Associação Brasileira de Químicos e Coloristas Têxteis ...Barueri, 03 de setembro de 2006....

Barueri, 03 de setembro de 2006.

Associação Brasileira de Químicos e Coloristas Têxteis.

Membro TitularAATCC Corporate Member

Ao

Leitor

Caro leitor, estou a frente da direção da ABQCT há 22 meses.

No próximo ano, nossa revista completará 30 anos de existência e não posso deixar de mencionar

que isto é fruto de muito trabalho e persistência.

Não há missão fácil. Se não arregaçarmos as mangas e trabalharmos, nada do que sonhamos se

torna realidade.

Você está tendo acesso a esta publicação, graças ao esforço de muitas pessoas determinadas, que

lutam para manter a ABQCT forte. Graças aos anunciantes, aos associados e aos autores dos

artigos publicados e graças a você que está lendo, pois de nada adianta uma publicação sem

leitores.

Caro leitor, manter uma publicação com qualidade e com poucos recursos, não é uma tarefa fácil,

mas certamente é gratificante.

Já que você está lendo esta “carta”, aproveito para convidá-lo à somar-se a nós, tornando assim a

associação mais forte e divulgadora.

Você tem atuação importante nesse processo, junte-se a nós e mostre aos seus colegas de

trabalho, de escola, clientes ou fornecedores, o quanto é importante e gratificante participar de

uma associação atuante e implementadora das atualizações do conhecimento.

Acesse nosso portal www.abqct.com.br e navegue pelas páginas observando que além desta

publicação, a associação pode lhe oferecer muito mais. Nesta ocasião aproveite para se associar,

por R$- 80,00 anuais você terá muitos benefícios.

Estou certo de seu comprometimento, e te agradeço pela leitura. Conto com você para dar

seqüência a essa associação que é muito importante para nosso setor.

Evaldo Turqueti

Presidente

Associação Brasileira de Químicos e Coloristas Têxteis.

Endereço: Praça Flor de Linho, 44 - Alphaville

06453-000 - Barueri - SP Fone: 11-4195-4931 - Fax 11 - 4191-9774

www.abqct.com.br - E-Mail: [email protected]

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE QUÍMICOSE COLORISTAS TÊXTEIS

Membro titular FLAQT

AATCC Corporate Member

site: www.abqct.com.br

DIRETORIA NACIONALPresidente: Evaldo TurquetiVice-Presidente: Lourival Santos Flor1° Secretário: Celso de Oliveira2° Secretário: Alexandre Thim1° Tesoureiro: Adir Grahl2° Tesoureiro: André Luis DechenDiretor Técnico: Rodrigo Chrispim

Núcleo Santa CatarinaCoordenador Geral : Carlos Eduardo E. Ferreira AmaralVice-Coordenador : Clovis RiffelSecretário: Wilson França de Oliveira FilhoTesoureiro : Gilmar Jadir BressaniniSuplente : Lourival Schütz Junior

Núcleo Rio de JaneiroCoordenador Geral : Francisco José FontesVice-Coordenador : Francisco Romano PereiraSecretário : Ricardo Gomes FernandesTesoureiro : Emanuel de Andrade SantanaSuplente : Antonio Wilson Coelho

Núcleo Rio Grande do SulCoordenador Geral : Clóvis Franco EliVice-Coordenador : Eugênio José WitriwSecretária : Maria Julieta E. BiermannTesoureiro : José Ariberto JaegerSuplente : João Alfredo Bloedow

Núcleo NordesteCoordenador Geral: Silvio Costa Sousa GurgelVice-Coordenadora: Clélia Elioni Ferreira de CarvalhoSecretário: Edinaldo Hermínio da SilvaTesoureiro: Rogério Damião de SouzaSuplente: Ananias SilvinoSuplente: Manuel Augusto da Silva Vieira

CORPO REVISOR

Esta edição da revista Química Têxtil contou com uma equipetécnica para revisar os artigos aqui publicados.

A equipe é formada pelos seguintes profissionais: Celso de Oliveira Rodrigo Chrispim Rogério Laurente

Os autores devem enviar seus artigos para publicação compelo menos 3 meses de antecedência.

EXPEDIENTE

Química Têxtil é uma publicação da Associação Brasileira deQuímicos e Coloristas Têxteis. Os artigos aqui publicados sãode inteira responsabilidade dos autores.Periodicidade : Trimestral (mar./ jun./ set./ dez.)e-mail: [email protected] 0102-8235

Distribuição : mala-direta: associados da ABQCT, indústriastêxteis, tinturarias e entidades filiadas à FLAQT e AATCC.

Circulação : São Paulo, Santa Catarina, Rio de Janeiro, MinasGerais, Pernambuco, Rio G. do Sul, Ceará e Paraná.

Jornalista Responsável :Solange Menezes (MTb 14.382)

e-mail: [email protected]/telefax 3735.3727

Produção Editorial : Evolução Comunicações

Impressão : Ipsis GráficaAdministração e Depto. Comercial: ABQCTC.G.C. 48.769.327/0001-59 - Inscr. Est. isentoPraça Flor de Linho, 44 - Alphaville06453-000 Barueri SP - Tel. (11) 4195.4931Fax (11)4191.9774 - e-mail: [email protected]

4

SUMÁRIO

Editorial ........................................................................................................... 3

Hora da saudade. A semente da ABQCT ...................................................... 4

Texima S/A se destaca como a maior fornecedora de tecnologia

para beneficiamento e acabamento de tecidos ........................................... 6

Reologia e degradação de pastas de estamparia com corante reativo

(João Batista Giordano e João Sinézio de C. Campos) ................................... 10

A difusão como controle do tingimento- Universidade Politécnica da

(J. Valldeperas, M. J. Lis e J. A. Navarro) ........................................................ 34

Como funcionam os tensoativos no processamento têxtil

(Decio Daltin) ............................................................................................... 46

Experiências práticas de descrude enzimático do algodão

Uma alternativa ao descrude com álcali e detergente

(Guillermo Berger) .......................................................................... 64

Produtos & Serviços .................................................................................... 73

CORRESPONDÊNCIA

A ABQCT está aberta para receber suas cartas e e-mails com

sugestões, críticas, solicitações etc. Também oferece espaço

para a publicação de artigos técnicos ligados ao segmento de

Química Têxtil, tanto de profissionais do setor como de acadêmi-

cos, desde que aprovados pela equipe técnica da revista.

Há quase dois anos, mais precisamente no dia

23 de novembro de 2004, pela primeira vez a

ABQCT contou com uma chapa concorrente

para a eleição da Diretoria Nacional. Agora,

torna-se necessário a renovação da Diretoria

Nacional para que outros associados tenham a

oportunidade de colocar em prática suas idéias e

de colaborar com a difícil missão de manter

nossa Associação viva e ativa.

Em breve, todos os associados estarão rece-

bendo a comunicação oficial para a formação de

chapas visando concorrer à eleição, que já está

marcada para o próximo dia 21 de novembro.

Espero uma participação maciça dos associa-

dos, assim como tem ocorrido em todos os even-

tos destes últimos dois anos. Desde o XVII CON-

GRESSO LATINO-AMERICANO DE QUÍMICA

TÊXTIL, impecavelmente organizado pela ges-

tão anterior, os eventos têm congregado um

público cada vez mais respeitado, tanto em quan-

tidade como em qualidade.

A FEBRATEX e a QUINTEX, onde pela pri-

meira vez a ABQCT se fez representar com um

estande, foi um sucesso de público e de negócios

EDITORIALQuímica Têxtil

n° 84/set.06

ELEIÇÃO

Evaldo TurquetiPresidente da ABQCT

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que renderam tantos elogios aos organizadores.

Durante os 20 eventos organizados pela

ABQCT nesta gestão, contamos com a grata

satisfação da participação de nada mais nada

menos que 2860 pessoas, com uma média de

130 participantes por evento.

Agora estamos nos aproximando do evento

máximo da química têxtil, o XVIII CONGRESSO

LATINO-AMERICANO DE QUÍMICA TÊXTIL,

desta vez a ser realizado em Buenos Aires, de

7 a 10 de novembro. A agência oficial indicada

pela ABQCT para facilitar as reservas deste

evento já registra um número considerável de

participantes brasileiros, mas sabemos que a

grande maioria, além de deixar a decisão para a

última hora, faz sua reserva diretamente com

sua agência de preferência.

Assim, conclamo a todos os associados que,

num esforço especial, participem deste congres-

so, dando mais brilho ao mesmo, além de ter

acesso aos últimos desenvolvimentos da quími-

ca têxtil em nível mundial.

Existe um axioma que diz: "A única verdade imutável

é que tudo continuará mudando". E quase nada podemos

fazer para mudar, pois mudanças virão sem cessar.

