Ingeniería de procesos húmedos

El proceso de chamuscado se lleva a cabo para eliminar las fibras sueltas que sobresalen de la superficie de la tela, logrando así una apariencia lisa, uniforme y limpia. El chamuscado es un proceso esencial para los productos o materiales textiles que se someterán a mercerización, teñido e impresión, a fin de obtener los mejores resultados.

La tela pasa por encima de cepillos para levantar las fibras y luego por una placa calentada con llamas de gas. Cuando se aplica a telas que contienen algodón , esto da como resultado una mayor afinidad con el agua, mejores características de teñido, mayor reflectividad, ausencia de aspecto escarchado, una superficie más lisa, mayor nitidez en la impresión, mejor visibilidad de la estructura de la tela , menor formación de bolitas y menor contaminación gracias a la eliminación de pelusa y fibras sueltas.

Las máquinas de chamuscado pueden ser de tres tipos: chamuscado por placas, chamuscado por rodillos o chamuscado por gas. El chamuscado por gas se utiliza ampliamente en la industria textil. En este proceso, una llama entra en contacto directo con la tela y quema las fibras que sobresalen. La altura de la llama y la velocidad de la tela son factores clave para minimizar el daño.

El chamuscado se realiza únicamente en tejidos de punto . En el caso de los tejidos de punto, un proceso similar al chamuscado se conoce como biopulido, donde se utiliza una enzima para eliminar las fibras sobresalientes.

El desencolado es el proceso de eliminar el apresto del tejido, que se aplica para aumentar la resistencia del hilo y que este pueda soportar la fricción del telar . Un tejido que no ha sido desencolado es muy rígido y dificulta su tratamiento con otras soluciones en procesos posteriores.

Tras el chamuscado, el material de encolado se elimina haciéndolo soluble en agua y lavándolo con agua tibia. El desencolado puede realizarse mediante el método hidrolítico (remojo en ácido, remojo enzimático) o el método oxidativo (cloro, cloruro , bromuro , peróxido de hidrógeno ).

Dependiendo del material de apresto utilizado, la tela puede sumergirse en un ácido diluido y luego enjuagarse, o bien se pueden emplear enzimas para descomponer el material de apresto. Las enzimas se aplican en el proceso de desencolado si se utiliza almidón como material de apresto. La carboximetilcelulosa (CMC) y el alcohol polivinílico (PVA) se utilizan frecuentemente como materiales de apresto.

El desengrasado es un proceso de lavado químico que se realiza en tejidos de algodón para eliminar la cera natural y las impurezas no fibrosas (por ejemplo, restos de fragmentos de semillas) de las fibras, así como cualquier suciedad o mugre añadida. El desengrasado se suele llevar a cabo en recipientes de hierro llamados kiers . El tejido se hierve en un álcali, que forma un jabón con ácidos grasos libres ( saponificación ). Un kier suele estar cerrado, de modo que la solución de hidróxido de sodio se puede hervir a presión, excluyendo el oxígeno que degradaría la celulosa de la fibra. Si se utilizan los reactivos adecuados, el desengrasado también elimina el apresto del tejido, aunque el desencolado suele preceder al desengrasado y se considera un proceso aparte conocido como preparación del tejido. La preparación y el desengrasado son requisitos previos para la mayoría de los demás procesos de acabado. Incluso las fibras de algodón más blancas de forma natural se vuelven amarillentas en esta etapa, por lo que se requiere el blanqueo en el siguiente proceso.

Los tres procesos principales que intervienen en el desengrasado son la saponificación, la emulsificación y la detergencia.

El principal reactivo químico utilizado en el desengrasado del algodón es el hidróxido de sodio, que convierte las grasas y aceites saponificables en jabones, disuelve la materia mineral y transforma la pectosa y la pectina en sus sales solubles.

Otro producto químico para fregar es un detergente, que es un agente emulsionante y elimina las partículas de polvo y suciedad de la tela.

Dado que el hidróxido de sodio puede dañar el sustrato de algodón, y con el fin de reducir el contenido alcalino en el efluente, se introduce el biodesengrasado en el proceso de desengrasado, en el que se utiliza un agente biológico, como una enzima.

El blanqueo mejora la blancura al eliminar la coloración natural y las impurezas residuales del algodón; el grado de blanqueo necesario se determina según la blancura y la absorbencia requeridas. El algodón, al ser una fibra vegetal, se blanquea con un agente oxidante , como hipoclorito de sodio diluido o peróxido de hidrógeno diluido. Si la tela se va a teñir de un color intenso, se aceptan niveles de blanqueo más bajos. Sin embargo, para sábanas blancas y aplicaciones médicas, es fundamental alcanzar los niveles más altos de blancura y absorbencia.

También se realiza el blanqueo reductivo, utilizando hidrosulfito de sodio . Fibras como la poliamida , los poliacrílicos y los poliacetatos pueden blanquearse mediante esta tecnología.

