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“TINTURA DE FIBRAS CELULÓSICAS CON
COLORANTES REACTIVOS”
Área Técnica Textil
Ingº Fredy Molina Rodríguez
C.I.P. 57727
Arequipa, Febrero del 2011
Fibras Textiles
FIBRAS TEXTILES:
Llamamos fibra textil a cualquier materia o producto que puede ser transformado
en un sustrato textil ya sea en un hilo, o en un tejido.
• NATURALES:
Cuando son encontradas en el naturaleza.
• QUÍMICAS:
Cuando son producidas por el hombre.
La fibra de algodón es un “pelo” de semilla
formado por el alargamiento de una sola
célula epidérmica de la semilla del
algodonero, planta que pertenece a las
malváceas y del género Gossipium.
¿Qué es el ALGODÓN?:
Algodón
Los primeros tejidos de algodón
que se tiene conocimiento son de
3000 años A.C. en Asia.
También fueron encontrados
tejidos de algodón en América del
Norte y del Sur que datan del siglo
XVII.
• Copo => 36.0 %
¿De qué esta compuesto el ALGODÓN?:
• Pepa => 58.0 %
• Impurezas => 6.0 %
Algodón
Composición Química del Algodón:
• Celulosa => 94.0 %
• Proteínas => 2.2 %
• Ceras, Ácidos y Azúcares => 1.7 %
• Cenizas => 1.2 %
• No determinados => 0.9 %
• Nitrógeno, Hierro, Potasio, Calcio,
Magnesio Azufre.
• Manganeso, Cobre, Zinc, Molibdeno.
Macro y Micro nutrientes que contiene:
Corte transversal de la fibra:
1. Capa de Cera
2. Cutícula
3. Pared Primaria
4. Pared Secundaria
5. Lumen
6. Residuos Protoplasmáticos
Fibra de Algodón
¿ Cómo es la Fibra de Algodón?:
• Pared Primaria
• Pared Secundaria
• Lumen
Corte Longitudinal Corte Transversal
Fibra Celulósica
C
O
OH
H
HO
H
H
O
H
CH2OH
H
C
O
OH
H
HO
H
H
O
H
CH2OH
H
CH2OHH
O
OH
HO
H
H
H
O
H
C
10,3 Å
FIBRA DE ALGODÓN:
Las uniones no son exactamente paralelas al eje de la fibra, pero si conforman un
espiral alrededor de ella, primero en una dirección luego en otra y posteriormente en
otra.
Las fibras están compuestas de largas cadenas de celulosa cristalina que a su vez están
unidas por puentes hidrógeno.
La forma de la fibra no es recta y
cilíndrica, ésta es espiralada.
Fibras Celulósicas
Propiedades de las Fibras:
• Fibra Polar (carga negativa)
• Alta absorción de humedad.
• Moderada resistencia a la tensión y a la abrasión
• Se amarilla cuando es sometida a altas temperaturas.
• Baja resistencia a loa ácidos fuertes
(principalmente cuando están en caliente).
• Buena resistencia a los álcalis, por ejemplo
tenemos “el mercerizado”.
Pueden ser teñidos con COLORANTES:
1. Directos
2. A la Tina
3. Sulfurosos
4. Naftenicos.
5. Reactivos
Tintura
TINTURA:
Es una modificación
físico-química del sustrato
de forma que la luz reflejada
provoque una percepción de color.
• Colorantes:
Son solubles en el medio de aplicación
(agua); en la tintura, éstos son absorbidos y se
difunden al interior de la fibra y se generan
interacciones entre colorante y fibra:
• Pigmentos:
Insolubles en agua, se aplican en la superficie
de la fibra en forma de pastas y se fijan
mediante resinas.
Los productos que generan estas
modificaciones se denominan materiales colorantes, que son compuestos
orgánicos capaces de colorear substratos textiles de forma que el color sea
relativamente resistente (solides) a la luz y a los tratamientos húmedos.
Tintura
COLORANTES REACTIVOS:
Son materiales colorantes que además de ser absorbidos por la fibra son capaces de
formar enlaces covalentes con la celulosa a un pH alcalino y a temperaturas moderas
entre 20 y 100 ºC.
Estructura:
Al no depender la fijación del colorante a la fibra de su peso molecular, es posible
utilizar moléculas de pequeño tamaño con lo cual los colores son de gran brillantez,
mientras que la unión covalente entre el colorante y la fibra asegura la solides al
lavado de las tinturas con ellas realizadas.
La estructura de un colorante reactivo contiene 3 tipos de grupos funcionales:
1. Grupo CROMOFORO: Responsables del color.
2. Grupos SOLUBILIZANTES: Son grupos Sulfónicos responsables de la
solubilidad. Responden también por el grado de migración y sustantividad.
3. Grupos REACTIVOS: Son los que caracterizan a los colorantes reactivos.
Tintura
GRUPOS REACTIVOS:
GRUPO NOMBRE
NOMBRE
COMERCIAL
AÑO DE
APARICIÓN
C
C
C C
N
N
ClCol - NH
Cl
Cl
Tricloropirimidín
icos
Drimaren
(SANDOZ)
1,960
C
C
C
C
C
C
CH2
Col - NH - CO
H
SO2-CH=CH2
H
Vinilsulfónicos Solidazol N 1,967
N
C C
C
C
N
FCol - NH
F
Cl
Monocloro
Diflúor
pirimidínicos
Drimaren R
(SANDOZ)
1,971
Tintura
PROCESOS DE TINTURA:
Los substratos textiles pueden ser teñidos de diferentes maneras, dependiendo del
sustrato y de los equipos disponibles en la industria, podemos clasificarlos en:
1. Proceso Continuo
2. Proceso Semi-continuo.
3. Proceso por AGOTAMIENTO
En estos procesos son utilizados diversos productos químicos además de los
colorantes, los cuales se encuentran en la denominada RECETA:
• Colorantes
• Productos Químicos
• Lubricantes
• Igualantes
• Aceleradores (“carriers”)
• Antimigrantes
• Secuestrantes
• Humectantes
• Dispersantes
• Fijadores
Ácidos
Álcalis
Sales
Oxidantes o Reductores
Tintura
PROCESOS POR AGOTAMIENTO:
Es denominado así porque el colorante es agotado en el baño de tintura, es decir, que
va del baño de tintura hacia la fibra textil consecuentemente este colorante que se
encuentra diluido en el baño cada vez va perdiendo concentración que es ganada por la
fibra.
• Maquinaria:
La máquina de tintura por agotamiento puede presentar las características que siguen:
• Sustrato en movimiento / baño estático.
• Sustrato estático / baño en movimiento.
• Sustrato en movimiento / baño en movimiento.
Tintura
Del buen control de todos estos parámetros durante todo el proceso
de tintura, se garantizará el éxito del mismo.
• Curvas de Teñido:
El proceso de tintura debe ser
ejecutado rigurosamente conforme
a las instrucciones del técnico de la
tintorería, las cuales generalmente
viene en forma gráfica
denominadas “Curvas de Teñido”
• Temperatura.
• Tiempo.
• pH.
• Parámetros importantes:
• Electrolito (sales).
• Relación de Baño.
• Adición correcta de productos.
