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Acabamento, Tingimento, Estamparia e Lavanderias

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Nanoemulsões de silicone no tratamento de malhas (Parte 2)

Na última parte deste artigo, apresentamos os resultados práticos dos novos amaciantes no beneficiamento têxtil.

FIGURA 1
Representação esquemática da classificação das emulsões segundo o diâmetro das gotículas.

Na edição 63, vimos que no acabamento têxtil podem ser usados processos mecânicos e processos químicos e que é comum a utilização de substâncias amaciantes durante esta fase do processo de produção dos tecidos. Há décadas, os sais de amônia quaternários vêm sendo aplicados como ativo principal da fórmula dos amaciantes. Porém, estes compostos acabam provocando o amarelecimento do tecido em razão do aumento dos ciclos de lavagem. Para solucionar este problema foram desenvolvidos os amaciantes constituídos de emulsões a base de óleos de silicone amino funcionais que apresentam melhores resultados frente ao amarelecimento bem como à maciez dos tecidos.

No artigo anterior mostramos o que são nanoemulsões, como prepará-las e apresentamos as diversas amostras de tecidos tratadas com emulsões de tamanho diferentes de partículas. Agora, vamos ver os resultados da aplicação das nanoemulsões na superfície de malhas de algodão.

análise superficial de malhas de algodão tratadas com emulsões de silicone por Mev-eDS

Nesta seção são apresentados os resultados obtidos por microscopia eletrônica de varredura acoplada – a espectroscopia de dispersão de elétrons. Este tipo de análise fornece informações semi-quantitativas da superfície das malhas tratadas com emulsões de diferentes distribuições de tamanho de gotículas, permitindo correlacionar a eficiência do recobrimento com o tamanho das mesmas.

Na figura 2 está a imagem obtida por mapeamento do elemento Silício na superfície das malhas de
algodão tratadas com as emulsões preparadas com o óleo de silicone A e que apresentam diferentes tamanho de gotículas. Todas as imagens foram obtidas com um grau de aumento de 650 vezes. Observa-se que à medida que o tamanho médio das gotículas diminui a intensidade do
brilho nas imagens aumenta indicando que a quantidade de silício proveniente do óleo de silicone também aumenta. Esse comportamento está relacionado a elevação na quantidade de silício depositado sobre a superfície do tecido de algodão

O comportamento análogo é observado para as emulsões preparadas com o óleo B, que são apresentados na figura 3, ou seja, um aumento da intensidade de brilho à medida que os tamanhos das gotículas das emulsões diminuem.

Na verdade, o processo de incorporação de óleo de silicone na superfície da malha de algodão está intimamente ligado às características físicoquímicas tanto da superfície da malha quanto da estrutura molecular do óleo de silicone utilizado.

Especificamente nesse caso, os óleos de silicone trazem grupos amino na sua estrutura molecular que apresentam uma carga residual positiva nas condições do processamento industrial do tecido de algodão. Esses elementos são atraídos pela superfície das fibras do tecido de algodão, carregada negativamente quando estão em contato com a água no processo de lavagem. Desta forma, quanto maior for o contato entre as gotículas da emulsão de silicone e a superfície do tecido de algodão, maior será a eficiência no recobrimento. Este contato aumenta à medida que os tamanhos das gotículas diminuem.

FIGURA 2
     
FIGURA 3
D(0,5) = 312nm
 
D(0,5) = 220nm
D(0,5) = 80nm
 
D(0,5) = 59nm
D(0,5) = 41nm
 
D(0,5) = 28nm
Imagens de mapeamento do elemento Silício de malhas tratadas com emulsões de silicone do óleo A de diferentes tamanho de gotículas.   Imagens de mapeamento do elemento Silício de malhas tratadas com emulsões de silicone do óleo B de diferentes tamanho de gotículas.

Avaliação de toque das malhas de algodão tratados com emulsões em diferentes distribuições de tamanho de gotículas
Para a avaliação da propriedade de toque, as emulsões foram aplicadas em malhas de algodão 100%, alvejadas e não mercerizadas, respeitando as mesmas condições em todas as aplicações, ou seja, mesma quantidade de Silicone, mesma temperatura e tempo de secagem. Os resultados de toque (tabela 1) mostram comportamentos similares para os dois óleos. À medida que diminuímos o tamanho da emulsão observa-se um aumento da nota atribuída ao toque.

À medida que se diminui o TP, ocorre uma distribuição mais uniforme da emulsão na superfície do algodão. Isso faz com que durante a secagem e, conseqüentemente, quebra da emulsão, o óleo se deposite mais homogeneamente sobre o tecido, aumentando a maciez, ou seja, melhorando o toque.

Conclusão
A partir do controle do tamanho de partículas de emulsões de silicone é possível melhorar o recobrimento superficial da fibra e melhorar substancialmente o toque do produto sobre a malha de algodão. Porém, outros fatores, que dependem especificamente da formulação de cada emulsão, devem ser considerados, como por exemplo:

• Estrutura química e quantidade do óleo de silicone utilizado;

• Estrutura química e quantidade do surfactante utilizado;

• Interação física ou química entre o surfactante/ óleo/superfície da malha de algodão.

Trabalhos envolvendo os fatores acima mencionados, além de uma quantificação – utilizando espectroscopia na região do infravermelho e outras técnicas analíticas –, estão sendo desenvolvidos para melhor compreensão de todos os fenômenos envolvidos.

Os estudo por nós apresentado foi feito com objetivo de entender o efeito de cada variável na eficiência do uso de nanoemulsões para aplicações têxteis.

       
TABELA 1
Valores de Toque para Tecidos aplicados com as diferentes emulsões
Amostras de Tecidos/Emulsão
 
Sem acabamento
A1
A2
A3
Toque (THV)
2,3
3,0
3,6
3,8
 
Sem acabamento
B1
B2
B3
Toque (THV)
2,3
3,0
3,6
4,4

Agradecimento
Agrademos a ajuda e cooperação dos Srs. Léo Santos, Paulo Garbelotto e Alessandro Rizzato pelas análises de TP e MEV (microscopia eletrônica de varredura) e discussão dos resultados; e do Lafitex (laboratório de Fibras Têxteis) pelas analises de toques.

*1 Buestar Silicones – laboratório de desenvolvimento
*2 Grupo Resinac

OBS: A divisão Rhodia Silicones foi adquirida pela Bluestar Silicones em janeiro de 2007.

Bibliografia
1 - FERNANDEZ, Patrick, ANDRE, Valérie, RIEGER, Jens e Kühnle, Colloids and surfaces A: Physicochem Eng. Aspects 251 (2004) 53.

2 - MORALES, D.; GUITIERREZ, J. M.; GARCIA-CELMA, M.J.; SOLANS, C. ; Langmuir 19 (2003) 7196.

3 - Scanning electronic microscopy and X-ray microanalysis Gildstein, J. I. et al, Plenum Press 1992

4 - «Standard of Hand Evaluation»; “Hand Evaluation and Standardization Comitte”. The Textile Machinery Society of Japan, 1972

BLUESTAR Silicones – Laboratório de desenvolvimento e aplicação, Fazenda São Francisco s/n, CPP-P-200 Paulínia, SP. C.P. 921 CEP: 13140-000 Grupo RESINAC - Via de Acesso João de Góes, 151 – Piso Superior - Jardim Alvorada,CEP: 06612-000 - Jandira - SP
 

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Márcia Mariano

Data de publicação: 30/06/2007

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