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PROCESSOS QUÍMICOS TÊXTEIS - Acabamento Têxtil – Volume V – agosto de 2011 Dr. Rasiah Ladchumananandasivam Professor Titular – CT – UFRN. , PhD., AUMIST., CText FTI, CCol FSDC., FRSA., SD AATCC.
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PROCESSOS QUÍMICOS TÊXTEIS
Acabamento Têxtil – Volume V
Por
Dr. Rasiah Ladchumananandasivam, PhD., AUMIST., CText FTI, CCol FSDC., FRSA., SD AATCC.
Professor Titular, Centro de Tecnologia,
UFRN, Natal-RN, Brasil.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ENGENHARIA TÊXTIL NATAL, RN - BRASIL. 2011 (5 a^ Edição – revisada)
PROCESSOS QUÍMICOS TÊXTEIS - Acabamento Têxtil – Volume V – agosto de 2011 Dr. Rasiah Ladchumananandasivam Professor Titular – CT – UFRN. , PhD., AUMIST., CText FTI, CCol FSDC., FRSA., SD AATCC.
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PROCESSOS QUÍMICOS TÊXTEIS
ACABAMENTO TEXTIL – BENEFICIAMENTO TERCIÁRIO
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deste profissional permanece na procura energética e intensiva do progresso, tanto quanto o interesse da empresa na qual ele trabalha, para o desenvolvimento do seu conhecimento nesta arte especial. Embora este profissional seja imaginativo e inventivo, as suas ideias não podem ajudar se um equipamento simples de laboratório não estiver disponível. Deste modo, um dos pontos principais é a necessidade de um laboratório adequado com equipamentos modernos e os produtos químicos necessários. Este é o pré-requisito primário para investigação e produção de rotina, e estudos dos novos processos e invenções. Este trabalho faz parte da série de apostilas preparadas pelo Professor Rasiah Ladchumananandasivam como apoio às aulas ministradas nos seguintes cursos: Curso de Tecnólogo em Indústria Têxtil; Curso Superior de Tecnologia Têxtil e Curso de Engenharia Têxtil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, desde agosto de 1977 até a presente data, com devidas atualizações.
PROCESSOS QUÍMICOS TÊXTEIS - Acabamento Têxtil – Volume V – agosto de 2011 Dr. Rasiah Ladchumananandasivam Professor Titular – CT – UFRN. , PhD., AUMIST., CText FTI, CCol FSDC., FRSA., SD AATCC.
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CONTEÚDO
Página 1 Introdução 1.1 Relação do acabamento com a composição da fibra e suas estruturas 1.1.1 Algodão 1.1.2 Linho 1.1.3 Raion viscose 1.1.4 Raion acetato 1.1.5 Triacetato 1.1.6 Lã 1.1.7 Seda 1.1.8 Fibras sintéticas 1.19 Tecidos felpudos 2 Acabamentos mecânicos 2.1 Introdução dos tecidos nas máquinas 2.2 Dispositivo de corte 2.3 Máquinas para lavagem 2.4 Máquinas de secagem 2.5 Secagem 2.5.1 Secagem por cilindros 2.5.2 Máquinas de ar quente (Hot Flue) 2.5.3 Secador "air-lay". 2.5.4 Rama 2.5.5 Malhas 2.5.6 Secagem com infravermelho. 3 Acabamento para lã (Milling / feltragem) 3.1 Máquinas rotativas 4 Encolhimento por relaxamento 4.1 Encolhimento london 4.2 Encolhimento compressivo 5 Calandragem 5.1 Aplicação do amido 5.2 Métodos de calandragem 5.3 Peludos (calandragem) 5.3.1 Camurça 5.3.2 Crepe 5.3.3 Gravação 6 Acabamento químico 7 Controle de qualidade no acabamento 7.3 Controle de qualidade das matérias primas 7.4 Controle do tecido acabado
acabamento como o de fiação e tecelagem, bem como uma seleção adequada de material para se chegar a uma finalidade desejada.
Os processos de acabamento podem ser divididos em dois grupos: Acabamentos Mecânicos e Acabamentos Químicos. As operações mecânicas incluem a secagem em cilindros ou em rama que também ajusta a largura e estira o tecido, preparando-o para os complicados processos de calandragem.