10 10
10 10 10 30 40 15 min.
30 min.
A
B C
Colorantes
•Desaguar
•Lavar
•Jabonar
60ºC
40ºC
PROCESO DE TEÑIDO: Descrude
Es la Eliminación Parcial o Total de aquellas
sustancias que impurifican y hacen a la fibra no
hidrofílica. Dependiendo de su origen, estas
sustancias se pueden dividir en naturales
(minerales, ceras, pigmentos, etc.) y añadidas
(parafinas, aceites minerales, etc):
a) Compuestos Minerales
En su mayoría son sales sódicas, potásicas, cálcicas y magnésicas (muy eventualmente
compuestos de fósforo y hierro), mezcladas con pequeñas cantidades de polvo y tierra.
Éstas se eliminan por disolución en agua.
b) Compuestos Nitrogenados
Los materiales nitrogenados proceden del protoplasma de la célula del algodón (cada
fibra es una célula). La composición química aproximada de estas materias nitrogenadas
es la siguiente:
• Proteínas
• Aminoácidos
• Complejos nitrogenados asociados con materia colorante
PROCESO DE TEÑIDO: Descrude
Por maceración en agua se elimina entre el 8 al 30%; pero que con tratamientos
alcalinos se logra sustraer de la fibra entre un 80 a 90% de su totalidad bien por
disolución o descomposición hidrolítica, según:
PROTEÍNAS PROTEASA PEPTONA POLIPÉPTIDO
PÉPTIDO (mas solubles) AMINOÁCIDOS (soluble)
El elevado contenido de Nitrógeno en los artículos acabados favorece el desarrollo de
bacteria y mohos.
c) Materias Pécticas
Son polisacáridos y sales de ácidos complejos que parecen haber sido formados por
oxidación de los carbohidratos. Las mas importantes son la pectosa (C6H10O5)n y la
pectina (C32H40O28). La pectosa por acción de fermentos y NaOH pasa a pectina la que
es soluble en agua caliente y en soluciones alcalinas. Éstas soluciones alcalinas originan
las siguientes transformaciones:
Pectina Ácido Péctico (C6H22O16) Ácido Metapéctico (soluble)
Prácticamente, todas las sustancias pécticas se eliminan de la fibra por ebullición
alcalina.
PROCESO DE TEÑIDO: Descrude
d) Ceras
El algodón que se encuentra recubierto de ceras no se deja mojar fácilmente, por tanto
las materias colorantes que emplean como medio de transporte el acuoso, no pueden
penetrar fácil y uniformemente a través de los hilos y tejidos lo cual trae como consecuencia
una distribución lenta y desigual de las mismas.
Estas ceras están conformadas fundamentalmente de ácidos grasos libres, ésteres y
alcoholes de elevado peso molecular.
Los ácidos presentes son el palmítico, oleico y esteárico que constituyen del 15 al 20%
de las ceras y que al estar en contacto con soluciones alcalinas forman jabones de alto
poder detergente y emulsionante.
Los ésteres que se encuentran en las ceras forman dos categorías: la primera que son
fácilmente hidrolizables (1) en soluciones alcalinas y los difícilmente hidrolizables (2),
que son las ceras propiamente dichas y requerirán temperaturas elevadas y fuertes
concentraciones alcalinas para su hidrolización; las ecuaciones son:
(C17H35COO)3C3H5 3 NaOH 3 C17H35COONa C3H5(OH)3+ +(1)
PROCESO DE TEÑIDO: Descrude
d) "Motas" y residuos pigmentarios.
Las "motas" son residuos de semillas y hojas que no fueron eliminadas en el cardado y
aparecen en la superficie de los hilados y tejidos, se eliminan con un buen lavado. Los
residuos pigmentarios se eliminan junto con las materias orgánicas; sin embargo, las
remanentes requieren ser destruidos por agentes oxidantes.
C15H31C NaOH C15H31C C16H33OH+ +(2)
OC16H33
O
ONa
O
El alcohol de bajo peso molecular formado en la reacción (1) es soluble en agua y el
formado en la segunda reacción es insoluble y se elimina por emulsificación.
Los alcoholes que están presentes en la cera del algodón y que constituyen su 40% son del
tipo CnH2n+1OH ; el Gossypyl: C30H64OH y Montanyl: C28H57OH son pesados é insolubles
en agua, por lo que se eliminan por emulsificación con facilidad.
PROCESO DE TEÑIDO: Descrude
Curva de Descrude y Neutralizado:
0
45‘
10‘
CH3COOH
Descrude Neutralizado
10 30 40 5020 60 70 90 100 11080 120 130
30
60
50
40
70
100
90
80
140 150 160 170 180 190 200
10‘
20
Jabón + Antiquiebre
NaOH
TELA
3‘
PROCESO DE TEÑIDO: Descrude
1.- Pérdida de Peso: En función del tipo de algodón y de la rigurosidad con que se efectúe
el proceso, esta pérdida en peso variará de un 4.0 % hasta un 6.5 %.
2.- Pérdida de Longitud: Es menor del 1.5 %, la estructura del tejido tiene una notable
influencia en esta contracción.
3.- Aumento de la Resistencia: Es función del encogimiento, generalmente es del orden
del 20 %.
4.- Alteración del Título del Hilado: Es resultado de la pérdida de peso y del
encogimiento; generalmente resulta un aumento del 4.0 % en el número del hilado.
Los efectos producidos por este proceso
en la Fibra son:
PROCESO DE TEÑIDO: Humectación
El objetivo de este proceso es garantizar la hidrofilidad de la fibra, su
hinchamiento miscelar y una accesibilidad que permita el ingreso uniforme del
colorante a la fibra con la finalidad de que el color permanezca por un buen tiempo sin
que el desgaste del tejido afecte su tonalidad. En esta etapa se realizan los siguientes
pasos:
1) Se llena la tina con agua blanda ya que de lo contrario
durante la fijación en medio alcalino, las sales alcalinotérreas
contenidas en el agua dura pueden formar precipitados que
se depositarían sobre el tejido; en el caso de solo tener agua
dura, se agrega un secuestrante que formará complejos con los
iones Ca y Mg sin atacar los metales de los colorantes reactivos
de complejo metálico por tanto los colorantes no se verán
afectados en su matiz ni en sus solideces.
2) Se adiciona el humectante que se encargará de romper la tensión superficial
entre la tela y el agua.
“La fuerzas de atracción ejercidas por las moléculas de un líquido, unas sobre otras,
son considerablemente grandes. Una molécula en el interior de un líquido sufre
atracciones iguales en todos los sentidos y teniendo así una fuerza resultante nula.”
PROCESO DE TEÑIDO: Humectación
Las moléculas que están en la superficie del líquido o en su interfase, debido a las
fuerzas no balanceada que están debajo de estas, sufre una atracción resultante hacia el
interior del líquido. La fuerza resultante da origen a la TENSIÓN SUPERFICIAL.
Debido a la Tensión Superficial, los líquidos se comportan como si tuvieran una superficie,
revestida por una membrana invisible que origina una resistencia a la penetración.
Los Humectantes (Agentes Tensoactivos o Surfactantes) tiene sus moléculas
constituidas por:
Grupo Lipófilo: Grupo químico soluble en aceite y
que generalmente esta constituido por cadenas mas o
menos largas de hidrocarburos o estructuras
derivadas.
