Revista 94.cdr

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Revista 94.cdr

Química Têxtil
ANO XXXII
MAR 2009
A
A
T CC Corporate Member
Membro Titular
ISSN 0102-8235
Renato Loch abre seu álbum de viagem e relata
sobre seu estágio
na Espanha pág. 77
49
Tecnologia Qualidade
Tecnologia Tingimento
Tecnologia Processos
Tecnologia Ultrassom
Tecnologia Têxteis Inteligentes
Site: www.abqct.com.br
e-mail: [email protected]
ÓRGÃO OFICIAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE QUÍMICOS E COLORISTAS TÊXTEIS
Editorial
Uma oportunidade única: a crise
Nos últimos seis meses o que mais se ouve falar é de conformismo e da passividade diante dela. Sempre podemos
crise. Falar de crise é promovê-la e calar-se sobre ela é descobrir caminhos promissores que estão escondidos, e
comodismo. A vida é constituída de altos e baixos e por isso ocorre nos momentos mais desfavoráveis. Na sabeisso mesmo é que ela é excitante. É nos momentos de doria chinesa um mesmo ideograma significa
crise
e
baixa, que o melhor de cada um aflora, que a cria- oportunidade, ou seja, por trás de uma crise está escondida
tividade aparece. Sem
crise não há desafios, sem uma grande oportunidade.
desafios á vista é uma rotina. Atribuir a crise nossos
Temos que acabar de uma vez com a única crise
fracassos é ir contra nosso próprio talento e valoriza mais ameaçadora, que é o conformismo de não querer lutar para
os problemas do que as soluções.
superá-la. A grande chance do sucesso está em manter o
A história da humanidade tem inúmeros exemplos de otimismo e forma de encararmos a crise.
crescimento e melhoria em função de crises. Estes
exemplos também podem ser observados em muitas
Evaldo Turqueti
empresas, que em sua trajetória sofreram crises e a
Presidente
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 criatividade, da iniciativa para se sobressair e não do
Revista Química Têxtil n 94/Março 2009.
03
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE QUÍMICOS
E COLORISTAS TÊXTEIS
Membro Titular FLAQT
AATCC Corporate Member
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SUMÁRIO
Editorial................................................................................................................................ 03
Avaliação da diferença visual da cor valorizando as condições
(Rolf G. Kuehni ) .................................................................................................................. 06
Energia ultrassônica na indústria têxtil
( Sevda Altas e Gulas Pamuk) ..............................................................................................11
Conceitos básicos sobre ultrassom
( Elsa Iglesias Seipac S.A.) .................................................................................................. 18
Uma visão geral sobre o futuro dos têxteis
( J. Jiménez, L. Aubouy, J. Sáez, L. Bautista, A. Briz, M. Delavarga e J. Parra.) ................22
Uma análise comparativa do desempenho colorístico dos processos de tingimento
do poliéster em meio ácido e alcalino
(Vitor Zambon Brizido e Paulo Alfieri ).................................................................................40
Análise das propriedades físicas de tecidos para lençóis.
(M.E.Banja, A.V.S. Martins, J.C. Petermann).........................................................................50
Determinação do comportamento tintorial de corantes naturais extraídos
da alfafa e urucum
(H.H. Piccoli, S.M.A. Guelli U. Souza, A.A. Ulson de Souza)..... .......................................60
II Prêmio ABQCT de Estímulo ao Estudo
Relato da Viagem de Renato Loch...........................................................................................77
Àlbum de viagem.....................................................................................................................79
Produtos e Serviços ............................................................................................................. 81
DIRETORIA NACIONAL
Presidente: Evaldo Turqueti
Vice- Presidente: Lourival Santos Flor
1º Secretário: Walter José Mota
2º Secretário: Ricardo Vital de Abreu
1º Tesoureiro: Adir Grahl
2º Tesoureiro: João Lino Gonçalves
Diretor Técnico: Humberto Sabino da Silva
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Tesoureiro: Francisco Paiva Costa
Secretário: Milton Glavina
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Suplente: Walter Alvaro Da Silva Junior
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Núcleo de Americana
Coordenador: João José Gobbo
Vice-coordenador: Durval B. F. Costa
Secretári:o Izaias Ezipati
Tesoureiro: Edmilson J. Vasconcelos
Suplente: José Antonio M. Lima
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Dimas Novais
Bluma E. K. Chaves
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04
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Avaliação da diferença visual da cor
valorizando as condições
Autor: Rolf G. Kuehni
Universidade do Estado da Carolina do Norte (USA)
Artigo também publicado na revista Galáxia Argentina
Tradução: Agostinho S. Pacheco ABQCT
Revisão Técnica: Reinaldo Ferreira
1. INTRODUÇÃO
tras e
outras. Todas
estas situações revelam que a
Filósofos e pesquisadores científicos da cor, estão aparência da cor de um objeto é condicional e somente
divididos em seu ponto de vista sobre a natureza da cor. estão atadas comente indiretamente à função de refleUm grupo, os objetivistas ou externalistas pensam em tância.
cor como algo que está fora deste mundo, em objetos
reproduzidos na consciência humana. O outro grupo, os Variabilidade do observador
subjetivistas ou internalistas pensam que a cor é gerada
Aqui temos, possivelmente, a maior das variáveis: o
na mente, agregando-a (pela própria mente) como observador. O observador é examinado e, (desde que passe
símbolos sobre uma imagem ou objeto em um momento no exame) declarado capacitado para avaliar cores, mas
dado, baseada em um sistema de visão de cor do isso não significa que enxergue a cor dos objetos da mesma
observador, nas propriedades de refletância do objeto, maneira que outros. Qualquer colorista conhece as
no poder de distribuição espectral da fonte de luz e nas argumentações feitas entre o supervisor e o laboratorista
condições de observação que o rodeiam.
em frente da caixa de iluminação ao analisar amostras de
Nossa visão comum e nossa linguagem contêm um cor, ou entre o cliente e o fabricante sobre a qualidade da
ponto de vista objetivo. A ciência da cor não conseguiu imitação realizada.
ainda resolver esta matéria convincentemente. Nos
Recentes estudos indicam que a variação que
últimos 100 anos, esta ciência tomou uma posição observadores normais percebem frente a uma determifortemente objetivista desenvolvendo rápidas e sofis- nada amostra é muito maior do que a previamente
ticadas instrumentações de medidas de refletância, assumida. No passado, estas variações eram baseadas em
tanto como colorimetria e modelos para calcular comparação de funções do “color matching (CMF)” de
diferenças de cor e aparência de cor, etc.. O ponto pequenos grupos de observadores.
principal é que a cor de um objeto pode ser definida e
Conhecimentos recentes nos indicam que a varia-
controlada via suas funções de refletância. Com certeza, bilidade nas funções de imitação de cor CMF não tem
qualquer pessoa dedicada à colorimetria sabe dos correlação com a percepção de cor em uma dada
agravantes do embaraçoso problema de avaliação de cor circunstância, porque em nossa consciência se produz uma
que são: metamerismo, inconstância da cor, efeito das grande série de cálculos de cor, dos quais a informação
condições
de
observação, tamanho da amostra, que
os
nossos cones visuais entregam ao cérebro é
distância entre amostras, acondicionamento das amos- somente um pequeno componente. Parece existir, em um
06
dado momento, uma série de redes neurais de diferentes em considerável grau.
classes que operam para elaborar a interpretação
Na Tabela 1, são mostradas as distâncias em termos de
individual mais adequada frente aos sinais ópticos que chips Munsell 40 entre a “tonalidade única” para dois
entram
nos nossos olhos. Existe uma constante observadores.
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.
Observadores neutros
Estímulo da cor
No
Tabela 1. Correlação e erros no local de ensaio (27 substâncias)
A-R R-A2 A2-V V-A
Observador 1 (masculino 20) 10
15 10 5
Observador 2 (feminino 49)
6
12
7 15
aprofundamento dos conhecimentos sobre o
Temos outro enfoque com respeito a observadores. A
tema, uma das mais surpreendentes observações é a da psicologia avançada e os psicofísicos coincidem na opinião
existência de uma grande variabilidade no estímulo da de que os observadores não são instrumentos neutros de
cor (luzes ou amostras observadas sob uma determinada medição de cor. Ao contrário, cada análise é afetada por
iluminação) que os indivíduos tomam como represen- estratégias conscientes e inconscientes. Um simples
tativas da, assim chamada, cor única (as quatro cores exemplo pode ser a decisão requerida em uma sexta-feira
fundamentais, por exemplo, o vermelho que não é a tarde para determinar se uma amostra representa uma
percebido nem como amarelado e nem como azulado e imitação aceitável de um padrão ou se seria necessário mais
assim comparavelmente para o amarelo, o azul e o um tingimento imediatamente, porque a imitação deve ser
concluída até o final do dia.
verde).
Uma
vez que o observador tenha entendido o
Não existe muito que podemos fazer com referência a
conceito da cor única, ele pode se selecionar observadores e eles representam a maior variabilidade na
repetidamente dentro uma série de estímulos àquela avaliação da diferença de cor. Esta variabilidade constitui
única para este um incentivo para o uso de uma avaliação objetiva
que passa a representar
a
cor
observador. O
é
que quando são feitos (instrumental) com cálculos baseados em um observador
resultado
ensaios com observadores normais, com dúzias de mediano (média de todos os observadores que participam
chips de cores, a seleção que eles realizam cobre no no estudo para estabelecer a diferença de cor). Devemos, de
total dois terços do círculo de matizes. Enquanto que o todas as maneiras, reconhecer que constantemente o
amarelo e o vermelho cobrem 12% cada um, o azul cobre resultado aceitável para esse observador “mediano” pode
aproximadamente 15% e o verde 28% do círculo.
não ser o mesmo para um grande número de observadores
É o resultado de uma faixa surpreendentemente reais.
grande que nos indica que, como indivíduos nossa
Experiências nas quais participaram até centenas de
experiência referente à cor pode variar consideravel- observadores com milhares de observações tiveram como
mente quando recebemos um estímulo de cor. Resultados resultados grandes discrepâncias. É evidente que, em
preliminares indicavam também que as distâncias circunstâncias práticas não é possível dispor de suficientes
percentuais entre as quatro tonalidades únicas variam observações que nos permitam estar seguros de um
07
resultado, a menos que os observadores tenham sido grande variabilidade dentro de uma determinada locação/
cuidadosamente selecionados para serem represen- organização ou entre locações/organizações.
tativos da aptidão média dos observadores.
Exatidão
Variabilidade das condições de ensaio
Apesar de 50 anos de experiência em medidas de
É bem conhecido que diferenças de condições de diferenças de cor, dispomos de uma limitada informação
ensaio afetam severamente os resultados da avaliação. dos efeitos das variáveis de ensaio sobre a reprodução
Os coloristas sabem que uma determinada amostra média de resultados. Os dados existentes de medidas de
pode ter a aparência de um verde oliva sob uma diferenças de cores, que são consideradas como reprodeterminada luz “branca” e marrom/acastanhado sob dução, foram estabelecidos usando diferentes materiais,
outra iluminação. Como exemplo das condições de diferentes condições de ensaio, as quais frequentemente
observação, a Figura 1 ilustra os efeitos de diferentes não foram claramente identificadas, diferentes parâmetros
intensidades na cor de fundo do painel, ao avaliar de avaliação assim como, também, usando diferentes
diferenças de intensidade da amostra frente ao amostras de referência.
padrão.
Figura 1. Parte superior do campo, intensidade
da cor de fundo L=65.
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.
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.
Redução de variabilidade
Não se conhecem ainda as razões da grande diferença
Os detalhes das condições do ensaio são muito de exatidão, dado que até agora não foi desenvolvido o
mais fáceis de controlar com o propósito de minimizar trabalho experimental requerido.
variabilidades do que uma equipe de observadores. Mas
Existe
uma regra única que pode ser estabelecida
as atuais condições de ensaio continuam tendo uma apesar da falta de informação detalhada, é a seguinte:
08
“Assegure-se que as condições visuais e de medição Inconstância
sejam uniformes e padronizadas, o que reduz a
Os grandes esforços realizados nos últimos 30 anos ou
variabilidade que não seja inerente aos observado- mais, conduziram a uma melhora na segurança de
res”.
diagnóstico para o observador mediano das fórmulas para
Esta situação acarreta implicações positivas e medir diferenças de cor, que era de menos de 50% e
negativas. Pode ser possível que tenhamos uma fórmula agora é de cerca de 65%.
de medição de diferenças de cor que nos dê uma
Não existem dados comparáveis para modelos de
aproximação de, digamos, 80%, mas isso seria válido aparência da cor, tais como na fórmula de inconstância. Isto
somente para condições de ensaio muito restritas. Esta se deve à difícil situação sob a qual foram realizadas as
parece ser a escolha disponível, exatidão medíocre de avaliações do grau de inconstância, aqui a variabilidade do
medição válida para ampla variedade de condições ou observador é ainda maior do que na simples avaliação de
relativa alta exatidão para condições muito específicas e diferença de cor. Ensaios independentes mostraram, sem
definidas. A indústria produtora de objetos coloridos é a surpresa, menor grau de exatidão.
que deve decidir com quais condições quer conviver;
Devemos tomar em consideração que mesmo os
parece ser imperativo determinar experimentalmente as científicos da cor mais otimistas confessam que, no
variáveis que devam ser adotadas e informar essa decisão momento não é possível predizer com exatidão a
ao fabricante. Isto não é possível pela falta de dados inconsistência da cor ou sua aparência sob todas as
sobre os quais devemos nos basear, o que significa condições.
nada menos, que devemos começar do nada.
O futuro
Condições ajustadas
É
opinião
do
autor
que devem ser realizados
É opinião do autor deste artigo que organizações avaliações e ensaios com variáveis quantitativamente
como a AATCC, fabricantes de equipamentos, prove- conhecidas, isto é, investigações muito mais cientificadores de artigos têxteis e seus clientes imediatos, devem mente profundas de que o momento, para se conseguir uma
começar a ajustar as condições de medição. Existe reprodução nos valores de diferença de cor e poder
atualmente uma proliferação de geometrias de medição, estabelecer as condições para se obter estes resultados.
fontes de luz, caixas de luzes de variados desenhos, tipos
de bulbos de luz, intensidade e condições de iluminação.
ABQCT
Boletins on-line semanais
Revista Química Têxtil
Foram realizadas poucas, para não dizer nenhuma,
comparações para determinar as variáveis relativas.
Por falta destes dados foi aceita a fixação de
padrões
mais
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os associados
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organizados pela ABQCT.
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ajustados, o que produziu sua
proliferação. Tudo isso é contrário ao pensamento de
qualidade do processo.
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10
Energia ultrassônica na indústria têxtil
Autoras: Sevda Altas e Gulas Pamuk
Artigo também publicado na revista Galáxia - Argentina
Tradução: Agostinho S. Pacheco - ABQCT
Revisão Técnica: Eng. Químico Dimas Novais
1. INTRODUÇÃO
A indústria têxtil enfrenta os altos custos de energia,
ELIMINAÇÃO DE FIBRAS CONTAMINANTES
As fibras contaminantes causam linhas coloridas no
os rápidos desenvolvimentos tecnológicos e as tecido. Muitos dos sistemas utilizados atualmente para
limitações de tempo. Através de uma administração identificar contaminação de fibras usam sensores ópticos
efetiva da energia ultrassônica, os engenheiros podem de cor e câmaras para reconhecer o material contaminante.
minimizar os custos de energia e melhorar a As câmaras convencionais ou os métodos ópticos não
produtividade. Este estudo analisa o mecanismo e a podem identificar fibras contaminantes brancas e de cores
influência da energia ultrassônica usada para eliminar muito similar aos substratos. A empresa Loptes SRL
fibras contaminantes, para o pré-tratamento e a adiciona
fabricação de roupas na indústria têxtil.
um sensor acústico para o sistema de
classificação, o qual também escaneia opticamente. Este
A energia ultrassônica utiliza sons em uma inten- sensor acústico usa a detecção ultrassônica de materiais
sidade e freqüência extremamente alta (normalmente incolores junto com a detecção óptica da contaminação
superiores a 20 Khz. ou 20000 ciclos/segundo) para colorida. Este sistema oferece máxima eficiência devido ao
modificar os materiais. A energia ultrassônica pode duplo monitoramento por integrar os dois sistemas,
limpar ou homogeneizar materiais, acelerar as reações óptico e acústico, e por
químicas
e
ter um robusto desenho sem
físicas e realizar outras funções nos câmaras ou espelhos. A Figura 1 mostra um sistema
processos têxteis.
combinado de detecção óptica e ultrassônica com 128
Em um típico processo ultrassônico, a energia da fotossensores e 56 válvulas pneumáticas para eliminar as
linha elétrica é transformada de 110/220V (AC) para fibras. As fibras contaminantes são capturadas por meio
60/50Hz a 20 kHz, controlada em um gerador, em de ar e atiradas dentro de uma unidade de refugos.
seguida é enviada a um conversor onde os cristais
transdutores ou a pilha transdutora de pastilhas de
FIGURA 1. Canal de controle de um classificador óptico-sônico
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.
1) Sensor acústico
2) Sensor óptico
3) Válvulas pneumáticas
4) Refugos
5) Unidade de sucção.
