Órgão oficial da associação brasileira de químicos e ... · influÊncia do fator de cobertura...

XLII Abril 2018 Nº130ISSN 0102-8235

Órgão Oficial da Associação Brasileirade Químicos e Coloristas Têxteis

www.abqct.com.brCorporate Member Membro Titular

sumário

XLII Abril 2018 Nº130ISSN 0102-8235

20

06 46

36

58malhasMALHA DE SOJA PREVIAMENTE MODIFICADA

COM QUITOSANA E FUNCIONALIZADA COM

MICRO/NANOCÁPSULAS FOTOSSENSÍVEIS

PARA OBTENÇÃO DE UM MATERIAL TÊXTIL

INTELIGENTE

processosAPLICAÇÃO DE TENSOATIVOS

SINTÉTICOS E NATURAIS

BIODEGRADÁVEIS NO PROCESSO DE

LAVAGEM PÓS-TINGIMENTO TÊXTIL

permeabilidadeINFLUÊNCIA DO FATOR DE

COBERTURA NAS PROPRIEDADES DE

PERMEABILIDADE DOS TECIDOS PLANOS

LIGAMENTO TELA

estampariaAPLICAÇÃO DE QUITOSANA COMO

FIXADOR PARA ESTAMPARIA DIGITAL

EM MALHAS DE ALGODÃO E SUA

INFLUÊNCIA NA SOLIDEZ DA COR APÓS

OS PROCESSOS DE LAVAGEM

estampariaAPLICAÇÃO MODULAR SEM CONTATO NA

PREPARAÇÃO PARA IMPRESSÃO DIGITAL

Diretoria NacionalPresidente: Jefferson Zomignan

Vice Presidente: Edinilson Rossini1º Secretário: João Vergílio Dias

2º Secretário: Flavio Nicael dos Santos1º Tesoureiro: Agostinho de Souza Pacheco

2º Tesoureiro: Gilberto Luiz Lopes PereiraDiretor Técnico: Cassiano Ricardo Minatti

Núcleo AmericanaCoordenador: Durval B. F. Costa

Vice-coordenador: João José GloboSecretário: Izaias Ezipati

Tesoureiro: Eduardo JungerSuplente: José Antonio M. Lima

Suplente: Irani Monteiro

Núcleo NordesteCoordenador: Clélia Elioni Ferreira de CarvalhoVice-coordenador: Silvagner Adolpho Veríssimo

Tesoureiro: Francisco Paiva CostaSecretário: Milton Glavina

Suplente: Manuel Augusto Vieira

Núcleo Santa CatarinaCoordenador Geral: João Vergilio Dias

Vice-coordenador: Walter Alvaro da Silva JuniorSecretário: Vitor Alexandre dos Santos

Tesoureiro: Sérgio da Costa VieiraSuplente: André Luiz Klein da SilvaSuplente: Luiz Alexandre Schneider

Corpo RevisorA Revista Química Têxtil conta com uma equipe técnica para revisar os artigos aqui

publicados. A equipe é formada pelos seguintes profissionais: Alessandra Brandani Biggi, Antonio Augusto Ulson de Souza, Camila Borelli, Catia Rosana Lange de Aguiar, Daives Arakem Bergamasco, Fabrício Maestá

Bezerra, Fernanda Steffens, Fernando Gasi, Fernando Ribeiro Oliveira, Ivonete Oliveira Barcelos, José Alexandre Borges Valle, José Celso Oliveira dos Santos, José Heriberto de Oliveira Nascimento, José Pedro Thompson Júnior, Jurgen

Andreaus, Luciano Peske Ceron, Lucio Cardozo Filho, Maurício de Campos Araújo, Núbia Natália de Brito, Rita de Cassia Siqueira Curto Valle, Silgia A. da

Costa, Taís Larissa Silva, Valquíria Ap. dos Santos Ribeiro

Os autores devem enviar seus artigos para publicaçãocom pelo menos 3 meses de antecedência.

ExpedienteQuímica Têxtil é uma publicação da Associação Brasileira de

Químicos e Coloristas Têxteis. Os artigos publicados aqui são de inteiraresponsabilidade dos seus autores. ISSN 0102-8235

Periodicidade: trimestral (janeiro/ abril/ julho/ outubro)Distribuição: mala direta para os associados da ABQCT: indústrias têxteis,

tinturarias e entidades filiadas à FLAQT e AATCC.Circulação: São Paulo, Santa Catarina, Rio de Janeiro e Minas Gerais.

Impressão: Gráfica Referência

Administração e Departamento ComercialPraça Flor de Linho, 44, Alphaville, 06453-000, Barueri, SP11- 4195 4931 / Fax 11- 4191 9774 / [email protected]

“Somos feitos da mesma matéria de nossos sonhos” Shakespeare (1564-1616)Em janeiro de 2018, liamos as perspectivas da Abit para o setor têxtil no Brasil.

A reportagem mencionava que há expectativa para este ano é de um faturamento de R$ 152 bilhões, com um crescimento para a produção de vestuário com relação a 2017 é de 2,5%. A produção têxtil tende a apresentar um índice ainda maior: 4%. Estima-se que 1,84 milhão de toneladas de tecido seja produzida. Quanto ao número de peças, fica em torno de 6,05 milhões. Os investimentos também tendem a aumentar, chegando a R$ 2,25 bilhões, um número 18,4% maior que o observado em 2017.

O movimento de mais e mais pessoas não políticas se envolvendo na corrida para presidente, tem um cunho bastante positivo, que é a vontade de todos os Brasileiros de corrigir o rumo do país, e estabelecer de fato uma administração publica pautada em pla-nejamento, propósito e resultado, com menor numero de gabinetes, mais agilidade com menos custo, possibilitando melhor uso de recursos.

Em recente entrevista do juiz Dr. Sérgio Moro em um programa da TV Cultura, deixa claro o empenho e desempenho dos magistrados, sobretudo os mais novos, na direção a corrigir certas mazelas que extraiam dos cofres públicos quantidades “insanas” de recursos.

Isto deve melhorar a motivação geral para investimentos, uma vez que o Brasil se torna a olhos externos mais sério e seguro.

O resultado é o nível de investimento em bom ritmo e a chegada de empresas inter-nacionais, interessadas em expandir seus negócios em nosso país.

Nosso desejo como ABQCT, é que realmente o ano 2018 seja como dissemos na edi-ção anterior, um marco da retomada do crescimento têxtil no Brasil.

Esta revista continua forte e crescente no empenho de trazer cada vez mais contri-buições importantes para o conhecimento de nossos associados, possibilitando escolhas melhores e crescimento continuo.

A Febratex está chegando (21 a 24 de agosto), e é um motivo de podermos ver em loco o desenvolvimento do setor e suas novidades.

Continuamos pedindo a você leitor nos ajude a trazer mais associados a nossa entida-de. Por favor, indique pessoas e amigos através de nosso e-mail: [email protected], que entraremos em contato. Associe-se!

Forte abraço e mais e mais sucesso.

Jefferson ZomignanPresidente

2018Ano Construtivo

editorial

6 www.abqct.com.brQUÍMICA TÊXTIL

¹ Laboratório de Transferência de Massa, Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, PO Box 476, CEP 88040-900 Florianópolis, SC, Brasil

*Corresponding author: Tel.: (+55) (48) 3721-5231 - E-mail: [email protected]

QuÍMiCA tÊXtiL

APLICAÇÃO DE TENSOATIVOS SINTÉTICOS E NATURAIS BIODEGRADÁVEIS NO PROCESSO DE LAVAGEM PÓS-TINGIMENTO TÊXTIL

AUTORES: ADRIANA RAMOS ARCy¹, ANTôNIO AUGUSTO ULSON DE SOU-ZA¹, SELENE M. A. GUELLI U. DE SOUZA¹*

resuMoO setor têxtil destaca-se no âmbito ambiental por

possuir um alto potencial poluidor devido à geração de grandes volumes de efluentes com elevadas cargas de corantes e aditivos químicos necessários no processo. Os surfactantes constituem uma classe importante de compostos químicos amplamente utilizados dentro do processo industrial têxtil. Os de origem microbiológica, designados por biossurfactantes, são uma alternativa de prevenção à poluição, sendo utilizados nos processos industriais, com benefícios ao meio ambiente, porém é necessário conhecer a eficiência desses produtos no processo. Devido a isto,

o objetivo deste trabalho foi comparar a efetividade do uso de tensoativos comerciais de origem química, natural e biodegradável no processo industrial têxtil, como alternativa à substituição dos produtos químicos por outros de menor impacto ambiental. Os testes foram realizados na etapa pós-tingimento, com os corantes Azul 21, Vermelho 195, Amarelo 145 e com a tricromia desses. Foram utilizadas duas concentrações de tensoativos, 0,5 e 1 g/L, abrangendo concentração utilizada atualmente dentro do processo industrial. Foram utilizados como parâmetros de avaliação os testes padronizados de variação da tensão superficial, compatibilidade das amostras de tensoativos com os

www.abqct.com.br 7QUÍMICA TÊXTIL

corantes, análise da cor dos tecidos, testes de solidez à lavagem, luz e água clorada e fricção a úmido e a seco. Foram estudados seis tensoativos, dois de origem natural, dois com propriedades biodegradáveis, um amplamente utilizado no setor industrial e outro com possível uso industrial. Os produtos naturais e biodegradáveis apresentaram resultados positivos, sem alterações significativas na cor do tecido e com valores ótimos para solidez à lavagem, à luz e água clorada, fricção a seco e a úmido e umectação. No teste de degradação biológica todas as amostras apresentaram uma boa porcentagem de degradação, demonstrando que estas serão eliminadas no processo de tratamento biológico do efluente final. Neste contexto, é possível afirmar que o uso destes tensoativos naturais selecionados, na etapa de lavagem pós-tingimento, assim como os de propriedades biodegradáveis são eficazes na remoção do corante hidrolisado, garantindo os padrões de qualidade, podendo ser uma alternativa de mitigar a poluição, trazendo um enfoque sustentável ao processo e agregando valor ao produto.

Palavras-chave: Processo têxtil. Tensoativo. Meio ambiente. Lavagem.

Abstract: The textile industries have a high pol-luting potential due to the generation of large volumes of effluents with dyes and chemical additives neces-sary in the industrial process. Surfactants are an im-portant class of chemical compounds widely used in the textile manufacturing process. The microbiological surfactants, called biosurfactants, are an alternative to reduce de pollution, which can be used in industrial processes with benefits to the environment, but it is important to know the efficiency of these products in the process. On this way, the aim of this study was to compare the effectiveness of using chemistry, natural and biodegradable surfactants in the textile manufac-turing process as an alternative to use products with less environmental impact. The study was performed in the post-dyeing step with Reactive Blue 221, Reac-tive Red 195, Reactive Yellow 145 and the mixture of these. There were used two concentrations of surfac-tants, 0.5 and 1.0 g/l, covering the concentration range currently used in the industrial process. The evaluation parameters analyzed were the variation of the surface tension tests, compatibility of the surfactant with the color samples, analysis of the color, washing solidity,

processos

chlorinated water solidity, light solidity and wet and dry friction. There were studied six surfactants, two of natural origin, two with biodegradable properties, one widely used in the industrial sector and another with possible industrial use. Natural and biodegradable products expressed positive results in all of the evalua-tion parameters without significant changes in the col-or of the fabric product and optimal values for strength of washing, light and chlorinated water, dry and wet friction and wetting tests. In the biological degradation tests, all samples showed a good percentage of degra-dation concluding that it will be eliminated in the bio-logical treatment of effluents. In this context, it is clear that the use of natural and biodegradable surfactants is efficient into the textile manufacturing process, re-sulting in a quality material without negative changes. These surfactants can be used as an alternative to re-duce pollution and preserving the environment, bring-ing a sustainable approach to the process, adding val-ue to the product.

Key words: Textile industry. Surfactants. Environ-mental.

1. introduçãoSanta Catarina é o segundo maior polo têxtil

do Brasil com uma participação no Produto Inter-no Bruto (PIB) deste segmento de US$ 5,1 bilhões. Porém, esta é uma atividade industrial que possui alto potencial poluidor devido ao elevado consu-mo de água e a geração de grandes quantidades de efluentes com elevadas cargas de corantes e aditivos químicos necessários no processo. O beneficiamento têxtil é uma das etapas que mais poluem, e grande parte dos efluentes gerados nesta etapa provém das fases de lavagem e tingimento que possuem um alto potencial poluidor, principalmente pelo efluente rico em corantes não fixados à fibra e aditivos utilizados no processo (BROADBENT, 2001).

Dentro do processo industrial têxtil, os surfactantes são geralmente empregados na etapa de lavagem pós-tingimento, com o intuito de remover os corantes que não se fixaram à fibra no tingimento. Os surfactantes de-rivados de petróleo constituem uma classe importante de compostos químicos amplamente utilizados na in-dústria têxtil. Estes compostos tensoativos são molécu-las de superfície ativa que afetam a tensão superficial de sistemas multifásicos. Devido à presença de ambos

QUÍMICA TÊXTIL


processos

os grupos hidrofóbicos e hidrofílicos, estes agem redu-zindo a tensão superficial do meio aquoso (água - ar) e a tensão interfacial de sistemas líquido-líquido (água - óleo) ou líquido-sólido (fenômenos de molhagem), também alteram as propriedades de formação de espu-ma de misturas aquosas (BARATHI e VASUDEVAN, 2001).

No entanto, os surfactantes sintéticos são geral-mente tóxicos e dificilmente degradados por micro-organismos no meio ambiente, resultando em um processo de alto potencial poluidor e com elevados custos de tratamento.

As técnicas de Prevenção à Poluição (P2) fazem parte das técnicas de P+L, geralmente são baseadas no uso de práticas, processos, técnicas ou tecnologias que evitem ou minimizem a geração de resíduos e poluen-tes na fonte geradora. Inclui dentre outras ações, modi-ficações nos equipamentos, nos processos ou procedi-mentos e substituição de matérias-primas, resultando em um aumento na eficiência de uso dos insumos.

Devido à contínua cobrança do governo e socie-dade quanto à preservação ambiental, o setor têxtil vem sendo pioneiro em práticas de produção mais lim-pa, onde tem sido direcionado um grande esforço para cada vez mais garantir uma maior sustentabilidade na produção (CETESB, 2009). Com isto, a procura por no-vas alternativas com foco na diminuição de impactos ambientais, como os surfactantes de origem microbio-lógica, tem aumentado nos últimos anos como alter-nativa ao uso de produtos sintéticos.

As principais vantagens dos biossurfactantes são biodegradabilidade, baixa toxicidade, maior taxa de redução de tensão superficial, solubilidade em água al-calina, estabilidade térmica, estabilidade quanto a va-lores extremos de pH, produção a partir de substratos renováveis e a capacidade de modificação estrutural por meio da engenharia genética ou técnicas bioquí-micas (DAVIS; LYNCH; VARLEY, 1999; KIM et al., 1997).

Salienta-se que é necessário realizar uma avaliação técnica-econômica-ambiental das ações que serão aplicadas para que as vantagens sejam significativas para todos os envolvidos. Desta forma, este estudo teve como principal objetivo abordar a substituição dentro do processo industrial têxtil de tensoativos sintéticos por tensoativos de origem natural ou biodegradáveis, que possuem baixo potencial poluidor e alta biodegra-dabilidade. Com isso, pretende-se reduzir o consumo de água principalmente durante os processos de la-

vagem, diminuir o volume de efluente colorido, que é um dos grandes problemas dos efluentes industriais têxteis, como também diminuir o uso de produtos quí-micos de alto potencial poluidor, agregando valor ao produto têxtil com a redução dos custos de tratamen-to e consumo de água.

2. MAteriAis e MétodosAs etapas de tingimento e lavagem pós-tingimento

geram grande parte do volume final de efluente dentro do processo industrial têxtil, cuja composição engloba uma ampla quantidade de produtos surfactantes; sendo assim estas etapas foram tomadas como foco de estudo deste trabalho. Objetivou-se usar como base o processo já utilizado pela empresa porém adaptado à realidade do laboratório, para que se tivesse uma comparação o mais aproximado possível da situação real.

2.1. Escolha das amostras de tensoativoFoi realizada uma especulação de mercado para

encontrar produtos tensoativos de origem natural ou que possuíssem algum foco ambiental podendo se-rem utilizados dentro do processo industrial têxtil.

A escolha das amostras foi feita de acordo com as características oferecidas pelos produtos como tam-bém a disponibilidade de fornecimento destas pelos distribuidores responsáveis.

2.2. Determinação da tensão superficial das amostras

Para realização da medida da tensão superficial (TS) foi utilizada a técnica de goniometria feita com o método da gota pendente utilizando-se o Goniôme-tro Ramé-Hart 250-F1, descrita por Carelli et al. (2007) onde é mensurado o equilíbrio entre a força gravitacio-nal e a tensão superficial do líquido.

