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Acabamento, Tingimento, Estamparia e Lavanderias

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Tingimento ecológico do poliéster e misturas

Os corantes dispersos são indicados para fibras sintéticas, muito pouco solúveis em água e aplicados na forma de dispersões. As propriedades físicas são tão importantes como no caso dos corantes de cuba, por também serem aplicados na forma de dispersões. Além das propriedades físicas que influenciam a estabilidade das dispersões, há ainda a considerar os seguintes fatores:

  • solubilidade em água
  • cristalização
  • grau de susceptibilidade ao pH
  • grau de susceptibilidade à redução

a) Solubilidade em água

A solubilidade em água (1 – 10 mg/l a 50ºC) pode ser aumentada elevando-se a temperatura. A influência que os aditivos têm na solubilidade é importante. Os agentes aniônicos, por exemplo, aumentam a solubilidade várias vezes.

b) Cristalização

Durante o tingimento por esgotamento, são principalmente as partículas pequenas que se dissolvem. As partículas maiores, pelo contrário, crescem por haver uma transferência de corante da solução saturada para os cristais de corante. Este efeito é mais acentuado no arrefecimento do banho. Os agentes dispersantes evitam o crescimento dos cristais de corantes.

c) Grau de susceptibilidade ao pH

O pH do banho pode afetar o comportamento do corante de várias maneiras. Assim, um corante pode ser convertido numa forma mais solúvel, por ionização do grupo hidroxilo, por exemplo, e mostrar um comportamento diferente durante o tingimento. Em condições extremas, certos corantes podem mesmo hidrolisar, mudando o seu comportamento e até a sua tonalidade.

d) Grau de susceptibilidade à redução

Alguns corantes podem ser reduzidos no banho, principalmente quando são aplicados a misturas de fibras como, por exemplo, poliéster-algodão e poliéster-lã. Nestes casos, sob condições severas, se houver degradação da lã ou do algodão podem-se formar grupos redutores nestas fibras, que vão atacar os corantes. Para evitar este problema, podem ser tomadas precauções, como, por exemplo, na escolha de corantes, estabilização do pH e adição de agentes oxidantes.

Tingimento por esgotamento de poliéster com corantes dispersos

A pressão atmosférica 

Para este tipo de tingimento, é usual utilizarem-se produtos auxiliares designados por “carriers”, compostos que são absorvidos rapidamente e aceleram a velocidade de tingimento. Muitos destes produtos, porém, incham a fibra, mas este efeito não é proporcional à sua eficiência. Sabe-se também que os carriers melhoram a solubilidade dos corantes e, portanto, imagina-se que há mais que um mecanismo contribuindo para a ação do carrier. Todavia, muitos carriers têm um efeito negativo na solidez dos corantes, especialmente no que se refere à solidez à luz.

Sob pressão a alta temperatura 

As vantagens principais de se tingir sob pressão são as seguintes:

  1. Redução de processo, pelo tingimento ser possível num espaço de tempo mais curto;
  2. Obtêm-se melhores resultados na uniformidade e na solidez à lavagem e à luz quando o poliéster é tingido a altas temperaturas.

Há, no entanto, certos artigos têxteis mais delicados, como as malhas e artigos mistos de poliéster-lã, que não convém tingir em alta temperatura. A seleção de corantes para tingimento a alta temperatura não é tão restrita como no caso do tingimento a baixa temperatura, sendo possível utilizar corantes de difícil difusão e, consequentemente, de melhor solidez à lavagem. É necessário, porém, ter o mesmo cuidado que no tingimento a pressão atmosférica no que diz respeito à cobertura do barramento em tecido ou malha. No tingimento a alta temperatura, pode-se utilizar certos aditivos para resolver essencialmente três problemas:

  • Absorção não uniforme de corante;
  • Os produtos utilizados que melhoram a uniformidade do tingimento são quase idênticos aos carriers em sua fórmula química;
  • agregação de corantes.

A agregação de corantes é mais acentuada a altas temperaturas e, com corantes que são especialmente sensíveis a este fenômeno, é aconselhável usar agentes dispersantes em maior quantidade, especialmente aqueles concebidos para serem utilizados a altas temperaturas. Em tingimentos de bobinas de fio a altas temperaturas, por exemplo, a agregação de corantes provoca um efeito de filtração, causando manchas nos locais de aglomeração que, por sua vez, irão gerar barrados em malha e tecido feitos com esse fio.

