PROCESOS PRE TRATAMIENTO ó PREVIOS DE F. CELULOSICAS Y F. ARTIFICIALES
Importancia Proceso Previo “El 50% del éxito de un teñido correcto lo garantiza un buen Proceso Previo”. “La hidrofilidad y limpieza conseguida en el proceso previo permitirá que el agua, medio de transporte del colorante, ingrese a la fibra uniformemente”
Factores que influyen Relación de baño Carga a Maquina
Curva (Temp., tiempo)
Proceso Previo
Fibra
Receta
Agua
Preparación de la tela
1. La Fibra 1.1 Fibras Naturales: 1.2 Fibras Químicas
Fibras Textiles
VEGETAL
• NATURAL ANIMAL
• QUIMICA
REGENERADA/ ARTIFICIALES SINTETICA
Extraidas de tallos, hojas, frutos. Extraidas de pelos, o secreciones.
Producidas a partir de materia Prima Natural Producidas a partir de Productos Quimicos
Fibras Naturales: Vegetales
Algodón (fruto)
Lino (tallo)
Yute (tallo)
Cáñamo (tallo)
Ramio (tallo)
Fibras Naturales: Animales De pelos: Lana (Cordero)
Mohair (Cabra)
Cachemira (Cabra)
Alpaca (Alpaca)
Angora (Conejo) De Secreciones: Seda (gusano de seda)
Fibras Químicas: Artificiales Celulosa regenerada:
Viscosa
Cupro
Modal
Tencel o Lyocell
Fibras Químicas: Sintéticas
Poliéster
Poliamida (Nylon)
Acrílico
Poliolefinas (Polipropileno)
2. El Algodón 2.1 Características 2.2 Composición
2.3 Tipos de algodón 2.4 Algodón en el Perú 2.4.1 Algodón Tangüis 2.4.2 Algodón Pima
Algodón
Es la fibra mas usada en el mundo y la que consume mayor cantidad de agua. La fibra de algodón crece de la semilla de las plantas de la especie Gossypium Una misma especie cultivada en uno u otro país da plantas totalmente diferentes según el clima y condiciones del terreno.
Nota: Se llama algodón por la palabra árabe ALCOTON
Algodón
Características del Algodón NEGATIVAS:
Tendencia a arrugarse. Tarda tiempo en secarse. Propenso a desarrollar moho (hongos) No abriga mucho.
POSITIVAS: Cómodo al uso.
Transpirable.
Gran poder absorbente.
No acumula electricidad estática.
Resistente.
No se apelmaza ni apolilla.
Composición Química del Algodón Materias No Removibles por Descrude o blanqueo
88.0 – 96.0
Celulosa Materias Removibles
%
%
Remoción durante el Proceso:
Aceites, ceras y grasas
0.4 - 1.0 Descrude
Sales minerales (calcio, magnesio, fierro, etc.)
0.7 - 1.6 Desmineralizado
Proteínas, pectinas y pigmentos
2.3 - 4.1 Blanqueo
Humedad (agua)
6.0 – 8.0 Secado
Ceras Estas son difíciles de eliminar. Están constituidos por ácidos grasos, ésteres y un 40% de ácidos de elevado peso molecular (palmítico, oleico y esteárico), los cuales forman jabones de alto poder detergente con las soluciones alcalinas. Para ser eliminados requieren de altas temperaturas y fuertes concentraciones álcali.
Sales Minerales (calcio, magnesio, fierro etc) Sales cálcicas, magnésicas y algunos compuestos de fierro ó fósforo mezcladas con polvo o tierra. Se eliminan por acción de los secuestrantes.
Proteínas y péctinas Son compuestos que se eliminan por descomposición hidrolítica.
Tipos de Algodón Algodón
% Ceniza (sales minerales)
% Grasa
Americano
0,77
5,22
Brasileño
1,13
4,02
Tangüis – (Ica - Perú)
1,01
4,80
Pima – (Piura - Perú)
1,31
4,21
Algodón: En el Perú
La fibra de algodón fue encontrada en Caral, la ciudad peruana más antigua de América (2627 a.C.).
