estrutura composta causada pela diferena de coeficientes de dilatao trmica entre elas, induzido pelo aquecimento de uma resistncia eltrica, visto na figura 94.


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Figura 94.: Esquema de cabea DOD do tipo Termomecnico.

O princpio de funcionamento DOD conhecido por Eletro-hidro-dinmico (Electro-hydrodynamic Extraction) tambm pode ser utilizado para gerar uma gota de tinta, figura 95. Quando o sistema se acha em equilbrio, isto , no est fornecendo gota, um campo eltrico mantido em atividade nos eletrodos de extrao, localizado na frente do orifcio. Quando uma gota necessria, uma forte tenso aplicada aos eletrodos, causando a sada da gota. Um outro eletrodo posicionado sob o substrato necessrio para dar orientao gota. A empresa Casio j comercializou este tipo de produto.

Figura 95.: Esquema de cabea DOD do tipo Eletro-hidro-dinmico

O conceito DOD chamado tipo Tenso Superficial (Surface Tension), consiste em estabelecer o equilbrio entre a tenso superficial e o campo eltrico aplicado. Quando um elemento de aquecimento posicionado na sada do orifcio acionado, a temperatura da tinta naquela regio se eleva, provocando a diminuio da tenso superficial , desta forma provocando a queda da mesma. No se conhece produtos comercializados com esta tecnologia. O sistema est ilustrado na figura 96. Uma srie de patentes com essa tecnologia foi registrada pela Kodak (Silverbrook, 2001).

Figura 96.: Esquema de cabea DOD do tipo Tenso superficial


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3.2. Equipamentos para estamparia digital txtil

A produo mundial de tecidos estampados chega hoje prxima aos 40 bilhes de m2/ano, utilizando principalmente o sistema de estamparia rotativa.

O volume mundial da estamparia digital (DDP Digital Direct Printing) cresceu em torno de 300% entre 2000 e 2005 chegando a 70 milhes de m2/ano. A projeo para o ano 2012 que a produo global da estamparia digital chegue a 700 milhes de m2/ano, o que significar entre 2% e 3% do total de tecidos estampados no mundo.

A estamparia digital j muito empregada para a apresentao de amostras. O cliente pode visualizar o desenho e suas variantes no tipo de tecido desejado, propondo ajustes, antes de iniciar a estampagem em um sistema de alta produo.

As metragens das produes por pedido tm sido reduzidas sistematicamente. Os designers de moda desejam mais opes e as confeces demandam novas estampas e em menores quantidades. Tudo isto em funo de um mercado consumidor cada vez mais exigente e vido por produtos cada vez mais personalizados.

Na medida em que diminui a quantidade por pedido, por desenho, o custo unitrio da estamparia rotativa aumenta. Todos os custos fixos, como preparao e gravao de cilindros, tero que ser amortizados da rea produzida.

Existe um ponto a partir do qual a DDP torna-se economicamente invivel (figura 97) levando-se em conta todos os custos envolvidos. Para um desenho com cinco cores, se a rea estampada for de at 600-700 m2, recomendado o emprego da DDP, do contrrio seria indicada a estamparia rotativa. Para um desenho de 10 cores a DDP interessante se a rea no ultrapassar os 1200-1300 m2.

Figura 97.: Comparativo entre custo e volume de produo nos sistemas convencional e digital.


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3.2.1. Impressoras digitais

O mercado txtil para os tecidos estampados digitalmente formado por diversos tipos de nichos. Tecidos para decorao, revestimentos para estofados, linha automobilstica, cama, mesa, toalhas, tecidos laminados, camisaria masculina, roupas femininas, roupas esportivas, linha praia, etc.

Cada mercado especfico requer um diferente mix de equipamentos e tecnologias. Os tecidos de decorao precisam de equipamentos com grande largura, mas que no priorizam imagens com grande resoluo. Existem equipamentos projetados para este perfil de mercado. Tambm existem mquinas DDP especficas para camisetas, toalhas e diversos outros artigos.

As primeiras mquinas de estampar digitais, voltadas para o setor txtil, eram oriundas das impressoras digitais de grande formato (WFP- wide-format color ink-jet printers) utilizadas pela indstria grfica e de sinalizao, notadamente as fabricadas pela Mimaki Engineering Co.Ltd. do Japo.

A Mimaki Tx-1600s, fabricada em outubro de 1998, foi a primeira verso da srie Tx. Foi facilmente adaptada para tecido devida alta qualidade de sua cabea e seu baixo custo. Em agosto de 2001 foi apresentada a Tx2-1600 e, a partir de Outubro de 2004, a atual Mimaki Tx3-1600 Textile Jet, figura 98, que utiliza cabeas PIJ-DOD Epson.