Tratamento redutivo

Os corantes dispersos penetram na fibra a temperaturas elevadas, fixando-se no seu interior. Contudo, o corante que ficou de fora da fibra, depositado em sua superfície, não está preso na fibra e pode ser removido facilmente. A consequência mais negativa deste fenômeno é o manchamento de artigos têxteis também presentes no banho de lavagem. Isso ocorre especialmente em artigos de poliamida, que ficam manchados com o corante que sai das fibras do artigo de poliéster ou de misturas de outras fibras com o poliéster. Há um processo que se usa na indústria têxtil que consiste na destruição de corantes dispersos, que se chama processo de limpeza redutiva, que se aplica às fibras de poliéster e misturas com outras fibras. Este consiste na destruição do corante que permanece na superfície das fibras, após o processo de tingimento, sem que tenha difundido para o interior fibra e que, portanto, está solto e susceptível de sair numa lavagem doméstica. O processo de limpeza do corante em excesso que permanece em cima das fibras é normalmente um processo redutivo efetuado a 60ºC, com a utilização de redutores fortes, tais como hidrosulfito de sódio, em condições bastante alcalinas. Para efetuá-lo, normalmente recorre-se à soda cáustica, sendo por este motivo um processo bastante poluente. O nível de CQO - Carência Química de Oxigênio (ou Demanda Química de Oxigênio - DQO), por exemplo, atinge níveis acima dos 2000 e a alcalinidade pH, da ordem dos 11-12.

Tanto o índice de CQO como a alcalinidade são totalmente inaceitáveis e, por isso, é necessário recorrer a um tratamento do efluente que, além de caro, produz ele próprio produtos secundários indesejáveis ao ambiente.

A limpeza redutiva não pode ser feita no fim do processo de tingimento da mistura de fibras, porque destrói o corante da componente celulósica, se o mesmo for reativo. Por isso, a limpeza é feita imediatamente após o tingimento da componente de poliéster, mas antes do tingimento da fibra celulósica.

Em misturas com fibras celulósicas, como o algodão e a viscose, em que se aplicam corantes reativos na componente celulósica, os processos alcalinos são mais usados nas etapas anteriores ao tingimento, como o branqueamento. Além disso, no tratamento redutivo, há ainda a desvantagem de ser necessária uma neutralização do banho para, quando for indroduzido o corante reativo e efetuar-se o tingimento, este não hidrolisar. Após o tratamento alcalino, deve-se proceder à retirada da solução cáustica sobre a fibra. Uma má lavagem e/ou neutralização pode implicar em defeitos irreversíveis sobre o material têxtil. Estes processos intermédios de neutralização implicam em gastos de água e de tempo, sendo a água um recurso cada vez mais escasso e o tempo, cada vez mais um fator de competitividade na indústria hoje.

Tingimento de misturas poliéster/algodão por esgotamento sem tratamento redutivo

A componente celulósica (CO) pode ser tingida por qualquer um dos corantes mais utilizados para esta fibra como, por exemplo, corantes diretos, de cuba ou reativos, e o poliéster tingido por corantes dispersos. No processo convencional, estes dois tingimentos são efetuados separadamente, devido à incompatibilidade das condições utilizadas no tingimento destas duas fibras. A fibra de poliéster (PES) geralmente é tingida primeiro com corantes dispersos, seguida normalmente por um tratamento redutivo com álcali e hidrosulfito de sódio para melhorar a solidez à lavagem e fricção. Com corantes azo (diretos e reativos), o tratamento redutivo destruiria a cor, por isso, o tingimento da componente de algodão deve ser posterior à do poliéster. O processo de tingir misturas de PES/CO é muito longo devido aos dois processos de tingimento e às etapas de lavagem intermediárias que são necessárias entre os processos, especificamente, depois do tratamento redutivo. É importante não haver resíduos dos produtos redutores no banho de tingimento com corantes reativos. Para encurtar o processo, o ideal seria tingir as duas fibras num só banho, mas as condições de aplicação para os corantes utilizados na componente celulósica são incompatíveis com as necessárias para tingir com corantes dispersos, devido a:

  • os eletrólitos presentes no tingimento da componente celulósica, especificamente o sal (cloreto de sódio), agridem o corante provocando má solidez.
  • o álcali utilizado com corantes de cuba e reativos afeta os corantes dispersos.

Para ultrapassar esta incompatibilidade, várias opções podem ser tomadas, por exemplo: utilizar corantes Sumifix, que, por serem muito reativos, não precisam de condições alcalinas para reagir com as fibras celulósicas, como por exemplo os corantes Sumifix*. O eletrólito deve ser também mais fraco que o sal comum (cloreto de sódio), como, por exemplo, sulfato de sódio.

Processos de tingir num só banho, sem tratamento redutivo

Pode-se dispensar o tratamento redutivo, tingindo-se as duas fibras num só banho, em cores claras. Pode-se ainda utilizar corantes dispersos que dispensem tratamento redutivo. Estes são corantes que, em cores médias e claras, são “limpos” por ação do álcali.