2.3. TingimentoForam utilizados os corantes reativos: C.I. Reacti-

ve Blue 221, também denominado como Azul Reativo 221, Vermelho CQ4BL, também denominado como Vermelho Reativo 195 e Reactive Yellow M-3re, tam-bém denominado Amarelo reativo 145. Estes foram utilizados individualmente e em tricromia. Os coran-tes foram gentilmente cedidos pela empresa Malwee e neste trabalho serão denominados como Azul 221, Vermelho 195, Amarelo 145 e tricromia.

QUÍMICA TÊXTIL


O tecido utilizado no processo foi malha de algo-dão pré-alvejado apresentando gramatura de 149 g/m2, cedido pela empresa Malwee.

A metodologia aplicada é aquela descrita por Farias (2013), sendo realizado em máquina para tingi-mento de laboratório HT Alt Mathis. Inicialmente é uti-lizado 1 % em massa de corante e 50 g/L de sulfato de sódio. Esta solução é colocada em recipiente cilíndrico de aço inox próprio do equipamento, canecos, e adi-cionada à amostra de tecido, previamente pesada. Os cilindros lacrados são posicionados na máquina de tin-gimento em canecos com um patamar de 20 min a 60 °C. Após este tempo o processo foi parado e foram adi-cionados 5 g/L de barrilha (carbonato de sódio) e dei-xado com um patamar de 40 min a 60 °C. Os estudos de tingimento foram realizados com relação de banho 1:8 (m,v). Os ensaios foram realizados em triplicata de experimentos.

2.4. Lavagem pós-tingimentoPara todos os estudos de lavagens são utilizadas

relações de banho 1:8 (m,v), a uma temperatura de 85 °C por 30 min. Após o tingimento, entre cada lavagem e enxágues as amostras de tecidos foram passadas no Fourlard, com um pickup de 100 %, para que todas tivessem a mesma quantidade de solução. No final de todo o processo de lavagem, enxágue e fourlar-dagem, os tecidos foram secos na Rama à uma tem-peratura de 100 °C durante 5 min e posteriormente enviados para teste de determinação de cor e solidez à lavagem. Cada experimento foi realizado em tripli-cata para a obtenção de uma margem de confiança de dados maior.

Para a comparação da eficiência como aditivo na remoção de corantes, em lavagens pós-tingimento, entre tensoativos naturais e sintéticos, foram utilizadas diferentes soluções de tensoativos nas concentrações de 0,5 g/L e 1 g/L.

2.5. Enxágues pós-lavagemApós a lavagem pós-tingimento, os tecidos são

submetidos à enxágues com o objetivo de remover o corante ainda não fixado à fibra de algodão. São reali-zados enxágues de 10 min à 30 °C com água destilada para retirar o corante não removido durante a etapa de lavagem, esses enxágues são realizados até à obtenção da absorbância desprezível.

2.6. Análise dos tecidosA avaliação dos tecidos após os testes utilizando

como aditivos de banho pós-tingimento foi necessária para que pudesse ser observada a existência de algu-ma alteração nas propriedades finais do tecido, após estas etapas do processo com o uso de cada amostra. Para tal, são realizadas as seguintes análises: compati-bilidade com diferentes corantes, determinação da al-teração da cor (determinação do ΔEcmc) e solidez à lavagem (NBR ISO 105-B02), resistência à luz (NBR ISO 105-B02), à água clorada (NBR ISO 105-E03), fricção a seco e a úmido (NBR 8432) e umectação por capilari-dade (ABATTI, 2007) seguindo normas existentes para realização dos testes.

2.7. Teste de biodegradabilidadeO teste de degradação de carbono foi realizado

como base no teste de Zahn-Wellens, estabelecido pela OECD 302B para verificação da biodegradabilidade de compostos, devido ao fato do método utilizar a análi-se do consumo de carbono através da diminuição do Carbono Orgânico Total (COT) das amostras ao longo do teste. A curva de degradação é obtida relacionando-se a percentagem de biodegradação com relação ao tem-po. A porcentagem de biodegradação (Dt) é calculada utilizando a razão do carbono consumido com relação a carga inicial, medida pela leitura do carbono orgânico total (COT) depois de cada intervalo de tempo.

Neste caso não foi avaliado a biodegradabilidade da amostra, mas sim sua degradação, expressa pelo consumo de carbono, ao longo do período de cinco dias (120 h), período em que esta ficaria exposta ao processo de tratamento biológico, baseado nas condi-ções utilizadas pela empresa, para que ocorresse uma simulação da situação real. Assim foi possível verificar como as amostras reagem e se haveria ocorrência de eventuais problemas na etapa pós-processo.

3. resuLtAdos e disCussãoForam selecionados produtos tensoativos de

duas empresas, sendo eles dois de origem natural, AQUASOFT AMAZONTEX (A2) da Pulcra Chemicals e ALKONAT® CE 50 (A6) da Oxiteno e dois produtos com propriedades biodegradáveis, COTTOCLARIN® RF (A3) e ULTRADET LE 6000® CD (A1) da Pulcra Chemicals e Oxiteno sucessivamente. Como amostras de origem química foram selecionados dois produtos, Dodecil


processos

sulfato de Sódio (SDS) (A5) e o EM 8007 (A4) que é utilizado pela empresa no processo.

A adição dos tensoativos, tanto os sintéticos como os naturais e com propriedades biodegradáveis, é ca-paz de reduzir a tensão superficial da água (≈72 mN m-1) para valores na faixa entre 40 e 26 mN m-1 (MULLI-GAN, 2005). Com os resultados dos testes de tensão su-perficial, observando a tabela 1 e o gráfico 1, pode-se verificar que realmente ocorreu uma redução da ten-são superficial da água, após a adição dos surfactantes, para valores abaixo de 40 mN m-1.

Analisando o gráfico 1, comparativamente ao ten-soativo sintético SDS® (A5), os biossurfactantes estuda-dos neste trabalho possuem um alto poder de redução

da tensão superficial da água. O Apêndice A apresenta os gráficos separadamente para cada amostra de ten-soativo. Em baixas concentrações, na parte esquerda dos gráficos, a adição de surfactante não é suficiente para a saturação da superfície e a tensão superficial praticamente não é alterada, exceto para as amostras A2 e A3 que já começam com uma queda na tensão superficial. Quando ocorre a formação de um filme superficial recobrindo toda a superfície do líquido, a tensão superficial da solução aquosa diminui acentu-adamente até o ponto onde se inicia a formação das micelas. Como a CMC é obtida a partir do segundo ponto de inflexão, é possível concluir com os resulta-dos apresentados nos gráficos do Apêndice A que, a

Tabela 1. Efeito da concentração de surfactante sobre a tensão superficial da água

Fonte: Desenvolvido pelo autor

Legenda - A1=ULTRADET LE 6000; A2=Aquasoft Amazontex; A3=Cottoclarin RF; A4=EM 8007; A5= SDS; A6=Alkonat CE 50.

Concentração de tensoativo [g/L]Tensão superficial

A1 A2 A3 A4 A50,0 72 72 72 72 720,2 29,6 35,15 28,94 30,61 33,170,4 29,16 31,01 27,87 30,49 33,10,6 28,97 30,67 27,74 30,01 32,90,8 28,76 30,53 27,67 29,87 32,451,0 27,74 30,2 27,46 29,73 32,35

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,020

30

40

50

60

70

80

A1 A2 A3 A4 A5

Tens

ão su

perfi

cial

(mN

/m)

Concentração de tensoativo (g/L)

Gráfico 1. Gráfico relacionado à tabela 1. Efeito da concentração de surfactante sobre a tensão superficial da água


QUÍMICA TÊXTIL


processos

concentração micelar crítica dos compostos A1, A4 e A5 está acima da concentração máxima utilizada no processo, que é de 1 g/L. As amostras A2 e A3 apre-sentaram CMC de aproximadamente 0,5 g/L. Segundo Mulligan & Gibbs (1999), a CMC dos biossurfactantes mais eficazes varia entre 0,001-0,2 g L-1, o que demons-tra que as amostras A2 e A3 possuem uma eficiência maior do que as demais.

Não foi observada nenhuma formação de man-chas ou afins após o processo de lavagem com todas as amostras de tensoativos, concluindo assim que não há problemas de incompatibilidade das amostras com os corantes utilizados.

Como padrão nos testes de análise dos tecidos, foi utilizada uma amostra submetida apenas ao processo de tingimento sem lavagem para remoção do corante excedente.

Nos testes de alteração da cor, a coordenada L* corresponde a luminosidade do tecido, quanto maior o valor de L* maior a luminosidade deste e, neste caso, maior foi a perda de cor do tecido. Para as amostras tingidas com o corante Azul 221, comparando com a amostra padrão, todas as amostras se aproximam ao valor de luminosidade porém, a amostra A4 foi a que apresentou maior proximidade ao padrão, consequen-temente menor perda de cor.

Para as amostras tingidas com o corante Vermelho 195, assim como para o corante Azul 221, os valores obti-dos não se distanciaram ao valor obtido para o padrão po-rém, apresentaram aumento na luminosidade de todas as amostras de tecido demonstrando assim uma perda de cor para todas elas. Ocorreu uma maior diferenciação en-tre os valores das amostras onde, aquelas que apresenta-ram menor valor de luminosidade nas concentrações de aplicação 0,5 e 1 g/L foram as submetidas a lavagem com os tensoativos A5 e A2 sucessivamente, demonstrando uma menor perda de cor durante o processo.

Nas amostras tingidas com o corante Amarelo 145, a amostra que apresentou resultado mais aproxi-mado à amostra padrão foi aquela lavada com o ten-soativo natural A2 na concentração de 1 g/L. As demais amostras apresentaram variações maiores, sendo que, a amostra A1 obteve valor de L* abaixo do apresentado pela amostra padrão e as demais com valores superiores, o que indica um aumento da luminosidade e consequen-temente uma perda maior de cor. Pode ser observado que quando aumentou-se a concentração de tensoativo

no banho de lavagem a perda de cor foi um pouco me-nor, o que pode ser explicado devido ao fato de que, em maior concentração o tensoativo captura as moléculas de corante excedentes na fibra com maior eficiência agre-dindo menos o tecido durante os enxágues.

Os mesmos parâmetros analisados para os coran-tes Azul 221 e Vermelho 195 e Amarelo 145 individual-mente, foram avaliados para a tricromia destes, onde foram obtidos valores de L* mais baixos demonstrando que ocorreu a predominância das cores mais escuras no tingimento, neste caso o Azul 221 e Vermelho 195. Não há uma variação muito significativa dos valores entre si para as duas concentrações de tensoativo no banho. Em comparação com a amostra padrão, a lu-minosidade aumenta quando as amostras são lavadas com a maior concentração de tensoativo.

Ainda para os testes de alteração da cor, conside-rando que quanto menor o ΔE mais aproximado do tecido referencial a cor da amostra se encontra, assim podendo ser observada a alteração da cor do tecido após a lavagem, os resultados obtidos demonstram que a relação entre aumento de luminosidade e a per-da de cor dentro do padrão requerido para o proces-so industrial. As amostras tingidas com o corante Azul 221, lavadas com o tensoativo de origem natural A6 apresentaram melhores resultados com relação à me-nor concentração e o tensoativo sintético A4 com rela-ção à maior concentração no banho, correspondendo aos resultados apresentados com relação a análise de perda de cor relacionada à luminosidade

A amostra tingida com o corante Vermelho 195 que apresentou melhor resultado nos testes com menor concentração de tensoativo foi a amostra obtida através de matéria-prima de origem natural A6, cujo valor de ΔE aproximou-se do valor obtido na leitura da amostra A4 que representa o tensoativo sintético. Para os testes com maior concentração de tensoativo, o menor valor de ΔE foi da amostra natural A2. É possível observar que tanto as amostras naturais como biodegradáveis apresentam melhores resultados de ΔE em comparação às amostras de produtos de origem sintética.

Para as amostras tingidas com o corante Amarelo 145, nos testes com menor e maior concentração de tensoativo, a amostra que apresentou melhor resul-tado também foi a amostra obtida através de matéria-prima de origem natural A6, como nos testes com o corante Vermelho 195

QUÍMICA TÊXTIL


Nos testes realizados com as amostras tingidas com a tricromia dos corantes pode ser observado que, nos banhos com menor concentração de tensoativo ocorreu uma perda menor de cor e a amostra que apresentou menor valor de ΔE após a lavagem com 0,5 g/L de tensoativo foi A3. A amostra que apresentou menor alteração da cor após lavagem com a concen-tração de tensoativo de 1 g/L foi A1 (com característica de biodegradabilidade). Mais uma vez as amostras na-turais e biodegradáveis apresentaram, em sua maioria, melhores resultados.

Com relação aos testes de solidez à lavagem, os corpos-de-prova utilizados como referencial para o teste de solidez apresentaram Grau 4,5 para solidez à lavagem para os três corantes, Azul 221, Vermelho 195, Amarelo 145 e para tricromia destes. Em análise verificou-se que, para todas as amostras de tensoativos nas duas concen-trações de teste todos os tecidos tingidos com os coran-tes individualmente, bem como para tricromia destes, apresentaram o mesmo grau de solidez à lavagem que o corpo-de-prova, que é considerada uma boa solidez.

Como ocorrido no teste de solidez à lavagem, para os testes de fricção a úmido e a seco todas as amostras de tecido apresentaram nota 4,5, que também cor-responde a nota do referencial, demonstrando que o tratamento não favoreceu e nem diminuiu a solidez à fricção para quaisquer um dos três corantes no tecido. Este resultado é importante considerando que ocorreu uma ligeira melhora nos valores da intensidade da cor para algumas amostras.

Os resultados de solidez à luz obtidos para as alí-quotas tingidas com os corantes Azul 221 e Amarelo 145 foram iguais para todas as amostras incluindo o corpo-de-prova, recebendo nota 4,5. Os resultados dos testes realizados com as amostras tingidas com os corantes Vermelho 195 e Amarelo 145 demonstraram que, houve um pequeno aumento na solidez à luz para amostras tingidas com este corante após utilização dos tensoativos nos banhos. Pode ser observado que apli-cação de todas as amostras de tensoativo auxiliou na conservação da cor do tecido quando exposto a luz.

Pode ser observado que há uma alteração no teste de solidez à agua clorada quando aplicado as amostras de tensoativo nas lavações pós-tingimento, mas que para o corante Azul 221 esta observação não se aplica, ficando com melhores resultados a aplicação para la-vagens após tingimento com o corante Amarelo 145.

Para os testes de umectação por capilaridade rea-lizados com amostras tingidas com o corante Azul 221, os melhores resultados de umectação foram obtidos nas amostras onde foram utilizados os tensoativos A1 e A3 na menor concentração no banho de lavagem pós--tingimento. As amostras que apresentaram melhores resultados com maior concentração de tensoativo no banho foram aquelas onde foram utilizados os tenso-ativos A4 e A5.

Com as amostras tingidas com o corante Verme-lho 195, todas as amostras apresentam uma tendên-cia de absorção semelhante entre si durante todo o teste, ficando apenas a amostra A2 abaixo das demais amostras e a amostra A6 acima. É possível notar que a tendência de absorção das amostras lavadas com maior concentração de tensoativo seguiu o mesmo padrão que o teste anterior, todas apresentam a ab-sorção aumentando praticamente no mesmo nível. Pode ser observado um pequeno aumento do nível de absorção das amostras A1, A2, A4, e A6 no instante 10min e uma queda da amostra A5 com relação ao primeiro teste.

É possível observar que para as amostras tingidas com o corante Amarelo 145 apenas a amostra onde foi utilizado o tensoativo A6 no banho de lavagem com as duas concentrações obteve um aumento no grau de umectação do tecido, as demais amostras obtiveram um aumento pouco significativo.

Para as amostras tingidas com a tricromia dos co-rantes, com exceção da amostra A2, todas as amostras apresentaram um aumento significativo na umectação do tecido tanto para aplicação máxima quanto para a mínima de tensoativo no banho.

Outro ponto que pode ser observado com os re-sultados apresentados pelas amostras padrão é que, apenas o processo de tingimento reduz o grau de umectação do tecido e que a lavagem das amostras com a utilização de tensoativos resulta no aumento da afinidade da fibra pelo meio aquoso, provando assim que o aumento da intensidade da cor relatado nos testes de alteração da cor, pode ser atribuído a uma umectação maior das amostras de tecido que obtive-ram este resultado.

Nos testes de biodegradação das amostras no processo biológico, os dados obtidos no teste estão expressos na Tabela 1 e as curvas de porcentagem de biodegradação podem ser observadas no Gráfico 2.

processos

QUÍMICA TÊXTIL


Seguindo o critério estabelecido pela OMCD, o ensaio pode ser considerado válido pois o referencial apresenta mais de 70% de degradação.

Todas as amostras apresentaram uma boa por-centagem de degradação após 120 h de ensaio, o que demonstra que estas serão eliminadas no processo de tratamento biológico do efluente final.

