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Química TêxtilANO XXXII
MAR 2009
ÓRGÃO OFICIAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE QUÍMICOS E COLORISTAS TÊXTEIS
Corporate Member
Site: www.abqct.com.bre-mail: [email protected]
Membro TitularISSN 0102-8235
94
AA
CCT
Tecnologia Têxteis Inteligentes
Tecnologia TingimentoTecnologia Tingimento
Tecnologia Ultrassom
Tecnologia Qualidade
Tecnologia Processos
ÓRGÃO OFICIAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE QUÍMICOS E COLORISTAS TÊXTEIS
Site: www.abqct.com.bre-mail: [email protected]
Renato Loch abre seu álbum de viagem e relata sobre seu estágiona Espanha pág. 77
Editorial
03Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Uma oportunidade única: a criseNos últimos seis meses o que mais se ouve falar é de
crise. Falar de crise é promovê-la e calar-se sobre ela é
comodismo. A vida é constituída de altos e baixos e por
isso mesmo é que ela é excitante. É nos momentos de
baixa, que o melhor de cada um aflora, que a cria-
tividade aparece. Sem crise não há desafios, sem
desafios á vista é uma rotina. Atribuir a crise nossos
fracassos é ir contra nosso próprio talento e valoriza mais
os problemas do que as soluções.
A história da humanidade tem inúmeros exemplos de
crescimento e melhoria em função de crises. Estes
exemplos também podem ser observados em muitas
empresas, que em sua trajetória sofreram crises e a
cada uma delas se saia mais revitalizada, moderna e
competitiva.
A crise por si só, não torna uma empresa revitalizada
do dia para noite, depende dos dirigentes, da criati-
vidade, da iniciativa para se sobressair e não do
conformismo e da passividade diante dela. Sempre podemos
descobrir caminhos promissores que estão escondidos, e
isso ocorre nos momentos mais desfavoráveis. Na sabe-
doria chinesa um mesmo ideograma significa crise e
oportunidade, ou seja, por trás de uma crise está escondida
uma grande oportunidade.
Temos que acabar de uma vez com a única crise
ameaçadora, que é o conformismo de não querer lutar para
superá-la. A grande chance do sucesso está em manter o
otimismo e forma de encararmos a crise.
Evaldo Turqueti
Presidente
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE QUÍMICOS E COLORISTAS TÊXTEIS
Site: www.abqct.com.bre-mail: [email protected]
AATCC Corporate MemberMembro Titular FLAQT
DIRETORIA NACIONALPresidente: Evaldo TurquetiVice- Presidente: Lourival Santos Flor1º Secretário: Walter José Mota2º Secretário: Ricardo Vital de Abreu1º Tesoureiro: Adir Grahl2º Tesoureiro: João Lino GonçalvesDiretor Técnico: Humberto Sabino da Silva Núcleo Nordeste
Núcleo Santa CatarinaCoordenador Geral: João Vergilio DiasVice-coordenador: Carlos Udelson ZagolinSecretário: Andre Luis Klein Da SilvaTesoureiro: Sergio Da Costa VieiraSuplente: Walter Alvaro Da Silva JuniorSuplente: Henrique Jose Elisio
Núcleo de AmericanaCoordenador: Vice-coordenador: Secretári: Tesoureiro: Suplente: J
João José Gobbo Durval B. F. Costa
o Izaias Ezipati Edmilson J. Vasconcelos
osé Antonio M. Lima Suplente: Irani Monteiro
CORPO REVISOREsta edição da Revista Química Têxtil contou com uma equipe técnica para revisar os artigos aqui publicados.A equipe é formada pelos seguintes profissionais:
Os autores devem enviar seus artigos para publicação com, pelo menos, 3 meses de antecedência.
EXPEDIENTE
Periodicidade: Trimestral (mar./jun./set./dez.)
Circulação: São Paulo, Santa Catarina, Rio de Janeiro, Minas Gerais, Pernambuco, Rio G. do Sul, Ceará e Paraná.Régia Comunicação e DesignJornalista Responsável: Caroline Bitencourt Mtb 02462/SC E-mail: [email protected] www.regiacomunicacao.com - FoneFax: (11) 4330.5624
Administração e Depto. Comercial: C.G.C: 48.769.327/0001-59 - Inscr. Est.isento Praça Flor de Linho, 44 - Alphaville 06453-000 - Barueri, SP
Tel: (11) 4195.4931 FAX: (11) 4191.9774 - e-mail: [email protected]
ISSN 0102-8235
Impressão: Ipsis GráficaABQCT -
SUMÁRIOEditorial................................................................................................................................ 03
( J. Jiménez, L. Aubouy, J. Sáez, L. Bautista, A. Briz, M. Delavarga e J. Parra.) ................22
( Sevda Altas e Gulas Pamuk) ..............................................................................................11
Produtos e Serviços ............................................................................................................. 81
II Prêmio ABQCT de Estímulo ao Estudo
(Vitor Zambon Brizido e Paulo Alfieri ).................................................................................40
Relato da Viagem de Renato Loch...........................................................................................77
(M.E.Banja, A.V.S. Martins, J.C. Petermann).........................................................................50
( )..... .......................................60H.H. Piccoli, S.M.A. Guelli U. Souza, A.A. Ulson de Souza
Àlbum de viagem.....................................................................................................................79
(Rolf G. Kuehni ) .................................................................................................................. 06
( Elsa Iglesias Seipac S.A.) .................................................................................................. 18
Coordenador: Clélia Elioni Ferreira de CarvalhoVice- Coordenador: Silvagner Adolpho Veríssimo Tesoureiro: Francisco Paiva Costa Secretário: Milton Glavina Suplente: Manuel Augusto Vieira
Química Têxtil é uma publicação da AssociaçãoBrasileira de Químicos e Coloristas Têxteis.Os artigos aqui publicados são de inteira responsabilidade dos seus autores.
Distribuição: mala-direta: associados da ABQCT, Indústrias Têxteis, tinturarias e entidades filiadas àFLAQT e AATCC.
Ricardo Vital de Abreu Reinaldo FerreiraDimas NovaisBluma E. K. Chaves
José Antonio MarconiPaulo Schlickmann Jr.
Colaboradores: Kelson dos Santos Araújo e Márcio Dantas
04 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Avaliação da diferença visual da cor valorizando as condições
Energia ultrassônica na indústria têxtil
Conceitos básicos sobre ultrassom
Uma visão geral sobre o futuro dos têxteis
Uma análise comparativa do desempenho colorístico dos processos de tingimento do poliéster em meio ácido e alcalino
Análise das propriedades físicas de tecidos para lençóis.
Determinação do comportamento tintorial de corantes naturais extraídos da alfafa e urucum
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informado.
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Avaliação da diferença visual da corvalorizando as condições
1. INTRODUÇÃO
Filósofos e pesquisadores científicos da cor, estão
divididos em seu ponto de vista sobre a natureza da cor.
Um grupo, os objetivistas ou externalistas pensam em
cor como algo que está fora deste mundo, em objetos
reproduzidos na consciência humana. O outro grupo, os
subjetivistas ou internalistas pensam que a cor é gerada
na mente, agregando-a (pela própria mente) como
símbolos sobre uma imagem ou objeto em um momento
dado, baseada em um sistema de visão de cor do
observador, nas propriedades de refletância do objeto,
no poder de distribuição espectral da fonte de luz e nas
condições de observação que o rodeiam.
Nossa visão comum e nossa linguagem contêm um
ponto de vista objetivo. A ciência da cor não conseguiu
ainda resolver esta matéria convincentemente. Nos
últimos 100 anos, esta ciência tomou uma posição
fortemente objetivista desenvolvendo rápidas e sofis-
ticadas instrumentações de medidas de refletância,
tanto como colorimetria e modelos para calcular
diferenças de cor e aparência de cor, etc.. O ponto
principal é que a cor de um objeto pode ser definida e
controlada via suas funções de refletância. Com certeza,
qualquer pessoa dedicada à colorimetria sabe dos
agravantes do embaraçoso problema de avaliação de cor
que são: metamerismo, inconstância da cor, efeito das
condições de observação, tamanho da amostra,
distância entre amostras, acondicionamento das amos-
Autor: Rolf G. Kuehni Universidade do Estado da Carolina do Norte (USA)
Artigo também publicado na revista Galáxia ArgentinaTradução: Agostinho S. Pacheco ABQCT
Revisão Técnica: Reinaldo Ferreira
tras e outras. Todas estas situações revelam que a
aparência da cor de um objeto é condicional e somente
estão atadas comente indiretamente à função de refle-
tância.
Variabilidade do observador
Aqui temos, possivelmente, a maior das variáveis: o
observador. O observador é examinado e, (desde que passe
no exame) declarado capacitado para avaliar cores, mas
isso não significa que enxergue a cor dos objetos da mesma
maneira que outros. Qualquer colorista conhece as
argumentações feitas entre o supervisor e o laboratorista
em frente da caixa de iluminação ao analisar amostras de
cor, ou entre o cliente e o fabricante sobre a qualidade da
imitação realizada.
Recentes estudos indicam que a variação que
observadores normais percebem frente a uma determi-
nada amostra é muito maior do que a previamente
assumida. No passado, estas variações eram baseadas em
comparação de funções do “color matching (CMF)” de
pequenos grupos de observadores.
Conhecimentos recentes nos indicam que a varia-
bilidade nas funções de imitação de cor CMF não tem
correlação com a percepção de cor em uma dada
circunstância, porque em nossa consciência se produz uma
grande série de cálculos de cor, dos quais a informação
que os nossos cones visuais entregam ao cérebro é
somente um pequeno componente. Parece existir, em um
06 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
dado momento, uma série de redes neurais de diferentes
classes que operam para elaborar a interpretação
individual mais adequada frente aos sinais ópticos que
entram nos nossos olhos. Existe uma constante
discussão quanto à tabela de dados do observador
padrão da CIE, no sentido de determinar se essa tabela
pode ser considerada como representativa de um
observador humano médio.
Estímulo da cor
No aprofundamento dos conhecimentos sobre o
tema, uma das mais surpreendentes observações é a da
existência de uma grande variabilidade no estímulo da
cor (luzes ou amostras observadas sob uma determinada
iluminação) que os indivíduos tomam como represen-
tativas da, assim chamada, cor única (as quatro cores
fundamentais, por exemplo, o vermelho que não é
percebido nem como amarelado e nem como azulado e
assim comparavelmente para o amarelo, o azul e o
verde).
Uma vez que o observador tenha entendido o
conceito da cor única, ele pode se selecionar
repetidamente dentro uma série de estímulos àquela
que passa a representar a cor única para este
observador. O resultado é que quando são feitos
ensaios com observadores normais, com dúzias de
chips de cores, a seleção que eles realizam cobre no
total dois terços do círculo de matizes. Enquanto que o
amarelo e o vermelho cobrem 12% cada um, o azul cobre
aproximadamente 15% e o verde 28% do círculo.
É o resultado de uma faixa surpreendentemente
grande que nos indica que, como indivíduos nossa
experiência referente à cor pode variar consideravel-
mente quando recebemos um estímulo de cor. Resultados
preliminares indicavam também que as distâncias
percentuais entre as quatro tonalidades únicas variam
em considerável grau.
Na Tabela 1, são mostradas as distâncias em termos de
chips Munsell 40 entre a “tonalidade única” para dois
observadores.
Observadores neutros
Temos outro enfoque com respeito a observadores. A
psicologia avançada e os psicofísicos coincidem na opinião
de que os observadores não são instrumentos neutros de
medição de cor. Ao contrário, cada análise é afetada por
estratégias conscientes e inconscientes. Um simples
exemplo pode ser a decisão requerida em uma sexta-feira
a tarde para determinar se uma amostra representa uma
imitação aceitável de um padrão ou se seria necessário mais
um tingimento imediatamente, porque a imitação deve ser
concluída até o final do dia.
Não existe muito que podemos fazer com referência a
observadores e eles representam a maior variabilidade na
avaliação da diferença de cor. Esta variabilidade constitui
um incentivo para o uso de uma avaliação objetiva
(instrumental) com cálculos baseados em um observador
mediano (média de todos os observadores que participam
no estudo para estabelecer a diferença de cor). Devemos, de
todas as maneiras, reconhecer que constantemente o
resultado aceitável para esse observador “mediano” pode
não ser o mesmo para um grande número de observadores
reais.
Experiências nas quais participaram até centenas de
observadores com milhares de observações tiveram como
resultados grandes discrepâncias. É evidente que, em
circunstâncias práticas não é possível dispor de suficientes
observações que nos permitam estar seguros de um
Tecnologia Qualidade
07Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Tabela 1. Correlação e erros no local de ensaio (27 substâncias)
A-R R-A A -V V-A2 2
Observador 1 (masculino 20) 10 15 10 5
Observador 2 (feminino 49) 6 12 7 15
resultado, a menos que os observadores tenham sido
cuidadosamente selecionados para serem represen-
tativos da aptidão média dos observadores.
Variabilidade das condições de ensaio
É bem conhecido que diferenças de condições de
ensaio afetam severamente os resultados da avaliação.
Os coloristas sabem que uma determinada amostra
pode ter a aparência de um verde oliva sob uma
determinada luz “branca” e marrom/acastanhado sob
outra iluminação. Como exemplo das condições de
observação, a Figura 1 ilustra os efeitos de diferentes
intensidades na cor de fundo do painel, ao avaliar
diferenças de intensidade da amostra frente ao
padrão.
Os detalhes das condições do ensaio são muito
mais fáceis de controlar com o propósito de minimizar
variabilidades do que uma equipe de observadores. Mas
as atuais condições de ensaio continuam tendo uma
grande variabilidade dentro de uma determinada locação/
organização ou entre locações/organizações.
Exatidão
Apesar de 50 anos de experiência em medidas de
diferenças de cor, dispomos de uma limitada informação
dos efeitos das variáveis de ensaio sobre a reprodução
média de resultados. Os dados existentes de medidas de
diferenças de cores, que são consideradas como repro-
dução, foram estabelecidos usando diferentes materiais,
diferentes condições de ensaio, as quais frequentemente
não foram claramente identificadas, diferentes parâmetros
de avaliação assim como, também, usando diferentes
amostras de referência.
Por exemplo, uma recente experiência mostrou que a
avaliação da diferença de cor baseada em um único par de
referências ou contra uma escala de cinzas, produzem
consideráveis diferenças de resultados.
Como conseqüência de tais variações não deveria ser
surpresa que as melhores fórmulas de medição de diferença
de cor têm somente uma exatidão prognóstico de
aproximadamente 65% para o observador mediano. Para
determinações individuais, a mesma varia entre 50% a
80%. A capacidade de prognóstico para um dado
observador individual, a entender do autor, não foi ainda
estabelecida.
Nota: A cifra de 65% foi informada pela equipe que
desenvolveu a fórmula CIE DE 2000, comprovada em
ensaios realizados sobre materiais têxteis.
Redução de variabilidade
Não se conhecem ainda as razões da grande diferença
de exatidão, dado que até agora não foi desenvolvido o
trabalho experimental requerido.
Existe uma regra única que pode ser estabelecida
apesar da falta de informação detalhada, é a seguinte:
Tecnologia Qualidade
08 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Figura 1. Parte superior do campo, intensidade da cor de fundo L=65.
As sete amostras em ambos os campos são idênticas, com valores de intensidade de cor L igual a 20, 30, 40, 50, 60, 70 e 80.São percebidas diferenças muito grande entre as amostras em função da intensidade de cor do fundo.
“Assegure-se que as condições visuais e de medição
sejam uniformes e padronizadas, o que reduz a
variabilidade que não seja inerente aos observado-
res”.
Esta situação acarreta implicações positivas e
negativas. Pode ser possível que tenhamos uma fórmula
de medição de diferenças de cor que nos dê uma
aproximação de, digamos, 80%, mas isso seria válido
somente para condições de ensaio muito restritas. Esta
parece ser a escolha disponível, exatidão medíocre de
medição válida para ampla variedade de condições ou
relativa alta exatidão para condições muito específicas e
definidas. A indústria produtora de objetos coloridos é a
que deve decidir com quais condições quer conviver;
parece ser imperativo determinar experimentalmente as
variáveis que devam ser adotadas e informar essa decisão
ao fabricante. Isto não é possível pela falta de dados
sobre os quais devemos nos basear, o que significa
nada menos, que devemos começar do nada.
Condições ajustadas
É opinião do autor deste artigo que organizações
como a AATCC, fabricantes de equipamentos, prove-
dores de artigos têxteis e seus clientes imediatos, devem
começar a ajustar as condições de medição. Existe
atualmente uma proliferação de geometrias de medição,
fontes de luz, caixas de luzes de variados desenhos, tipos
de bulbos de luz, intensidade e condições de ilumi-
nação.
Foram realizadas poucas, para não dizer nenhuma,
comparações para determinar as variáveis relativas.
Por falta destes dados foi aceita a fixação de
padrões mais ajustados, o que produziu sua
proliferação. Tudo isso é contrário ao pensamento de
qualidade do processo.
Inconstância
Os grandes esforços realizados nos últimos 30 anos ou
mais, conduziram a uma melhora na segurança de
diagnóstico para o observador mediano das fórmulas para
medir diferenças de cor, que era de menos de 50% e
agora é de cerca de 65%.
Não existem dados comparáveis para modelos de
aparência da cor, tais como na fórmula de inconstância. Isto
se deve à difícil situação sob a qual foram realizadas as
avaliações do grau de inconstância, aqui a variabilidade do
observador é ainda maior do que na simples avaliação de
diferença de cor. Ensaios independentes mostraram, sem
surpresa, menor grau de exatidão.
Devemos tomar em consideração que mesmo os
científicos da cor mais otimistas confessam que, no
momento não é possível predizer com exatidão a
inconsistência da cor ou sua aparência sob todas as
condições.
O futuro
É opinião do autor que devem ser realizados
avaliações e ensaios com variáveis quantitativamente
conhecidas, isto é, investigações muito mais cientifica-
mente profundas de que o momento, para se conseguir uma
reprodução nos valores de diferença de cor e poder
estabelecer as condições para se obter estes resultados.
Tecnologia Qualidade
10 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
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Energia ultrassônica na indústria têxtil
1. INTRODUÇÃO
A indústria têxtil enfrenta os altos custos de energia,
os rápidos desenvolvimentos tecnológicos e as
limitações de tempo. Através de uma administração
efetiva da energia ultrassônica, os engenheiros podem
minimizar os custos de energia e melhorar a
produtividade. Este estudo analisa o mecanismo e a
influência da energia ultrassônica usada para eliminar
fibras contaminantes, para o pré-tratamento e a
fabricação de roupas na indústria têxtil.
A energia ultrassônica utiliza sons em uma inten-
sidade e freqüência extremamente alta (normalmente
superiores a 20 Khz. ou 20000 ciclos/segundo) para
modificar os materiais. A energia ultrassônica pode
limpar ou homogeneizar materiais, acelerar as reações
químicas e físicas e realizar outras funções nos
processos têxteis.
Em um típico processo ultrassônico, a energia da
linha elétrica é transformada de 110/220V (AC) para
60/50Hz a 20 kHz, controlada em um gerador, em
seguida é enviada a um conversor onde os cristais
transdutores ou a pilha transdutora de pastilhas de
níquel laminadas a converte em energia mecânica,
passando pelo sonotrodo e através de uma ou mais
etapas de amplificação, termina na ponta da superfície
radiante. Esta superfície irradia a energia acústica no
fluído circulante.
Autoras: Sevda Altas e Gulas Pamuk Artigo também publicado na revista Galáxia - Argentina
Tradução: Agostinho S. Pacheco - ABQCTRevisão Técnica: Eng. Químico Dimas Novais
ELIMINAÇÃO DE FIBRAS CONTAMINANTES
As fibras contaminantes causam linhas coloridas no
tecido. Muitos dos sistemas utilizados atualmente para
identificar contaminação de fibras usam sensores ópticos
de cor e câmaras para reconhecer o material contaminante.
As câmaras convencionais ou os métodos ópticos não
podem identificar fibras contaminantes brancas e de cores
muito similar aos substratos. A empresa Loptes SRL
adiciona um sensor acústico para o sistema de
classificação, o qual também escaneia opticamente. Este
sensor acústico usa a detecção ultrassônica de materiais
incolores junto com a detecção óptica da contaminação
colorida. Este sistema oferece máxima eficiência devido ao
duplo monitoramento por integrar os dois sistemas,
óptico e acústico, e por ter um robusto desenho sem
câmaras ou espelhos. A Figura 1 mostra um sistema
combinado de detecção óptica e ultrassônica com 128
fotossensores e 56 válvulas pneumáticas para eliminar as
fibras. As fibras contaminantes são capturadas por meio
de ar e atiradas dentro de uma unidade de refugos.
FIGURA 1. Canal de controle de um classificador óptico-sônico
1) Sensor acústico
2) Sensor óptico
3) Válvulas pneumáticas
4) Refugos
5) Unidade de sucção.