El principal cultivo en Caral fue el algodón (Gossypium barbadense), el que usaron para elaborar ropa y redes de pesca y para intercambiar por productos de otras regiones.
Algodón: del Perú
TANGUIS
Algodón en el Perú:
Fibra Corta (Hilos con titulos 10/0, 12/1, 20/1, 24/1, 30/1, 40/1)
PIMA
Fibra Larga (Hilos con titulos 40/1, 50/1, 50/2, 60/1, 60/2, 70/1, 70/2, 80/2..)
Algodón Tangüis Variedad de algodón originaria de Perú.
Gran resistencia. Color blanco brillante. Mejor absorción de los colorantes.
Se cultiva en los valles de la costa central y sur (Ascope, Chimbote, Casma, Barranca, Huaura, Lurin, Mala, Cañete, Chincha, Ica, Palpa, Nazca y Acarí).
Algodón Pima Derivada del algodón egipcio fue introducida en el Perú en 1922.
Fibra extra-larga (titulos altos de hilo : 50/1, 60/1, etc.) Alta resistencia Uniforme Alta suavidad
Se produce en los valles de Chira, San Lorenzo, Alto y Bajo Piura.
3. Agua 3.1 Agua Potable 3.2 Agua Blanda 3.3 Controles:Dureza, pH y bicarbonatos
Agua Potable (Agua dura)
Es el agua apta para el consumo humano. Tiene minerales que son favorables para nuestro organismo (por Ej. Calcio, magnesio, etc.) El pH del agua potable debe estar entre 6,5 y 8,5
Agua de Subsuelo
Es el agua de cavidades subterráneas Contiene altas cantidades de sales disueltas. También altas concentracio nes de Bicarbonato de calcio.
Agua blanda
Agua dura con iones calcio, magnesio
Es el agua potable (dura) o agua subterránea que se ABLANDA al pasar por intercambiadores catiónicos llenos de zeolita de sodio para eliminar los iones calcio y magnesio. No forma costras de sarro en las tuberías. Es el agua usada en las Tintorería textiles.
Zeolita de sodio
Agua blanda
Dureza
La DUREZA es una característica química del agua que esta determinada por el contenido de sales de calcio y magnesio. Grandes cantidades de dureza en el agua son indeseables y debe ser removidas y convertida a Agua Blanda para ser usada en la industria de teñido, lavado y acabados textiles.
El agua blanda debe tener idealmente DUREZA cero
Dureza La dureza del agua potable en nuestra ciudad:
ATE VITARTE: CERCADO DE LIMA: CHORRILLOS: SANTA ANITA: LOS OLIVOS:
267 398 799 343 639
ppm ppm ppm ppm ppm
CaCO3 CaCO3 CaCO3 CaCO3 CaCO3
Para calderas, el ideal es de 0 - 0.25 grados alemanes de dureza.
En la tintura: como máximo debemos tener 3 grados alemanes (53.4 ppm CaCO3)
Nota: 1 grado alemán = 17.8 ppm CaCO3
Reporte de Análisis diario de bicarbonato de sodio en una planta Textil (Junio 2011)
Reporte de Análisis diario de DUREZA del agua blanda planta textil (Junio 2011)
4. Relación de baño 4.1 Definición 4.2 Calculo
Relación de Baño - Definición Relación del Material Textil y el Volumen Total del Baño.
Ejemplo Relación de Baño Corta: RB 1/8 1 Kilo de Textil en 8 litros de baño. 100 Kilos de Textil en 800 litros de baño.