4. ConCLusãoOs resultados comprovam a eficiência da

substituição de produtos tensoativos de origem química por naturais ou biodegradáveis no processo industrial têxtil. Os produtos naturais e biodegradáveis apresentaram resultados positivos em todas as etapas. No ensaio de tensão superficial comparativamente aos surfactantes sintéticos, os biossurfactantes estudados apresentaram redução da tensão superficial da água.

Nenhuma amostra apresentou incompatibilidade com os corantes utilizados. Nos ensaios de alteração da cor, os valores de ΔEcmc ficaram bem próximos, mas as amostras de origem natural obtiveram destaque, apresentando em muitos casos valores melhores aos obtidos pelos produtos sintéticos.

Nos ensaios de solidez à lavagem, os corantes e sua mistura obtiveram fraca perda de intensidade e boa solidez. Os ensaios de fricção a úmido e a seco demonstraram que o tratamento não favoreceu e nem diminuiu a solidez à fricção para quaisquer dos três co-rantes. Ocorreu um pequeno aumento na solidez à luz para amostras tingidas com o corante vermelho e com a tricromia.

No teste de solidez à água clorada, os melhores re-sultados foram obtidos na aplicação das amostras com o corante Amarelo 145.

processos

Tabela 2. Degradação das amostras de tensoativo

Tempo (h) A1 A2 A3 A4 A5 A6 Referência

Dt (

%)

0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,024 50,2 40,7 38,9 57,0 40,0 36,5 68,048 68,4 55,1 49,9 65,0 74,9 62,1 79,372 78,9 64,4 64,1 72,9 88,4 76,6 89,896 84,9 68,7 73,1 76,9 93,9 85,1 95,2

120 86,8 72,1 78,3 81,6 96,2 89,9 99,3Fonte: Desenvolvido pelo autor

Legenda - A1=ULTRADET LE 6000; A2=Aquasoft Amazontex; A3=Cottoclarin RF; A4=EM 8007; A5= SDS; A6=Alkonat CE 50.

0 24 48 72 96 1200

20

40

60

80

100

120

Dt (

%)

Tempo (h)

A1 A2 A3 A4 A5 A6 Referência Biodegradabilidade

Gráfico 2. Gráfico relacionado à tabela 2. Comparação dos resultados de degradação das amostras de tensoativo



QuÍMiCA tÊXtiL

O teste de umectação apresentou um pequeno aumento na afinidade da fibra pelo meio aquoso após o uso dos produtos tensoativos.

No teste de degradação biológica, todas as amos-tras apresentaram uma boa porcentagem de degra-dação, demonstrando que estas serão eliminadas no processo de tratamento biológico do efluente final.

Neste contexto, é possível afirmar que o uso desses produtos naturais é eficiente dentro do processo indus-trial têxtil, gerando um material de boa qualidade ao fi-nal da produção, sem alterações negativas, podendo ser visto como uma alternativa de prevenção à poluição e preservação ao meio ambiente, trazendo um enfoque sustentável ao processo e agregando valor ao produto.

processos


APÊNDICE A – Gráficos de variação da tensão superficial para cada tensoativoGráfico 11 - Tensão superficial relacionada a concentração de tensoativo

0,2 0,4 0,6 0,8 1,027,5

28,0

28,5

29,0

29,5

Tens

ão su

per�

cial

(mN

m-1

)

Concentração (g/L)

A1

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

30

31

32

33

34

35

36

Tens

ão su

per�

cial

(mN

m-1

)


A2

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

27,4

27,6

27,8

28,0

28,2

28,4

28,6

28,8

29,0


Tens

ão su

per�

cial

(mN

m-1

)

A3

0,2 0,4 0,6 0,8 1,029,6

29,8

30,0

30,2

30,4

30,6

Tens

ão su

per�

cial

(mN

m-1

)


A4

0,2 0,4 0,6 0,8 1,032,2

32,4

32,6

32,8

33,0

33,2

Tens

ão su

per�

cial

(mN

m-1

)


A5


1Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Têxtil - PPGET – Natal/RN, Brasil - 59.078-9702Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica – PPGEM - Natal/RN, Brasil - 59.078-9703Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Têxtil - DET – Natal/RN, Brasil - 59.078-9704Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Grupo de Pesquisa: Nanotecnologia, Materiais não metálicos, Processos químicos têxteis e Tratamento de efluente – PQNTF5Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Engenharia Têxtil, Campus Blumenau - Santa Catarina/ SC, Brazil - 89065-300

Correspondente: Prof. Dr. José Heriberto Oliveira do Nascimento (E-mail: [email protected] )

QuÍMiCA tÊXtiL

MALHA DE SOJA PREVIAMENTE MODIFICADA COM QUITOSANA E FUNCIONALIZADA COM MICRO/NANOCÁPSULAS FOTOSSENSÍVEIS PARA OBTENÇÃO DE UM MATERIAL TÊXTIL INTELIGENTE

AUTORES: RITA KáSSIA DA SILVA1,4,CHRISTIANE SIqUEIRA DE AZEVEDO Sá2,4, IRIS OLIVEIRA DA SILVA3,4, KéSIA KARINA DE OLIVEIRA SOUTO SILVA1,4, FERNANDO RIBEIRO OLIVEIRA4,5, JOSé HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO1,4

resuMoA aplicação de micro e nanomateriais em substratos

têxteis, tem sido objetivo de diversos estudos, devido principalmente a potencialidade de suas aplicações. Os materiais têxteis a base de soja (fibra de soja), ainda são pouco exploradas, em estudos técnicos e científicos, no entanto possuem grande potencial na área de funcionalização e/ou modificação superficial, devido sua incompatibilidade com alguns nanomateriais e materiais corantes, em virtude da sua carga superficial

possuir grupos reativos proteícos, fazendo com que esta, necessite de uma modificação superficial de suas cargas. Um dos biopolímeros de grande destaque, e que podem ser utilizados como agente modificador de superfície, é a quitosana. Um polieletrólito de alta densidade de cargas positivas e boa solubilidade em ácidos fracos, o que facilita à protonação do seu grupo amina NH2 em NH3

+. Neste trabalho, a quitosana age como auxiliar catiônico (quelante) na modificação superficial da malha de soja e na posterior fixação das


malhas

micro/nanocápsulas fotossensíveis, para produção de uma material têxtil inteligente (“smart textile”), apto a interagir com alterações de mudança de luz (fóton). Nesta pesquisa, foram realizadas análises de potencial zeta das soluções, tamanho de partícula nas cápsulas, disposição das micro/nanocápsulas na fibra de soja por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), análise de Espectroscopia na região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Espectrofotometria de reflectância UV-VIS. Como resultado, verificou-se que 1% de quitosana apresentou melhor resultado com K/S=0,700, no comprimento de onda de 610 nm. As amostras da malha de soja tingidas com as micro/nanocápsulas fotossensíveis, demonstraram excelente solidez à lavagem, demonstrando que o material produzido possui grande viabilidade técnica para as mais diversas aplicações tecnológicas.

Palavras-chave: Modificação superficial da soja, Quitosana, Fibra de soja, Micro/nanocápsulas fotossen-síveis, Material têxtil inteligente.

1. introduçãoEm comparação com as fibras químicas a base de

petróleo, onde o preço tem aumentado 21 vezes nos últimos 50 anos e sua fonte de obtenção é limitada, o valor da proteína de soja aumentou apenas 6,5 vezes com obtenção ilimitada, o que a torna mais economicamente e sustentavelmente viável que as fibras químicas a base de petróleo.

A fibra da soja (FPS) conhecida como a “fibra têxtil verde”, devido ser uma fibra biodegradável e sustentá-vel, é produzida a partir de uma pasta obtida do resí-duo existente na semente da soja, após a extração do óleo. A proteína é destilada, refinada e posteriormente é adicionada uma resina biológica que irá modificar a estrutura espacial da proteína. Em seguida são adicio-nados altos polímeros de acetato de polivinila (PVA) e a solução é cozida e estabilizada por acetilação. Por fim, essa massa passa por um processo de ondulação ou texturização e termofixação e é cortada no tamanho necessário para o fim a qual se destina.

A fibra de soja é um material fibroso já em pro-dução na indústria têxtil, que além de rentável, possui um elevado teor proteíco, com cerca de 40 %, como também apresenta diversos grupos funcionais como: carbóxila, amina e hidroxila, que lhes confere caracte-rísticas importantes, possibilitando diferentes modifi-

cações químicas. É uma matéria-prima abundante na natureza, que possui toque suave, brilho pronunciado, sendo considerada pelos pesquisadores, uma poten-cial substituta da fibra de algodão, caxemira ou viscose.

Os métodos de modificação superficial de substra-tos têxteis, por meios físicos ou químicos, têm sido am-plamente empregados no aperfeiçoamento da adesão e adsorção de micro/nanocápsulas, corantes e pigmen-tos. Hoje, os processos de modificação superficial das fibras têxteis são vistos, como os mais eficientes cami-nhos, para os modernos tratamentos tecnológicos.

Em consequência destas modificações químicas superficiais, podem ser alterados diversos materiais empregados, como: tipos de corantes, resinas, micro/nanopartículas e nanocápsulas. Desta forma, as modi-ficações superficiais devem ser realizadas com boa efi-ciência, posto que a adesão física em alguns materiais é bastante baixa, fazendo-se necessário um método químico para se alcançar o efeito desejado.

Atualmente se faz uso de produtos sintéticos à base do DHCP, bleaching of cotton based fabric with hydrogen peroxide requires alkaline medium (nor-mally NaOH, mas pelo apelo ecológico que vivemos, diversas pesquisar vem sendo realizadas com a im-plementação de espécies cationizantes de origem natural ou menos agressivas ao meio ambiente, como a quitosana (QTS), que pode ser obtida através de resíduos proveniente da casca de diversos molus-cos, como o camarão por exemplo, e ela se destaca principalmente devido à protonação de seus grupos amino, se tornando um polieletrólito com cargas po-sitivas, conforme variação de pH.

A quitosana possui um elevado potencial de apli-cações indústrias nas áreas: alimentícias, farmacêuticas, cosméticas, no tratamento de efluentes e na modifi-cação superficial de fibras têxteis. Ela possui uma alta densidade de carga positivas em pH ácido, sendo um polímero derivado de aminoácidos, e dispõem de gru-pos reativos acetamida, que são altamente vantajosos na condução de reações de modificação e adsorção, evidenciando suas propriedades muco adesivas e atu-ando como um modificador de superfície polimérica.

Diversos materiais, como, proteínas, polissacarí-deos aniônicos, ácidos nucléicos dentre outros, apre-sentam cargas negativas, podendo ligar-se fortemente com a quitosana, devido sua alta densidade de cargas positivas. A fibra regenerada de soja por ser de origem

QUÍMICA TÊXTIL


proteíca possui cargas superficiais negativas (em pH ácido), podendo assim interagir de forma eficaz com a quitosana.

Na atualidade, a introdução de novas tecnologias vem apresentando novos materiais têxteis, que podem ser aplicados na obtenção de novas fibras e processos (físico-químicos e biológicos), e com diferentes funciona-lidades, contribuindo para o desenvolvimento inovador da indústria têxtil. Essas novas tecnologias, oferecerem propriedades e funcionalidades ativas, sendo que alguns destes conhecidos como têxteis inteligentes, possuem propriedades que interagem com o meio ambiente, atra-vés da mudança da temperatura, luz, pressão e pH.

A utilização de materiais com micro/nanocápsulas assumem grandes responsabilidades no desenvolvi-mento dos novos materiais têxteis inteligentes, pois o sistema de micro e nanoencapsulamento aumentam o tempo de vida dos componentes ativos e controlam a liberação de agentes bioativos, como por exemplo, na liberaçao de fármacos, alimentos e fragrâncias. As mi-cro/nanocápsulas com efeito fotossensível é um com-posto sensível a variações de luminosidade, que são compostas por um pigmento promissor (o que pro-move a cor) em companhia de um solvente não volátil.

Atualmente, podemos observar uma quantidade considerável de publicações com aplicações de mi-cro/nanopartículas fotossensíveis em materiais têxteis, porém ainda não foi observado o seu uso através do método de exaustão e com o emprego da malha de soja modificada superficialmente com quitosana, pro-duzindo um material têxtil inteligente, capaz de intera-ções com variações de luz.

2. eXPeriMentAL 2.1. Materiais

A fibra da soja utilizada neste trabalho foi cedida pela Embrapa-CE, se encontra em forma de tecido ma-lha Rib 1x1, gramatura 274 g.m-2. A quitosana usada como agente modificador da fibra de soja foi adquirida pela empresa SelachiiInd (Fortaleza-CE), com grau de desacetilação (GD) de 70, 64% e as micro/nanocáp-sulas fotossensíveis usadas para empenhar uma nova funcionalidade a malha de soja foi fornecida pela em-presa Photopia Aq-Ink Bue. Já os demais reagente como hidróxido de sódio em micro-pérola (90%) fornecido pela Quimios, o peróxido de hidrogênio (30%) forne-cido pela empresa Vetec, o estabilizador pela empresa

Roglyr CN, detergente/umectante pela empresa collo-clarin AMC, sequestrante pela empresa Securon 540. To-dos os reagentes foram empregados na preparação da malha de soja.

2.2. Equipamentos Foram utilizados diferentes equipamentos como:

Banho Maria da Q215M2 o ALT-IB TOUCH 35, a Rama da LTE-B, o agitador magnético da EEQ-9008 (Edutec), o medidor de pH NI PHM (Nova instrumants) e o ultras-som (Ultrason icleaner).

2.3. Processo de preparação da malha de soja

O processo de preparação foi necessário devido à presença de algumas impurezas contidas na malha de soja (graxas e pigmentação natural da soja). O substrato de soja recebeu um pré-tratamento (alvejamento), utili-zando as seguintes concentrações: hidróxido de sódio (solução de 36 0Bé) 32.73 mL.L-1, peróxido de hidrogê-nio 63,64 mL.L-1, estabilizador 21,82 mL.L-1, detergente/umectante 43,64 mL.L-1 e sequestrante 21,82 mL.L-1. O processo de alvejamento foi realizado no Banho Maria à uma temperatura de 90ºC por 60 minutos. Após este processo, a malha foi lavada e seca à temperatura am-biente.

2.4. Modificação superficial da malha de soja com quitosana

A modificação superficial da fibra de soja foi reali-zada logo após o pré-tratamento. Foram modificadas amostras de 1g da malha, nas concentrações de 1, 3 e 5% m/v, em uma R:B de 1:50, a uma temperatura de 70ºC, durante 30 minutos, no equipamento ALT-B TOUCH 35, com uma solução de QTS diluída em uma relação de 1:100 a 1% v/v de ácido acético PA, segui-da do processo de filtragem, conforme literatura [16]. Logo após a modificação superficial as amostras foram secas à temperatura ambiente.

2.5. Impregnação das micro/nanocápsulas fotossensíveis na malha de soja modificada com quitosana

As amostras modificadas com quitosana foram tingidas com as micro/nanocápsulas fotossensíveis, via processo de exaustão, na máquina de tingimento ALT--B TOUCH 35 em uma R:B de 1:75, e o pH foi ajustado


entre 4,5 – 5. O processo foi realizado a temperatura de 70 ºC e tempo de 40 minutos. Após o tingimento, as amostras foram secas e em seguida polimerizadas em rama LTE, a uma temperatura de 130ºC por 2 minutos.

3. testes de CArACterizAção3.1. Tamanho de Partícula e Potencial Zeta

As análises de tamanho de partícula (DLS) e po-tencial zeta foram realizadas nas soluções de quitosana e das micro/nanocápsulas, no equipamento Zetasizer Nano series Nano- Zs (Malvem Instruments), no labora-tório da NUPEG/UFRN.

3.2. Difratometria de Raio X – DRXAs análises de DRX foram realizadas na quitosana e

na malha de soja modificada com QTS no difratômetro universal de raios-x, de modelo Miniflex II Rigaku, com radiação de cobre (Cu), potência de 30 kV e corrente de 30 mA, na região angular de 10 a 90°, com passo 0,02 e velocidade de 5° por minuto. As análises foram realizadas no laboratório de Física da UFRN.

3.3. Análise termogravimétrica - TGAs análises termogravimétricas das amostras sóli-

das foram realizadas na QTS e na fibra de soja modifi-cada com a QTS no aparelho de modelo STA 449 F3, utilizando cadinho de platina, sob atmosfera de ar sin-tético e intervalos de temperatura de 20 a 450°C com taxa de aquecimento de 20°C.min-1.

3.4. Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier – FTIR

Os espectros de FTIR da quitosana, do substrato de soja, da malha modificada com quitosana e amos-tra controle, foram analisadas no equipamento de mo-delo IRAffinity-1(Shimadzu), nas seguintes condições: número de scans: 32, faixa de leitura de 700-4000 cm-1 e resolução de 4 cm-1.