Ideal para estampar tecidos finos ou elsticos. Utiliza sistema de 8 cores, possibilidade de 2-16 passagens, resoluo mxima de 720(largura) X 720(comprimento) dpi e uma produo de 2,7m2 27 m2 por hora. Possui cabea com sistema meio-tom com possibilidade de gotas em 3 volumes diferentes (Ujiie,2006).

Figura 98.: Mquina de estampar digital MIMAKI Tx3-1600 Textile Jet.


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Por vrios anos as novas mquinas que chegavam ao mercado eram adaptaes de grandes plotters grficas. No existiam projetos pensados para o mercado txtil, nem para as caractersticas da estamparia Txtil.

A Reggiane Macchine SpA, com larga experincia na fabricao de mquinas para a estamparia txtil analgica contou com a colaborao de duas lderes em seus segmentos: a empresa Scitex Vision fabricante da cabea PIJ-DOD da marca Aprion Technology e Ciba Speciality Chimical, excelncia na rea qumica e que desenvolveu corantes txteis especificamente para as cabeas Aprion.

Essa nova DDP foi batizada como DreAM, figura 99. Possui os modelos DreAM 160, DreAM 220 e DreAM 340, para tecidos com larguras de respectivamente 160 mm, 220 mm e 340 mm. Utiliza 6 cores e 7 cabeas Scitex Aprion por cor. Resoluo de 600 dpi e velocidades variando de 100 a 150 m2/h, considerando-se uma largura de impresso (tecido) de 160 mm.

Figura 99.: Mquina digital marca Reggiane Macchine, modelo DReAM

A mquina de estamparia txtil digital da DuPont Co. chama-se DuPont Artistri 2020 (e DuPont Artistri 3320), mostrado na figura 100. Utiliza cabeas de impresso tipo PIJ-DOD fabricadas pela Seiko Printek. Trabalha com 8 cores; C,M,Y,K, LC(light cian),LM(light magenta), C1 e C2. As cores C1 e C2 podem ser utilizadas como cores spots (cor especial fora da gama original, escolhida pelo Designer). Possui resoluo de 360-720 dpi e produo variando de 11 a 66 m2/h.

Figura 100.: Mquina de estampar digital marca Dupont, modelo Artistri


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A marca Ichinose Toshin Kogo, do Japo, adquiriu recentemente o controle da fabricao da Artistri DuPont. A empresa j produzia a DDP Ichinose IP-2/2030, figura 101, com 508 jatos/cabea, 8/16 cabeas, marca Lexmark TIJ-DOD (Tyler,2005). Resoluo de 360 dpi e produo de 84/160 m2/h. Possui alinhador de trama de agulhas, limpeza automtica de cabeas e o mais eficiente software.

Figura 101.: Mquina de estampar digital marca Ichinose, modelo IP-2/2030.

O Japo produz tambm, pela Konica-Minolta, a impressora Nassenger 7 TX, figura 102. Possui 512 jatos/cabea, 24 cabeas Konica PIJ-DOD, 540x360 dpi. Trabalha com tecidos elsticos, planos ou malhas.

Figura 102.: Mquina Konica-Minolta, modelo Nassenger 7 TX

A empresa italiana Robustelli produz a DDP MonnaLisa, figura 103, que utiliza cabeas Epson PIJ-DOD Especiais, 8 cores, produo de 300 m2/h com 360x360 dpi e 86 m2/h com 720x720 dpi.

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Figura 103.: Mquina de estampar digital marca Robustelli, modelo MonnaLisa


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A mquina jato de tinta ISIS, figura 104, da firma OSIRIS, possui largura de 160 mm, velocidade mdia de 1.000 metros por hora, produo cerca de 25-30 m2/min, trabalhando com resoluo de 144x144 dpi, o que corresponde a definio de estampa produzida em cilindro perfurado de 125-155 mesh (furos por polegadas). Utiliza 6 cores e cabea de impresso Imaje Continuous MD (CIJ-Deflexo Mltipla), de sua prpria fabricao (Tyler,2005).

Figura 104.: Mquina de estampar digital marca Osiris, modelo Isis.

A empresa Austraca J. Zimmer Maschinenbau GmbH colocou em 2009 no mercado a modernssima DDP chamada COLARIS , figuras 105 e 106, que utiliza o sistema DOD denominado VALVO JET.

Este sistema controlado por micro vlvulas que abrem e fecham de forma independente. As gotas de tinta so ejetadas do orifcio da cabea de impresso em alta velocidade, sendo a presso da vlvula suficiente para garantir que essas gotas penetrem profundamente na superfcie do tecido.

