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4.0.0- TINTURA DE FIBRAS TEXTILES 4.1.0- LA TINTURA DE LANA queratinas, proteínas formadas por 18 aminoácidos La lana está constituida principalmente principalmente por queratinas, diferentes que, mayoritariamente, poseen la fórmula general H 2N.CH.C!!H. "stos aminoácidos están unidos en largas cadenas polip#ptidas$
laterales de diferente tipo. %lgunas de esas cadenas laterales, donde representa a cadenas laterales de pro&enientes del aminoácido cistina, cistina, forman puentes entre las largas cadenas polip#tidas (“crosslinking”) lo que 'ace que las queratinas tengan, en gran medida, las características de un polímero tridimensional con un peso molecular estimado en apro(imadamente apro(imadamente )*.***
amino y otros en carboxílicos lo carboxílicos lo que permite %lgunas cadenas laterales terminan en grupos amino y electrovalentes entre cadenas. "(isten tam+i#n enlaces o tam+i#n la formación de enlaces electrovalentes puentes de hidrógeno hidrógeno entre cadenas. %demás de la estructura química complea de las queratinas, queratinas, la fi+ra lana posee la estructura física más complea de todas las fi+ras te(tiles, pues está formada por un corte( (compuesto de haces de fibrillas) rodeado por una cutícula escamosa (ver Cap. 3, “Lana. Estructura, Composicin ! "ropiedades”, #ecciones $.%.% a &.%.%) . "sta compleidad, tanto química como estructural, 'ace que de la tintura de la lana de+a ser especialmente cuidadosa pues la afinidad de los colorantes no es uniforme a tra&#s de toda la fi+ra. La cutícula e(terna es de carácter 'idrofó+ico y resistente a la penetración de las soluciones acuosas de los colorantes, pero como muc'as &eces esta cutícula no se e(tiende 'asta la punta de la fi+ra, o puede ser da-ada durante alguno de las operaciones de 'ilatura, e(iste el riesgo de o+tenerse tinturas despareas o punteadas/. 0or otra parte, las condiciones de tintura no pueden ser alcalinas pues esto destruye los puentes de cistina con la consiguiente disminución de la resistencia a la tracción de la fi+ra. i +ien la lana resiste meor las condiciones ácidas, tampoco puede ser sometida, en esas condiciones, a e+ullición prolongada sin que se produca la rotura de enlaces peptídicos. La o+tención, entonces, de tinturas igualadas, sin agredir e(cesi&amente a la fi+ra, no es fácil, especialmente cuando se usan meclas de colorantes. carboxílicos y amino en las queratinas, 3e+ido a la presencia de grupos carboxílicos y queratinas, la lana lana tiene afinidad afinidad ácidos, respecti&amente. %ctualmente, los colorantes básicos por los colorantes básicos y ácidos, son poco usados, pues si +ien dan tinturas muy +rillantes, tienen en general +aas solideces ácidos presentan, en general, un +uen '4medas y a la lu. "n cam+io, los colorantes ácidos compromiso de todas estas propiedades. ácidos tienen grupos sulfónicos en sulfónicos en su mol#cula y la formación de enlaces 5uc'os colorantes ácidos tienen iónicos entre iónicos entre estos grupos sulfónicos ácidos y ácidos y los grupos amino básicos de básicos de la queratina es queratina es
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una de las causas por la que el colorante se fie en la fi+ra. "ste enlace iónico 6 7NH9 3 : ; es fa&orecido por el agregado de ácido, pues un e(ceso de H+ neutralia los grupos –COO– de las queratinas generando una protoniación de los grupos amina con formación de grupos NH+ que atraen a los aniones colorantes !–.
de ácido sulf4rico de ))o * ( !"#$o l A ) o +cido frmico - ( !"#$o l B ) agregándose en am+os casos ?.*71*.* > de sulfato de sodio anhidro (o la correspondiente cantidad del decahidrato o sal de /lauber). "l pH se de+e regular a %&'(&). on colorantes de muy +uena solu+ilidad en agua (por los grupos sulfnicos 0ue generalmente contienen sus molculas) pero de +aa afinidad por la fi+ra y por tanto difunden o migran fácilmente dentro de ella. i +ien con ellos se o+tiene +uena igualación/ o ni&elación/ de color, sus solideces '4medas son, en general, +aas. "stos colorantes se unirían a la queratina principalmente por uniones iónicas más que por uniones de van der "aals. "l agregado de sulfato de sodio genera una acción retardante e igualante e(tra, pues el anión ! =@, relati&amente peque-o, difunde y compite meor con el anión colorante, muc'o más grande, por los lugares de tintura en la fi+ra.