11
A tecnologia ultrassônica tem dificuldade para ultrassom no líquido causa dois efeitos primários chamados
detectar materiais contaminantes menores do que um cavitação e aquecimento. Quando borbulhas microscópicas
centímetro quadrado. A localização do material de cavitação se quebram (estouram) na superfície do
contaminante também é muito importante; em um substrato sólido, geram ondas potentes de choque que
ângulo de 90º, o material estará, teoricamente, fora da causam uma agitação efetiva da face limite do líquido. Para
capacidade de detecção dos sensores. Os sensores um
processo
têxtil úmido ultrassônico eficiente é
geralmente detectam 80% do material contaminante importante otimizar a intensidade da cavitação. Apesar do
colorido, mas somente 60% do material contaminante atrativo aparente do ultrassom para a intensificação dos
incolor. Outras desvantagens da tecnologia ultrassônica processos bioenzimáticos das fibras naturais, é pouco
para a eliminação de materiais contaminantes incluem a claro o quanto a aplicação do ultrassom pode afetar as
incapacidade para capturar alguns materiais conta- estruturas complexas das enzimas e quanto significativos
minantes muito finos e a baixa pressão de ar.
podem ser os benefícios desta aplicação.
PROCESSOS DE PRÉ-TRATAMENTO TÊXTIL
Lavagem ultrassônica
Biopreparação ultrassônica
Nas operações de preparação e lavagem, o objetivo é
Os materiais não celulósicos hidrófobos, tais como remover o material natural ou as impurezas (sujeiras) da
ceras, proteínas e graxas devem ser removidos do superfície da fibra. Os testes de laboratório têm mostrado
material em cru para que o tingimento e o acabamento que o tempo de lavagem ultrassônica para a lã pôde ser
sejam uniformes. Produtos químicos relativamente reduzido
de três horas para 15/30 minutos com uma
fortes e não amigáveis com o meio ambiente são brancura equivalente. Tecidos de poliéster foram lavados
utilizados nos métodos tradicionais de purga.
mais facilmente com ultrassom. A brancura de tecidos de
O uso de enzimas na indústria do algodão tornou-se algodão melhora e a lavagem foi duas a três vezes mais
mais popular devido a que necessita significativamente rápida depois do tingimento ou estamparia com corantes
menos água, energia e produtos químicos do que os reativos.
métodos tradicionais. Se bem que os processos
A tenacidade da lavagem ultrassônica em tecidos me-
enzimáticos oferecem muitas vantagens, existem umas dicinais foi investigada. Os resultados mostram que tecidos
poucas
desvantagens
processos
e
reação. A
tecnologia
tais como altos custos de cirúrgicos de poliéster/algodão (65/35%) e poliéster/fibras
relativamente
baixas
velocidade de de carbono (99/01%) têm menos perdas de tenacidade com
ultrassônica
pode ajudar a tecnologias de ultrassons. Em suma, os investigadores
resolver as deficiências de processos enzimáticos. enfatizaram
Utilizando energia ultrassônica durante os tratamentos lavagem
de
que o uso de energia ultrassônica para a
tecidos de poliéster e de poliéster e suas
enzimáticos de tecidos de algodão podemos melhorar de misturas em aventais cirúrgicos pode ser adaptado às
maneira significativa o processo sem afetar a resistência técnicas de lavagem convencionais.
do tecido. O ultrassom é prometedor para misturar
eficientemente a face limite do líquido na superfície da Alvejamento ultrassônico
fibra facilitando a absorção. Geralmente a aplicação do
12
O alvejamento convencional é usado para melhorar a
brancura dos materiais têxteis, com ou sem remoção de fibras. Recentemente uma grande quantidade de investimatéria natural colorida ou substâncias estranhas. A gações foi realizada procurando resolver os problemas
energia ultrassônica pode ser adaptada com êxito para ser ambientais provocados pelo tingimento e pelos processos
usada com técnicas de alvejamento convencionais. O uso de acabamento. Diversos processos novos, incluindo
de energia ultrassônica no processo proporciona um alto ultrassom, estão sendo introduzidos e estudados como
índice de brancura (WI) para os materiais celulósicos, alternativas mais amigáveis para o meio ambiente.
especialmente para alvejamento a frio. Apesar da
O tingimento de tecido de algodão foi realizado com
investigação em processos têxteis úmidos, o mecanismo corantes diretos em presença de seis transdutores
físico exato da intensificação de transferência de massa ultrassônicos a 40 kHz, reduzindo o tempo de tingimento e a
nos materiais têxteis sob a influência do ultrassom não é concentração dos corantes e eletrólitos no banho de tingiainda conhecida. A energia ultrassônica aumenta a mento. Outras experiências foram realizadas a 27 kHz em
velocidade dos processos de alvejamento e melhora a diversas temperaturas sobre o poliéster (PES) e sobre o
brancura dos materiais têxteis. Isto é efetivo, especial- nylon (PA) em baixa temperatura (120W, 26 kHz). A
mente em fibras finas.
influência do ultrassom no comportamento das fibras de Pes,
as quais têm uma estrutura altamente cristalina, melhora a
Tingimento ultrassônico
captação de corante e a velocidade de tingimento para os
Nos processos de tingimento, o objetivo é transportar corantes dispersos.
Não existe influência atribuída ao
ou difundir os corantes e os produtos químicos dentro das ultrassom sobre a captação de corante e a velocidade de
tingimento em fibras menos cristalinas. O tingimento de também começa a ser mais avançada. Um destes avanços
tecido de PA com corantes ácidos e dispersos em tecnológicos é o ultrassom para corte, soldadura, fixação de
diferentes temperaturas sob a influência de ondas marcas ou adornos e costura.
ultrassônicas de 0,6 a 2,0 MHz resulta em uma Corte com ultrassom
aceleração na velocidade de reação e em total
O uso de equipamento ultrassônico para corte e fixação
incremento na intensidade do tingimento em todos os de adornos conseguiu aceitação em todos os setores da
casos comparados com o tingimento original (controle). indústria têxtil desde o tecido até o acabamento. Os
A energia ultrassônica afetou positivamente a captação cortadores ultrassônicos são desenhados para cortes
de corante e a velocidade de esgotamento de diversos contínuos e bordas seladas com filmes termoplásticos,
corantes reativos usados em tecidos PA/Lycra. A tecidos de malha, planos e não tecidos feitos de nylon,
quantidade de corante não fixado que permaneceu no poliéster, polipropileno, acrílicos modificados e misturas
banho de tingimento depois do tingimento ultrassônico sintéticas. O processo de corte ultrassônico evita que o
foi menor do que quando utilizado o método material
convencional.
se
enrole, seja
tecido
plano
ou
malha,
efetuando a selagem da borda usando energia vibratória. A
A ação do ultrassom (600W, 20kHz) aumenta o velocidade do efeito final e a aplicação de força foram os
coeficiente de difusão em cerca de 30% e alcança uma primeiros determinantes da velocidade de corte. Dependenredução de 20% no tempo de tingimento. O ultrassom é do do material, as velocidades de corte podem ser de 10 a
efetivo para incrementar a captação de corantes básicos, 120 metros lineares por minuto.
ácidos e complexos metálicos sobre seda em diferentes
Quase todos os materiais têxteis (planos, malhas e não
temperaturas sem danificar a fibra. O uso de ultrassom tecidos) e todos os materiais crus (fibras naturais ou
em tingimento reativo de tecidos celulósicos pode sintéticas) podem ser cortados por meio do ultrassom. Não
resultar em economias de energia, menos consumo de existe descoloração depois do corte e o processo não é
água, incremento na intensidade de cor e melhores perigoso para o meio ambiente, pois o instrumento é
condições de processo. Quando a investigação dos aquecido
somente até 50ºC, não gerando fumaça nem
efeitos da energia ultrassônica na solidez à lavagem odores e eliminando o perigo de queimaduras. As bordas
do corante foi feita em termos de composição química, são cortadas limpamente e nem os fios da trama nem do
foi determinado que os corantes contendo grupos urdume são deslocados ou fundidos. As bordas seladas se
bifuncionais e monofluortriazina são os mais afetados fixam sem formação de bolinhas de material fundido.
pela energia ultrassônica e mostraram uma grande
melhora nas propriedades de solidez à lavagem.
Soldadura por ultrassom
A costura, a qual une os tecidos individuais com outro
CONFECÇÃO DE ROUPAS
elemento têxtil, proporciona propriedades de resistência,
A função das peças confeccionadas (roupas) está elasticidade e estética adequada, mas produz pontos
se alterando com a integração dos “materiais inteli- descontínuos e costuras perfuradas. Os métodos de colagem
gentes”. Como a indumentária tradicional se transforma térmica e ultrassom são utilizados para prevenir as
em roupas inteligentes, a tecnologia usada neste setor desvantagens dos métodos convencionais.
14
A colagem ultrassônica reúne duas ou mais camadas costuras seladas sem costuras com agulhas ajudam a
de material. Quando o tecido termoplástico ou o não prevenir a penetração de produtos químicos líquidos,
tecido é colocado entre o bico de vibração e a máquina de agentes patogênicos do sangue e pequenas partículas.
costura, o calor gerado pela energia de vibração funde e CONCLUSÃO
une as camadas juntas, em uma união forte e permanente,
produzindo costuras contínuas e impermeáveis.
Nem
ópticos
as
câmaras convencionais nem os métodos
podem
identificar materiais contaminantes
O equipamento para soldadura por ultrassom consiste brancos ou similarmente coloridos, como a eliminação de
em uma prensa, um gerador, conversor ou transdutor, um fibras contaminantes com ultrassom. A tecnologia ultrassôintensificador, um sonotrodo e um componente de nica permite intensificar a difusão e a lavagem com o efeito
suporte. Na Figura 2 aparece um esquema de uma de cavitação e melhora a efetividade destes processos
máquina para soldadura por ultrassom. Os materiais comparados com os tratamentos tradicionais. Os tratasintéticos tais como PA, PET, polipropileno, polietileno, mentos de eliminação de azeites e graxas foram
acrílicos modificados, alguns vinilos e uretano podem ser particularmente efetivos.
processados usando tecnologia ultrassônica. As misturas
O uso de ultrassom nos processos de tinturaria resulta
de sintéticos com até conteúdos de 50% de fibras não em uma redução de corante, produtos químicos, água e
sintéticas (dependendo da aplicação) foram soldadas com consumo de energia. Isto incrementa a eficiência dos
equipamentos ultrassônicos. Os filmes e os papéis processos de lavagem e enxágües e melhora a qualidade
recobertos podem, também, serem processados desta do produto final.
Consistente com o efeito da tecnologia ultrassônica nos
maneira.
Figura 2. Esquema de uma máquina de
soldadura por ultrassom
Microprocessador e interfase
processos prévios ao acabamento, a preparação de algodão
cru utilizando uma combinação de enzima/ultrassom,
oferece vantagens
Transdutor/
Conversor
consumo
Intensificador
significativas, tais como, menor
de enzimas caras, tempos de processo mais
curtos, melhor uniformidade do tratamento e uma dimi-
Sonotrodo
(bico de soldadura)
nuição notável do volume e da toxicidade dos efluentes.
Sistema pneumático
Parada de
emergência
Prensa
Base
Nos processos de tingimento, o ultrassom dispersa
uniformemente as micelas e conglomerados de alto peso
Diversos modelos de selagem estão disponíveis em molecular no banho de tingimento. As moléculas de ar são
um sistema de selagem de tecido por ultrassom, incluindo expulsas dos capilares das fibras e dos interstícios onde a
ponto padrão, zig-zag ou desenhos elaborados pelo fibra está em contato com o líquido e assim são removidas.
cliente. O controle de amplitude externa também está Atravessando a capa isolante da fibra, acelera a velocidade
disponível.
de difusão do corante dentro da fibra. Na indústria de
As aplicações típicas de soldadura por ultrassom indumentária, os cortes por ultrassom proporcionam um
incluem roupas de proteção, batas hospitalares descar- corte contínuo e de bordas seladas em uma variedade de
táveis, proteção para calçados, máscaras, roupas infantis, filmes e tecidos. A soldadura com ultrassom gera costuras
filtros, carteiras, cortinas, velas e redes. As bordas e as contínuas e impermeáveis.
16
Conceitos básicos sobre ultrassom
Autora: Elsa Iglesias Seipac S.A. Argentina
Artigo publicado na revista Galáxia - Argentina
Tradução: Agostinho S. Pacheco - ABQCT
Revisão Técnica: Eng. Químico Dimas Novais
1. INTRODUÇÃO
(V)
O ultrassom é uma vibração mecânica com uma
A velocidade de propagação é a distância recorrida pela
frequência maior do que a audível pelo ouvido humano
onda dividida pelo tempo empregado para recorrer essa
que se transmite através de um meio físico. Diferen-
distância. A velocidade dos ultrassons em um material
temente das ondas audíveis, os ultrassons não podem
determinado depende da densidade e elasticidade do meio
ser transmitidos pelo ar, já que quanto maior é a
que, por sua vez, variam com a temperatura. A relação é
frequência, a onda necessita uma maior densidade
direta, ou seja, quanto maior for a densidade do meio, maior
/suporte do meio para sua transmissão. Os ultrassons
será a velocidade de transmissão dos ultrassons.
são medidos em Hertz (Hz).
Freqüência (f)
É o número de oscilações (vibrações ou ciclos) de uma
FREQUÊNCIAS DE SOM
partícula por unidade de tempo (segundos). A freqüência é
* Infrassônica = 1 a 16 Hz
medida em Hertz (Hz). Um hertz é uma oscilação (ciclo)
* Sônica ou audível = 16 Hz a 20 KHz
por segundo. Como os ultrassons são ondas de alta
* Ultrassônica = 20 KHz ou acima.
freqüência, a medida básica utilizada é o megahertz (mHz)
Os ultrassons têm uma característica muito
que é igual a um milhão de Hz.
Figura 1. Medição de Ultrassom
importante que os diferencia dos sons de menor
frequência, a direcionalidade, isto é, a onda ultrassônica não se propaga em todas as direções e sim, forma
Medicina e Destruição
Notas baixas
Animais e produtos
química
Diagnóstico e NDE
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
Longitude de onda ( l )
o feixe sobre a zona a explorar,
É a distância ocupada por uma onda completa e é
ficando fora de foco as que estão situadas adiante ou
igual à distância através da qual se move a onda por
atrás deste ponto.
período de ciclo. A longitude de onda, a velocidade e a frequência se relacionam com a seguinte fórmula:
PRINCÍPIOS FÍSICOS
Velocidade de propagação ou velocidade acústica
18
l = V/f
Onde l é a longitude de onda, V é a velocidade de
propagação da onda pelo meio e f é a frequência. superfície de unidade de área colocada perpendicularmente
Devido a que a velocidade é constante para cada meio e à direção de propagação do movimento. A intensidade
frequência de emissão (se a temperatura for constante), diminui com a distância.
com a fórmula podemos calcular a longitude de
onda do feixe.
TIPOS DE ONDA
Ondas longitudinais
Amplitude (A)
Os deslocamentos das partículas são paralelos à
É a alteração máxima produzida na pressão da propagação do ultrassom.
onda, isto é, a distância máxima que a partícula vibratória alcança desde sua posição inicial de repouso
Ondas transversais
Os deslocamentos das partículas são em forma
(altura da curva sinusoidal). A amplitude se relaciona perpendicular à direção do feixe ultrassônico.
com a intensidade. Deste modo, se aumentarmos a Ondas superficiais
intensidade de uma onda determinada, aumentaremos
São aquelas que se deslocam sobre a superfície do
sua amplitude. Durante a transmissão das ondas, pelo material e penetram a uma profundidade máxima de uma
efeito de sua interação com o meio, diminui a longitude de onda.
intensidade
da
onda
em
função
da distância
percorrida e, como consequência, se produz uma PRODUÇÃO DE ENERGIA ULTRASSÔNICA
diminuição de sua amplitude. A unidade física que é TRANSDUTORES
empregada para representar a amplitude dos ultrassons
A produção e recepção de ultrassons acontecem através
é o “bel”, todavia, na prática utilizamos o “decibel” de transdutores. Os transdutores são materiais piezelétricos,
(dB), que é a décima parte do belio.
que, por suas propriedades podem relacionar energia
elétrica e mecânica. A produção das ondas ultrassônicas se
Figura 2. Direção de Propagação
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
Distância
expandem geram cargas elétricas que permitem a detecção
das ondas ultrassônicas.
Portanto, o efeito piezelétrico relaciona fenômenos
Longitude da onda
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
Período (T)
circundante (produção de ultrassons). Pelo fenômeno da
É o tempo de uma oscilação completa, isto é, o tempo ressonância, a amplitude das vibrações produzidas é
que tarda o som em percorrer uma longitude de onda. máxima
Intensidade
quando o período da diferença de potencial
aplicada coincide com o período das vibrações longitu-
É a energia que passa por segundo através de uma dinais do cristal. Do mesmo modo, se forem aplicadas ao
19
cristal piezelétrico, uma série de compressões e estão sendo impostos, como as altas
pressões ou os
dilatações (por exemplo ao receber uma onda ultrassô- ultrassons. A aplicação do ultrassom por sua condição
nica) se produz uma diferença de voltagem nas faces de ser pouco contaminante, é utilizada por exemplo na
perpendiculares à direção da compressão cuja amplitude determinação das idades de ovos e batatas, maturação de
é proporcional à amplitude da onda incidente (recepção frutas, conteúdo de gorduras em carnes vermelhas, porde ultrassons).
centagem de sólidos no leite, entre outras. Ultimamente está
Além do quartzo, existem outros cristais naturais sendo investigada, também, a aplicação de ultrassons na
(blenda, turmalina, etc.) que possuem propriedades purificação da água, concretamente para a limpeza de
piezelétricas.
filtros.