1/8 =
Ejemplo Relación de Baño Larga: RB 1/16
1 Kilo de Textil en 16 litros de baño. 1/16 =
100 Kilos de Textil en 1600 litros de baño.
Relación de Baño - Cálculo
5. Preparación de la Partida 5.1 Preparación de cuerda 5.2 Costura 5.3 Revisión
6. Maquina 6.1 Clases de Maquina 6.2 Maquinas usadas
Maquinas Los Tratamientos Previos y la Tintura se realizan en los siguientes tipos de maquina: TIPO DE AGOTAMIENTO
MAQUINA
Caso 1
Textil en movimiento/ Baño parado
BARCA (Sholl)
Caso 2
Textil Parado/ Baño en movimiento
AUTOCLAVE (máquina de hilos: Overmayer, ATYC, Gaston Counting)
Caso 3
Textil en movimiento /Baño en movimiento
OVERFLOW, JET ( Brazzoli saturno, Innoflow, Sclavos, Thies, etc. )
7. Descrude 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5
Efectos del Descrude Productos Químicos y Auxiliares Receta típica Recetas de Descrude Curva de Descrude
DESCRUDE
Descrude, es la eliminación de las impurezas del algodón. Las impurezas son las ceras aceites y grasas; las sales minerales; las proteinas, pectinas etc.
Efectos del Descrude
Elimina aceites de tejeduría.
Elimina aceites y grasas naturales del algodón.
Se pierde peso (aprox. 5-6%)
Da hidrofilidad al algodón que permitirá que el agua, medio de transporte del colorante a la fibra ingrese uniformemente.
Con el descrude solo una pequeña parte de los pigmentos naturales del algodón se eliminan.
Efectos del Descrude Durante el descrude la fibra de algodón se hincha. Este hinchamiento facilita el transporte de impurezas desde el interior de la fibra hacia el exterior.
Productos Químicos: Descrude
Álcalis: Carbonato de sodio o Hidróxido de sodio (Soda Cáustica). Saponifica los ácidos grasos libres y/o esteres para formar jabón Disuelve e hidroliza las proteínas y pectinas Provoca la reducción en la adhesión de las ceras a la superficie de la fibra.
Productos Químicos: Descrude
Ácidos: Acido Acético se usa para neutralizar el descrude.
Productos Auxiliares: Descrude
Humectante y Detergente Permite humectar y limpiar la fibra y mantener los sólidos suspendidos para prevenir la redeposición en la superficie del textil. Secuestrante y dispersante Secuestra los iones calcio y magnesio (dureza del algodón) Antiquiebre Ayuda a evitar las quebraduras de las telas Antiespumante Evita la formación de espuma
Receta típica de Descrude Detergente/Humectante: Soda Cáustica 100%: Secuestrante/dispersante: Antiquiebre:
1.0 g/l 2.0 g/l 0.5 g/l 1.0 g/l
Proceso: Agotamiento Relación de baño : 1/10 pH = 11-12 Temperatura: Ebullición Tiempo: 1 hora Enjuagar Neutralizar con Acido acético: 1.0 g/l
PRETRATAMIENTO PARA LA TINTURA DE ALGODÓN Y SUS MEZCLAS (DESCRUDE, BLANQUEO) El pretratamiento del algodón (descrude , blanqueo) tiene como objetivo, eliminar de manera uniforme una cantidad suficiente de impurezas para dejar al sustrato “listo para teñir” con el fin de obtener el máximo rendimiento de la formulación y de las máquinas empleadas en el proceso. En estas condiciones: Dureza total 20 ppm (algodón , si es necesario , desmineralizar) Residual Peróxido 0 (Con enzimas CATALASA) Ph interno 5.0 6.5 (Evitar arrastre de alcalinidad) Hidrofilidad excelente y uniforme ( 2 sg Test de goteo Tegewa, test de goteo sustrato wicking test ) Capilaridad excelente ( Test de capilaridad) Surfactantes no iónicos 0 (solubilidad en turquesas y azules) Formulación y Procesos adecuado (evitar oxicelulosa y la hidrocelulosa) Procedimientos Clásicos : Descrude alcalino / Blanqueo