NH+ , + H+ AA COO(
NH+ NH * NH! , + *( AA , + !( -- , + *( COOH COOH COOH
./C*N0.O !/ 1N12,* CON CO3O,*N1/0 4C!O0 !/3 5,26O 1idrogeniones del +cido *(7 2nin, p.e.#4$5 !(7 2nin del colorante
H+7
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;igura .3%
1N12,* CON CO3O,*N1/0 4C!O0 !/3 5,26O
Los colorantes del grupo lll, o batán/, son de mayor peso y tama-o molecular que los del grupo l, o de buena igualación/.
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Los colorantes ácidos #mordentables$ presentan la propiedad de com+inarse con ó(idos o 'idró(idos metálicos (por formacin de enlaces covalentes coordinados) para formar compleos coloreados o lacas/ que presentan luego muy +uenas solideces '4medas. Las sales de aluminio, cromo, co+re, 'ierro y esta-o, todas dan 'idró(idos pocos solu+les y son adecuadas como mordientes/. 3e todas ellas solo las sales de cromo son actualmente las 4nicas que tienen importancia para la tintura de lana. La lana se trata con dicromato de sodio o potasio antes del te-ido (pero tambin puede ser durante o despus del te %,= con +cido sulf7rico) . La solu+ilidad en agua de estos colorantes es de+ida a la presencia en el cromóforo de uno o dos grupos sulfónico ('#43 ) o sulfonamina ('#49 ?1 9 ). Los colorantes premetali
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dos mol#culas de colorante por átomo de cromo, ambas iguales y sin grupos solubili
inalmente, algunos de los colorantes reactivos desarrollados inicialmente para la tintura de algodón pueden ser utiliados tam+i#n para te-ir lana. on tam+i#n colorantes ácidos que tienen grupos capaces de reaccionar con las queratinas formando enlaces co&alentes de alta energía. La reacti&idad entre la fi+ra y el colorante permite o+tener muy altas solideces '4medas pero impide la migración, por lo que las tinturas desiguales no pueden luego ser corregidas. in em+argo comenando a te-ir a un pH inicial cercano a ),?, en presencia de lactosas y dosificando ácido fórmico se pueden o+tener muy +uenos resultados de igualación. La lana a la que se le 'aya aplicado terminaciones antiafieltrantes, p.e. con procesos enimáticos que eliminan las escamas de la cutícula, es meor te-irla con colorantes reactivos. Dtiliar colorantes ácidos en estas condiciones daría en general tinturas con malas solideces '4medas. La lana puede ser te-ida en cualquiera de las formas en que se la encuentra en la 'ilandería o en la teeduría$ borra7 mecha peinada (“top”)=, hilado en made>a7 hilado en bobinas7 tela7 así tam+i#n como prenda terminada. 3e todas maneras, cualquiera sea la etapa en que se realia la tintura, los colorantes de+en ser capaces de soportar todos los procesos posteriores a los que se someta el material te(til. 0or eemplo, la tintura de tela, además de requerir una muy +uena igualación del color, de+e resistir los tratamientos de terminación a los que se someten las telas de lana, como por eemplo el decatiBado” , el potting /, el cra++ing/, etc. (ver Cap.6, “"rocesos 17medos”, #ecc. $.3.%)
Los colorantes, en general, de+en ser cuidadosamente empastados con agua +landa y ti+ia, conteniendo peque-as cantidades de tensoacti&os para e&itar la formación de grumos. Luego de diluir los colorantes así empastados se agregarán al +a-o de tintura a tra&#s de un cedao. 0ara e&itar la precipitación de algunos colorantes como sales de los cationes Ca 99 y 5g99 (formacin de “lacas“) se de+e utiliar agua blanda/ (p.e. el agua de retorno del condensado de las lneas de transporte de vapor de la tintorera puede ser aprovechada con este fin). "l agregado de 1 "l
top/ p.e. tam+i#n puede ser estampado en franas, con pastas de estampación especiales, para lograr el efecto Eigoreau(/.