3.5. Microscopia Eletrônica de Varredura – MEVAs análises de microscopia eletrônica de varredu-

ra (MEV) foram realizadas em equipamento modelo TM3000, no laboratório de Microscopia Eletrônica de

malhas

QUÍMICA TÊXTIL


Varredura – LABMEV, do Departamento de Engenharia de Materiais. Esta análise tem o objetivo de gerar, atra-vés de imagens, a morfologia das micro/nanocápsulas na superfície do substrato, evidenciando a presença das mesmas.

3.6. Espectrofotômetria de ReflectânciaAs análises de amostras sólidas (K/S) foram realiza-

das em espectrofotômetro de reflectância de fibra ótica konica minolta, modelo CM-2600d (figura 15), com dois flashes de xenônio, com vários padrões de ângulos de incidência e tipos de iluminantes, bem como com con-trole de brilho incluído (SCI) e excluído (SCE). A análise foi realizada em intervalos de medição de 400 a 700 nm, com intervalos de 10 nm, com iluminante D65 e ângulo de observador de 100. Para se verificar o fenômeno da mudança de cor, com mudança de luminosidade, utili-zou-se uma fonte de luz negra (fontex), 27 watts e 220 volts com exposição de 40 segundos e média de três lei-turas para cada amostra tingida com as micro/nanocáp-sulas. Todas as medições foram realizadas no laboratório de Engenharia têxtil – LABTEX /UFRN.

3.7. Teste de Solidez à lavagemA resistência a água foi avaliada seguindo o méto-

do AATCC 61- 2008. De acordo com a norma utilizada, cada lavagem equivale a cinco lavagens domésticas. Para a realização do procedimento, foram cortadas 5 amostras de tamanho 5 cm x 10 cm e colocadas em banho de 150 mL preparado com 0,15% spm de sabão de coco, com temperatura de 40 oC ± 2oC, tempo de 1 hora e 40 rpm em equipamento. Foram realizadas 5 la-vagens para verificar à solidez das micro/nanocápsulas no substrato de soja [13].

4. resuLtAdos e disCussÕes4.1. Potencial zeta e tamanho de partículas (DLS) das soluções

O valor médio obtido no tamanho de partícula foi de 1,5446 µm, com escala de 816,6 nm a 4 µm, em um baixo índice de polidispersão (PDI) de 0,15, indicando uma dispersão homogênea do material. Já a análise de potencial zeta foi realizado com o intuito de descobrir se o material avaliado apresenta boa estabilidade eletros-tática em sua suspensão coloidal. Um valor médio de aproximadamente -19,10 mV foi obtido se encontrando

nos limites estabelecidos para a estabilidade eletrostáti-ca do potencial zeta de uma solução de micro/nanopar-tículas que pode ser maior ou inferior á +/- 25 mV.

4.2. Modificação superficial da malha de soja com quitosana

A utilização da quitosana como polieletrólito no tratamento superficial, teve como principal finalidade a modificação superficial do tecido de soja, que pos-sui grupos funcionais, do tipo hidroxilas (-OH) e ácidos carboxílicos (-COOH) em sua estrutura química. Em pH ácido a fibra foi modificada e acredita-se que a inte-ração com o grupo amino e hidroxílico da quitosana, criaram uma possível ligação eletrostática entre a fibra funcionalizada e as nanocápsulas, devido um possí-vel estado de protonação da quitosana (-NH3+), que ocorre em meio ácido, gerando uma possível ligação eletrostática com os íons das micro/nanocápsulas, como foi demonstrado em trabalho realizado por pes-quisador, onde o mesmo demonstrou a interação da quitosana com os íons de várias moléculas de corante ácido, através deste mesmo mecanismo e em traba-lho publicado, a interação da soja com nanopartículas de ouro, utilizando a quitosana [5][19]the discovery of new materials for the most diverse applications, such as biomedical areas, chemical, optical, mechanical and textiles. The high bactericidal efficiency of metallic na-noparticles (Au and Ag.

4.3. Tingimento da malha de soja modificada com quitosana e funcionalizada com micro/nanocápsulas fotossensíveis

Afim se de se verificar a adsorção das micro/nano-cápsulas fotossensíveis sobre o tecido de soja, foram realizadas análises no espectrofotômetro de reflectân-cia, através da medição de reflectância (K/S). Os resul-tados foram obtidos pela média aritmética de três lei-turas em cada amostra funcionalizada.

De acordo com os dados obtidos de K/S, a amos-tra modificada com apenas 1% de quitosana (p/v) (SF 1%) apresentou melhor resultado, apresentando maior pico de absorbância (K/S = 0,700) no comprimento de onda 610,15 nm em relação as demais amostras modi-ficadas com diferentes concentrações de QTS de 3%(SF 3%) e 5%(SF 5%), conforme se verifica na Gráfico 1.

Desta forma, pode-se verificar que a quitosana atua como quelante, onde temos as amostras modi-

malhas

QUÍMICA TÊXTIL


ficadas e a controle (sem modificação com quitosana), conforme gráfico 1, comprovando pela reflectância (K/S) medida no espectrofotômetro, que os valores se aproximam da amostra de soja alvejada (SA) a qual não foi tinta, demonstrando não existir interações físicas ou químicas, entre as micro/nanocápsulas e a fibra de soja sem modificação com (SSTQ) (K/S = 0,083), demons-trando interações fracas ou apenas sugividade superfi-cial, conforme literatura.

4.4. Técnicas de caracterização4.4.1. Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier - FTIR

As bandas apresentada na Figura 3 demonstram os espectro da quitosana pura, e dela como agente

modificante no tecido da fibra da soja. O Espectro de FTIR da quitosana pura mostra na região de 3600-3200 cm-1 a existência de uma banda de intensidade de 3357 cm-1 que significa que à presença dos compostos dos grupos químicos OH e NH, indicando a presença de aminas primárias e secundárias e amidas. As bandas de absorção características em 1635, 1370,1151, 1059 e 1021 cm-1 são atribuidas aos alongamento C-O (amida I), flexão N-H (amida II) e estiramento C-N (amida III) do residual grupos N-acetilo, respectivamente.

Nos espectros de FTIR da malha de soja modifica-da com quitosana, apresenta bandas semelhantes as encontradas na quitosana pura. A banda com intensi-dade 3337 cm-1 e os estiramentos de 1635, 1419,1091 e 1014 cm-1 nos mostra a presente característica dos

Figura 1. Amostras após impregnação com micro/nanocápsulas fotossensíveis expostas a luz ultravioleta (UV), (a) malha de soja sem Quitosana , (b) malha de soja impregnada com 1 % Quitosana, (c) malha de soja impregnada com 3 % Quitosana e (d) malha de soja impregnada com 5 % Quitosana.

Figura 2. (a) solução com as micro/nanocápsulas fotossensíveis, (b ) efluente gerando pela amostra de tecido de soja sem quitosana, (c) efluente gerado após tingimento da malha de soja com 1% quitosana.

malhas

QUÍMICA TÊXTIL


grupos funcionais da quitosana, mesmo com um bre-ve deslocamento dessas banda devidos a presente es-trutura química do tecido da fibra da soja com seus OH e grupos carboxílicos.

4.4.2 . Difratometria de Raio X - DRX A análise de difração de raios X foi realizada para

quitosana, malha de soja sem tratamento e malha de

soja tratada com quitosana a 1%, respectivamente. Conforme ilustrado na Figura 4, a quitosana mostra uma forte reflexão em 2θ próximo de 10° e 20°, eviden-ciando não possuir um padrão de cristalinidade abso-luta, isto se deve ao seu grau de acetilação, método utilizado para à obtenção do polissacarídeo. Na figura apenas uma pequena diferença pôde ser observada entre os espectros do DRX da quitosana, da malha de

Gráfico 1. Representação gráfica da força colorística das amostras funcionalizadas com quitosana.

Figura 3. FTIR da quitosana e da malha de soja tratada com quitosana a 1%.

malhas

QUÍMICA TÊXTIL


soja sem quitosana e da malha modificada com quitosa-na, que é a intensidade dos seus picos, que pode se ex-plicada pela parte amorfa já encontrada no polieletrólito.

A análise DRX é amplamente utilizada para o cál-culo da cristalinidade de materiais celulósicos e polimé-ricos e o índice de cristalinidade (IC) é proposto para revelar a quantidade relativa das amostras indiferentes de porções cristalinas. A partir dos valores encontramos nos principais picos característicos deste polímero que foram 2θ=10° com intensidade (63134) como também em 2θ=20°com maior intensidade de (62542), a partir daí foi calculado o índice de cristalinidade relativa (ICR) usando a Equação 1, onde valor do ICR foi 15,41%.

Equação 1. Índice de cristalinidade.

%ICR = IC - IAIC

x 100 (%)

Na análise de DRX da malha de soja sem trata-mento superficial com quitosana, pode-se observar a intensidade do pico de maior destaque em 2θ= 19,7° relativo a (70208), 2θ=22,9° com intensidade de (36379) e 2θ =11,5° e intensidade (22466). Porém, quando se ob-serva os picos dados na análise da malha tratada com quitosana, podem ser observados três picos significati-vos no ângulo de 2θ =11,5°com intensidade de (22187),

2θ/19,72° com intensidade de (66420) e 2θ=22,74° com intensidade de (36016), isso demonstra uma redução da intensidade nos principais picos com a dição da quitosa-na, devido esse polímero possuir regiões amorfas, com-provando que mesmo em baixas concentrações, ela é capaz de alterar a cristalinidade da malha.

4.4.3 . Análise termogravimétrica - TG As curvas das análises de termogravimétricas fo-

ram realizadas na quitosana e na malha de soja tratada com quitosana, como demonstrado na Figura 5. Pode--se observar dois estágios: primeiro ocorre a desidra-tação, seguida da decomposição das amostras. No se-gundo estágio pode-se verificar realmente a perda de massa do malha.

Para a quitosana, na faixa de temperatura de 26 a 1350C ocorre a fase de desidratação do polímero, e na faixa de 250 a 320°C, ocorre a decomposição, como já comprovado na literatura. Já para amostra da malha de soja tratada com quitosana, foi observado na faixa de 25 70°C o processo de desidratação e na faixa de 230 a 350°C a decomposição. Desta forma, pode se verificar que aconteceu o mesmo comportamento apresentado pela malha, demonstrado que a montagem do poliele-trólito na fibra, não alterou as características estruturais do substrato, apenas modificou as suas cargas superfi-ciais, atuando apenas como um nanorevestimento.

Figura 4. DRX da quitosana e do tecido de fibra de soja tratada com quitosana.

malhas


4.4.4. Microscopia Eletrônica de Varredura - MEVNas imagens obtidas através da análise de MEV,

pode-se observar a morfologia das micro/nanocáp-sulas (MCF) utilizadas na funcionalização da malha de soja (Figura 6a) e da malha da soja alvejada, ou seja, sem tratamento (Figura 6b), e a disposição das MCF impregnadas na superfície da malha, (Figura 6c). Quando comparamos as imagens b e c, pode--se comprovar de forma eficaz a propriedade muco adesiva (polieletrólito) da QTS na modificação su-perficial da superfície do substrato para a impreg-nação das MCF.

4.5. Teste de solidez à lavagem da malha de soja modificada e funcionalizada com micro/nanocápsulas fotossensíveis

Após os 5 ciclos de lavagens as amostras demonstraram uma boa adesão das micro/nanocápsulas na superfície da fibra de soja, o que pode ser verificado na Figura 7 (a),(b) e Figura 8. A partir das leituras realizadas no espectrofotômetro os resultados obtidos de reflectância (K/S) para cada ciclo da lavagem, no Gráfico 2. Leituras de espectro das amostras após teste de solidez à lavagem., a amostra padrão (amostra de melhor resultado), apresentou valor de K/S de aproximadamente de 0,677

Figura 5. TG da quitosana e da malha de soja tratada com QTS.

Figura 6. Análises de MEV, (a) Micro/nanocápsulas fotossensíveis, (b) fibra de soja alvejada, (c) fibra de soja com 1% quitosana e micro/nanocápsulas fotossensíveis.

malhas

QUÍMICA TÊXTIL


Figura 7. Solidez à lavagem (a) amostra de melhor resultado sem lavar (1% QTS), (b) após 5 ciclos de lavagem.

Gráfico 5. Leituras de espectro das amostras após teste de solidez à lavagem.

Figura 8. Análise de MEV após teste de solidez à lavagem (a) malha de soja modificada com quitosana e impregnada com micro/nanocápsulas fotossensíveis antes de lavar (x500), (b) malha de soja modificada com quitosana e impregnada com Micro/nanocápsulas fotossensíveis após 5 ciclos de lavagens (x1000).


malhas

no comprimento de onda de 610,15 nm e ∆E = 27,46, e com o aumento dos ciclos de lavagens o valor de K/S foram diminuindo, como esperado.

5. ConCLusãoCom base nas análises, podemos concluir que os

dados apresentados através das análises de potencial zeta e tamanho de partícula (DLS) foram essenciais para verificação da estabilidade estática das cápsulas juntamente com a quitosana, demostrando também um tamanho médio dentro dos limites micrométricos, no valor médio de 1,5446 µm.

O MEV foi de fundamental importância na obser-vação da eficiência de impregnação das micro/nano-cápsulas no substrato de fibra da soja. Tais MCF foram encontradas em formas de esferas murchas dispostas em todas a superfície analisada da malha de soja com tamanhos que variam entre 1,06 µm à 1,79 µm.

Através da análise de FTIR, pode-se observar que no material modificado com a quitosana, foram encontrados os grupos funcionais: -OH e NH2 e as bandas características deste polímero, demonstrando assim sua eficiência como biopolieletrólito. O procedimento adotado para o processo de tingimento, por exaustão, se mostrou eficaz, resultando em um bom tingimento com K/S de 0,700 no comprimento de onda 610,15 nm e a geração de um efluente visualmente límpido, podendo ser descartado no meio ambiente ou reutilizado, devido a utilização de materiais ecologicamente corretos.

Por fim, as análises realizadas no espectrômetro de reflectância, demonstraram que as amostras funcio-nalizadas, apresentaram excelente fixação das MCF no substrato de soja, o que pode ser verificado nos tes-tes de solidez à lavagem, que após os 5 ciclos ainda apresentaram uma boa concentração de cápsulas no substrato com valor de K/S de 0,305 no comprimento de onda 610,15 nm, exibindo a capacidade de fixação das microcápsulas no material têxtil, devido a intera-ção com a quitosana, exibindo excelentes resultados.

AGrAdeCiMentosOs autores agradecem ao Laboratório do Depar-

tamento de Engenharia Têxtil (Labtex), ao Núcleo de Ensino e pesquisa em petróleo e gás (NUPEG), Depar-tamento de Engenharia de Materiais (Labmev), ao Ins-tituto de Química da UFRN e a capes pelo apoio finan-ceiro deste projeto.


Escola de Artes, Ciências e Humanidades, Curso de Têxtil e Moda da Universidade de São Paulo, Av. Arlindo Béttio, 1000, Parque Ecológico do Tietê, Ermelino Matarazzo, 03828-080, São Paulo - SP, Brasil

* Corresponding author: Tel: +55 – 1398820-9204E-mail address: [email protected]

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APLICAÇÃO DE QUITOSANA COMO FIXADOR PARA ESTAMPARIA DIGITAL EM MALHAS DE ALGODÃO E SUA INFLUÊNCIA NA SOLIDEZ DA COR APÓS OS PROCESSOS DE LAVAGEMAUTORES: GUILHERME VENANCIO DE OLIVEIRA¹, SILGIA APARECIDA DA COSTA², SIRLENE MARIA DA COSTA³

RESuMOO presente estudo teve como objetivo a aplicação

de quitosana como fixador de corante pigmentado utilizado na estamparia digital. A quitosana foi aplicada como pré e pós-tratamento em malhas 100% algodão via Foulard e por Quadros de estamparia convencional nas concentrações de 5, 10, 15 e 22,2 g/L. Foi utiliza-da uma estampa padrão, contendo quatro quadrados, sendo um preto, um magenta, um cyan e um amarelo.

As amostras de malha de algodão com aplicação de quitosana foram submetidas a ensaio de solidez de cor. As amostras com pós- tratamento apresentaram resul-tados satisfatórios para solidez a lavagem, o processo de aplicação por Quadro (espalmagem) foi mais eficaz do que no Foulard.

Palavras-chave: Estamparia Digital, Quitosana, Soli-dez da cor.


estamparia

ABSTRACTThe present study aimed at the application of

chitosan as pigment dye binder used in digital texti-le printing. The chitosan was applied as pre and pos-t-treatment in 100% cotton knits via Foulard and by silk-screen boards at concentrations of 5, 10, 15 and 22.2 g / L. A standard pattern was used, containing four squares, one black, one magenta, one cyan and one yellow. The chitosan cotton mesh samples were sub-jected to color fastness assay. The samples with post-treatment presented satisfactory results for wash fast-ness, the application process by Silk-screen (Spreading) was more effective than in Foulard.

Keywords: Digital Printing, Chitosan, Color fastness.