Os processos químicos, pela aplicação ou deposição dos produtos químicos, ou as reações entre a fibra e o produto químico, compreende o tratamento do tecido com oxidantes para limpar o fundo, aplicação dos produtos de acabamento na forma de soluções coloidais de goma, adesivos, dextrina, álcali solúvel, celulose e seus éteres. As resinas quimicamente estáveis também são aplicadas nos produtos para conferir impermeabilização, assim como o processo de ignifugação, oleófobos, biocidas, antiestáticos, e outros auxiliares diversos.
Os resultados desejáveis podem ser obtidos pela combinação do tratamento químico, impregnações e tratamentos mecânicos; a variação de qualquer um desses fatores pode dar resultados completamente diferentes.
1.1 Relações do acabamento com a composição da fibra e suas estruturas 1.1.1 Algodão O uso de algodão como material têxtil não se deve somente a sua abundância e baixo custo, mas ao fato dessa fibra ter propriedades excelentes para a limpeza, por sua alta resistência às soluções alcalinas em alta temperatura. Em comparação com outras fibras têxteis, o algodão suporta melhor o uso diário, mesmo quando submetido a processos severos passíveis de arruinar as fibras, quer seja por desintegração, dissolução, diminuição da resistência, encolhimento ou outros. A maioria dos materiais contém uma grande quantidade de graxa ou produtos de cera que podem ser removidos pelo aquecimento em soluções
alcalinas fracas, com ocasional atrito (esfregamento); então, camisas, macacão, roupas infantis, lençóis e outras roupas íntimas são normalmente feitas de algodão. Outros fatores que contribuem para a popularidade do algodão são sua resistência e durabilidade.
Apesar do algodão, em algumas padronagens, produzir tecidos atrativos, não se pode dizer que o algodão em sua forma natural tenha as propriedades inerentes ao linho, lã, seda ou viscose.
A maioria dos processos de acabamento para o algodão surge pela tentativa de transformar essa fibra barata num tipo de fibra que seja uma imitação das fibras caras, demonstrando possuir as mesmas propriedades que estas últimas. Por essa razão, diferentes métodos foram desenvolvidos para melhorar o lustre da fibra de algodão para simular seda, para torná-la mais dura (engomada), visando imitar o linho, ou por outros processos para que tenha as características da lã. Mesmo sem esses tratamentos especiais, o algodão ainda tem muita utilidade, mas com pouca beleza (ou seja, sem graça).
1.1.2 Linho O linho pode ser considerado o aristocrata das fibras celulósicas. Os primeiros tratamentos que o linho recebe no estado de tecido cru são os de tesouragem ou laminação, para eliminar as fibras que se projetam do tecido, e após esse tratamento o linho fica com uma superfície limpa e lustrosa.
Após alvejamento e tingimento, o tecido normalmente é sujeito a operações tais como umedecimento, foulardagem, calandragem, batimento - para produzir linho pérola- e ramolagem.
Normalmente a porcentagem de umidade retida no linho é maior do que no algodão. Mas esta quantidade é insuficiente para a execução dos processos de acabamento com sucesso, por causa da evaporação da umidade da fibra durante esses processos. Em geral, as propriedades físicas das fibras são afetadas pelo seu conteúdo da umidade e por essa razão, os processos que dependem dos tratamentos mecânicos devem ser operados com as fibras com o estado correto do
desaparece, mas os efeitos de batimento não são removidos completamente, por causa da fibra de linho.
As linhas para bordado recebem tratamentos leves, mas os lençóis recebem aplicação de amido antes de serem passados por calandragem ou batimento.
Os linhos, da mesma maneira que o algodão, também pode ser submetido aos tratamentos especiais como hidrofobação, e processo mecânico como encolhimento por compressão, e também resistência ao enrugamento.
O uso de carga (amido) como agente de endurecimento ou agente de ligação aplica-se principalmente para tecidos de algodão e linho. A maioria das cargas é aplicada no avesso do tecido. Este tipo de acabamento não é dado para a viscose, seda e lã.
1.1.3 Raion Viscose Nenhuma fibra têxtil demanda mais cuidado no acabamento do que o raion viscose. A resistência dessa fibra no estado seco é menor do que a do algodão e diminui ainda mais quando a fibra está úmida. Além disso, essa redução é acompanhada por um alto grau de inchamento, o que faz com que o raion seja facilmente deformado quando está úmido. O raion é muito mais suscetível ao ataque químico do que o algodão.