Tecnologia Processos
11Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
A tecnologia ultrassônica tem dificuldade para
detectar materiais contaminantes menores do que um
centímetro quadrado. A localização do material
contaminante também é muito importante; em um
ângulo de 90º, o material estará, teoricamente, fora da
capacidade de detecção dos sensores. Os sensores
geralmente detectam 80% do material contaminante
colorido, mas somente 60% do material contaminante
incolor. Outras desvantagens da tecnologia ultrassônica
para a eliminação de materiais contaminantes incluem a
incapacidade para capturar alguns materiais conta-
minantes muito finos e a baixa pressão de ar.
PROCESSOS DE PRÉ-TRATAMENTO TÊXTIL
Biopreparação ultrassônica
Os materiais não celulósicos hidrófobos, tais como
ceras, proteínas e graxas devem ser removidos do
material em cru para que o tingimento e o acabamento
sejam uniformes. Produtos químicos relativamente
fortes e não amigáveis com o meio ambiente são
utilizados nos métodos tradicionais de purga.
O uso de enzimas na indústria do algodão tornou-se
mais popular devido a que necessita significativamente
menos água, energia e produtos químicos do que os
métodos tradicionais. Se bem que os processos
enzimáticos oferecem muitas vantagens, existem umas
poucas desvantagens tais como altos custos de
processos e relativamente baixas velocidade de
reação. A tecnologia ultrassônica pode ajudar a
resolver as deficiências de processos enzimáticos.
Utilizando energia ultrassônica durante os tratamentos
enzimáticos de tecidos de algodão podemos melhorar de
maneira significativa o processo sem afetar a resistência
do tecido. O ultrassom é prometedor para misturar
eficientemente a face limite do líquido na superfície da
fibra facilitando a absorção. Geralmente a aplicação do
ultrassom no líquido causa dois efeitos primários chamados
cavitação e aquecimento. Quando borbulhas microscópicas
de cavitação se quebram (estouram) na superfície do
substrato sólido, geram ondas potentes de choque que
causam uma agitação efetiva da face limite do líquido. Para
um processo têxtil úmido ultrassônico eficiente é
importante otimizar a intensidade da cavitação. Apesar do
atrativo aparente do ultrassom para a intensificação dos
processos bioenzimáticos das fibras naturais, é pouco
claro o quanto a aplicação do ultrassom pode afetar as
estruturas complexas das enzimas e quanto significativos
podem ser os benefícios desta aplicação.
Lavagem ultrassônica
Nas operações de preparação e lavagem, o objetivo é
remover o material natural ou as impurezas (sujeiras) da
superfície da fibra. Os testes de laboratório têm mostrado
que o tempo de lavagem ultrassônica para a lã pôde ser
reduzido de três horas para 15/30 minutos com uma
brancura equivalente. Tecidos de poliéster foram lavados
mais facilmente com ultrassom. A brancura de tecidos de
algodão melhora e a lavagem foi duas a três vezes mais
rápida depois do tingimento ou estamparia com corantes
reativos.
A tenacidade da lavagem ultrassônica em tecidos me-
dicinais foi investigada. Os resultados mostram que tecidos
cirúrgicos de poliéster/algodão (65/35%) e poliéster/fibras
de carbono (99/01%) têm menos perdas de tenacidade com
tecnologias de ultrassons. Em suma, os investigadores
enfatizaram que o uso de energia ultrassônica para a
lavagem de tecidos de poliéster e de poliéster e suas
misturas em aventais cirúrgicos pode ser adaptado às
técnicas de lavagem convencionais.
Alvejamento ultrassônico
O alvejamento convencional é usado para melhorar a
12
Tecnologia Processos
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
brancura dos materiais têxteis, com ou sem remoção de
matéria natural colorida ou substâncias estranhas. A
energia ultrassônica pode ser adaptada com êxito para ser
usada com técnicas de alvejamento convencionais. O uso
de energia ultrassônica no processo proporciona um alto
índice de brancura (WI) para os materiais celulósicos,
especialmente para alvejamento a frio. Apesar da
investigação em processos têxteis úmidos, o mecanismo
físico exato da intensificação de transferência de massa
nos materiais têxteis sob a influência do ultrassom não é
ainda conhecida. A energia ultrassônica aumenta a
velocidade dos processos de alvejamento e melhora a
brancura dos materiais têxteis. Isto é efetivo, especial-
mente em fibras finas.
Tingimento ultrassônico
Nos processos de tingimento, o objetivo é transportar
ou difundir os corantes e os produtos químicos dentro das
fibras. Recentemente uma grande quantidade de investi-
gações foi realizada procurando resolver os problemas
ambientais provocados pelo tingimento e pelos processos
de acabamento. Diversos processos novos, incluindo
ultrassom, estão sendo introduzidos e estudados como
alternativas mais amigáveis para o meio ambiente.
O tingimento de tecido de algodão foi realizado com
corantes diretos em presença de seis transdutores
ultrassônicos a 40 kHz, reduzindo o tempo de tingimento e a
concentração dos corantes e eletrólitos no banho de tingi-
mento. Outras experiências foram realizadas a 27 kHz em
diversas temperaturas sobre o poliéster (PES) e sobre o
nylon (PA) em baixa temperatura (120W, 26 kHz). A
influência do ultrassom no comportamento das fibras de Pes,
as quais têm uma estrutura altamente cristalina, melhora a
captação de corante e a velocidade de tingimento para os
corantes dispersos. Não existe influência atribuída ao
ultrassom sobre a captação de corante e a velocidade de
Tecnologia Processos
tingimento em fibras menos cristalinas. O tingimento de
tecido de PA com corantes ácidos e dispersos em
diferentes temperaturas sob a influência de ondas
ultrassônicas de 0,6 a 2,0 MHz resulta em uma
aceleração na velocidade de reação e em total
incremento na intensidade do tingimento em todos os
casos comparados com o tingimento original (controle).
A energia ultrassônica afetou positivamente a captação
de corante e a velocidade de esgotamento de diversos
corantes reativos usados em tecidos PA/Lycra. A
quantidade de corante não fixado que permaneceu no
banho de tingimento depois do tingimento ultrassônico
foi menor do que quando utilizado o método
convencional.
A ação do ultrassom (600W, 20kHz) aumenta o
coeficiente de difusão em cerca de 30% e alcança uma
redução de 20% no tempo de tingimento. O ultrassom é
efetivo para incrementar a captação de corantes básicos,
ácidos e complexos metálicos sobre seda em diferentes
temperaturas sem danificar a fibra. O uso de ultrassom
em tingimento reativo de tecidos celulósicos pode
resultar em economias de energia, menos consumo de
água, incremento na intensidade de cor e melhores
condições de processo. Quando a investigação dos
efeitos da energia ultrassônica na solidez à lavagem
do corante foi feita em termos de composição química,
foi determinado que os corantes contendo grupos
bifuncionais e monofluortriazina são os mais afetados
pela energia ultrassônica e mostraram uma grande
melhora nas propriedades de solidez à lavagem.
CONFECÇÃO DE ROUPAS
A função das peças confeccionadas (roupas) está
se alterando com a integração dos “materiais inteli-
gentes”. Como a indumentária tradicional se transforma
em roupas inteligentes, a tecnologia usada neste setor
também começa a ser mais avançada. Um destes avanços
tecnológicos é o ultrassom para corte, soldadura, fixação de
marcas ou adornos e costura.
Corte com ultrassom
O uso de equipamento ultrassônico para corte e fixação
de adornos conseguiu aceitação em todos os setores da
indústria têxtil desde o tecido até o acabamento. Os
cortadores ultrassônicos são desenhados para cortes
contínuos e bordas seladas com filmes termoplásticos,
tecidos de malha, planos e não tecidos feitos de nylon,
poliéster, polipropileno, acrílicos modificados e misturas
sintéticas. O processo de corte ultrassônico evita que o
material se enrole, seja tecido plano ou malha,
efetuando a selagem da borda usando energia vibratória. A
velocidade do efeito final e a aplicação de força foram os
primeiros determinantes da velocidade de corte. Dependen-
do do material, as velocidades de corte podem ser de 10 a
120 metros lineares por minuto.
Quase todos os materiais têxteis (planos, malhas e não
tecidos) e todos os materiais crus (fibras naturais ou
sintéticas) podem ser cortados por meio do ultrassom. Não
existe descoloração depois do corte e o processo não é
perigoso para o meio ambiente, pois o instrumento é
aquecido somente até 50ºC, não gerando fumaça nem
odores e eliminando o perigo de queimaduras. As bordas
são cortadas limpamente e nem os fios da trama nem do
urdume são deslocados ou fundidos. As bordas seladas se
fixam sem formação de bolinhas de material fundido.
Soldadura por ultrassom
A costura, a qual une os tecidos individuais com outro
elemento têxtil, proporciona propriedades de resistência,
elasticidade e estética adequada, mas produz pontos
descontínuos e costuras perfuradas. Os métodos de colagem
térmica e ultrassom são utilizados para prevenir as
desvantagens dos métodos convencionais.
14
Tecnologia Processos
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
A colagem ultrassônica reúne duas ou mais camadas
de material. Quando o tecido termoplástico ou o não
tecido é colocado entre o bico de vibração e a máquina de
costura, o calor gerado pela energia de vibração funde e
une as camadas juntas, em uma união forte e permanente,
produzindo costuras contínuas e impermeáveis.
O equipamento para soldadura por ultrassom consiste
em uma prensa, um gerador, conversor ou transdutor, um
intensificador, um sonotrodo e um componente de
suporte. Na Figura 2 aparece um esquema de uma
máquina para soldadura por ultrassom. Os materiais
sintéticos tais como PA, PET, polipropileno, polietileno,
acrílicos modificados, alguns vinilos e uretano podem ser
processados usando tecnologia ultrassônica. As misturas
de sintéticos com até conteúdos de 50% de fibras não
sintéticas (dependendo da aplicação) foram soldadas com
equipamentos ultrassônicos. Os filmes e os papéis
recobertos podem, também, serem processados desta
maneira.
Diversos modelos de selagem estão disponíveis em
um sistema de selagem de tecido por ultrassom, incluindo
ponto padrão, zig-zag ou desenhos elaborados pelo
cliente. O controle de amplitude externa também está
disponível.
As aplicações típicas de soldadura por ultrassom
incluem roupas de proteção, batas hospitalares descar-
táveis, proteção para calçados, máscaras, roupas infantis,
filtros, carteiras, cortinas, velas e redes. As bordas e as
costuras seladas sem costuras com agulhas ajudam a
prevenir a penetração de produtos químicos líquidos,
agentes patogênicos do sangue e pequenas partículas.
CONCLUSÃO
Nem as câmaras convencionais nem os métodos
ópticos podem identificar materiais contaminantes
brancos ou similarmente coloridos, como a eliminação de
fibras contaminantes com ultrassom. A tecnologia ultrassô-
nica permite intensificar a difusão e a lavagem com o efeito
de cavitação e melhora a efetividade destes processos
comparados com os tratamentos tradicionais. Os trata-
mentos de eliminação de azeites e graxas foram
particularmente efetivos.
O uso de ultrassom nos processos de tinturaria resulta
em uma redução de corante, produtos químicos, água e
consumo de energia. Isto incrementa a eficiência dos
processos de lavagem e enxágües e melhora a qualidade
do produto final.
Consistente com o efeito da tecnologia ultrassônica nos
processos prévios ao acabamento, a preparação de algodão
cru utilizando uma combinação de enzima/ultrassom,
oferece vantagens significativas, tais como, menor
consumo de enzimas caras, tempos de processo mais
curtos, melhor uniformidade do tratamento e uma dimi-
nuição notável do volume e da toxicidade dos efluentes.
Nos processos de tingimento, o ultrassom dispersa
uniformemente as micelas e conglomerados de alto peso
molecular no banho de tingimento. As moléculas de ar são
expulsas dos capilares das fibras e dos interstícios onde a
fibra está em contato com o líquido e assim são removidas.
Atravessando a capa isolante da fibra, acelera a velocidade
de difusão do corante dentro da fibra. Na indústria de
indumentária, os cortes por ultrassom proporcionam um
corte contínuo e de bordas seladas em uma variedade de
filmes e tecidos. A soldadura com ultrassom gera costuras
contínuas e impermeáveis.
16
Tecnologia Processos
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Figura 2. Esquema de uma máquina de soldadura por ultrassom
Prensa
Microprocessador e interfase
Transdutor/Conversor
Intensificador
Sonotrodo (bico de soldadura)
Parada de emergência
Sistema pneumático
Base
Conceitos básicos sobre ultrassom
1. INTRODUÇÃO
O ultrassom é uma vibração mecânica com uma
frequência maior do que a audível pelo ouvido humano
que se transmite através de um meio físico. Diferen-
temente das ondas audíveis, os ultrassons não podem
ser transmitidos pelo ar, já que quanto maior é a
frequência, a onda necessita uma maior densidade
/suporte do meio para sua transmissão. Os ultrassons
são medidos em Hertz (Hz).
FREQUÊNCIAS DE SOM
* Infrassônica = 1 a 16 Hz
* Sônica ou audível = 16 Hz a 20 KHz
* Ultrassônica = 20 KHz ou acima.
Os ultrassons têm uma característica muito
importante que os diferencia dos sons de menor
frequência, a direcionalidade, isto é, a onda ultrassô-
nica não se propaga em todas as direções e sim, forma
feixe de pequeno tamanho que pode ser “enfocado”.
Além disso, de um modo análogo ao que sucede com
uma onda luminosa, podem ser aplicadas lentes
acústicas que podem modular o feixe ultrassônico. Isto
permite focalizar o feixe sobre a zona a explorar,
ficando fora de foco as que estão situadas adiante ou
atrás deste ponto.
PRINCÍPIOS FÍSICOS
Velocidade de propagação ou velocidade acústica
Autora: Elsa Iglesias Seipac S.A. Argentina Artigo publicado na revista Galáxia - Argentina
Tradução: Agostinho S. Pacheco - ABQCTRevisão Técnica: Eng. Químico Dimas Novais
18
Tecnologia Ultrassom
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
(V)
A velocidade de propagação é a distância recorrida pela
onda dividida pelo tempo empregado para recorrer essa
distância. A velocidade dos ultrassons em um material
determinado depende da densidade e elasticidade do meio
que, por sua vez, variam com a temperatura. A relação é
direta, ou seja, quanto maior for a densidade do meio, maior
será a velocidade de transmissão dos ultrassons.
Freqüência (f)
É o número de oscilações (vibrações ou ciclos) de uma
partícula por unidade de tempo (segundos). A freqüência é
medida em Hertz (Hz). Um hertz é uma oscilação (ciclo)
por segundo. Como os ultrassons são ondas de alta
freqüência, a medida básica utilizada é o megahertz (mHz)
que é igual a um milhão de Hz.
Longitude de onda ( )
É a distância ocupada por uma onda completa e é
igual à distância através da qual se move a onda por
período de ciclo. A longitude de onda, a velocidade e a fre-
quência se relacionam com a seguinte fórmula:
= V/f
Onde é a longitude de onda, V é a velocidade de
l
l
l
Figura 1. Medição de UltrassomMedicina e Destruição
Notas baixas Animais e produtosquímica Diagnóstico e NDE
propagação da onda pelo meio e f é a frequência.
Devido a que a velocidade é constante para cada meio e
frequência de emissão (se a temperatura for constante),
com a fórmula podemos calcular a longitude de
onda do feixe.
Amplitude (A)
É a alteração máxima produzida na pressão da
onda, isto é, a distância máxima que a partícula vibra-
tória alcança desde sua posição inicial de repouso
(altura da curva sinusoidal). A amplitude se relaciona
com a intensidade. Deste modo, se aumentarmos a
intensidade de uma onda determinada, aumentaremos
sua amplitude. Durante a transmissão das ondas, pelo
efeito de sua interação com o meio, diminui a
intensidade da onda em função da distância
percorrida e, como consequência, se produz uma
diminuição de sua amplitude. A unidade física que é
empregada para representar a amplitude dos ultrassons
é o “bel”, todavia, na prática utilizamos o “decibel”
(dB), que é a décima parte do belio.
Período (T)
É o tempo de uma oscilação completa, isto é, o tempo
que tarda o som em percorrer uma longitude de onda.
Intensidade
É a energia que passa por segundo através de uma
superfície de unidade de área colocada perpendicularmente
à direção de propagação do movimento. A intensidade
diminui com a distância.
TIPOS DE ONDA
Ondas longitudinais
Os deslocamentos das partículas são paralelos à
propagação do ultrassom.
Ondas transversais
Os deslocamentos das partículas são em forma
perpendicular à direção do feixe ultrassônico.
Ondas superficiais
São aquelas que se deslocam sobre a superfície do
material e penetram a uma profundidade máxima de uma
longitude de onda.
PRODUÇÃO DE ENERGIA ULTRASSÔNICA
TRANSDUTORES
A produção e recepção de ultrassons acontecem através
de transdutores. Os transdutores são materiais piezelétricos,
que, por suas propriedades podem relacionar energia
elétrica e mecânica. A produção das ondas ultrassônicas se
realiza pelos ciclos sucessivos de contração-expansão que
sofrem estes materiais quando neles se aplicam um campo
elétrico. Do mesmo modo, quando se comprimem e
expandem geram cargas elétricas que permitem a detecção
das ondas ultrassônicas.
Portanto, o efeito piezelétrico relaciona fenômenos
mecânicos e elétricos. Assim, ao aplicar uma corrente
alternada em um cristal piezelétrico se produz um ciclo de
compressões e dilatações que pode ser transmitido ao meio
circundante (produção de ultrassons). Pelo fenômeno da
ressonância, a amplitude das vibrações produzidas é
máxima quando o período da diferença de potencial
aplicada coincide com o período das vibrações longitu-
dinais do cristal. Do mesmo modo, se forem aplicadas ao
Tecnologia Ultrassom
19Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Figura 2. Direção de Propagação
Distância
Longitude da onda
cristal piezelétrico, uma série de compressões e
dilatações (por exemplo ao receber uma onda ultrassô-
nica) se produz uma diferença de voltagem nas faces
perpendiculares à direção da compressão cuja amplitude
é proporcional à amplitude da onda incidente (recepção
de ultrassons).
Além do quartzo, existem outros cristais naturais
(blenda, turmalina, etc.) que possuem propriedades
piezelétricas.
Os primeiros transdutores continham um corpo
central de quartzo recoberto por lâminas de aço. Ao ser
empregado um bloco misto consegue-se aumentar muito
a amplitude das ondas geradas.
Para conseguir transdutores mais sensíveis foram
utilizados polímeros sintéticos, mas também o aço é
empregado para melhorar a eficácia.
APLICAÇÕES DOS ULTRASSONS
As aplicações são muito amplas e englobam
desde a medicina até a indústria metalúrgica, constru-
ções navais, aeronáuticas, e outras indústrias em geral.
Alguns exemplos de aplicação são:
Orientação e sondagem
Aqui se trata do tema da acústica submarina,
aplicada na sondagem do fundo do mar, navegação de
submarinos, detecção de bancos de areia, cardumes de
peixe, etc..
Medicina e biologia
Os ultrassons possuem propriedades terapêuticas,
são empregados em equipamentos de terapia ultrassô-
nica, por exemplo, fisioterapia, ultrassonografia e
nebulizadores. Também são utilizados para diagnós-
ticos, tais como a ecografia, doppler, etc..
Tratamento de produtos alimentícios
Frente aos métodos tradicionais, como a refrige-
ração, a defumação, a pasteurização, novos métodos
estão sendo impostos, como as altas pressões ou os
ultrassons. A aplicação do ultrassom por sua condição
de ser pouco contaminante, é utilizada por exemplo na
determinação das idades de ovos e batatas, maturação de
frutas, conteúdo de gorduras em carnes vermelhas, por-
centagem de sólidos no leite, entre outras. Ultimamente está
sendo investigada, também, a aplicação de ultrassons na
purificação da água, concretamente para a limpeza de
filtros.
Aplicações físicas
As aplicações físicas dos ultrassons se concentram,
essencialmente, na medida das propriedades elásticas e às
condições de propagação nos sólidos. A idéia aqui é,
simplesmente, o estudo da propagação de um ultrassom no
material. Outras aplicações estão centradas no estudo de
explosões, determinação das propriedades físicas de
líquidos e gases, localização de bolsões de vácuos de ar
(fundamental para a navegação aérea) etc.. A termometria
ultrassônica é usada para medir temperaturas muito altas
(exemplo 3000ºC) monitorando alterações na velocidade do
som.
Aplicações químicas
Sua principal função aqui será a de ativar certos
compostos com a finalidade de acelerar as reações quími-
cas nos diversos processos.
Aplicações técnicas
A utilização dos ultrassons na indústria é variada.
Podemos encontrar detectores de defeitos em peças
metálicas, medição de espessura das mesmas, abertura
automática de portas, etc.. Outra aplicação importante é a
soldagem de plásticos por ultrassons. Também são utilizados
limpadores ultrassônicos.
Na indústria têxtil
Podemos enumerar as seguintes aplicações: eliminação
de fibras contaminantes, processo de prétratamento,
processos de tingimento, confecções de roupas, etc..