Procedimiento con Enzimas
:
Procedimiento en medio ácido :
Biodescrude Descrude
(ligeramente alcalino)
ácido
BIODESCRUDE CON ENZIMAS BIODESCRUDE CON ENZIMAS: LA PECTINASA Reemplaza el descrude alcalino con soda caústica. El proceso consiste en reemplazar la soda caústica por la Pectinasa alcalina a ciertas condiciones de proceso. La Pectinasa degrada a la molécula de pectina y remueve ceras e impurezas de algodón. La enzima hidroliza la pectina en pectatos de calcio y estos son removidos por un secuestrante en pectatos de sodio más solubles. Con el Biodescrude con enzima: Buena hidrofilidad (drop test 2 sg) La preparación del material es más uniforme con enzima, la igualación es algo superior, que en el descrude alcalino. Mejor estructura superficial del algodón Valor agregado al producto (tonos vivos e igualados) Pérdida de peso de material es de 1.5% comparado con 3-8% del descrude alcalino. Menor carga de efluentes al medio ambiente (TDS , BOD, COD) Resistencia del material 95-100 con respecto 90 -95 del descrude alcalino.
BIODESCRUDE CON ENZIMA
8. Blanqueo 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5
Efectos del Blanqueo Productos Químicos y Auxiliares Receta típica Recetas de Blanqueo Curva de Blanqueo
Blanqueo
Blanqueo Proceso por el cual se elimina la coloración natural de la fibra. Puede ser blanqueo químico usando reactivos como peróxido de hidrógeno, hipoclorito de sodio, clorito de sodio para las fibras de algodón.
Existe también el blanqueo óptico que es una clase especial de colorante que tiene la propiedad de absorber la luz ultravioleta y emitirla como luz visible de una longitud de onda determinada y que en muchos casos corresponde a la banda espectral del azul, con el consiguiente incremento de la sensación de blanco.
Efectos del Blanqueo
No solo es el proceso de remoción de las impurezas que presentan los textiles, es además el proceso de decoloración oxidativa de los pigmentos naturales y las cascarillas de las semillas. Es importante alcanzar un grado de limpieza en la fibra y un grado de blanco también sobretodo colores claros, medio e intensos brillantes.
Efectos del Blanqueo
Da hidrofilidad al algodón que permitirá que el agua, medio de transporte del colorante a la fibra ingrese uniformemente. Elimina aceites de tejeduría, aceites y grasas naturales del algodón. Se pierde peso (5-6%)
Algodón - Composición La composición del algodón varía de acuerdo a la variedad de algodón a la calidad del terreno en el que se cultivó y al clima. Componente Celulosa Sales minerales Proteínas Pectinas Ceras y Grasas Pigmentos
% Total en la fibra
% en pared primaria
88 - 96 0,7 - 1,6 1,1 - 1,9 0,7 - 1,2 0,4 - 1,0 0,5 - 1,0
52 3 12 12 7 14
Productos Químicos: Blanqueo
Álcalis: Carbonato de sodio o Hidróxido de sodio (Soda Cáustica). Saponifica los ácidos grasos libres y/o esteres para formar jabón. Disuelve e hidroliza las proteínas y pectinas Mantiene el PH alcalino, evitando la redeposición de las impurezas (ceras etc.) a la superficie de la fibra.