1. InTRODuçãOHá dez anos, a impressão digital têxtil era um sonho

com muitos obstáculos, dentre eles pode-se citar os mais críticos, como as cabeças de impressão e tintas que não eram adequadas ao uso, entupindo com frequência e ge-rando baixa solidez a luz e a lavagem (HAYWARD, 2012).

É preciso lembrar que os esforços para melhorar o desempenho colorístico e das formas estampadas segundo os critérios de qualidade e características exi-gidas pelo mercado para este tipo de tecnologia, tor-nar-se necessário a utilização de tecidos cada vez mais bem preparados (ALFIERI, 2014).

A escolha do equipamento, tintas utilizadas e teci-dos são de extrema importância para se obter um pro-duto final de qualidade. Contudo não se pode esque-cer que determinados tipos de impressões podem ser melhorados com pré- tratamentos e pós-tratamentos químicos e térmicos.

Segundo Choi et al (2005), devido aos requisitos es-pecíficos de pureza e de condutividade para impressão a jato de tinta nenhum dos produtos químicos de impres-são convencionais podem ser incorporados diretamente na formulação da tinta de impressão. Como resultado, o tecido de algodão deve ser tratado com os produtos quí-micos de impressão para aplicação da estampa digital.

O desenvolvimento de um ligante verdadeiramen-te eficaz que seja adequado para estampas a jato de tin-ta continua a ser um grande desafio devido aos requisi-tos rigorosos de tamanho de partícula, distribuição de tamanho, tensão superficial viscosidade, estabilidade, compatibilidade com outros componentes das tintas, e

com o sistema de impressão. Além da necessidade de se controlar a formação da gota do jato e a molhabilidade tecido (KANGWANSUPAMONKON et al, 2011).

Segundo KANGWANSUPAMONKON et al (2011), a aplicação de pré- tratamento à base de quitosana para a estampa a jato de tinta propiciou uma melhora na nitidez das cores e apresenta melhorias significativas na qualidade dos tecidos estampados (impressos).

A quitosana é um amino polissacarídeo linear, obtida por desacetilação de quitina em condições alcalinas. A quitina é um polímero nativo extraído do exoesqueleto de crustáceos, conchas, camarões e ca-ranguejos, bem como das paredes celulares de alguns fungos (BOATENG, et al, 2009).

GUIBAL et al (2001), afirmam que devido às carac-terísticas de hidrofilidade, além do fato de que provêm de um recurso natural renovável e abundante, a quito-sana têm sido largamente utilizadas em estudos, afim de ser empregadas como adsorventes de corantes en-tre outras aplicações.

O objetivo principal desse trabalho foi realizar uma análise da influência do pré-tratamento e pós-trata-mento com quitosana e sua influência na solidez da cor a lavagem em malha com composição 100% algo-dão com corantes pigmentados.

2. MATERIAIS E MéTODOS2.1. Materiais

O substrato utilizado no trabalho foi uma malha de uso comercial para camisetas de algodão. Sua com-posição contendo 100%, em peso, de fibras naturais vegetais de algodão, ligamento meia-malha, gramatu-ra de 173 g/m².

Neste estudo foi utilizada a quitosana como po-límero para auxiliar como fixador dos corantes nas fi-bras de algodão. A quitosana utilizada é um produto comercial (Sigma Aldrich, St. Louis, USA), procedente da purificação de quitina extraída de cascas de caranguejos com no mínimo 85% de desacetilação. Todos os solven-tes utilizados neste estudo foram de grau analítico.

Para aplicação da quitosana, foi utilizado Foulard em escala laboratorial e quadros de estamparia conven-cional sem gravura, para secagem das pastas foram uti-lizadas rama em escala laboratorial e estufa de esteira.

Para estampar as malhas foi utilizada a impressora da marca Brother, GT-3 Series - Modelo 361, com cabeças de impressão piezzo elétricas e tintas originais da Brother.


estamparia

A máquina de lavar utilizada, foi do tipo top load, marca Eletrolux Turbo Economia, de uso doméstico com capacidade de 6 kg.

Foi utilizado detergente em pó comercial para uso doméstico, embalagem de 5 kg, com a seguinte com-posição: tensoativos aniônicos, tamponantes, coadju-vantes, sinergista, corantes, enzima, branqueador ópti-co, fragrância, água, carga, alquil benzeno sulfonato de sódio e lauril sulfato de sódio.

2.2. MétodosAs amostras submetidas à aplicação de quitosa-

na em 4 concentrações diferentes, aplicadas antes de estampar (pré-tratamento) e após estampar (pós- tra-tamento) conforme Tabela 1. Foram estampadas 17 amostras, em impressora DoD (drop on demand), mar-ca Brother, sendo 1 amostra controle para efeito com-parativo e 16 amostras com aplicação de quitosana. Todas as amostras foram feitas em duplicatas.

Para a obtenção das soluções de quitosana com concentrações de 5 g/L, 10 g/L e 15 g/L foi preparada uma solução-mãe desta de concentração 15 g/L em solução aquosa de ácido acético a 2% previamente preparada com ácido acético glacial; seu preparo se deu pesando 15,0 g de quitosana e adicionando solu-

ção de ácido acético (2%) sob a agitação por 24 horas. O volume foi transferido para um em balão volumétri-co de 1000 mL e avolumado até o menisco.

A solução 15,0 g/L utilizada foi obtida diretamen-te da solução-mãe pela transferência direta de 500 mL para balão volumétrico (500 mL) até o menisco.

A diluição 2:3 (10 g/L) foi feita em balão volumé-trico de 750 mL pela transferência de 500 mL da solu-ção-mãe e avolumada até o menisco com a solução aquosa de ácido acético a 2% previamente preparada.

A diluição 1:3 (5 g/L) foi feita em balão volumétri-co de 500 mL pela transferência de 250 mL da solução anterior e avolumada até o menisco com a solução aquosa de ácido acético a 2% previamente preparada.

Para a solução de quitosana com concentração de 22,2 g/L, foi preparada em um Béquer, adicionados 20 g quitosana e 400 mL de ácido acético (2%) sob agi-tação por 24 horas depois foram adicionados 500 mL álcool metílico por agitação por 24 horas.

As aplicações da quitosana se deram por dois mé-todos, Foulard e Quadros de estamparia convencional (espalmagem) de acordo com a Tabela 1.

As aplicações em Foulard foram realizadas em Foulard em escala laboratorial, com pick-up de 80%, secos em rama em escala laboratorial, por 5 minutos

Amostra Etapa Processo Concentração (g/L) Identificação0 - SEM APLICAÇÃO 0 Controle

1 Pré Foulard 5 PREFQUI1(5g/L)



4 Pré Foulard 22,20 PREFQUI4(22,2g/L)

5 Pré Quadro 5 PREQQUI1(5g/L)



8 Pré Quadro 22,20 PREQQUI4(22,2g/L)

9 Pós Foulard 5 POSFQUI1(5g/L)



12 Pós Foulard 22,20 POSFQUI4(22,2g/L)

13 Pós Quadro 5 POSQQUI1(5g/L)



16 Pós Quadro 22,20 POSQQUI4(22,2g/L)

Tabela 1. Plano de amostragem

Pre= Pré-tratamento, F= Foulard, Q= Quadro, QUI=Quitosana | Pos= Pós-tratamento F= Foulard, Q= Quadro, QUI=Quitosana

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Fonte: Autor

QUÍMICA TÊXTIL


a 50oC e 5 minutos para curar a 150 oC. As amostras foram acondicionadas em ambiente climatizado de 20±2oC por 24h.

Na espalmagem realizada em quadro de estam-paria convencional, foram utilizados quadros sem gra-vação, com tamanho de 30 x 20 cm, e aplicação de 2 espalmagens por amostra. As amostras foram curadas em estufa térmica, por 5 minutos a 180oC.

Foram aplicadas sobre as amostras uma estampa padrão, contendo quatro quadrados, sendo um preto, um magenta, um cyan e um amarelo. Cada quadrado possuí 5 centímetros de aresta, sendo a estampa com-pleta com dimensões de 10x10 cm, conforme Figura 01, em impressora DoD de corantes pigmentados.

Foram estampadas um montante de 17 amostras (em duplicata), conforme Figura 01, e enumeradas de 0 a 16. Foram divididas por processo de aplicação, etapa de aplicação (sem aplicação, pré ou pós-tratamento), concentração de quitosana, conforme Tabela 1.

Uma das amostras não fora aplicado tratamento com os polímeros para efeito comparativo, chamada de controle. Após o pré-tratamento e pós-tratamento as malhas foram submetidas a 54 lavagens domésticas, si-mulando o uso de uma camiseta nas 54 semanas de um ano. Posteriormente todas as amostras foram submeti-das a avaliação colorimétrica por espectrofotometria.

Foram realizadas três medições de alteração de cor, sendo após a primeira lavagem, após vinte lava-gens e após cinquenta e quatro lavagens.

A avaliação colorimétrica instrumental foi realiza-da baseada nas diretrizes gerais das normas ISO 105 J01:1997, ISO 105 A05:1996, ISO 105 J02:1997, ASTM E 313:2010 e AATCC EP 1:2007. Os corpos de prova foram condicionados à temperatura de (20 ± 2)ºC e umidade

estamparia

relativa de (65 ± 4) % por um período de 24 h. Poste-riormente, foram determinados os parâmetros na escala CIEL*a*b*: iluminante D65, ângulo do observador de 10º, medida de reflexão especular exclusa e filtro UV excluso para a calibração, seguido da medição da cor dos corpos de prova, no espectrofotômetro colorímetro X-Rite SP60 nos parâmetros: diferença de cor nos três eixos (∆E*) e a comparação com a escala cinza de alteração da cor.

A quitosana aplicada às malhas de algodão foi analisada por Microscópia Eletrônica de Varredura (MEV). Em ambas as técnicas de impregnação pôde-se observar (Figura 2a e 2b) que há a presença da quitosa-na impregnada à fibras de algodão em comparação a uma malha de algodão sem aplicação (Figura 2c).

3. RESuLTADOS3.1. Avaliações colorimétricas por ∆E*

Das avaliações colorimétricas do ∆E* para as amos-tras após a primeira lavagem, todas as amostras obtive-ram pequenas alterações, conforme pode-se observar no gráfico 1, obtiveram em média ∆E* de 0,96, ou seja, 65% superior ao resultado obtido na amostra controle (sem tratamentos químicos) que obteve ∆E* de 0,59.

Após a 27ª lavagem as amostras foram submetidas a novas leituras, onde pode-se observar que a amostra controle, sem aplicação de quitosana, e as amostras com aplicação de quitosana como pré-tratamento ob-tiveram valores moderados de alteração de cor.

A amostra PREQQUI4(22,2g/L) apresentou o maior valor de alteração de cor com ∆E* de 12,02, mas a di-ferença para 63%. Todas as amostras com pré-trata-mento com quitosana apresentaram alterações de cor maior que a amostra controle.

As amostras com aplicação de quitosana como pós-tratamento obtiveram resultados 278% superiores a amostra controle, com média de ∆E* de 1,94.

Após a 54ª lavagem as amostras foram submetidas a novas leituras, onde pode-se observar que a amostra controle, sem aplicação de quitosana, e as amostras PREFQUI1(5g/L), PREFQUI2(10g/L), PREFQUI3(15g/L), PREFQUI4(22,2g/L) PREQQUI1(5g/L), PREQQUI2(10g/L), PREQQUI3(15g/L), com aplicação de quitosana como pré-tratamento (antes de estampar) continuaram ob-tendo valores de alteração de cor maiores.

As amostras de PREQQUI4(22,2g/L), POSFQUI1(-5g/L), POSFQUI2(10g/L), POSFQUI3(15g/L), POSF-QUI4(22,2g/L), POSQQUI1(5g/L), POSQQUI2(10g/L),

Figura 01. Estampa Padrão

Fonte: Autor

QUÍMICA TÊXTIL


POSQQUI3(15g/L), POSQQUI4(22,2g/L), com pós- tra-tamentos foram as que apresentaram melhores resul-tados. Quando comparadas a amostra controle, obti-veram média de ∆E* 141% inferior, sendo a amostra POSFQUI1(5g/L) com menor variação de cor, com valor de ∆E* de 3,73, ou seja, 64% inferior à amostra controle.

Pode-se concluir que o pós-tratamento foi eficaz quanto a melhora da solidez da cor a lavagem domés-tica, isso pode ter ocorrido pois ao se utilizar a quito-sana como pós-tramamento, eles formam uma cama-da sobre a estampa que auxilia na fixação do corante, inibindo a liberação dos pigmentos na lavagem, dimi-nuindo assim a variação de cor (∆E*).

Outra possibilidade é que a quitosana é de natu-reza catiônica e pode ter atraído os pigmentos que ge-ralmente carregam uma carga aniônica na superfície deles e auxiliando assim na fixação (MOMIN, 2008).

3.2. Avaliações colorimétricas por escala cinzaDas avaliações colorimétricas por escala cinza

após a primeira lavagem, todas as amostras obtiveram pequenas alterações de cor, conforme pode-se obser-var no gráfico 2. As amostras obtiveram nota na escala cinza de 4,5 em média, ou seja, 6% inferior ao resultado obtido na amostra padrão (sem tratamentos químicos) que obteve nota média de 4,81.

estamparia

Figura 2. Vista microscópica das fibras de algodão (a) com aplicação de quitosana por quadros; (b) com aplicação de quitosana por Foulard e (c) sem tratamento de quitosana.

Gráfico 1. Comparativo das avaliações colorimétricas ΔE*.

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estamparia

Após a 27ª lavagem as amostras foram submetidas a novas leituras, onde pode-se observar conforme gráfico 2 que a amostra controle, sem aplicação de quitosana, obte-ve nota de escala cinza de 2,5, as amostras de PREFQUI1(-5g/L), PREFQUI2(10g/L), PREFQUI3(15g/L), PREFQUI4(22,-2g/L), PREQQUI1(5g/L), PREQQUI2(10g/L), PREQQUI3(-15g/L), com aplicação de quitosana como pré- tratamento (antes de estampar) obtiveram em média valores de escala cinza de 1,9, ou seja, 31% inferior que a amostra controle.

Após a 54ª lavagem as amostras foram submetidas a novas leituras, onde pode-se observar que a amostra controle, sem aplicação de quitosana, e as amostras de PREFQUI1(5g/L), PREFQUI2(10g/L), PREFQUI3(15g/L), PREFQUI4(22,2g/L), PREQQUI1(5g/L), PREQQUI2(-10g/L), PREQQUI3(15g/L), com aplicação de quitosana como pré-tratamento (antes de estampar) continua-ram apresentando valores de alteração de cor maiores em comparação às amostras com pós-tratamento.

Todas as amostras com pré-tratamento de qui-tosana obtiveram alterações de cores maiores que a amostra controle, sendo a amostras PREQQUI4(22,-2g/L), com valores na escala cinza de 1, ou seja, 93% in-ferior a alteração da amostra controle, que apresentou valor de escala cinza de 1,9.

O gráfico 2 apresenta um comparativo da avaliação colorimétrica por escala cinza entre as lavagens, mos-trando a diminuição do valor de escala cinza conforme aumentam as lavagens. Pode-se observar que a amostra controle obteve uma queda de 93% entre a 1ª e a 27ª lavagem, 29% entre a 27ª e a 54ª e 148% entre a 1ª e a 54ª. As amostras de PREFQUI1(5g/L), PREFQUI2(10g/L),

Gráfico 2. Comparativo de avaliação colorimétrica por escala cinza.

PREFQUI3(15g/L), PREFQUI4(22,2g/L), PREQQUI1(5g/L), PREQQUI2(10g/L), PREQQUI3(15g/L), apresentaram que-da de 137% (em média) entre a 1ª e a 27ª lavagem, 36%, entre a 27ª e a 54ª lavagem e 221% entre a 1ª e a 54ª la-vagem, enquanto as amostras de PREQQUI4(22,2g/L), POSFQUI1(5g/L), POSFQUI2(10g/L), POSFQUI3(15g/L), POSFQUI4(22,2g/L), POSQQUI1(5g/L), POSQQUI2(10g/L), POSQQUI3(15g/L), POSQQUI4(22,2g/L), tiveram 12%, 29% e 45% respectivamente. Nota-se também que após 54 la-vagens a amostra controle obteve valor de escala cinza de 1,9, as amostras PREQQUI4(22,2g/L), POSFQUI1(5g/L), POSFQUI2(10g/L), POSFQUI3(15g/L), POSFQUI4(22,2g/L), POSQQUI1(5g/L), POSQQUI2(10g/L), POSQQUI3(15g/L), POSQQUI4(22,2g/L), obtiveram resultado máximo de 3,3 e mínimo de 2,9, enquanto as amostras de PREFQUI1(5g/L), PREFQUI2(10g/L), PREFQUI3(15g/L), PREFQUI4(22,2g/L), PREQQUI1(5g/L), PREQQUI2(10g/L), PREQQUI3(15g/L), apresentaram valores máximos de 1,8 e mínimo de 1.