20
Tecnologia Ultrassom
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Uma visão geral sobre o futuro dos têxteis
RESUMO
Neste trabalho apresentamos uma variedade de
importantes avanços e produtos que estão surgindo em
função dos chamados “tecidos inteligentes”. A
definição deste tipo de tecido é abordada a partir de
uma explicação dos diferentes tipos existentes.
Posteriormente efetuamos um estudo mais profundo
dos principais materiais “inteligentes” (crômicos,
luminescentes, de alteração de fases, condutores e
membranas), de seu funcionamento básico destacando
suas principais aplicações no âmbito dos SFIT (Smart
Fabrics and Interactive Textile). Estas aplicações são
apresentadas ilustradas e em diversos exemplos
concretos. Ao longo deste artigo, também fazemos
referência a algumas evoluções importantes nos
materiais de condução térmica e elétrica.
Outra parte importante deste trabalho é a
introdução aos “e-têxteis”, apresentando diversas
áreas representativas da importância e as aplicações
da “textrônica”. Citamos uma série de protótipos e
produtos que têm aplicabilidade em diversos âmbitos
tão importantes como a saúde, a segurança, o ambiente
familiar, etc. Com este documento pretendemos dar a
conhecer os têxteis inteligentes com exemplos ilus-
trados e bibliografia de interesse.
Estes produtos de grande valor agregado são de vital
importância para a reativação da indústria têxtil atual,
cobrem as necessidades dos consumidores e abrem um
Autores: J. Jiménez, L. Aubouy, J. Sáez, L. Bautista, A. Briz, M. Delavarga e J. Parra Centro Tecnológico LEITAT Terrassa, Espanha.
Artigo publicado, também, na Revista Galáxia Argentina.Tradução: Agostinho S. Pacheco ABQCTRevisão Técnica: Ricardo Vital de Abreu
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Tecnologia Têxteis Inteligentes
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
amplo campo de atuação para o setor.
1.INTRODUÇÃO
Os especialistas em economia do mundo têxtil
apresentam os têxteis inteligentes, com a futura geração de
fibras, tecidos e artigos que serão produzidos graças a
uma ampla sinalização de possibilidades e funciona-
lidades. Uma definição ilustrativa e não muito distante da
realidade, os descrevem como materiais têxteis que
pensam por si próprios. Esta é a sensação e o efeito que se
percebe e que se consegue através da incorporação de
dispositivos eletrônicos ou de materiais inteligentes a
substratos têxteis. Muitos destes tecidos já são utilizados em
confecções que poderiam ser classificadas como
avançadas, principalmente de proteção e de segurança. Nos
últimos tempos foi sentido um incremento na utilização
deste tipo de tecido, incluindo com êxito o conceito de
moda, comodidade e inovação.
Os têxteis inteligentes são uma evidência do potencial
e das enormes oportunidades que ainda podem ser
exploradas e difundidas a partir da indústria têxtil, da
moda ou do desenho, assim como são de grande relevância
no setor de têxteis técnicos. Em um futuro próximo, nossa
vida cotidiana será regulada significativamente por
dispositivos inteligentes e muitos destes dispositivos
estarão integrados em peças do vestuário ou em
diferentes substratos têxteis.
2.DEFINIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE TEXTEIS
INTELIGENTES
Os têxteis inteligentes são definidos como têxteis
que podem detectar e reagir a condições meio
ambientais ou a estímulos externos de diferentes
naturezas como os mecânicos, os térmicos, os químicos,
as fontes elétricas ou magnéticas. Segundo sua
atividade funcional os têxteis inteligentes podem ser
classificados em três categorias:
Têxteis Inteligentes Passivos
Trata-se da primeira geração de têxteis inteligentes,
somente podem detectar e serem sensíveis às condi-
ções e/ou estímulos meio-ambientais.
Têxteis Inteligentes Ativos
Constituem a segunda geração e são têxteis que têm a
capacidade de detectar e atuar frente a uma determi-
nada situação. Entre os têxteis inteligentes ativos
podemos destacar aqueles que têm memória de forma,
são camaleônicos, hidrófobos e permeáveis ao vapor.
Podem armazenar calor, são termo reguladores,
absorvem vapor e etc..
Têxteis Ultra Inteligentes
Os têxteis ultra inteligentes são a terceira geração e
constituem o grupo mais importante, sendo os que
apresentam uma grande quantidade de potenciais apli-
cações e possibilidades. Neste grupo estão incluídos
aqueles que podem detectar, reagir e adaptar-se às
condições e estímulos do meio, respondem a um
estímulo e regulam a resposta gerada até alcançar os
limites apropriados e também são capazes de gerar a
resposta inversa para regular completamente o fator a
ser controlado. Na atualidade, a produção de têxteis
ultra inteligentes é uma realidade. Estabeleceu-se uma
conjunção favorável entre os têxteis tradicionais e
novos tecidos com outras disciplinas científicas,
como: a ciência dos materiais, a mecânica estrutural, a
tecnologia de sensores e de detectores, a tecnologia de
processos avançados, a eletrônica, a comunicação, a inteli-
gência artificial, a biologia, etc..
Os novos materiais para fibras e os que formam
parte de tecidos, combinados com componentes eletrônicas
miniaturizados, tornam possível a criação de têxteis
inteligentes. Deste modo, são criadas as verdadeiras peças
de vestuário inteligentes realmente confortáveis. Estas
roupas inteligentes são utilizadas como prendas de uso
diário, oferecendo soluções ou ajudas a várias situações
segundo as aplicações para as quais tenham sido
desenhadas.
3. MATERIAIS INTELIGENTES E APLICAÇÕES
EM TECIDOS INTELIGENTES (Smart Fabrics and
Interactive Textiles SFIT)
Os materiais “inteligentes” ou “funcionais” geralmente
formam parte de um “Sistema Inteligente” que tem a
capacidade de detectar estímulos do ambiente e, se for de
segunda ou terceira geração, é também capaz de responder a
tal estímulo externo graças a um mecanismo ativo de
controle. Os materiais e sistemas inteligentes ocupam uma
área da tecnologia que também inclui os campos de
sensores e detectores.
3.1. MATERIAIS DE ALTERAÇÃO DE FASE
PARA TERMORREGULAÇÃO
3.1.1. Princípio e Materiais
Um material normal absorve calor durante um processo
de calefação enquanto sua temperatura se eleva constan-
temente. O calor é armazenado no material e liberado
continuamente quando a temperatura ambiente diminui
mediante um processo inverso de resfriamento. Um têxtil
absorve aproximadamente 1 KJ/Kg quando sua temperatura
se eleva em 1ºC. Os materiais de alteração de fase ou PCM
(Phase Changing Materials) são materiais que alteram
Tecnologia Têxteis Inteligentes
23Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
reversivelmente de estado físico (sólido-líquido-gás,
estado cristalino 1 estado cristalino 2) mediante um
estímulo externo que, na maioria dos casos, é a
temperatura. A absorção de calor durante o processo de
fusão (alteração de fase) de um material é aproxima-
damente 200 KJ/Kg. Durante todo o processo de fusão
sua temperatura permanece constante. Em comparação,
um têxtil absorve a mesma quantidade de calor se sua
temperatura aumenta. O mesmo mecanismo rege o
comportamento no processo de cristalização, a tempe-
ratura do PCM se mantém constante durante a descida
da temperatura (Figura 1) até que a totalidade do
material tenha solidificado. Comparando as capacida-
des de armazenagem de calor de têxteis e de PCM
chegamos à conclusão que o uso deste tipo de materiais
pode permitir aos têxteis manter uma temperatura
constante e obter um efeito de termorregulação.
Em suas aplicações têxteis, os materiais de alteração de
fase têm geralmente uma temperatura de transformação
compreendida entre -57ºC e 52ºC. A seleção desta faixa
não é casual, e sim corresponde a temperatura atmosférica
e corporal. Os compostos que possuem uma transição
sólido-líquido nesta faixa de temperaturas são parafinas de
cadeia C8 (n-octano) até C20 (n-eicosano). Para prevenir a
dissolução e consequente perda da parafina em estado
líquido, a parafina se incorpora no interior de esferas
plásticas pequenas com diâmetros de somente alguns
mícrons, chamadas microcápsulas PCM. As microcápsulas
PCM são aplicadas em fibras têxteis utilizando processos
clássicos (esgotamento, foulardagem) ou também podem
ser incluídas na estrutura do material nos casos de fibras
poliméricas e espumas de poliuretano.
3.1.2. Aplicações em têxteis inteligentes
As principais aplicações comerciais de microcápsulas
PCM se encontram nas roupas e tecidos de alta qualidade
desenvolvidos para melhorar o conforto graças à termor-
regulação. Outro campo importante de aplicação é a roupa
desportiva onde se encontram aplicações focalizadas em
melhorar o bem estar e o rendimento do esportista. Com
efeito, as roupas desportivas têm que proporcionar um
equilíbrio entre o calor gerado pelo corpo e o calor liberado
ao ambiente enquanto se pratica uma atividade física. As
roupas desportivas comuns nem sempre satisfazem este
requisito. O calor gerado pelo corpo humano durante uma
atividade física intensa, se não for liberado ao ambiente na
quantidade necessária, provoca uma situação de stress
térmico no desportista. Por outro lado, durante os períodos
de descanso entre atividades a geração de calor pelo corpo
humano é menor. Se a mesma liberação de calor for
mantida, é provável que aconteçam casos de hipotermia. É
por isso que estes materiais capazes de regular as duas
situações, que se produzem de forma consecutiva na
Têxtil 1......... Material de alteração de fase durante o aquecimento2 .........Material de alteração de fase durante o resfriamento
24
Tecnologia Têxteis Inteligentes
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Figura 1. Estabilidade calorífica dos pcm
Tm
pe
atu
rd
om
ate
ial
e º
Ce
ra
r
m
Temperatura ambiente em ºC
Solidificação
Fusão
prática desportiva, são muito importantes para o bem
estar, a saúde e a melhora do rendimento do espor-
tista.
3.2. MATERIAIS COM MEMÓRIA DE FORMA
3.2.1.Princípios e materiais
Existem dois tipos de materiais com memória de
forma. A primeira classe são materiais estáveis em dois
ou mais estados de temperatura. Nos diferentes estados
de temperatura, têm o potencial de adotar diversas
formas. Os outros tipos de materiais com memória de
forma são os polímeros eletroativos que podem
deformar-se como resposta a estímulos. Na última
década aconteceram significativos avanços em políme-
ros eletroativos (EAPs: Electroactive Polymers) capazes
de produzir uma alteração substancial de tamanho ou de
forma. A força gerada é suficiente para ativar vários
mecanismos relacionados com detecção, comutação ou
deslocamento.
As ligas metálicas com memória de forma como
níquel/titânio, ouro/cádmio ou cobre/zinco funcionam
todas segundo um mesmo mecanismo chamado
alteração de fase martensítica, que corresponde a uma
alteração de fase cristalina. O material se encontra em
seu estado natural em uma posição A e em uma fase
cristalina A, se aplicarmos uma força adequada o
material se deforma e adota a posição B com a mesma
fase cristalina A. Mediante uma subida de temperatura, o
material altera de fase cristalina até a fase B e ao ser
resfriado volta a sua posição inicial de fase cristalina A
(Figura 2). A temperatura de ativação pode ser fixada
alterando a proporção dos dois metais na liga metálica.
Os polímeros com memória de forma têm o mesmo
efeito macroscópico do que as ligas metálicas mas, devido a
sua natureza polimérica, em geral, são mais compatíveis
com os substratos têxteis e mais leves do que os metais. Os
primeiros Shape Memory Polymers (SMPs) eram baseados
em polinorborenos com uma Tg (Temperatura de transição
vítrea) compreendida no intervalo de 35ºC a 40ºC.
Posteriormente, foram desenvolvidas diversas classes de
SMPs baseados em misturas de estireno, butadieno,
polietileno, tereftalado, óxido de polietileno, poliuretano,
policaprolactona..., com Tg compreendidas entre -46ºC e
125ºC. O mecanismo de memória de forma é bastante
similar ao observado nos materiais metálicos, excetuan-
do o fato de que a transição efetuada é produzida de um
estado cristalino a um estado amorfo.
Outros tipos de materiais que possuem uma capacidade
similar de deformação são os polímeros eletroativos (EAPs)
que alteram de forma devido a uma excitação elétrica. Estes
polímeros se alongam, se contraem ou se dilatam quando se
produz uma circulação de eletricidade em suas cadeias e
voltam ao seu estado fundamental em ausência de
eletricidade. Os EAPs são geralmente compostos de
polímeros de altas prestações como o “gel robô” composto
de 2-poli-2-acrilamida-2-ácido sulfônico de metilpropano.
Este composto pode ter aplicações muito relevantes, é por
isso que a sua aplicação em próteses de músculos e tendões
está sendo estudada em profundidade.
3.2.2. Aplicações em tecidos inteligentes
Os materiais de alteração de fase são susceptíveis a
ativações bidirecionais, é por isso que podem produzir as
variações reversíveis necessárias para a proteção frente a
condições atmosféricas alternantes. No geral apresentam a
forma de um suporte que pode ser plano em condições
abaixo da temperatura de ativação e que se alonga (dilata)
acima desta. Incorporando estas ligas metálicas nos têxteis
Tecnologia Têxteis Inteligentes
25Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Figura 2. Caracterização do mecanismo de memória de forma nas ligas metálicas.
Resfriamento
Fase B
Aquecimento
Fase A ou Fase Martensítica
Deformação mecânica
Fase A deformada ou fase martensítica deformada
de uma confecção, pode ser gerado um espaço oco entre
as camadas do tecido quando se alcança a temperatura de
ativação, conseguindo desta maneira uma melhor
proteção frente ao calor externo. Do mesmo modo,
foram desenvolvidas películas de poliuretano que podem
ser incorporadas entre camadas adjacentes da confecção
e quando a temperatura da camada externa da roupa
tenha baixado o suficiente, a película de poliuretano
responde provocando um aumento no espaço de ar (oco
entre as camadas), tornando-o mais amplo. Este aumento
permite melhorar as propriedades de isolamento
térmico. As ligas metálicas com memória de forma
podem contribuir, também para aumentar o ciclo de vida
devido que a liga produz um aumento na resistência à
fadiga do material.
É necessário, ainda, realizar um progresso consi-
derável com as tecnologias EAPs antes que sejam
comercialmente viáveis. Uma aproximação multidisci-
plinar é essencial para futuros progressos e desenvolvi-
mentos. Os grandes avanços que estão sendo produzidos
promoveram uma nova série de aplicações e desenhos.
A facilidade natural de preparação e transformação de
tais materiais, junto com sua leveza e flexibilidade, está
abrindo novos caminhos em muitas áreas consideradas
mais tradicionais ou convencionais do mesmo modo
que, por sua vez, apresentam um grande potencial para
novas aplicações.
3.3. MATERIAIS CRÔMICOS
3.3.1.Definição
Outros tipos de materiais inteligentes são os
materiais crômicos. A característica deste tipo de
produto é a de alterar sua cor de forma reversível
respondendo a estímulos externos, é por essa razão que
também são chamados “fibras camaleônicas”. Os
materiais crômicos são classificados em função do
estímulo que os afeta.
“Fotocrômico”: O estímulo externo é a luz.
“Termocrômico”: O estímulo externo é o calor.
“Eletrocrômico”: O estímulo externo é a eletricidade.
“Piezorocrômico”: O estímulo externo é a pressão.
“Solvatocrômico”: O estímulo externo é um líquido ou
um gás.
3.3.2.Princípios Materiais e aplicações em têxteis
inteligentes
Os materiais fotocrômicos são geralmente moléculas
orgânicas instáveis que apresentam configurações mole-
culares acessíveis de forma reversível que alteram a
configuração molecular por ruptura de enlaces covalentes
ou por alterações de configuração espacial, devido à
influência de uma radiação concreta. A alteração molecular
perturba o espectro de absorção da molécula e em
consequência a cor. As aplicações em têxteis são dirigidas
principalmente à moda e em alguns casos a produtos
destinados à proteção solar.
Os materiais termocrômicos são os que alteram de cor
como resultado de uma variação de temperatura. Os tipos de
sistemas termocrômicos que foram utilizados com êxito em
têxteis são dois: um tipo de cristal líquido e um sistema de
alteração molecular. Em ambos os casos, os corantes são
introduzidos em microcápsulas e são aplicados no tecido
como um pigmento utilizando uma base composta por uma
resina. Os cristais líquidos para os sistemas termocrômicos
são do tipo colestérico, onde se encontra uma ordenação de
moléculas que segue um padrão de estrutura helicoidal. O
efeito termocrômico resulta da reflexão seletiva da luz no
cristal líquido que é governada pelo índice de refração de
cristal líquido e pela estrutura helicoidal de suas moléculas.
Posto que a estrutura helicoidal varia com a temperatura, a
longitude de onda da luz refletida também se altera, e o
resultado é percebido como uma alteração da cor.
26
Tecnologia Têxteis Inteligentes
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Uma maneira alternativa de induzir o efeito termo-
crômico é provocando a ruptura de enlaces covalentes
produzindo-se uma alteração estrutural da molécula. Os
tipos mais comuns de corantes que exibem termo-
cromismo através da alteração molecular são as
espirolactonas. A alteração da cor é induzida por três
precursores incluídos em uma microcápsula: a tinta
(corante lactona), um revelador de cor (ácido) e um
solvente orgânico com temperatura de fusão adequada já
que é a fusão deste que permite a alteração de cor.
Abaixo da temperatura de alteração, o solvente se
encontra em estado sólido, quando a tinta e o revelador
não interagem. Quando se produz a fusão do solvente
devido à ação de uma fonte de calor, possibilita-se uma
interação entre o revelador e a tinta que induz uma
alteração molecular pela ruptura de enlaces covalentes.
O efeito observado é que a tinta altera de cor ou se
descolore. A alteração inversa ocorre se a mistura se
resfria até abaixo do ponto de fusão, quando o solvente
torna-se sólido e a cor volta a seu estado inicial.
Ainda que o efeito termocrômico através da alteração
molecular em corantes tenha despertado um grau de
interesse comercial importante, este tipo de tecnologia
necessita amadurecer e ainda existe um amplo campo de
exploração com referência a possíveis aplicações
comerciais. A Toray Industriales apresentou, em 1987, o
desenvolvimento de um tecido termossensível através da
introdução de microcápsulas de 3-4 micras de diâmetro
que continham um agente cromóforo e um neutralizador
de cor que reagiam e mostravam “cor/não cor” em
função da temperatura ambiental. O “SWAY” era um
tecido multicolorido, com 4 cores básicas combinadas
de forma que poderiam ser obtidas 64 tonalidades
distintas. Outros tipos de “SFIT” que utilizam este efeito
são os têxteis que são aquecidos devido à eletricidade
(mediante o efeito Joules) e são capazes de produzir
alterações de cor tão efetivas como as produzidas por
materiais termocrômicos (Figura 3).
Além da alteração de cor devido à reação frente à
luz ou ao calor, existem outras fibras crômicas que
apresentam outras características. Algumas destas fibras
são as que apresentam o fenômeno chamado crômismo do
solvente ou “solvatocrômicas”, cuja cor se altera quando
entram em contato com um líquido ou um gás. Os materiais
solvatocrômicos que reagem com água foram utilizados
nos anos 90 em trajes de banho.
3.4. MATERIAIS LUMINESCENTES
3.4.1.- Definição
A diferença entre os materiais crômicos e os lumi-
nescentes é que os primeiros alteram de cor enquanto que
no segundo caso se produz uma emissão de luz graças a um
estímulo. Existem vários tipos de efeitos luminescentes:
“Fotoluminescência”: O estímulo externo é luminoso.
Existem dois tipos de efeitos fotoluminescentes, a fluo-
rescência e a fosforescência. A diferença entre os dois é o
modo de relaxamento dos elétrons excitados que se traduz
em uma duração de emissão muito mais longa no caso da
fosforescência.
“Opticoluminescência”: Condução de luz.
“Eletroluminescência”: O estímulo externo é elétrico.
“Quimioluminescência”: O estímulo externo é uma
Figura 3.Caracterização de corantes termocrômicos
Incremento da temperatura
28
Tecnologia Têxteis Inteligentes
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
reação química.
“Triboluminescência”: O estímulo externo é a
fricção.
3.4.2. Princípios, materiais e uso em têxteis inteli-
gentes
Segundo a natureza química, os materiais fotolu-
minescentes podem ser classificados em dois tipos
gerais, os orgânicos e os inorgânicos. Os compostos
fotoluminescentes orgânicos são rígidos (moleculares ou
poliméricos) e possuem uma boa conjugação molecular
que lhes confere a capacidade de passar de estados
excitados para um estado fundamental mediante a
emissão de um fóton. A alteração do estado fundamental
ao estado excitado se efetua mediante a absorção de um
ou mais fótons. Existem também materiais fotolu-
minescentes inorgânicos, tais como o fósforo e também
algum tipo de terra rara (európio, irídio).
Os materiais fluorescentes são geralmente utili-
zados nos têxteis para confecções utilizadas em locais
lúdicos, como as discotecas, mas também apresentam
outras aplicações mais relevantes como são a marcação
de etiquetas com materiais reagentes à radiação
ultravioleta permitindo a detecção de imitações de
marcas, assim como também, em etiquetas de segurança.