Querem um exemplo fácil? Hoje dirigimos um carro

Honda 2006 nacional e, no ano 1958, dirigíamos um

Chevrolet 1938 com 20 anos de uso. Era um carro im-

portado, sem direção hidráulica, airbag, ar condiciona-

do, espelhos retrovisores laterais e nem freios a disco,

rádio toca CD/Mp3, pneus sem câmara, os limpadores

dos vidros não eram elétricos, bateria a seco, alarmes,

pisca-pisca etc.. Hoje todos os automóveis nacionais já

têm tudo isso e nos parece normal.

Em nosso ramo, a evolução dos corantes, das fibras

sintéticas, de suas misturas, das microfibras parece-nos

que ainda não chegou ao fim. No entanto, a meu ver, o

algodão é e ainda continuará sendo a rainha das fibras

por muito tempo. Na questão de maquinário para tingir,

a evolução foi enorme e não vai cessar porque a busca

por economia de energia, de água e de tempo continua a

preocupar e incentivar os técnicos em todo o mundo.

Porque iniciei este artigo com coisas banais e evi-

dentes? Foi para falar da ARAPA - Associação dos Ven-

dedores de Anilinas e Produtos Auxiliares.

Nos primeiros dias do ano de 1963 eu trabalhava na

IQB - Indústrias Químicas do Brasil, a qual representava

a Calco, divisão de corantes da American Cyanamid e fui

agraciado com um estágio nos Estados Unidos. Um trei-

namento para aplicação de Brancos Óticos e resinas

Melamina e Triazina em acabamentos têxteis. Naquele

laboratório imenso aprendi muito e percebi que vários

laboratoristas, técnicos e vendedores eram sócios da

AATCC, entidade que eu já conhecia desde os tempos

em que trabalhava na antiga Quimanil, quando era dos

suíços Ernest Grieder e Robert Weber. Eles eram sócios e

assinavam a revista Dyestuff Reporter. Tinham uma vas-

ta biblioteca técnica que eu procurava consultar sempre.

Ao retornar ao Brasil, procurei vários colegas ven-

dedores com o intuito de formar uma entidade similar.

Foi formada, aos trancos e barrancos, a ARAPA que con-

gregava apenas os vendedores, excluindo os técnicos,

colegas das empresas de corantes. Não chamamos téc-

nicos que militavam nos clientes. As reuniões eram às

quartas-feiras, em um dos restaurantes no Demarchi, em

Entrevista Química Têxtiln° 84/set.06

Hora da saudadeA semente da ABQCT

Reynaldo Madureira, sócio n° 26 da ABQCT

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São Bernardo. Ainda guardo fotos de algumas reuniões, mas a idéia durou

poucos anos por três motivos: o primeiro era que algumas empresas não

deram apoio e o segundo porque virou uma bagunça, com brincadeiras, e

também não foi levado a sério o intento de alguns vendedores mais consci-

entes, que desejavam falar de assuntos técnicos. O terceiro foi a ausência

dos técnicos de aplicação e dos técnicos dos clientes, bem ao contrário do

que acontecia nos Estados Unidos. Os vendedores eram "estrelas" e os téc-

nicos das empresas eram considerados acessórios para uso eventual.

Com o tempo e com a maior concorrência acabou a época dos apanha-

dores de pedidos. As empresas precisaram criar opções e instituir unidades

de negócios e um marketing mais organizado, com trabalho em equipes de

técnicos e vendedores. Os vendedores passaram a ser mais técnicos para

promover produtos e processos.

Foi nessa época que um grupo de abnegados começou a trabalhar a idéia ou

sonho de criar uma entidade séria, agrupando todos os técnicos em geral e os

vendedores. Naquela época, como gerente da Sandoz, fui quase que impedido

de participar porque a direção solicitou que eu cuidasse preferencialmente das

vendas, deixando para outros aquela tarefa de fundar e gerir a ABQCT. Foi

permitido que as primeiras reuniões fossem feitas nas nossas salas. Ali despon-

taram as lideranças do Gilberto Bretz Pinho, Vidal Salem, Gastão Leônidas de

Camargo, Wilson Camargo, Horácio Ribeiro e outros, que peço desculpas por

não citar. Também contribuíram muito na organização e manutenção as se-

guintes pessoas, que não posso esquecer: Giovanni Manzo, Alfredo

Liedgens, Haroldo Castanho Pedro, José C. Macedo e Calil Hafez Neto.

A hoje sólida ABQCT está viva em vários estados e em novas mãos, com

pessoas de valor. Não podemos esquecer as empresas que atuam no ramo,

sejam as multinacionais ou nacionais, que prestaram e prestam um efetivo apoio

para a ABQCT, por sentirem que é uma entidade com sérios propósitos.

Mesmo assim, arrisco dizer que a ARAPA foi uma sementinha jogada

em um terreno não tão fértil. Mas não morreu, ficando ali entre as pedras do

caminho para mais tarde brotar, crescer e florescer.

Hoje, aos 78 anos, ainda faço questão de ser associado para não me

desligar daqueles que ainda vivem e sempre recordo os que vivem no céu,

como o Marino Zamperetti, Francisco Zamana, René Guedes Bourdot,

Wilson Camargo e o alegre Ignácio Zuasnabar. Também me lembro dos

amigos Walter Farabolini, José Tricarico, Herman Stettiner, Rolf Koestner

e Henrique Golfetti. Especialmente porque convivi mais com eles e deles

recebi carinho, amizade e ensinamentos.

Uma menção especial ao meu querido amigo Antonio Ajudarte Lopes Fi-

lho, vivo e atuante, que teve a iniciativa de comprar a atual sede em Alphaville

para a ABQCT, pois não tínhamos um lugar decente para nos reunir e crescer.

Nossa história começou com a associação entre as

famílias Tovaglieri e Ruschioni, ambas de origem itali-

ana, que tinham muito conhecimento técnico na arte de

melhorar as propriedades das matérias-primas cruas e

transformá-las em tecidos nobres de alto valor agrega-

do. Os Tovaglieri fabricavam no Brasil barcas de

tingimento (processo que se caracteriza pelo banho em

repouso, com alto consumo de água).

Nas décadas de 60 e 70 não existia a preocupação

ambiental de hoje com os processos têxteis, de modo

que a grande maioria das indústrias do setor utilizava

este tipo de equipamento para tingir os tecidos. Os

Ruschioni, Nicola e Rodolfo,

que tinham como profissão

técnico-projetista e funileiro,

por sua vez, fabricavam em

sua pequena oficina jiggers e

dobradeiras-enfestadeiras.

Mais tarde, com a saída

dos Tovaglieri da sociedade,

nascia, em 1952, a pequena

fábrica Texima no bairro da

Moóca, na capital de São Pau-

lo, passando a ser conduzida

pelos irmãos Rodolfo, Hélio

e Nicola Ruschioni, junta-

mente com o desenhista-pro-

jetista Walter Gibello e o con-

tador Nicola Boroé.

Apesar da concorrência externa, aos poucos a Texima

foi se firmando como um fornecedor confiável, conquis-

tando credibilidade junto aos produtores de tecidos bra-

sileiros. A partir de então, começou a produzir outras

máquinas sob licença, tais como os jiggers da Benninger

AG, vaporizadores da Arioli e as máquinas de estampar

da Meccanotessile, entre outros, sempre voltadas para o

segmento de beneficiamento têxtil.

Crescimento

Devido ao aumento no volume de produção, a em-

presa precisava de mais espaço para crescer e por isso

ABQCT apresenta uma empresa parceira Química Têxtiln° 84/set.06

Texima S/A se destaca como a maior fornecedorade máquinas para beneficiamento e acabamento de tecidos

6

construiu uma fábrica no bairro do Itaim Paulista e nela

instalou todas as fases de produção, inclusive uma fun-

dição própria.

Com a nova fábrica, já registrada com o nome de

Texima S/A Indústria de Máquinas, o programa de fa-

bricação foi também incrementado com uma nova li-

nha de produtos como ramosas, lavadoras contínuas,

secadores, chamuscadeiras, entre outros, para todos os

processos que envolvem alvejamento, tingimento,

engomagem, desengomagem, chamuscagem, estampa-

ria, secagem etc.

A Texima está hoje situada no bairro do Itaim

Paulista (sede própria), com área total de 52.000 m²,

sendo 36.000 m² de área construida. Conta com mais

de 260 colaboradores e vendas consolidadas para o

mercado brasileiro e exportações para a América Lati-

na, Estados Unidos, Europa e Ásia, sendo a maior fá-

brica de máquinas têxteis das Américas.

Especialista em beneficiamento têxtil

Texima S/A Indústria de Máquinas - uma empresa

genuinamente brasileira e com capital 100% nacio-

nal, destaca-se hoje como a maior fornecedora de

tecnologia para beneficiamento e acabamento de te-

cidos, oferecendo ao mercado uma completa gama de

equipamentos tais como: secadores, chamuscadeiras,

pré-encolhimentos, foulards, instalações para

tingimento de índigo (sistemas cordas, girotex e

multicaixas), linhas para beneficiamento de denim e

ramas (carro-chefe das vendas), na qual é líder em

produção no país (aliás, a primeira rama produzida

no Brasil foi feita pela Texima, em 1957).