Os primeiros transdutores continham um corpo Aplicações físicas
central de quartzo recoberto por lâminas de aço. Ao ser
As aplicações físicas dos ultrassons se concentram,
empregado um bloco misto consegue-se aumentar muito essencialmente, na medida das propriedades elásticas e às
a amplitude das ondas geradas.
condições de propagação nos sólidos. A idéia aqui é,
Para conseguir transdutores mais sensíveis foram simplesmente, o estudo da propagação de um ultrassom no
utilizados polímeros sintéticos, mas também o aço é material. Outras aplicações estão centradas no estudo de
empregado para melhorar a eficácia.
explosões, determinação das propriedades físicas de
líquidos e gases, localização de bolsões de vácuos de ar
APLICAÇÕES DOS ULTRASSONS
(fundamental para a navegação aérea) etc.. A termometria
As aplicações são muito amplas e englobam ultrassônica é usada para medir temperaturas muito altas
desde a medicina até a indústria metalúrgica, constru- (exemplo 3000ºC) monitorando alterações na velocidade do
ções navais, aeronáuticas, e outras indústrias em geral. som.
Alguns exemplos de aplicação são:
Orientação e sondagem
Aqui
Aplicações químicas
Sua principal função aqui será a de ativar certos
se trata do tema da acústica submarina, compostos com a finalidade de acelerar as reações quími-
aplicada na sondagem do fundo do mar, navegação de cas nos diversos processos.
submarinos, detecção de bancos de areia, cardumes de Aplicações técnicas
peixe, etc..
Medicina e biologia
A utilização dos ultrassons na indústria é variada.
Podemos encontrar detectores de defeitos em peças
Os ultrassons possuem propriedades terapêuticas, metálicas, medição de espessura das mesmas, abertura
são empregados em equipamentos de terapia ultrassô- automática de portas, etc.. Outra aplicação importante é a
nica, por exemplo, fisioterapia, ultrassonografia e soldagem de plásticos por ultrassons. Também são utilizados
nebulizadores. Também são utilizados para diagnós- limpadores ultrassônicos.
ticos, tais como a ecografia, doppler, etc..
Tratamento de produtos alimentícios
Na indústria têxtil
Podemos enumerar as seguintes aplicações: eliminação
Frente aos métodos tradicionais, como a refrige- de fibras contaminantes, processo de prétratamento,
ração, a defumação, a pasteurização, novos métodos processos de tingimento, confecções de roupas, etc..
20
Uma visão geral sobre o futuro dos têxteis
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 ABQCT
Revisão Técnica: Ricardo Vital de Abreu
amplo campo de atuação para o setor.
RESUMO
Neste trabalho apresentamos uma variedade de
importantes avanços e produtos que estão surgindo em 1.INTRODUÇÃO
função dos chamados “tecidos inteligentes”. A
Os especialistas em economia do mundo têxtil
definição deste tipo de tecido é abordada a partir de apresentam os têxteis inteligentes, com a futura geração de
uma explicação dos diferentes tipos existentes.
fibras, tecidos e artigos
Posteriormente efetuamos um estudo mais profundo uma
ampla
que serão produzidos graças a
sinalização de possibilidades e funciona-
dos principais materiais “inteligentes” (crômicos, lidades. Uma definição ilustrativa e não muito distante da
luminescentes, de alteração de fases, condutores e realidade, os
descrevem
como materiais têxteis que
membranas), de seu funcionamento básico destacando pensam por si próprios. Esta é a sensação e o efeito que se
suas principais aplicações no âmbito dos SFIT (Smart percebe e que se consegue através da incorporação de
Fabrics and Interactive Textile). Estas aplicações são dispositivos eletrônicos ou de materiais inteligentes a
apresentadas ilustradas e em diversos exemplos substratos têxteis. Muitos destes tecidos já são utilizados em
concretos. Ao longo deste artigo, também fazemos confecções
que poderiam ser classificadas como
referência a algumas evoluções importantes nos avançadas, principalmente de proteção e de segurança. Nos
materiais de condução térmica e elétrica.
Outra
últimos tempos foi sentido um incremento na utilização
parte importante deste trabalho é a deste tipo de tecido, incluindo com êxito o conceito de
introdução aos “e-têxteis”, apresentando diversas moda, comodidade e inovação.
áreas representativas da importância e as aplicações
Os têxteis inteligentes são uma evidência do potencial
da “textrônica”. Citamos uma série de protótipos e e das enormes oportunidades que ainda podem ser
produtos que têm aplicabilidade em diversos âmbitos exploradas e difundidas a partir da indústria têxtil, da
tão importantes como a saúde, a segurança, o ambiente moda ou do desenho, assim como são de grande relevância
familiar, etc. Com este documento pretendemos dar a no setor de têxteis técnicos. Em um futuro próximo, nossa
conhecer os têxteis inteligentes com exemplos ilus- vida cotidiana será regulada
trados e bibliografia de interesse.
integrados
em
importância para a reativação da indústria têxtil atual, diferentes substratos têxteis.
22
por
dispositivos inteligentes e muitos destes dispositivos
Estes produtos de grande valor agregado são de vital estarão
cobrem as necessidades dos consumidores e abrem um
significativamente
peças
do vestuário ou em
2.DEFINIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE TEXTEIS tecnologia de sensores e de detectores, a tecnologia de
processos avançados, a eletrônica, a comunicação, a inteli-
INTELIGENTES
Os têxteis inteligentes são definidos como têxteis gência artificial, a biologia, etc..
que podem detectar
ambientais ou a
e reagir a condições meio
estímulos
externos de
Os novos materiais para fibras e os que formam
diferentes parte de tecidos, combinados com componentes eletrônicas
naturezas como os mecânicos, os térmicos, os químicos, miniaturizados, tornam possível a criação de têxteis
as fontes
elétricas
ou magnéticas. Segundo sua inteligentes. Deste modo, são criadas as verdadeiras peças
atividade funcional os têxteis inteligentes podem ser de vestuário inteligentes realmente confortáveis. Estas
classificados em três categorias:
roupas inteligentes são utilizadas como prendas de uso
Têxteis Inteligentes Passivos
diário, oferecendo soluções ou ajudas a várias situações
Trata-se da primeira geração de têxteis inteligentes, segundo as aplicações para as quais tenham sido
somente podem detectar e serem sensíveis às condi- desenhadas.
ções e/ou estímulos meio-ambientais.
Têxteis Inteligentes Ativos
3. MATERIAIS INTELIGENTES E APLICAÇÕES
Constituem a segunda geração e são têxteis que têm a EM TECIDOS INTELIGENTES (Smart Fabrics and
capacidade de detectar e atuar frente a uma determi- Interactive Textiles SFIT)
nada situação. Entre os têxteis inteligentes ativos
Os materiais “inteligentes” ou “funcionais” geralmente
podemos destacar aqueles que têm memória de forma, formam parte de um “Sistema Inteligente” que tem a
são camaleônicos, hidrófobos e permeáveis ao vapor. capacidade de detectar estímulos do ambiente e, se for de
Podem armazenar calor, são termo reguladores, segunda ou terceira geração, é também capaz de responder a
absorvem vapor e etc..
tal estímulo externo graças a um mecanismo ativo de
Têxteis Ultra Inteligentes
controle. Os materiais e sistemas inteligentes ocupam uma
Os têxteis ultra inteligentes são a terceira geração e área
da tecnologia que também inclui os campos de
constituem o grupo mais importante, sendo os que sensores e detectores.
apresentam uma grande quantidade de potenciais aplicações e possibilidades. Neste grupo estão incluídos 3.1. MATERIAIS
DE
ALTERAÇÃO
DE
FASE
aqueles que podem detectar, reagir e adaptar-se às PARA TERMORREGULAÇÃO
condições e estímulos do meio, respondem a um 3.1.1. Princípio e Materiais
estímulo e regulam a resposta gerada até alcançar os
Um material normal absorve calor durante um processo
limites apropriados e também são capazes de gerar a de calefação enquanto sua temperatura se eleva constanresposta inversa para regular completamente o fator a temente. O calor é armazenado no material e liberado
ser controlado. Na atualidade, a produção de têxteis continuamente quando a temperatura ambiente diminui
ultra inteligentes é uma realidade. Estabeleceu-se uma mediante um processo inverso de resfriamento. Um têxtil
conjunção favorável entre os têxteis tradicionais e absorve aproximadamente 1 KJ/Kg quando sua temperatura
novos tecidos com outras disciplinas científicas, se eleva em 1ºC. Os materiais de alteração de fase ou PCM
como: a ciência dos materiais, a mecânica estrutural, a (Phase Changing Materials) são materiais que alteram
23
reversivelmente de estado físico (sólido-líquido-gás,
Em suas aplicações têxteis, os materiais de alteração de
estado cristalino 1 estado cristalino 2) mediante um fase têm geralmente uma temperatura de transformação
estímulo externo que, na maioria dos casos, é a compreendida entre -57ºC e 52ºC. A seleção desta faixa
temperatura. A absorção de calor durante o processo de não é casual, e sim corresponde a temperatura atmosférica
fusão (alteração de fase) de um material é aproxima- e corporal. Os compostos que possuem uma transição
damente 200 KJ/Kg. Durante todo o processo de fusão sólido-líquido nesta faixa de temperaturas são parafinas de
sua temperatura permanece constante. Em comparação, cadeia C8 (n-octano) até C20 (n-eicosano). Para prevenir a
um têxtil absorve a mesma quantidade de calor se sua dissolução e consequente perda da parafina em estado
temperatura aumenta. O mesmo mecanismo rege o líquido, a parafina se incorpora no interior de esferas
comportamento no processo de cristalização, a tempe- plásticas pequenas com diâmetros de somente alguns
ratura do PCM se mantém constante durante a descida mícrons, chamadas microcápsulas PCM. As microcápsulas
da temperatura (Figura 1)
até que a totalidade do PCM são aplicadas em fibras têxteis utilizando processos
material tenha solidificado. Comparando as capacida- clássicos (esgotamento, foulardagem) ou também podem
des de armazenagem de calor de têxteis e de PCM ser incluídas na estrutura do material nos casos de fibras
chegamos à conclusão que o uso deste tipo de materiais poliméricas e espumas de poliuretano.
pode permitir aos têxteis manter uma temperatura
constante e obter um efeito de termorregulação.
3.1.2. Aplicações em têxteis inteligentes
As principais aplicações comerciais de microcápsulas
Figura 1. Estabilidade calorífica dos pcm
PCM se encontram nas roupas e tecidos de alta qualidade
desenvolvidos para melhorar o conforto graças à termor-
Têxtil
1......... Material de alteração de fase durante
o aquecimento
2 .........Material de alteração de fase durante
o resfriamento
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
Temperatura do material em ºC
equilíbrio entre o calor gerado pelo corpo e o calor liberado
ao ambiente enquanto se pratica uma atividade física. As
Solidificação
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
Fusão
humano é menor. Se a mesma liberação de calor for
mantida, é provável que aconteçam casos de hipotermia. É
Temperatura ambiente em ºC
por isso que estes materiais capazes de regular as duas
situações, que se produzem de forma consecutiva na
24
prática desportiva, são muito importantes para o bem
Os polímeros com memória de forma têm o mesmo
estar, a saúde e a melhora do rendimento do espor- efeito macroscópico do que as ligas metálicas mas, devido a
tista.
sua natureza polimérica, em geral, são mais compatíveis
com os substratos têxteis e mais leves do que os metais. Os
3.2. MATERIAIS COM MEMÓRIA DE FORMA
primeiros Shape Memory Polymers (SMPs) eram baseados
3.2.1.Princípios e materiais
em polinorborenos com uma Tg (Temperatura de transição
Existem dois tipos de materiais com memória de vítrea) compreendida no intervalo de 35ºC a 40ºC.
forma. A primeira classe são materiais estáveis em dois Posteriormente, foram desenvolvidas diversas classes de
ou mais estados de temperatura. Nos diferentes estados SMPs baseados em misturas de estireno, butadieno,
de temperatura, têm o potencial de adotar diversas polietileno, tereftalado, óxido de polietileno, poliuretano,
formas. Os outros tipos de materiais com memória de policaprolactona..., com Tg compreendidas entre -46ºC e
forma são os polímeros eletroativos que podem 125ºC. O mecanismo de memória de forma é bastante
deformar-se como resposta a estímulos. Na última similar ao observado nos materiais metálicos, excetuandécada aconteceram significativos avanços em políme- do o fato de que a transição efetuada é produzida de um
ros eletroativos (EAPs: Electroactive Polymers) capazes estado cristalino a um estado amorfo.
de produzir uma alteração substancial de tamanho ou de
Outros tipos de materiais que possuem uma capacidade
forma. A força gerada é suficiente para ativar vários similar de deformação são os polímeros eletroativos (EAPs)
mecanismos relacionados com detecção, comutação ou que alteram de forma devido a uma excitação elétrica. Estes
deslocamento.
polímeros se alongam, se contraem ou se dilatam quando se
As ligas metálicas com memória de forma como produz uma circulação de eletricidade em suas cadeias e
níquel/titânio, ouro/cádmio ou cobre/zinco funcionam voltam ao seu estado fundamental em ausência de
todas
segundo um mesmo mecanismo chamado eletricidade. Os EAPs são geralmente compostos de
alteração de fase martensítica, que corresponde a uma polímeros de altas prestações como o “gel robô” composto
alteração de fase cristalina. O material se encontra em de 2-poli-2-acrilamida-2-ácido sulfônico de metilpropano.
seu estado natural em uma posição A e em uma fase Este composto pode ter aplicações muito relevantes, é por
cristalina A, se aplicarmos uma força adequada o isso que a sua aplicação em próteses de músculos e tendões
material se deforma e adota a posição B com a mesma está sendo estudada em profundidade.
fase cristalina A. Mediante uma subida de temperatura, o
material altera de fase cristalina até a fase B e ao ser 3.2.2. Aplicações em tecidos inteligentes
resfriado volta a sua posição inicial de fase cristalina A
Os materiais de alteração de fase são susceptíveis a
(Figura 2). A temperatura de ativação pode ser fixada ativações bidirecionais, é por isso que podem produzir as
alterando a proporção dos dois metais na liga metálica.
Figura 2. Caracterização do mecanismo de memória
de forma nas ligas metálicas.
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
Aquecimento
Resfriamento
acima desta. Incorporando estas ligas metálicas nos têxteis
Fase B
Deformação
mecânica
Fase A ou Fase Martensítica
abaixo da temperatura de ativação e que se alonga (dilata)
Fase A deformada ou fase
martensítica deformada
25
de uma confecção, pode ser gerado um espaço oco entre estímulo que os afeta.
as camadas do tecido quando se alcança a temperatura de
“Fotocrômico”: O estímulo externo é a luz.
ativação, conseguindo desta maneira uma melhor
“Termocrômico”: O estímulo externo é o calor.
proteção frente ao calor externo. Do mesmo modo,
“Eletrocrômico”: O estímulo externo é a eletricidade.
foram desenvolvidas películas de poliuretano que podem
“Piezorocrômico”: O estímulo externo é a pressão.
ser incorporadas entre camadas adjacentes da confecção
“Solvatocrômico”: O estímulo externo é um líquido ou
e quando a temperatura da camada externa da roupa um gás.
tenha baixado o suficiente, a película de poliuretano
responde provocando um aumento no espaço de ar (oco 3.3.2.Princípios
Materiais e aplicações em têxteis
entre as camadas), tornando-o mais amplo. Este aumento inteligentes
permite melhorar as propriedades de isolamento
Os materiais fotocrômicos são geralmente moléculas
térmico. As ligas metálicas com memória de forma orgânicas instáveis que apresentam configurações molepodem contribuir, também para aumentar o ciclo de vida culares acessíveis de forma reversível que alteram a
devido que a liga produz um aumento na resistência à configuração molecular por ruptura de enlaces covalentes
fadiga do material.
ou por alterações de configuração espacial, devido à
É necessário, ainda, realizar um progresso consi- influência de uma radiação concreta. A alteração molecular
derável com as tecnologias EAPs antes que sejam perturba o espectro de absorção da molécula e em
comercialmente viáveis. Uma aproximação multidisci- consequência a cor. As aplicações em têxteis são dirigidas
plinar é essencial para futuros progressos e desenvolvi- principalmente à moda e em alguns casos a produtos
mentos. Os grandes avanços que estão sendo produzidos destinados à proteção solar.
promoveram uma nova série de aplicações e desenhos.
Os materiais termocrômicos são os que alteram de cor
A facilidade natural de preparação e transformação de como resultado de uma variação de temperatura. Os tipos de
tais materiais, junto com sua leveza e flexibilidade, está sistemas termocrômicos que foram utilizados com êxito em
abrindo novos caminhos em muitas áreas consideradas têxteis são dois: um tipo de cristal líquido e um sistema de
mais tradicionais ou convencionais do mesmo modo alteração molecular. Em ambos os casos, os corantes são
que, por sua vez, apresentam um grande potencial para introduzidos em microcápsulas e são aplicados no tecido
novas aplicações.
como um pigmento utilizando uma base composta por uma
resina. Os cristais líquidos para os sistemas termocrômicos
3.3. MATERIAIS CRÔMICOS
são do tipo colestérico, onde se encontra uma ordenação de
3.3.1.Definição
moléculas que segue um padrão de estrutura helicoidal. O
Outros
materiais
tipos de materiais inteligentes são os efeito termocrômico resulta da reflexão seletiva da luz no
crômicos. A característica deste tipo de cristal líquido que é governada pelo índice de refração de
produto é a de alterar sua cor de forma reversível cristal líquido e pela estrutura helicoidal de suas moléculas.
respondendo a estímulos externos, é por essa razão que Posto que a estrutura helicoidal varia com a temperatura, a
também são chamados “fibras camaleônicas”. Os longitude de onda da luz refletida também se altera, e o
materiais crômicos são classificados em função do resultado é percebido como uma alteração da cor.