Os materiais fosforescentes são aplicados em corantes
que podem armazenar luz e são utilizados em
equipamentos de proteção individual, conseguindo-se
efeitos de sinalização luminosa de alta visibilidade de
pessoas. Outra aplicação interessante é a confecção de
tapetes com indicações luminosas para guiar as pessoas
quando acontece uma falta de luz elétrica. O efeito
obtido é conhecido geralmente como “glow in the dark”
(brilho na escuridão).
A opticoluminescência é o efeito típico que se
encontra em fibras ópticas e que consiste na condu-
ção da luz. A transmissão das ondas se efetua pelo
aproveitamento da diferença de índice de refração que
existe entre dois materiais que constituem a fibra óptica: o
coração e o recobrimento (Figura 4).
Existem três maneiras diferentes de produzir emis-
são de luz ao exterior da fibra opticoluminescente: de
maneira natural no final da fibra, de maneira artificial me-
diante a abrasão do recobrimento ou por torção da fibra. As
principais aplicações destas fibras técnicas se baseiam
em têxteis que emitem luz, exemplos disso, são aqueles
desenvolvimentos que empregam a fibra ótica para a
criação de telas para projeção de imagens. Na figura acima
vemos a fotografia de uma cortina de fibra óptica que
permite a emissão de luz mediante a abrasão e cuja estrutura
Figura 4a. Funcionamento da opticoluminescência em têxteis.
Figura 4b. Cortina que apresenta este fenômeno ou cortina eletroluminescente.
Recobrimento
Coração Onda Emissão
Emissão Ângulo limite.
Abrasão
Tecnologia Têxteis Inteligentes
29Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
e formada por um coração de polimetacrilato e um
recobrimento de teflon.
Da mesma forma que os materiais fotolumi-
nescentes, os materiais eletroluminescentes podem ser,
também, compostos orgânicos (moleculares ou poli-
méricos) ou inorgânicos. Os compostos eletrolumi-
nescentes, neste momento, são pouco utilizados em
têxteis, especialmente por razões de preço e de
rigidez.
Os principais formatos destes são os fios eletrolumi-
nescentes de compostos inorgânicos que são usados no
setor da moda e também nos equipamentos de proteção
de alta visibilidade. Todavia, os fenômenos eletrolumi-
nescentes são, atualmente, alguns dos fenômenos mais
estudados na área dos têxteis inteligentes. Neste campo,
está sendo consolidada a utilização de diodos
orgânicos eletroluminescentes que se caracterizam por
possuir um caráter flexível e permitem seu emprego na
fabricação de telas planas, finas, leves e flexíveis.
3.5. MATERIAIS CONDUTORES
3.5.1.- Materiais
Existem duas formas de desenvolver tecidos
condutores elétricos e/ou térmicos, do mesmo modo que
existem dois tipos de materiais, metais e polímeros, que
oferecem estas propriedades. Os mesmos materiais são
utilizados para ambas as aplicações (condução térmica e
condução elétrica). Ambos os processos são similares e
são resultados de uma agitação/condução eletrônica.
Os tecidos condutores elétricos apresentam acaba-
mentos (pigmentos e pastas de estamparia) com alto
conteúdo metálico. Este conteúdo deve ser suficiente
para garantir a condução, mas deve assegurar a
conservação da flexibilidade requerida para os tecidos.
Acabamentos compostos como o níquel, o cobre, a prata
ou o carbono de diversas espessuras, proporcionam
combinação versátil de características físicas e elétricas.
Nos tecidos condutores térmicos são utilizados direta-
mente os fios condutores. O fio pode ser constituído por
uma base tradicional (algodão, lã, Pes, etc.) e uma alma de
metal como a prata, o cobre, uma liga metálica ou de
polímeros condutores, como o politiofeno, as polianilinas,
o poliacetileno ou seus derivados.
Os produtos têxteis obtidos com o uso de materiais
condutores são geralmente leves, duradouros, flexíveis e
podem ser prensados, soldados e integrados nos processos
têxteis.
3.5.2. Usos em têxteis inteligentes
Desde muito tempo, os materiais condutores elétricos
são utilizados em têxteis de proteção eletromagnética e
antiestática. Estes materiais têm, também, um valor
adicional para a melhoria da condutividade térmica em
comparação com os polímeros convencionais. Uma de
suas aplicações destacadas aparece em roupas desportivas
para favorecer a dissipação de calor durante o esforço físico.
Estes materiais oferecem igualmente a capacidade de
identificar um ponto de pressão, como a pressão de um dedo
ou de um impacto. Podem ser obtidas leituras do tecido
Figura 5. Exemplo de fios condutores
30
Tecnologia Têxteis Inteligentes
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
tomando como variáveis a área e a força de um ponto de
pressão. A leitura da força da área pode ser versátil, já
que os têxteis podem ser construídos para serem mais
sensíveis à força ou à área de pressão. Com essa nova
tecnologia, a capacidade de sensibilidade à pressão pode
ser incorporada nos têxteis, quase sem ser notada, sem
aumentar significativamente seu custo nem comprome-
ter qualquer de suas características e propriedades.
Outro uso dos materiais condutores consiste em
roupas capazes de gerar calor para as condições extre-
mas do inverno ou para atividades de mergulho em águas
frias. Nestes casos, é necessária uma fonte de energia
elétrica para que o material possa gerar calor mediante o
efeito Joule. A condução térmica permite a distribuição
de calor por toda a roupa.
Existem também alguns usos de tecidos condutores
no âmbito das antenas devido a suas capacidades de
receber ondas eletromagnéticas.
Finalmente, alguns dos usos principais dos mate-
riais têxteis condutores são suas aplicações como fontes
de alimentação de dispositivos eletrônicos em roupas, a
segunda área principal dos SFT.
3.6 MEMBRANAS
3.6.1.Materiais
A investigação multidisciplinar de químicos, físicos
e profissionais do ramo têxtil conduziu ao desen-
volvimento correto da tecnologia do laminado, as
membranas microporosas ou hidrofílicas. As membranas
são poliméricas e sua estrutura pode ser constituída por
uma ou mais camadas (até 6 camadas) de acordo com as
propriedades desejadas. As membranas são depositadas
sobre o têxtil para adicionar novas propriedades
superficiais. Os polímeros usados neste tipo de mem-
branas podem ser de diferentes naturezas como: os
biopolímeros, geralmente celulósicos ou sintéticos,
polifluoro-carbono ou os poliuretanos e seus derivados.
3.6.2. Uso de membranas em têxteis inteligentes
Uma das principais aplicações de membranas se
concentra na roupa desportiva, oferecendo características
transpiráveis e impermeáveis. O efeito da transpirabilidade
é obtido mediante um diâmetro de poro adequado,
considerando que os poros são 20.000 vezes menores do
que uma gota de água, e 700 vezes maiores do que uma
molécula de vapor de água. O efeito impermeável é obtido
mediante uma capa hidrofóbica que permite uma repulsão
da água para a superfície externa da membrana.
Outra aplicação importante das membranas têxteis
inteligentes é o chamado efeito Lótus (Flor de Lótus). O
efeito de Lótus oferece um resultado ultra hidrofóbico nas
membranas ou capas, que confere ao tecido a capacidade de
repelir produtos aquosos e também produtos derivados de
triglicérides (azeites). O resultado é que a roupa não tem
afinidade para nenhum desses produtos, de modo que não
se suja. Outra característica é encontrada nos tecidos
autolimpantes. Existem vários produtos comerciais que
utilizam membranas derivadas do politetrafluoretileno que
apresentam uma analogia com o efeito da flor de lótus.
4. TÊXTEIS ELETRÔNICOS
Como foi citado no início deste trabalho, outro campo
de investigação e desenvolvimento de SFIT é a integração
da eletrônica miniaturizada nos substratos têxteis, como
sensores e microchips, que detectam e analisam estímulos
dando uma resposta. Estes tipos de desenvolvimentos
recebem vários nomes como e-têxteis, textrônica, etc..
Foram realizados diversos esforços neste campo durante os
últimos 10 anos, principalmente em tecidos com aplicações
militares e médicas. Quando incorporada ao desenho de uma
roupa, a tecnologia pode chegar a monitorar o rítmo
cardíaco do portador, a respiração, a temperatura, e um
32
Tecnologia Têxteis Inteligentes
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
amplo campo de funções vitais, alertando o usuário ou o
médico sobre anormalidades funcionais.
É muito difícil relacionar todos os trabalhos reali-
zados em investigação e desenvolvimento, de modo que
citaremos somente os mais famosos e/ou os mais úteis.
Geórgia Tech, e em particular a equipe do Professor S.
Jayaraman foram os pioneiros no desenvolvimento de
SFIT que integram eletrônica. Em 1996, fabricaram uma
roupa conhecida como Smart Shirt (camiseta inteligente)
para uso em condições de combate. A camiseta utiliza
fibras ópticas para detectar ferimentos de balas e
sensores especiais que ficam junto ao corpo para
controlar as constantes vitais em situação de combate.
As fibras ópticas plásticas e outros fios especiais
estão integrados na estrutura do tecido conferindo à
camiseta inteligente uma aparência de roupa clássica. A
camiseta inteligente identifica a localização exata do
problema físico ou do ferimento e transmite a infor-
mação em segundos ao receptor, permitindo detectar
quem necessita de uma atenção imediata.
Os tipos de sensores utilizados podem variar em
função das necessidades do usuário, pelo que podem ser
personalizados para cada um. Por exemplo, um
bombeiro poderia ter um sensor de gases nocivos e
perigosos. Outros sensores poderiam supervisionar o
controle da respiração e da temperatura corporal, etc..
A camiseta inteligente e seus derivados podem ser
utilizados em uma grande variedade de campos e a
empresa Sensatex os fabrica atualmente para os
seguintes usos comerciais:
> Supervisão médica geral de constantes vitais.
> Supervisão de enfermidades.
> Supervisão de crianças.
> Atletismo.
> Usos militares.
4.1. Eletronic Bra ( Sutiã Eletrônico)
O Professor Malcolm McCornick, da Montfort
University desenvolveu um novo dispositivo que aplica
minúsculas correntes elétricas, que passam através do seio
da mulher partindo do sutiã. A aplicabilidade deste artigo
se baseia no princípio de que existem diferenças de
condução eletromagnéticas entre o tecido do peito são e o
tecido tumoral. A diferença de densidade que existe entre
tecidos humanos sãos e cancerígenos permite à usuária
detectar a presença de células cancerígenas. Do mesmo
modo, permite a exploração da mama desde diferentes
ângulos, gerando um mapa detalhado da zona afetada. A
tecnologia poderia estar disponível em pouco tempo e
permite um rápido autodiagnóstico da presença de tumores
mamários.
4.2. O sensor Baby Vest
No ITV Denkendorf, uma equipe pluridisciplinar de
Figura 6. Camisetas inteligentes
Tecnologia Têxteis Inteligentes
33Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Geórgia Tech
Sensatex
investigadores desenvolveu um colete especial para
bebês. O colete sensorial de bebês é equipado com
sensores que permitem a supervisão constante de
funções vitais tais como: o ritmo cardíaco, a função
pulmonar, a temperatura corporal, podendo ser
utilizado na supervisão precoce de enfermidades
circulatórias ou cardíacas. Acredita-se que a utilização
deste colete venha a prevenir mortes sem explicação
(morte súbita) e outras situações de risco para a vida dos
bebês. Os sensores estão colocados de maneira que não
belisquem e nem incomodem o bebê quando este estiver
dormindo.
4.3. A Lifeshirt da Vivometrics
O sistema LifeShirt é o primeiro sistema de
supervisão ambulatorial contínuo não invasivo (não
penetra o tecido humano) que pode obter informação
pulmonar, cardíaca e outros dados fisiológicos
correlacionados. Este sistema recopila dados durante a
rotina diária do usuário, fornecendo aos investigadores
médicos e acadêmicos um “histórico contínuo” da
saúde do paciente nas situações da vida cotidiana
(trabalho, escola, exercício, sonhos), elaborando uma parte
importante do prontuário clínico e oferecendo mais
informações do que as obtidas em visitas ambulatoriais.
Também correlaciona informações graças à conexão de
dispositivos ópticos periféricos que medem a pressão
arterial, a saturação de oxigênio no sangue, o movimento
periódico das pernas, a temperatura principal do corpo, a
temperatura da pele, os níveis de CO e a tosse do portador. 2
O sistema da LifeShirt está disponível em tamanhos
adulto e pediátrico (idades de 5 a 18 meses) e são
empregados em ensaios e investigação clínica.
É também acessível como dispositivo médico prescri-
tível e não é vendido diretamente aos consumidores.
4.4. Telas interativas
Nas ferramentas de comunicação da nossa sociedade,
os dispositivos interativos e portáteis são uma das grandes
fontes de inovação e representam um grande mercado. A
integração de dispositivos eletrônicos portáteis de comu-
nicação em têxteis aparece como um mercado natural. A
primeira inovação foi um teclado feito em um tecido
usando a detecção eletrocapacitiva, onde uma série de
eletrodos bordados ou protegidos por seda compõe os
pontos de contato. O contato de um dedo com um eletrodo é
detectado, medindo-se o aumento na capacidade total do
eletrodo. O teclado foi fabricado em série usando técnicas
de bordado ordinárias e tramas condutoras suaves. O
resultado é um teclado flexível, durável e sensível ao tato.
Existem vários produtos comerciais que foram
inspirados nestes teclados. O mais famoso é a jaqueta de
KENPO que possui leitores integrados de MP3 e as calças
“vaqueiro” da Levis.
Foram feitos também muitos esforços para a integração
de telefones móveis em roupas. Uma equipe sueca de I+D
desenvolveu uma luva que incorpora um telefone
móvel.
Figura 7. Sensory Baby Vest da ITV
34
Tecnologia Têxteis Inteligentes
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
4.5. Conforto
Um dos melhores exemplos de aumento da
comodidade, graças à eletrônica, é uma invenção
australiana: o sutiã inteligente. Wallace et al., da
Universidade de Wollongong desenvolveram um sutiã
que altera suas propriedades de resposta em função do
movimento do peito. O sutiã inteligente aperta ou
afrouxa suas tiras (alças) de sustentação, tornam rígidos
ou relaxados os seus bojos (taças), para restringir o
movimento do peito, prevenindo a dor e a caída do
peito. Para sua fabricação foram utilizados tecidos
recobertos de polímeros que podem alterar sua
elasticidade em resposta à informação sobre quanta
tensão existe no tecido. O sutiã inteligente é capaz de
aumentar ou relaxar a rigidez de seus bojos e
apertar ou afrouxar suas tiras de sustentação quando
detecta excessivo movimento. Este sutiã proporciona
uma maior ajuda e comodidade já que permite uma
adaptação às distintas ações e movimentos de suas
usuárias.
4.6. Segurança
As primeiras ferramentas de segurança, desenvolvidas
graças à possibilidade de integração de eletrônica nos
têxteis, são as etiquetas de identificação mediante
radiofrequência. As etiquetas de RFID são minúsculos
microchips, que já foram reduzidos à metade do tamanho
de um grão de areia. Recebem um sinal de rádio e
respondem transmitindo seu código de identificação único.
A maioria das etiquetas RFID não usa nenhuma bateria,
utilizam a energia do sinal inicial de rádio para transmitir
sua resposta. O uso principal das etiquetas em roupas
confeccionadas está centrado no manejo do processo de
automatização de produção, incluindo: registros, classi-
ficação e comprovações diversas. Os sistemas de RFID
inseridos nos sistemas de produção têxtil podem eliminar
significativamente o trabalho manual. Todavia, os siste-
mas RFID geram melhoras ainda mais significativas, na
satisfação do cliente, com poucos erros de distribuição e
qualidade. Por essas razões, muitas marcas de prestígio
pensam em adotar, em breve, o sistema das etiquetas RFID
para lutar contra as fraudes e a falsificação de seus produtos.
Outro tipo de inovação na área da segurança é a
integração de sistemas GPS na roupa para a detecção da
posição do usuário em caso de desaparecimento ou
sequestro. A empresa Interactive Wear AG apresentou um
protótipo experimental, em Março de 2006, desta tecnologia
que terá muitas aplicações em roupas desportivas de risco,
roupas de crianças, enfermos com mal de Alzheimer, etc..
Figura 8. Uma luva que integra um telefone móvel
Figura 9. O sutiã inteligente de Wallace et al.
Tecnologia Têxteis Inteligentes
35Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
4.7. O computador portátil
Existem vários grupos de investigação que trabalham
em uma das soluções de uso de têxteis mais assom-
brosas, o computador portátil. O objetivo principal é a
integração completa de uma tela de computador, de uma
CPU e de um teclado em uma roupa cômoda e leve.
Atualmente, não existem produtos comerciais que
respondam a estas inovações incríveis. De fato, foram
apresentados alguns protótipos como, por exemplo, o
Boeing Computer Services, desenvolvido pela
Honeywell Ind. Virtual Vision, Universidade Carnegic
Melloon e outras organizações de investigação que
estão desenvolvendo sistemas informáticos portáveis.
Se estivesse vivo este ano ele veria a Ydal completar 65 anos com muito orgulho. Ele nos deixou Saudade, Admiração e Reconhecimento do seu trabalho. Trabalharmos juntos não significou termos as mesmas idéias, mas afinidade em buscarmos sempre o melhor caminho. Duas naturezas diferentes, por vezes complementares, outras tantas superpostas e interativas fizeram atravessar junto dele o oceano de uma vida, transformar e ser transformado, é mais do que um simples ato fraterno de companheirismo. É uma comunhão que transcende a lógica, vai além da compreensão, não tem e não pede explicação. O que determina uma afinidade? O que nos faz gostar tanto de alguém que nos torna capaz de gostar até mesmo daquilo que a gente não gosta? O que determina o Amor? É estranho: saudade dói, mas ao mesmo tempo a gente não quer deixar de sentir. Porque a intensidade da saudade machuca, mas é ela que mantêm viva a lembrança daquele cuja presença não podemos mais encontrar.
Saudade reacende na memória o olfato, o tato, a voz e a imagem que só reaparece vívida de quando em quando no desespero lúdico do sonho.
Sua ausência impôs a dura constatação que a vida tem fim, mas o que fazemos nela fica para sempre. O seu Amor, Compaixão, Amizade, Carinho e Dedicação sempre nos guiará com passos certos na busca de nossos ideais.
Com Amor........do Filho.Armando Landi Ramos
36
Tecnologia Têxteis Inteligentes
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
5. CONCLUSÕES
Alguns anos atrás, os têxteis inteligentes foram
apresentados como produtos imaginários e como um
mercado pouco competitivo. Depois do esforço científico e
dos diferentes desenvolvimentos elaborados, os SFT estão
se tornando interessantes aos usuários e se apresentam
como o futuro da indústria têxtil hoje em dia. Existem
muitos produtos comerciais disponíveis e, tal e como
foram apresentados neste documento, muitos inves-
tigadores estão desenvolvendo novas soluções, idéias e
produtos concretos. Algumas aproximações anunciam um
mercado de milhões de dólares ao redor de 2010, o que
explica a paixão atual pelos SFIT.
Armando Ramos
Homenagem
Armando Ramos
Uma análise comparativa do desempenho colorístico dos processos de tingimento do poliéster em meio ácido e alcalino
RESUMO
Um dos processos utilizados e sugeridos pelos
fabricantes de corantes para o tingimento do poliéster é
o processo de tingimento em meio alcalino. Embora
existam empresas que já trabalham com este processo há
algum tempo, até o presente não há uma tratativa mais
ampla sobre as possibilidades deste processo ou de suas
limitações, além de algumas considerações gerais sobre
corantes mais adequados para o processo e informações
qualitativas sobre melhorias de toque e redução da
necessidade da limpeza redutiva para alcançar bons
níveis de solidez à lavagem. Para os artigos de Pes/El,
não há indicações mais específicas deste processo. O
presente trabalho teve por objetivos verificar alguns
destes pontos, comparando o processo tradicional
efetuado em meio ácido com o processo alcalino.
Percebeu-se nos resultados que as diferenças de
processo vão além das citadas, com variações de
tonalidade, intensidade de cor, em especial na malha de
Pes/El testada, e mesmo nos índices de solidez. Foi
observado, também, que a limpeza redutiva não pode
ser prescindida nas cores médias e escuras, mas que o
processo alcalino melhora um pouco os índices de
solidez. O esgotamento dos banhos foi analisado e
mostrou em várias cores que, em meio alcalino, o
esgotamento é um pouco menor que em meio ácido. Nas
malhas de Pes/El o elastano se mostrou mais limpo no
processo alcalino, porém, nas condições de tingimento
Autores: Engs. Vitor Zambon Brizido e Paulo AlfieriVitor Brizido é um dos vencedores do II Prêmio ABQCT de Estímulo ao Estudo
Paulo Alfieri é professor de Fibras e Beneficiamento Têxtil - FEI Mestre em Polímeros e Fibras pela Universidade de Manchester –Inglaterra.