A maioria dos tecidos tem filamentos finos e deve-se ter cuidado para não danificá-los. A necessidade de impor pouca resistência no estado úmido ou seco requer o uso de máquinas de construção leve.
A maioria dos tecidos composta de 100 % de filamentos é processada, tanto quanto possível ao largo, no Jigger ou foulard. O procedimento geral é a desengomarem, seguida pela purga com sabão e carbonato de sódio e no final a lavagem. O excesso de água é geralmente removido pela extração a vácuo, com o tecido ao largo e a secagem é feita na rama, tendo-se cuidado para não estirar o tecido.
A secagem no cilindro dá ao tecido o toque duro que não é geralmente aceito. A maioria dos tecidos é secado no Palmer onde o tecido passa sobre um
cilindro grande de aço inoxidável sendo segurado por um cinto de feltro contínuo.
A calandragem com três rolos também está sendo usada no acabamento onde o rolo de cima e o de baixo são revestidos por lã-feltro e papel, respectivamente. O cilindro do meio é de aço ou inox. Somente pouca tensão e pressão são aplicadas. Raramente usa-se carga para tecido de raion viscose. O tecido popular é com urdume de algodão e trama de raion viscose, que pode ser tratado em forma de corda, mas tem-se que tomar cuidados para não estirar o tecido e deixar sem tensão. Em seguida, o tecido pode ser secado nos cilindros, receber aplicação de amaciantes e então é passado por rama para corrigir a largura e o acabamento é feito em Palmer.
Tecidos feitos com fibras cortadas (curtas) podem ser tratados no início em forma de corda, mas os tecidos pesados devem ser tratados ao largo para não adquirir marcas de cordas (vincos, etc.) que não são facilmente removidos no acabamento. O tratamento comum antes do alvejamento é o tratamento do tecido com solução de sódio (2%) diluída e em seguida é feita a lavagem. O tecido é normalmente purgado numa solução de sabão, numa barca de sarilho ou no jigger. Os tecidos leves podem ser tratados em forma de cordas na barca de sarilho com sabão e depois são purgados. O tecido é lavado e a água é extraída e o tecido é aberto se for necessário. A secagem é feita após a aplicação dos amaciantes e a largura do tecido é ajustada por rama.
A regra importante no caso de raion viscose é deixar encolhimento suficiente durante os últimos processos de secagem. Caso não seja tomado esse cuidado, o tecido resultará com um toque fino, como de papel, em lugar de um toque macio.
O processo de decatissagem é frequentemente usado nos tecidos de lã, não só para eliminar o brilho como para aumentar a estabilidade dimensional, pela ação do vapor. Este processo é aplicado com frequência a tecidos de viscose. Os tecidos de viscose suportam bem o acabamento antiencolhimento.
1.1.4 Raion Acetato Raion acetato difere em propriedades do raion viscose, a densidade baixa (1,33 contra raion viscose 1,5), dá maior cobertura e os tecidos apresentam melhor qualidade e beleza. Mas, a resistência em ambos os estados, seco e úmido, é vulnerável a mudanças pelo uso da água quente, álcali e calor seco. Por isso, durante o processo de acabamento algumas precauções deverão ser tomadas. Em particular, a temperatura de 80ºC não pode ser passada em qualquer solução aquosa, e o uso de álcali quente deve ser evitado. Temperaturas acima de 140ºC nunca devem ser usadas porque os acetatos se juntam uns aos outros e produzem efeito opaco.
Em geral, o tecido deve ser tratado ao largo e o primeiro processo consiste em passar o tecido pela rama para tirar os vincos. Pode ser desengomado a 60ºC com enzima, no jigger, e depois purgado na mesma temperatura com sabão e com álcool de graxa sulfatado. As temperaturas acima de 8 0ºC podem tirar o lustre da fibra. A água é removida pela extração ou pela calandragem, com cuidado, usando amaciadores tais como produtos químicos, sulfatados ou sulfonados para que possam ser misturados com glicerina ou glicol dietileno. A operação final é a passagem pela rama, combinada com Palmer, que não deve superar a temperatura de 150ºC.
Tecidos estampados necessitam de tratamento mecânico para amolecer o tecido no batedor com botões.