Grupo Hidrófilo: Grupo soluble en agua y que esta
constituido por grupos funcionales de carácter
iónico.
La solubilidad en agua de un humectante (tensoactivo) disminuye con el aumento de la
cadena lipófila.
L
H
PROCESO DE TEÑIDO: Humectación
En general, los TENSOACTIVOS son clasificados en función de sus valores HLB
(Hidrofílic-Lipofílic Balance) dentro de una escala de 0 a 20, en donde 0 representa un
surfactante totalmente lipofílico y 20 a uno hidrofílico. Los valores menores de 10
representan sustancias con mayor solubilidad en aceite y los mayores de 10 tendrán una
mayor solubilidad en agua.
3 - 6 Emulsionantes agua en aceite (A/O)
7 - 8 Humectantes
9 - 18 Emulsionantes aceite en agua (O/A)
11 - 15 Detergentes
16 - 18 Solventes (solubilizantes)
Valor HLB Aplicación
L
H
L
H
H
L Aceite
Agua
H
L
Aceite
Agua
HLB bajo HLB bajo
-SO3Na
-COOK
-COONa
-COOH
-OH
-O-
-NH2
=NH
N
N+
-(CH2)x-
-CH3
=CH2
PROCESO DE TEÑIDO: Humectación
También se añade un dispersante lo que mejorará la distribución del colorante y
garantizará un aumento uniforme del pH durante la dosificación del álcali.
Estos aditivos se añaden juntos, y se deja a la tela girar por unos 10 minutos en la
solución preparada, el pH es 6.5 a 7.
También se adiciona un antiquiebre, ya que durante el tratamiento del tejido se forman
pliegues, arrugas y zonas de abrasión (debido a la velocidad del tratamiento). La
adición del producto deslizante brinda mayor flexibilidad a la tela y reduce el roce
fibra/fibra y fibra/máquina.
La formación de espuma, como ya lo mencionamos, es
un inconveniente para el teñido esto generalmente se
debe a las características del aparato de teñido (el
transporte rápido de materia produce turbulencia) y
detergentes residuales del proceso de descrude.
PROCESO DE TEÑIDO: Color
Paralelamente a este proceso se viene efectuado lo que se denomina como “proceso
de color” que abarca desde la preparación de la solución colorante; esta se prepara
en base a la receta de teñido que es donde se especifica las cantidades exactas de los
colorantes a emplear para obtener un color determinado (Kg. colorante / Kg. tela).
En esta fase el colorante reactivo no sufre ninguna descomposición produciéndose
sólo la difusión hacia el interior de la fibra donde se absorbe sobre las cadenas
celulósicas a través de fuerzas de tipo secundario. Una pequeña parte del colorante
se encuentra en el agua contenida en el interior de la fibra (baño intermicelar) y el
resto permanece en la solución externa.
Cl
Col
ClColClCol
Colorante
de la
Solución Externa
Colorante
en el
Baño Intermicelar
Colorante Absorbido
en las Moléculas
de la Celulosa
Fibra Celulósica
Solución
Externa
FasedeTinturaNEUTRA:
ABSORCIÓN
PROCESO DE TEÑIDO: Color
En el Proceso de Absorción influyen:
La causa de que estos colorantes reactivos tengan baja afinidad es que siempre se
origina cierta hidrólisis del colorante en la tintura; al final de la misma siempre existe
una parte mayor o menor de colorante hidrolizado sobre la fibra.
La Naturaleza del Colorante: Si partimos de que la Base del Agotamiento del
colorante es función directa de su afinidad es curioso ver que el mas sustantivo
de los colorantes reactivos no supera en afinidad al de menor afinidad de los
colorantes directos.
Si el colorante tiene baja afinidad y la cantidad de su forma hidrolizada que queda
sobre la fibra es pequeña, por estar su equilibrio mas desplazado hacia la fase acuosa, su
extracción será mas fácil en un posterior lavado.
La afinidad a su vez es función de la temperatura y al aumentar ésta la afinidad
disminuye; sin embargo, como tienen coeficientes de difusión elevado, es posible teñir a
bajas temperaturas.
Relación de Baño: A medida que la relación de baño aumenta, el porcentaje de
absorción de colorante en la fibra disminuye.
PROCESO DE TEÑIDO: Color
Concentración del Electrolito: Su acción es neutralizar
el potencial electronegativo de la fibra, de tal
manera que al adicionar el electrolito el Colorante sube a
la Fibra.
La cantidad esta en función de la concentración de
colorante y de la relación de baño; a mayor intensidad
de tintura se requieren mayores concentraciones de
electrolito, y si disminuye la relación de baño se requiere
menor cantidad de electrolito.
15 45 60 7530 90 105 120
20
20
80
60
40
100
Electrolito Álcali
F
E
S
MI T50
F => Fijación Final
MI => Indice de Migración
(influenciado por la Tº / Difusión)
T50 => Indice de Reactividad
(tiempo para alcanzar el 50% del
Valor Final de Fijación)
S => Sustantividad
E => Agotamiento Final
PROCESO DE TEÑIDO: Color
Fibra: El agotamiento de los colorantes reactivos, para la influencia de la fibra, es
función de los volúmenes internos de la misma; a mayor cantidad de volúmenes
internos, mayor agotamiento.
pH: La etapa de absorción, en los teñidos con
colorantes reactivos, se realiza a un pH neutro
ya que al elevar el pH se produce la reacción
del colorante con la fibra o con el agua y si el
colorante no está aún absorbido en la fibra se
incrementa la hidrólisis de éste.
Temperatura: El incremento de la temperatura
reduce el agotamiento al equilibrio. En los
colorantes reactivos, debido a sus mayores coeficientes de difusión se puede realizar la
tintura en frío, llegándose al equilibrio en tiempos inferiores a una hora. La tintura en
frío no siempre es posible ya que en algunos casos como cuando los tejidos son
muy pesados, con filamentos gruesos o hilados muy retorcidos, se requiere
elevar la temperatura para conseguir la penetración del colorante, aún con los
colorantes mas reactivos.
PROCESO DE TEÑIDO: Tintura
• Por Sustitución: Esto es cuando el grupo reactivo (cromógeno) es portador de uno o
mas átomos de Cloro o Flúor.