Para se tornar uma empresa de sucesso, a Texima,

como tantos outros fabricantes de bens de capital no

Brasil, passou por inúmeras provações e sobreviveu. A

empresa enfrentou a recessão econômica da década de

80, resistiu à abertura comercial dos anos 1990 e supe-

rou a concorrência dos grandes conglomerados de cons-

trutores internacionais, acentuada a partir de 2000.

A Texima também aprendeu a conviver com as su-

cessivas oscilações cambiais, resultantes das políticas

econômicas adotadas no país nos últimos 15 anos. Hoje,

a empresa se mantém sólida entre os fabricantes de má-

quinas e acessórios nacionais que restaram no País.

Tecnologia

Além de possuir o know-how e a mais alta tecnologia

aplicada em suas máquinas para beneficiamento e trata-

mento de tecidos e malhas, indubitavelmente de quali-

dade mundial, a Texima tem parcerias e licença para

fabricar as melhores marcas do mundo no setor de má-

quinas têxteis, como a Benninger e a Strahm da Suíça.

Assim, com sua completa gama de máquinas, a Texima

atende a clientes como Vicunha, Santista, Coteminas,

Canatiba, Cedro Cachoeira, Döhler, Karsten, Malwee,

Pettenati (no Brasil), Coltejer, Vestimundo, Carolina

Cotton, Santista Argentina e Chile (no exterior) etc.

Planos para o futuro

A Texima têm planos ambiciosos para o futuro. Além

de manter o compromisso constante de melhorar a qua-

lidade dos produtos, do atendimento e avançar na

tecnologia, procurando oferecer sempre ao mercado

têxtil o que for tecnicamente mais atualizado, a em-

presa terminou recentemente o projeto de um novo

secador para malha em parceria com a empresa suíça

Strahm, o qual foi exposto durante a última Febratex,

em Blumenau, em agosto de 2006.

Nos próximos anos, a empresa vai continuar traba-

lhando em conjunto com a Benninger, com a qual tem

uma colaboração que já dura mais de 40 anos, e com a

Strahm Hi-Tex Systems AG, com a qual a Texima tam-

bém tem uma sólida parceria.

A Texima vai ainda expandir para novos mercados,

formando um nome forte mundialmente, capaz de com-

petir e até superar qualquer concorrente em qualidade

de máquinas e de serviços, mostrando para o mun-

do o que os clientes brasileiros já conhecem.

8

Estamparia têxtil é o processo que permite aplicar

um desenho numa superfície têxtil, aumentando o valor

agregado do produto final8,9. A Reologia estuda o com-

portamento de um fluido submetido a uma tensão. Na

estamparia, a tensão aplicada à pasta de estampar, que

ocasiona o seu movimento, é a pressão e a velocida-

de3,4,5. Degradação (propriedades indesejáveis) são

quaisquer reações químicas destrutivas dos polímeros

que podem ser causadas por agentes físicos e/ou quími-

cos. A degradação causa uma modificação irreversível

nas propriedades dos materiais poliméricos, sendo evi-

denciada pela deterioração progressiva dessas propri-

edades, incluindo o aspecto visual dos materiais, em

nosso caso os têxteis1,2,6,7.

Os objetivos principais deste trabalho são: estudar

o comportamento reológico e degradação das pastas

utilizadas em estamparia com corante reativo. Medidas

de viscosidade em função do tempo e temperatura fo-

ram feitas em diferentes formulações de pastas. Parale-

lamente, amostra de pastas foi acrescentada, corantes

amarelo, azul e vermelho e os tecidos foram estampa-

dos no sentido de se estudar o comportamento das co-

res em função do tempo (envelhecimento).

O conhecimento do comportamento reológico e fa-

tores que causam a degradação das pastas são

parâmetros importantes para determinar em que con-

dições se devem manipular e armazenar tais pastas, além

de determinar o tempo de utilização de uma pasta e qual

o desempenho de sua aplicação.

1. Introdução

A estamparia têxtil é o processo que permite aplicar

um desenho numa superfície têxtil, aumentando o valor

agregado do produto final. Basicamente, existem dois

métodos de aplicação de cor na superfície têxtil. Um

deles, utiliza corantes que reagem quimicamente com a

fibra e, para cada fibra têxtil, há um grupo de corante

específico. Esse método é semelhante a um tingimento,

assim, obtém-se no mesmo tecido vários tingimentos

em áreas diferentes, resultando num desenho. Outro

método utiliza pigmentos; como estes não possuem gran-

de afinidade com as fibras têxteis, precisam ser fixados

por intermédio de resinas (espécie de cola), que irá for-

mar um filme sobre o tecido. BIRD (1985), LEE (1981).

No processo de estamparia com corantes reativos se

utiliza para transporte e fixação dos corantes no tecido

uma mistura de várias substâncias; essa mistura deno-

minamos na estamparia como pasta, esta apresenta uma

viscosidade específica e comportamento reológico para

boa performance no processo.

A viscosidade da pasta é relativa a vários parâmetros,

tais como: tipo de equipamento utilizado, diâmetro dos

orifícios por onde ela vai passar, área estampada, tipo

de corante, tipo de tecidos etc.. Na preparação da pasta,

uma das substâncias mais importante é o espessante, que

pode ser de origem natural ou sintética; esse produto é o

responsável pela viscosidade da pasta, que durante o

processo de estampagem deve permanecer constante

para evitar estampas com defeitos de processo.

Tecnologia Estamparia Química Têxtiln° 84/set.06

Reologia e degradação de pastas de estampariacom corante reativo

João Batista Giordano - Depto. Têxtil, Fac. Tecnologia de Americana - ([email protected])João Sinézio de C. Campos - Depto. Tecnologia de Polímeros, Fac.Eng. Química,UNICAMP (siné[email protected])

Revisão técnica: Rogério Laurente

10

Para cada tipo de corante existe uma formulação de

pasta específica, com elementos para fixação do corante

e para aumento da viscosidade do meio. A pasta não

deve interferir nas características do tecido e nem na

afinidade tintorial dos corantes.

O comportamento reológico das pastas de estampa-

ria é importante para determinar em que condições se

devem manipular essas pastas bem como armazená-las.

Este trabalho estudará o comportamento reológico e

a degradação das pastas de estamparia com corantes

reativos. Esse processo é utilizado exclusivamente em

tecidos compostos de celulose e celulose regenerada;

neste processo obtém-se maior solidez da cor, cores mais

intensas e toque mais agradável do que os pigmentos.

ERHARDT (1975).

O processo de estamparia é feito em geral por intermé-

dio de máquinas automáticas. Essas máquinas podem ser

por quadros ou por cilindros. Com o avanço tecnológico,

principalmente na área de informática, já existem equipa-

mentos que utilizam o processo digital. Esse processo ba-

seia-se na aplicação do desenho diretamente do compu-

tador através de uma impressora de tecido.

Na preparação da pasta é de vital importância co-

nhecer o comportamento reológico do espessante que

se está utilizando, ou seja, se esse produto atingirá a

viscosidade necessária para estampagem e se todos os

produtos da formulação são compatíveis entre si.

Fatores como temperatura e tempo são determinantes

nas variações de viscosidade das pastas de estamparia,

além das condições ambientais e devem ser estudados

para saber quais as melhores condições e por quanto

tempo as pastas permaneceram com suas propriedades

satisfatórias, ou seja, bom rendimento colorístico e boa

performance no processo de estampagem.

A degradação da pasta ocorre quando os produtos da

formulação reagem com o ambiente (fungos e bactérias),

com o próprio corante ou ainda com produtos utilizados na

formulação que não são compatíveis entre si, alterando

dessa forma o comportamento reológico, ou seja, mudan-

ça na viscosidade que em alguns casos pode ser irreversível.

O estudo da Reologia e degradação das pastas de es-

tamparia são importantes para se determinar o tempo de

vida útil de uma pasta e as melhores condições de usos

destas. A maioria dos defeitos nas estamparias é prove-

niente da má formulação da pasta de estamparia.

Utilização de espessantes não compatíveis com os

corantes utilizados resulta na diminuição da intensidade

do corante empregado, bem como produção de estampas

com aspecto de lavada (desbotada). Alguns espessantes

também podem aderir ao tecido de tal forma que, no mo-

mento da lavagem do tecido estampado, ele não seja eli-

minado por completo da superfície têxtil, originando deste

modo produtos com toque não desejável.

Durante o processo de estampagem, a viscosidade

deve permanecer constante, isto é conseguido utilizan-

do produtos na formulação da pasta que estabilizam as

mesmas à ação da temperatura, tempo e agentes bioló-

gicos quando se utiliza espessantes de origem natural.