Isso ajuda a evitar problemas que ocorrem com outros sistemas de impresso DOD, onde fibras soltas na superfcie do tecido interferem na trajetria da gota que se desloca em direo ao tecido.

A Tecnologia COLARIS permite obter efeito meio tom, por meio de gotas com dimenses variveis controlados eletronicamente. Produz imagens com qualidade que corresponde a uma resoluo superior a 720 dpi, rodando a uma velocidade de at 480m2/h. Est disponvel para substratos com largura de 180, 260 ou 320 cm.


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Figura 105.: Vista de entrada do tecido na Mquina de estampar COLARIS.

Figura 106.: Vista de sada do tecido na Mquina de estampar COLARIS.

Finalmente, a Stork Digital Imaging, empresa do grupo Stork da Holanda, lder mundial na fabricao de mquinas de estampar com cilindros perfurados (rotativas), desenvolveu diversos modelos de DDP, dentre eles a Stork Tourmaline (figura 107), utilizada para os experimentos prticos deste trabalho.

Figura 107.: Mquina de estampar digital marca STORK, modelo Tourmaline.

A Tourmaline pode trabalhar com as classes de corantes cidos, Reativos e Dispersos ou ainda Pigmentos. Desta forma abrange a totalidade das fibras txteis


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usadas atualmente. Possui tapete com sistema de colagem que permite estampar tecidos elsticos, planos ou malhas.

Utiliza cabeas de impresso da marca Epson PIJ-DOD, 8 cores, resoluo de at 720 dpi, velocidade mxima de 20-42 m2/h e cartuchos externos de 2 litros de soluo corante, por cor.

Abaixo uma viso geral (tabela 1) entre os fabricantes de DDP, a tecnologia da cabea de impresso usada e o nome do equipamento.

Tabela 1.: Tecnologias de cabea de impresso

Abaixo na tabela 2, tem-se o comparativo entre os fabricantes de DDP, nome do equipamento, resoluo, velocidade e preo estimado.

Tabela 2.: Resoluo de cabea de impresso


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3.2.2. Equipamentos para pr e ps-tratamento

Existem no mercado equipamentos (figura 108) voltados especificamente para o pr e o ps-tratamento de tecidos estampados digitalmente.

Figura 108.: Fluxo do processo de impresso digital

O tipo e a caractersticas de cada um destes equipamentos est relacionado com o processo utilizado e com o conjunto corante/fibra.

A empresa MS-Italy produz a MS-Ministenter (figura 109), uma pequena Rama que pode ser utilizada para a impregnao e secagem no pr-tratamento ou no acabamento final e acondicionamento do produto estampado. Trabalha com velocidade de 0,5-2 m/min, bem compatvel com a velocidade do processo DDP.

Figura 109.: Mquina Rama modelo MS-Ministenter da marca MS-Italy.

Todo processos de estamparia digital por corante, com a exceo do disperso, necessita um ps-tratamento com vapor (vaporizao), para fornecer a condio ideal de interao corante-fibra e obtendo-se o melhor rendimento de cor.


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O vaporizador contnuo MS-Vapo Cont 15 SC (figura 110) produz vapor saturado, entre 102 - 104oC, trabalhando a uma velocidade de 0,3 3 m/min, com capacidade para 15 m de tecido no interior do vaporizador. Possibilita um tempo entre 5 - 50 minutos de permanncia na cmara e pode operar tambm com vapor superaquecido a 180oC.

Figura 110.: Vaporizador contnuo modelo MS-Vapo Cont 15 SC da marca MS-Italy.

A lavadeira contnua MS-Washer (figura 111), atua como parte do pstratamento, removendo o excesso de corante que no interagiu com a fibra, garantindo a qualidade do produto.

Figura 111.: Mquina para lavagem contnua modelo MS-Waster da marca MS-Italy.

Outra importante mquina para pr e ps tratamento txteis, voltados para a DDP, a Rimslow Wash-X (figura 112) fabricada pela empresa Rimslow.

Esse verstil equipamento pode funcionar como impregnadora ou como lavadora, bastando para isso trocar o passamento do tecido no equipamento.

Para o desenvolvimento das amostras analisadas neste trabalho foi utilizado um equipamento deste tipo, pertencente Planta Piloto de Inovao (PPI) do SENAI-CETIQT.


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Figura 112.: Mquina Lavadora/ Impregnadora contnua modelo Wash-X da marca Rimslow.

No caso da utilizao para o pr-tratamento, como impregnadora (figura 113), o tecido primeiro passa nos cilindros espremedores (foulard), que por meio da presso aplicada controlam a quantidade de produtos, do banho de impregnao, depositado no substrato. O tecido segue ento para o secador infravermelho e finalmente para os cilindros enrroladores.

Figura 113.: Passamento de tecido na Rimslow Wash-X, como Impregnadora contnua.

