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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
3
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
4
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.
Tecnologia Estamparia Química Têxtil - n° 84/set.06
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).
Tecnologia Estamparia Química Têxtil - n° 84/set.06
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
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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
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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-
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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
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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.
Tecnologia Estamparia Química Têxtil - n° 84/set.06
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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.
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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
Tecnologia Estamparia Química Têxtil - n° 84/set.06
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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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Tecnologia Estamparia Química Têxtil - n° 84/set.06
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
Tecnologia Tingimento Química Têxtil - n° 84/set.06
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:
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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-
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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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QUÍMICA TÊXTILQUÍMICA TÊXTILQUÍMICA TÊXTILQUÍMICA TÊXTILQUÍMICA TÊXTILsite: www.abqct.com.br
e-mail: [email protected]: (11) 4195.4931
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