A quantidade de pasta preparada para um determinado

lote de produção ocorre sempre sobras de pasta, que nor-

malmente são utilizadas em outro desenho, porém, há ca-

sos em que as sobras são armazenadas incorretamente (aber-

tas, umidade, calor); neste caso, depois de algum tempo,

elas perdem todas as suas propriedades e são descartadas,

ocasionando um aumento do custo de estampagem, bem

como contaminação dos despejos da estamparia.

Máquinas de estampar trabalham com alta produção,

assim sendo, pastas com viscosidade inadequada para

determinado equipamento faz com que a produção di-

minua, chegando em alguns casos a parar a produção

para correção da viscosidade da pasta, além de "forçar"

os componentes das máquinas, neste caso quando se uti-

liza pasta com viscosidade muito alta.

Outro aspecto, quando se trabalha com viscosidade

inadequada para determinado tipo de estampa, está re-

lacionado com o consumo de pasta. Quando se tem pas-

ta com baixa viscosidade, ocorre uma penetração ex-

cessiva da mesma, conseqüentemente aumenta o con-

sumo da pasta, além de aumentar o poder de migração

dos corantes, apresentando desenhos com contornos não

Tecnologia Estamparia Química Têxtil - n° 84/set.06

12

definidos; aumenta também o tempo de secagem da es-

tampa e desta forma diminui a produtividade da estam-

paria. Por outro lado, quando se tem uma pasta com vis-

cosidade muito alta, dificulta a penetração; neste caso é

obrigado a aumentar a pressão ou diminuir a velocidade

de estampagem.

Uma das propriedades mais importante nos

espessantes utilizados na formulação de pasta de estam-

paria é a lavabilidade dele após a estampagem, ou seja,

depois de estampado há necessidade de lavar os tecidos

estampados para remoção dos espessantes e produtos

auxiliares, bem como corante não fixado na fibra. Acon-

tece que existem certos tipos de espessantes que não

apresentam uma boa lavabilidade, dificultando sua reti-

rada na lavagem posterior, alterando assim o toque do

tecido (aspecto engomado).

2. Objetivos

Os principais objetivos deste trabalho são:

- Formular pasta de estamparia com corante reativo.

- Utilizar diferentes espessantes (naturais e sintéticos)

na formulação da pasta e determinar qual destes tem

melhor desempenho, tanto na intensidade da cor como

na durabilidade da pasta.

- Verificar o efeito da concentração de barrilha nas pas-

tas de estampar com corantes reativos.

- Verificar o pH de pastas com corantes reativos em fun-

ção do tempo.

- Verificar o efeito da temperatura e tempo na viscosi-

dade das pastas.

- Verificar a ação da temperatura na degradação de pas-

ta de estampar com reativo.

3. Reologia

Em linhas gerais, Reologia é a ciência que estuda a

deformação e o escoamento da matéria. O termo foi in-

troduzido por Eugene Cook Bingham a partir de suas

publicações da década de vinte.

A preocupação com o aspecto de fluência da matéria

remonta a um passado distante e os anais da história da

Reologia registram como conceito primordial à observa-

ção de ser um material mais espesso do que outro e assim

mais resistente à fluência do que outro, porém, tudo flui.

A definição de Reologia acima permitiria considerar

todos os materiais com capacidade de deformação ou

escoamento, mas tanto os sólidos hookeanos como os

fluidos newtonianos (de características constitutivas que

se representam matematicamente como lineares) não são

considerados como fazendo parte dos interesses da

Reologia; somente materiais que exibam comportamen-

tos entre esses dois extremos.

Assim, materiais com comportamentos de sólidos não

hookeanos e fluidos não newtonianos têm privilégio das

atenções da Reologia.

Diversos ramos da Reologia podem ser identifica-

dos e com o aperfeiçoamento dos novos materiais a quan-

tidade desses ramos tem crescido nos últimos tempos.

A Reologia estuda o comportamento deformacional

(strain) e o fluxo de matéria, incluindo as propriedades de

elasticidade, viscosidade e plasticidade de uma massa

ou corpo rochoso, mineral, magmático, glacial, indus-

trial, submetido a tensões (stress), dadas determinadas

condições termodinâmicas ao longo de um intervalo de

tempo. Também é utilizada para o estudo das caracte-

rísticas de fluxo de líquidos, semilíquidos e semi-sóli-

dos como água (na hidrologia), magma, níveis argilo-

sos hidratados etc. ODIAN (1991), SAUNDERS (1988).

3.1. Deformação

(a) Mudanças na forma e/ou volume das rochas subme-

tidas a tensão (stress).

(b) Termo geral usado para processos geológicos como

dobramento, falhamento, cisalhamento, compressão e

extensão, afetando a forma e/ou volume das rochas.

A deformação pode ser decorrente de esforço

compressivo ou extensivo, sendo quantificada por três

vetores ortogonais que definem a quantidade de defor-

mação (elipsóide de deformação), que é diretamente

relacionada com os eixos de tensões correspondentes.


14

O estudo do comportamento dos corpos geológicos,

incluindo a quantificação das deformações e seu com-

portamento relativo, matéria da Reologia, envolvem as-

pectos físico-químicos diversos, além das tensões apli-

cadas: temperatura, pressão confinante, pressão e com-

posição de fluidos, associações litológicas.

Alguns autores distinguem, em inglês, deformation

de strain: a primeira relacionando o deslocamento dos

pontos de um corpo rochoso com relação a uma malha

de referência externa ao corpo e a segunda, strain, rela-

cionando o deslocamento de pontos do corpo uns em

relação aos outros. YOUNG (1981).

3.2. Elasticidade

Esta propriedade, como todas as propriedades reoló-

gicas, varia entre os diversos materiais e varia com as

condições termodinâmicas (t, Ptotal) em que as tensões

são aplicadas. Determinados materiais elásticos, defor-

mam-se ou fluem se a tensão aplicada for mantida por

longo tempo, caracterizando-se como elasto-viscosos.

3.3. Viscosidade

Medida da resistência interna ou fricção interna de

uma substância ao fluxo quando submetida a uma ten-

são. Esta propriedade é medida por um coeficiente que

depende do atrito interno em conseqüência à coesão das

partículas de seus componentes.

Quanto mais viscosa a massa, mais difícil de fluir e

maior o seu coeficiente de viscosidade. Por exemplo, os

magmas ácidos são mais viscosos e fluem com mais di-

ficuldade do que os magmas básicos que têm um menor

coeficiente de viscosidade. Além disso, existência de cris-

tais em um magma aumenta o atrito interno do mesmo e,

portanto, ele é mais viscoso do que o mesmo magma sem

a carga de cristais em suspensão. XIAO (1995).

3.4. Plasticidade

Propriedade de um corpo mudar de forma ao ser ten-

cionado em contraposição às propriedade de elasticidade

e de rigidez. As argilas, importantes componentes do solo,

são plásticas, ou seja, deformam-se facilmente, proprie-

dades que é acentuada com o aumento da quantidade de

água intersticial às partículas. PAPIRER (1982).

3.5. Comportamento reológico do espessante

A Reologia estuda o comportamento de um fluido

submetido a uma tensão. No processo de estamparia, a

tensão aplicada à resina de estampar, que ocasiona o

seu movimento, é a pressão e velocidade.

Sabemos que o comportamento das pastas de estam-

par deve ser pseudoplástico, isto é, a medida que au-

menta a taxa de cisalhamento da resina diminui a visco-

sidade e isso é vantajoso. Ao lado deste fato, as resinas

exibem tixotropia, ou seja, ao iniciar o cisalhamento apli-

cado à resina, há uma diminuição gradativa da viscosi-

dade com o tempo; ao cessar o cisalhamento ela volta à

sua viscosidade normal.

A pseudoplasticidade e a tixotropia, aliadas às carac-

terísticas químicas da pasta e sua relação com o tecido

(hidrofilidade, absorção e capilaridade) determinam a

quantidade de pasta consumida e, portanto, característi-

cas como o toque e definição do desenho.

É comum associarmos a qualidade do espessante

à viscosidade. Pode-se verificar por dados práticos

que nem sempre viscosidades mais altas garantem

maior desempenho na estamparia. Além disso, a aná-

lise do custo da pasta sozinha é insuficiente para uma

correta avaliação do custo de produtos químicos em

estamparia; no entanto, deve-se levar em considera-

ção outros fatores tais como: energias, manutenção,

auxiliares e mão-de-obra.

Os espessantes de emulsão inversa representam um

importante avanço tecnológico na estamparia com pig-

mentos. Com esse tipo de espessante, muitos proble-

mas do estampador estão minimizados, tais como: con-

trole de pH, de cilindros, toque, solidez, igualização,

brilho da cor, reprodutividade, possibilidade de estam-

paria em meshes finos e pretos sem gelatinização. LEE

(1981). VANDERLEI (1995).