4. COnSIDERAçõES FInAISAs amostras de malha de algodão com aplicação

de quitosana como pós- tratamento apresentaram resultados satisfatórios para solidez a lavagem, o pro-cesso de aplicação por Quadro (espalmagem) foi mais eficaz do que no Foulard, enquanto as amostras com aplicação de quitosana como pré-tratamento apre-sentaram piora na fixação do corante.Outro fator im-portante é que o consumo da pasta com quitosana é menor pois no processo de aplicação por quadros a pasta é aplicada apenas na região desejada, enquanto no Foulard é aplicada por toda a malha.


¹ Mestrando do Programa de Têxtil e Moda da Escola de Artes Ciências e Humanidade da Universidade de São Paulo - EACH-USP, [email protected]

² Professor Dr. do Bacharelado em Têxtil e Moda e do Mestrado Acadêmico em Têxtil e Moda da EACH - USP. São Paulo, SP, [email protected].

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INFLUÊNCIA DO FATOR DE COBERTURA NAS PROPRIEDADES DE PERMEABILIDADE DOS TECIDOS PLANOS LIGAMENTO TELA

AUTORES: CREPALDI, EDUARDO ANTONIO ¹, ARAúJO, MAURíCIO DE CAMPOS²

RESuMONeste artigo, “Influência do fator de cobertura nas

propriedades de permeabilidade de tecidos planos Li-gamento tela”, será apresentado o conceito sobre Fator de cobertura de tecidos planos. Com o objetivo de ava-liar a correlação entre o fator de cobertura e a permea-bilidade dos tecidos planos. Foram desenvolvidas 18 amostras de tecido com fio 60/2 Ne 100% algodão no urdume e na trama, em ligamento tela, com densidades de trama 16tramas/cm, 24tramas/cm e 32tramas/cm, e com densidade de urdume 16fios/cm e 32fios/cm. Foi calculado o fator de cobertura para todas as amostras e foram realizados ensaios de gramatura, permeabilidade

ao ar, permeabilidade ao vapor de água e permeabilida-de a água, com a observação do índice OMMC (Capaci-dade de gestão global de umidade) do aparelho MMT (Moisture Management Tester). Este estudo se mostra como um caminho na utilização do fator de cobertu-ra, como item a ser considerado no desenvolvimento de novos artigos. Os resultados mostram para cada li-gamento e fator de cobertura o comportamento com relação à permeabilidade dos Tecidos.

Palavras-chave: Fator de cobertura dos tecidos pla-nos, permeabilidade dos tecidos planos, OMMT, MMT, diâmetro de fio.


ABSTRACTThis article, “Influence of the coverage factor on

the properties of permeability of woven”, The concept of woven coverage factor, will also be presented. In order to evaluate the co-relation between the covera-ge factor and the permeability of woven, 18 wovens samples were developed with 60/2 Ne 100% cotton thread in the warp and the weft, inwoven twill and satin weave with warp weights 16 yarn/cm, 24 yarn/cm and 32 yarn/cm and with warp density 16 yarn/cm and 32yarn/cm. The coverage factor was calculated for all samples and weight, air permeability, water vapor permeability and water permeability tests were perfor-med with the observation of the OMMC (Global Mois-ture ManagementCapacity) index of the MMT (Moistu-re Management Tester).This study shows as a path in the use of the coverage factor, as an item to be consi-dered in the development of new articles. The results show for each ligament and cover factor the behavior regarding the permeability of the wovens.

Keywords: Woven cover factor, woven permeability, OMMT, MMT, yarn diameter.

1. InTRODuçãOO desenvolvimento de novos produtos no seg-

mento de tecelagem se profissionalizou no sentido da pesquisa de mercado, tendência de moda ou mesmo pesquisa das necessidades para os mais variados fins. Entretanto quando nos voltamos para a técnica pro-priamente dita, nota-se que os desenvolvedores se atém apenas aos dados corriqueiros para a fabricação de tecidos, como gramatura, densidade de trama e ur-dume e matéria-prima, esquecendo-se de alguns itens como torções/metro do fio, tamanho de fibra, fator de cobertura, permeabilidade do tecido etc, que podem influenciar no uso final do tecido, no custo de fabrica-ção e na sua performance. Este estudo tentará enten-der melhor sobre o fator de cobertura dos tecidos pla-

nos e a cor- relação com a permeabilidade ao ar, vapor de água e umidade. Foram fabricados tecidos com fio 60/2 Ne 100% algodão em urdume e trama no liga-mento tela com variação das densidades trama e urdu-me (fios/cm. Pretende-se entender melhor a correla-ção entre o fator de cobertura e a permeabilidade dos tecidos, onde os resultados poderão servir de caminho para um melhor entendimento do fator de cobertura e sua utilização no desenvolvimento de novos produtos.

2. PROBLEMA DE PESQuISA E OBjETIVO

Verifica-se que não se encontram estudos em ní-vel nacional, notadamente sobre o item fator de cober-tura de tecidos planos. Os trabalhos realizados nesta área são datados da década de 1970, em geometria dos tecidos planos do Prof. Dr. Alberto de Medeiros.

Para o desenvolvimento de novos produtos, o fator de cobertura deve ser um fator a ser observado, principalmente quando se desenvolve tecidos técni-cos como tecidos para artigos esportivos de alta per-formance ou tecidos para filtros etc.

3. REVISãO BIBLIOGRáFICA3.1. Fator de cobertura

“fator de cobertura de um tecido plano pode ser definido como a somatória dos fios, dispostos la-do-a-lado, contidos em uma determinada unidade de comprimento, não podendo exceder esta unidade de-terminada, supondo-se terem, os fios, um corte trans-versal perfeitamente circular”. (MEDEIROS, 1978).

Se nessa unidade de comprimento tivermos mais fios que a somatória de seus diâmetros, duas situações podem ocorrer:

Os fios tendem a ovalar-se para se acomodarem à unidade de medida estabelecida;

Os fios deslocam-se da posição original, para que todos os fios possam se acomodar na unidade de me-dida estabelecida.

Figura 1. Fios dispostos lado a lado – (MEDEIROS, 1978)

permeabilidade


QuÍMiCA tÊXtiL

Os casos apresentados acima devem ser descar-tados, uma vez que estaríamos forçando a acomoda-ção de uma forma não natural, o que poderá provocar, inevitavelmente modificações nas características do tecido. Devemos perseguir a disposição de fios dispos-tos lado a lado e com seus cortes transversais circulares, afim, de obtermos o melhor aproveitamento da maté-ria prima. Na sequência temos uma demonstração do fator de cobertura de um ligamento tela, onde os fios de urdume possuem o mesmo diâmetro dos fios da trama. Como podem ser observados, os fios de trama, pontilhados, tiveram de ser retirados para que dessem

lugar ao fio de urdume. A figura 5 representa os fios de trama restantes para que pudesse ocorrer o entrelaça-mento com o urdume do mesmo diâmetro.

A figura 4 representa o entrelaçamento do cetim de um fio de trama, com a metade do diâmetro dos fios de urdume. Nesse caso não houve a necessidade de se retirar os fios para que houvesse o entrelaçamento.

Houve , na verdade, um deslocamento do urdume que passa sobre a trama, mas pelo fato dos pontos de entrelaçamento do cetim, serem bastante dispersos, isso não impede que o tecido seja formado. A figura 5 mostra os fios de urdume utilizados no entrelaçamento

Figura 3. Fios acomodados (MEDEIROS, 1978).

Figura 2. Fios dispostos lado a lado e ovalados (MEDEIROS, 1978).

Figura 4. Fios de urdume e trama com o mesmo diâmetro (MEDEIROS, 1978).

Figura 5. Fios restantes (MEDEIROS, 1978).


do cetim, ou seja, a mesma situação da figura 9, pois nenhum fio foi retirado, mantendo-se a cobertura máxima do urdume.

A partir dessas informações podemos então con-cluir que cobertura indica o grau que um tecido é co-berto por fios de Urdume, trama ou de ambos. Pelo ex-posto até aqui podemos concluir que os fatores abaixo relacionados influenciam na determinação do grau de cobertura de um tecido:• Diâmetrodofio• Ligamentodotecido• Finalidadedotecido(usofinal)

O diâmetro do fio tem influência no fator de co-bertura de um tecido por sua relação com a unidade de comprimento em que os fios estão contidos. O ligamen-to do tecido pela possibilidade em se termais ou me-nos fios por unidade de comprimento em que os fios estão contidos, devido aos pontos de ligação estar mais ou menos próximos. A finalidade de uso do tecido, pois um tecido destinado à tela de estamparia, por exemplo, pode não ter o mesmo grau de cobertura que um teci-do destinado ao vestuário, apesar de até poderem ser feitos de fios do mesmo diâmetro. (Medeiros, 1978)

3.2. Densidade de fio de urdume e de tramaA densidade dos fios de urdume (n1), é expressa

em fios por centímetro (fios/cm).A densidade dos fios de trama (n2), é expressa em

tramas por centímetro (tramas/cm).Se o Tex do fio utilizado permanecer constante,

não existirão limites inferiores para as duas densidades de fio, existindo, porém limites máximos, mas determi-nados pelas dimensões do fio.

Esses limites máximos são, no entanto interdepen-dentes, uma vez que é possível aumentar a densidade de trama até certo ponto, se a densidade de urdume for reduzida e vice-versa.(Araújo, Manual de engenha-ria têxtil- 1987)

3.3. Determinação do Diâmetro dos FiosMuitos autores discutem se pode dizer que um

fio possui um diâmetro, uma vez que seu corte sec-cional não representa um círculo de verdade. Certos estudiosos preferem dar ao fio uma forma elíptica, ou mesmo retangular com as extremidades fechadas em semicírculo. A forma circular, entretanto, está bastante próxima à realidade e torna o entendimento bem mais simples. Esta será, portanto, a forma do corte seccional do fio que utilizaremos em nosso estudo.

Os primeiros estudos a respeito do cálculo do diâ-metro dos fios surgem no livro “Textile Educator” de 1888/89 por T. R Ashenhurst. (MEDEIROS, JUNIOR. 1978).

A seguinte equação era então apresentada:

F √jd/lbd= 1

Equação (1)

Onde :d= diâmetro do fio em polegadasF = 0,95 para fios de algodão0,90 para fios de lãpenteada0,84 para fios de lã cardada jd/Ib = jardas por Iibra de fio

Em 1922, W. Law apresenta no “Wool Record and Textile World” a seguinte equação:

√FNd= 1

Equação (2)

Onde :d = diâmetro do fio empolegadasF = 800 para fios de algodão500 para fios de lã penteada230 para fios de lã cardadaN = número inglês para fios de algodão (Nec = 840 jd/hank número inglês para fiosde lã penteada (New = 560 jd/hank) número Yor-kshire para lã cardada (Ny = 256 jd/hank)

Figura 6. Entrelaçamento do ligamento cetim (MEDEIROS, 1978).

permeabilidade

QUÍMICA TÊXTIL


Tabela 1. Nomenclaturas para cálculo do diâmetro dos fios (MEDEIROS, 1978).

Tabela 2. Nomenclatura para cálculos de geometria os Tecidos (MEDEIROS, 1978).

PARÂMETRO URDUME TRAMA

Diâmetro do Fio d1 d2

Densidade linear ou Tex do fio tex1 tex2

Frisado C1 C2

Cobertura Kcob1 Kcob2

Fator de Cobertura K1 K2

Densidade de fios ou Numero de fios/cm N1 N2

Espaçamento Entre Fios p1 p2

PARÂMETRO TECIDO

Massa por unidade de Superfície M

Cobertura Kcob

Fator de Cobertura K

Comprimento da Peça Q

Largura L

Espessura T

As mesmas constantes de Law, convertidas para aplicação na equação de Ashenhurst seriam:

Onde:F = 0,973 para fios de algodão0,945 para fios de lã penteada0,948 para fios de lã cardada

Apesar das diferenças nas constantes, pode-seob-servar em ambos os pesquisadores uma nítida preo-cupação com a matéria prima empregada. Havia um reconhecimento que diferentes matérias primas e dife-rentes processos de fabricação têm influência na den-sidade do fio.

Em 1937, F.T. Pierce, pesquisador do “British Indus-try Research Association” publica no “The Journal of The Textile lnstitute” o estudo “The Geometry of Cloth

Structure” - A Geometria da Estrutura dos Tecidos Pla-nos - onde nos fornece a indicação de um volume es-pecífico de 1,1 cm3/g para o fio de algodão em condi-ções normais no tecido.

28√Nd= 1

Equação (3)

Onde:d = diâmetro do fio (polegadas)N = número inglês para fios de algodão

Tomando-se o diâmetro obtido pela fórmula de Pierce como base, nota-se uma diferença de -1% para diâmetro obtido pela fórmula de Lawe, +4% pelo diâ-metro obtido pela fórmula de Ashenhurst, diferenças desprezíveis, para este tipo de cálculo.

Figura 7. Fios de urdume no ligamento cetim (MEDEIROS, 1978).


O volume específico de 1,1 cm3/g para um fio de algodão em condições normais no tecido, não é a única conclusão importante checada por Pierce. Toda a “Geome-tria do Tecido Plano” tem em Pierce seus primeiros estudos.

Pierce desenvolveu seus estudos utilizando-se do sistema inglês de unidades (Ne), enquanto será utilizado para este estudo, o Sistema Internacional de Unidades (SI), conforme recomendação do próprio “Textile Institute”.

3.4. Cálculo para determinação do diâmetro dos fios

Um termo geral para a determinação do diâmetro dos fios pode ser obtido, observando-se um fio como se fosse um cilindro perfeito, conforme apresentado na figura 1.

Figura 1. Representação do fio como cilindro – Crepaldi, Eduardo Antonio

O volume de um cilindro é a área de sua base multiplicada por sua altura. Ocomprimento C de um fio varia conforme sua densidade linear (Tex). A base de massa por unidade de comprimento para o siste-ma Tex,é 1 g/1000m que nos dá a constante (K) igual a 1000, que pode ser aplicada na tradicional fórmula:

Kx P = C x T equação (4)

Onde: C = comprimento do fio (metros) T = densidade

linear (Tex) do fio P = massa do fio (grama) K = constante do sistema Tex = 1000

O comprimento C para um fio com 1 grama de massa será então:

TexC= 1 x 1000

Pela equaçãotorna-se bem mais simples o cálculo para a determinação do diâmetro de qualquer fio. Basta saber sua densidade linear (Tex) e seu volume especí-fico (cm3/g). Mas se a densidade linear (Tex) de um fio é fácil de ser encontrada, bastando para com isso uma balança de precisão e condições ideais de temperatura e umidade, o mesmo não ocorre com o volume espe-cífico de um fio.

3.5. Determinação do volumeespecífico de um fio

Existem diversas maneiras de obter-se a densida-de de uma fibra têxtil. A fibra de algodão como sabe-mos varia de 1,50 g/cm3 a 1,55 g/cm3. Pierce baseou-se para seus estudos em uma fibra de algodão com 1,52 g/cm3 de densidade. Ele Constatou que o fio contém cerca de 60% de fibras e 40% de ar.

Vamos chamar a porcentagem de fibras no fio de Porcentagem de Empacotamento (A). Isso faz com que o fio de algodão passe a ter uma densidade de 0,91 g/cm3. Como o volume específico é o valor inverso da densidade temos:

PiV= 1

Equação (5)

Onde:V = volume específico do fio(cm3/g)pi= densidade do fio (g/cm3) Se pi = 0,91g/cm3

Então teremos:

0,91 (g/cm3)d= 1

Equação (6)

Recentes estudos demonstraram que a Porcenta-gem de Empacotamento pode variar, dependendo da fibra e do fator de torção utilizado, entre 55% e 75%.

O Prof. Grosberg da Universidade de Leeds con-sidera o valor de 65% como valor médio e é com essa porcentagem de empacotamento que desenvolve seus cálculos. Alguns estudiosos do assunto preferem a porcentagem de empacotamento apresentada por Pierce, outros aquela apresentada por Grosberg. Utili-zaremos em nossos exemplos o valor apresentado por Pierce, nas fórmulas o valor como variável. A diferença entre os valores de Pierce e Grosberg não é apreciável, no entanto se houver necessidade de maior precisão

permeabilidade

QUÍMICA TÊXTIL


nesse valor pode-se usar o método de obtenção da densidade do fio apresentado pelo Prof. J. Schneider em seu livro “Vorbereitungsmaschinen für die Webe-rei” - Máquinas de Preparação à Tecelagem de 1955,em seu capítulo referente ao cálculo da altura das facas em urdideira seccional.