26
Uma maneira alternativa de induzir o efeito termo- alterações de cor tão efetivas como as produzidas por
crômico é provocando a ruptura de enlaces covalentes materiais termocrômicos (Figura 3).
produzindo-se uma alteração estrutural da molécula. Os
Figura 3.Caracterização de corantes termocrômicos
tipos mais comuns de corantes que exibem termocromismo 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
Incremento da temperatura
Além da alteração de cor devido à reação frente à
devido à ação de uma fonte de calor, possibilita-se uma luz ou ao calor, existem outras fibras crômicas que
interação entre o revelador e a tinta que induz uma apresentam outras características. Algumas destas fibras
alteração molecular pela ruptura de enlaces covalentes. são as que apresentam o fenômeno chamado crômismo do
O efeito observado é que a tinta altera de cor ou se solvente ou “solvatocrômicas”, cuja cor se altera quando
descolore. A alteração inversa ocorre se a mistura se entram em contato com um líquido ou um gás. Os materiais
resfria até abaixo do ponto de fusão, quando o solvente solvatocrômicos que reagem com água foram utilizados
torna-se sólido e a cor volta a seu estado inicial.
nos anos 90 em trajes de banho.
Ainda que o efeito termocrômico através da alteração
molecular em corantes tenha despertado um grau de 3.4. MATERIAIS LUMINESCENTES
interesse comercial importante, este tipo de tecnologia 3.4.1.- Definição
necessita amadurecer e ainda existe um amplo campo de
A diferença entre os materiais crômicos e os lumi-
exploração com referência a possíveis aplicações nescentes é que os primeiros alteram de cor enquanto que
comerciais. A Toray Industriales apresentou, em 1987, o no segundo caso se produz uma emissão de luz graças a um
desenvolvimento de um tecido termossensível através da estímulo. Existem vários tipos de efeitos luminescentes:
introdução de microcápsulas de 3-4 micras de diâmetro
“Fotoluminescência”: O estímulo externo é luminoso.
que continham um agente cromóforo e um neutralizador Existem dois tipos de efeitos fotoluminescentes, a fluode cor que reagiam e mostravam “cor/não cor” em rescência e a fosforescência. A diferença entre os dois é o
função da temperatura ambiental. O “SWAY” era um modo de relaxamento dos elétrons excitados que se traduz
tecido multicolorido, com 4 cores básicas combinadas em uma duração de emissão muito mais longa no caso da
de forma que poderiam ser obtidas 64 tonalidades fosforescência.
28
distintas. Outros tipos de “SFIT” que utilizam este efeito
“Opticoluminescência”: Condução de luz.
são os têxteis que são aquecidos devido à eletricidade
“Eletroluminescência”: O estímulo externo é elétrico.
(mediante o efeito Joules) e são capazes de produzir
“Quimioluminescência”: O estímulo externo é uma
reação química.
ção da luz. A transmissão das ondas se efetua pelo
“Triboluminescência”: O estímulo externo é a aproveitamento da diferença de índice de refração que
fricção.
existe entre dois materiais que constituem a fibra óptica: o
coração e o recobrimento (Figura 4).
3.4.2. Princípios, materiais e uso em têxteis inteligentes
Figura 4a. Funcionamento da opticoluminescência
em têxteis.
Segundo a natureza química, os materiais fotoluminescentes
podem ser classificados em dois tipos
Recobrimento
gerais, os orgânicos e os inorgânicos. Os compostos
fotoluminescentes orgânicos são rígidos (moleculares ou
poliméricos) e possuem uma boa conjugação molecular
Onda
Coração
Emissão
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
Abrasão
Ângulo limite.
Emissão
ou mais fótons. Existem também materiais fotoluminescentes inorgânicos, tais como o fósforo e também
algum tipo de terra rara (európio, irídio).
Figura 4b. Cortina que apresenta este
fenômeno ou cortina eletroluminescente.
Os materiais fluorescentes são geralmente utilizados 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
Existem três maneiras diferentes de produzir emis-
equipamentos de proteção individual, conseguindo-se são de luz ao exterior da fibra opticoluminescente: de
efeitos de sinalização luminosa de alta visibilidade de maneira natural no final da fibra, de maneira artificial mepessoas. Outra aplicação interessante é a confecção de diante a abrasão do recobrimento ou por torção da fibra. As
tapetes com indicações luminosas para guiar as pessoas principais aplicações destas fibras técnicas se baseiam
quando acontece uma falta de luz elétrica. O efeito em têxteis que emitem luz, exemplos disso, são aqueles
obtido é conhecido geralmente como “glow in the dark” desenvolvimentos
(brilho na escuridão).
que empregam a fibra ótica para a
criação de telas para projeção de imagens. Na figura acima
A opticoluminescência é o efeito típico que se vemos a fotografia de uma cortina de fibra óptica que
encontra em fibras ópticas e que consiste na condu- permite a emissão de luz mediante a abrasão e cuja estrutura
29
e formada por um coração de polimetacrilato e um combinação versátil de características físicas e elétricas.
recobrimento de teflon.
Da
Nos tecidos condutores térmicos são utilizados direta-
mesma forma que os materiais fotolumi- mente os fios condutores. O fio pode ser constituído por
nescentes, os materiais eletroluminescentes podem ser, uma base tradicional (algodão, lã, Pes, etc.) e uma alma de
também, compostos orgânicos (moleculares ou poli- metal como a prata, o cobre, uma liga metálica ou de
méricos) ou inorgânicos. Os compostos eletrolumi- polímeros condutores, como o politiofeno, as polianilinas,
nescentes, neste momento, são pouco utilizados em o poliacetileno ou seus derivados.
têxteis, especialmente por razões de preço e de
Figura 5. Exemplo de fios condutores
rigidez.
Os principais formatos destes são os fios eletroluminescentes de compostos inorgânicos que são usados no
setor da moda e também nos equipamentos de proteção
de alta visibilidade. Todavia, os fenômenos eletroluminescentes 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
Os produtos têxteis obtidos com o uso de materiais
Existem duas formas de desenvolver tecidos condutores são geralmente leves, duradouros, flexíveis e
condutores elétricos e/ou térmicos, do mesmo modo que podem ser prensados, soldados e integrados nos processos
existem dois tipos de materiais, metais e polímeros, que têxteis.
oferecem estas propriedades. Os mesmos materiais são 3.5.2. Usos em têxteis inteligentes
utilizados para ambas as aplicações (condução térmica e
Desde muito tempo, os materiais condutores elétricos
condução elétrica). Ambos os processos são similares e são utilizados em têxteis de proteção eletromagnética e
são resultados de uma agitação/condução eletrônica.
antiestática. Estes materiais têm, também, um valor
Os tecidos condutores elétricos apresentam acaba- adicional para a melhoria da condutividade térmica em
mentos (pigmentos e pastas de estamparia) com alto comparação com os polímeros convencionais. Uma de
conteúdo metálico. Este conteúdo deve ser suficiente suas aplicações destacadas aparece em roupas desportivas
para garantir a condução, mas deve assegurar a para favorecer a dissipação de calor durante o esforço físico.
conservação da flexibilidade requerida para os tecidos.
Estes materiais oferecem igualmente a capacidade de
Acabamentos compostos como o níquel, o cobre, a prata identificar um ponto de pressão, como a pressão de um dedo
ou o carbono de diversas espessuras, proporcionam ou de um impacto. Podem ser obtidas leituras do tecido
30
tomando como variáveis a área e a força de um ponto de polifluoro-carbono ou os poliuretanos e seus derivados.
pressão. A leitura da força da área pode ser versátil, já
que os têxteis podem ser construídos para serem mais 3.6.2. Uso de membranas em têxteis inteligentes
sensíveis à força ou à área de pressão. Com essa nova
Uma das principais aplicações de membranas se
tecnologia, a capacidade de sensibilidade à pressão pode concentra na roupa desportiva, oferecendo características
ser incorporada nos têxteis, quase sem ser notada, sem transpiráveis e impermeáveis. O efeito da transpirabilidade
aumentar significativamente seu custo nem comprome- é obtido mediante um diâmetro de poro adequado,
ter qualquer de suas características e propriedades.
considerando que os poros são 20.000 vezes menores do
Outro uso dos materiais condutores consiste em que uma gota de água, e 700 vezes maiores do que uma
roupas capazes de gerar calor para as condições extre- molécula de vapor de água. O efeito impermeável é obtido
mas do inverno ou para atividades de mergulho em águas mediante uma capa hidrofóbica que permite uma repulsão
frias. Nestes casos, é necessária uma fonte de energia da água para a superfície externa da membrana.
elétrica para que o material possa gerar calor mediante o
Outra aplicação importante das membranas têxteis
efeito Joule. A condução térmica permite a distribuição inteligentes é o chamado efeito Lótus (Flor de Lótus). O
de calor por toda a roupa.
efeito de Lótus oferece um resultado ultra hidrofóbico nas
Existem também alguns usos de tecidos condutores membranas ou capas, que confere ao tecido a capacidade de
no âmbito das antenas devido a suas capacidades de repelir produtos aquosos e também produtos derivados de
receber ondas eletromagnéticas.
triglicérides (azeites). O resultado é que a roupa não tem
Finalmente, alguns dos usos principais dos mate- afinidade para nenhum desses produtos, de modo que não
riais têxteis condutores são suas aplicações como fontes se suja. Outra característica é encontrada nos tecidos
de alimentação de dispositivos eletrônicos em roupas, a autolimpantes. Existem vários produtos comerciais que
segunda área principal dos SFT.
utilizam membranas derivadas do politetrafluoretileno que
apresentam uma analogia com o efeito da flor de lótus.
3.6 MEMBRANAS
3.6.1.Materiais
A investigação multidisciplinar de químicos, físicos
4. TÊXTEIS ELETRÔNICOS
Como foi citado no início deste trabalho, outro campo
e profissionais do ramo têxtil conduziu ao desen- de investigação e desenvolvimento de SFIT é a integração
volvimento correto da tecnologia do laminado, as da eletrônica miniaturizada nos substratos têxteis, como
membranas microporosas ou hidrofílicas. As membranas sensores e microchips, que detectam e analisam estímulos
são poliméricas e sua estrutura pode ser constituída por dando uma resposta. Estes tipos de desenvolvimentos
uma ou mais camadas (até 6 camadas) de acordo com as recebem vários nomes como e-têxteis, textrônica, etc..
propriedades desejadas. As membranas são depositadas Foram realizados diversos esforços neste campo durante os
sobre o têxtil para adicionar novas propriedades últimos 10 anos, principalmente em tecidos com aplicações
superficiais. Os polímeros usados neste tipo de mem- militares e médicas. Quando incorporada ao desenho de uma
branas podem ser de diferentes naturezas como: os roupa, a tecnologia pode chegar a monitorar o rítmo
biopolímeros, geralmente celulósicos ou sintéticos, cardíaco do portador, a respiração, a temperatura, e um
32
Figura 6. Camisetas inteligentes
amplo campo de funções vitais, alertando o usuário ou o
médico sobre anormalidades funcionais.
É muito difícil relacionar todos os trabalhos realizados em investigação e desenvolvimento, de modo que
citaremos somente os mais famosos e/ou os mais úteis.
Geórgia Tech
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
Sensatex
camiseta inteligente uma aparência de roupa clássica. A
camiseta inteligente identifica a localização exata do
problema físico ou do ferimento e transmite a informação em segundos ao receptor, permitindo detectar
quem necessita de uma atenção imediata.
Os tipos de sensores utilizados podem variar em
4.1. Eletronic Bra ( Sutiã Eletrônico)
O Professor Malcolm McCornick, da Montfort
função das necessidades do usuário, pelo que podem ser University desenvolveu um novo dispositivo que aplica
personalizados para cada um. Por exemplo, um minúsculas correntes elétricas, que passam através do seio
bombeiro poderia ter um sensor de gases nocivos e da mulher partindo do sutiã. A aplicabilidade deste artigo
perigosos. Outros sensores poderiam supervisionar o se baseia no princípio de que existem diferenças de
controle da respiração e da temperatura corporal, etc..
condução eletromagnéticas entre o tecido do peito são e o
A camiseta inteligente e seus derivados podem ser tecido tumoral. A diferença de densidade que existe entre
utilizados em uma grande variedade de campos e a tecidos humanos sãos e cancerígenos permite à usuária
empresa Sensatex os fabrica atualmente para os detectar a presença de células cancerígenas. Do mesmo
seguintes usos comerciais:
modo, permite a exploração da mama desde diferentes
> Supervisão médica geral de constantes vitais.
ângulos, gerando um mapa detalhado da zona afetada. A
> Supervisão de enfermidades.
tecnologia poderia estar disponível em pouco tempo e
> Supervisão de crianças.
permite um rápido autodiagnóstico da presença de tumores
> Atletismo.
mamários.
> Usos militares.
4.2. O sensor Baby Vest
No ITV Denkendorf, uma equipe pluridisciplinar de
33
investigadores desenvolveu um colete especial para (trabalho, escola, exercício, sonhos), elaborando uma parte
bebês. O colete sensorial de bebês é equipado com importante do prontuário clínico e oferecendo mais
sensores que permitem a supervisão constante de informações do que as obtidas em visitas ambulatoriais.
funções vitais tais como: o ritmo cardíaco, a função
pulmonar,
a
Também correlaciona informações graças à conexão de
temperatura corporal, podendo ser dispositivos ópticos periféricos que medem a pressão
utilizado na supervisão precoce de enfermidades arterial, a saturação de oxigênio no sangue, o movimento
circulatórias ou cardíacas. Acredita-se que a utilização periódico das pernas, a temperatura principal do corpo, a
deste colete venha a prevenir mortes sem explicação temperatura da pele, os níveis de CO2 e a tosse do portador.
(morte súbita) e outras situações de risco para a vida dos O sistema da LifeShirt está disponível em tamanhos
bebês. Os sensores estão colocados de maneira que não adulto e pediátrico (idades de 5 a 18 meses) e são
belisquem e nem incomodem o bebê quando este estiver empregados em ensaios e investigação clínica.
dormindo.
Figura 7. Sensory Baby Vest da ITV
É também acessível como dispositivo médico prescritível 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 comunicação 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
4.3. A Lifeshirt da Vivometrics
O sistema LifeShirt é o primeiro sistema de
resultado é um teclado flexível, durável e sensível ao tato.
Existem vários produtos comerciais que foram
supervisão ambulatorial contínuo não invasivo (não inspirados nestes teclados. O mais famoso é a jaqueta de
penetra o tecido humano) que pode obter informação KENPO que possui leitores integrados de MP3 e as calças
pulmonar, cardíaca e outros dados fisiológicos “vaqueiro” da Levis.
correlacionados. Este sistema recopila dados durante a
Foram feitos também muitos esforços para a integração
rotina diária do usuário, fornecendo aos investigadores de telefones móveis em roupas. Uma equipe sueca de I+D
médicos e acadêmicos um “histórico contínuo” da desenvolveu uma luva que incorpora um telefone
saúde do paciente nas situações da vida cotidiana móvel.
34
Figura 8. Uma luva que integra um telefone móvel
4.5. Conforto
4.6. Segurança
As primeiras ferramentas de segurança, desenvolvidas
Um dos melhores exemplos de aumento da
comodidade, graças à eletrônica, é uma invenção graças à possibilidade de integração de eletrônica nos
australiana: o sutiã inteligente. Wallace et al., da têxteis, são as etiquetas de identificação mediante
Universidade de Wollongong desenvolveram um sutiã radiofrequência. As etiquetas de RFID são minúsculos
que altera suas propriedades de resposta em função do microchips, que já foram reduzidos à metade do tamanho
movimento do peito. O sutiã inteligente aperta ou de
um grão de areia. Recebem um sinal de rádio e
afrouxa suas tiras (alças) de sustentação, tornam rígidos respondem transmitindo seu código de identificação único.
ou relaxados os seus bojos (taças), para restringir o A maioria das etiquetas RFID não usa nenhuma bateria,
movimento do peito, prevenindo a dor e a caída do utilizam a energia do sinal inicial de rádio para transmitir
peito. Para sua fabricação foram utilizados tecidos sua resposta. O uso principal das etiquetas em roupas
recobertos de polímeros que podem alterar sua confeccionadas está centrado no manejo do processo de
elasticidade em resposta à informação sobre quanta automatização de produção, incluindo: registros, classitensão existe no tecido. O sutiã inteligente é capaz de ficação e comprovações diversas. Os sistemas de RFID
aumentar ou relaxar a rigidez de seus bojos e inseridos nos sistemas de produção têxtil podem eliminar
apertar ou afrouxar suas tiras de sustentação quando significativamente o trabalho manual. Todavia, os sistedetecta excessivo movimento. Este sutiã proporciona mas RFID geram melhoras ainda mais significativas, na
uma maior ajuda e comodidade já que permite uma satisfação do cliente, com poucos erros de distribuição e
adaptação às distintas ações e movimentos de suas qualidade. Por essas razões, muitas marcas de prestígio
usuárias.
Figura 9. O sutiã inteligente de Wallace et al.
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..
35
4.7. O computador portátil
Existem vários grupos de investigação que trabalham
5. CONCLUSÕES
Alguns anos atrás, os têxteis inteligentes foram
em uma das soluções de uso de têxteis mais assom- apresentados como produtos imaginários e como um
brosas, o computador portátil. O objetivo principal é a mercado pouco competitivo. Depois do esforço científico e
integração completa de uma tela de computador, de uma dos diferentes desenvolvimentos elaborados, os SFT estão
CPU e de um teclado em uma roupa cômoda e leve. se tornando interessantes aos usuários e se apresentam
Atualmente, não existem produtos comerciais que como o futuro da indústria têxtil hoje em dia. Existem
respondam a estas inovações incríveis. De fato, foram muitos produtos comerciais disponíveis e, tal e como
apresentados alguns protótipos como, por exemplo, o foram apresentados neste documento, muitos invesBoeing Computer Services, desenvolvido pela tigadores estão desenvolvendo novas soluções, idéias e
Honeywell Ind. Virtual Vision, Universidade Carnegic produtos concretos. Algumas aproximações anunciam um
Melloon e outras organizações de investigação que mercado de milhões de dólares ao redor de 2010, o que
estão desenvolvendo sistemas informáticos portáveis.
explica a paixão atual pelos SFIT.