Una vez alcanzado el equilibrio a pH neutro se procede a
la adición de álcali para volver la solución alcalina
generando el agotamiento adicional del colorante é
iniciándose la reacción del colorante con la celulosa y
con el agua. En función de la naturaleza del colorante
tenemos que las reacciones que se dan pueden ser:
HCel Cl ColO
+
+ Cel O Col + NaCl
Alcali
Reacción con la Fibra:
H Cl ColHO
+
+ HO Col + NaCl
Alcali
Reacción con el Agua:
Colorante Fijado
Colorante Hidrolizado
PROCESO DE TEÑIDO: Tintura
• Por Adición: Cuando se trata de un Colorante
Vinilsulfónico:
HCel CH2 ColO
+
+ Cel O
Alcali
Reacción con la Fibra:
HHO
+
+ HO
Alcali
Reacción con el Agua:
Colorante Fijado
Colorante Hidrolizado
CH SO2= - CH2 ColSO2--
CH2 ColSO2--
CH2
CH2
CH2 ColCH SO2= -
Tomando como base los colorante Monotriazínicos, tenemos:
PROCESO DE TEÑIDO: Tintura
Cl
Col
ClColClCol
Colorante
de la
Solución Externa
Colorante
en el
Baño Intermicelar
Colorante Absorbido
en las Moléculas
de la Celulosa
Fibra Celulósica
Solución
Externa
FasedeTinturaIntermediaALCALINA:
ABSORCIÓNYREACCIÓN
O
Col
OH
Col
OHColOHCol
PROCESO DE TEÑIDO: Tintura
ClCol + OH ClCol
+OH
VH2O
= K
H2O
ClCol OH
S S
ClCol + ClCol +O
VCel
= K
Cel
ClCol
f f
OCel Cel
OCel
Para encontrar la razón por la cual el Colorante reacciona
preferentemente con la Celulosa que con el Agua tenemos:
K
H2O
ClCol
OH
S
S
: Constante de Velocidad
: Concentración del
Colorante en la Solución
: Concentración de Iones
Hidroxilo en la Solución
K
Cel
ClCol
f
: Constante de Velocidad
: Concentración de
Grupos OH Ionizados
en la Fibra.
: Concentración del
Colorante en la Fibra
f
OCel
PROCESO DE TEÑIDO: Tintura
Dicha Velocidad Relativa depende de tres factores:
• La Relación entre las Constantes de Velocidad:
K
H2O
=
K
Cel
1
VH2O
K
H2O
ClCol OH
S S
VCel
=
K
Cel
ClCol
f f
OCel
* *
Relacionando las ecuaciones anteriores tenemos la Velocidad de Reacción del Colorante
con la Celulosa y con el Agua:
¿Cuáles?
PROCESO DE TEÑIDO: Tintura
• De la Concentración relativa de grupos hidroxilo ionizados en la fibra
y en el baño:
1.0 E-07
1.0 E-06
1.0 E-05
1.0 E-04
1.0 E-03
1.0 E-02
1.0 E-01
1.0 E+00
1.0 E+01
7 8 9 10 11 12 13
0
5
10
15
20
25
30
35
f
OCel
OH
S
OH
S
f
OCel
10
6
3 *
10
5
3 *
10
4
3 *
10
7
1 *
10
6
1 *
10
5
1 *
10
3
3 *
10
2
2.8 *
10
4
1 *
10
3
1 *
10
1
2.2 *
10
2
1 *
10
1
1 *
1.1
30 30 30 30
28
22
11
pH
PROCESO DE TEÑIDO: Tintura
• De la relación entre las concentraciones del colorante en la fibra y en la
Solución:
1
10
100
1000
10000
100000
10 20 30 50 70 90
1
10
100
1000
10000
100000
fOCel
OH
S
30
30 30 30
34
1227
15
% de Agotamiento
30
318
137
58
fClCol
sClCol
450
1020
36810
9540
4110
1740
VH2O
VCel
Ahhhh...
PROCESO DE TEÑIDO: Tintura
Curva de Humectación y Tintura:
0
20‘ 45‘
10 30 40 5020 60 70 90 100 11080 120 130
30
60
50
40
70
100
90
80
140 150 160 170 180 190 200
10‘
20
Humectante
NaOH
10‘
Colorante
30‘
Na2CO3
30‘
NaOH
45‘
PROCESO DE TEÑIDO: Enjuagues
Colorante
de la
Solución Externa
Colorante
en el
Baño Intermicelar
Colorante Absorbido
en las Moléculas
de la Celulosa
Fibra Celulósica
Solución
Externa
FasedeTinturaFinal:
ENJUAGUES
OH
Col
OHColOHCol
OH
Col
+
(A) (B)
(C)
(D)
Esta etapa tiene por objetivo la eliminación de todo el
colorante hidrolizado, que si bien se espera que sea mínimo,
esta en función del rendimiento del proceso y de las curvas
de subida y agotamiento de los mismos.
PROCESO DE TEÑIDO: Enjuagues
Para eliminar el colorante en el estado A, que se encuentra en la solución acuosa,
basta vaciar el baño.
Para eliminar el colorante en el estado B, que se encuentra en la solución
intermiscelar de la fibra, es suficiente el lavado con agua, extrayendo así dicha
solución.
Para eliminar el colorante en el estado C, el cual se encuentra absorbido en la
fibra, es mayor la dificultad para lograrlo debido al equilibrio B <=> C presente, el
cual debemos desplazarlo lo mas a la izquierda posible. El lograr ello depende de:
1. Afinidad del Colorante: En los colorantes reactivos, la afinidad es baja, por lo
tanto el estado C será muy pequeño.
2. Residuos de Electrolitos: La presencia de electrolitos en el agua de lavado da lugar
a un aumento de afinidad entre el colorante y la fibra, lo cual hará mas difícil su
extracción.
3. Temperatura: La extracción del colorante hidrolizado se ve incrementada con el
aumento de la temperatura, desplazando así el equilibrio del estado C hacia el estado
B. Este incremento de temperatura no afecta al colorante que ha reaccionado con la
fibra.
PROCESO DE TEÑIDO: Enjuagues
Curva de Enjuague, Jabonado y Suavizado:
0
15‘
20‘
Enjuague - Jabonado Suavizado
10 30 40 5020 60 70 90 100 11080 120 130
30
60
50
40
70
100
90
80
140 150 160 170 180 190 200
20
CH3COOH
CH3COOH
3‘
Prod. Jabonado
10‘
5‘ 5‘
Suavizante
10‘
Fijador
20‘
15‘
PROCESO DE ACABADOS
HIDROEXTRACTADO:
El objetivo es eliminar el exceso de agua que contiene el tejido de punto
proveniente de la tintura.
Precauciones:
• Fijarse en huecos en el tejido, hechos en las etapas anteriores (ya deben estar
cosidos).
• Fijarse en el orden de los colores, los claros antes
que los oscuros.
• Nunca hacer nudos en los rollos, siempre utilizar
costuras sin resaltes para no dañar los cilindros.
• Destorcer el tejido en la plataforma giratoria y
siempre mantener los balones llenos.
• Mantener las presiones de los cilindros conforme
lo especificado en la ficha técnica.
• Mantenerse lejos de los cilindros cuando la
máquina esta en operación.
PROCESO DE ACABADOS
SECADO:
El objetivo es completar la eliminación de agua presente en el tejido de punto
proveniente de la Hidroextractora.
Precauciones:
• Se debe seguir las indicaciones de la ficha técnica en cuanto a la Temperatura,
Alimentación y Velocidad para cada tipo de tejido.
• No mezclar tejidos de diferentes
densidades en la misma pasada.
• Evitar la formación de dobleces en
la entrada de la secadora.
• No tensionar las telas para evitar
problemas de inestabilidad
dimensional.
• Verificar si el enfriamiento en la salida esta uniforme y adecuado para el tejido.
• Mantener las mallas siempre limpias.
PROCESO DE ACABADOS
PLANCHADO:
Es el acabado final de la tela.