16

3.6. Viscosidade em pasta para estamparia têxtil

A viscosidade de um líquido mede a sua resistência

interna ao movimento. A viscosidade é newtoniana quan-

do a força de cisalhamento por unidade de área, τ, entre

dois planos paralelos de um líquido em movimento rela-

tivo for proporcional ao gradiente de velocidade dv/dx

entre os planos, isto é τ = η . dv/dx, onde η é o coeficien-

te de viscosidade. A dimensão de η é, portanto:

(massa) . (comprimento)-1 . (tempo)-1

Para maior parte dos líquidos, η é uma quantidade bem

definida (a uma certa temperatura e pressão) independente

de τ e dv/dx, desde que o fluxo seja laminar ou

newtoniano. Para muitas soluções e dispersões, especial-

mente se forem concentradas e/ou contiverem partículas

assimétricas, observam-se desvios do fluxo newtoniano.

As principais causas do fluxo não-newtoniano são: a

formação de uma estrutura através do sistema e a orien-

tação de partículas assimétricas. BILLMEYER (1984).

Matematicamente:

(taxa de cisalhamento) (tensão de cisalhamento)

γ = dv (velocidade diferencial) τ = F Força / área dx (espessura diferencial) A

Viscosidade η = F/A

dv/dx

Para o estudo do fluxo de líquido não-newtoniano

são bastante úteis viscosímetros de cilindros concêntri-

cos e de cone e placa.

No primeiro desses métodos atinge-se uma veloci-

dade de cisalhamento aproximadamente uniforme atra-

vés de toda a amostra, criando-se, por forças tangenciais,

um filme delgado de líquido entre dois cilindros con-

cêntricos. O cilindro externo pode girar a uma velocida-

de constante e a tensão de cisalhamento pode então ser

medida em termos da deflexão do cilindro interno,

suspenso por um fio de torção.

A uma distância r do eixo dos cilindros vale:γ = dv = 2ϖ 1/r2

dr 1/R12 - 1/R

22

onde, ϖ é a velocidade angular do cilindro externo em

rotação e R1 e R

2 os raios dos cilindros interno e externo

respectivamente.

Como R1 e R

2 são diferentes entre si, a velocidade de

cisalhamento será conhecida através da rotação.

A expressão acima pode ser simplificada para:γ = dv = ϖ R dr d

onde, d é a separação entre os cilindros e R o raio dos

dois cilindros.

A resistência sobre o cilindro interno é Kt .θ . R, onde

Kt é a constante torcional do fio, e θ é a deflexão angu-

lar do cilindro. Essa força é exercida sobre uma área

2πRh, onde h é altura de líquido em contato com os

cilindros, portanto: η = K

visc θd ou η = K

visc θ

2πhϖR ϖh

onde Kvisc

é uma constante do aparelho (obtida usual-

mente pela calibração com um líquido de viscosidade

conhecida).

Viscosímetro de cone e placa permitem manter cons-

tante a taxa de cisalhamento em toda a amostra. Esses

equipamentos são muito úteis quando se deseja conhe-

cer a viscosidade em situações especiais de determina-

dos trabalhos com tintas, por exemplo, a pré-mistura,

moagem, homogeneização e outros.

Ao promovermos a mistura de um sólido em um lí-

quido pode acontecer uma destas três situações:

a) Se as forças de atração entre as moléculas do sólido e

17

Tecnologia EstampariaQuímica Têxtil - n° 84/set.06

as do líquido forem menores que as do sólido, o líquido

somente atuará separando as partículas sólidas umas da

outras. Tais partículas, compostas por centenas, milhares

ou milhões de moléculas estarão dispersas na fase líqui-

da durante o trabalho de agitação. A suspensão será inter-

rompida dando lugar à sedimentação durante o repouso.

b) Havendo atração forte entre as partículas do sólido e

do líquido, ocorrerá a umectação com penetração do lí-

quido na estrutura sólida, podendo até ocorrer o des-

prendimento de partículas sólidas menores para o meio

líquido restante.

c) Pode ocorrer uma reação química. PAINTER (1988),

SOLOMON (1977).

3.7. Fluídos não-newtonianos

Poucos líquidos apresentam comportamento newto-

niano ou ideal. Alguns exemplos de líquidos perfeitos

ou quase perfeitos incluem a água, solventes, óleos mi-

nerais e poucas soluções de resinas.

Pseudoplástico - pertencem a este grupo os líquidos cuja

viscosidade aparente tende a diminuir a medida que se au-

menta progressivamente a taxa de cisalhamento aplicada.

Várias podem ser as causas desse fenômeno: se em

um sistema em estudo ocorrer agregação de partículas,

então um aumento da taxa de cisalhamento tenderá a

provocar um fracionamento dos agregados, diminuindo

assim a viscosidade aparente do sistema.

Muitas pastas apresentam pseudoplasticidade. Solu-

ções de resina termoplástica e emulsões costumam apre-

sentar esse comportamento. CHAN (1994).

Plasticidade e valor de escoamento - a plasticidade

pode ser confundida coma pseudoplasticidade, exceto

pelo fato de que, neste caso, a tinta irá fluir quando a

tensão de cisalhamento aplicada chegar a ultrapassar um

valor mínimo. Essa tensão de cisalhamento mínima re-

cebe o nome de valor de escoamento.

A plasticidade ocorre como resultante de um retículo

estrutural que tem de ser rompido para permitir algum

fluxo. Como exemplo de dispersões plásticas, temos mas-

sas de modelagem, algumas argilas e certas dispersões de

pigmentos. Dispersões de negros de fumo em vários veí-

culos adquirem valor de escoamento após permanecerem

em repouso. SPERLING (1977), WARSON (1990).

Dilatantes - o aumento da viscosidade com o aumento

da taxa de cisalhamento caracteriza um líquido dilatante.

Esse aumento da viscosidade com o cisalhamento apa-

rece particularmente em pastas de partículas densamen-

te empacotadas. A medida que aumenta a taxa de

cisalhamento, esse empacotamento sofre quebra, per-

mitindo que as partículas se movam uma em relação às

outras. A expansão resultante faz com que o líquido seja

insuficiente para preencher os vazios; a essa expansão

se opõem forças de tensão superficial.

A dilatância é especialmente útil para as dispersões,

visto que esse comportamento garante o fluxo laminar

durante a operação de dispersão. A dilatância excessiva,

porém, prejudica as operações de bombeamento das

pastas. SHAH (1984), WALDIE (1983).

4. Degradação

Degradação são quaisquer reações químicas destru-

tivas dos polímeros, que pode ser causada por agentes

físicos e/ou químicos. A degradação causa uma modifi-

cação irreversível nas propriedades dos materiais

poliméricos, sendo evidenciada pela deterioração pro-

gressiva dessas propriedades, incluindo o aspecto visu-

al dos polímeros. AGNELLI (1986), SINÉZIO (2000).

Quando aplicado a sistemas poliméricos, o conceito

de degradação é mais amplo e pode também abranger

efeitos físicos que conduzirão à perda de função do pro-

duto polimérico. Geralmente as reações de degradação

são indesejáveis, isto é, procura-se alta durabilidade ou

vida útil elevada, pela adição adequada de sistemas

poliméricos onde normalmente se inclui o uso de for-

mulação com o correto emprego de aditivos antide-

gradantes específicos.

As reações de degradação poderão ser benéficas para


18

os casos de rejeitos poliméricos não recicláveis, por conta-

minação ou inviabilidade econômica. RODRIGUEZ (1991)

A degradação pode ser classificada em vários tipos,

os quais são analisados nos seguintes aspectos:

1. Quanto ao grau de degradação, pode ser superficial

ou estrutural. O primeiro se refere à superfície, modifi-

cando o aspecto visual e o segundo com alterações de

propriedades mecânicas, elétricas, térmicas, comprome-

tendo seu desempenho estrutural.

2. Quanto aos mecanismos de reação: degradação sem e

com cisão da cadeia principal. Em geral, a primeira (sem

cisão) ocorre ao nível de superfície, sendo possíveis re-

ações que envolvam formação de ligações cruzadas,

substituição ou eliminação de grupos laterais. O segun-

do mecanismo (com cisão) ocorre mais em nível estru-

tural, podendo reduzir o peso molecular das cadeias do

polímero e em geral acontecem de forma aleatória.

3. Quanto aos agentes físicos (temperatura, atrito mecâ-

nico, radiação solar e outras).

4. Quanto aos agentes químicos (oxigênio, ozônio, áci-

dos, bases, solventes).

5. Quanto aos agentes biológicos [microorganismos (fun-

gos e bactérias)]. KELEN (1983).

A degradação pode iniciar durante o processamento

do polímero ou durante seu uso, através de um ou mais

agentes, causando maior complexidade e dificultando

as análises, principalmente quando um dos agentes é a

temperatura, pois este é um agente comum e atua como

fator acelerador nos processos degradativos.