Homenagem
Armando Ramos
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
Uma análise comparativa do desempenho colorístico dos
processos de tingimento do poliéster em meio ácido e alcalino
Autores: Engs. Vitor Zambon Brizido e Paulo Alfieri
Vitor 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.
RESUMO
a 120ºC esta fibra apresentou uma maior degradação
Um dos processos utilizados e sugeridos pelos
que em meio ácido. Para dar consistência ao trabalho
fabricantes de corantes para o tingimento do poliéster é
foram realizados 3 tingimentos de cada cor. Restam
o processo de tingimento em meio alcalino. Embora
diversos pontos para a continuidade do trabalho que são
existam empresas que já trabalham com este processo há
importantes tanto cientificamente como no âmbito
algum tempo, até o presente não há uma tratativa mais
industrial.
ampla sobre as possibilidades deste processo ou de suas
limitações, além de algumas considerações gerais sobre
Palavras-chave: Poliéster, corantes dispersos,
processos alcalino e ácido.
corantes mais adequados para o processo e informações
qualitativas sobre melhorias de toque e redução da
40
INTRODUÇÃO
necessidade da limpeza redutiva para alcançar bons
As exigências crescentes de baixos custos, elevada
níveis de solidez à lavagem. Para os artigos de Pes/El,
qualidade e desempenho dos materiais têxteis tornam cada
não há indicações mais específicas deste processo. O
vez mais importante a otimização dos processos de
presente trabalho teve por objetivos verificar alguns
fabricação e o seu pleno entendimento da capacidade de
destes pontos, comparando o processo tradicional
atender a estas exigências. Com vistas a esta questão, o
efetuado em meio ácido com o processo alcalino.
presente artigo trata de analisar o processo de tingimento
Percebeu-se nos resultados que as diferenças de
em meio alcalino comparativamente ao processo tradi-
processo vão além das citadas, com variações de
cional em meio ácido, visando assim, contribuir no
tonalidade, intensidade de cor, em especial na malha de
entendimento e na potencialidade deste processo. De
Pes/El testada, e mesmo nos índices de solidez. Foi
maneira geral, muito pouco de especifico há sobre o assunto
observado, também, que a limpeza redutiva não pode
a parte indicações dos fabricantes de corantes dispersos
ser prescindida nas cores médias e escuras, mas que o
quanto a seleção daqueles que permitem o trabalho em meio
processo alcalino melhora um pouco os índices de
alcalino [3] e algumas informações sobre a questão dos
solidez. O esgotamento dos banhos foi analisado e
oligômeros [1] e sobre a possibilidade de uma economia
mostrou em várias cores que, em meio alcalino, o
pela dispensa da limpeza redutiva final [3].
esgotamento é um pouco menor que em meio ácido. Nas
Entretanto, há pouca informação sobre a obtenção da
malhas de Pes/El o elastano se mostrou mais limpo no
intensidade da cor e tonalidade, sobre o esgotamento dos
processo alcalino, porém, nas condições de tingimento
banhos de tingimento e mesmo sobre os níveis de solidez
Revista Química Têxtil n 94 Março 2009.
possíveis de serem alcançados. A influência do meio
O mecanismo de tingimento do poliéster está ilustrado a
alcalino na reserva do elastano e sobre as características seguir:
do elastano também não são divulgadas.
Figura 1. Análise da Reserva do Elastano
Fonte: Apostila de Beneficiamento 2, Alfieri Paulo.
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 policondensação 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
O pH ideal para o tingimento com os corantes
de um teor cristalino da ordem de 50% [6] a sua Tg de dispersos é entre 4,5 e 5,5. Este pH deve ser mantido
cerca 80ºC (temperatura de transição vítrea), a sua durante todo o tempo do tingimento, geralmente com
constituição química e a presença de oligômeros cíclicos ácidos fracos. Os corantes dispersos são usados em meio
e regulares que evolvem durante os processos tinto- ácido para prevenir a hidrólise e assegurar a reprodutibiriais e podem precipitar na forma cristalina sobre as lidade das cores. Deste modo, o tingimento em meio alcalino
fibras de poliéster [6].
exige uma rigorosa seleção dos corantes que resistam a este
Sobre os oligômeros, são bem conhecidas as conse- meio. Ilustrativamente, a seguir estão exemplos de corantes
quências, em especial, na alteração o toque quando dispersos que não podem ser usados no processo alcalino por
presentes. No processo alcalino, os oligômeros sofrem sofrerem, já a pHs levemente alcalinos, hidrólise.
hidrólise tornando-se solúveis em água.
Os corantes azóicos sofrem hidrólise de grupos
41
substituintes da base cromófora, que resulta em alte-
Os tingimentos foram precedidos por uma purga com
rações de cor e de rendimento, este último, devido a alte- 2 g/l de barrilha e 2g/l de detergente não iônico por 30’ a
rações de caráter iônico da molécula de corante [5].
80ºC. As amostras foram enxaguadas e neutralizadas para
Como se observa nas fórmulas, a hidrólise leva a pH 5,5 a 6,0 com ácido acético.
alterações de grupos menos hidrofílicos como os grupos
A limpeza redutiva foi realizada de acordo com a
éster (-OCO-) e nitrila (-CN) para grupos mais intensidade da cor com:
hidrofílicos (-OH) e até dissociáveis como o carboxílico
*
Cores claras: lavagem dispersiva 1g/l de
-COO + H ). Por este motivo, a afinidade dispersante
* Cores médias: 2g/l de soda cáustica, 2g/l de
destes corantes se reduz em relação a uma fibra como o
-
(-COOH
+
hidrossulfito de sódio e 1g/l de dispersante.
poliéster.
O fato de o corante ser azóico não é o que realmente
*
Cores intensas: 3g/l de soda cáustica, 3g/l de
conta, tanto que se num corante disperso azóico não hidrossulfito de sódio e 1g/l de dispersante.
O equipamento utilizado para os tingimentos foi um
houver grupos substituintes hidrolisáveis, este corante se
aparelho HT - Mathis Alt-b. A avaliação das cores foi feita
aplica bem para o processo alcalino.
com espectrofotômetro Datacolor 600® e os testes de
Processo por esgotamento a alta temperatura.
solidez em aparelho Wash Tester BFA-B.
Para a malha Pes/El o processo de tingimento em
aparelho HT foi feito a 120ºC e para a malha 100% Pes Materiais e métodos
Foram usadas malhas de Pes e Pes/Pue, sendo a malha
a 130ºC, utilizado o mesmo gráfico abaixo.
Processo tintorial
30’
60º 10’
Dispersante Corantes Ajuste de pH
4,5 ou 9,0
42
de Pes feita com o fio Pes 167dtex f 216/Pes 50den f24
120ºC 30’
130ºC
liso, e a malha de Pes/El com o fio Pes 167dtex f96/ Pue 40
70ºC
Enxágues e
Descarga Limpeza redutiva
den e o fio de elastano de 40 dtex. As malhas utilizadas
forma:
Meia Malha de 100% Pes
*
Carreiras/cm: 20
*
Colunas/cm: 15
*
Gramatura: 165g/m²
tingimentos de malha Pes/El.
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.
OBS: Na tabela, os números seguidos de barras são os
*
Dianix Amarelo SE-G
códigos dos tingimentos com mesma tricromia realizados
*
Dianix Castanho CC
sobre a malha de Pes 100% e Pes/El (94/6%) em meio ácido e
*
Dianix Vermelho CC
alcalino.
*
Dianix Rubi CC
*
Dianix Turquesa S-BG
RESULTADOS E DISCUSSÃO
*
Dianix Azul E-R 150
Medição do pH
*
Dianix Marinho CC
*
Dianix Preto CC-R
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
As análises colorimétricas foram realizadas com pequenos desvios em relação ao pH inicial nos tingimentos
espectrofotômetro marca Datacolor do modelo das malhas de Pes 100%. Não há uma explicação específica
CM3600d no sistema CMC. Os ensaios de solidez à dado que nos tingimento das malhas Pes/El isso
lavagem foram feitos com padrão tecido multifibras, praticamente não aconteceu.
de acordo com a norma ISO 105-CO6 (60ºC) no
Medição do pH após processo ácido 100%Pes
aparelho Mathis Wash Tester BFA-B e os testes de atrito
no Crockmeter, marca Mathis de acordo com a NBR 105X12 ABNT ISO.
Medição do pH após processo alcalino 100% Pes
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
44
Medição do pH após processo ácido PES/PUE
Medição de pH após processo alcalino Pes/Pue
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
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.
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
Também foram feitas de cada malha para cada cor
até 30% na intensidade da cor. Também nestes tingimentos
nos pH(s) 4,5 e 9,0 três tingimentos distintos, que se
não se conseguiu estabelecer uma relação entre a cor da
apresentaram intensidade e tonalidade igual. Com isso
malha e o esgotamento, havendo maiores discrepâncias
a reprodutibilidade foi muito boa quanto a avaliação das
ainda em relação aos tingimentos das malhas de 100% Pes.
cores.
Aqui a influência do elastano pode ter alguma
Os resultados estão na tabela a seguir e incluem
importância, mas não devemos esquecer que as malhas de
também uma avaliação qualitativa dos esgotamentos de
Pes 100% são constituídas de fios de microfilamentos
banho.
(167/144 f) enquanto que a malha com elastano tem fio
Análise Espectrofotométrica
Observando os resultados da tabela existem alguns
pontos que merecem ser mencionados:
normal 167/96 f. Esta diferença de título dos filamentos (1,2
dtex contra 1,7 dtex aproximadamente) para um mesmo
1º A FC % (Força colorística) que define a
título de fio, (167 dtex) faz com que a área específica dos
intensidade da cor nos tingimentos de malhas de 100%
fios a ser tinta seja muito maior no caso dos fios de
Pes se apresentaram com poucas diferenças, salvo no
microfilamentos.
45
Solidez à Fricção
As análises feitas aos pares (ácido e alcalino) estão
A solidez à fricção (Atrito) dos tingimentos está nas tabelas a seguir:
apresentada nas tabelas a seguir e mostra que após a
limpeza redutiva, mesmo nas cores mais intensas,
praticamente, não resta residual de corantes precipitados
Vermelho (ácido)
Nota Alteração de cor
Nota transferência de Cor
nas malhas tintas. Mesmo na cor preta representada
Lã
Lã
pelos nºs 7, 14, 21, e 28, respectivamente de tingi-
Acrílico
Acrílico
Poliéster
Poliéster
mento em meio ácido e alcalino sobre malha de Pes
Poliamida
Poliamida
Algodão
Algodão
Acetato
Acetato
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
Cinza esc. (Ácido)
meio alcalino apresentaram uma solidez meio ponto
Lã
Lã
mais baixo que em meio ácido. A eficiência da limpeza
Acrílico
Acrílico
Poliéster
Poliéster
Poliamida
Poliamida
Algodão
Algodão
Acetato
Acetato
redutiva nos dois tingimentos foi bastante boa.
Fricção a
Fricção a
úmido
Fricção a
Fricção a
úmido
¾
Verde. (Ácido)
Fricção a
Fricção a
úmido
Fricção a
Fricção a
úmido
Lã
Lã
Acrílico
Acrílico
Poliéster
Poliéster
Poliamida
Poliamida
Algodão
Algodão
Acetato
Acetato
Turquesa. (Ácido)
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
Lã
Acrílico
Acrílico
Poliéster
Poliéster
Poliamida
Poliamida
Algodão
Algodão
Acetato
Acetato
Preto (ácido)
utilizando o tecido multifibras, que tem em sua
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.
46
Lã
resultado do teste de solidez à lavagem, desta vez,
composição faixas de poliamida e acetato, fibras estas de
Lã
Lã
Acrílico
Acrílico
Poliéster
Poliéster
Poliamida
Poliamida
Algodão
Algodão
Acetato
Acetato
Os índices de solidez apresentados nas tabelas limpeza redutiva que é destinada à eliminação destes
anteriores, mostram agora com clareza que existem corantes residuais foi feita igualmente nos dois tingimendiferenças marcantes de solidez ao desbote em tos.
função
da
fibra que acompanha a malha tinta na
Os índices de solidez estão um pouco melhores no caso
lavagem. O caso da cor preta é a de maior relevância dos tingimentos ácidos, pelo menos em parte, relacionado
pela intensidade da cor e pela importância da cor, à presença de menor contaminação dos corantes no
comercialmente falando. Mesmo junto com o Pes branco elastano.
como padrão, a nota é muito baixa mostrando a baixa
Na superfície do poliéster, a limpeza redutiva foi
solidez à lavagem na malha com elastano. Para a efetiva dado que comparativamente, a solidez das cores
poliamida e o acetato as notas também são muito nas malhas 100% Pes não sofreu alterações expressivas.
Figura 2. Análise da Reserva do Elastano
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 5. CONCLUSÕES
componentes da tricromia. As amostras testadas da cor
O presente trabalho procurou colocar em evidência as
preta e do vermelho ilustram este fato na figura 2.
diferenças entre o processo de tingimento por esgotamento
em meio alcalino em relação ao tingimento em meio ácido
Teste da reserva do elastano
tradicional. Nesta comparação, a literatura coloca que há
A averiguação da cor dos elastanos após os tingimen- benefícios no tingimento alcalino como uma melhoria no
to foi efetuada em três cores: o preto, o cinza e o toque devido à presença menor de microcristais de
vermelho. Desta verificação se obtiveram amostras que oligômeros na superfície dos filamentos e melhorias na
estão ilustradas na figura a seguir.
solidez à lavagem algumas casas fabricantes de anilinas
Estas
amostras evidenciam bem que em meio chegando a indicar como vantagem a não necessidade da
alcalino, o elastano após a limpeza redutiva, está mais realização da limpeza redutiva final do artigo e da máquina,
escuro e com outra tonalidade. No caso da cor vermelha, que é, sem dúvida, uma operação onerosa e geralmente
o elastano ficou praticamente limpo em meio ácido. Nas requer agentes tóxicos e poluentes como o hidrossulfito de
demais cores analisadas o elastano ficou mais claro e de sódio.
nuance diferente. O meio ácido do tingimento teve,
A gama de corantes possíveis de serem usados nos dois
portanto, um efeito de limpeza sobre o elastano, já que a processos é pequena, sendo cerca de 2 dezenas de corantes
47
contra centenas de corantes que trabalham bem em meio alongadas o que favorece a remoção nos teste de solidez a
ácido. Este aspecto é bastante limitador, dado que a 60ºC.
moda exige cada vez mais alternativa de cores entre
outros quesitos estético-funcionais.
Um outro fato encontrado no trabalho, foi que além das
variações de cores e índices de solidez, o elastano sofreu um
Nos trabalhos dos fabricantes de corantes não há, no ataque maior em meio alcalino. O descampionamento da
entanto, indicações claras a respeito do desempenho malha, embora de maneira qualitativa, apontou para este
colorístico entre os dois processos, quanto à cor final do fato, havendo rupturas mais frequentes que no elastano das
artigo e, no caso de artigos com elastano, quanto aos malhas tintas em meio ácido. A integridade dos filamentos
níveis de solidez possíveis de serem obtidos e quanto ao foi de certa maneira comprometida.
desempenho do elastano na condição de tingimento
No trabalho muitos pontos interessantes foram observados, mas dada a extensão do mesmo e a necessidade de
alcalino.
Neste trabalho se pode ver que as cores obtidas na equipamentos não facilmente disponíveis, não puderam ser
malha 100% Pes nos dois processos tiveram níveis de verificados. Fica assim, a possibilidade de se continuar este
intensidade similares na maioria da cores (6 em 7 assunto em trabalhos subsequentes. Dentre estes pontos se
tricromias), mas as nuances foram bastante diferentes, o podem destacar:
que exige correções de receita nas quantidades dos
a)
Uma análise objetiva do toque, baseado princi-
corantes da tricromia para se obter uma mesma cor final palmente
pela
avaliação do coeficiente de atrito das
quando se muda de processo. Este fato é ainda mais malhas.
ressaltado quando se apresenta uma malha com elastano.
b)
Uma análise microscópica do estado dos elastanos
As alterações de intensidade e nuance da cor são bem nas malhas nos dois processos e a determinação da
maiores, sendo na maioria mais intensas para os elasticidade das mesmas.
tingimentos alcalinos. Este aspecto também tende a
c)
Uma análise mais aprofundada sobre o com-
desencorajar os tintureiros na aplicação de tingimentos portamento tão distinto dos corantes nas duas malhas, uma
alcalinos dado que isso exige o desenvolvimento de mais de microfilamentos 100% Pes e a outra com elastano.
receitas para uma mesma cor.
d)
Uma análise mais aprofundada do por que da
No trabalho se constatou que a solidez das cores tendência para o azulado da nuance das cores nos tingimento
tintas em meio alcalino é melhor, especialmente quando em meio alcalino. Que fatores são determinantes? A
está presente um elastano, mostrando que a limpeza constituição química dos corantes é sem dúvida um dos
redutiva conta com a contribuição do próprio tingimento pontos.
alcalino para uma limpeza mais efetiva do elastano. É 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
interessante notar que determinadas cores não foram
[1] CLARIANT S/A, Apostila de treinamento. Laboratório de aplicações técnicas. 2001.
[ 2 ] G U A R AT I N I , C l á u d i a C . I . ; Z A N O N I , M a r i a Va l n i c e B . . C o r a n t e s T ê x t e i s . D i s p o n í v e l e m :
<http://www.scielo.br/pdf/qn/v23n1/2146.pdf>. Acesso em: 05 jul. 2008.
sensivelmente afetadas pelo meio ácido ou alcalino,
[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.