A Wash-X, quando utilizada no ps-tratamento (figura 114), como Lavadora/Secadora, tem passamento de tecido diferente.

O substrato segue inicialmente para a cuba de lavagem a quente, recebe em seguida jatos dgua de alta freqncia e vai para os cilindros espremedores para retirar o excesso de gua. Segue para o secador de infravermelho e finalmente para os cilindros sendo enrolado e pronto para a entrega. Pode trabalhar com velocidade de at 100m/h.


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Figura 114.: Passamento de tecido na Rimslow Wash-X, como Lavadora contnua

A Rimslow fabrica tambm o vaporizador contnuo Rimslow Steam XL-1850 (figura 115) para o tratamento de tecidos estampados com corantes. Trabalha a uma velocidade de 0,4 2 m/min e com espao para 12 m de tecido no interior do vaporizador. Possibilita um tempo entre 6 - 30 minutos de permanncia na cmara e pode operar a temperaturas entre 102o e 180oC. Um vaporizador deste tipo, pertencente Planta Piloto de Inovao (PPI) do SENAI-CETIQT, foi utilizado para o desenvolvimento das amostras analisadas neste trabalho.

Figura 115.: Vaporizador contnuo Rimslow Steam XL-1850

3.3. Processos qumico txteis

Todos os substratos txteis destinados ao tingimento ou a estamparia exigem uma preparao prvia. Esta preparao, denomina-se beneficiamento primrio, depender do processo de fabricao do tecido e da classe de fibra (natural, artificial ou sinttica).

Tem por finalidade tornar tecido limpo, branco e receptivo aos tratamentos aquosos, tornando-se o mais higroscpico possvel a fim de favorecer a interao corante-fibra.


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O tecido de malha quer sejam formados por fibras naturais, qumicas ou suas misturas, recebem determinados produtos de encimagem que em sua maioria hidrofbicos. Eles favorecem o processo durante a fabricao dos tecidos, contudo precisam ser removidos antes dos processos qumicos.

J os tecidos planos de fibras naturais necessitam um tratamento mais complexo e caro.

Tecidos com este nvel de beneficiamento so conhecidos com o nome comercial de PT, que significa Pronto para Tingir. Essa designao indica que o tecido j passou por todos os processos anteriores ao tingimento e no conta com qualquer substncia que prejudique a perfeita interao corante-fibra.

No poderiam ser utilizados tecidos totalmente brancos normalmente encontrados no mercado, porque estes substratos j receberam alvejantes pticos, que interferem com a cor do corante, e tambm produtos amaciantes que so em sua quase totalidade hidrofbicos.

Os tecidos PT de algodo normalmente encontrados no mercado no possuem um nvel ideal de alvejamento. Ao serem tingidos ficaro com toda sua superfcie encoberta pelo corante. No caso da estamparia, convencional ou digital, nem sempre todo o fundo fica coberto, significando que parte deste fundo permanecer visvel no produto final, e que exibir um bom branco.

A vivacidade das cores tambm afetada por esse certo amarelamento do branco. Na medida em que o segmento de DDP aumente ser cada vez mais necessrio que exista no mercado tecidos prontos para estampar (PE). Alm dos beneficiamentos aplicados ao tecido PT devero contar tambm com um timo grau de alvura, sempre sem alvejantes pticos, uma vez que estes causam desvios de cor.

3.3.1. Processos no pr-tratamento

Existem diferenas marcantes entre o processo utilizado na estamparia convencional e o empregado na estamparia digital, DDP.

Na estamparia convencional utiliza-se o sistema all in, onde todos os produtos auxiliares, necessrios ao processo, encontram-se juntos na mesma pasta colorida. Isso ocasiona uma baixa estabilidade da pasta, porque em algumas horas esses produtos interagem, perdendo suas propriedades. Por esta razo, as pastas convencionais so preparadas o mais prximo possvel do momento de sua utilizao.

Os processos de interao corante-fibra necessitam, para sua perfeita fixao da utilizao de sais, cidos ou bases, que variam de acordo com a classe de corante.


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Esses produtos, alm de serem corrosivos, so muito inconvenientes para as cabeas de impresso do tipo CIJ, onde campos eletromagnticos so aplicados s gotas. Esses diferentes ons dissolvidos, variando em cada tipo de soluo corante, produziriam nveis distintos de condutividade e provocariam descontroles na formao das gotas e em seua ngulos de desvio.

Para atingir cores intensas no sistema DOD, que utiliza pequeno volume por gota, necessita-se solues de corantes concentradas. Essa grande concentrao requer, para a correta fixao na fibra, de muito eletrlito que por sua vez reduz a solubilidade deste mesmo corante. Isso seria um grande inconveniente porque favoreceria a formao de depsitos slidos nos dutos e nas cabeas da DOD.