Precauciones:
• Se debe estar atento a las regulaciones de
temperatura, velocidad y alimentación por
cada tipo de tejido.
• Evitar la caída de gotas de condensado del
vapor.
• Fijarse en los dobleces hechos en la entrada del tejido de punto.
• Fijarse en el brillo de los dos lados del tejido de punto.
• El ancho final de la tela debe ser la mas natural posible, para evitar problemas
posteriores de inestabilidad dimensional de la tela post-lavado.
Muchas Gracias…...
Fredy Molina Rodríguez
fmolina@frankyandricky.com
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Teñido de Algodón con Colorantes Reactivos

  • 1. “TINTURA DE FIBRAS CELULÓSICAS CON COLORANTES REACTIVOS” Área Técnica Textil Ingº Fredy Molina Rodríguez C.I.P. 57727 Arequipa, Febrero del 2011
  • 2. Fibras Textiles FIBRAS TEXTILES: Llamamos fibra textil a cualquier materia o producto que puede ser transformado en un sustrato textil ya sea en un hilo, o en un tejido. • NATURALES: Cuando son encontradas en el naturaleza. • QUÍMICAS: Cuando son producidas por el hombre. La fibra de algodón es un “pelo” de semilla formado por el alargamiento de una sola célula epidérmica de la semilla del algodonero, planta que pertenece a las malváceas y del género Gossipium. ¿Qué es el ALGODÓN?:
  • 3. Algodón Los primeros tejidos de algodón que se tiene conocimiento son de 3000 años A.C. en Asia. También fueron encontrados tejidos de algodón en América del Norte y del Sur que datan del siglo XVII. • Copo => 36.0 % ¿De qué esta compuesto el ALGODÓN?: • Pepa => 58.0 % • Impurezas => 6.0 %
  • 4. Algodón Composición Química del Algodón: • Celulosa => 94.0 % • Proteínas => 2.2 % • Ceras, Ácidos y Azúcares => 1.7 % • Cenizas => 1.2 % • No determinados => 0.9 % • Nitrógeno, Hierro, Potasio, Calcio, Magnesio Azufre. • Manganeso, Cobre, Zinc, Molibdeno. Macro y Micro nutrientes que contiene: Corte transversal de la fibra: 1. Capa de Cera 2. Cutícula 3. Pared Primaria 4. Pared Secundaria 5. Lumen 6. Residuos Protoplasmáticos
  • 5. Fibra de Algodón ¿ Cómo es la Fibra de Algodón?: • Pared Primaria • Pared Secundaria • Lumen Corte Longitudinal Corte Transversal
  • 6. Fibra Celulósica C O OH H HO H H O H CH2OH H C O OH H HO H H O H CH2OH H CH2OHH O OH HO H H H O H C 10,3 Å FIBRA DE ALGODÓN: Las uniones no son exactamente paralelas al eje de la fibra, pero si conforman un espiral alrededor de ella, primero en una dirección luego en otra y posteriormente en otra. Las fibras están compuestas de largas cadenas de celulosa cristalina que a su vez están unidas por puentes hidrógeno. La forma de la fibra no es recta y cilíndrica, ésta es espiralada.
  • 7. Fibras Celulósicas Propiedades de las Fibras: • Fibra Polar (carga negativa) • Alta absorción de humedad. • Moderada resistencia a la tensión y a la abrasión • Se amarilla cuando es sometida a altas temperaturas. • Baja resistencia a loa ácidos fuertes (principalmente cuando están en caliente). • Buena resistencia a los álcalis, por ejemplo tenemos “el mercerizado”. Pueden ser teñidos con COLORANTES: 1. Directos 2. A la Tina 3. Sulfurosos 4. Naftenicos. 5. Reactivos
  • 8. Tintura TINTURA: Es una modificación físico-química del sustrato de forma que la luz reflejada provoque una percepción de color. • Colorantes: Son solubles en el medio de aplicación (agua); en la tintura, éstos son absorbidos y se difunden al interior de la fibra y se generan interacciones entre colorante y fibra: • Pigmentos: Insolubles en agua, se aplican en la superficie de la fibra en forma de pastas y se fijan mediante resinas. Los productos que generan estas modificaciones se denominan materiales colorantes, que son compuestos orgánicos capaces de colorear substratos textiles de forma que el color sea relativamente resistente (solides) a la luz y a los tratamientos húmedos.
  • 9. Tintura COLORANTES REACTIVOS: Son materiales colorantes que además de ser absorbidos por la fibra son capaces de formar enlaces covalentes con la celulosa a un pH alcalino y a temperaturas moderas entre 20 y 100 ºC. Estructura: Al no depender la fijación del colorante a la fibra de su peso molecular, es posible utilizar moléculas de pequeño tamaño con lo cual los colores son de gran brillantez, mientras que la unión covalente entre el colorante y la fibra asegura la solides al lavado de las tinturas con ellas realizadas. La estructura de un colorante reactivo contiene 3 tipos de grupos funcionales: 1. Grupo CROMOFORO: Responsables del color. 2. Grupos SOLUBILIZANTES: Son grupos Sulfónicos responsables de la solubilidad. Responden también por el grado de migración y sustantividad. 3. Grupos REACTIVOS: Son los que caracterizan a los colorantes reactivos.
  • 10. Tintura GRUPOS REACTIVOS: GRUPO NOMBRE NOMBRE COMERCIAL AÑO DE APARICIÓN C C C C N N ClCol - NH Cl Cl Tricloropirimidín icos Drimaren (SANDOZ) 1,960 C C C C C C CH2 Col - NH - CO H SO2-CH=CH2 H Vinilsulfónicos Solidazol N 1,967 N C C C C N FCol - NH F Cl Monocloro Diflúor pirimidínicos Drimaren R (SANDOZ) 1,971
  • 11. Tintura PROCESOS DE TINTURA: Los substratos textiles pueden ser teñidos de diferentes maneras, dependiendo del sustrato y de los equipos disponibles en la industria, podemos clasificarlos en: 1. Proceso Continuo 2. Proceso Semi-continuo. 3. Proceso por AGOTAMIENTO En estos procesos son utilizados diversos productos químicos además de los colorantes, los cuales se encuentran en la denominada RECETA: • Colorantes • Productos Químicos • Lubricantes • Igualantes • Aceleradores (“carriers”) • Antimigrantes • Secuestrantes • Humectantes • Dispersantes • Fijadores Ácidos Álcalis Sales Oxidantes o Reductores
  • 12. Tintura PROCESOS POR AGOTAMIENTO: Es denominado así porque el colorante es agotado en el baño de tintura, es decir, que va del baño de tintura hacia la fibra textil consecuentemente este colorante que se encuentra diluido en el baño cada vez va perdiendo concentración que es ganada por la fibra. • Maquinaria: La máquina de tintura por agotamiento puede presentar las características que siguen: • Sustrato en movimiento / baño estático. • Sustrato estático / baño en movimiento. • Sustrato en movimiento / baño en movimiento.