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
48
[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
AGRADECIMENTOS
A 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.
Análise das propriedades físicas de tecidos para lençóis.
Autor: M.E.Banja, A.V.S. Martins, J.C. Petermann
SENAI/CETIQT
Revisão Técnica: Jose Antonio Marconi
na Tabela 2 a seguir.
RESUMO
Análise da influência do processo de caustificação e
dos diferentes fluxos de acabamentos têxteis nas
propriedades físicas dos tecidos 100% algodão para
Figura 1: Fluxograma do acabamento dos tecidos.
Tecido B
Tecido A
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).
Tabela 1: Características construtivas do tecido.
Título do fio (Ne)
Densidade (fios/pol) Bat/pol
60
Urdume Trama Urdume Trama
40Pent 30Card. 118 60
Largura (m)
Estrutura Composição
Tafetá 100%
cru
Acabado
algodão
2,76
2,52
2 - O FLUXO DE ACABAMENTO DOS TECIDOS.
Ao dar entrada no acabamento do tecido apresentado, 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
Tecido C
Tabela 2: Nomenclatura utilizada para os diferentes tecidos.
Associação Brasileiras de Normas Técnicas (ABNT)
Fluxo de acabamento
Nomenclatura
Tecido para lençol branco
Tecido A
Tecido para lençol estampado Tecido B
Tecido para lençol tinto
Tecido C
Norma Brasileira (NBR) 8428-84 referente ao condicionamento 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
3 COLETA DAS AMOSTRAS E ENSAIOS
FÍSICOS.
Brasileira (NBR) 10588/1988.
Em seguida, avaliamos a quantidade de massa em
Para realizar os testes, colhemos amostras em diversos
gramas por metro quadrado (g/m2) e sua uniformidade ao
pontos de cada fluxograma em que o tecido é submetido.
longo da superfície do tecido. Este teste foi realizado de
Os tecidos B e C passam duas vezes na Rama para
acordo com a ABNT NBR 10591/1988.
primeiramente pré-alargar e depois estabilizar o tecido.
Para determinar a força média necessária para prolongar
Neste caso coletamos amostras antes e pós-rama nas
um rasgo previamente iniciado no corpo de prova,
duas etapas.
utilizamos a norma American Society for Testing and
3.1 - Testes físicos
Materials (ASTM) D 1424/1996.
Para a realização dos testes físicos das amostras de
E, por fim, o teste de resistência à tração e à carga
tecidos coletadas, primeiramente estas foram con-
máxima necessária para fazer com que um corpo de prova se
dicionadas em laboratório têxtil de acordo com a
rompa foi realizado de acordo com a ABNT NBR
11912/1991.
No gráfico 2, apresentamos as médias da densidade de
4 ANÁLISE DOS RESULTADOS.
tramas nos tecidos. Ao analisar os dados, observa-se o
Para avaliarmos os dados utilizaremos gráficos para a
comportamento dos resultados opostos em relação aos
melhor visualização e análise destes valores. Como o
resultados apresentados no gráfico 3. Comparando-os,
tecido A dispõe apenas de 4 amostras coletadas para a
percebemos que ocorre uma compensação entre urdume e
realização dos ensaios físicos, será repetido na quinta
trama, ou seja, enquanto em um sentido aumenta a
amostra o valor da quarta amostra, apenas para
densidade, no outro sentido diminui.
compararmos os três tecidos no final do processo.
Gráfico 2: Médias de densidade de tramas
Os gráficos referidos obedeceram à seguinte
Médias de densidade de tramas
nomenclatura: etapa 1 corresponde ao tecido antes do
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
Densidade (tramas/pol)
66
processo de caustificação, à etapa 2 pós-caustificação, à
64
62
60
58
56
1
2
3
de fios de urdume nos tecidos analisados no decorrer do
acabamento. Podemos observar que
4
5
Amostra
ao longo do
Tecido A
Tecido B
Tecido C
processo a média da densidade varia de acordo com as
etapas em que o tecido é submetido, mas que os tecidos A
No gráfico 3, apresentamos os dados referentes à média
e C terminam com as médias muito próximas em relação
de gramatura dos tecidos. Neste caso observamos que
ao tecido B após a última passagem pela rama.
apesar de os resultados de cada etapa não serem regulares,
Apesar de os tecidos serem submetidos a processos
diferentes como a concentração de Soda na caustificação
os tecidos possuem uma mínima diferença no valor da
gramatura após passar pelo acabamento.
Gráfico 3: Médias de gramatura dos tecidos.
e o número de passagens na rama, o resultado final deste
teste se mostra quantitativamente regular.
Médias de gramatura dos tecidos
Gráfico 1: Médias de densidade de fios de urdume.
130
Gramatura (g/m 2)
D e ns ida de (fios /pol)
Médias de densidade de urdume
130
125
125
120
115
110
120
1
2
3
115
4
5
Amostra
Tecido A
110
1
2
3
4
Amostra
Tecido A
Tecido B
Tecido B
Tecido C
5
No gráfico 4, apresentamos os dados das médias de
Tecido C
resistência ao rasgo no sentido do urdume nas amostras.
Analisando os dados, observamos que o tecido C tem uma
52
elevada resistência ao rasgo em relação aos demais, pois também o aumento da resistência nesta mesma etapa no
acreditamos que tal característica seja influenciada pela gráfico 6. O contrário acontece com os tecidos A e B, que na
diferença de concentração de soda cáustica no banho de etapa 2 apresentam uma redução de fios de urdume e por
caustificação.
conseqüência a redução de resistência à tração.
Gráfico 6: Médias de resistência à tração no
sentido do urdume.
Gráfico 4: Médias de resistência ao rasgo
no sentido do urdume.
Médias de resistência à tração no sentido do urdume
Resistência à tração (daN)
Médias de resistência ao rasgo no sentido do urdume
Resistência ao rasgo (kgf)
1,30
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
60
55
50
45
40
35
1
0,50
1
2
3
4
2
Amostra
Tecido A
Tecido B
3
4
5
Amostra
5
Tecido A
Tecido B
Tecido C
Tecido C
No gráfico 7 apresentamos os resultados das médias de
resistência ao rasgo no sentido da trama. Observa-se que resistência à tração no sentido da trama. Ao comparar os
a resistência ao rasgo dos tecidos A e B neste experi- gráficos 2 e 7, notaremos comportamentos esperados, pois
mento é maior do que o tecido C.
a variação de resistência entre as etapas 1 e 3 no gráfico 7, foi
produzida também pelo efeito de variação de densidade de
Gráfico 5: Médias de resistência ao rasgo
no sentido da trama.
fios de trama do gráfico 2, já que o aumento de densidade de
fios tem como consequência o aumento na resistência do
Médias de resistência ao rasgo no sentido da trama
tecido e vice-versa. Contudo, o tecido B nesta avaliação da
Resistência ao rasgo (kgf)
1,20
1,10
resistência à tração em ambos sentidos tem elevada perda
1,00
0,90
desta propriedade.
0,80
0,70
Gráfico 7: Médias de resistência à tração
no sentido da trama.
0,60
0,50
0,40
1
2
3
4
5
Médias de resistência à tração no sentido da trama
Tecido A
Tecido B
Tecido C
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
Resistência à tração (daN)
Amostra
36
34
32
30
28
26
24
22
20
1
2
3
dos tecidos. Com o aumento na densidade de fios de
urdume na etapa 2 do tecido C no gráfico 1, ocorre
54
4
Amostra
Tecido A
Tecido B
Tecido C
5
No gráfico 8 apresentamos as médias de resistência à
(alongamento à ruptura) no sentido da trama.
tração ( alongamento a ruptura) no sentido do urdume. E
observamos que o tecido C que tem melhor resistência à
Médias de resistência à tração (alongamento à ruptura) no
sentido da trama
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 (mm)
tração nas etapas 2, 3, 4 e 5 no gráfico 6, apresenta uma
50
40
30
20
10
1
2
3
alongamento. Depois de passarem pelas etapas 2 e 3 os
4
5
Amostra
tecidos A e B perdem o alongamento à ruptura e ambos se
Tecido A
Tecido B
Tecido C
aproximam do valor do tecido C, seguindo com
pequenas alterações até serem acabados em rama.
As análises efetuadas mediantes os resultados obtidos
(alongamento à ruptura) no sentido do urdume.
neste estudo refletem a importância da caustificação e da
escolha do fluxo de processamento do tecido plano no
Médias de resistência à tração (alongamento à ruptura) no
sentido do urdume
Alongamento (mm)
5 - CONCLUSÃO
beneficiamento. As propriedades físicas (densidade de
45
40
35
30
25
20
15
10
5
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.
1
2
3
4
5
Verifica-se que a concentração da soda cáustica ao se
Amostra
Tecido A
Tecido B
Tecido C
realizar a caustificação tem papel fundamental nas
propriedades físicas dos tecidos, logo após a caustificação e
No gráfico 9 apresentamos os resultados das médias
nas etapas seguintes onde seu desempenho também será
de resistência à tração ( alongamento à ruptura ) no
verificado. O tecido C ao final do seu processamento,
sentido da trama. Estes tecidos antes de sofrerem a
apresentou os melhores valores de resistência ao rasgo e
caustificação, possuem valores de alongamento muito
resistência à tração nos dois sentidos (urdume e trama),
próximos, porém durante o fluxo de acabamento todos os
este fato se deve à contribuição da caustificação, pois a
tecidos apresentam grandes oscilações destes valores. É
concentração de 25 ºBé de soda cáustica tem melhor efeito
importante enfatizar a diferença apresentada nesta
no inchamento da fibra e na contração dos fios de algodão e,
propriedade na etapa 5 destes tecidos, que foram
consequentemente, ocorre o aumento de resistência dos
acabados em rama, pois o tecido C apresenta um
fios. Este efeito é menor se reduzirmos esta concentração, e
alongamento de 63,38% maior que o tecido B, e a
isto é verificado nos tecidos A e B, com concentrações de
diferença é ainda maior se compararmos o tecido A com
10 ºBé e 20 ºBé respectivamente.
B, alcançando um alongamento 92,88% maior do que o
tecido B.
A gramatura tem várias alterações durante os processos,
porém antes de se iniciar o acabamento destes tecidos se
55
constatou que eram muito próximas, evidentemente, já resistência do mesmo. Este fato ficou evidenciado nos
que estes tecidos têm as mesmas características gráficos de resistência à tração no sentido do urdume, onde
construtivas. Verifica-se ao término dos processos de os tecidos B e C têm queda na resistência entre as etapas 4 e
acabamento que a gramatura dos três tecidos tem 5. No tecido A, esta queda é percebida entre as etapas 3 e 4.
praticamente o mesmo valor, apesar das variações que os Este efeito ocorre também na resistência à tração no sentido
tecidos apresentaram durante as etapas. Este fato ocorre da trama nos tecidos A e B.
devido aos três tecidos serem acabados com a mesma
Concluímos que o objetivo do estudos foi alcançado,
largura final. Como os tecidos não sofreram processos uma vez que se pôde observar o comportamento das
em que ocorrera a perda ou o ganho de massa em demasia, propriedades físicas dos tecidos com as variações no
se compreende este fato já que temos as mesmas processo de caustificação e nos fluxos de acabamentos.
características construtivas nos tecidos.
Percebemos que o fluxo foi um fator importante, já que os
A perda de resistência nos tecidos de algodão durante tecidos A e B passaram por processos semelhantes e
o beneficiamento já era esperada devido aos excessivos tiveram também comportamentos semelhantes nas
tratamentos com produtos químicos e temperaturas propriedades físicas. Comparando com o tecido C, as
elevadas.
propriedades físicas foram inferiores, pois este tecido
O fluxo de acabamento tem grande influência nas passou por outro processamento que lhe conferiu melhores
propriedades físicas dos tecidos, ao verificarmos o propriedades. Com comparações pertinentes, avaliamos os
comportamento das linhas geradas nos gráficos, mais dados obtidos com a teoria no assunto e, desta maneira, a
especificamente os tecidos A e B que tem até a etapa 3 sua importância e abrangência para empresas do segmento
processos muito semelhantes, onde tais processos têxtil, com foco na qualidade dos produtos e na otimização
ocorrem na sua maioria em corda, notaremos que as dos processos do acabamento dos tecidos.
linhas possuem grande semelhança em seus comportamentos, ou seja, a tendência das linhas é genérica na Referências Bibliográfica:
maioria dos casos. Já as linhas geradas nos gráficos pelo ·ABNT, NBR 10520: Informações e documentação
tecido C têm um comportamento na maioria dos casos Citações em documentos - Apresentação. Rio de Janeiro,
diferenciado, isso se deve ao fato de seu processo ser 1988.
realizado em aberto, o que lhe garante uma melhor ·ABNT, NBR 10591: Materiais Têxteis - Determinação da
uniformidade, enquanto que, nos processos realizados gramatura de tecidos. Rio de Janeiro, 1988.
em corda, a uniformidade é dificultada devido ao ataque ·ABNT, NBR 11912: Materiais Têxteis - Determinação da
dos produtos químicos acontecer preferencialmente no resistência à tração e alongamento de tecidos planos (tira).
exterior da “corda”, e no interior da “corda” a penetração Rio de Janeiro, 1991.
dos produtos não ocorre homogeneamente.
·ALTENBURG, Tiago. Estabilidade dimensional dos
O acabamento em rama tem por finalidade dar a tecidos planos: Um estudo do comportamento dimensional
largura final e melhorar a estabilidade dimensional do de tecidos tintos de algodão nas diversas etapas do
tecido, porém, se aplicarmos uma tensão excessiva no beneficiamento. Rio de Janeiro: SENAI/CETIQT, 2006,
tecido visando uma largura maior, pode ocorrer uma Monografia.
Dias
56
·AMARAL, Lucia do. Mercerização e seus efeitos físico-
33-38, jun. 2006.
químicos. IN: CONFERÊNCIA NACIONAL DE
·SÁNCHEZ, José Cegarra. Introduccion al blanqueo de
TECNOLOGIA TÊXTIL, 4, Rio de janeiro:
materiais textiles. Barcelona, UPC, 1966, pag. 131-157.
SENAI/CETIQT, 1987. Vol. 2, pag. 1-7.
·SANTORO, Leonardo Fernandes. Tecelagem:
·ARAÚJO, Márcio de; CASTRO, E.M. de Mello.
desenvolvimento de método para aumento da
Manual de Engenharia Têxtil. Lisboa: Fundação
produtividade através da alteração dos fatores de
Calouste Gulbenkian, 1984. vol.2.
construção dos tecidos sem prejuízo às suas propriedades.
·ASTM D 1424-96
Rio de Janeiro: SENAI/CETIQT, 2006, Monografia.
Método de teste padrão para
resistência ao rasgo de tecidos (método Elmendorf),
·SHORE, John. Celluloses Dyeing. Manchester (UK):
1996.
Society of Dyes and Colourists, 1995.
·BRUNO, Flávio da Silveira. Tecelagem; Conceitos e
·SOUZA, Ronaldo Luiz de. Introdução à Tecnologia do
Princípios. Rio de Janeiro, SENAI-DN, SENAI-
Acabamento Têxtil. Rio de Janeiro: SENAI/CETIQT,
CETIQT, CNPq/IBICT, PADCT, TIB, 1992.
2002.
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ria/Acabado/Estampado. Zurich, vol. 30, n.3, pag. 38-53,
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·GRUNENWALD, Dominique; FISCUS, Gerard.
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·WAJCHENBERG, Moyses I. . Beneficiamentos Têxteis.
1995, pag. 154-160.
São Paulo, vol. 2, 1977, pag. 190
·HILDEN, Jachim. La mercerizacion: una técnica
Educação é fundamental
e para isso, estímulo
nunca é demais...
moderna basada em antiguas teorías. International Têxtil
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·LAUDATI, Sérgio. Utilização de gás natural em ramas e
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·MCCONNELL, Bob L. Revisão sobre equipamentos de
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ABQCT
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·SABINO, Humberto. Mercerização de tecido plano de
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Realização
Associação Brasileira de
Químicos e Coloristas Têxteis
58
Determinação do comportamento tintorial de corantes
naturais extraídos da alfafa e urucum
Autores: H.H. Piccoli1, S.M.A. Guelli U. Souza2, A.A. Ulson de Souza3
1Aluna do Curso de Mestrado Engenharia Química/ UFSC
2,3Professor do EQA - Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos/ UFSC
Revisão Técnica: Bluma Elisabete Koiffman Chaves
RESUMO
O valor do H para o caso do tingimento com corante de
O processo de tingimento têxtil utiliza produtos e urucum foi de H = 19 kJ/mol, indicando um processo de
processos poluentes e com alta demanda de recursos fisissorção.
naturais. Existem alternativas de corantes provenientes
Palavras-chave: Corante de Alfafa, Corante de Urucum,
de fontes naturais e renováveis, que poderiam suprir comportamento tintorial, tingimento, mordentes.
parte da demanda dos tingimentos têxteis, minimizando
os impactos ambientais e quiçá trazendo benefícios à INTRODUÇÃO
saúde humana através de suas propriedades fito-
As empresas estão inseridas em um mercado de intensa
terápicas. Os objetivos deste trabalho foram: Estudar o competitividade global, definido por D'AVENI (1985) como
processo de tingimento do substrato de algodão com dois “Hipercompetição”. Um ambiente onde as vantagens são
corantes naturais selecionados, Corantes de Alfafa e de rapidamente criadas e erodidas.