A estamparia convencional utiliza espessante para produzir pastas com viscosidades de at 5000 mPa.s. Essas no so as propriedades reolgicas ideais para DDP, que utiliza solues corantes com viscosidade bem prxima da gua.

Esse nvel de viscosidade, prxima ao da gua, interessante para favorecer o fluxo da soluo corante desde o recipiente de tinta da mquina digital at sua chegada ao tecido. Porem, quando a gota toca a superfcie, certa viscosidade necessria para impedir a fuga do contorno (figura 116), ou seja, a expanso da gota, garantindo assim a definio da imagem.

Figura 116.: Importncia do Espessante no Pr-tratamento

Com esse objetivo, utilizamos no pr tratamento, alm de outros auxiliares, um agente espessante. Ele depositado uniformemente no tecido, por intermdio de foulardagem, espatulagem ou por spray.

No processo com os corantes reativos os principais auxiliares utilizados so o espessante, o lcali e a uria.

A funo principal do espessante no pr-tratamento do tecido para DDP, conforme j mencionado, impedir a fuga do contorno da imagem e evitar tambm o excesso de penetrao da gota.

Esse agente espessante no deve reagir com o corante ou outras substncias qumicas presentes, porque se isso ocorresse poderiam ser formados subprodutos insolveis prejudicando sensivelmente o rendimento do processo.


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Os espessantes base de produtos vegetais so carboidratos e contm muitas hidroxilas (-OH) que retm bastante umidade. Por outro lado, essas hidroxilas fazem com que os grupamentos reativos do corante reajam com elas e no com as hidroxilas da celulose da fibra e por isso no so utilizados com esta classe de corante.

Para os Reativos utilizamos espessantes base de Alginato de Sdio, extrados de algas marinhas. Possui carter aninico, carga negativa, como o dos corantes reativos e por isso no interage entre si.

Apresentam-se na forma de p castanho e podem ser encontrados no mercado com baixo, mdio e alto peso molecular.

O espessante de baixo peso molecular produz solues com alto grau de teor de slidos e com propriedades de fluido newtoniano.

J os de alto peso molecular produzem pastas com baixo teor de slidos e flido com propriedades altamente pseudo-plsticas (shear thinning). Como o agente espessante aplicado ao tecido antes da impresso, como no caso da DDP, o teor de slidos no crtico.

O espessante base de alginato de alto peso molecular, quando aplicado sobre o tecido, favorece a preservao das bordas e contornos do desenho durante o processo de secagem e de vaporizao.

A ttulo de informao, quando o espessante de alto peso molecular utilizado em uma emulso do tipo leo em gua, aps ser seco, assume uma estrutura microporosa esponjosa, o que possibilita impresses DDP com imagem de excelente definio. No ecologicamente correto devido a implicaes ambientais, uma vez que a fase leo da emulso, formada por hidrocarboneto (normalmente querosene) evapora para a atmosfera.

So pesquisados espessantes sintticos do tipo polmeros hidroflicos no inicos como, polioxietileno diisopropil ter, copolmeros de xido de etileno-xido de propileno, polixietileno lauril ter e derivados da hidroxialquil iminas. Todas essas formulaes buscam substituir em qualidade e custo o emprego do alginato de sdio.

A classe de corantes Reativos necessita de um meio alcalino para favorecer a formao de ligaes covalentes entre seu grupamento reativo e a hidroxila da fibra.

Para esta finalidade empregado normalmente no pr-tratamento DDP o carbonato de sdio sendo em algumas situaes substitudo pelo bicarbonato de sdio, lcali menos enrgico.

Outro auxiliar imprescindvel a uria, que atua como solvente e agente higroscpico, responsvel durante a vaporizao por agregar umidade rea estampada. responsvel pela perfeita difuso da estrutura do corante at o interior da fibra, local onde ocorrer a reao do corante com a hidroxila da fibra. Abaixo


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temos uma formulao tpica para corantes reativos com impregnao em Foulard, com percentual de reteno (pick-up) em torno de 75% e secagem posterior a 120oC.

780-770g gua 100g Uria 20-30g Carbonato de Sdio 100g Alginato de Sdio 6% 1000g Pasta base Embora seja muito utilizada a uria agrega aos efluentes um alto ndice de

nitrognio. Formulaes para a fibra raion viscose podem utilizar at 200 g/l de soluo desta substncia na formulao de pr tratamento.

Um agente anti redutor, oxidante leve, como o Metanitrobenzeno Sulfonato de Sdio (Ludigol da BASF ou similar) empregado no pr tratamento DDP, para inibir a reduo do corante reativo e a conseqente perda de rendimento tintorial durante o processo de vaporizao.