Revisão Técnica: Paulo Schlickmann Jr.
a 120ºC esta fibra apresentou uma maior degradação
que em meio ácido. Para dar consistência ao trabalho
foram realizados 3 tingimentos de cada cor. Restam
diversos pontos para a continuidade do trabalho que são
importantes tanto cientificamente como no âmbito
industrial.
Palavras-chave: Poliéster, corantes dispersos,
processos alcalino e ácido.
INTRODUÇÃO
As exigências crescentes de baixos custos, elevada
qualidade e desempenho dos materiais têxteis tornam cada
vez mais importante a otimização dos processos de
fabricação e o seu pleno entendimento da capacidade de
atender a estas exigências. Com vistas a esta questão, o
presente artigo trata de analisar o processo de tingimento
em meio alcalino comparativamente ao processo tradi-
cional em meio ácido, visando assim, contribuir no
entendimento e na potencialidade deste processo. De
maneira geral, muito pouco de especifico há sobre o assunto
a parte indicações dos fabricantes de corantes dispersos
quanto a seleção daqueles que permitem o trabalho em meio
alcalino [3] e algumas informações sobre a questão dos
oligômeros [1] e sobre a possibilidade de uma economia
pela dispensa da limpeza redutiva final [3].
Entretanto, há pouca informação sobre a obtenção da
intensidade da cor e tonalidade, sobre o esgotamento dos
banhos de tingimento e mesmo sobre os níveis de solidez
Tecnologia TingimentoTecnologia Tingimento
40 Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
possíveis de serem alcançados. A influência do meio
alcalino na reserva do elastano e sobre as características
do elastano também não são divulgadas.
2. Revisão bibliográfica
Os corantes dispersos constituem uma classe de
corantes praticamente insolúveis (miligramas/litro) em
água por não possuírem grupos facilmente dissociáveis.
A presença de grupos polares como as hidroxilas,
nitrilas, aminas, etc., dão a estes corantes uma pequena
afinidade para com as fibras de poliéster e outras fibras
sintéticas. Esta pequena solubilidade varia de corante a
corante e é função da temperatura aumentando com o
aumento desta [2]. O processo tintorial ocorre na
presença de agentes dispersantes que estabilizam a
dispersão do corante facilitando o contato entre o corante
e a fibra hidrófoba. Quimicamente, os corantes
pertencem a diversas classes orgânicas, mas os mais
importantes são os derivados azóicos e antraquinônicos
[5].
O principal poliéster usado para fins têxteis é o
polietilenotereftalato (PET), obtido a partir da policon-
densação do dimetiltereftalato ou ácido tereftálico e o
dietileno glicol, sob vácuo e a alta temperatura [4]. Para
efeito deste trabalho, as características mais importantes
desta fibra são a sua estrutura molecular micelar, dotada
de um teor cristalino da ordem de 50% [6] a sua Tg de
cerca 80ºC (temperatura de transição vítrea), a sua
constituição química e a presença de oligômeros cíclicos
e regulares que evolvem durante os processos tinto-
riais e podem precipitar na forma cristalina sobre as
fibras de poliéster [6].
Sobre os oligômeros, são bem conhecidas as conse-
quências, em especial, na alteração o toque quando
presentes. No processo alcalino, os oligômeros sofrem
hidrólise tornando-se solúveis em água.
O mecanismo de tingimento do poliéster está ilustrado a
seguir:
O pH ideal para o tingimento com os corantes
dispersos é entre 4,5 e 5,5. Este pH deve ser mantido
durante todo o tempo do tingimento, geralmente com
ácidos fracos. Os corantes dispersos são usados em meio
ácido para prevenir a hidrólise e assegurar a reprodutibi-
lidade das cores. Deste modo, o tingimento em meio alcalino
exige uma rigorosa seleção dos corantes que resistam a este
meio. Ilustrativamente, a seguir estão exemplos de corantes
dispersos que não podem ser usados no processo alcalino por
sofrerem, já a pHs levemente alcalinos, hidrólise.
Os corantes azóicos sofrem hidrólise de grupos
Figura 1. Análise da Reserva do Elastano Fonte: Apostila de Beneficiamento 2, Alfieri Paulo.
41Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Tecnologia TingimentoTecnologia Tingimento
substituintes da base cromófora, que resulta em alte-
rações de cor e de rendimento, este último, devido a alte-
rações de caráter iônico da molécula de corante [5].
Como se observa nas fórmulas, a hidrólise leva a
alterações de grupos menos hidrofílicos como os grupos
éster (-OCO-) e nitrila (-CN) para grupos mais
hidrofílicos (-OH) e até dissociáveis como o carboxílico - +(-COOH -COO + H ). Por este motivo, a afinidade
destes corantes se reduz em relação a uma fibra como o
poliéster.
O fato de o corante ser azóico não é o que realmente
conta, tanto que se num corante disperso azóico não
houver grupos substituintes hidrolisáveis, este corante se
aplica bem para o processo alcalino.
Processo por esgotamento a alta temperatura.
Para a malha Pes/El o processo de tingimento em
aparelho HT foi feito a 120ºC e para a malha 100% Pes
a 130ºC, utilizado o mesmo gráfico abaixo.
Os tingimentos foram precedidos por uma purga com
2 g/l de barrilha e 2g/l de detergente não iônico por 30’ a
80ºC. As amostras foram enxaguadas e neutralizadas para
pH 5,5 a 6,0 com ácido acético.
A limpeza redutiva foi realizada de acordo com a
intensidade da cor com:
* Cores claras: lavagem dispersiva 1g/l de
dispersante
* Cores médias: 2g/l de soda cáustica, 2g/l de
hidrossulfito de sódio e 1g/l de dispersante.
* Cores intensas: 3g/l de soda cáustica, 3g/l de
hidrossulfito de sódio e 1g/l de dispersante.
O equipamento utilizado para os tingimentos foi um
aparelho HT - Mathis Alt-b. A avaliação das cores foi feita
com espectrofotômetro Datacolor 600® e os testes de
solidez em aparelho Wash Tester BFA-B.
Materiais e métodos
Foram usadas malhas de Pes e Pes/Pue, sendo a malha
de Pes feita com o fio Pes 167dtex f 216/Pes 50den f24
liso, e a malha de Pes/El com o fio Pes 167dtex f96/ Pue 40
den e o fio de elastano de 40 dtex. As malhas utilizadas
forma:
42 Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Tecnologia TingimentoTecnologia Tingimento
Processo tintorial
Enxágues eLimpeza redutiva
Dispersante
60º 10’
30’
30’120ºC
130ºC
70ºC
Descarga
Ajuste de pH4,5 ou 9,0
Corantes
44 Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Meia Malha de 100% Pes
* Carreiras/cm: 20
* Colunas/cm: 15
* Gramatura: 165g/m²
Meia Malha de Pes/El
* Carreiras/cm: 20
* Colunas/cm: 18
* Gramatura: 184g/m²
* % de elastano: 6%
Foram selecionados os seguintes corantes que
recomendados na faixa de pH entre 3 e 9 para o
tingimento em meio ácido e em meio alcalino.
* Dianix Amarelo SE-G
* Dianix Castanho CC
* Dianix Vermelho CC
* Dianix Rubi CC
* Dianix Turquesa S-BG
* Dianix Azul E-R 150
* Dianix Marinho CC
* Dianix Preto CC-R
As análises colorimétricas foram realizadas com
espectrofotômetro marca Datacolor do modelo
CM3600d no sistema CMC. Os ensaios de solidez à
lavagem foram feitos com padrão tecido multifibras,
de acordo com a norma ISO 105-CO6 (60ºC) no
aparelho Mathis Wash Tester BFA-B e os testes de atrito
no Crockmeter, marca Mathis de acordo com a NBR 105-
X12 ABNT ISO.
Receita das cores
Na tabela a seguir estão as tricromias realizadas no
trabalho. Os nºs na primeira linha em cada coluna se
referem a tingimento com mesma receita. Os primeiros
dois nºs de cada coluna se referem aos tingimento feitos
sobre malha 100% Pes e os 3º e 4º nºs soa referidos aos
tingimentos de malha Pes/El.
OBS: Na tabela, os números seguidos de barras são os
códigos dos tingimentos com mesma tricromia realizados
sobre a malha de Pes 100% e Pes/El (94/6%) em meio ácido e
alcalino.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Medição do pH
Nas tabelas seguintes estão as medidas iniciais e finais
de pH mostrando a estabilidade do pH em cada caso. Alguns
pH(s) finais nos tingimentos em meio alcalino sofreram
pequenos desvios em relação ao pH inicial nos tingimentos
das malhas de Pes 100%. Não há uma explicação específica
dado que nos tingimento das malhas Pes/El isso
praticamente não aconteceu.
Medição do pH após processo ácido 100%Pes
Medição do pH após processo alcalino 100% Pes
Medição do pH após processo ácido PES/PUE
Tecnologia TingimentoTecnologia Tingimento
Análise das leituras espectrofotométricas
As análises espectrofotométricas realizadas sobre as
malhas foram feitas de acordo com os critérios de
avaliação e os resultados são médias de três tomadas de
cor no espectrofotômetro por amostras coloridas.
Também foram feitas de cada malha para cada cor
nos pH(s) 4,5 e 9,0 três tingimentos distintos, que se
apresentaram intensidade e tonalidade igual. Com isso
a reprodutibilidade foi muito boa quanto a avaliação das
cores.
Os resultados estão na tabela a seguir e incluem
também uma avaliação qualitativa dos esgotamentos de
banho.
Observando os resultados da tabela existem alguns
pontos que merecem ser mencionados:
1º A FC % (Força colorística) que define a
intensidade da cor nos tingimentos de malhas de 100%
Pes se apresentaram com poucas diferenças, salvo no
caso da cor cinza escura que foi sensivelmente menor
(88,27% no tingimento alcalino em relação ao ácido). A
tentativa de relacionar diretamente as diferenças de
intensidade da cor na malha com as diferenças, mesmo que
qualitativas, de esgotamento de banho dos tingimentos não
revelou uma lógica, havendo nos resultado amostras mais
escuras com menor esgotamento e vice-versa.
2º A FC % nos tingimentos da malha Pes/El se alterou
grandemente, chegando em algumas cores a variações de
até 30% na intensidade da cor. Também nestes tingimentos
não se conseguiu estabelecer uma relação entre a cor da
malha e o esgotamento, havendo maiores discrepâncias
ainda em relação aos tingimentos das malhas de 100% Pes.
Aqui a influência do elastano pode ter alguma
importância, mas não devemos esquecer que as malhas de
Pes 100% são constituídas de fios de microfilamentos
(167/144 f) enquanto que a malha com elastano tem fio
normal 167/96 f. Esta diferença de título dos filamentos (1,2
dtex contra 1,7 dtex aproximadamente) para um mesmo
título de fio, (167 dtex) faz com que a área específica dos
fios a ser tinta seja muito maior no caso dos fios de
microfilamentos.
Medição de pH após processo alcalino Pes/Pue
Análise Espectrofotométrica
45Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Tecnologia TingimentoTecnologia Tingimento
46 Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Solidez à Fricção
A solidez à fricção (Atrito) dos tingimentos está
apresentada nas tabelas a seguir e mostra que após a
limpeza redutiva, mesmo nas cores mais intensas,
praticamente, não resta residual de corantes precipitados
nas malhas tintas. Mesmo na cor preta representada
pelos nºs 7, 14, 21, e 28, respectivamente de tingi-
mento em meio ácido e alcalino sobre malha de Pes
100% e tingimentos em meio ácido e alcalino de malha
Pes/El se verificam notas mais baixas que 4. A
fricção a úmido da cor preta dos tingimentos em
meio alcalino apresentaram uma solidez meio ponto
mais baixo que em meio ácido. A eficiência da limpeza
redutiva nos dois tingimentos foi bastante boa.
Solidez à lavagem com multifibras a 60ºC
Foram selecionadas algumas amostras de malhas
com elastano, que é o caso mais crítico, dada a absorção
de corantes por parte do elastano para reavaliar o
resultado do teste de solidez à lavagem, desta vez,
utilizando o tecido multifibras, que tem em sua
composição faixas de poliamida e acetato, fibras estas de
elevada capacidade de absorção dos corantes dispersos.
Amostras selecionadas:
Pes/El em meio ácido 15, 16, 19, 20, 21.
Pes/El em meio alcalino 22, 23, 26, 27, 28.
As análises feitas aos pares (ácido e alcalino) estão
nas tabelas a seguir:
Fricção a
Fricção a
Fricção a Fricção aúmido
Fricção aúmido
Fricção aúmido
Fricção aúmido
Fricção a
Vermelho (ácido)
Cinza esc. (Ácido)
Verde. (Ácido)
Turquesa. (Ácido)
Preto (ácido)
¾
Nota Alteração de cor
Nota Alteração de cor Nota Alteração de cor
Nota Alteração de cor
Nota Alteração de cor
Nota Alteração de cor Nota Alteração de cor
Nota Alteração de cor
Nota Alteração de cor
Nota Alteração de cor
Nota transferência de Cor
Nota transferência de Cor Nota transferência de Cor
Nota transferência de Cor
Nota transferência de Cor
Nota transferência de Cor Nota transferência de Cor
Nota transferência de Cor
Nota transferência de Cor
Nota transferência de Cor
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Lã
Acrílico
Poliéster
Poliamida
Algodão
Acetato
Tecnologia TingimentoTecnologia Tingimento
Tecnologia TingimentoTecnologia Tingimento
47Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Os índices de solidez apresentados nas tabelas
anteriores, mostram agora com clareza que existem
diferenças marcantes de solidez ao desbote em
função da fibra que acompanha a malha tinta na
lavagem. O caso da cor preta é a de maior relevância
pela intensidade da cor e pela importância da cor,
comercialmente falando. Mesmo junto com o Pes branco
como padrão, a nota é muito baixa mostrando a baixa
solidez à lavagem na malha com elastano. Para a
poliamida e o acetato as notas também são muito
baixas.
Em meio alcalino a malha de Pes/El aparece um
pouco melhor para a maioria das fibras do tecido
multifibras e para a maioria das cores analisadas.
Observar principalmente o desbote sobre a poliamida
no tecido multifibras.
Fato interessante está que os desbotes sobre os
padrões dos tingimentos em meio ácido e alcalino para a
malha com elastano apresentam nuances de cores
diferentes, o que pode significar que o meio aquoso altera
ou intensifica a preferência ao desbote de alguns dos
componentes da tricromia. As amostras testadas da cor
preta e do vermelho ilustram este fato na figura 2.
Teste da reserva do elastano
A averiguação da cor dos elastanos após os tingimen-
to foi efetuada em três cores: o preto, o cinza e o
vermelho. Desta verificação se obtiveram amostras que
estão ilustradas na figura a seguir.
Estas amostras evidenciam bem que em meio
alcalino, o elastano após a limpeza redutiva, está mais
escuro e com outra tonalidade. No caso da cor vermelha,
o elastano ficou praticamente limpo em meio ácido. Nas
demais cores analisadas o elastano ficou mais claro e de
nuance diferente. O meio ácido do tingimento teve,
portanto, um efeito de limpeza sobre o elastano, já que a
limpeza redutiva que é destinada à eliminação destes
corantes residuais foi feita igualmente nos dois tingimen-
tos.
Os índices de solidez estão um pouco melhores no caso
dos tingimentos ácidos, pelo menos em parte, relacionado
à presença de menor contaminação dos corantes no
elastano.
Na superfície do poliéster, a limpeza redutiva foi
efetiva dado que comparativamente, a solidez das cores
nas malhas 100% Pes não sofreu alterações expressivas.
5. CONCLUSÕES
O presente trabalho procurou colocar em evidência as
diferenças entre o processo de tingimento por esgotamento
em meio alcalino em relação ao tingimento em meio ácido
tradicional. Nesta comparação, a literatura coloca que há
benefícios no tingimento alcalino como uma melhoria no
toque devido à presença menor de microcristais de
oligômeros na superfície dos filamentos e melhorias na
solidez à lavagem algumas casas fabricantes de anilinas
chegando a indicar como vantagem a não necessidade da
realização da limpeza redutiva final do artigo e da máquina,
que é, sem dúvida, uma operação onerosa e geralmente
requer agentes tóxicos e poluentes como o hidrossulfito de
sódio.
A gama de corantes possíveis de serem usados nos dois
processos é pequena, sendo cerca de 2 dezenas de corantes
Figura 2. Análise da Reserva do Elastano
48 Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
contra centenas de corantes que trabalham bem em meio
ácido. Este aspecto é bastante limitador, dado que a
moda exige cada vez mais alternativa de cores entre
outros quesitos estético-funcionais.
Nos trabalhos dos fabricantes de corantes não há, no
entanto, indicações claras a respeito do desempenho
colorístico entre os dois processos, quanto à cor final do
artigo e, no caso de artigos com elastano, quanto aos
níveis de solidez possíveis de serem obtidos e quanto ao
desempenho do elastano na condição de tingimento
alcalino.
Neste trabalho se pode ver que as cores obtidas na
malha 100% Pes nos dois processos tiveram níveis de
intensidade similares na maioria da cores (6 em 7
tricromias), mas as nuances foram bastante diferentes, o
que exige correções de receita nas quantidades dos
corantes da tricromia para se obter uma mesma cor final
quando se muda de processo. Este fato é ainda mais
ressaltado quando se apresenta uma malha com elastano.
As alterações de intensidade e nuance da cor são bem
maiores, sendo na maioria mais intensas para os
tingimentos alcalinos. Este aspecto também tende a
desencorajar os tintureiros na aplicação de tingimentos
alcalinos dado que isso exige o desenvolvimento de mais
receitas para uma mesma cor.
No trabalho se constatou que a solidez das cores
tintas em meio alcalino é melhor, especialmente quando
está presente um elastano, mostrando que a limpeza
redutiva conta com a contribuição do próprio tingimento
alcalino para uma limpeza mais efetiva do elastano. É
interessante notar que determinadas cores não foram
sensivelmente afetadas pelo meio ácido ou alcalino,
como no caso do verde e do turquesa, que são
moléculas de corantes de formas mais volumosas
(não necessariamente maiores). Já as cores preta,
vermelha e cinza são de corante de moléculas mais
alongadas o que favorece a remoção nos teste de solidez a
60ºC.
Um outro fato encontrado no trabalho, foi que além das
variações de cores e índices de solidez, o elastano sofreu um
ataque maior em meio alcalino. O descampionamento da
malha, embora de maneira qualitativa, apontou para este
fato, havendo rupturas mais frequentes que no elastano das
malhas tintas em meio ácido. A integridade dos filamentos
foi de certa maneira comprometida.
No trabalho muitos pontos interessantes foram obser-
vados, mas dada a extensão do mesmo e a necessidade de
equipamentos não facilmente disponíveis, não puderam ser
verificados. Fica assim, a possibilidade de se continuar este
assunto em trabalhos subsequentes. Dentre estes pontos se
podem destacar:
a) Uma análise objetiva do toque, baseado princi-
palmente pela avaliação do coeficiente de atrito das
malhas.
b) Uma análise microscópica do estado dos elastanos
nas malhas nos dois processos e a determinação da
elasticidade das mesmas.
c) Uma análise mais aprofundada sobre o com-
portamento tão distinto dos corantes nas duas malhas, uma
de microfilamentos 100% Pes e a outra com elastano.
d) Uma análise mais aprofundada do por que da
tendência para o azulado da nuance das cores nos tingimento
em meio alcalino. Que fatores são determinantes? A
constituição química dos corantes é sem dúvida um dos
pontos.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS[1] CLARIANT S/A, Apostila de treinamento. Laboratório de aplicações técnicas. 2001.
[2] GUARATINI, Cláudia C. I . ; ZANONI, Mar ia Valnice B. . Corantes Têxte is . Disponível em:
<http://www.scielo.br/pdf/qn/v23n1/2146.pdf>. Acesso em: 05 jul. 2008.
[3] DYSTAR LTDA. Dyeing of Polyester. Frankfurt: Dystar, 2004.
[4] REVISTA ABTT (Associação Brasileira de Técnicos Têxteis). Fiação de Filamentos de Poliéster. Rio de Janeiro, v.4, ano 2, 2003.
[5] SUMITOMO CHEMICAL. Poliester Alkaline Dyes technology. Disponível em: <http://www.sumitomo-chemical.be/>. Acesso
em: 28 nov. 2008.
[6] ALFIERI, Paulo. Apostila de Beneficiamento Têxtil II
AGRADECIMENTOSA Dystar e Têxtil Ouro Verde, que cederam gentilmente o laboratório para que fossem realizados os testes de
tingimento e a Dystar que cedeu os corantes. À Unifi que cedeu as malhas sobre as quais foram feitos os
trabalhos.
Tecnologia TingimentoTecnologia Tingimento
RESUMO
Análise da influência do processo de caustificação e
dos diferentes fluxos de acabamentos têxteis nas
propriedades físicas dos tecidos 100% algodão para
lençóis, focando em algumas características dos tecidos
como densidade de fios, gramatura, resistência ao
rasgo, resistência à tração e alongamento, que podem
variar em função do fluxo de beneficiamento.