Podemos desta maneira, elaborar uma equação geral para obtenção do volume específico para quais-quer fios, em função das fibras utilizadas:

p x AV= 100

Equação (7)

Onde:V = volume específico do fio (cm3/g)p = densidade da fibra (g/cm3)

A= porcentagem de empacotamento

Tabela 2. Densidade das Principais fibras Têxteis (MEDEIROS, 1978)

FibraDensidade

(g/cm³)

Polipropileno 0,91

Poliamida 6.6 1,14

Acrílico 1,17

Seda 1,25

Lã 1,32

Modal 1,32

Acetato 1,32

Poliéster 1,38

Cânhamo 1,48

Juta 1,5

Linho 1,5

Rama 1,51

Viscose 1,52

Algodão 1,52

Asbesto 2,5

Vidro 2,54

Aço Inoxidável 7,8

Bronze 9

3.6. Cálculo do fator de CoberturaO número e o tamanho dos espaços entre os fios

de um tecido, dependem da densidade de urdume, da densidade de trama e do diâmetro do fio. Quando a trama e o urdume se encontram perfeitas e unifor-memente espaçadas, a área de cada espaço (parte não coberta pelos fios), é dada por:

(p1 – d1) x (p2– d2) cm Equação (8)

E o numero de espaços é dado pelo produto:

N1 x N2 Equação (9)

O tamanho de cada espaço, individualizado de-pende da uniformidade das densidades de fios e dos diâmetros dos mesmos. O diâmetro do fio é um pro-blema de fiação, dependendo dentre outros fatores, da torção aplicada na fabricação do mesmo. Contudo, a uniformidade na densidade de urdume e de trama é determinada na tecelagem, Quando o espaçamento entre fios é irregular, é possíveis que os espaços maio-res possuam uma área várias vezes superioresa media obtida pela fórmula 1, vista anteriormente.

A cobertura de um tecido é um indicador prático da permeabilidade desse tecido à luz, gases, líquido e a par-tículas sólidas.(Araújo, manual de engenharia têxtl, 1987)

A cobertura do urdume é definida por:

p1

Kcob1=d1 Equação (10)

A cobertura da trama por:

p2

Kcob2=d2 Equação (11)

E a cobertura total por:

área total da célula unitáriaKcob= área coberta pelo fio Equação (12)

Kcob = Kcob1 + Kcob2 - Kcob1 x Kcob2 X100%

Equação (13)

Na prática, porém, o diâmetro do fio não é fácil de medir, pois existe uma variação ao longo do seu com-primento. Por esse motivo seria mais simples verificar-


mos o fato do diâmetro do fio ser igual à raiz quadrada do tex. Desse modo se obtem uma expressão chama-da fator de cobertura ( K ), onde:

K1 = √tex1 x N1 Equação (14)

K2 = √tex2 x N2 Equação (15)

K = K1 + K2 Equação (16)

4. RESuLTADOS4.1. Resultados dos Ensaios4.1.1. Fator de cobertura

A partir dos resultados obtidos com os cálculos rea-lizados conforme as formulas do item 3.6 Cálculo do fator de cobertura (MEDEIROS, 2006), verifica-se que:

Os valores de fator de cobertura são números adi-mensionais, por tanto livres de unidades de medida. (dicionário Online de língua portuguesa)

Partindo de U16T16 (Urdume 16 fios/cm e trama 16 fios/cm), e aumentando as densidades até chegar-mos a U32T32, verifica-se um aumento linear no resul-tado de fator de cobertura.

4.1.2. GramaturaEnsaio de Gramatura realizado conforme pro-

cedimentos da norma NBR 10591 (Determinação da gramatura em tecidos). Este ensaio consiste em deter-minar a massa do tecido em gramas/metro quadrado onde o ensaio foi realizado cortando 5 amostras, utili-zando-se equipamento de corte, mostrado no anexo C, ao longo do tecido e de forma perpendicular, de for-ma a pegar amostras onde nao se repita nem os fios de urdume e nem os de trama. As 5 amostras são pesadas em balança analíticaMarte ATX224, conforme D, e feito a média aritimética.

Conforme demonstrado nas tabelas e nos gráfi-cos os Valores de gramatura (g/m2),vão aumentando na medida em que também se aumenta os valores de Fator de Cobertura.

4.1.3 Permeabilidade ao ArA permeabilidade ao ar é um parâmetro muito im-

portante para o desempenho de alguns materiais têx-teis, especialmente para tecidos técnicos, ou utilizados em práticas esportivas de alta performance. Caracteri-za-se pelo volume de ar que passa pelo tecido sob um diferencial de pressão.

Durante o transporte do ar através dos poros do tecido, parte da energia do ar é usada para vencer o atrito do fluido sobre o tecido e o restante para ultra-passar as forças de inércia. Quando o tamanho dos poros diminui, o atrito do fluido no tecido aumenta. (Borelli, 2013).

Estruturalmente, os tecidos planos apresentam espaços vazios entre os fios de urdume e trama que o compõem. A permeabilidade ao ar de um tecido plano, proporcional ao volume destes espaços vazios, é determinada pela taxa de fluxo de ar que passa por meio de um material sob uma pressão diferencial entre as duas superfícies de tecido.

Ensaio realizado conforme procedimentos da nor-ma ASTM - D737-04-Standard Test Method for Air Per-meability of Textile Fabrics, utilizando-se equipamento Air Permeability Tester, modelo FX 3300 LabAir IV.

Baseado nos resultados obtidos observa-se que com o aumento do fator de cobertura, diminui-se a permeabilidade ao ar consideravelmente.

4.1.4. Permeabilidade ao Vapor de águaO transporte de vapor de água tem um papel sig-

nificativo na determinação do conforto térmico de um

LIGAMENTO TELAUrdume fios/cm

Trama batidas.cm-1

K1 K2 Kt

U32 T32 32 32 14,1952 14,1952 28,3904

U32 T24 32 24 14,1952 10,6464 24,8416

U32 T16 32 16 14,1952 7,0976 21,2928

U16 T32 16 32 7,0976 14,1952 21,2928

U16 T24 16 24 7,0976 10,6464 17,744

U16 T16 16 16 7,0976 7,0976 14,1952

Tabela 4. Fator de cobertura para o ligamento tela

permeabilidade

QUÍMICA TÊXTIL


tecido uma vez que representa a capacidade de trans-ferir a transpiração do corpo. (Borelli,2013)

Em ambientes quentes, em que a produção e a evaporação de suor são os principais mecanismos de resfriamento do corpo humano para manter o confor-to térmico. Em ambientes frios, a livre circulação do va-por de água para a superfície do tecido é essencial para evitar seu molhamento pela transpiração.

Os mecanismos de transmissão de vapor de água através de tecidos porosos envolvem difusão de vapor de água através das porosidades do tecido e das fibras indivi-duais. (LEE, 2012). A difusão de vapor de água através dos espaços vazios é controlada pelo gradiente de pressão do vapor d’água entre os dois lados do tecido. Os poros em tecidos planos podem ser entre os fios e interfibras, assim, a taxa de difusão é governada pela estrutura do fio e do tecido, incluindo o tamanho e concentração destes poros e da espessura do tecido (LEE, 2012).

Em termos de conforto, Fourt (1970) afirma que é importante fazer a distinção entre as propriedades de transmissão de vapor de água e de permeabilidade ao ar ou dos efeitos do vento sobre a roupa, pois são parâmetros bastante diferentes.

Ensaio realizado conforme procedimentos da norma ASTM E-96/ E96M– Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials, utilizando- se equipamento Water-Vapor-Permeability-Tester.

Com base nos dados coletados, podemos verificar que dentro do mesmo ligamento, seguimos uma leve tendência de aumento da permeabilidade ao vapor de água, conforme o fator de cobertura aumenta.

4.1.5. Moisture Management Tester (MMT)OMMC: Capacidade global de gestão de umidade:

é um índice para indicar a capacidade do tecido para gerenciar a umidade, que varia de 0 a 1, sendo que

0 representa a pior performance e 1 à melhor. O índice considera três aspectos:

• Taxadeabsorçãonasuperfícieinferior:ARb• Índicedetransportedeliquidoemumúnicosen-

tido: R• Velocidadededifusãonasuperfícieinferior:SSbA

capacidade geral de gestão de umidade (OMMC) é definida por:OMMC= C1*ARb+C2*R+C3*SSb Equação (17)

Figura 2. Gráfico de fator de cobertura x densidade tecido tela30

25

20

15

10

5

0U32T32U32T24U32T16U16T32U16T24U16T16

Tabela 5. Gramatura x fator de cobertura para o ligamento tela

GRAMATURA (g/m²)

Fator de Cobertura (Kt) Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 MÉDIA

28,4 156,076 156,332 156,375 156,261

24,8 136,631 136,773 137,007 136,804

21,3 106,94 112,076 109,076 109,364

21,3 116,358 116,075 116,723 116,385

17,7 97,763 97,112 97,002 97,292

14,2 78,779 78,504 78,497 78,593


Figura 3. Gráfico de Gramatura (g/m²) x fator de cobertura ligamento tela

0,00

180,00

160,00

140,00

120,00

100,00

80,00

60,00

40,00

20,00

14.2 17.7 21.3 21.3 24.8 28.4

Onde C1, C2 e C3 são os pesos adimensionais para ARb, R e SSb, respectivamente.

Os valores de C1, C2, e C3 podem ser ajustados de acordo com a importância relativa dos mesmos, basea-dos nos tipos de tecido e o uso final do produto.

Os pesos adotados no desenvolvimento do MMT e que são adotados pela norma AATCC 195, são:• C1=0,25• C2=0,50• C3=0,25

Esses valores foram escolhidos baseando-se no es-tudo das percepções humanas, e considerando que a capacidade de transporte transversal tem o dobro de importância comparada à capacidade de absorção e velocidade de difusão (HU, 2013).

Os resultados obtidos são baseados em resistência à água, repelência à água e as características de absor-

ção de água da estrutura do tecido, incluindo estrutura geométrica e interna do tecido e as características de absorção de suas fibras e fios, onde de acordo com a norma AATCC 195:2009, deve-se avaliar a capacidade de transporte de umidade dos tecidos através do ín-dice OMMC (Borelli, 2013). Os testes foram realizados utilizando-se Aparelho MMT.

Conforme os resultados obtidos nos ensaios e observando o gráfico confeccionado com o índice OMMC, observa-se que o tecido tela gerencia o trans-porte de umidade na mesma faixa de valor, por volta de 0,3, bem como tem um comportamento constante em todas as configurações de fator de cobertura.

5. COnCLuSõESEm Função dos resultados obtidos Chega-se as se-

guntes observações e conclusões:Partindo de U16T16 (Urdume 16 fios/cm e trama

16 fios/cm), e aumentando as densidades até chegar-mos a U32T32, conforme o capítulo 4.1.1. Fator de co-

Tabela 6. Permeabilidade ao ar para o ligamento tela

PERMEABILIDADE AO AR (litros/minuto x dm2) Tela

Fator 1 2 3 MÉDIA

28,4 72 72,5 70 71,50

24,8 154,5 150 158,5 154,33

21,3 554,5 559 547,5 553,67

21,3 347,5 337,5 341,5 342,17

17,7 845 846,5 843,5 845,00

14,2 1940 1930 1900 1923,33

permeabilidade

QUÍMICA TÊXTIL


bertura verifica-se um aumento linear no resultado de fator de cobertura, demonstrando claramente que a densidade do tecido tem ligação direta com o fator de cobertura.

Seguindo no mesmo raciocínio, no capítulo 4.1.2 Gramatura, observamos o mesmo comportamento do fator de cobertura em relação à gramatura dos tecidos.

No ensaio de permeabilidade ao ar os resultados apontam para uma diminuição gradativa da permeabi-lidade, na medida em que o fator de cobertura aumen-ta, indicando que quanto mais alto o fator de cobertu-ra, menor a sua permeabilidade ao ar.

No ensaio de permeabilidade ao vapor de água po-de-se notar uma pequena variação na permeabilidade dentro do mesmo ligamento, mas considero essa varia-ção irrelevante, devido ao seu c.v. ser muito pequeno.

No ensaio de permeabilidade ao gotejamento de água nota-se o mesmo comportamento observado no item permeabilidade ao vapor de água.

Os resultados apontam sim para uma influência direta do fator de cobertura nas propriedades de per-meabilidade dos tecidos planos, mas os estudos de-vem ser ampliados para novos ligamentos e para uma variação na fibra utilizada.

14.2 17.7 21.3 21.3 24.8 28.40

500

1000

1500

2000

2500

Figura 4. Gráfico de permeabilidade ao ar (L/min.dm2) x fator de cobertura ligamento tela

Tabela 7. Permeabilidade ao vapor de água x fator de cobertura ligamento tela

PERMEABILIDADE AO VAPOR DE áGUA (g/h/m2) Tela

fator 1 2 3 4 5 6 7 8 média

14,2 21,06 19,87 26,60 26,72 25,64 26,83 26,48 27,02 25,03

17,7 22,32 23,61 24,63 23,99 26,54 26,33 24,75 26,09 24,78

21,3 27,29 24,91 26,12 25,78 24,87 24,40 25,42 27,02 25,72

21,3 24,39 28,75 31,33 32,96 32,85 32,18 33,07 33,51 31,13

24,8 19,52 23,61 23,28 27,51 26,93 27,43 28,11 27,32 25,46

28,4 26,54 25,90 27,08 25,53 26,57 27,22 27,38 29,98 27,03


MMT Ligamento Tela

Bottom Absorption Bottom Spreading Speed Accumulativeone-waytransport OMMC

Fator Rate (%/sec) (mm/sec) índex (%)

14,2 19,0984 6,3864 -8,03 0,322

17,7 18,3112 5,7166 3,6765 0,333

21,3 18,9453 5,1671 -2,6725 0,327

21,3 18,8375 5,6657 -1,3031 0,329

24,8 19,5014 4,7576 3,7614 0,336

28,4 17,6999 4,5665 -3,3807 0,323

Figura 5. Gráfico de permeabilidade ao vapor de água (g.h.m²) x fator de cobertura ligamento tela

14.2

0,310

0,320

0,330

0,340

0,315

0,325

0,335

17.7 21.3 21.3 24.8 28.4

Tabela 8. Permeabilidade à água x fator de cobertura ligamento tela

Figura 6. Gráfico de OMMC x fator de cobertura ligamento tela

14.2 17.7 21.3 21.3 24.8 28.40

5

10

15

20

25

30

35

40

permeabilidade


São Paulo, SP - Brasil [email protected]

QuÍMiCA tÊXtiL

APLICAÇÃO MODULAR SEM CONTATO NA PREPARAÇÃO PARA IMPRESSÃO DIGITAL

AUTOR: WALTER ALVAREZ – CONSULTOR SENIOR

RESuMOCom a tecnologia de pulverização (spray) na pre-

paração para a impressão digital, aconteceu uma vira-da copernicana: em vez de aplicar o líquido químico nas fibras, através da espremeção dos cilindros no fou-lard de impregnação, agora a aplicação é realizada sem contato físico.

Uma aplicação mínima com o método de spray, no entanto, permite economias consideráveis em água e energia, em particular energia de secagem, além da redução de líquidos residuais.

Na medida em que o segmento de DDP aumente sua participação no mercado, será cada vez mais ne-cessária a preparação para o processo jato de tinta uti-lizando a tecnologia spray.

Neste momento, as possibilidades com esta tecnolo-gia inovadora tornam-se claras. O processo de fabricação com a tecnologia Spray é, portanto, muito competitiva. O pré-tratamento do substrato têxtil para o jato de tinta, atingiu um estágio de desenvolvimento - apto para uma revolução - graças aos avanços técnicos na tecnologia de spray e ao controle preciso da aplicação sem contato.

InTRODuçãOA impressão digital, DDP, em substratos têxteis,

continua a se desenvolver em um ritmo acelerado. Este sistema de impressão, também conhecido como Jato de Tinta (Inkjet), apresenta uma tecnologia avançada, sendo decisivamente dependente de um ótimo pré-tratamento. O pré-tratamento especializado aplicado


estamparia

no lado direito do substrato têxtil - sem contato físico - é o fator chave e porta principal para a próxima revo-lução na impressão digital. Os principais fatores de de-senvolvimento são: as economias em recursos, tempo e dinheiro, bem como no ganho de flexibilidade.

Os pontos fortes da impressão digital são os tem-pos de resposta rápidos. A impressão individualizada é uma vantagem considerável em todas as indústrias orientadas para a moda. Na impressão convencional, podem passar até seis meses antes que um design es-teja disponível no mercado como produto. No entan-to, se a impressão for produzida digitalmente, o tempo de esboço pode ser reduzido em até duas semanas. A digitalização do processo da impressão possibilita tam-bém a produção em pequenos lotes.

Este breve artigo aborda a tecnologia de spray, através de rotores giratórios (aspersão), no pré-tra-tamento do substrato têxtil para a impressão digital, sendo o mesmo baseado nos trabalhos dos especialis-tas e consultores: Sylvia Hane, Claudia Hemeltjen, Peter Oehme, Jürgen Purc, Falko Richter, Lincoln da Cunha Lopes e Herculano Ferreira.

Com a crescente importância da impressão digital têxtil, os requisitos de qualidade também aumentam para o pré-tratamento. O produto impresso é sempre um produto fabricado em uma cadeia de processos. O processo de impressão é, em última instância, parte de todo o processo de produção, o qual decisivamente depende de um ótimo pré-tratamento.