De acordo com tais classificações, as reações de de-

gradação podem ser divididas em: térmica, química, me-

cânica, biológica, termooxidativa, fotooxidativa,

termomecânica, mecanoquímica, fotobiodegradação,

fotodegradação e degradação por radiações ionizantes.

Dentre estes processos de degradação cabe aqui destacar:

- Degradação térmica: os polímeros orgânicos são sen-

síveis à temperatura e a sensibilidade depende do tipo de

estrutura química. Exemplo: as poliimidas aromáticas (PI)

têm alta resistência à temperatura (cerca de 550°C), en-

quanto que o poli (cloreto de vinila), conhecido PVC,

tem baixa resistência à temperatura (cerca de 200°C),

valores estes obtidos por técnicas de análise termogra-

vimétrica (TGA). No entanto, tais valores dependem

muito das condições de processamento dos polímeros;

REICH (1971) GRUBB (1982), GUGUMUS (1987).

- Degradação oxidativa: provocada pelo ataque do oxi-

gênio durante a síntese, processamento, armazenagem

ou uso. Tipicamente ocorrem através de reações em ca-

deia, via radicais livres, podendo provocar cisões, rami-

ficações de cadeias e formação de "cross link" entre as

cadeias poliméricas. As reações dos radicais livres, for-

mados com o oxigênio presente no ar, formam radicais

peróxi, os quais reagindo com os polímeros formam os

hidroperóxidos e outros radicais primários que propa-

gam a reação em cadeia; MOSS (1989).

- Fotodegradação: polímeros são absorvedores de luz

ultravioleta (UV), tipicamente para comprimentos de

onda entre 250 e 400 nm, sendo que a sensibilidade va-

ria de acordo com sua estrutura molecular e composi-

ção química. KELEN (1983), RABY (1988).

Cabe destacar que o estudo e entendimento dos pro-

cessos físicos e químicos causados pela radiação UV

são de grande importância prática para aplicações e de-

gradação dos polímeros.

- Processo fotofísico: os processo físicos envolvidos na

fotodegradação dos polímeros incluem a absorção de

luz pelo polímero com excitação eletrônica das molécu-

las e relaxação dos estados excitados. Parte da quanti-

dade de luz que penetra o polímero é absorvida e o res-

tante é transmitido. Essa quantidade de energia que é

absorvida pode causar excitação eletrônica das molécu-

las, as quais podem participar das reações químicas;

RANDELL (1988) WEINBERG (1986).

- Processo fotoquímico: os processo químicos de foto-

degradação estão relacionados com dissociação e decom-

posição de moléculas, devido principalmente aos proces-

sos fotofísicos. VASQUEZ (1980). CULLITY (1978).

Como citado nestes itens, todos esses processos condu-

zem à degradação do polímero, no entanto, tais efeitos de

degradação podem ser minimizados com utilização de ele-


20

mentos estabilizantes. Tradicionalmente, a avaliação da

degradação em polímeros é efetuada sob dois aspectos:

1. Naturais: o acompanhamento de seu desempenho é

feito em condições reais de uso, manuseio, fabricação

ou outra situação de interesse.

2. Artificiais : o acompanhamento é realizado através

de ensaios que aceleram o processo degradativo, por

exemplo, exposição em laboratório sob luz UV, trata-

mento térmico em estufa.

Em suma, as técnicas empregadas para estabilização

dos polímeros contra os processos degradativos envol-

vem mecanismos dedicados a cada tipo de polímero e

aplicação. Assim, cada caso deve ser analisado em se-

parado, levando sempre em consideração a relação cus-

to/benefício e manutenção das propriedades dos

polímeros, para as quais foram projetados. ROSEN

(1993), GACHTER (1985).

4. Metodologia

4.1. Materiais:

Tecidos (algodão e viscose); corantes reativos (ama-

relo, azul e vermelho); espessantes naturais; espessantes

sintéticos; quadro serigráfico; produtos químicos (uréia,

carbonato de sódio e bicarbonato de sódio).

4.2. Equipamentos e acessórios:

Equipamentos dos Laboratórios Têxteis FATEC - Ame-

ricana; balança; estufa térmica com controle de temperatu-

ra; mesa de estamparia e quadro serigráfico; viscosímetro;

rama de laboratório; agitador para pasta; pHgâmetro.

4.3. Métodos e ensaios

4.3.1. Preparou-se pastas de estampar com corantes

reativos, utilizando como espessantes alginato de sódio

e espessante sintético.

4.3.2. Mediu-se a viscosidade inicial dessas pastas pre-

paradas e também se verificou perda de massa dessas

pastas ao longo tempo (dias) em temperatura ambiente

(25, 50 e 90 °C ).

4.3.3. Coloração das pastas

- Após a preparação das pastas, amostras destas foram

coloridas, utilizando corantes reativos (amarelo, azul e

vermelho) na concentração de 40 g de corante por qui-

lograma de pasta.

- Mediu-se a viscosidade dessas pastas coloridas em fun-

ção do tempo (dias e semanas).

4.3.4. Estampagem com corante reativo

- Tecidos de viscose foram estampados com corantes

reativos com as pastas preparadas.

4.3.5. Influência do tempo na viscosidade

- Mediu-se a viscosidade das pastas puras (sem colora-

ção) e coloridas em intervalo de tempo (dias), medição

diárias das pastas.

- A cada medição, estamparam-se também nos tecidos

para determinar o efeito do tempo no rendimento

colorístico das pastas.

4.3.6. Influência da temperatura

- Mediu-se a viscosidade das pastas puras (sem colora-

ção) e pastas coloridas em diferentes temperaturas.

4.3.7. Influência do pH

- Mediu-se o pH das pastas puras (sem coloração) e das

pastas coloridas.

- Verificou-se o pH ao longo do tempo.

4.3.8. Influência na concentração de carbonato de sódio

nas pastas

- Preparou-se pastas de estamparia com corantes reativos

com concentrações diferentes de carbonato de sódio,

coloriu-se essas pastas e em seguida foram estampadas.

4.3.9. Influência do método de fixação das estampas

- Todas as estampagens foram fixadas ou por vaporiza-

ção ou por termofixação.

Vaporização: 20 min. a 100ºC

Termofixação: 5 min. a 150ºC

21


5. Resultados e discussões

5.1. Influência do tempo (dias) na viscosidade de pastas

de estamparia para corante reativo preparada com

alginato de sódio 4% e 30g/Kg de bicarbonato de sódio

e pastas com corante reativo preparadas na concentra-

ção de 40g de corante/ Kg de pasta pura (Figura 2).

Nota-se que inicialmente as pastas apresentam pou-

ca variação na viscosidade, tanto na pura como nas

com corantes, começa haver uma discreta alteração a

partir do 7º dia, sendo que ao final de 14 dias ocor-

rem maiores variações nas pastas coloridas. Na pasta

sem corante também ocorre variação, porém, com me-

nor intensidade.

5.2. Influência do tempo (semanas) na vis-

cosidade de pastas preparadas com

alginato de sódio 4% e com 30 g/Kg de

carbonato de sódio e pasta com corante

reativo na concentração de 40 g de

corante/Kg de pasta pura.

5.3. Influência do tempo (semanas) na

viscosidade de pastas preparadas com

espessante sintético e com 30 g/Kg de

carbonato de sódio e pasta com corante

reativo na concentração de 40 g de

corante /Kg de pasta pura.

A figura 3 mostra que houve grande variação na vis-

cosidade da pasta pura após a segunda semana. Em re-

lação às pastas coloridas ocorreu pequeno aumento na

viscosidade, sendo que na pasta preparada com o corante

amarelo teve maior aumento.

Na Figura 4 também ocorre o mesmo comportamen-

to em relação à pasta pura, porém com as pastas colori-

das houve menor alteração na viscosidade comparada

com as pastas preparadas com alginato de sódio.

5.4. Influência do tempo no pH em pastas de estampar

para corante reativo

Observa-se na Figura 5 uma discreta variação do pH no

decorrer do tempo e que os corantes pouco influem no

pH das pastas.


22

5.5. Influência da quantidade de carbonato de sódio nas

pastas.

A pasta preparada com alginato de sódio, ocorreu

pequena variação no pH e a partir de 60g de carbonato o

pH se estabilizou, enquanto que a pasta com espessante

sintético, teve uma variação maior entre 10 e 30g de

carbonato de sódio, em seguida houve pequeno acrésci-

mo com aumento de carbonato de sódio.

5.6. Influência da temperatura na viscosidade

Nota-se na Figura 7 que há uma diminuição da vis-

cosidade com o aumento da temperatura e que do 1°

para o 2° dia (resfriamento) ocorre diminuição da vis-

cosidade inicial, ocorrendo diminuição também do 2º

para o 3°; além desses dias a viscosidade inicial tem

pequena alteração. Na Figura 8 também ocorre dimi-

nuição da viscosidade com o aumento de temperatura.

Ao resfriar a pasta ela não volta à viscosidade inicial.