Productos Químicos: Blanqueo
Oxidante: Peroxido de hidrógeno (Agua Oxigenada), para blanquear. En presencia de álcalis la velocidad de descomposición se acelera y se activa la solución de blanqueo
:
H2O2 + -OH H2O+ HOO
Ácidos: Acido Acético, para neutralizar
Productos Auxiliares: Blanqueo
Humectante y Detergente Permite humectar y limpiar la fibra y mantener los sólidos suspendidos para prevenir la redeposición en la superficie del textil. Secuestrante y dispersante En la fibra algodón viene con iones alcalinoterreos (calcio, magnesio) hierro cobre y manganeso, que pueden interferir en el proceso, formando precipitados insolubles que disminuyen la hidrofilidad. Secuestra los iones calcio, magnesio y otros (dureza del algodón) Antiquiebre Ayuda a evitar las quebraduras de las telas
Productos Auxiliares: Blanqueo
Estabilizador de Peroxido Retarda la descomposición ión perhydroxy o peroxilo en el baño
Enzima Catalasa Elimina el peróxido, catalizando el rompimiento del peróxido de hidrógeno y lo convierten en agua, la cual es amigable ecológicamente.
Receta Típica de Blanqueo Detergente/Humectante: 1.0 g/l Soda Cáustica 100%: 2.0 g/l Peroxido de hidrógeno al 50%: 3.0 g/l Estabilizador de Peróxido: 0.6 g/l Secuestrante/dispersante: 0.5 g/l Antiquiebre: 1.0 g/l Proceso: Agotamiento Relación de baño : 1/10 Temperatura: 98° C pH = 12 Tiempo: 1 hora Enjuagar, Neutralizar con Acido acético y Eliminar Residuos de Peroxido.
9. Antipilling 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5
Efectos del Antipilling Productos Químicos y auxiliares Receta típica Recetas de Antipilling Curva de Antipilling
Efectos del Antipilling
Llamado también Biopulido, es un proceso por el cual se produce la degradación de la celulosa en glucosa
Mejora notablemente el aspecto físico de la tela, al eliminarse las fibras superficiales que con el uso y formaran los pilling o “bolitas” de la superficie de esta.
Baja el grado de fibra muerta del algodón
Efectos del Antipilling
Perdida de peso: en promedio de 2-4% Baja en la Resistencia al estallido de los tejidos. Baja en la densidad (g/m2) del tejido.
Productos: Antipilling
Celulasa Son enzimas que NO son seres vivos como microbios y bacterias, son proteínas naturales Catalizan reacciones orgánicas
Al ser catalizadores no se consumen durante la reacción en la que participan.
Productos: Antipilling Las enzimas al ser proteínas requieren de condiciones correctas de almacenamiento. Se pueden desnaturalizar y pierde su actividad. La luz del sol directa sobre los envases que contienen enzimas pueden afectarlas.
Los envases abiertos deben ser consumidos rápidamente. No mezclar con ácidos, álcalis y otras sustancias químicas.
Receta Típica de Antipilling 0.2 - 2.0% Enzima Celulasa 1.0 - 2.0 g/l Buffer y/o ácido Acético pH 4.5 – 5.0 De acuerdo a la enzima celulasa
Temperatura: 55-60º C De acuerdo a la enzima celulasa
Tiempo: 30-60-90 minutos Depende del titulo del algodón y su origen
Acción mecánica De acuerdo a la maquina empleada.
ACTIVIDAD vs pH
ACTIVIDAD
100 80 60 40 20 0 3.5
4.5
5.5 pH
6.5
7.5
ACTIVIDAD vs TEMPERATURA
ACTIVIDAD
100 80 60 40 20 0 30
40
50 TEMPERATURA
60
70
Receta Típica de Antipilling
10. Desmineralizado 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5
Efectos del desmineralizado Productos Químicos y Auxiliares Receta típica Recetas de Desmineralizado Curva de Desmineralizado
Efectos del Desmineralizado
Elimina los metales de la fibra de algodón con alto contenido de minerales.
Hace posible lograr blancos mas blancos.
Evita los huecos que causa el fierro.
No daña la fibra.
Se eliminan mejor las grasas a la temperatura de 50-60° C.