Urucum, e determinar as melhores condições do
Não obstante a este cenário de competitividade, surge a
processo, verificando o desempenho do produto tingido partir do início deste século, um fato até então ignorado
através de testes de solidez à lavação e à luz pelos economistas e cientistas sociais: a preocupação com os
normatizados. Estudou-se também a influência de recursos naturais e não tão somente os recursos materiais,
diferentes processos de preparação, concluindo-se não mas também os sociais e do capital. A julgar por seu impacto
ser esta etapa relevante no resultado do tingimento. Foi sobre o capital natural e social, a nova economia se parece
investigada a aplicação de vários mordentes deter- mais com a próxima onda da “Era Industrial” do que com
minando-se a influência destes sobre o resultado dos uma “Era Pós-Industrial”. A ousada afirmação é de
tingimentos, onde significativas variações no padrão de SENGE e CARSTED (2001).
cor e resistência à solidez e lavação foram observadas.
Diante deste cenário, questiona-se se é possível encon-
Para os testes de avaliação do comportamento tintorial os trar matérias-primas naturais e processos menos agresresultados demonstraram que ambos os corantes são sivos para tingimento dos tecidos de malha em algodão, de
semelhantes aos corantes diretos.
forma a serem aplicados na prática das indústrias têxteis, a
O processo de tingimento proposto foi compatível com fim de torná-las mais competitivas.
os processos utilizados nesta classe de corantes. Foram
O grande desafio destas empresas está em viabilizar
obtidas as Isotermas de Absorção de Langmuir e a partir matérias-primas e processos que minimizem os impactos
destas, o valor de variação de entalpia para o processo. ambientais, utilizem fontes naturais e renováveis e ainda
60
possam ter como vantagem competitiva funcionalidades
determinados os melhores parâmetros para processo de
que, de alguma forma, melhorem a qualidade de vida do
tingimento com os Corantes de Urucum e de Alfafa, bem
ser humano. Em se tratando de tecido tinto de malha em
como os insumos a serem utilizados. Foi determinada a
algodão, o processo com maior impacto ambiental na
variação de entalpia do processo de tingimento, através da
utilização de recursos naturais é o processo de tingimento,
isoterma de Langmuir, e a avaliação do comportamento
bem como os insumos utilizados nele.
tintorial.
Desde a antiguidade já existiam tingimentos com
corantes naturais. Entretanto, estes processos eram
MATERIAIS E MÉTODOS
realizados de forma artesanal e destinados a produtos
Os materiais utilizados foram produtos auxiliares de
para os quais não se observava a exigência de padrões de
tingimento, Corantes de Urucum e de Alfafa e substrato de
qualidade como nos dias atuais.
algodão. As especificações dos produtos auxiliares são:
Mas como tingir tecidos de malha de algodão com
Cloreto de Sódio (NaCl 99,2%), Barrilha leve (Na2CO3
corantes naturais, de maneira assertiva, sem gerar
99,5%), tensoativo aniônico Goldpal TQE, mordentes Ácido
problemas de qualidade e atingindo níveis de exigência
Tânico, Sulfato de cobre II, Sulfato Ferroso Amoniacal e
aceitáveis quanto aos padrões de qualidade?
Sulfato de Amônio Alumínio, sendo estes reagentes
Assim sendo, neste trabalho, é investigado o
analíticos PA.
comportamento tintorial de dois corantes naturais
O Corante de Urucum possui como princípios ativos
extraídos do Urucum e da Alfafa, e identifica a que classe
principais a bixina e a norbixina. O Corante de Alfafa possui
de corante artificial eles mais se aproximam. São
como substância corante a clorofila, ALVES et al. (2006).
O substrato utilizado foi tecido em estrutura de meia-
classes passíveis de comparação são de corantes diretos,
malha 100% algodão, fio título 26/1 penteado com
reativos, sulfurosos e corantes a cuba, TROTMAN (1984).
gramatura de 160 g/m2. Com exceção dos experimentos
Na Tabela 1 é apresentada a compilação dos procedimentos
para análise da influência do tratamento prévio, todas as
utilizados nesta etapa.
amostras foram tratadas inicialmente com um processo de
As concentrações de corante, eletrólito e álcali utilizadas
pré-alvejamento utilizando a combinação soda cáustica e
foram respectivamente (psp): 1,5% de Corante de Urucum,
peróxido de hidrogênio à alta temperatura.
3,0% Alfafa, 10 g/l de cloreto de sódio e 10 g/l de barrilha. A
Os equipamentos utilizados foram: para a realização
relação de banho foi de 1:10 e as amostras eram de 10 gramas
dos tingimentos um Equipamento de Tingimento
do tecido de malha citado anteriormente. Os tingimentos
Infravermelho Mod. IVA da Metal Working, com 12
foram realizados em duplicata.
canecos de 150 ml; para a realização das leituras de
As amostras obtidas foram analisadas através de leituras
amostras tintas o Espectrofotômetro Datacolor 650 e
comparativas em espectrofotômetro Datacolor 650, onde os
para a leitura de absorbância dos banhos o espec-
resultados foram fornecidos em valores de diferença de cor
trofotômetro UV-Vis Mini 1240 Shimadzu, com cubeta
DE (CIE CMC 2:1) e força colorística (%).
de vidro.
Avaliação da Influência do Tratamento Prévio no
Caracterização do Comportamento Tintorial
Fez-se a caracterização do comportamento tintorial
dos corantes utilizando as informações que identifi-
Rendimento do Tingimento
Os tratamentos prévios que podem ser aplicados a tecidos
de malha em algodão são a purga e o pré-alvejamento.
cam o comportamento de cada classe de corante artificial.
Para a purga utilizou-se 1 g/l de detergente aniônico, 1,5
Assim, através de análise de parâmetros como afinidade,
g/l de sequestrante/dispersante e 3 g/l de soda cáustica
migração, fixação com eletrólito ou com álcali obteve-se
36ºBé, cozinhando o tecido a 98ºC por 40 minutos em
uma similaridade de comportamento com alguma classe
Máquina de Tingir Industrial Thies Eco-Soft Plus;
de corante artificial existente, e conseqüentemente uma
sugestão de parâmetros de processo a ser utilizada. As
Os parâmetros de processo para estes experimentos
seguem os gráficos da Figura 1.
Tabela 1. Procedimento para determinação do comportamento tintorial.
62
Teste
01
Objetivo
Verificar o grau de afinidade do corante
com a fibra.
Procedimento
a) 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.
02
Verificar o grau de fixação do corante com a
fibra na presença do eletrólito.
a) Realizar um tingimento utilizando água, corante e eletrólito.
b) idem teste 01 itens b) e c).
03
Verificar a capacidade de migração do corante
dentro da fibra.
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.
04
Obter amostra padrão de cor para o
teste anterior.
a) Comparar resultado de cor entre as duas amostras de substrato do
teste anterior e a amostra deste teste.
05
Verificar a capacidade de fixação do
corante com a fibra na presença de álcali.
a) Realizar um tingimento utilizando água, corante, eletrólito e álcali.
b) idem teste 01 itens b) e c).
Figura 1. Gráficos de processo - testes de caracterização
de comportamento tintorial nº 01 a 05.
Figura 1d.Gráfico de processo nº 05.
Gráfico para os Testes 01 e 02
T (ºC)
Retirada
teste 01
Retirada
teste 02
10'
30'
60ºC
30ºC
t (min)
Para o pré-alvejamento utilizou-se 1 g/l de detergente
aniônico, 1,5 g/l de sequestrante/dispersante, 3,5 g/l de
A
B
peróxido de hidrogênio 35% e 3 g/l de soda cáustica 36ºBé,
Figura 1a.Gráfico de processo nº 01 e 02.
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
Gráfico para o Teste 03
em ambos os testes.
T (ºC)
Retirada
teste 03
Os parâmetros do processo de tingimento utilizados
foram os mesmos apresentados na Figura 1 (a). As
60ºC
concentrações de corante e auxiliares também são as
mesmas do teste 02.
30ºC
As amostras resultantes dos diferentes processos de pré10'
A
30'
t (min)
tratamento e tingimento foram submetidas a ensaios
espectrofotométricos, onde os resultados são fornecidos em
B
Figura 1b. Gráfico de processo nº 03
valores de diferença de cor DE (CIE CMC 2:1) e força
colorística (%).
Gráfico para o Teste 04
T (ºC)
Avaliação da Influência da Utilização de Mordentes no
Retirada
teste 04
Resultado: Cor e Solidez do Tingimento
60ºC
Para este estudo optou-se pelo método de mordantagem
posterior, devido às vantagens de operação em escala
30ºC
industrial. Alguns mordentes podem ser utilizados para estes
10'
A
B
Figura 1c.Gráfico de processo nº 04
64
t (min)
casos. Conforme GARDNER (1998) e ARAÚJO e
CASTRO (1986/87) os mordentes mais utilizados para
corantes naturais estão relacionados na Tabela 2 com suas
Tabela 3. Testes utilizando mordentes.
características.
Foram testados o Ácido Tânico Sulfato de cobre II,
Ácido
Tânico
Sulfato Ferroso Amoniacal e Sulfato de Amônio
Sulfato de
Amônio
Alumínio
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 espectrofotômetro e/ou escala de cinzas, onde os resultados
foram fornecidos em notas.
Determinação da Isoterma de Equilíbrio e da Entalpia
Em altas concentrações de soluto, a equação prediz uma
de Adsorção para o Corante de Urucum no Processo
capacidade de adsorção em monocamada. A capacidade de
de Tingimento.
adsorção em monocamada saturada pode ser representada
A isoterma de Langmuir é uma isoterma de equilíbrio
pela equação (1).
que relaciona a quantidade de soluto adsorvido
(adsorbato) na superfície de uma fase sólida com a
Cf =
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
Onde:
interação entre as moléculas adsorvidas são desprezíveis
·
e que cada sítio pode ser ocupado por apenas uma
1 + K L Cb
Cf representa a quantidade de corante adsorvido no
tecido no equilíbrio;
·
C
8
molécula. Estas são adsorvidas sobre um número fixo e
definido de sítios.
C ¥ K LC b
representa a quantidade máxima de corante
adsorvido no tecido para a formação de uma monocamada
completa;
Tabela 2. Principais mordentes suas características
Mordente
Ferro
Cobre
Tanino
Alumínio
Latão
Nome
Químico
Sulfato ferroso
Sulfato cuproso
Ácido tânico
Sulfato de amônio-alumínio
Cloreto estanoso
Cristais verdes
Cristais azuis
Pó marrom claro
Cristais transparentes ou
pó branco
Cristais brancos
Aparência
Concentrações
de uso
3%
1 a 3%
1 a 3%
2 a 4%
3%
Temperatura e
tempo de
trabalho
Banho morno (60ºC) até
mudança de cor (1 hora)
Banho frio (25ºC) por 1 hora
Banho quente (90ºC) por 1 hora Banho quente (90º) por 1 hora Banho quente (90ºC)
por 1 hora
Em excesso pode deixar a Em grandes quantidades
Efeito para a fibra fibra áspera e frágil
enfraquece a fibra.
Toxicidade
Não há. É utilizado como
suplemento alimentar.
Tóxico
Pode deixar a fibra dura e áspera. Amacia a fibra.
Dissolvido não é tóxico.
Utilizado como adstringente.
Evitar inalação do pó.
Não há. Usado na indústria
alimentícia como aditivo.
Evitar excesso devido
ao alumínio
Em grandes quantidades
enfraquece a fibra.
Pequena.
65
·
Cb representa a quantidade de corante no banho;
·
KL é a constante de equilíbrio.
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
A constante KL pode ser usada para determinar a
de adsorção menores que 2000 kJ/mol, indicam que o
entalpia de adsorção, usando a equação (2) de Clausius-
processo é de natureza física, o qual ocorre por uma
Clapeyron:
diferença de energia e/ou forças de atração que tornam as
moléculas fisicamente presas ao adsorvente, neste caso, ao
æ - ÄH ö
K L = A expç
÷
è RT ø
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.
Onde:
Efetuaram-se tingimentos em diversas concentrações de
·
A é uma constante;
·
Ä H é a variação de entalpia do processo;
corante a fim de determinar-se a isoterma de equilíbrio e a
·
R é a constante dos gases ideais e
partir dela a entalpia de adsorção para o Corante de
·
T é a temperatura do processo.
Urucum conforme as concentrações descritas na Tabela
5.
Tabela 5. Testes para obtenção da isoterma de equilíbrio.
As características essenciais de uma isoterma de
Langmuir podem ser expressas em termos de um fator de
separação adimensional constante, ou comumente
Nº Amostra
Concentração de
corante (g/l)
chamado de parâmetro de equilíbrio, RL, que é definido
pela seguinte equação (4):
RL =
1
1 + K L .C0
Onde:
·
KL é a constante de equilíbrio;
·
C0 é a concentração de corante de equilíbrio em
cada ponto da isoterma.
O valor do parâmetro RL indica o tipo de isoterma
de adsorção, conforme Tabela 4.
Tabela 4 Classificação do tipo de isoterma.
Desfavorável
Favorável
Irreversível
66
Admitiu-se que, após o decorrer do tempo do processo
de tingimento, a concentração do corante adsorvido no
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
Tabela 06. Resultados da determinação do comportamento
tintorial do Corante de Alfafa.
Teste
Força
Colorística
(%)
Referência
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.
Posterior
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 ClausiusClapeyron 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
Figura 02. Corpos de prova para
avaliação do comportamento tintorial.
Comportamento Tintorial
Na Figura 02 apresentam-se os
corpos de prova obtidos nos procedimento experimentais para a verificação do comportamento tintorial.
Os valores obtidos através das
leituras espectrofotométricas estão
Nota: * Para o teste três, a
primeira coluna se refere
à amostra adicionada no
início e a segunda
coluna à amostra
adicionada posteriormente.
descritos nas Tabelas 6 e 7. O iluminante padrão adotado foi Luz de
loja Tl84.
67
Para o Corante de Alfafa identificou-se através do que este fixou aproximadamente 93,83% do corante
teste 01 que houve uma fixação de 55,14% do corante esgotado, perdendo cerca de 6% do corante esgotado na
esgotado. Já para o Corante de Urucum houve a fixação lavagem. Somente com esta análise poderia se concluir que
de todo o corante. Para minimizar efeito de flutuações não há necessidade do eletrólito para o tingimento do
nas leituras estas foram repetidas 4 vezes duas no sentido Corante de Urucum. Contudo, além desta avaliação, um
dos cursos e duas no sentido das colunas - e a média foi outro dado deve ser levado em conta: Se compararmos o
utilizada como resultado para o experimento. Assim, resultado final de cor (amostras lavadas) entre os testes 01 e
verificou-se que o Corante de Alfafa possui uma 02, percebe-se que a intensidade de cor alcançada com a
substantividade média e o Corante de Urucum possui uma presença de eletrólito é maior para os dois corantes. O
substantividade alta.
Corante de Alfafa acrescentou 31% e o Corante de Urucum
Com os dados do teste 02 observou-se a influência do 56,96% a mais de rendimento de cor.
eletrólito na fixação dos corantes. O Corante de Alfafa
Através dos resultados descritos nas Tabelas 06 e 07 para
fixou 78,39% do corante esgotado, aumentando em o teste 03, verificou-se que o Corante de Alfafa tem um bom
23,25% o percentual de fixação em relação ao teste 01. poder de migração enquanto o Corante de Urucum possui
Isto mostra que o Corante de Alfafa necessita do sal para uma capacidade de migração inferior. Esta capacidade de
promover o esgotamento e fixar o corante.
migração, na maioria dos casos, é dependente da quantidade
Já no teste 02, para o Corante de Urucum, verificou-se fixada do corante no início do processo, sendo que os
resultados obtidos no teste 03 corroboraram esta tendência.
Tabela 07. Resultados da determinação do
comportamento tintorial do Corante de Urucum.
Teste
Força
Colorística
(%)
Desta forma, verificou-se a necessidade de separar as adi-
Configuração das Leituras das
Amostras
Referência
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 espectros
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
68
tingimentos com os Corantes de Alfafa e de Urucum, o Avaliação da influência da utilização de um mordente no
acréscimo do álcali prejudicou o rendimento de cor, tendo resultado de cor e solidez do tingimento
as amostras tingidas somente com corante e eletrólito
Através da análise da Figura 3, verificou-se que em todas
alcançado cerca de 110% da intensidade de cor se as situações a utilização de mordentes alterou a tonalidade
comparadas às amostras tingidas com corante, eletrólito e do tingimento. Desta forma não foi possível uma
comparação de rendimento de cor entre os testes.
álcali.
Outro fato que se pode perceber com a adição do álcali,
Para o Corante de Alfafa, os resultados de solidez
é que o aumento do pH interfere no resultado de cor. Pela referentes aos tingimentos realizados com presença de
comparação dos valores de DE, para as amostras lavadas eletrólito, temperatura de 60ºC e patamar de 20 minutos,
nos testes 02 e 05, verificou-se que a variação de cor demonstraram
que
somente nos itens solidez à água
atinge valores acima de 2, os quais são perceptíveis ao clorada e à luz este corante não atingiu os parâmetros de
olho humano. Desta forma, é necessário controlar o exigência mínimos.
parâmetro de pH durante o processo e também na
finalização do processo após as lavagens.
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
Avaliação da influência do tratamento prévio no da cor a produtos clorados, lembrando que algumas opções
são mais adequadas devido ao caráter ecológico do processo
rendimento do tingimento
Através dos resultados apresentados na Tabela 08 proposto.
verificou-se que não houve interferência no rendimento
Para o item solidez à luz, observou-se através dos
de cor para os tingimentos com os dois corantes em resultados que a utilização dos mordentes incrementou o
estudo, quando modificado o processo de preparação. A resultado de solidez à luz em todas as situações, com
vantagem apresentada pelo processo de preparação de destaque para o Sulfato de cobre II onde acréscimo foi de 1
pré-alvejamento é a eliminação completa dos “piolhos”, ½ ponto e para a combinação Ácido tânico + Sulfato ferroso
casquinhas de algodão, que eventualmente aparecem em amoniacal onde o acréscimo foi de1 ponto na escala de
cores mais claras quando se utiliza como preparação solidez à luz. Neste ponto, é importante salientar que a
segunda opção mencionada possui um caráter ecológico
somente uma purga.