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secuestrantes de 'ierro, níquel y co+re (como el ED2 o el tiocianato de sodio) puede, en
muc'os casos, ser recomenda+le para e&itar cam+ios de colores en las tinturas pero esta práctica no es recomenda+le para los colorantes premetaliados. 0ara e&itar contaminaciones metálicas en el +a-o de tintura, los equipos de+en ser preferentemente de acero ino(ida+le. Con los colorantes ácidos y los ácidos premetaliados, los efluentes producidos son relati&amente poco contaminantes de+ido a que estos colorantes, en general y siempre que se ti-an a pH adecuado, tienen altos agotamientos. "n cam+io, y como ya se se-aló, la tintura con colorantes ácidos cromata+les genera efluentes que contienen cromo hexavalente que de+e retirarse por tratamientos fisicoquímicos antes de &erter el efluente. ??3O5,*@A* 17 ;undamentos Cientficos ! 2plicados de la intura de 8ateriales etiles”, F.Cegarra, "."uente ! F. Galldeperas. Hniversidad "olitcnica de *arcelona, =&=. 9' “Iool D!eing” Ed. *! David 8.LeAis, he #ociet! of D!ers and Colourists, "4 *4J 9$$, "erkin 1ouse, 9 /rattan Koad, *radford, Iest orkshire *D=9F*, England, =&&9 3' “he heor! and "ractice of Iool D!eing”, C.L.*ird, he #ociet! of D!ers and Colourists, "4 *4J 9$$, "erkin 1ouse, 9 /rattan Koad, *radford, Iest orkshire *D=9F*, England, =&69 $' “2 "ractical Mntroduction to the D!eing and ;inishing of Iool ;abrics”, Man *earpark, ;.Iilliam 8arriott and Fames "ark, he #ociet! of D!ers and Colourists, "4 *4J 9$$, "erkin 1ouse, 9 /rattan Koad, *radford, Iest orkshire *D=9F*, England, =&@. -' “he #irolan'Ltd. "rocess, LoA emperature Iool D!eing Aith Eviromental *enefits”, F.2..Kippon, ;.F.1arrigan, C#MK4 Division of Iool echnolog!, /eelong Laborator!, *elmont, Gictoria, 39=@,
2ustralia.
TABLA *.1+ AL'UNAS RIEDADES DE LS LRANTES /IDS DE BUENA I'UALAIN '"#$o l(
DE ALTA AFINIDAD 2BAT/N3( '"#$o lll(
Fao peso molecular
%lto peso molecular
"n general, sales sódicas de deri&ados sulfónicos de compuestos aoicos
imilares químicamente a los de +uena igualación pero de mol#culas más grandes y de estructuras muc'o más complicadas.
0oseen grupos sulfónicos los que confieren 5enos grupos sulfónicos en la mol#cula y +uena solu+ilidad en agua y la capacidad de tendencia a formar uniones de Ean der Gaals. formar enlaces iónicos con los grupos amino de 0resentan alta aini%a% por la queratina. la queratina.
e ti-en a pH más alto 6?.*7.*;
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TABLA *.14
LRANTES ARA LA TINTURA DE LANA $6 a$"o7. %e tint#"a
8i!"ación
Soli%ece& 69:e%a&
Soli%e) a la l#)
B"illo
5uy +uena
Faa
egular a Fuena6?7);
Fueno
Fuena
egular
egular 6?7);
Fueno
5ala
5uy +uena
egualar a +uena 6=7;
Fueno
,*
5ala
5uy +uena
egular a +uena 6=7;
Fueno
Forra, tops/
,* 7 ?,*
7
5uy +uena
5uy +uena 6)7;
Fao
0remetaliados 1$1
2,*
5uy Fuena
Fuena
Fuena 6?7;
Fao
0remetaliados 1$2
Fuena egular 5ala
Fuena Fuena egular
Fuena Fuena Fuena 6?7;
egular egular egular
5uy mala 627;
5uy +ueno
Fuena 6?7;
Fueno
TI DE LRANTE
A$to $a"a te5i"
%cidos Irupo 1
27=
Jgualación y solideces medias %lta afinidad del anión colorante e utilia ácido ac#tico y acetato de sodio
Hilado en madea
=7)
%cidos Irupo %lta afinidad o +atán/. %lto 05 5uy alta afinidad del anión colorante. e utilia acetato de amonio
Forra, tops/, 'ilados, medias, etc. "n general prendas que de+en soportar la&ados frecuentes.
)7
%cidos Irupo =
Forra, tops/, 'ilados
Cromata+les
Fuena igualación. Fao 05. Faa afinidad del anión colorante e utilian ácidos sulf4ricos o fórmico
%cidos Irupo 2
6super+atán/;
No sulfonados 5onosulfonados 3isulfonados
6+aa solu+ilidad; 6+uena solu+ilidad; 6muy +uena solu+ilidad;
Fásicos
Hilado en madea
eacti&os
Hilado en madea
),*7,*
=,?7),?
6con picoteo/;
Fuena
egular
Faa
5uy +uena
NTA; En !ene"al lo& catlo!o& %e lo& $"oa ino":ación $"ctica.