24

5.7. Perda de massa de pasta em função da temperatura

Observa-se na Figura 9 grande perda de massa até a

8ª hora, a partir deste momento ocorre pequena varia-

ção na massa, atingindo massa constante após as 16 horas

de exposição.

A Figura 10 mostra que ocorre perda de massa acen-

tuada em todas as pasta, já nas primeiras horas, devido

principalmente a evaporação de água e que após 8 horas

de exposição ocorreu estabilização da massa, sugerindo

que não existia mais água nas pastas.

A Figura 11 mostra que ocorre perda de massa em

todas as pastas no decorrer do tempo, devido principal-

mente a evaporação de água. A partir do 7º dia, a perda

de massas tende a diminuir, pois pela quantidade de

amostra inicial (aproximadamente 10g) nesse período a

quantidade presente de água nas pastas é bem pequena.

Nas páginas seguintes são apresentados os resulta-

dos das estampagens dos corantes (amarelo, azul e ver-

melho), verificando a influência nas estampa do tempo

(dias e semanas), influência do sistemas de fixação de

cor, influência da quantidade de carbonato de sódio nas

pastas e diferenças na utilização de espessantes (alginato

de sódio e espessante sintético).

6. Conclusões

- A viscosidade das pastas aumenta com o decorrer do

tempo, principalmente das pastas puras. As pastas colo-

ridas e preparadas com espessante sintético apresentam

maior uniformidade na viscosidade com o tempo.

- A viscosidade diminui com o aumento de temperatura

e ao resfriar a pasta esta não volta à viscosidade inicial,

atinge no resfriamento a viscosidade inicial.

- Os corantes pouco influem no pH das pastas.

- No aumento da concentração de barrilha ocorre au-

mento de pH. As cores das estampas são influenciadas


26

pela concentração de barrilha (vide estampas). O corante

vermelho é o que apresenta maior influência com a

barrilha. Neste caso, o alginato já apresenta bom rendi-

mento a partir de 10 g/Kg de barrilha, enquanto que o

espessante sintético só a partir de 20 g/Kg. Porém, com

alginato de sódio acima de 20g/Kg de barrilha ocorre

alteração de cor nas estampas vaporizadas; nas

termofixadas esse efeito não é observado.

- As pastas, por apresentarem água na sua composição,

se evaporam e perdem massa, causando degradação (al-

teração de cor e viscosidade).

- As pastas preparadas com alginato de sódio estão mais

suscetíveis à degradação através de fungos e bactérias,

por se tratar de espessante de origem natural.

- O rendimento colorístico em geral é maior quando as

estampas são vaporizadas.

- A boa performance da pasta está relacionada à viscosida-

de da pasta, formulações adequadas, métodos de estam-

pagem e condições de armazenamento e manipulação.

- A degradação da pasta está diretamente relacionada às

condições que ela está sendo utilizada (estabilidade dos

produtos individualmente e quando misturados entre si).

- Corantes reativos estão sujeitos às reações com a pasta

no decorrer do tempo, ocasionando diminuição do po-

der colorístico. Dessa forma, aconselha-se preparar as

pastas corantes no momento da estampagem propria-

mente dita. Com as sobras de pastas corantes, verificar

cuidadosamente se as cores não sofreram alterações.

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32

1. Introdução

Quando tratamos de processo de coloração de têx-

teis, muitos são os parâmetros que devem ser conside-

rados. Cada tipo de fibra e cada tipo de corante apresen-

tam aspectos que tornam necessários que os processos

considerem cada vez mais um controle global que per-

mita obter resultados finais que possam conseguir pro-

dutos que sejam aceitos pelo mercado, apesar das cres-

centes exigências que este apresenta.

Por sorte, os mecanismos físico-químicos que go-

vernam o processo de tingimento apresentam em mui-

tos aspectos uma fenomenologia análoga a todos os ti-

pos de fibras e corantes, o que facilita sua compreensão

e controle. A análise dessa fenomenologia e das etapas co-

muns que regem o sistema é o objetivo deste trabalho.

2. Coloração de têxteis

O processo de coloração ao qual são submetidos os

tecidos para que possam ter uma gama de cores coeren-

te com as modas e usos de cada país e época do ano é

um processo complexo no qual intervém um amplo con-

junto de parâmetros:

- Substrato têxtil - é suficientemente conhecida a gran-

de variedade de possibilidades que existe com respeito

ao tipo de fibras, fios e tecidos.

- Corante - dependerá basicamente do tipo de fibra que

estejamos utilizando, além das propriedades finais que

se deseja do produto para sua aceitação pelo mercado.

- Auxiliares - existe uma grande variedade de compos-

tos químicos que, em forma de “compounding”, são

vendidos para aplicação nos distintos processos de

tingimento. O tipo e função de tais produtos dependem

dos dois aspectos anteriores: substrato que se queira tin-

gir e os corantes que serão utilizados para isso.

- Parâmetros do processo - os gradientes de temperatu-

ra, as velocidades de circulação do banho de tingimento,

a relação de banho, a dosificação dos corantes e/ou auxi-

liares e o número de enxágües posteriores são alguns dos

parâmetros que precisam ser definidos no processo de

tingimento. São esses parâmetros conhecidos na aplica-

ção prática? É importante conhecer, porque sua impor-

tância é crucial já que, dependendo do substrato e do

corante utilizado, podem ser muito diferentes dependen-

do do tipo de equipamento que se utilize.

- Equipamentos - também devemos considerar como

um elemento independente, já que não somente depen-

derá dos substratos e corantes, mas que a tecnologia de

base, com a qual tais máquinas são construídas, influi

de forma importante nos parâmetros do processo.

Com o que vimos até aqui, surgem as primeiras per-

guntas:

- O que se pode afirmar com respeito ao processo de

tingimento?

- Parece fácil de “controlar”?

- Podemos chegar a quantificar?

Considerando a grande quantidade de parâmetros

implicados e da total ou parcial interdependência exis-

Tecnologia Tingimento Química Têxtiln° 84/set.06

A difusão como controle do tingimento

J. Valldeperas, M. J. Lis e J. A. Navarro - Universidade Politécnica da Catalunha – EspanhaTradução: Agostinho S. Pacheco - ABQCT

Revisão técnica: Rodrigo Chrispim

34

tente entre eles, as respostas seriam:

- O processo é muito complexo.

- Não parece muito acessível.

- Não parece provável.

Apesar disso, se em lugar de uma análise por com-

ponentes, estudássemos o processo desde um ponto de

vista de mecanismos implicados, podemos simplificar

o esquema, já que:

- Existem etapas do processo que são comuns a

substratos quimicamente similares.

- Os mecanismos de tingimento podem ser agrupados em

poucos blocos comuns a famílias de corantes e fibras.

- Existem algumas máquinas que, por seu desenho, po-

dem ser utilizadas em processos distintos. Sem dúvida,

sobram máquinas e processos muito específicos.

Com a análise por mecanismos se consegue, à primei-

ra vista, certo grau de unificação. Vejamos se podemos

chegar a algo mais adiante, mediante esse enfoque.

Etapas e mecanismos do processo de tingimento

Se o enfoque que se propõe é correto, deveria res-

ponder a uma série de perguntas feitas na hora de avali-

ar qualquer processo de tingimento convencional.

- Até onde se deseja que o corante penetre no interior

da fibra?

- De que depende o nível de penetração e a solidez?

- Como influem os parâmetros de processo?

- De que forma e até onde influi o desenho da máquina

utilizada?

Para responder estas perguntas e outras que possam

ser colocadas a respeito, temos que considerar as etapas

principais nas quais se divide qualquer processo de

tingimento e quais são os mecanismos que regem cada

uma delas. A partir da Figura 1 poderiam ser estabe-

lecidas cinco etapas.

1. O corante, os auxiliares e produtos químicos se en-

contram no âmago do líquido em suas formas simples,

em misturas ou formando agregados moleculares. Tais

agregados estão submetidos a equilíbrios físico-quími-

cos específicos que dependem, em cada caso, das espé-

cies presentes no sistema(2)

.

2. As moléculas de corante se movem desde o âmago do

banho até as zonas próximas à superfície da fibra. A

mobilidade das moléculas é devida a um fenômeno misto

de transporte de massa que envolve dois aspectos:

- Possibilidade de difusão das espécies presentes.

Trata-se de um parâmetro relacionado com a existência

de gradientes de concentração no âmago do banho. De-

pendendo da estrutura química de cada uma das espéci-

es presentes no banho e da distribuição de sua concen-

tração no mesmo, a difusão correspondente a cada uma

delas será específica(3)

. As mesmas espécies em banhos

com composições distintas apresentam diferentes capa-

cidades de difusão(4)

.

- Convecção forçada. Provocada pela própria veloci-

dade de circulação do banho em relação a do substrato

têxtil que se deseja tingir. O nível de incidência desse

mecanismo de transporte se encontra relacionado com

os componentes tangenciais e lineares da velocidade do

banho e com a viscosidade do mesmo(5)

.