1.1.5 Triacetato. O acabamento de tecidos de triacetato é feito geralmente por linhas convencionais com exceção de que o material pode receber o tratamento "permanent-press" de maneira similar ao empregado pelas sintéticas, mas sem nenhuma tendência de encolhimento durante este processo. O processo de purga é sempre determinado pela estrutura do tecido e o equipamento disponível, mas triacetato resiste ao ataque de solução alcalina em condições de purga e não perde o lustre com solução de sabão quente.
O acabamento sem nenhuma carga é aconselhável, mas os amaciantes
catiônicos podem ser aplicados se for necessário. Os silicones são bons para dar o efeito de hidrofugação e podem ser combinados com "permanent-press". Como a fibra é termoplástica, é possível transferir padrões com calandras a temperaturas de 170 à 190ºC, ou para dar plissados permanentes a 160 à 175ºC, ou pelo vapor a 10-0 libras de pressão.
1.1.6 Lã As propriedades da lã tais como maciez e leveza, tornam a fibra atraente. A fibra com crimp fazer o tecido exibir propriedades de contenção de calor devido, primariamente, abaixa condutividade de calor do ar que fica preso entre os espaços intersticiais. A lã também absorve mais umidade do que qualquer outra fibra, embora não se possa sentir essa umidade. Nesse caso ela absorve umidade com a elevação do calor, então protegendo o corpo das mudanças drásticas na temperatura.
A maciez e leveza são bem mostradas nos tecidos de lã onde as fibras são agrupadas aleatoriamente no fio. Mas nos tecidos de fio penteado as fibras são agrupadas em paralelo e o tecido é mais compacto.
Além das propriedades de maciez e leveza, a lã possui um alto grau de elasticidade e bom caimento. Essa fibra não é tão possível de amarrotamento como outras fibras. A única fibra que se aproxima da lã com relação a essas propriedades é a seda. As propriedades de elasticidade, junto com a estrutura de escamas ajudam a produzir tecidos compactos pelo processo de batanagem ou pisoamento. Mas também é possível destruir essa propriedade e as fibras não serão mais feltradas numa massa alinhada, mas reterão efeito aberto após várias lavagens.
São três os fatores fundamentais no acabamento:
- calor, umidade e pressão. Os amidos e cargas, que são muito comuns no algodão, não têm lugar no tratamento da lã. Caso haja necessidade de tornar o produto mais encorpado, é aconselhável usar goma ou dextrina. Os métodos de acabamento de lã são mais
acabamento com pressão. À seda que recebe carga e as sedas estampadas necessitam de tratamento mecânico para lhes garantir maciez.
Há máquinas que conferem lustre natural para tecidos de seda e viscose e este método simula o passar a ferro em casa. Neste método o avesso do tecido é aquecido por rolos de metais polidos, enquanto a frente do tecido tem contato com feltro para preservar os padrões (brocado, ou outros efeitos de tecelagem).
1.1.8 Fibras Sintéticas As propriedades inerentes às fibras sintéticas fazem com que elas não necessitem dos tratamentos que as fibras naturais normalmente recebem, mas não há duvidas que os processos que conferem estabilidade e habilidade para o tecido resistir às mudanças dimensionais subsequentes são primordiais no caso das fibras sintéticas. Como os tecidos feitos de fibras sintéticas já saem purificados, esses processos podem ser aplicados antes da purga, m a s se o tecido for sujo então eles podem ser fixados no tecido. Neste caso a decisão deve ser tomada dependendo das circunstâncias pode-se aplicar um tratamento leve da purga e um tratamento forte após a purga.
O processo de condicionamento com calor ("heat-set") corretamente aplicado é mais fácil no caso do náilon do que no poliéster devido à tendência para encolher na aplicação do ferro. A outra dificuldade é com relação ao pilling, no tecido de poliéster com fibras curtas, embora este possa ser diminuído pela estrutura do fio e subsequentemente o tecido é passado por tesouragem ou chamuscagem.
Os tratamentos que conferem dureza podem ser aplicados usando resinas de amino-aldeído. Para dar maciez é melhor usar amaciantes de cátion-ativo que são também usados para tratamento antiestático. O uso de silicones confere hidrofugação.