  • 13. Tintura Del buen control de todos estos parámetros durante todo el proceso de tintura, se garantizará el éxito del mismo. • Curvas de Teñido: El proceso de tintura debe ser ejecutado rigurosamente conforme a las instrucciones del técnico de la tintorería, las cuales generalmente viene en forma gráfica denominadas “Curvas de Teñido” • Temperatura. • Tiempo. • pH. • Parámetros importantes: • Electrolito (sales). • Relación de Baño. • Adición correcta de productos. 10 10 10 10 10 30 40 15 min. 30 min. A B C Colorantes •Desaguar •Lavar •Jabonar 60ºC 40ºC
  • 14. PROCESO DE TEÑIDO: Descrude Es la Eliminación Parcial o Total de aquellas sustancias que impurifican y hacen a la fibra no hidrofílica. Dependiendo de su origen, estas sustancias se pueden dividir en naturales (minerales, ceras, pigmentos, etc.) y añadidas (parafinas, aceites minerales, etc): a) Compuestos Minerales En su mayoría son sales sódicas, potásicas, cálcicas y magnésicas (muy eventualmente compuestos de fósforo y hierro), mezcladas con pequeñas cantidades de polvo y tierra. Éstas se eliminan por disolución en agua. b) Compuestos Nitrogenados Los materiales nitrogenados proceden del protoplasma de la célula del algodón (cada fibra es una célula). La composición química aproximada de estas materias nitrogenadas es la siguiente: • Proteínas • Aminoácidos • Complejos nitrogenados asociados con materia colorante
  • 15. PROCESO DE TEÑIDO: Descrude Por maceración en agua se elimina entre el 8 al 30%; pero que con tratamientos alcalinos se logra sustraer de la fibra entre un 80 a 90% de su totalidad bien por disolución o descomposición hidrolítica, según: PROTEÍNAS PROTEASA PEPTONA POLIPÉPTIDO PÉPTIDO (mas solubles) AMINOÁCIDOS (soluble) El elevado contenido de Nitrógeno en los artículos acabados favorece el desarrollo de bacteria y mohos. c) Materias Pécticas Son polisacáridos y sales de ácidos complejos que parecen haber sido formados por oxidación de los carbohidratos. Las mas importantes son la pectosa (C6H10O5)n y la pectina (C32H40O28). La pectosa por acción de fermentos y NaOH pasa a pectina la que es soluble en agua caliente y en soluciones alcalinas. Éstas soluciones alcalinas originan las siguientes transformaciones: Pectina Ácido Péctico (C6H22O16) Ácido Metapéctico (soluble) Prácticamente, todas las sustancias pécticas se eliminan de la fibra por ebullición alcalina.
  • 16. PROCESO DE TEÑIDO: Descrude d) Ceras El algodón que se encuentra recubierto de ceras no se deja mojar fácilmente, por tanto las materias colorantes que emplean como medio de transporte el acuoso, no pueden penetrar fácil y uniformemente a través de los hilos y tejidos lo cual trae como consecuencia una distribución lenta y desigual de las mismas. Estas ceras están conformadas fundamentalmente de ácidos grasos libres, ésteres y alcoholes de elevado peso molecular. Los ácidos presentes son el palmítico, oleico y esteárico que constituyen del 15 al 20% de las ceras y que al estar en contacto con soluciones alcalinas forman jabones de alto poder detergente y emulsionante. Los ésteres que se encuentran en las ceras forman dos categorías: la primera que son fácilmente hidrolizables (1) en soluciones alcalinas y los difícilmente hidrolizables (2), que son las ceras propiamente dichas y requerirán temperaturas elevadas y fuertes concentraciones alcalinas para su hidrolización; las ecuaciones son: (C17H35COO)3C3H5 3 NaOH 3 C17H35COONa C3H5(OH)3+ +(1)
  • 17. PROCESO DE TEÑIDO: Descrude d) "Motas" y residuos pigmentarios. Las "motas" son residuos de semillas y hojas que no fueron eliminadas en el cardado y aparecen en la superficie de los hilados y tejidos, se eliminan con un buen lavado. Los residuos pigmentarios se eliminan junto con las materias orgánicas; sin embargo, las remanentes requieren ser destruidos por agentes oxidantes. C15H31C NaOH C15H31C C16H33OH+ +(2) OC16H33 O ONa O El alcohol de bajo peso molecular formado en la reacción (1) es soluble en agua y el formado en la segunda reacción es insoluble y se elimina por emulsificación. Los alcoholes que están presentes en la cera del algodón y que constituyen su 40% son del tipo CnH2n+1OH ; el Gossypyl: C30H64OH y Montanyl: C28H57OH son pesados é insolubles en agua, por lo que se eliminan por emulsificación con facilidad.
  • 18. PROCESO DE TEÑIDO: Descrude Curva de Descrude y Neutralizado: 0 45‘ 10‘ CH3COOH Descrude Neutralizado 10 30 40 5020 60 70 90 100 11080 120 130 30 60 50 40 70 100 90 80 140 150 160 170 180 190 200 10‘ 20 Jabón + Antiquiebre NaOH TELA 3‘
  • 19. PROCESO DE TEÑIDO: Descrude 1.- Pérdida de Peso: En función del tipo de algodón y de la rigurosidad con que se efectúe el proceso, esta pérdida en peso variará de un 4.0 % hasta un 6.5 %. 2.- Pérdida de Longitud: Es menor del 1.5 %, la estructura del tejido tiene una notable influencia en esta contracción. 3.- Aumento de la Resistencia: Es función del encogimiento, generalmente es del orden del 20 %. 4.- Alteración del Título del Hilado: Es resultado de la pérdida de peso y del encogimiento; generalmente resulta un aumento del 4.0 % en el número del hilado. Los efectos producidos por este proceso en la Fibra son:
  • 20. PROCESO DE TEÑIDO: Humectación El objetivo de este proceso es garantizar la hidrofilidad de la fibra, su hinchamiento miscelar y una accesibilidad que permita el ingreso uniforme del colorante a la fibra con la finalidad de que el color permanezca por un buen tiempo sin que el desgaste del tejido afecte su tonalidad. En esta etapa se realizan los siguientes pasos: 1) Se llena la tina con agua blanda ya que de lo contrario durante la fijación en medio alcalino, las sales alcalinotérreas contenidas en el agua dura pueden formar precipitados que se depositarían sobre el tejido; en el caso de solo tener agua dura, se agrega un secuestrante que formará complejos con los iones Ca y Mg sin atacar los metales de los colorantes reactivos de complejo metálico por tanto los colorantes no se verán afectados en su matiz ni en sus solideces. 2) Se adiciona el humectante que se encargará de romper la tensión superficial entre la tela y el agua. “La fuerzas de atracción ejercidas por las moléculas de un líquido, unas sobre otras, son considerablemente grandes. Una molécula en el interior de un líquido sufre atracciones iguales en todos los sentidos y teniendo así una fuerza resultante nula.”