Podem ser encontradas formulaes contendo hidrocarbonetos fluorados, para melhorar o rendimento tintorial.

Algumas referncias de patente mencionam o uso de agentes catinicos, como derivados da polivinil pirolidona, nas formulaes de pr tratamento. Isto deve ser observado com muito cuidado porque, ainda que possam aumentar o rendimento tintorial dos corantes reativos, tero como conseqncia diminuio nas propriedades de solidez lavagem. Os corantes no fixados ou hidrolisados que poderiam sujar as cores adjacentes e reas no estampadas.

Existe um elevado nmero de pesquisas sobre o processo denominado cationizao da celulose, cuja finalidade melhorar a tingibilidade da fibra com corantes aninicos. Ocorre quando um agente ction ativo, do tipo composto quaternrio de amnio com radicais epxi anexados, reage com a celulose.

Os corantes Reativos tambm podem ser aplicados s fibras de seda. Utiliza-se o bicarbonato de sdio em substituio ao Carbonato de Sdio, mais agressivo. Abaixo pode ser visto uma formulao tpica, com impregnao em Foulard para um percentual de reteno (pick-up) em torno de 75% e secagem entre 100 e 120oC..

770g gua 100g Uria 30g Bicarbonato de Sdio 100g Alginato de Sdio 6% 1000g Pasta base Este procedimento fornece elevados ndices de fixao sem qualquer problema

de contaminao das cores durante a vaporizao e lavagem.


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O recurso da utilizao do corante reativo sobre fibra de seda indicado principalmente quando uma determinada empresa trabalha imprimindo fibras celulsicas e fibras de seda e elimina a troca freqentemente das tintas da mquina, alm de armazenar uma nica classe de corante no estoque. muito incomum a impresso de l com corantes reativos.

A classe de corantes cidos utilizada para tingimento e estampagem de fibras proticas (origem animal) como a l e a seda e tambm de fibras poliamdicas (como o Nylon da Dupond). Seu processo de pr tratamento completamente diferente do utilizado para classe de corante Reativo.

Seus trs principais auxiliares so o espessante, a uria e um doador cido. Os espessantes mais utilizados so de origem vegetal, estveis nas condies

cidas requeridas para a correta fixao do corante cido fibra. O mais difundido a goma guar uma estrutura polisacardia. O alginato de sdio no pode ser empregado porque na presena de cidos, forma o cido algnico, insolvel.

O meio cido necessrio para que, durante a vaporizao, haja a protonao (carga positiva) do grupamento amino da fibra. Os cidos inorgnicos no so utilizados porque podem danificar a estrutura das fibras. Os cidos orgnicos, como o ctrico, so recomendados para poliamida e seda.

Muitas formulaes utilizam no o cido, mas um doador cido, como os sais de amnio, que se decompem durante a vaporizao formando o cido correspondente ao sal que lhe deu origem. No caso do Sulfato de Amnio formado o cido sulfrico, que deve ser cotrolado para evitar o risco de danificar o tecido ou deteriorar o corante.

Os sais orgnicos de amnio, como o Tartarato de amnio, so mais recomendveis, pois gera na presena do vapor, o cido tartrico.

Em seguida apresentada uma formulao tpica para pr- tratamento da estampagem digital com corantes cidos, com impregnao em Foulard, para um percentual de reteno (pick-up) em torno de 75% e secagem de no mximo 100oC.

700g gua 100g Uria 50g Tartarato de Amnio 2:1 150g Espessante Guar 8% 1000g Pasta base As fibras poliamdicas so normalmente estampadas com corantes cidos,

utilizando um pr-tratamento semelhante aos mostrados anteriormente. Alguns ajustes com diferentes quantidades de uria ou de doador cido podem ser necessrios para alcanar melhores resultados.


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Esto sendo testados alguns processos no qual substratos de poliamida so impregnados com uma soluo de derivado bifenlico, durante 30 minutos a 900C. Em seguida e lavado, secado e impresso em DDP com corante cido. Sua finalidade proporcionar uma ampliao da gama cromtica (gamu) e boas propriedades de solidez.

Tambm foram patenteados processos que incorporam compostos catinicos no pr-tratamento desta fibra. Outra patente inclui o reagente N-aziridinil-N-estearil uria para reduzir a contaminao das cores durante a lavagem final.

A classe de corante Disperso usada principalmente para a estamparia de fibras de polister. Para atingir caractersticas timas de solidez a estrutura do corante deve resistir a temperaturas acima da transio vtria do polmero da fibra, exigidos para que as molculas do corante se difundam para seu interior.