Tabela 08. Resultados dos procedimentos experimentais
para substratos purgados e pré-alvejados
Referência
Força
Colorística
(%)
adequado e pode ser empregada sem qualquer prejuízo em
relação ao ser humano e ao meio ambiente.
Contudo, os valores de solidez à luz
mesmo após a aplicação dos mordentes não satisfazem as
exigências de mercado. Entretanto, o fato é que se pode
observar
Pré
encontrados
uma
influência
bastante positiva, após a
aplicação dos mordentes, nos dois itens de solidez onde
havia deficiência para o Corante de Alfafa, sem compro-
Pré
meter a questão ecológica, e isto, torna este corante uma
opção promissora para uso industrial.
70
Tabela 09. Resultados dos testes de solidez
para os tingimentos mordantados.
Os resultados para o Corante de Urucum atingiram as
especificações somente nos itens de solidez à fricção
água
seco e fricção úmida. As deficiências maiores se
(60ºC)
Ácido
Fricção Fricção
Úmido
à luz
localizaram nos testes de solidez à lavagem, solidez à
água clorada e solidez à luz. Nos resultados para solidez
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
ALFAFA
ao suor, os índices ficaram próximos ao exigido. Neste
Ácido
Tânico
Amônio
Alumínio
Ácido
Tânico +
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 corantes 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.
Figura 3. Corpos de prova para os tingimentos e
testes de solidez.
Ácido
Tânico
Sulfato de
Amônio
Alumínio
Ácido
Tânico +
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
71
situação de uso menos rigorosa.
comportamento tintorial, verificou-se ainda a influência da
Assim, após a obtenção dos resultados onde se
temperatura no processo de tingimento, dentro de valores de
detectou que o Corante de Urucum é um corante com
temperaturas comumente empregados no esgotamento para
comportamento tintorial de corante direto, realizou-se o
corantes diretos, ou seja, realizaram-se tingimentos com
teste
patamares a 60º C e 80º C. As demais condições de processo,
de solidez à lavagem para o tingimento com
Corante de Urucum à temperatura de 40ºC para o tempo e concentração de auxiliares foram mantidas como
processo sem a utilização de mordentes, já que este nos testes anteriores. Os resultados estão apresentados na
apresentou
melhor
solidez à luz. Com este Tabela 10.
procedimento obteve-se nota 3,5, havendo um ganho
Tabela 10. Resultados dos procedimentos
experimentais para substratos purgados e pré-alvejados.
significativo na nota obtida. A Figura 4 ilustra os corpos
Referência
de prova para o teste a 40ºC e a 60ºC para o tingimento
Força
Colorística
(%)
com Corante de Urucum sem a utilização de mordentes.
Figura 4. Corpos de prova para os
testes de solidez. À lavagem a 40ºC e 60ºC.
o
o
o
o
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
Desta forma, este corante é passível de aplicação em uma varredura no espectrofotômetro para identificação do
alguns produtos têxteis específicos, como por exemplo, a
comprimento de onda (nm) onde ocorresse um pico máximo
linha underware, principalmente destinada à faixa etária
de absorbância. Para isto, utilizou-se uma solução com
“zero ano”.
concentração de 0,010 g/l de Corante de Urucum. O pico
É importante salientar que as condições de teste para a
identificado foi de 365 nm. Neste comprimento de onda se
solidez à luz foram rigorosas tendo sido avaliado após 25
obteve os dados para a confecção da curva de calibração
horas de exposição. A norma não especifica a quantidade para
determinação das concentrações de Corante de
de horas a serem avaliadas, mas tradicionalmente utiliza- Urucum.
se avaliação com 20 horas ou com 25 horas. Neste caso,
Figura 5. Gráfico de tingimento para Corantes Naturais.
optou-se por 25 horas, teste compatível com exigências
internacionais.
Determinação dos parâmetros do processo de tingimento para os corantes alfafa e urucum
Gráfico para o Processo de Tingimento
Corantes Naturais
(ºC)
60ºC
30ºC
Além das variáveis estudadas na avaliação do
10'
A
B
A - água e corante
B - eletrólito
72
30'
t (min)
Determinação da isoterma de equilíbrio e da entalpia
Tabela 12. Resultados para tingimento 60ºC.
de adsorção para o corante de urucum no processo de
Curva de Tingimento 60ºC
tingimento.
A curva de calibração é apresentada na Figura 06
para a qual se obteve um valor de R2 = 0,9959. A
média
média
equação obtida foi:
y = 304,75x + 0,0125
Através
(5)
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.
Tabela 11. Resultados para curva de calibração.
Curva de calibração
Concentração (g/l)
Absorbância
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.
73
Tabela 13. Resultados para tingimento 80ºC.
Figura 7. Isoterma de Langmuir 80ºC.
Isoterma Langmuir - 80ºC
30
25
1/Cf
20
15
10
y = 0,0267x + 0,576
2
R = 0,9996
5
0
0
200
400
600
800
1000
1/Cb
Compararam-se as equações obtidas com o ajuste dos
dados e a equação da Isoterma de Langmuir a fim de obter os
8
dados para KL e C em cada temperatura de trabalho. Os
resultados estão apresentados na Tabela 14.
8
Tabela 14. Resultados para KL e C
Processo 60ºC
Processo 80ºC
Nota: * Utilizou-se diluição na leitura de absorbância
1 ml amostra e 2 ml água.
Para a obtenção do valor da variação de entalpia do
processo de tingimento com corante de Urucum, utilizou-se a
Ajustadas as unidades, utilizou-se a equação da
equação de Clausius-Clapeyron para a qual graficou-se ln
Isoterma de Langmuir graficando 1/Cf versus 1/Cb e
KL versus 1/T e obteve-se
obtiveram-se as Figuras 06 e 07. Do ajuste da curva
processo.
resultaram as equações descritas juntamente com os
a
variação de entalpia do
Figura 8. Ajuste para equação de Clausius-Clapeyron.
valores de R2 nas figuras correspondentes.
Variação de Entalpia
Figura 6. Isoterma de Langmuir 60ºC
Iso terma de Langmuir
3,2
Isoterma de Langmuir 60ºC
30
3,0
ln k
25
1/Cf
20
2,8
10
y = 0,0303x + 0,4175
2
R = 0,9986
5
0
0
200
400
600
1 /Cb
74
y = -2634,8x + 10,536
2
R =1
15
800
1000
2,6
0,002 00
0,00 250
0, 00300
1/T ( 1/K)
0,0035 0
0,00 400
O valor da variação de entalpia para o processo de CONCLUSÕES E SUGESTÕES
tingimento com Corante de Urucum obtido foi de
19,6 KJ/mol, o que caracteriza
H=
No estudo do comportamento tintorial identificou-se uma
um processo de substantividade entre média e alta para os corantes
fisissorção, ou seja, as reações envolvidas são estudados, o que juntamente com o bom esgotamento dos
correspondentes a um fenômeno físico, tais como forças corantes e fixação destes na presença do eletrólito os
de Van der Waals e forças de atração.
caracterizam com comportamento tintorial de corantes
Verificou-se o tipo de isoterma identificando esta diretos. A presença do álcali não promoveu a reação do
como favorável. Os dados estão relacionados na Tabela corante como no caso dos corantes reativos.
15.
A Figura 5 ilustra os parâmetros de processo para
Tabela 15. Resultados para RL.
Processo 60ºC
Concetração
Processo 80ºC
Concetração
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
em conta. Existe ainda a opção da utilização da caracterizando um processo físico, ou de fisissorção,
combinação de Ácido tânico + Sulfato ferroso amoniacal, corroborando através de valores numéricos o resultado
onde estas propriedades também foram melhoradas.
obtido para a avaliação do comportamento tintorial do
Muitos dos corantes diretos, atualmente em uso, Corante de Urucum.
possuem restrições quanto à solidez à luz. Assim, se o
Assim, conclui-se que as reações envolvidas são
Corante de Alfafa for utilizado em produtos direcionados interações fracas como forças de Van der Waals e forças de
com uso sem grandes exposições à luz e secagem à atração. Avaliou-se também o parâmetro de equilíbrio RL
sombra, este possui bom potencial para aplicação onde foi possível verificar que a isoterma de adsorção é
industrial.
favorável.
Quanto ao Corante de Urucum, os resultados de
solidez em sua maioria não atingiram os resultados REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
desejados utilizando o processo de tingimento proposto. ALVES, R. W.; JAUREGI, P.; Guelli U. SOUZA, S. M. A.;
Contudo, observou-se que a utilização de mordentes em ULSON DE SOUZA, A. A. Recovery of Norbixin from a
todos os testes influenciou negativamente os resultados Raw Extraction Solution of Annatto Pigments using
de solidez à luz.
Colloidal Gas Aphrons (CGAs). Separation and Purification
Assim, desta forma, a utilização industrial deste Technology, v. 48, n. 2, p. 208-213, 2006.
corante fica restrita a produtos onde não haja mistura de ARAÚJO, M.; CASTRO, E.M.M. Manual de Engenharia
cores em uma mesma peça e não seja utilizado como Têxtil. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 1986-87.
roupa esportiva ou uniforme. O processo de lavagem e D'AVENI, R. A. Hipercompetição: estratégias para dominar
secagem deve ser o mais brando possível, com limite de a dinâmica do mercado. Rio de Janeiro: Campus, 1985.
temperatura de 40ºC.
GARDNER, W.M. The Natural Dye Sections of Wool
Como sugestão, o tingimento com este corante poderia Dyeing. Part II. Philadelphia, E. A. POSSELT Publisher,
ser utilizado para roupas de bebê, onde o apelo de produto 1998.
natural converge com as necessidades nesta faixa etá- PETERS, R.H. Textile Chemistry Volume III.
ria.
SCHMITT, F.; ULSON DE SOUZA, A. A. ; GUELLI U. de
Através do estudo de aplicação de mordentes SOUZA, S. M. A. Análise da Fixação do Corante de Urucum
identificou-se uma variação nas cores obtidas, o que não na Estamparia de Substratos de Algodão. Química Têxtil, v.
permitiu uma comparação de rendimento de cor entre os 91, p. 44-52, 2008.
testes. Entretanto, este fato pode ser utilizado como um SENGE, P. M.; CARSTEDT, G.. Rumo à próxima revolução
recurso a fim de se obter cores diferenciadas com um industrial. HSM Management. p.120-128, jul./ago. 2001.
mesmo corante.
TREYBAL, R. E. Mass-Transfer Operations. 3rd ed., New
Calculou-se ainda a variação de entalpia do processo York: McGraw-Hill,1980.
de tingimento com Corante de Urucum em malha 100% TROTMAN, E.R. Dyeing and Chemical Technology of
algodão, utilizando uma relação de banho de 1:10 e Textile Fibers. 6. Ed. Charles Griffin & Company Limited,
somente eletrólito e detergente como auxiliares de England, 1984.
processo. O valor encontrado foi de H = 19,6 kJ/mol,
76
“
S
into-me privilegiado em meio a tantos
estudantes em poder ter usufruído deste prêmio
da 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
Impressionou...
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.
77
Aprendi...
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
Parque Paradís em Terrassa.
processamento têxtil.
reutilização de banhos com corantes reativos no
Os trabalhos de investigação são iniciados após prévia
INTEXTER com monocromia, e mais, realizei todo o
avaliação do problema, para em seguida, efetuar o ensaio
processo na prática desde o tingimento padrão até mais
que na maioria das situações, com um único ensaio, chega-
nove reutilizações de banhos residuais, com ótima
se à solução do problema.
reprodutibilidade das cores, passando por todos os
controles necessários para o êxito deste processo.
Os ensaios realizados vão desde testes mais simples
como remoção de manchas com solventes até ensaios
Controles que vi mais adiante serem extremamente
efetuados utilizando-se de equipamentos mais sofisticados
importantes para detectar causas de possíveis desvios de
como Espectroscopia de Infra-Vermelho - Técnica eficaz
resultados (controles como medir pH em diversas fases
para determinar a
do processo, neutralização do banho residual, avaliação
através da análise comparativa do espectro de absorção e
da concentração do corante hidrolisado, entre outros).
intensidade das bandas de absorção em determinados
natureza química de um composto
Como estava no controle total do processo, tive
comprimentos de onda (4000 a 400 cm-1) que caracterizam
inicialmente também, alguns desvios nos resultados,
um composto; uso do Calorímetro elaborando-se
mas que com base nestes controles efetuados, por isso
Termogramas através da técnica DSC (Calorimetria
tão importantes, possibilitaram-me a tomar medidas
Diferencial de Barrido).
práticas para corrigir a causa de tais resultados. Sobre
Neste caso, fibras sintéticas para determinar a memória
este tema, estou elaborando um relatório completo com
térmica da fibra, tratamentos térmicos e hidrotérmicos
todos os procedimentos efetuados e resultados obtidos
aplicados, temperatura efetiva de termofixação ou então, se
que serão publicados na próxima edição da Revista
foi ou não, termofixado. Estes tratamentos podem atuar
Química Têxtil.
como possíveis causas de barrados em tecidos, problemas
Outro assunto que me chamou a atenção logo no
de afinidade tintorial (absorção desuniforme do corante).
início, que já fiz breve descrição acima, são os trabalhos
Bem, se eu tinha conhecimento sobre o assunto?
de investigação
Um pouco restringindo-me mais na teoria, e também
das
causas e soluções dos mais
diversos problemas em artigos têxteis, solicitados por
sobre alguns equipamentos, então foi aprendizado sim!
empresas de diversos países. São não-conformidades
que podem ter origem em qualquer etapa do
78
Renato Loch
Álbum
de um
vencedor
Prédio do INTEXTER (Desenho relacionado na capa da edição)
Consultando uma monografia de um
trabalho de reutilização de banhos com
corantes reativos.
Laboratório de Tecnologia Química Têxtil Controle de
Qualidade 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 a
reta de calibração.”
Alguns membros do Laboratório
Acompanhado de alguns membros da equipe que atuam no
Laboratório Químico Têxtil Controle de Qualidade e
Físico-Química do Tingimento.
Determinando o pH das
soluções das alíquotas coletadas
anteriormente do banhos de
reutilização de tintura.
Transferindo uma alíquota do banho de
reutilização de tintura com corante
reativo para fazer as análises de
controle do processo.
79
Graças a estes patrocinadores,
os dois primeiros colocados
foram premiados
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!”.
Nome: Renato Loch (43)
São Martinho - SC
Universidade Regional de Blumenau (FURB)
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.”
”
Vitor Brizido deverá retornar ao Brasil dia 16 de março.
A
“
cabei de chegar na Espanha. A
expectativa é grande já que fui
recebido muito bem por todos aqui.
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”
Vencedor
Vencedor
Nome: Vitor Zambon Brizido (22)
Jundiaí - SP
Faculdade de Engenharia Industrial - FEI
Produtos e Serviços
Iniciativa
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.
Foto: James Tavares - SECOM - SC
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
Colorzen e JAM em parceria
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
81
Produtos e Serviços
Gratuito
Escola SENAI "Francisco Matarazzo” abre concorrência para curso técnico
têxtil
O curso abrange as disciplinas relacionadas ao retirar o boleto bancário na Unidade que desen-volverá o
Processo Produtivo Têxtil (Fibras; Fiação; Tecelagem; curso. No ato da inscrição o candidato deverá apresentar o
Malharia; Beneficiamento; Design Têxtil; Ensaios RG, CPF e comprovante de conclusão do ensino médio ou de
Têxteis); a Gestão (Gestão de Pessoas; Gestão da estar matriculado em curso que lhe permita concluir esse
Produção); a Projetos (Projetos Têxteis) e de Apoio nível de ensino até a data de início das aulas.CPF e
(Comunicação Oral e Escrita; Fundamentos Físicos e comprovante de conclusão do ensino médio ou de estar
Matemáticos)
matriculado em curso que lhe permita concluir esse nível de
O Curso tem duração de 1200 horas, distribuídas em ensino até a data de início das aulas.
04 (quatro) semestres letivos + 400 horas de estágio
No ato da inscrição o candidato receberá o Manual do
supervisionado obrigatório em empresa da Cadeia Candidato com as informações do processo seletivo. A
Produtiva Têxtil.
prova será composta por 60 questões de múltipla escolha,
As aulas são desenvolvidas de 2ª a 6ª feira, temos em nível de conclusão do ensino médio: 20 de Língua
turmas em 03 períodos, sendo:
Portuguesa, 20 de Matemática e 20 de Ciências da Natureza
(Física, Química e Biologia).
Manhã: das 08h15 às 11h30.
Mesmo em tempo de crise, Paulo Vaz, vice-presidente da
Tarde: das 13h45 às 17h00.
Associação Seletiva Moda, que tem apoiado a presença de
Noite: das 18h30 às 21h45.
diversas empresas em eventos internacionais, considera que
há margem para crescer até aos 100 milhões de euros em
O próximo período de inscrições para o Curso 2013.
Técnico Têxtil será de 09 a 27/03/2009 e o exame de
seleção no dia 26/04/2009 das 08h00 às 11h00.
O Curso Técnico Têxtil é ministrado na Escola SENAI
"Francisco Matarazzo", localizada à rua Correia de
A inscrição deverá ser efetuada na própria Escola, Andrade, 232 - Brás - São Paulo - SP - Telefax.: (11) 3227
após comprovação do pagamento de R$ 35,00 referente à 5852.
taxa de inscrição. Para pagamento o candidato deverá
Solicite seu cadastramento através
do e-mail: [email protected]
e receba grátis, semanalmente,
o ABQCT Online.
Aproveite e mantenha-se
informado.
82

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