3. Difusão através das capas limite hidrodinâmica e

difusional. A circulação de fluídos ao redor de uma su-

perfície costuma provocar uma série de turbulências que

distorcem a velocidade de circulação dos fluidos ao sub-

trair parte dos componentes tangenciais da mesma. Por

isso, forma-se uma capa de grossura δΗ até chegar a obter

os componentes direcionais corretos (Figura 2).

Tecnologia Tingimento Química Têxtil - n° 84/set.06

36

A capa limite difusional (δρ) é uma membrana do

tipo elétrico, constituída por uma combinação de cargas

provenientes da absorção de água por parte da fibra e as

subseqüentes compensações do caráter negativo da mes-

ma por parte dos eletrólitos e outras espécies químicas

presentes no banho(6)

.

Como qualquer dos fenômenos implicados nos sis-

temas heterogêneos, existe uma mistura de efeitos

eletrocinéticos de grande complexidade. O sistema des-

crito se complica sobremaneira se levarmos em consi-

deração que nos banhos de tingimento existe a presença

de agentes modificadores da tensão superficial que po-

dem modificar a fenomenologia do processo.

4. Absorção na superfície da fibra. As estruturas

moleculares que conseguiram vencer as barreiras cons-

tituídas pelas capas limite hidrodinâmica e difusional

são absorvidas na superfície da fibra mediante interações

cuja intensidade depende das relações de afinidade en-

tre ambas as estruturas: corante e substrato.

5. Difusão no interior da fibra. As moléculas que se en-

contram na superfície da fibra já podem começar a di-

fundir em direção ao interior da estrutura macromo-

lecular constituída pela fibra. A difusão líquido/sólido

depende de vários fatores que, de forma resumida, fo-

ram comentados anteriormente:

- Tamanho molecular da espécie que vai se difundir.

- Tipo de estrutura interna que tenha a fibra.

- Isso implica em mecanismos distintos quando se trata

de fibras naturais, regeneradas (artificiais) ou sintéticas.

- O grau de inchamento que apresentam as fibras tam-

bém deve ser considerado (na média), já que pode ge-

rar ou inibir interações na estrutura fina da fibra.

A difusão é a etapa mais lenta do ponto de vista

cinético, a qual controlará ou limitará todo o processo.

Quantificação do processo de tingimento

Se o enfoque por mecanismos resulta adequado, de-

veria permitir uma certa quantificação do processo de

tingimento. Para isso o processo deve ser estruturado

em uma série de parâmetros que possam ser determina-

dos experimentalmente. Os parâmetros propostos po-

dem ser apreciados na Figura 3.

Onde: Co corresponde à concentração inicial do corante

no banho; Cbt é a concentração de corante que fica no

banho em um tempo t; e Ct é a concentração de corante

no interior da fibra.

Tal como se pode apreciar na figura anterior, a es-

pessura da capa limite difusional é dez vezes menor do

que a capa limite hidrodinâmica e se encontra muito in-

fluenciada por esta.

3. Análise do processo

Para quantificar o processo a partir das variáveis expe-

rimentais especificadas na Figura 3, podemos perceber dois


38

pontos de vista: análise cinética e análise matemática.

3.1. Análise cinética

A partir de expressões cinéticas do tipo semiempírico,

e a partir da avaliação de Ct/C∞ com respeito ao tempo

t, podemos determinar os valores de constantes e

parâmetros cinéticos relacionados diretamente ao pro-

cesso de tingimento em condições de trabalho determi-

nadas. Esses modelos permitiriam “modelar” e “prever”

a evolução do sistema em tais condições. Algumas das

equações utilizadas podem ser vistas na Figura 4:

onde Jx é o fluxo de corante que se difunde através de

uma superfície A. A presença de um gradiente de con-

centração de corante no interior da fibra faz com que a

primeira lei não seja aplicável e por isso temos que re-

correr à segunda.

Tendo que utilizar a segunda lei de Fick, se apresen-

ta o inconveniente de que não tem solução quando se

pretende sua integração matemática. Por isso, ao longo

do tempo diversos autores propuseram uma série de apro-

ximações(8, 9, 10, 11)

matemáticas como soluções da mes-

ma. De todas as formas, tais aproximações continuam

resultando muito complexas e difíceis de tratar. É por

isso que, na INTEXTER (UPC) foi realizada uma série

de simplificações com o objetivo de que o sistema pos-

sa ser resolvido com pacotes informáticos de regressão

não linear como o Data-Fit (Oakdale Engineering, EUA).

Os modelos que se propõe e suas correspondentes

aproximações podem ser vistos nas figuras 5, 6 e 7.

onde o coeficiente a na equação de Cegarra-Puente-

Valldeperas é sensível à variação do esgotamento, a e b

na de Urbanik são constantes experimentais sem apa-

rente relação com fenômeno algum, mas muito úteis na

hora de correlacionar os dados experimentais com a

equação para todos os tempos e situações.

A constante n que aparece na equação de Chrastil é

denominada pelo próprio autor(7)

como coeficiente de

resistência à difusão. Seus valores estão entre 0 e 1 e,

quanto mais próximos de 1, menor resistência à difusão

do corante apresenta o substrato que está sendo tinto.

3.2. Análise Matemática

Qualquer fenômeno relacionado com a difusão pode

ser explicado mediante as leis de Fick:


40

Na figura 10, podemos apreciar o comportamento de

ambas as fibras quanto ao esgotamento no equilíbrio em

diferentes condições de temperatura e de concentração

de eletrólitos (0,5, 1,0 e 1,5 g/L NaCl). Nas legendas da

figura simbolizamos V para a Viscose e T para o Tencel,

com a concentração de NaCl utilizada em cada caso.

Aplicando os modelos anteriores aos resultados expe-

rimentais foram obtidos os valores de k a partir dos mo-

delos cinéticos e D/r2 a partir das aproximações propos-

tas para os modelos matemáticos, assim como das ana-

logias estabelecidas previamente. Ver as figuras 11 e 12.

4. Analogias matemáticas

De fato, segundo o comentado anteriormente, tanto o

enfoque cinético como o matemático expressa evoluções

análogas da relação Ct/C∞ com respeito a t. Em um caso,

em função de k(T),t e no outro de D/r2(T),t.

Seria possível existir alguma relação matemática

entre ambos os parâmetros? Alguns dos próprios auto-

res das equações como Chrastil(12)

e Urbanik(13)

já suge-

riram a existência de tal relação. Existe também relação

na equação de Cegarra-Puente-Valldeperas(14)

se forem

utilizadas as analogias propostas por Urbanik.

5. Aplicação dos modelos propostos

No INTEXTER foi estudado durante anos o com-

portamento de tingimento da fibra Tencel. Nestes ci-

tados estudos foram aplicados os modelos anterior-

mente descritos. Um exemplo dos resultados experi-

mentais obtidos se pode ver na Figura 9. Seu com-

portamento foi comparado com o da fibra de Viscose

como referência.

6. Conclusões

A partir do esquema de análise do processo de

tingimento dos mecanismos implicados podem ser

estabelecidas equações que permitem quantificar os pro-


42

cessos cinéticos e a coloração de têxteis.

Isso permitiria definir um novo conceito relacionado

com a etapa controladora do processo, a “Difusão Óti-

ma”. Esta difusão ótima seria aquela que levaria a obter

“rendimento tintorial adequado às necessidades do mer-

cado, não somente em coloração, mas também em pro-

priedades finais como as solidezes”.

Tendo em conta esses novos conceitos de quanti-

ficação numérica do processo, poderiam ser desenha-

dos tanto corantes como auxiliares que reduzam os tem-

pos necessários sem renunciar a qualidade final da cor.

Essas novas estruturas químicas deveriam incorporar

conceitos meio ambientais já que, ao serem desenhados

para a difusão ótima (que seria diferente para cada tipo

de processo) poderia otimizar a quantidade exata de

corante necessária para assegurar a cor com o que as

águas residuais estariam menos contaminadas.

Tudo isso já é possível hoje em dia, sempre que se

aplicam as novas tecnologias ao setor de tingimento

como: desenho de corantes e auxiliares por ordenador,

seguimento “in line” do processo em tempo real quan-

to à concentração e estado físico de todas as espécies

presentes, “interfaces” computadorizadas que compa-

ram a situação real com a desejada e programada se-

gundo o conceito de difusão ótima etc..

Este último aspecto é atualmente objeto de um

novo programa de investigação do INTEXTER para

atingir a medição contínua não destrutiva do estado

real do banho de tingimento em cada momento do

processo cinético.

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ANUNCIE NA REVISTA

QUÍMICA TÊXTILQUÍMICA TÊXTILQUÍMICA TÊXTILQUÍMICA TÊXTILQUÍMICA TÊXTILsite: www.abqct.com.br

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Associação Brasileira de Químicos e Coloristas Têxteis ...Barueri, 03 de setembro de 2006....

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