Impurezas del Algodón – Metales ferrosos La presencia de metales ferrosos en el algodón se debe al clima, terreno, condiciones de cultivo y métodos modernos de cosecha. Algodón de: Brasil Perú USA (Texas) Rusia Egipto
Calcio mg/Kg. 845 700 810 1888 640
Magnesio Fierro Cobre mg/Kg. mg/Kg. mg/Kg. 555 46 6 440 13 1 365 1065 452
75 187 11
1 3 1
Manganeso mg/Kg. 1 1 1 36 1
Reacción catalítica del Fierro y H2O2 Los iones metálicos actúan como catalizadores de la descomposición del H2O2 Estas reacciones de Oxidación/ reducción producen radicales que atacan a la celulosa y desprende oxigeno disminuyendo la capacidad de blanquear. El ataque en la celulosa en la zona donde se encuentra el ion ferroso es muy intenso y provoca pequeños agujeros.
Productos: Desmineralizado
Secuestrante (acido fosfónico)
Detergente
Receta Típica de Desmineralizado
Desmineralizador, secuestrante (acido fosfónico) 1,0 – 3,0 g/l Detergente/Humectante Temperatura: 50-60 °C tiempo: 30 min. pH: ácido
1,0 g/l
Desmineralizado TABLA Nº 5
DESMINERALIZADO (1) T = 50 ºC, t = 20 min.
Descripción TABLA de Nº 5 Productos (g/l) Uso Descripción de Humectante Hostapal MRN Productos (g/l) Uso
DESMINERALIZADO (1)
Alg. Pima
T = 50 ºC, t = 20 min.
Alg. Pima
0.5 3.0
Humectante Medio ácido
Hostapal MRN Sirrix 2UD
0.5
Medio ácido Detergente/ Detergente/ Humectante
Sirrix 2UD
3.0
Humectante
Kieralon MFB Kieralon MFB
0.5
0.5
1 o (se harásedesmineralizado casos laboratorio decida que lo por requiera ) Sólo hará desmineralizadoen enalgunos algunos casos en en que que laboratorio decida que lo requieran, el alto contenido de fierro enalgodón el algodón(según (según procedencia). enido de fierro en el procedencia).
11. Desulfurización 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5
Efectos de la desulfurización Productos Químicos y Auxiliares Receta típica Recetas de Desulfurización Curva de Desulfurización
Efectos de la Desulfurización
Elimina el residual de azufre de las fibras regeneradas de celulosa (Viscosa, Modal, Cupro, etc.). Evita el degrade del teñido que se ocasiona por la emisión de azufre a la salida de la rama.
Permite mejorar la repetibilidad lote a lote
No daña la fibra.
Viscosa
POSITIVAS : Gran poder absorbente.
NEGATIVAS:
Comodidad de uso y transpirable.
No acumula electricidad estática. Resistencia a polilla y mohos. Tacto frío confortable
Tendencia a arrugarse.
Muy sensible al agua y a soluciones alcalinas, pierde resistencia. Baja resistencia a la rotura que disminuye en húmedo. Si se quiere prolongar su duración mejor lavar en seco (tintorería). Facilidad de formación de pilling
Receta Típica de Desulfurización
Detergente Agua oxigenada Carbonato de sodio Secuestrante (acido fosfónico) Temperatura: 80 - 90 °C tiempo: 30 – 20 min. pH: 10-11
1,0 g/l 3,0 g/l 3,0 g/l 1,0 g/l
Resumen 1. Los procesos previos químicos tienen por objetivo limpiar de impurezas a la fibra. 2. Las recetas varían de acuerdo al origen y tipo de fibra. 3. El algodón es una fibra difícil de limpiar: Ceras, grasas, casacarilla de semillas, pigmentos naturales, aceites de tejeduría, parafinas, sales minerales, etc.
4.Las fibras artificiales (regeneradas de celulosa) requieren la eliminación del azufre que llevan. 5. “El 50% del éxito de un teñido correcto lo garantiza un buen Proceso Previo”. “La hidrofilidad y limpieza conseguida en el proceso previo permitirá que el agua, medio de transporte del colorante, ingrese a la fibra uniformemente”