O espessante mais indicado para este processo o Alginato de Sdio, que atua inibindo a migrao do corante durante a termofixao. Espessantes sintticos tambm foram utilizados como alternativa para o alginato. Normalmente no necessrio o uso da uria no pr-tratamento do polister, embora haja excees. Abaixo encontramos uma formulao tpica para corantes dispersos com impregnao em Foulard com percentual de reteno (pick-up) em torno de 70% e secagem posterior a 120oC

890g gua 10g Dispersante especfico 100g Alginato de Sdio 6% 1000g Pasta base

Os corantes dispersos tambm so utilizados no processo de impresso indireta denominada Termo-transferncia.

Neste sistema, a imagem formada pelo corante disperso sublimvel depositada em um papel prprio para esse fim. Em um segundo momento, sob a ao de temperatura e de presso, essa imagem ento transferida para o tecido. Este processo preserva todas as propriedades de solidez caractersticas do corante disperso. utilizado principalmente quando se deseja desenho de altssima definio sobre tecidos de polister.

De uma forma geral os pigmentos no necessitam de pr- tratamento, pois o ligante j est adicionado tinta, que conta tambm com a viscosidade ideal. Por tudo isso as cabeas de impresso para pigmentos (tabela 3) tem arquitetura distintas das que trabalham com soluo corante.


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Tabela 3.: Uso de Pigmento, em funo do sistema da cabea de impresso

3.3.2. Tintas txteis

As tintas usadas em impressoras jato de tinta podem ter como veculo os solventes orgnicos (metil-etil-cetona, etanol, lactoses e glicol), leos (glicis e hidrocarbonetos de cadeia longa), resinas de troca de fase (estruturas orgnicas de cadeia longa), fluido polimerizveis em presena de raios ultra violetas ou base aquosa, como o caso das tintas txteis para DDP.

Os primeiros desenvolvimentos, na impresso DDP sobre materiais txteis, ocorreram de forma relativamente rpida, com solues aquosas de corantes reativos e cidos, porque j eram disponveis, pelos fabricantes tradicionais de corantes, as tecnologias de filtragem e purificao mais exigentes agora necessrias.

As tintas baseadas em disperses, para pigmentos ou corantes dispersos, so mais recentes isto pela dificuldade em se obter disperso estvel, ao nvel de tamanho de partculas menores, utilizadas pela estamparia digital.

Uma formulao tpica da soluo de matria corante para DDP, (figura 117) dever conter como veculo gua, acrescida de solventes hidrossolveis, matria corante (corante ou pigmento), aditivos (tenso-ativos, anti-espumante, etc) e ainda um Ligante (Binder), no caso dos pigmentos.


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Figura 117.: Formulao tpica de matria corante utilizada na DDP

Deve ser observada a influncia de cada um desses produtos no desempenho da cabea de impresso, na sua funcionalidade, na estabilidade ao armazenamento etc. A tinta deve satisfazer vrios parmetros determinados pela arquitetura da cabea.

A seguir so comentadas algumas das caractersticas da tinta. Txtil digital. Deve haver pureza nas solues do corante para que seja evitado o entupimento

do orifcio de sada da cabea de impresso. Por isto no poder conter partculas maiores do que 0,2 microns e tambm deve haver uniformidade de tamanho nas partculas de pigmentos e de corantes dispersos.

A viscosidade desta soluo no pode ser to baixa que possibilite um gotejamento por gravidade e nem to viscosa que seja necessria uma grande presso para expelir a gota. A viscosidade interfere tambm na velocidade de formao da gota.

Outra varivel complementar a tenso superficial da soluo corante. Est relacionada com o fluxo da soluo atravs dos dutos/orifcio, com o processo de formao da gota e com a penetrao por capilaridade na estrutura (matriz) do tecido. Os processos de impresso trabalham prximos ao limite desta estabilidade. Alguns problemas tpicos so o atraso na formao da gota, o gotejamento autnomo, a entrada de ar no orifcio, a placa da cabea encharcada, dentre outros.

Nas cabeas do tipo CIJ, necessrio o controle da condutividade eltrica das solues corantes para que a deflexo eletrosttica da gota seja a ideal.

A estabilidade qumico-fsica da soluo deve ser mantida tanto tempo quanto possvel. Normalmente so garantidas por um perodo de 2 anos.

O pH da soluo deve permanecer constante, utilizando-se para isso um sistema estabilizador (buffer) compatvel com o corante utilizado.

A tinta para estamparia DDP dever apresentar tambm propriedades de solidez similares ou superiores s encontradas na estamparia convencional. No pode


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contaminar o fundo na lavagem de ps-tratamento. Deve ter toque compatvel (textura suave na rea estampada) e compatibilidade com os processos convencionais.