Palavras-chave: Caustificação; Rama; Fluxo de
acabamento; Resistência; Propriedades físicas.
1 - INTRODUÇÃO
Neste estudo, analisaremos os resultados providos de
um experimento cujas amostras são derivadas de uma
fábrica do segmento de lençóis. Tais amostras são tecidos
que possuem a mesma característica quanto à gramatura,
peso, título de fio, à estrutura do tecido e à mesma
largura cru e acabado (Tabela 1).
2 - O FLUXO DE ACABAMENTO DOS TECIDOS.
Ao dar entrada no acabamento do tecido apresen-
tado, serão destinados três fluxos de acabamento
específicos (Figura 1) e poderá ser encontrado em três
formas distintas: tecido para lençol branco, estampado
ou tinto. Para fins deste estudo, usaremos a nomenclatura
50 Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Tecnologia Qualidade
Análise das propriedades físicas de tecidos para lençóis.
Autor: M.E.Banja, A.V.S. Martins, J.C. PetermannSENAI/CETIQT
Revisão Técnica: Jose Antonio Marconi
na Tabela 2 a seguir.
Tecido ATecido B
Tecido C
Figura 1: Fluxograma do acabamento dos tecidos.
Tabela 1: Características construtivas do tecido.Título do fio (Ne)
Urdume Trama
40Pent 30Card.
Densidade (fios/pol)
Urdume Trama
118 60
Bat/pol
60
Estrutura
Tafetá
Composição
100% algodão
Largura (m)
cru Acabado2,76 2,52
Tecnologia Qualidade
3 COLETA DAS AMOSTRAS E ENSAIOS
FÍSICOS.
Para realizar os testes, colhemos amostras em diversos
pontos de cada fluxograma em que o tecido é submetido.
Os tecidos B e C passam duas vezes na Rama para
primeiramente pré-alargar e depois estabilizar o tecido.
Neste caso coletamos amostras antes e pós-rama nas
duas etapas.
3.1 - Testes físicos
Para a realização dos testes físicos das amostras de
tecidos coletadas, primeiramente estas foram con-
dicionadas em laboratório têxtil de acordo com a
Associação Brasileiras de Normas Técnicas (ABNT)
Norma Brasileira (NBR) 8428-84 referente ao condicio-
namento de materiais têxteis para ensaio.
O primeiro teste, que visa determinar a quantidade de
fios por unidade de comprimento, foi feito de acordo com a
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) Norma
Brasileira (NBR) 10588/1988.
Em seguida, avaliamos a quantidade de massa em
gramas por metro quadrado (g/m2) e sua uniformidade ao
longo da superfície do tecido. Este teste foi realizado de
acordo com a ABNT NBR 10591/1988.
Para determinar a força média necessária para prolongar
um rasgo previamente iniciado no corpo de prova,
utilizamos a norma American Society for Testing and
Materials (ASTM) D 1424/1996.
E, por fim, o teste de resistência à tração e à carga
máxima necessária para fazer com que um corpo de prova se
rompa foi realizado de acordo com a ABNT NBR
Tabela 2: Nomenclatura utilizada para os diferentes tecidos.
Fluxo de acabamento NomenclaturaTecido para lençol branco Tecido ATecido para lençol estampado Tecido BTecido para lençol tinto Tecido C
52 Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Tecnologia Qualidade
11912/1991.
4 ANÁLISE DOS RESULTADOS.
Para avaliarmos os dados utilizaremos gráficos para a
melhor visualização e análise destes valores. Como o
tecido A dispõe apenas de 4 amostras coletadas para a
realização dos ensaios físicos, será repetido na quinta
amostra o valor da quarta amostra, apenas para
compararmos os três tecidos no final do processo.
Os gráficos referidos obedeceram à seguinte
nomenclatura: etapa 1 corresponde ao tecido antes do
processo de caustificação, à etapa 2 pós-caustificação, à
etapa 3 amostra colida antes de passar pela rama (pré
alargar), 4 à pós rama e 5 corresponde ao momento após
segunda passagem pela rama.
O gráfico 1 mostra os resultados da densidade média
de fios de urdume nos tecidos analisados no decorrer do
acabamento. Podemos observar que ao longo do
processo a média da densidade varia de acordo com as
etapas em que o tecido é submetido, mas que os tecidos A
e C terminam com as médias muito próximas em relação
ao tecido B após a última passagem pela rama.
Apesar de os tecidos serem submetidos a processos
diferentes como a concentração de Soda na caustificação
e o número de passagens na rama, o resultado final deste
teste se mostra quantitativamente regular.
No gráfico 2, apresentamos as médias da densidade de
tramas nos tecidos. Ao analisar os dados, observa-se o
comportamento dos resultados opostos em relação aos
resultados apresentados no gráfico 3. Comparando-os,
percebemos que ocorre uma compensação entre urdume e
trama, ou seja, enquanto em um sentido aumenta a
densidade, no outro sentido diminui.
No gráfico 3, apresentamos os dados referentes à média
de gramatura dos tecidos. Neste caso observamos que
apesar de os resultados de cada etapa não serem regulares,
os tecidos possuem uma mínima diferença no valor da
gramatura após passar pelo acabamento.
No gráfico 4, apresentamos os dados das médias de
resistência ao rasgo no sentido do urdume nas amostras.
Analisando os dados, observamos que o tecido C tem uma
Gráfico 1: Médias de densidade de fios de urdume.
Gráfico 2: Médias de densidade de tramas
Gráfico 3: Médias de gramatura dos tecidos.
Médias de densidade de urdume
110
115
120
125
130
1 2 3 4 5
Amostra
De
ns
ida
de
(fio
s/p
ol)
Tecido A Tecido B Tecido C
Médias de densidade de tramas
56
58
60
62
64
66
1 2 3 4 5
Amostra
De
ns
ida
de
(tra
ma
s/p
ol)
Tecido A Tecido B Tecido C
Médias de gramatura dos tecidos
110
115
120
125
130
1 2 3 4 5
Amostra
Gra
ma
tura
(g/m
2)
Tecido A Tecido B Tecido C
54
Tecnologia Qualidade
elevada resistência ao rasgo em relação aos demais, pois
acreditamos que tal característica seja influenciada pela
diferença de concentração de soda cáustica no banho de
caustificação.
No gráfico 5, apresentamos os dados das médias de
resistência ao rasgo no sentido da trama. Observa-se que
a resistência ao rasgo dos tecidos A e B neste experi-
mento é maior do que o tecido C.
No gráfico 6, apresentamos os dados das médias de
resistência à tração no sentido do urdume. Ao comparar
os gráficos 1 e 6 observaremos que a densidade de fios de
urdume exerce grande influência na resistência à tração
dos tecidos. Com o aumento na densidade de fios de
urdume na etapa 2 do tecido C no gráfico 1, ocorre
também o aumento da resistência nesta mesma etapa no
gráfico 6. O contrário acontece com os tecidos A e B, que na
etapa 2 apresentam uma redução de fios de urdume e por
conseqüência a redução de resistência à tração.
No gráfico 7 apresentamos os resultados das médias de
resistência à tração no sentido da trama. Ao comparar os
gráficos 2 e 7, notaremos comportamentos esperados, pois
a variação de resistência entre as etapas 1 e 3 no gráfico 7, foi
produzida também pelo efeito de variação de densidade de
fios de trama do gráfico 2, já que o aumento de densidade de
fios tem como consequência o aumento na resistência do
tecido e vice-versa. Contudo, o tecido B nesta avaliação da
resistência à tração em ambos sentidos tem elevada perda
desta propriedade.
Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Gráfico 4: Médias de resistência ao rasgo no sentido do urdume.
Gráfico 6: Médias de resistência à tração no sentido do urdume.
Gráfico 5: Médias de resistência ao rasgo no sentido da trama.
Gráfico 7: Médias de resistência à tração no sentido da trama.
Médias de resistência ao rasgo no sentido do urdume
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1 2 3 4 5
Amostra
Re
sis
tên
cia
ao
ras
go
(kg
f)
Tecido A Tecido B Tecido C
Médias de resistência ao rasgo no sentido da trama
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1 2 3 4 5
Amostra
Re
sis
tên
cia
ao
ras
go
(kg
f)
Tecido A Tecido B Tecido C
Médias de resistência à tração no sentido do urdume
35
40
45
50
55
60
1 2 3 4 5
Amostra
Re
sis
tên
cia
àtr
aç
ão
(da
N)
Tecido A Tecido B Tecido C
Médias de resistência à tração no sentido da trama
20
22
24
26
28
30
32
34
36
1 2 3 4 5
Amostra
Re
sis
tên
cia
àtr
aç
ão
(da
N)
Tecido A Tecido B Tecido C
55Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Tecnologia Qualidade
No gráfico 8 apresentamos as médias de resistência à
tração ( alongamento a ruptura) no sentido do urdume. E
observamos que o tecido C que tem melhor resistência à
tração nas etapas 2, 3, 4 e 5 no gráfico 6, apresenta uma
baixa disposição ao alongamento nestas mesmas
amostras.
Os tecidos A e B que perdem resistência com a
caustificação, têm um aumento na disposição ao
alongamento. Depois de passarem pelas etapas 2 e 3 os
tecidos A e B perdem o alongamento à ruptura e ambos se
aproximam do valor do tecido C, seguindo com
pequenas alterações até serem acabados em rama.
No gráfico 9 apresentamos os resultados das médias
de resistência à tração ( alongamento à ruptura ) no
sentido da trama. Estes tecidos antes de sofrerem a
caustificação, possuem valores de alongamento muito
próximos, porém durante o fluxo de acabamento todos os
tecidos apresentam grandes oscilações destes valores. É
importante enfatizar a diferença apresentada nesta
propriedade na etapa 5 destes tecidos, que foram
acabados em rama, pois o tecido C apresenta um
alongamento de 63,38% maior que o tecido B, e a
diferença é ainda maior se compararmos o tecido A com
B, alcançando um alongamento 92,88% maior do que o
tecido B.
5 - CONCLUSÃO
As análises efetuadas mediantes os resultados obtidos
neste estudo refletem a importância da caustificação e da
escolha do fluxo de processamento do tecido plano no
beneficiamento. As propriedades físicas (densidade de
fios, gramatura, resistência ao rasgo, resistência à tração e
alongamento) são alteradas constantemente durante as
etapas de acabamento chegando às características finais,
quando serão entregues ao consumidor final.
Verifica-se que a concentração da soda cáustica ao se
realizar a caustificação tem papel fundamental nas
propriedades físicas dos tecidos, logo após a caustificação e
nas etapas seguintes onde seu desempenho também será
verificado. O tecido C ao final do seu processamento,
apresentou os melhores valores de resistência ao rasgo e
resistência à tração nos dois sentidos (urdume e trama),
este fato se deve à contribuição da caustificação, pois a
concentração de 25 ºBé de soda cáustica tem melhor efeito
no inchamento da fibra e na contração dos fios de algodão e,
consequentemente, ocorre o aumento de resistência dos
fios. Este efeito é menor se reduzirmos esta concentração, e
isto é verificado nos tecidos A e B, com concentrações de
10 ºBé e 20 ºBé respectivamente.
A gramatura tem várias alterações durante os processos,
porém antes de se iniciar o acabamento destes tecidos se
Gráfico 8: Médias de resistência à tração (alongamento à ruptura) no sentido do urdume.
Gráfico 9: Médias de resistência à tração (alongamento à ruptura) no sentido da trama.
Médias de resistência à tração (alongamento à ruptura) no
sentido do urdume
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 2 3 4 5
Amostra
Alo
ng
am
en
to(m
m)
Tecido A Tecido B Tecido C
Médias de resistência à tração (alongamento à ruptura) no
sentido da trama
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5
Amostra
Alo
ng
am
en
to(m
m)
Tecido A Tecido B Tecido C
Dias
56
Tecnologia Qualidade
constatou que eram muito próximas, evidentemente, já
que estes tecidos têm as mesmas características
construtivas. Verifica-se ao término dos processos de
acabamento que a gramatura dos três tecidos tem
praticamente o mesmo valor, apesar das variações que os
tecidos apresentaram durante as etapas. Este fato ocorre
devido aos três tecidos serem acabados com a mesma
largura final. Como os tecidos não sofreram processos
em que ocorrera a perda ou o ganho de massa em demasia,
se compreende este fato já que temos as mesmas
características construtivas nos tecidos.
A perda de resistência nos tecidos de algodão durante
o beneficiamento já era esperada devido aos excessivos
tratamentos com produtos químicos e temperaturas
elevadas.
O fluxo de acabamento tem grande influência nas
propriedades físicas dos tecidos, ao verificarmos o
comportamento das linhas geradas nos gráficos, mais
especificamente os tecidos A e B que tem até a etapa 3
processos muito semelhantes, onde tais processos
ocorrem na sua maioria em corda, notaremos que as
linhas possuem grande semelhança em seus compor-
tamentos, ou seja, a tendência das linhas é genérica na
maioria dos casos. Já as linhas geradas nos gráficos pelo
tecido C têm um comportamento na maioria dos casos
diferenciado, isso se deve ao fato de seu processo ser
realizado em aberto, o que lhe garante uma melhor
uniformidade, enquanto que, nos processos realizados
em corda, a uniformidade é dificultada devido ao ataque
dos produtos químicos acontecer preferencialmente no
exterior da “corda”, e no interior da “corda” a penetração
dos produtos não ocorre homogeneamente.
O acabamento em rama tem por finalidade dar a
largura final e melhorar a estabilidade dimensional do
tecido, porém, se aplicarmos uma tensão excessiva no
tecido visando uma largura maior, pode ocorrer uma
resistência do mesmo. Este fato ficou evidenciado nos
gráficos de resistência à tração no sentido do urdume, onde
os tecidos B e C têm queda na resistência entre as etapas 4 e
5. No tecido A, esta queda é percebida entre as etapas 3 e 4.
Este efeito ocorre também na resistência à tração no sentido
da trama nos tecidos A e B.
Concluímos que o objetivo do estudos foi alcançado,
uma vez que se pôde observar o comportamento das
propriedades físicas dos tecidos com as variações no
processo de caustificação e nos fluxos de acabamentos.
Percebemos que o fluxo foi um fator importante, já que os
tecidos A e B passaram por processos semelhantes e
tiveram também comportamentos semelhantes nas
propriedades físicas. Comparando com o tecido C, as
propriedades físicas foram inferiores, pois este tecido
passou por outro processamento que lhe conferiu melhores
propriedades. Com comparações pertinentes, avaliamos os
dados obtidos com a teoria no assunto e, desta maneira, a
sua importância e abrangência para empresas do segmento
têxtil, com foco na qualidade dos produtos e na otimização
dos processos do acabamento dos tecidos.
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Citações em documentos - Apresentação. Rio de Janeiro,
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Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
Educação é fundamentale para isso, estímulo
nunca é demais...
Realização
Associação Brasileira de Químicos e Coloristas Têxteis
58
Tecnologia Qualidade
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Apresentando caminhos.Apresentando caminhos.ABQCTABQCT
60
Tecnologia Processos
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Determinação do comportamento tintorial de corantesnaturais extraídos da alfafa e urucum
RESUMO
O processo de tingimento têxtil utiliza produtos e
processos poluentes e com alta demanda de recursos
naturais. Existem alternativas de corantes provenientes
de fontes naturais e renováveis, que poderiam suprir
parte da demanda dos tingimentos têxteis, minimizando
os impactos ambientais e quiçá trazendo benefícios à
saúde humana através de suas propriedades fito-
terápicas. Os objetivos deste trabalho foram: Estudar o
processo de tingimento do substrato de algodão com dois
corantes naturais selecionados, Corantes de Alfafa e de
Urucum, e determinar as melhores condições do
processo, verificando o desempenho do produto tingido
através de testes de solidez à lavação e à luz
normatizados. Estudou-se também a influência de
diferentes processos de preparação, concluindo-se não
ser esta etapa relevante no resultado do tingimento. Foi
investigada a aplicação de vários mordentes deter-
minando-se a influência destes sobre o resultado dos
tingimentos, onde significativas variações no padrão de
cor e resistência à solidez e lavação foram observadas.
Para os testes de avaliação do comportamento tintorial os
resultados demonstraram que ambos os corantes são
semelhantes aos corantes diretos.
O processo de tingimento proposto foi compatível com
os processos utilizados nesta classe de corantes. Foram
obtidas as Isotermas de Absorção de Langmuir e a partir
destas, o valor de variação de entalpia para o processo.
Autores: H.H. Piccoli , S.M.A. Guelli U. Souza , A.A. Ulson de Souza1 2 3
Aluna do Curso de Mestrado Engenharia Química/ UFSC1
Professor do EQA - Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos/ UFSC2,3
Revisão Técnica: Bluma Elisabete Koiffman Chaves
O valor do H para o caso do tingimento com corante de
urucum foi de H = 19 kJ/mol, indicando um processo de
fisissorção.
Palavras-chave: Corante de Alfafa, Corante de Urucum,
comportamento tintorial, tingimento, mordentes.
INTRODUÇÃO
As empresas estão inseridas em um mercado de intensa
competitividade global, definido por D'AVENI (1985) como
“Hipercompetição”. Um ambiente onde as vantagens são
rapidamente criadas e erodidas.
Não obstante a este cenário de competitividade, surge a
partir do início deste século, um fato até então ignorado
pelos economistas e cientistas sociais: a preocupação com os
recursos naturais e não tão somente os recursos materiais,
mas também os sociais e do capital. A julgar por seu impacto
sobre o capital natural e social, a nova economia se parece
mais com a próxima onda da “Era Industrial” do que com
uma “Era Pós-Industrial”. A ousada afirmação é de
SENGE e CARSTED (2001).
Diante deste cenário, questiona-se se é possível encon-
trar matérias-primas naturais e processos menos agres-
sivos para tingimento dos tecidos de malha em algodão, de
forma a serem aplicados na prática das indústrias têxteis, a
fim de torná-las mais competitivas.
O grande desafio destas empresas está em viabilizar
matérias-primas e processos que minimizem os impactos
ambientais, utilizem fontes naturais e renováveis e ainda
determinados os melhores parâmetros para processo de
tingimento com os Corantes de Urucum e de Alfafa, bem
como os insumos a serem utilizados. Foi determinada a
variação de entalpia do processo de tingimento, através da
isoterma de Langmuir, e a avaliação do comportamento
tintorial.
MATERIAIS E MÉTODOS
Os materiais utilizados foram produtos auxiliares de
tingimento, Corantes de Urucum e de Alfafa e substrato de
algodão. As especificações dos produtos auxiliares são:
Cloreto de Sódio (NaCl 99,2%), Barrilha leve (Na CO 2 3
99,5%), tensoativo aniônico Goldpal TQE, mordentes Ácido
Tânico, Sulfato de cobre II, Sulfato Ferroso Amoniacal e
Sulfato de Amônio Alumínio, sendo estes reagentes
analíticos PA.
O Corante de Urucum possui como princípios ativos
principais a bixina e a norbixina. O Corante de Alfafa possui
como substância corante a clorofila, ALVES et al. (2006).
Tecnologia Processos
possam ter como vantagem competitiva funcionalidades
que, de alguma forma, melhorem a qualidade de vida do
ser humano. Em se tratando de tecido tinto de malha em
algodão, o processo com maior impacto ambiental na
utilização de recursos naturais é o processo de tingimento,
bem como os insumos utilizados nele.
Desde a antiguidade já existiam tingimentos com
corantes naturais. Entretanto, estes processos eram
realizados de forma artesanal e destinados a produtos
para os quais não se observava a exigência de padrões de
qualidade como nos dias atuais.
Mas como tingir tecidos de malha de algodão com
corantes naturais, de maneira assertiva, sem gerar
problemas de qualidade e atingindo níveis de exigência
aceitáveis quanto aos padrões de qualidade?
Assim sendo, neste trabalho, é investigado o
comportamento tintorial de dois corantes naturais
extraídos do Urucum e da Alfafa, e identifica a que classe
de corante artificial eles mais se aproximam. São
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Tecnologia Processos
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
O substrato utilizado foi tecido em estrutura de meia-
malha 100% algodão, fio título 26/1 penteado com 2gramatura de 160 g/m . Com exceção dos experimentos
para análise da influência do tratamento prévio, todas as
amostras foram tratadas inicialmente com um processo de
pré-alvejamento utilizando a combinação soda cáustica e
peróxido de hidrogênio à alta temperatura.
Os equipamentos utilizados foram: para a realização
dos tingimentos um Equipamento de Tingimento
Infravermelho Mod. IVA da Metal Working, com 12
canecos de 150 ml; para a realização das leituras de
amostras tintas o Espectrofotômetro Datacolor 650 e
para a leitura de absorbância dos banhos o espec-
trofotômetro UV-Vis Mini 1240 Shimadzu, com cubeta
de vidro.
Caracterização do Comportamento Tintorial
Fez-se a caracterização do comportamento tintorial
dos corantes utilizando as informações que identifi-
cam o comportamento de cada classe de corante artificial.