Na maioria dos substratos, cores profundas e bri-lhantes só podem ser alcançadas com uma boa ho-mogeneidade na aplicação - sem contato - durante o pré-tratamento. A nitidez do contorno também é sig-nificativamente influenciada pela preparação.

CAdeiA do ProCesso dA iMPressão diGitAL

Toda a cadeia de processos deve ser considerada como um todo, ou seja, o conjunto dos processos é importante para a qualidade. A aplicação do banho químico ao substrato têxtil, durante o pré-tratamento da impressão jato de tinta, é o pré-requisito essencial para alcançar o melhor resultado com DDL, no que diz respeito ao brilho, profundidade de cor e contornos.

Aplicações alternativas na preparação para a impressão digital

Todos os substratos têxteis destinados à estamparia exigem uma preparação prévia. Esta preparação é fun-damental para obter uma ótima impressão e depende do processo de fabricação do tecido, classe de fibra (na-tural ou sintética) e da arte de aplicação (impregnação no foulard, aplicação por spray entre outras).

Existem diferenças marcantes entre o processo utilizado na estamparia convencional e o empregado na estamparia digital, DDP. Dependendo do parque da máquina, diferentes equipamentos são usados na pre-paração para a impressão digital.

QUÍMICA TÊXTIL


Aplicação com o foulard de impregnaçãoAs estamparias têxteis tradicionais, que investem

em impressoras digitais, usam frequentemente os es-pessantes conhecidos no sistema convencional, na preparação da impressão digital. Estes são espessantes naturais, baseados em alginato, guar, carboximetilcelu-lose, etc. O foco principal é a tecnologia de aplicação do foulard. O foulard está disponível na maioria das plan-tas. Aqui são aplicados os líquidos no pré-tratamento com alta viscosidade e a aplicação é realizada em am-bos os lados, sendo o pick-up relativamente alto.

Como é de conhecimento, o foulard é um equipa-mento para espremer, lavar, tingir, impregnar, etc. no tratamento úmido de tecidos planos e tecidos de ma-lha. Os substratos têxteis passam por uma calha onde o banho químico está depositado. Posteriormente, o produto é passado através de dois ou mais pares de rolos que espremem o líquido.

Os métodos descritos acima não determinam otima-mente a qualidade desejada. Ao controlar a impregnação, as seguintes deficiências de qualidade são reveladas:• possívelalteraçãonosistemacapilardotecidodu-

rante a espremeção do mesmo• formaçãodefaixas• nenhumadifusãohomogênea• penetraçãoindefinidadobanhoquímico

Além da perda de tecido causada por listras, mui-tas estamparias lutam diariamente com a reprodutibi-lidade entre laboratório e produção. Pode ocorrer uma penetração do banho químico indefinida, dependen-do da velocidade, espessura e densidade do material. Todas essas desvantagens levam a custos adicionais:• re-lavagemesecagem• perdasdequalidade• atrasonaentrega• baixaprodutividade• perdadecompetitividade• perdadovaloragregado

Após o tratamento úmido das mercadorias no foulard, o pick-up varia entre 60-90%, em casos indi-viduais ainda maior. Este elevado pick-up de aplicação deve ser secado antes do processo de impressão.

As consequências econômicas e ecológicas dos retornos internos e o retrabalho em termos de “incon-formidade” nas estamparias, representam uma carga

adicional inaceitável sobre o meio ambiente e os cus-tos de uma empresa.

As trocas de receitas no foulard de impregnação, envolvem as tarefas de preparação da máquina, lim-peza e o ajuste dos cilindros de espremeção, as quais consomem significantes recursos de tempo.

Aplicação com o processo de pulverização por Spray (aplicação sem contato) (baixa viscosidade)

Está ganhando importância o processo modular de pulverização (Spray) com diferentes configurações de discos rotativos. Na preparação para a impressão digital é usado um banho químico com baixa viscosi-dade. O pick-up é baixo e as aplicações são realizadas sobre o lado direito do substrato têxtil.

O sistema de aplicação por spray é um equipa-mento de aspersão para aplicação - sem contato físico - de fluídos sobre substratos têxteis em movimento. A máquina spray é formada por um conjunto de porta--rotores, unidade de abastecimento e gabinete elétri-co integrado com a unidade de controle. Sistemas de aplicação por spray trabalham com um nível de vis-cosidade próximo ao da água. Esta propriedade é im-prescindível para favorecer o fluxo através dos injeto-res (evitando o entupimento) que alimentam os discos dos rotores, os quais aspergem o fluído – sem contato - sobre o substrato têxtil em movimento.

iMPortânCiA do esPessAnteno Pré-trAtAMento

Conforme Lincoln da Cunha Lopes: “a estamparia convencional utiliza espessante para produzir pastas com viscosidades de até 5000 mPa.s. Essas não são propriedades reológicas ideais para DDP, que utiliza soluções corantes com viscosidade bem próxima a da água. Com esse objetivo, utilizamos no pré-tratamento, além de outros auxiliares, um agente espessante. Ele é depositado uniformemente no tecido, por intermédio de foulardagem, espatulagem ou por spray”.

Conforme informa a especialista em impressão di-gital, Sylvia Hane: “As estamparias têxteis que se iniciam diretamente com a impressão digital usam geralmente espessantes sintéticos e semissintéticos ou inibidores de migração, os quais são muito fáceis de manusear. Como regra geral, esses produtos são simplesmente diluídos com água, eliminando a necessidade de criar espessantes especiais. Os inibidores da migração são


muitas vezes baseados em poliacrilamidas conhecidas no processo de engomagem “. Estes produtos quími-cos podem ser aplicados sem dificuldade usando o método de spray por rotores giratórios.

O consultor especializado em Estamparia Têxtil Digital, Herculano Ferreira, num artigo publicado na revista Textilia 2017, aborda “Fatores de influência na qualidade da impressão têxtil” e aponta alguns fatos que prejudicam a produtividade e a rentabilidade na estamparia. Entre eles destacam-se os problemas co-muns no processo anterior ao processo de impressão, ou seja, no pré-tratamento do tecido para a impressão digital jato de tinta.:

• tecidosmalconstruídos• tecidosmalpreparados,quantoàhomogeneida-

de e formação de listras• tecidoscomproblemasdeourela,contaminados

e com fibras soltas e levantadas

O consultor Herculano Ferreira, já em 2015, com grande visão profissional, antecipou a nova tecnologia Spray, a qual está ganhando importância no processo da preparação do tecido para Jato de tinta.

O processo de aplicação por aspersão (spray) é interessante como tecnologia de aplicação, especial-mente devido à sua dosagem precisa e sem contato, e as propriedades importantes adicionais, que nenhuma outra tecnologia pode oferecer.

No processo de aspersão voltado para o DDP, a aplicação é realizada sobre o lado direito. O banho quí-mico é medido por sensores de medição magnética de vazão e o fluxo pode ser controlado com precisão pelo software de controle.

Outro critério importante nas preparações para a impressão digital é o processo de aplicação, uma vez que nem todos os substratos têxteis podem ser pro-cessados com o mesmo equipamento, por exemplo, com o foulard.

Artigos delicados – por exemplo – não suportam as forças de espremeção com os cilindros do foulard, além de ser necessário considerar diferentes viscosida-des e propriedades reológicas.

Baseados em vasta experiência de longo prazo com produtos químicos auxiliares, vários fornecedores de produtos químicos para a impressão digital, reco-mendam aplicar no pré-tratamento o processo de as-persão sem contato. Essas empresas químicas ofere-cem sortimentos para preparações, as quais atendem os requisitos de qualidade e aplicações de uso final.

estamparia

QUÍMICA TÊXTIL


A recomendação para aplicar, na preparação para a impressão digital, a tecnologia de spray - sem contato - enfoca principalmente estamparias orientadas para a fa-bricação do segmento prêmio, ou seja, as quais desejam obter altas qualidades, tanto nos resultados em termos de brilho, como na profundidade de cores e contornos.

Em contraste, com a tecnologia convencional de pré-tratamento com o foulard, onde a aplicação do produto químico nas fibras é obtida espremendo, através de dois ou mais pares de cilindros - no caso do processo de aspersão (spray) - a aplicação ocorre sem contato e sem a formação de faixas ou listras.

Durante as trocas de receita, o rápido tempo de set-up dos porta-rotores de aspersão economiza muito tempo - em relação ao foulard - e leva a uma redução maciça no consumo de produtos químicos. A poluição dos esgotos é significativamente reduzida. Isso reduz os custos e aumenta a competitividade no mercado.

Requisitos para as máquinas de aspersão (spray)

Os requisitos funcionais, para máquinas especiais de pulverização (Spray) de auxiliares químicos, para o pré-tratamento com reativos, ácidos e dispersos, re-querem a maior flexibilidade possível. Ao mesmo tem-

po, vários tipos de aplicação devem ser implementa-dos por meio de software de controle apropriado, que atenda aos altos requisitos da impressão digital têxtil.

Como já sabemos, uma aplicação química sobre um substrato têxtil é apenas metade da história para um processo efetivo de revestimento. O outro grande desafio é desenvolver um método de spray que con-trole, em forma precisa, a penetração do líquido na fi-bra - com uso mínimo de água e energia.

Existem no mercado alguns fabricantes de equipa-mentos de spray bem conhecidos que oferecem pro-dutos e soluções em revestimento de primeira classe.

Alguns requisitos importantes para o processo de aplicação com spray:1. A aplicação sem contato, sem formar faixas sobre os

substratos têxteis em movimento, visa garantir alta qualidade, confiabilidade e reprodutibilidade. A apli-cação mínima entre 20% e 40% dever ser possível.

2. Sem estresse mecânico. A aplicação é sem espre-meção, portanto não há alteração no sistema ca-pilar do produto.

3. A penetração do liquido, no substrato têxtil, deve ser controlada pela velocidade angular do disco giratório.

FOULARD ASPERSÃO COM ROTORES (SPRAy)

O substrato têxtil é passado através de dois ou mais pares de cilindros para espremeção do líquido em excesso

Aplicação do banho químico sem contato e sem formar faixas ou listras

Viscosidade média Viscosidade baixa

Alto pick-up, absorção 90%, em casos individuais ainda maiores

Baixo pick-up – possível aplicação mínima: 30% – 40%

Alta penetração através da espremeção com cilindrosPenetração variável através do controle da penetração do líquido na fibra

Aplicação em ambos os ladosAplicação num lado. Aplicando duas vezes defasadas no tempo, aspergindo sobre o lado direito do substrato têxtil

Estresse do substrato têxtil devido à espremeção dos cilindros

Aplicação sem contato. Sem estresse mecânico e, portanto, não há alteração no sistema capilar do substrato têxtil

Redução do banho químico residual durante a troca de receita

Elevados custos de manutenção – troca e retifica de cilindros/ troca do manchão

Limpeza simples dos discos giratórios dos rotores

Substancial redução de produtos químicos e energia

Métodos de aplicação: Foulard vs. Spray com diferentes requisitos e resultadosVisão geral dos métodos de Aplicação na preparação para a impressão digital


4. Métodos de aplicações - A aplicação deve ser reali-zada de acordo com os requisitos dos processos - aplicando duas vezes defasadas no tempo, ou seja, aspergindo sobre o lado direito do substrato têxtil.

5. Os porta-rotores devem ser intercambiáveis, per-mitindo troca rápida de receita ou manutenção rápida, num tempo inferior a 10 min.

6. A aplicação deve ser realizada em uma câmara de pulverização isolada. Os padrões aplicáveis e os re-quisitos legais, para as concentrações no posto de trabalho de matéria suspensa no ar, são necessá-rios para pulverizar com aerossóis.

7. Aplicação sobre tecidos planos e malhas deve ser realizado “molhado sobre molhado”

8. Construção modular - A quantidade de rotores ne-cessários depende do tipo de aplicação desejada

Pré-tratamento através de Spray antes de secadores IR, ou ramas secadoras

Conforme os especialistas Claudia Hemeltjen, Pe-ter Oehme, Jürgen Purc, Falko Richter, mencionamos alguns produtos químicos - voltados para a impressão digital - para aplicar molhado sobre molhado – com tecnologia spray na preparação.

Tabela 1. Pré-tratamento de qualidades celulósicas para impressão digital otimizada para tecidos celulósicos, malhas e não tecidos.

Tabela 2. Pré-tratamento de qualidade PES para impressão digital otimizada – para tecidos PES, tecidos de malha e não tecidos

Tabela 3. Pré-tratamento de poliamida, seda, lã para impressão digital – Produtos químicos básicos e auxiliares especiais para corantes ácidos e reativos

Adaptado aos requisitos específicos, existem muitas variações para escolher. Os componentes básicos neste caso também incluem espessantes rápidos e sintéticos (baixa viscosidade). Para requisitos de solidez à luz quente, sais especiais retardadores de chama ou absorventes de UV são integrados na formulação.

A fórmula consiste em umectante rápido, espessante sintético e sistema de pH de tampão ácido e sulfato de amônio. Isso substitui o tartarato de sódio de alto custo. O sistema pode ser usado para tintas complexas de ácido--metal e reativas.

Produto Aplicação

Urea umidificação

Protetores contra a redução proteção contra a redução de corantesAlcalino

Produto Aplicação

Urea (opcional) umidificação

Sulfato de amónio Reductor de corante

Produto Aplicação

Auxiliar químico umectantes

Auxiliar químico Espessante sintético (universal)

Auxiliar químico Espessante sintético (fibras celulósicas)

Produto Aplicação

Auxiliar químico umectante

Auxiliar químico Espessante sintético

Tampão ácido pH 4-5

Produto Aplicação

Auxiliar químico umectante


Auxiliar químico Nitidez de contorno

Auxiliar químico Tampão ácido

Auxiliar químico UV-absorvente

Produto Aplicação


Auxiliar químico Nitidez de contorno

Auxiliar químico Tampão ácido

Auxiliar químico Retardador de chama

Auxiliar químico UV-absorvente

Produtos químicos básicos

Produtos químicos básicos

Primers para material de bandeira

Auxiliares químicos

Auxiliares químicos

Primers para tecido mobiliário (Display)

estamparia

QUÍMICA TÊXTIL


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bibliografia

As datas e locais podem sofrer alterações e são de responsabilidade das empresas organizadoras.

calendário de eventos

abril 201804 - 07 INDO INTERTEX International Expo, Jakarta - Indonésia Email : [email protected]

12 - 13 TheIJC Chicago – USA www.theijc.com

14 - 17 ITM 2018 Istambul - Turquia E-mail: [email protected] www.itmexhibition.com /en2018/contact.html

14 - 17 Hightex Istanbul, Turkey. E-mail: [email protected] www.hightex2018.com

17 - 19 PURE DIGITAL Amsterdan – Holanda www.puredigitalshow.com

19 - 21 TPF 2018 Shanghai International Digital Printing Expo. New International Expo Centre, Shanghai, China. www.cstpf.com

maio 20181 - 2 InPrint USA - INDUSTRIAL PRINT SHOW Chicago- USA www.inprintshow.com

14 - 16 IWTO Congress Hong Kong E-mail: [email protected] www.iwto.org

15 - 18 FESPA GLOBAL PRINT EXPO Berlin - Alemanha E-mail: [email protected] www.fespa.com

22 - 24 TECHTEXTIL+TEXPROCESS Atlanta - Georgia - USA www.techtextilna.com

Julho 201824 WTiN North America Digital Textile Conference New York City E-mail: [email protected]

25 - 28 SERIGRAFIA SIGN- FUTURE TEXTIL São Paulo- Brasil Expo Center Norte www.serigrafiasign.com.br

25 - 28 OUTDOOR RETAILER SUMMER MARKET Salt Lake City, Utah - USA E-mail: [email protected] www.outdoorretailer.com/summer-market/index.

shtml

agosto 201821 - 24 FEBRATEX Parque Vila Germânica - Blumenau S.C. – Brasil www.febratex.com.br

setembro 201812 - 14 Dornbirn-GFC Dornbirn, Austria E-mail: [email protected] www.dornbirn-mfc.com

19 WTiN Japan Digital Textile Conference Tokyo Big Sight, Japan E-mail: [email protected]

19 - 21 FLAqT - XXll – CONGRESSO LATINO AMERICANO DE qUíMICOS TÊXTEIS

Medellin - Colômbia www.acoltex.org

outubro 201802 - 05 EXINTEX Centro Puebla, Puebla – México www.exintex.com

15 - 19 5th Annual InkJet Conference . EU- Swissotel Dusseldorf/Neuss – Alemanha www.theijc.com

15 - 19 ITMA – ásia +CITME SHANGHAI, CHINA www.itmaasia.com

17 - 18 Congresso Internacional ABIT 2018 São Paulo www.abit.org.br

18 - 20 SGIA EXPO 2018 Las Vegas Convention Center - Las Vegas, USA www.sgia2018.com

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Órgão oficial da associação brasileira de químicos e ... · influÊncia do fator de cobertura...

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