  • Tingimento de misturas poliéster/algodão num só banho e numa só fase (Processo do pH deslizante)

Neste método, usa-se um produto que tem um pH diferente quando submetido a temperaturas diferentes. A uma temperatura baixa, tem um pH alcalino e, à medida que aumenta a temperatura, o produto decompõe-se e o pH torna-se ácido (fig.1). Observações:

Neste processo, não pode ser utilizado o tratamento redutivo, pois destruiria o corante reativo. Deve-se usar sulfato de sódio em vez de cloreto de sódio, por ser um eletrólito mais fraco. Processo pouco utilizado por ser difícil de controlar.

  • Processo de tingir num só banho em duas fases (Processo Inverso)

Neste processo, tinge-se o algodão primeiro com corantes reativos vinilsulfónicos e, em seguida, tinge-se o poliéster, após correção do pH (fig.2). Observações:

Neste processo, não pode ser utilizado o tratamento redutivo, pois destruiria o corante reativo. A alta temperatura do tingimento do PES serve para retirar o corante reativo hisdrolizado à superfície da fibra. Os corantes reativos usados devem ser resistentes às condições ácidas usadas no tingimento do poliéster, tais como os corantes vinilsulfônicos.

  • Tingimento de poliéster seguido do tingimento da fibra celulósica (Processo Direto)

Neste processo tinge-se primeiro o poliéster seguido do algodão, após alterar o pH (fig. 3). Observações:

Neste processo, não pode ser utilizado o tratamento redutivo, pois destruiria o corante reativo. Os corantes reativos a usar devem ser de alta temperatura (80ºC).

  • Tingimento ecológico de misturas PE/CO utilizando tratamento alternativo ao tratamento redutivo (Tratamento Oxidativo)

O tingimento de misturas PE/CO tem por norma um tratamento redutivo como forma de melhorar a solidez dos corantes dispersos através da destruição do corante disperso à superfície das fibras. Com alguns corantes, como já mencionado, pode-se prescindir do tratamento redutivo, mas, por norma, por uma questão de garantia da solidez, geralmente só em cores claras se prescinde deste tratamento redutivo. O tratamento redutivo deve-se fazer antes do tingimento da componente celulósica quando esta é tingida com corantes reativos, para não destruí-los. Após o tratamento redutivo, devem-se fazer várias lavagens do material têxtil para retirar restos dos agentes redutores. Estes processos de lavagem são morosos e tornam a totalidade do processo de tingir misturas de PE/CO muito longo. Outros inconvenientes da utilização de redutores são os aspectos ambientais, especialmente o agravamento dos índices de CQO, já citado.

Nova opção

Como alternativa, podemos utilizar um tratamento oxidativo com peróxidos, na limpeza do corante disperso presente à superfície das fibras, que não provoca índices elevados de CQO [1] [2]. Verifica-se que utilizando peróxido de hidrogênio é possível obter, em misturas de poliéster/algodão, uma limpeza tão boa e com alguns corantes ainda melhor que a obtida com o hidrosulfito de sódio ou outros redutores fortes. Além das vantagens ecológicas, há ainda a possibilidade de, em misturas de poliéster com fibras celulósica, não ser necessárias lavagens intermédias - antes do tingimento do algodão - para remover o peróxido, uma vez que se faz a limpeza no fim de todo o processo conjunto de tingimento de ambas as fibras (fig. 4). Obtém-se assim um processo muito mais curto, com a vantagem da componente do algodão poder ser branqueada [3]. No entanto, o peróxido pode afetar alguns corantes dispersos mais sensíveis e, embora não destrua totalmente o corante reativo, afeta o suficiente para causar alteração final da cor, o que hoje em dia é inaceitável.

Este tipo de tratamento pode ser, portanto, aplicado após o tingimento da componente celulósica com corantes reativos, desde que os corantes sejam dos mais resistentes ao peróxido utilizado. Por isso, recomenda-se os corantes bifuncionais de monochlorotriazina. E mesmo assim, é conveniente utilizar um agente protetor para os corantes reativos, já que podem se formar radicais livres em determinadas condições, pH alcalino e temperatura.

O tipo de agente protetor utilizado é um “quencher”, também designado por “scavenger”, umas alterações visíveis quando protegidos por um quencher [5]. Observações: 

Verificou-se que, com este método, a solidez à lavagem de amostras de misturas de poliéster/algodão era igual e, em muitas cores, melhor do que as amostras que tiveram o tratamento redutivo.

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Texto: Jaime Rocha Gomes

Data de publicação: 15/01/2013

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