Assim, através de análise de parâmetros como afinidade,
migração, fixação com eletrólito ou com álcali obteve-se
uma similaridade de comportamento com alguma classe
de corante artificial existente, e conseqüentemente uma
sugestão de parâmetros de processo a ser utilizada. As
classes passíveis de comparação são de corantes diretos,
reativos, sulfurosos e corantes a cuba, TROTMAN (1984).
Na Tabela 1 é apresentada a compilação dos procedimentos
utilizados nesta etapa.
As concentrações de corante, eletrólito e álcali utilizadas
foram respectivamente (psp): 1,5% de Corante de Urucum,
3,0% Alfafa, 10 g/l de cloreto de sódio e 10 g/l de barrilha. A
relação de banho foi de 1:10 e as amostras eram de 10 gramas
do tecido de malha citado anteriormente. Os tingimentos
foram realizados em duplicata.
As amostras obtidas foram analisadas através de leituras
comparativas em espectrofotômetro Datacolor 650, onde os
resultados foram fornecidos em valores de diferença de cor
DE (CIE CMC 2:1) e força colorística (%).
Avaliação da Influência do Tratamento Prévio no
Rendimento do Tingimento
Os tratamentos prévios que podem ser aplicados a tecidos
de malha em algodão são a purga e o pré-alvejamento.
Para a purga utilizou-se 1 g/l de detergente aniônico, 1,5
g/l de sequestrante/dispersante e 3 g/l de soda cáustica
36ºBé, cozinhando o tecido a 98ºC por 40 minutos em
Máquina de Tingir Industrial Thies Eco-Soft Plus;
Os parâmetros de processo para estes experimentos
seguem os gráficos da Figura 1.
Tabela 1. Procedimento para determinação do comportamento tintorial.Teste01
02
03
04
05
ObjetivoVerificar o grau de afinidade do corante com a fibra.
Verificar o grau de fixação do corante com a fibra na presença do eletrólito.
Verificar a capacidade de migração do corante dentro da fibra.
Obter amostra padrão de cor para o teste anterior.
Verificar a capacidade de fixação do corante com a fibra na presença de álcali.
Procedimentoa) Realizar um tingimento utilizando somente água e corante. b) Separar parte da amostra e lavar em água corrente para remoção do corante não fixado.c) Comparar resultado de cor.
a) Realizar um tingimento utilizando água, corante e eletrólito. b) idem teste 01 itens b) e c).
A) Realizar um tingimento com água, corante e eletrólito nas quantidades iguais às anteriores, no mesmo tempo de processo, entretanto utilizando 50% em peso de substrato.b) Ao final do processo, acrescentar o restante do substrato e processar em quantidade de tempo igual ao primeiro passo.c) Comparar resultado de cor entre as duas amostras de substrato.
a) Comparar resultado de cor entre as duas amostras de substrato do teste anterior e a amostra deste teste.
a) Realizar um tingimento utilizando água, corante, eletrólito e álcali. b) idem teste 01 itens b) e c).
64
Tecnologia Processos
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
30ºC
60ºC
10' 30'
Retiradateste 01
A B
Retiradateste 02
T (ºC)
t (min)
Gráfico para os Testes 01 e 02
Figura 1. Gráficos de processo - testes de caracterização de comportamento tintorial nº 01 a 05.
Figura 1a.Gráfico de processo nº 01 e 02.
Figura 1b. Gráfico de processo nº 03
Figura 1c.Gráfico de processo nº 04
30ºC
60ºC
10' 30'
Retiradateste 03
A B
T (ºC)
t (min)
Gráfico para o Teste 03
30ºC
60ºC
10'
Retirada
teste 04
A B
T (ºC)
t (min)
Gráfico para o Teste 04
Para o pré-alvejamento utilizou-se 1 g/l de detergente
aniônico, 1,5 g/l de sequestrante/dispersante, 3,5 g/l de
peróxido de hidrogênio 35% e 3 g/l de soda cáustica 36ºBé,
tratando o tecido a 110ºC por 30 minutos em Máquina de
Tingir Industrial Thies Eco-Soft Plus. Foram utilizadas
concentrações específicas de corante e produtos auxiliares
em ambos os testes.
Os parâmetros do processo de tingimento utilizados
foram os mesmos apresentados na Figura 1 (a). As
concentrações de corante e auxiliares também são as
mesmas do teste 02.
As amostras resultantes dos diferentes processos de pré-
tratamento e tingimento foram submetidas a ensaios
espectrofotométricos, onde os resultados são fornecidos em
valores de diferença de cor DE (CIE CMC 2:1) e força
colorística (%).
Avaliação da Influência da Utilização de Mordentes no
Resultado: Cor e Solidez do Tingimento
Para este estudo optou-se pelo método de mordantagem
posterior, devido às vantagens de operação em escala
industrial. Alguns mordentes podem ser utilizados para estes
casos. Conforme GARDNER (1998) e ARAÚJO e
CASTRO (1986/87) os mordentes mais utilizados para
corantes naturais estão relacionados na Tabela 2 com suas
Figura 1d.Gráfico de processo nº 05.
características.
Foram testados o Ácido Tânico Sulfato de cobre II,
Sulfato Ferroso Amoniacal e Sulfato de Amônio
Alumínio. Os testes foram realizados conforme as
condições de temperatura e tempo de processo
apresentadas na Tabela 02 e concentrações especificadas
na Tabela 3.
As amostras obtidas foram submetidas aos testes de
solidez e analisadas através de leituras em espec-
trofotômetro e/ou escala de cinzas, onde os resultados
foram fornecidos em notas.
Determinação da Isoterma de Equilíbrio e da Entalpia
de Adsorção para o Corante de Urucum no Processo
de Tingimento.
A isoterma de Langmuir é uma isoterma de equilíbrio
que relaciona a quantidade de soluto adsorvido
(adsorbato) na superfície de uma fase sólida com a
concentração do soluto na solução, neste caso o corante
adsorvido ao tecido e o corante residual no banho. Este
modelo é baseado na hipótese de que as forças de
interação entre as moléculas adsorvidas são desprezíveis
e que cada sítio pode ser ocupado por apenas uma
molécula. Estas são adsorvidas sobre um número fixo e
definido de sítios.
Em altas concentrações de soluto, a equação prediz uma
capacidade de adsorção em monocamada. A capacidade de
adsorção em monocamada saturada pode ser representada
pela equação (1).
Onde:
· C representa a quantidade de corante adsorvido no f
tecido no equilíbrio;
· C representa a quantidade máxima de corante
adsorvido no tecido para a formação de uma monocamada
completa;
Mordente
Nome Químico
Aparência
Concentrações de uso
Temperatura e tempo de trabalho
Efeito para a fibra
Toxicidade
Ferro
Sulfato ferroso
Cristais verdes
3%
Banho morno (60ºC) até mudança de cor (1 hora)
Em excesso pode deixar afibra áspera e frágil
Não há. É utilizado como suplemento alimentar.
Cobre
Sulfato cuproso
Cristais azuis
1 a 3%
Banho frio (25ºC) por 1 hora
Em grandes quantidades enfraquece a fibra.
Tóxico
Tanino
Ácido tânico
Pó marrom claro
1 a 3%
Banho quente (90ºC) por 1 hora
Pode deixar a fibra dura e áspera.
Dissolvido não é tóxico. Utilizado como adstringente. Evitar inalação do pó.
Alumínio
Sulfato de amônio-alumínio
Cristais transparentes ou pó branco
2 a 4%
Banho quente (90º) por 1 hora
Amacia a fibra.
Não há. Usado na indústria alimentícia como aditivo. Evitar excesso devido ao alumínio
Latão
Cloreto estanoso
Cristais brancos
3%
Banho quente (90ºC) por 1 hora
Em grandes quantidades enfraquece a fibra.
Pequena.
Tabela 2. Principais mordentes suas características
Tabela 3. Testes utilizando mordentes.
bL
bL
f CK
CKCC
+= ¥
1
8
ÁcidoTânico
Sulfato de Amônio Alumínio
65Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Tecnologia Processos
66 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Tecnologia Processos
· C representa a quantidade de corante no banho;b
· K é a constante de equilíbrio.L
A constante K pode ser usada para determinar a L
entalpia de adsorção, usando a equação (2) de Clausius-
Clapeyron:
Onde:
· A é uma constante;
· H é a variação de entalpia do processo;
· R é a constante dos gases ideais e
· T é a temperatura do processo.
As características essenciais de uma isoterma de
Langmuir podem ser expressas em termos de um fator de
separação adimensional constante, ou comumente
chamado de parâmetro de equilíbrio, RL, que é definido
pela seguinte equação (4):
Onde:
· K é a constante de equilíbrio;L
· C é a concentração de corante de equilíbrio em 0
cada ponto da isoterma.
O valor do parâmetro R indica o tipo de isoterma L
de adsorção, conforme Tabela 4.
O valor da entalpia de adsorção fornece a informação a
respeito do tipo de ligação existente entre o adsorvente e o
adsorbato. Segundo TREYBAL (1980), valores de entalpia
de adsorção menores que 2000 kJ/mol, indicam que o
processo é de natureza física, o qual ocorre por uma
diferença de energia e/ou forças de atração que tornam as
moléculas fisicamente presas ao adsorvente, neste caso, ao
tecido. Estas interações têm um longo alcance, porém são
fracas. Para valores acima de 2000kJ/mol o processo é de
quimissorção, com a ocorrência de ligações químicas fortes,
por exemplo, ligações covalentes.
Efetuaram-se tingimentos em diversas concentrações de
corante a fim de determinar-se a isoterma de equilíbrio e a
partir dela a entalpia de adsorção para o Corante de
Urucum conforme as concentrações descritas na Tabela
5.
Admitiu-se que, após o decorrer do tempo do processo
de tingimento, a concentração do corante adsorvido no
÷ø
öçè
æ -=
RT
ÄHexp AK L
Ä
0L
L.CK1
1R
+=
Tabela 4 Classificação do tipo de isoterma.
Tabela 5. Testes para obtenção da isoterma de equilíbrio.
Desfavorável
Favorável
Irreversível
Nº Amostra Concentração de corante (g/l)
tecido e a concentração do corante presente no banho
estão em equilíbrio. Assim, coletou-se amostras de cada
banho de tingimento realizado com a uma concentração
inicial diferente de corante e mesma massa de substrato
têxtil e quantificou-se a concentração de corante residual
no banho através de leitura em Espectrofotômetro UV
Mini 1240 UV-Vis Shimadzu. Como a concentração
total de corante é conhecida, pode-se obter por diferença
a concentração de corante adsorvida no tecido,
SCHMITT et al., (2008). Neste caso desprezou-se a
possível formação de corante hidrolisado eliminado no
banho de lavagem.
Os dados obtidos foram graficados e ajustados
conforme a isoterma de equilíbrio de Langmuir. Com
base na equação resultante desta curva obtiveram-se os
valores para a constante de equilíbrio e a concentração de
saturação do corante. Com a equação de Clausius-
Clapeyron calculou-se o valor para a variação de
entalpia. A partir daí verificou-se a condição do tipo da
isoterma e o tipo de interação entre as moléculas do
corante e o substrato.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Comportamento Tintorial
Na Figura 02 apresentam-se os
corpos de prova obtidos nos proce-
dimento experimentais para a verifi-
cação do comportamento tintorial.
Os valores obtidos através das
leituras espectrofotométricas estão
descritos nas Tabelas 6 e 7. O ilu-
minante padrão adotado foi Luz de
loja Tl84.
Figura 02. Corpos de prova para avaliação do comportamento tintorial.
Tabela 06. Resultados da determinação do comportamento tintorial do Corante de Alfafa.
Força Colorística
(%) Referência
Teste
Posterior
Nota: * Para o teste três, a primeira coluna se refereà amostra adicionada no
início e a segundacoluna à amostra
adicionada posteriormente.
67Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Tecnologia Processos
Tecnologia Processos
68 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Para o Corante de Alfafa identificou-se através do
teste 01 que houve uma fixação de 55,14% do corante
esgotado. Já para o Corante de Urucum houve a fixação
de todo o corante. Para minimizar efeito de flutuações
nas leituras estas foram repetidas 4 vezes duas no sentido
dos cursos e duas no sentido das colunas - e a média foi
utilizada como resultado para o experimento. Assim,
verificou-se que o Corante de Alfafa possui uma
substantividade média e o Corante de Urucum possui uma
substantividade alta.
Com os dados do teste 02 observou-se a influência do
eletrólito na fixação dos corantes. O Corante de Alfafa
fixou 78,39% do corante esgotado, aumentando em
23,25% o percentual de fixação em relação ao teste 01.
Isto mostra que o Corante de Alfafa necessita do sal para
promover o esgotamento e fixar o corante.
Já no teste 02, para o Corante de Urucum, verificou-se
que este fixou aproximadamente 93,83% do corante
esgotado, perdendo cerca de 6% do corante esgotado na
lavagem. Somente com esta análise poderia se concluir que
não há necessidade do eletrólito para o tingimento do
Corante de Urucum. Contudo, além desta avaliação, um
outro dado deve ser levado em conta: Se compararmos o
resultado final de cor (amostras lavadas) entre os testes 01 e
02, percebe-se que a intensidade de cor alcançada com a
presença de eletrólito é maior para os dois corantes. O
Corante de Alfafa acrescentou 31% e o Corante de Urucum
56,96% a mais de rendimento de cor.
Através dos resultados descritos nas Tabelas 06 e 07 para
o teste 03, verificou-se que o Corante de Alfafa tem um bom
poder de migração enquanto o Corante de Urucum possui
uma capacidade de migração inferior. Esta capacidade de
migração, na maioria dos casos, é dependente da quantidade
fixada do corante no início do processo, sendo que os
resultados obtidos no teste 03 corroboraram esta tendência.
Desta forma, verificou-se a necessidade de separar as adi-
ções de corante e eletrólito no processo produtivo, bem
como acrescentar estes produtos através de dosagens
progressivas.
Através da comparação entre os testes 04 e 02, pôde-se
identificar que os 20 minutos de processo de tingimento no
patamar de temperatura são suficientes para o esgotamento e
fixação dos corantes. Através das leituras espectro-
fotométricas, verificou-se que o percentual de intensidade
de cor no teste 02 para o Corante de Alfafa é um pouco
menor que no teste 04, cerca de 3% menos de intensidade de
cor e os valores de DE estão abaixo de 1,2, valor aceito como
máximo industrialmente para corantes artificiais. Para o
Corante de Urucum, verificou-se um pequeno acréscimo de
6% na intensidade de cor, mas uma variação total de cor
indicada pelo valor de DE abaixo da variação aceita dentro
do processo industrial.
Para o teste 05, os resultados mostraram que para os
Tabela 07. Resultados da determinação do comportamento tintorial do Corante de Urucum.
Força Colorística
(%)Referência
Configuração das Leituras das AmostrasTeste
s
tingimentos com os Corantes de Alfafa e de Urucum, o
acréscimo do álcali prejudicou o rendimento de cor, tendo
as amostras tingidas somente com corante e eletrólito
alcançado cerca de 110% da intensidade de cor se
comparadas às amostras tingidas com corante, eletrólito e
álcali.
Outro fato que se pode perceber com a adição do álcali,
é que o aumento do pH interfere no resultado de cor. Pela
comparação dos valores de DE, para as amostras lavadas
nos testes 02 e 05, verificou-se que a variação de cor
atinge valores acima de 2, os quais são perceptíveis ao
olho humano. Desta forma, é necessário controlar o
parâmetro de pH durante o processo e também na
finalização do processo após as lavagens.
Avaliação da influência do tratamento prévio no
rendimento do tingimento
Através dos resultados apresentados na Tabela 08
verificou-se que não houve interferência no rendimento
de cor para os tingimentos com os dois corantes em
estudo, quando modificado o processo de preparação. A
vantagem apresentada pelo processo de preparação de
pré-alvejamento é a eliminação completa dos “piolhos”,
casquinhas de algodão, que eventualmente aparecem em
cores mais claras quando se utiliza como preparação
somente uma purga.
Tecnologia Processos
70 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Avaliação da influência da utilização de um mordente no
resultado de cor e solidez do tingimento
Através da análise da Figura 3, verificou-se que em todas
as situações a utilização de mordentes alterou a tonalidade
do tingimento. Desta forma não foi possível uma
comparação de rendimento de cor entre os testes.
Para o Corante de Alfafa, os resultados de solidez
referentes aos tingimentos realizados com presença de
eletrólito, temperatura de 60ºC e patamar de 20 minutos,
demonstraram que somente nos itens solidez à água
clorada e à luz este corante não atingiu os parâmetros de
exigência mínimos.
Uma solução para a questão da solidez à água clorada
identificada neste estudo é a utilização de um mordente,
onde todas as opções apresentaram melhoria na resistência
da cor a produtos clorados, lembrando que algumas opções
são mais adequadas devido ao caráter ecológico do processo
proposto.
Para o item solidez à luz, observou-se através dos
resultados que a utilização dos mordentes incrementou o
resultado de solidez à luz em todas as situações, com
destaque para o Sulfato de cobre II onde acréscimo foi de 1
½ ponto e para a combinação Ácido tânico + Sulfato ferroso
amoniacal onde o acréscimo foi de1 ponto na escala de
solidez à luz. Neste ponto, é importante salientar que a
segunda opção mencionada possui um caráter ecológico
adequado e pode ser empregada sem qualquer prejuízo em
relação ao ser humano e ao meio ambiente.
Contudo, os valores de solidez à luz encontrados
mesmo após a aplicação dos mordentes não satisfazem as
exigências de mercado. Entretanto, o fato é que se pode
observar uma influência bastante positiva, após a
aplicação dos mordentes, nos dois itens de solidez onde
havia deficiência para o Corante de Alfafa, sem compro-
meter a questão ecológica, e isto, torna este corante uma
opção promissora para uso industrial.
Tabela 08. Resultados dos procedimentos experimentais para substratos purgados e pré-alvejados
Força Colorística
(%)
Pré
Pré
Referência
Os resultados para o Corante de Urucum atingiram as
especificações somente nos itens de solidez à fricção
seco e fricção úmida. As deficiências maiores se
localizaram nos testes de solidez à lavagem, solidez à
água clorada e solidez à luz. Nos resultados para solidez
ao suor, os índices ficaram próximos ao exigido. Neste
caso deve-se evitar o uso em roupas esportivas e
uniformes.
Para a solidez à água clorada, o Ácido tânico e a
combinação Ácido Tânico + Sulfato Ferroso Amoniacal
levaram a índices de qualidade adequados, obedecendo
ao critério ecológico da proposta deste estudo.
Para o caso da solidez à luz, o melhor resultado obtido
foi sem a utilização de mordente, onde o valor ainda não
atinge às especificações do mercado, mas é compatível
com os níveis de solidez à luz de grande parte dos co-
rantes diretos e da maioria dos corantes reativos nos tons
escarlate e vermelho. Nesta situação, a restrição do uso do
corante deve ser observada levando em conta o uso do
produto tinto pelo consumidor.
Quanto ao item solidez à lavagem, a aplicação de
mordentes melhorou o resultado em todos os testes. O
resultado mais interessante foi o do Sulfato de cobre II,
seguido do Sulfato ferroso amoniacal. Este último se
mostra como uma opção melhor devido ao caráter de
atoxicidade do mordente. Contudo, o teste de solidez à
lavagem pode ser realizado em várias temperaturas,
segundo a NBRISO105-C06. O usual para artigos de
algodão tingidos com corantes reativos é 60ºC. Porém,
pode-se realizar este teste em outras temperaturas como no
caso de peças de poliamida ou tingimento com corantes
diretos, onde o teste identifica a nota obtida em uma
Figura 3. Corpos de prova para os tingimentos e testes de solidez.
água Fricção Fricção à luz
(60ºC) Ácido Úmido
Tabela 09. Resultados dos testes de solidez para os tingimentos mordantados.
Ácido Tânico
Ácido Tânico +
Ácido Tânico +
Sulfato de Amônio Alumínio
LA
AA
FF
Amônio Alumínio
Ácido Tânico
71Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Tecnologia Processos
30ºC
60ºC
10' 30'
A B
(ºC)
t (min)
Gráfico para o Processo de Tingimento
Corantes Naturais
A - água e corante
B - eletrólito
72 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Tecnologia Processos
situação de uso menos rigorosa.
Assim, após a obtenção dos resultados onde se
detectou que o Corante de Urucum é um corante com
comportamento tintorial de corante direto, realizou-se o
teste de solidez à lavagem para o tingimento com
Corante de Urucum à temperatura de 40ºC para o
processo sem a utilização de mordentes, já que este
apresentou melhor solidez à luz. Com este
procedimento obteve-se nota 3,5, havendo um ganho
significativo na nota obtida. A Figura 4 ilustra os corpos
de prova para o teste a 40ºC e a 60ºC para o tingimento
com Corante de Urucum sem a utilização de mordentes.
Desta forma, este corante é passível de aplicação em
alguns produtos têxteis específicos, como por exemplo, a
linha underware, principalmente destinada à faixa etária
“zero ano”.
É importante salientar que as condições de teste para a
solidez à luz foram rigorosas tendo sido avaliado após 25
horas de exposição. A norma não especifica a quantidade
de horas a serem avaliadas, mas tradicionalmente utiliza-
se avaliação com 20 horas ou com 25 horas. Neste caso,
optou-se por 25 horas, teste compatível com exigências
internacionais.