As matrias corantes utilizadas na indstria txtil podem ser do tipo corante, que apresentam afinidade pelas fibras txteis e so solveis em gua, ou pigmentos, insolveis e que no tm qualquer afinidade pela fibra.

Como j mencionado, os corantes so divididos em classes e em funo de sua forma de interao com a fibra. Os corantes Reativos so indicados principalmente para fibras celulsicas, os corantes cidos para as fibras de origem animal e a poliamida (Nylon ), e os corantes Dispersos principalmente para fibras de Polister.

Os mtodos de interao e algumas caractersticas das diversas classes de corante para DDP so descritos a seguir.

A ligao covalente a interao corante-fibra mais forte que pode ocorrer. O grupamento reativo, eletroflico, do corante Reativo, reage com a hidroxila primria da celulose, nucleoflica, produzindo uma ligao qumica estvel (figura 118) Isto produz um substrato txtil com excelentes propriedades de solidez lavagem.

Possui cores brilhantes com valores elevados de croma e com boa solubilidade em gua. Pode ainda ser utilizado para fibras proticas tais como seda e l.

Devido ao pH e temperatura exigidos para sua utilizao, no so indicadas para outros substratos, como o papel ou filmes.

Figura 118.: Representao esquemtica da ligao covalente celulose-corante reativo.

Os corantes cidos so estruturas aninicas de peso molecular relativamente pequeno (figura 119). usado na estamparia de fibra poliamida (nylon ) e em fibra de protica como l, seda, etc. Possuem elevada solubilidade em meio aquoso.

As interaes inicas (eletrostticas) so caractersticas desses corantes, aninicos, que contam em sua estrutura com grupamentos solubilizastes tais como o (-SO3H), o (-OCO) e (=PO3). Esses so atrados pelos grupos amina, da poliamida e da seda, em condies de pH cido.


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Figura 119.: Estrutura molecular plana do corante cido Amarelo 23

Os corantes Dispersos (figura 120) so utilizados principalmente para fibras de polister. Possuem muito baixa solubilidade em gua. Na DDP so aplicados como solues aquosas finamente dispersas, como suspenses micro dispersas.

Apresentam cores com excelentes propriedades de solidez e elevado croma. Pode ser aplicados tanto na impresso DDP (diretamente sobre um substrato txtil) como por transferncia por fase vapor (transfer). Como dito anteriormente, o processo no qual o corante aps ser aplicado sobre papel especial em seguida transferido, com calor e presso, do papel para o substrato txtil. um processo de impresso digital indireta (DIP), por sublimao, que permite excelente definio de imagem, por ser o papel um suporte liso e estvel, ao contrrio do tecido.

Figura 120.: Estrutura molecular plana do corante disperso Vermelho 60.

Os Pigmentos so substncias corantes, muito pouco solveis, sem qualquer afinidade pelas fibras txteis. Possuem geralmente excelente propriedade de solidez luz, contudo sua propriedade de solidez lavagem, no processo de estamparia convencional depende dos auxiliares adicionados pasta de estampar. Na impresso do DDP, a formulao da tinta base de pigmento dependente da tecnologia especfica da cabea de impresso utilizada.

Apresentam interaes entre suas estruturas, denominadas ligaes (PI) que possibilitam a formao de aglomerados ou cristais. encontrado esse tipo de interao, por exemplo, nos pigmentos derivados de ftalocianinas.


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3.3.3. Processos no ps-tratamento

Consideramos ps-tratamento aqueles realizados no tecido aps a sada da mquina de estampar. Todos os processos com corantes necessitam da etapa de fixao, onde efetivamente ocorrer a interao corante-fibra. tambm imprescindvel uma lavagem subseqente para a remoo dos corantes no fixados e de todos os outros produtos do pr-tratamento no consumidos.

Cada classe de corante necessita de condies especficas para sua fixao, bem como de auxiliares na lavagem final, que garantam as propriedades de solidez mximas.

O corante reativo pode ser termofixado a 1300C durante 6-8 minutos, ou melhor ainda, vaporizado a 1020C durante 8 minutos. Em seguida lavado a frio, seguido de lavagem quente, de um ensaboamento, um enxge a frio e finalmente secagem. Podem ser utilizados durante a lavagem produtos que evitem a contaminao do fundo, pelos corantes que no tenham sido fixados.

A classe de corante cido necessita vaporizao a 1020C durante 30-45 minutos. Dependendo da profundidade das cores e necessria uma lavagem com produtos auxiliares para evitar a contaminao do fundo.

Corantes dispersos utilizam normalmente uma lavagem redutiva, com hidrossulfito de sdio, para a remoo das partculas superficiais de corantes dispersos.


fundamentos da estamparia digital 0621484_09_cap_03

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