1.1.9 Tecidos Felpudos
Os tecidos de veludo têm três tipos de uso:
- Tecidos para forramento;
- Vestuário;
- Forros para caixas, sapato, chapéu e etc.. Em todos os casos, é costume cortar o veludo antes dos processos de alvejamento e tingimento e apesar de ter muitas máquinas para cortar a felpa, na maioria dos casos é cortados manualmente. O principal objetivo do acabamento de veludos é tornaras felpas firmes. Nos tecidos para roupas as felpas são acabadas para ficar retas, mas nos veludos para forramentos, as felpas são acabadas para ficar 10 a 20 em linha vertical para evitar aplicação de pressão nos tipos das felpas. Para outros usos, os ângulos variam de acordo com o uso.
A maioria dos tecidos para forramentos de automóveis tem felpa de mohair ou uma mistura de mohair-lã penteada e é costume acabar com "permanent-set" antes de fazer qualquer tratamento com qualquer solução.
- Acabamentos Mecânicos
2.1 Introdução dos tecidos nas máquinas: Em ambos os processos de seco e úmido, as máquinas para estirar o tecido estão sendo utilizadas. O objetivo é para corrigir ou evitar vincos ou distorções quando o tecido passa por várias máquinas de acabamento, e também produzir a largura desejada.
Um primeiro dispositivo necessário para a introdução dos tecidos é um "apalpador" de ourelas. Estes aparelhos vão permitir localizar a posição das ourelas, o que é fundamental em diversas máquinas, por ex., na rama. O funcionamento pode ser mecânico, ótico (à base da reflexão da luz) ou fotoelétrico. O sinal de saída destes aparelhos pode ser do tipo liga-desliga ou proporcional. Quase todas as máquinas de acabamento de tecidos deverão possuir dispositivos guiadores de ourelas. Trata-se de aparelhos que vão permitir puxar as ourelas mais para a direita ou mais para esquerda, de forma a proporcionar uma introdução uniforme do tecido na máquina. Quando ambos os guias-ourelas se encontram fechados, há um alargamento do tecido.
Os guia-ourelas podem ser classificados, conforme o seu funcionamento em:
2.2 Máquinas para Lavagem As máquinas usadas no processo de purga para tecidos de lã e lã penteada, podem ser utilizadas para lavagem também. A máquina de lavagem "Dolly" possui uma tina grande, e sobre essa tina situa-se um par de rolos que espremem o tecido em forma de corda. Abaixo dos rolos há um recipiente que recebe a solução que sair da espremedora. Essa solução pode ser despejada fora da máquina ou dentro da tina. É possível soltar o rolo de cima para o tecido poder ser tratado sem tensão.
Os tecidos de algodão e linho em forma de corda também podem ser lavados.
A máquina barca ou molinelo é muito versátil no seu uso. Em geral ela consiste de um s a r i l h o ( "winch") dirigido na largura das tinas equipado com tubos de vapor. A tina pode ser quadrada, tipo V ou possuir uma parte oval (ver Figura). O winch pode ser circular ou oval. A forma oval ajuda na lavagem para agitar a solução (água). Quando é usado para tecido ao largo, pode ser colocado na máquina um rolo-guia ou uma barra na frente. Estes podem ser substituídos por uma linha de separadores.
2.4 Máquinas de Secagem A secagem é uma operação que intervém, normalmente, mais de uma vez na finalização de um artigo têxtil.
A secagem normalmente é feita em dois estágios:
- Remoção do excesso de água;
- Secagem por evaporação. Quando o tecido está em forma de corda, um foulard de dois rolos ou espremedor é usado normalmente. Este tem 35-45 cm de largura e espreme dois rolos de tecido de uma vez. Depois o tecido é alargado antes da secagem. O rolo de cima pode ser de madeira, algodão compensado, fibra de coco compensado, ou borracha, e o rolo de baixo, que é dirigido, é normalmente de latão. A pressão pode ser aplicada por peso, alavanca ou molas.
Quando o tecido está em forma ao largo, os rolos são maiores. É importante
que o tecido, quando for tratado em forma aberta, não tenha vincos ou ele poderá ser marcado pela pressão aplicada durante o processo de extração da água. Normalmente um alargador do tecido é empregado antes de extrator.
A hidro-extração pode ser usada para os tecidos. No caso de tecidos leves ou de raion viscose existe o perigo de marcar os tecidos com as perfurações do hidroextrator. Para evitar isso, pode-se usar um pano de algodão dentro da câmara entre os tecidos e as perfurações.
Hidroextrator para toalha