Determinação dos parâmetros do processo de tingi-
mento para os corantes alfafa e urucum
Além das variáveis estudadas na avaliação do
Figura 4. Corpos de prova para os testes de solidez. À lavagem a 40ºC e 60ºC.
Tabela 10. Resultados dos procedimentos experimentais para substratos purgados e pré-alvejados.
comportamento tintorial, verificou-se ainda a influência da
temperatura no processo de tingimento, dentro de valores de
temperaturas comumente empregados no esgotamento para
corantes diretos, ou seja, realizaram-se tingimentos com
patamares a 60º C e 80º C. As demais condições de processo,
tempo e concentração de auxiliares foram mantidas como
nos testes anteriores. Os resultados estão apresentados na
Tabela 10.
Identificou-se que o acréscimo de temperatura afeta
distintamente os dois corantes, alterando a tonalidade da
cor e não somente o rendimento da mesma.
Assim sendo, os parâmetros para o processo foram
definidos conforme a Figura 5. Inicialmente realizou-se
uma varredura no espectrofotômetro para identificação do
comprimento de onda (nm) onde ocorresse um pico máximo
de absorbância. Para isto, utilizou-se uma solução com
concentração de 0,010 g/l de Corante de Urucum. O pico
identificado foi de 365 nm. Neste comprimento de onda se
obteve os dados para a confecção da curva de calibração
para determinação das concentrações de Corante de
Urucum.
Referência Força Colorística
(%)
oo
o o
Figura 5. Gráfico de tingimento para Corantes Naturais.
73Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Determinação da isoterma de equilíbrio e da entalpia
de adsorção para o corante de urucum no processo de
tingimento.
A curva de calibração é apresentada na Figura 06
para a qual se obteve um valor de R2 = 0,9959. A
equação obtida foi:
Através das l eituras espectrofotométricas dos
banhos residuais dos tingimentos, sendo assumido o
sistema em equilíbrio nesta condição, obtiveram-se os
dados de absorbância relativos às quantidades de
corantes residuais nos banhos. A partir da equação da
curva de calibração converteram-se os dados de
absorbância e obtiveram-se os dados das Tabelas 12 e 13.
Por diferença, em relação à concentração inicial
conhecida, obtiveram-se dados para a concentração de
corante na fibra. Os experimentos foram realizados em
duplicata.
Tecnologia Processos
Tabela 11. Resultados para curva de calibração.
Tabela 12. Resultados para tingimento 60ºC.
Curva de calibração
Curva de Tingimento 60ºC
média média
Concentração (g/l) Absorbância
y = 304,75x + 0,0125 (5)
Notas: * Utilizou-se diluição na leitura de absorbância
1ml amostra e 1 ml água.
** Utilizou-se diluição na leitura de absorbância 1 ml
amostra e 2 ml água.
74 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Tecnologia Processos
Nota: * Utilizou-se diluição na leitura de absorbância
1 ml amostra e 2 ml água.
Ajustadas as unidades, utilizou-se a equação da
Isoterma de Langmuir graficando 1/Cf versus 1/Cb e
obtiveram-se as Figuras 06 e 07. Do ajuste da curva
resultaram as equações descritas juntamente com os
valores de R2 nas figuras correspondentes.
Compararam-se as equações obtidas com o ajuste dos
dados e a equação da Isoterma de Langmuir a fim de obter os
dados para K e C em cada temperatura de trabalho. Os L
resultados estão apresentados na Tabela 14.
Processo 60ºC
Processo 80ºC
Para a obtenção do valor da variação de entalpia do
processo de tingimento com corante de Urucum, utilizou-se a
equação de Clausius-Clapeyron para a qual graficou-se ln
K versus 1/T e obteve-se a variação de entalpia do L
processo.
Tabela 13. Resultados para tingimento 80ºC. Figura 7. Isoterma de Langmuir 80ºC.
Tabela 14. Resultados para KL e C
Figura 8. Ajuste para equação de Clausius-Clapeyron.
Figura 6. Isoterma de Langmuir 60ºC
Isoterma de Langmuir 60ºC
y = 0,0303x + 0,4175
R2 = 0,9986
0
5
10
15
20
25
30
0 200 400 600 800 10001/Cb
1/C
f
Isoterma Langmuir - 80ºC
y = 0,0267x + 0,576
R2 = 0,9996
0
5
10
15
20
25
30
0 200 400 600 800 10001/Cb
1/C
f
8
8
Variação de Entalpia Isoterma de Langmuir
y = -2634,8x + 10,536
R2 = 1
2,6
2,8
3,0
3,2
0,00200 0,00250 0,00300 0,00350 0,00400
1/T (1/K)
lnk
Tecnologia Processos
O valor da variação de entalpia para o processo de
tingimento com Corante de Urucum obtido foi de H =
19,6 KJ/mol, o que caracteriza um processo de
fisissorção, ou seja, as reações envolvidas são
correspondentes a um fenômeno físico, tais como forças
de Van der Waals e forças de atração.
Verificou-se o tipo de isoterma identificando esta
como favorável. Os dados estão relacionados na Tabela
15.
Processo 60ºC Processo 80ºC
CONCLUSÕES E SUGESTÕES
No estudo do comportamento tintorial identificou-se uma
substantividade entre média e alta para os corantes
estudados, o que juntamente com o bom esgotamento dos
corantes e fixação destes na presença do eletrólito os
caracterizam com comportamento tintorial de corantes
diretos. A presença do álcali não promoveu a reação do
corante como no caso dos corantes reativos.
A Figura 5 ilustra os parâmetros de processo para
tingimento com Corantes de Alfafa e de Urucum, que apesar
de apresentarem comportamento tintorial ligeiramente
diferentes podem ser agrupados em um único processo.
Utilizando o processo proposto foi identificado através
de testes de solidez em amostras que o Corante de Alfafa
não atendeu as exigências para a solidez à água clorada e
solidez à luz. Porém, a aplicação de Sulfato de cobre II como
mordente resolveu o problema da solidez à água clorada e
melhorou em 1 ½ pontos a solidez à luz. Contudo, o Sulfato
de cobre possui alguma toxicidade e isto deverá ser levado
Tabela 15. Resultados para R .L
Concetração Concetração
76 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Tecnologia Processos
em conta. Existe ainda a opção da utilização da
combinação de Ácido tânico + Sulfato ferroso amoniacal,
onde estas propriedades também foram melhoradas.
Muitos dos corantes diretos, atualmente em uso,
possuem restrições quanto à solidez à luz. Assim, se o
Corante de Alfafa for utilizado em produtos direcionados
com uso sem grandes exposições à luz e secagem à
sombra, este possui bom potencial para aplicação
industrial.
Quanto ao Corante de Urucum, os resultados de
solidez em sua maioria não atingiram os resultados
desejados utilizando o processo de tingimento proposto.
Contudo, observou-se que a utilização de mordentes em
todos os testes influenciou negativamente os resultados
de solidez à luz.
Assim, desta forma, a utilização industrial deste
corante fica restrita a produtos onde não haja mistura de
cores em uma mesma peça e não seja utilizado como
roupa esportiva ou uniforme. O processo de lavagem e
secagem deve ser o mais brando possível, com limite de
temperatura de 40ºC.
Como sugestão, o tingimento com este corante poderia
ser utilizado para roupas de bebê, onde o apelo de produto
natural converge com as necessidades nesta faixa etá-
ria.
Através do estudo de aplicação de mordentes
identificou-se uma variação nas cores obtidas, o que não
permitiu uma comparação de rendimento de cor entre os
testes. Entretanto, este fato pode ser utilizado como um
recurso a fim de se obter cores diferenciadas com um
mesmo corante.
Calculou-se ainda a variação de entalpia do processo
de tingimento com Corante de Urucum em malha 100%
algodão, utilizando uma relação de banho de 1:10 e
somente eletrólito e detergente como auxiliares de
processo. O valor encontrado foi de H = 19,6 kJ/mol,
caracterizando um processo físico, ou de fisissorção,
corroborando através de valores numéricos o resultado
obtido para a avaliação do comportamento tintorial do
Corante de Urucum.
Assim, conclui-se que as reações envolvidas são
interações fracas como forças de Van der Waals e forças de
atração. Avaliou-se também o parâmetro de equilíbrio RL
onde foi possível verificar que a isoterma de adsorção é
favorável.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALVES, R. W.; JAUREGI, P.; Guelli U. SOUZA, S. M. A.;
ULSON DE SOUZA, A. A. Recovery of Norbixin from a
Raw Extraction Solution of Annatto Pigments using
Colloidal Gas Aphrons (CGAs). Separation and Purification
Technology, v. 48, n. 2, p. 208-213, 2006.
ARAÚJO, M.; CASTRO, E.M.M. Manual de Engenharia
Têxtil. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 1986-87.
D'AVENI, R. A. Hipercompetição: estratégias para dominar
a dinâmica do mercado. Rio de Janeiro: Campus, 1985.
GARDNER, W.M. The Natural Dye Sections of Wool
Dyeing. Part II. Philadelphia, E. A. POSSELT Publisher,
1998.
PETERS, R.H. Textile Chemistry Volume III.
SCHMITT, F.; ULSON DE SOUZA, A. A. ; GUELLI U. de
SOUZA, S. M. A. Análise da Fixação do Corante de Urucum
na Estamparia de Substratos de Algodão. Química Têxtil, v.
91, p. 44-52, 2008.
SENGE, P. M.; CARSTEDT, G.. Rumo à próxima revolução
industrial. HSM Management. p.120-128, jul./ago. 2001.
TREYBAL, R. E. Mass-Transfer Operations. 3rd ed., New
York: McGraw-Hill,1980.
TROTMAN, E.R. Dyeing and Chemical Technology of
Textile Fibers. 6. Ed. Charles Griffin & Company Limited,
England, 1984.
77Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Foram muitas as coisas que me impressionaram na INTEXTER. Para começar, a estrutura de laboratórios que
comporta o Instituto, cada qual equipado dentro de especialidades que lhe competem atuar, e que no conjunto
complementam-se para o desenvolvimento de soluções e aplicações no campo têxtil. Toda e qualquer atividade
desenvolvida pelo INTEXTER seguem técnicas padronizadas através de normas de procedimentos; e claro, a
credibilidade conquistada pelo INTEXTER no desenvolvimento de soluções para o campo têxtil.
Cito, assim, os trabalhos de investigação para descobrir as causas de problemas do beneficiamento têxtil, onde
muitos são solicitados por empresas para fins judiciais, ou seja, são trabalhos de peritos!
O mais impressionante, ainda, são os acertos na elaboração dos laudos com os resultados dos testes, tanto é que
nunca perdeu-se uma causa judicial com os laudos efetuados pelo INTEXTER, graças a experiência acumulada,
principalmente, do Professor Valldeperas.
Impressionou...
into-me privilegiado em meio a tantos
estudantes em poder ter usufruído deste prêmio Sda ABQCT, com o patrocínio de algumas
empresas, que nunca é demais, usar deste espaço, para mais
uma vez agradecer a todos os envolvidos na organização
deste evento. A sensação é ótima, é uma real sensação de
vitória, é sentir-se gratificado por um esforço dedicado.”
“
Renato Loch abre seu álbum de viagem e
relata sobre seu estágio na Espanha
78 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Parque Paradís em Terrassa.
Vários assuntos me chamaram a atenção! Dentre
eles, como por exemplo, a reutilização de banhos de
tingimentos com corantes reativos para tintura de
algodão, que há alguns anos era visto como algo
impossível de ser realizado.
Lá realizei tinturas aplicando o método de
reutilização de banhos com corantes reativos no
INTEXTER com monocromia, e mais, realizei todo o
processo na prática desde o tingimento padrão até mais
nove reutilizações de banhos residuais, com ótima
reprodutibilidade das cores, passando por todos os
controles necessários para o êxito deste processo.
Controles que vi mais adiante serem extremamente
importantes para detectar causas de possíveis desvios de
resultados (controles como medir pH em diversas fases
do processo, neutralização do banho residual, avaliação
da concentração do corante hidrolisado, entre outros).
Como estava no controle total do processo, tive
inicialmente também, alguns desvios nos resultados,
mas que com base nestes controles efetuados, por isso
tão importantes, possibilitaram-me a tomar medidas
práticas para corrigir a causa de tais resultados. Sobre
este tema, estou elaborando um relatório completo com
todos os procedimentos efetuados e resultados obtidos
que serão publicados na próxima edição da Revista
Química Têxtil.
Outro assunto que me chamou a atenção logo no
início, que já fiz breve descrição acima, são os trabalhos
de investigação das causas e soluções dos mais
diversos problemas em artigos têxteis, solicitados por
empresas de diversos países. São não-conformidades
que podem ter origem em qualquer etapa do
processamento têxtil.
Os trabalhos de investigação são iniciados após prévia
avaliação do problema, para em seguida, efetuar o ensaio
que na maioria das situações, com um único ensaio, chega-
se à solução do problema.
Os ensaios realizados vão desde testes mais simples
como remoção de manchas com solventes até ensaios
efetuados utilizando-se de equipamentos mais sofisticados
como Espectroscopia de Infra-Vermelho - Técnica eficaz
para determinar a natureza química de um composto
através da análise comparativa do espectro de absorção e
intensidade das bandas de absorção em determinados -1comprimentos de onda (4000 a 400 cm ) que caracterizam
um composto; uso do Calorímetro elaborando-se
Termogramas através da técnica DSC (Calorimetria
Diferencial de Barrido).
Neste caso, fibras sintéticas para determinar a memória
térmica da fibra, tratamentos térmicos e hidrotérmicos
aplicados, temperatura efetiva de termofixação ou então, se
foi ou não, termofixado. Estes tratamentos podem atuar
como possíveis causas de barrados em tecidos, problemas
de afinidade tintorial (absorção desuniforme do corante).
Bem, se eu tinha conhecimento sobre o assunto?
Um pouco restringindo-me mais na teoria, e também
sobre alguns equipamentos, então foi aprendizado sim!
Renato Loch
Aprendi...
Prédio do INTEXTER (Desenho relacionado na capa da edição)
Laboratório de Tecnologia Química Têxtil Controle deQualidade e Físico-Química do Tingimento. “Eu estava preparando as diluições da Solução mãe que havia preparado para fazer leitura no Espectrofotômetro no comprimento de onda de máxima absorção de tal corante e posteriormente determinar areta de calibração.”
Acompanhado de alguns membros da equipe que atuam noLaboratório Químico Têxtil Controle de Qualidade e
Físico-Química do Tingimento.
Transferindo uma alíquota do banho de reutilização de tintura com corante
reativo para fazer as análises de controle do processo.
Determinando o pH das soluções das alíquotas coletadas
anteriormente do banhos de reutilização de tintura.
Consultando uma monografia de um trabalho de reutilização de banhos com corantes reativos.
Alguns membros do Laboratório
vencedorÁlbumde um
79Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
cabei de chegar na Espanha. A expectativa é grande já que fui recebido muito bem por todos aqui. A
Já pude perceber que terei muito a aprender.Espero poder levar o máximo de informações que puder aprender para o Brasil e , quem sabe ajudar a aprimorar o que temos no nosso país”
cabei de chegar na Espanha. A expectativa é grande já que fui recebido muito bem por todos aqui. A
Já pude perceber que terei muito a aprender.Espero poder levar o máximo de informações que puder aprender para o Brasil e , quem sabe ajudar a aprimorar o que temos no nosso país”
““
Vitor Brizido deverá retornar ao Brasil dia 16 de março.
Graças a estes patrocinadores, os dois primeiros colocadosforam premiados
Nome: Renato Loch (43)São Martinho - SCUniversidade Regional de Blumenau (FURB)
Nome: Vitor Zambon Brizido (22)Jundiaí - SPFaculdade de Engenharia Industrial - FEI
Vencedor
Vencedor
Qualidades: Calmo, paciente e perspicaz.Defeitos: Ansioso.“Estou sempre lendo as revistas da ABQCT que são adquiridas na faculdade. Gostaria de agradecer pela oportunidade e iniciativa, tanto aos patrocinadores, organizadores quando a FEI pela escolha!”.
Qualidades: Humildade, respeito, tolerância
“É acima de tudo um prêmio de incentivo ao aluno na dedicação ao aprendizado na área de Química Têxtil. Gostaria de dar meu agradecimento especial aos patrocinadores e organizadores do concurso, que, com este gesto, estão contribuindo para qualidade de ensino e investindo no profissional do setor.”
”
Produtos e Serviços
Iniciativa
Colorzen e JAM em parceria
Em solidariedade ao ocorrido em Santa Catarina às
empresas Ertex Química Ltda, Timavo do Brasil SA,
Linhasita Indústrias de Linhas, Covolan Beneficiamento
Têxteis Ltda e M.A. Transportes de Itatiba em conjunto
com a Transportadora Keller de Blumenau e a malharia
Cristina Ltda de Ilhota, enviaram um lote de cestas básicas
e água potável para serem distribuídas entre os
desabrigados da região.
Esta iniciativa foi um pouco do que pudemos fazer para
um povo hospitaleiro e trabalhador como são os
catarinenses.
Força Catarinense e que Deus os protejam!
Cipriano
Mal começamos 2009 e já nos debruçamos de corpo e alma neste projeto que a cada dia nos inclina a sustentar a
bandeira do exemplo em cidadania e ações sociais.
Nestes dias cada vez mais difíceis e sombrios que vivemos, graças a DEUS seguimos aprendendo o sábio provérbio
que é dando que se recebe, e que o pouco que ainda nos resta deve ser dividido como o exemplo de JESUS com a
multiplicação e a divisão dos pães.
É nossa convicção que a verdadeira sabedoria consiste em saber como aumentar o bem estar do mundo e que a
melhor maneira de sermos felizes é contribuir para felicidade dos outros.
A JAM (Jacareí Ampara Menores) é uma entidade sem fins lucrativos, fundada em 1969, que tem como missão
atender a pessoa com deficiência Mental e o Adolescente, de nível sócio econômico deficitário, promovendo sua
inclusão social.
Propicia a esta gente humilde e quase sempre desamparada, atendimento médico, odontológico, fonoaudiólogo,
psicológico, fisioterápico, pedagógico, assistência social, artes, dança, esportes, lazer e alimentação.
Para conhecer a instituição, basta acessar www.jan.org.br ou visite através do endereço: Praça Independência,
126/215 - Bairro São João, Jacareí - SP. Tel.: (12) 2127-1288
81Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
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M S
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SE
O -
C
Gratuito
82 Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
Produtos e Serviços
O curso abrange as disciplinas relacionadas ao
Processo Produtivo Têxtil (Fibras; Fiação; Tecelagem;
Malharia; Beneficiamento; Design Têxtil; Ensaios
Têxteis); a Gestão (Gestão de Pessoas; Gestão da
Produção); a Projetos (Projetos Têxteis) e de Apoio
(Comunicação Oral e Escrita; Fundamentos Físicos e
Matemáticos)
O Curso tem duração de 1200 horas, distribuídas em
04 (quatro) semestres letivos + 400 horas de estágio
supervisionado obrigatório em empresa da Cadeia
Produtiva Têxtil.
As aulas são desenvolvidas de 2ª a 6ª feira, temos
turmas em 03 períodos, sendo:
Manhã: das 08h15 às 11h30.
Tarde: das 13h45 às 17h00.
Noite: das 18h30 às 21h45.
O próximo período de inscrições para o Curso
Técnico Têxtil será de 09 a 27/03/2009 e o exame de
seleção no dia 26/04/2009 das 08h00 às 11h00.
A inscrição deverá ser efetuada na própria Escola,
após comprovação do pagamento de R$ 35,00 referente à
taxa de inscrição. Para pagamento o candidato deverá
Escola SENAI "Francisco Matarazzo” abre concorrência para curso técnico têxtil
Gratuito
retirar o boleto bancário na Unidade que desen-volverá o
curso. No ato da inscrição o candidato deverá apresentar o
RG, CPF e comprovante de conclusão do ensino médio ou de
estar matriculado em curso que lhe permita concluir esse
nível de ensino até a data de início das aulas.CPF e
comprovante de conclusão do ensino médio ou de estar
matriculado em curso que lhe permita concluir esse nível de
ensino até a data de início das aulas.
No ato da inscrição o candidato receberá o Manual do
Candidato com as informações do processo seletivo. A
prova será composta por 60 questões de múltipla escolha,
em nível de conclusão do ensino médio: 20 de Língua
Portuguesa, 20 de Matemática e 20 de Ciências da Natureza
(Física, Química e Biologia).
Mesmo em tempo de crise, Paulo Vaz, vice-presidente da
Associação Seletiva Moda, que tem apoiado a presença de
diversas empresas em eventos internacionais, considera que
há margem para crescer até aos 100 milhões de euros em
2013.
O Curso Técnico Têxtil é ministrado na Escola SENAI
"Francisco Matarazzo", localizada à rua Correia de
Andrade, 232 - Brás - São Paulo - SP - Telefax.: (11) 3227
5852.
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