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TABLA *.1? LA TINTURA DE LANA SE'@N LA RESENTAIN DEL 8ATERIAL FR8A DE RESENTAIN
BRRA
REUERI8IENTS 8/S I8RTANTES DE LA TINTURA
LRANTES RE8ENDADS
BUENAS SLIDEES 6@8EDAS $ la tintura de+e soportar los procesos siguientes 6p.e. el car+oniado;. La K cidos del grupo y = i!#alación, en cam+io, no es 6colorantes +atán; importante$ en el proceso de 'ilatura K Cromata+les 6istema Cardado; al meclar el K 0remetaliados 1$2 material, se compensan las desigualdades de color .
8E6A EINADA 2T3(
imilares a tintura en +orra. ólidos a los procesos de terminación$ +atanado ácido o alcalino, decatiado, potting/, etc.
K cidos del grupo y = 6colorantes +atán; K 0remetaliados 1$2 K Cromata+les
6ILAD EN 8ADEA
SLIDEES 6@8EDAS 8/XI8AS $ en general el 'ilado en madea se utilia en prendas de punto con com+inaciones de 'ilado de colores oscuros y claros. BUENA I'UALAIN
K cidos grupos 2, y = K Cromata+les K 0remetaliados 1$2 K eacti&os
6ILAD EN BBINAS
SLIDEES 6@8EDAS similares a tintura de 'ilado en madea. I'UALAIN 8/XI8A
K cidos y = K 0remetaliados 1$2 K Cromata+les
TELA
8/XI8A I'UALAIN. olideces K %cidos del grupo 1 y 2 '4medas de acuerdo al uso final. K 0remetaliados 1$1
RENDAS
8/XI8A I'UALAIN. olideces K %cidos del grupo 1 y 2 '4medas de acuerdo al uso final. K 0remetaliados 1$2 K 0remetaliados 1$2
EUIS RE8ENDADS
%D
%D
%5%J! y otros
%D
F%C%, MJII"/, %D
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TABLA *.1C AL'UNAS DE LAS TRIR8AS 8/S USADAS ARA LANA 'RU DE LRANTES
A8ARILL
8A'ENTA (“Koo”) IAN (“2Bul”)
$6
Color Mnde
Color Mnde
Color Mnde
recomendado
%cidos 1a %cidos 1+ %cidos 2 %cidos 0remetaliados 1$1 0remetaliados1$2
1 =P )1 12 PP 22*
=2 118 2=P 18 ó 18) 1
2 =? =* ó =1 82 ó 12? ?= 1?8 2*
2,? O *,1 ,? O *,1 =, O *,1 ),? O *,1 2,* O *,1 =,8 O *,1
TABLA *.1 LRANTES ARA LANA 'RU DE LRANTES
SELEINES 8/S USADAS
%cidos Irupo ll
2*L =9-, 2K 33@
%cidos Irupo lll
2 =96, 2K ===, 2K 9$&, 2K -$, 2G $, 2*L %, 2*L =-
5ordenta+les
28*K =-, 28*K 33, 28*L =3 28*L &, 28*N =6, 28*N =, 28*N , 28*N &, 28*N ==
"remetaliBados =O=
2 &&, 2K =3, 2K =@, 2*L =-, 2*N -9
"remetaliBados =O9 Disulfonados
2 99% P 939 P 93-, 2K 3=- P 3-& P $=$, 2*N =69 P 946P 99%, 2*L =&3 P 9$ P 3=6 2*K 99 P 93 P 3--
eacti&os
K 3&, KK @- P@@ P =3@, K*L -%
90
C%
%NJQN C!L!%N<"
LRANTE AID DE BUENA I'UALAIN N%%NM% JJ, Color Jnde( Narana %cido , e&o :olec#la" 1G H(
LRANTE AID DE ALTA AFINIDAD 2BATAN3( %marillo Fatán , Color Jnde( %marillo %cido ), e&o :olec#la" 4G H( "structura más complea y con mayor peso molecular que la anterior (*) #e ha optado por la representacin antigua o cl+sica del n7cleo bencnico
Roo Aci%o .I. 1*0
A)#l Aci%o .I. 1?*
El colorante Roo Aci%o .I. 1*0 es elctricamente neutro, pues el 7nico grupo sulfnico presente forma una sal interna con el +tomo de Cr cargado electropositivamente. En cambio, el colorante A)#l Aci%o .I. 1?* es un “anin colorante” debido a la presencia de dos grupos sulfnicos. En caso de no haber grupos sulfnicos tendramos un “catin colorante”. La ma!ora de los colorantes premetaliBados =O=O poseen un solo grupo sulfnico, un reducido n7mero posee dos grupos sulfnicos ! unos pocos, carecen de grupos sulfnicos.
a(
b(
Colorantes premetaliados 1$2$ Ba: sim#trico con grupos solu+iliantes no iónicos, Bb: asim#trico con un solo grupo sulfónico solu+iliante.