  • 21. PROCESO DE TEÑIDO: Humectación Las moléculas que están en la superficie del líquido o en su interfase, debido a las fuerzas no balanceada que están debajo de estas, sufre una atracción resultante hacia el interior del líquido. La fuerza resultante da origen a la TENSIÓN SUPERFICIAL. Debido a la Tensión Superficial, los líquidos se comportan como si tuvieran una superficie, revestida por una membrana invisible que origina una resistencia a la penetración. Los Humectantes (Agentes Tensoactivos o Surfactantes) tiene sus moléculas constituidas por: Grupo Lipófilo: Grupo químico soluble en aceite y que generalmente esta constituido por cadenas mas o menos largas de hidrocarburos o estructuras derivadas. Grupo Hidrófilo: Grupo soluble en agua y que esta constituido por grupos funcionales de carácter iónico. La solubilidad en agua de un humectante (tensoactivo) disminuye con el aumento de la cadena lipófila. L H
  • 22. PROCESO DE TEÑIDO: Humectación En general, los TENSOACTIVOS son clasificados en función de sus valores HLB (Hidrofílic-Lipofílic Balance) dentro de una escala de 0 a 20, en donde 0 representa un surfactante totalmente lipofílico y 20 a uno hidrofílico. Los valores menores de 10 representan sustancias con mayor solubilidad en aceite y los mayores de 10 tendrán una mayor solubilidad en agua. 3 - 6 Emulsionantes agua en aceite (A/O) 7 - 8 Humectantes 9 - 18 Emulsionantes aceite en agua (O/A) 11 - 15 Detergentes 16 - 18 Solventes (solubilizantes) Valor HLB Aplicación L H L H H L Aceite Agua H L Aceite Agua HLB bajo HLB bajo -SO3Na -COOK -COONa -COOH -OH -O- -NH2 =NH N N+ -(CH2)x- -CH3 =CH2
  • 23. PROCESO DE TEÑIDO: Humectación También se añade un dispersante lo que mejorará la distribución del colorante y garantizará un aumento uniforme del pH durante la dosificación del álcali. Estos aditivos se añaden juntos, y se deja a la tela girar por unos 10 minutos en la solución preparada, el pH es 6.5 a 7. También se adiciona un antiquiebre, ya que durante el tratamiento del tejido se forman pliegues, arrugas y zonas de abrasión (debido a la velocidad del tratamiento). La adición del producto deslizante brinda mayor flexibilidad a la tela y reduce el roce fibra/fibra y fibra/máquina. La formación de espuma, como ya lo mencionamos, es un inconveniente para el teñido esto generalmente se debe a las características del aparato de teñido (el transporte rápido de materia produce turbulencia) y detergentes residuales del proceso de descrude.
  • 24. PROCESO DE TEÑIDO: Color Paralelamente a este proceso se viene efectuado lo que se denomina como “proceso de color” que abarca desde la preparación de la solución colorante; esta se prepara en base a la receta de teñido que es donde se especifica las cantidades exactas de los colorantes a emplear para obtener un color determinado (Kg. colorante / Kg. tela). En esta fase el colorante reactivo no sufre ninguna descomposición produciéndose sólo la difusión hacia el interior de la fibra donde se absorbe sobre las cadenas celulósicas a través de fuerzas de tipo secundario. Una pequeña parte del colorante se encuentra en el agua contenida en el interior de la fibra (baño intermicelar) y el resto permanece en la solución externa. Cl Col ClColClCol Colorante de la Solución Externa Colorante en el Baño Intermicelar Colorante Absorbido en las Moléculas de la Celulosa Fibra Celulósica Solución Externa FasedeTinturaNEUTRA: ABSORCIÓN
  • 25. PROCESO DE TEÑIDO: Color En el Proceso de Absorción influyen: La causa de que estos colorantes reactivos tengan baja afinidad es que siempre se origina cierta hidrólisis del colorante en la tintura; al final de la misma siempre existe una parte mayor o menor de colorante hidrolizado sobre la fibra. La Naturaleza del Colorante: Si partimos de que la Base del Agotamiento del colorante es función directa de su afinidad es curioso ver que el mas sustantivo de los colorantes reactivos no supera en afinidad al de menor afinidad de los colorantes directos. Si el colorante tiene baja afinidad y la cantidad de su forma hidrolizada que queda sobre la fibra es pequeña, por estar su equilibrio mas desplazado hacia la fase acuosa, su extracción será mas fácil en un posterior lavado. La afinidad a su vez es función de la temperatura y al aumentar ésta la afinidad disminuye; sin embargo, como tienen coeficientes de difusión elevado, es posible teñir a bajas temperaturas. Relación de Baño: A medida que la relación de baño aumenta, el porcentaje de absorción de colorante en la fibra disminuye.
  • 26. PROCESO DE TEÑIDO: Color Concentración del Electrolito: Su acción es neutralizar el potencial electronegativo de la fibra, de tal manera que al adicionar el electrolito el Colorante sube a la Fibra. La cantidad esta en función de la concentración de colorante y de la relación de baño; a mayor intensidad de tintura se requieren mayores concentraciones de electrolito, y si disminuye la relación de baño se requiere menor cantidad de electrolito. 15 45 60 7530 90 105 120 20 20 80 60 40 100 Electrolito Álcali F E S MI T50 F => Fijación Final MI => Indice de Migración (influenciado por la Tº / Difusión) T50 => Indice de Reactividad (tiempo para alcanzar el 50% del Valor Final de Fijación) S => Sustantividad E => Agotamiento Final
  • 27. PROCESO DE TEÑIDO: Color Fibra: El agotamiento de los colorantes reactivos, para la influencia de la fibra, es función de los volúmenes internos de la misma; a mayor cantidad de volúmenes internos, mayor agotamiento. pH: La etapa de absorción, en los teñidos con colorantes reactivos, se realiza a un pH neutro ya que al elevar el pH se produce la reacción del colorante con la fibra o con el agua y si el colorante no está aún absorbido en la fibra se incrementa la hidrólisis de éste. Temperatura: El incremento de la temperatura reduce el agotamiento al equilibrio. En los colorantes reactivos, debido a sus mayores coeficientes de difusión se puede realizar la tintura en frío, llegándose al equilibrio en tiempos inferiores a una hora. La tintura en frío no siempre es posible ya que en algunos casos como cuando los tejidos son muy pesados, con filamentos gruesos o hilados muy retorcidos, se requiere elevar la temperatura para conseguir la penetración del colorante, aún con los colorantes mas reactivos.
  • 28. PROCESO DE TEÑIDO: Tintura • Por Sustitución: Esto es cuando el grupo reactivo (cromógeno) es portador de uno o mas átomos de Cloro o Flúor. Una vez alcanzado el equilibrio a pH neutro se procede a la adición de álcali para volver la solución alcalina generando el agotamiento adicional del colorante é iniciándose la reacción del colorante con la celulosa y con el agua. En función de la naturaleza del colorante tenemos que las reacciones que se dan pueden ser: HCel Cl ColO + + Cel O Col + NaCl Alcali Reacción con la Fibra: H Cl ColHO + + HO Col + NaCl Alcali Reacción con el Agua: Colorante Fijado Colorante Hidrolizado
  • 29. PROCESO DE TEÑIDO: Tintura • Por Adición: Cuando se trata de un Colorante Vinilsulfónico: HCel CH2 ColO + + Cel O Alcali Reacción con la Fibra: HHO + + HO Alcali Reacción con el Agua: Colorante Fijado Colorante Hidrolizado CH SO2= - CH2 ColSO2-- CH2 ColSO2-- CH2 CH2 CH2 ColCH SO2= - Tomando como base los colorante Monotriazínicos, tenemos:
  • 30. PROCESO DE TEÑIDO: Tintura Cl Col ClColClCol Colorante de la Solución Externa Colorante en el Baño Intermicelar Colorante Absorbido en las Moléculas de la Celulosa Fibra Celulósica Solución Externa FasedeTinturaIntermediaALCALINA: ABSORCIÓNYREACCIÓN O Col OH Col OHColOHCol
  • 31. PROCESO DE TEÑIDO: Tintura ClCol + OH ClCol +OH VH2O = K H2O ClCol OH S S ClCol + ClCol +O VCel = K Cel ClCol f f OCel Cel OCel Para encontrar la razón por la cual el Colorante reacciona preferentemente con la Celulosa que con el Agua tenemos: K H2O ClCol OH S S : Constante de Velocidad : Concentración del Colorante en la Solución : Concentración de Iones Hidroxilo en la Solución K Cel ClCol f : Constante de Velocidad : Concentración de Grupos OH Ionizados en la Fibra. : Concentración del Colorante en la Fibra f OCel
  • 32. PROCESO DE TEÑIDO: Tintura Dicha Velocidad Relativa depende de tres factores: • La Relación entre las Constantes de Velocidad: K H2O = K Cel 1 VH2O K H2O ClCol OH S S VCel = K Cel ClCol f f OCel * * Relacionando las ecuaciones anteriores tenemos la Velocidad de Reacción del Colorante con la Celulosa y con el Agua: ¿Cuáles?
  • 33. PROCESO DE TEÑIDO: Tintura • De la Concentración relativa de grupos hidroxilo ionizados en la fibra y en el baño: 1.0 E-07 1.0 E-06 1.0 E-05 1.0 E-04 1.0 E-03 1.0 E-02 1.0 E-01 1.0 E+00 1.0 E+01 7 8 9 10 11 12 13 0 5 10 15 20 25 30 35 f OCel OH S OH S f OCel 10 6 3 * 10 5 3 * 10 4 3 * 10 7 1 * 10 6 1 * 10 5 1 * 10 3 3 * 10 2 2.8 * 10 4 1 * 10 3 1 * 10 1 2.2 * 10 2 1 * 10 1 1 * 1.1 30 30 30 30 28 22 11 pH
  • 34. PROCESO DE TEÑIDO: Tintura • De la relación entre las concentraciones del colorante en la fibra y en la Solución: 1 10 100 1000 10000 100000 10 20 30 50 70 90 1 10 100 1000 10000 100000 fOCel OH S 30 30 30 30 34 1227 15 % de Agotamiento 30 318 137 58 fClCol sClCol 450 1020 36810 9540 4110 1740 VH2O VCel Ahhhh...
  • 35. PROCESO DE TEÑIDO: Tintura Curva de Humectación y Tintura: 0 20‘ 45‘ 10 30 40 5020 60 70 90 100 11080 120 130 30 60 50 40 70 100 90 80 140 150 160 170 180 190 200 10‘ 20 Humectante NaOH 10‘ Colorante 30‘ Na2CO3 30‘ NaOH 45‘
  • 36. PROCESO DE TEÑIDO: Enjuagues Colorante de la Solución Externa Colorante en el Baño Intermicelar Colorante Absorbido en las Moléculas de la Celulosa Fibra Celulósica Solución Externa FasedeTinturaFinal: ENJUAGUES OH Col OHColOHCol OH Col + (A) (B) (C) (D) Esta etapa tiene por objetivo la eliminación de todo el colorante hidrolizado, que si bien se espera que sea mínimo, esta en función del rendimiento del proceso y de las curvas de subida y agotamiento de los mismos.
  • 37. PROCESO DE TEÑIDO: Enjuagues Para eliminar el colorante en el estado A, que se encuentra en la solución acuosa, basta vaciar el baño. Para eliminar el colorante en el estado B, que se encuentra en la solución intermiscelar de la fibra, es suficiente el lavado con agua, extrayendo así dicha solución. Para eliminar el colorante en el estado C, el cual se encuentra absorbido en la fibra, es mayor la dificultad para lograrlo debido al equilibrio B <=> C presente, el cual debemos desplazarlo lo mas a la izquierda posible. El lograr ello depende de: 1. Afinidad del Colorante: En los colorantes reactivos, la afinidad es baja, por lo tanto el estado C será muy pequeño. 2. Residuos de Electrolitos: La presencia de electrolitos en el agua de lavado da lugar a un aumento de afinidad entre el colorante y la fibra, lo cual hará mas difícil su extracción. 3. Temperatura: La extracción del colorante hidrolizado se ve incrementada con el aumento de la temperatura, desplazando así el equilibrio del estado C hacia el estado B. Este incremento de temperatura no afecta al colorante que ha reaccionado con la fibra.
  • 38. PROCESO DE TEÑIDO: Enjuagues Curva de Enjuague, Jabonado y Suavizado: 0 15‘ 20‘ Enjuague - Jabonado Suavizado 10 30 40 5020 60 70 90 100 11080 120 130 30 60 50 40 70 100 90 80 140 150 160 170 180 190 200 20 CH3COOH CH3COOH 3‘ Prod. Jabonado 10‘ 5‘ 5‘ Suavizante 10‘ Fijador 20‘ 15‘
  • 39. PROCESO DE ACABADOS HIDROEXTRACTADO: El objetivo es eliminar el exceso de agua que contiene el tejido de punto proveniente de la tintura. Precauciones: • Fijarse en huecos en el tejido, hechos en las etapas anteriores (ya deben estar cosidos). • Fijarse en el orden de los colores, los claros antes que los oscuros. • Nunca hacer nudos en los rollos, siempre utilizar costuras sin resaltes para no dañar los cilindros. • Destorcer el tejido en la plataforma giratoria y siempre mantener los balones llenos. • Mantener las presiones de los cilindros conforme lo especificado en la ficha técnica. • Mantenerse lejos de los cilindros cuando la máquina esta en operación.
  • 40. PROCESO DE ACABADOS SECADO: El objetivo es completar la eliminación de agua presente en el tejido de punto proveniente de la Hidroextractora. Precauciones: • Se debe seguir las indicaciones de la ficha técnica en cuanto a la Temperatura, Alimentación y Velocidad para cada tipo de tejido. • No mezclar tejidos de diferentes densidades en la misma pasada. • Evitar la formación de dobleces en la entrada de la secadora. • No tensionar las telas para evitar problemas de inestabilidad dimensional. • Verificar si el enfriamiento en la salida esta uniforme y adecuado para el tejido. • Mantener las mallas siempre limpias.
  • 41. PROCESO DE ACABADOS PLANCHADO: Es el acabado final de la tela. Precauciones: • Se debe estar atento a las regulaciones de temperatura, velocidad y alimentación por cada tipo de tejido. • Evitar la caída de gotas de condensado del vapor. • Fijarse en los dobleces hechos en la entrada del tejido de punto. • Fijarse en el brillo de los dos lados del tejido de punto. • El ancho final de la tela debe ser la mas natural posible, para evitar problemas posteriores de inestabilidad dimensional de la tela post-lavado.
  • 42. Muchas Gracias…... Fredy Molina Rodríguez fmolina@frankyandricky.com Tintura de Fibras Celulósicas con Colorantes Reactivos