Tras el desengrasado y el blanqueo, se aplican agentes blanqueadores ópticos (ABO) para que el tejido parezca más blanco. Estos ABO están disponibles en diferentes tonalidades, como azul, violeta y rojo.

La mercerización es un tratamiento para telas e hilos de algodón que les confiere un aspecto brillante y los fortalece. El proceso se aplica a materiales celulósicos como el algodón o el cáñamo. Otra posibilidad es la mercerización, durante la cual la tela se trata con una solución de hidróxido de sodio para provocar la hinchazón de las fibras. Esto resulta en un mayor brillo, resistencia y afinidad con el tinte. ^{[ 7 ]} El algodón se merceriza bajo tensión, y todos los álcalis deben eliminarse mediante lavado antes de liberar la tensión, de lo contrario se producirá encogimiento. La mercerización puede realizarse directamente sobre la tela cruda o después del blanqueo.

El teñido en solución, también conocido como teñido en masa o teñido en hilado, es el proceso de añadir pigmentos o colorantes insolubles a la solución de hilado antes de que esta se extruya a través de la hilera. Solo las fibras manufacturadas pueden teñirse en solución. Se utiliza para fibras difíciles de teñir, como las fibras de olefina , y para teñir fibras destinadas a usos finales que requieren excelentes propiedades de solidez del color. Debido a que los pigmentos de color se integran en la fibra, los materiales teñidos en solución presentan una excelente solidez del color frente a la luz, el lavado, el frotamiento, la transpiración y la lejía. El teñido en solución es más costoso, ya que el equipo debe limpiarse a fondo cada vez que se produce un color diferente. Por lo tanto, la variedad de colores y tonalidades producidas es limitada. Además, es difícil mantener un inventario para cada color. Las decisiones sobre el color deben tomarse muy pronto en el proceso de fabricación. Por consiguiente, esta etapa de teñido no suele utilizarse para tejidos de prendas de vestir. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Las fibras filamentosas producidas mediante el método de hilado en húmedo pueden teñirse mientras aún se encuentran en el baño de coagulación. La penetración del tinte en esta etapa es alta, ya que las fibras aún están blandas. Este método se conoce como teñido en gel.

El teñido de fibras, el teñido de fibra y el teñido de fibra de caña se utilizan para teñir fibras en distintas etapas del proceso de fabricación, antes de que se hilen. Los nombres hacen referencia a la etapa en la que se encuentra la fibra al momento del teñido. Los tres procesos se engloban dentro de la categoría general de teñido de fibras.

El teñido en pasta consiste en teñir las fibras crudas, también llamadas pasta, antes de que se alineen, se mezclen y se hilen para convertirlas en hilos.

El teñido de la parte superior consiste en teñir las fibras de lana peinada después de haberlas peinado para alisarlas y eliminar las fibras cortas. La fibra de lana en esta etapa se conoce como parte superior. Este método es el preferido para la lana peinada, ya que evita el desperdicio de tinte en las fibras cortas que se eliminan durante el proceso de peinado.

El teñido de estopa consiste en teñir las fibras filamentosas antes de cortarlas en fibras cortas. En esta etapa, las fibras filamentosas se conocen como estopa.

La penetración del tinte es excelente en el teñido de fibras, por lo que la cantidad de tinte utilizada en esta etapa también es mayor. El teñido de fibras es comparativamente más costoso que el teñido de hilos, telas y productos. La decisión sobre la selección de colores debe tomarse al inicio del proceso de fabricación. El teñido de fibras se utiliza generalmente para teñir lana y otras fibras que se emplean para producir hilos de dos o más colores. Las fibras para tweeds y telas con aspecto jaspeado a menudo se tiñen mediante este proceso.

El teñido del hilo añade color durante la fase de fabricación del hilo. Para teñir los hilos se utilizan los métodos de teñido en madeja, en paquete, en bobina y por espacios.

En el teñido de madejas, los hilos se enrollan holgadamente en madejas y luego se tiñen. Los hilos tienen una buena penetración del tinte, pero el proceso es lento y relativamente más caro.

En el teñido en bobinas, los hilos enrollados en carretes perforados se tiñen en un tanque presurizado. El proceso es relativamente más rápido, pero la uniformidad del tinte puede no ser tan buena como la del hilo teñido en madeja.

En el teñido por urdimbre, se utiliza un urdimbre perforado en lugar de las bobinas que se utilizan en el teñido por paquete.

La técnica de teñido espacial se utiliza para producir hilos con múltiples colores.

En general, el teñido de hilo proporciona una absorción y penetración de color adecuadas para la mayoría de los materiales. Los hilos gruesos y muy retorcidos pueden no tener una buena penetración del tinte. Este proceso se utiliza normalmente cuando se emplean hilos de diferentes colores en la confección de tejidos (por ejemplo, cuadros, tartán, tejidos iridiscentes).

El teñido de telas, también conocido como teñido por piezas, consiste en teñir la tela una vez confeccionada. Es económico y el método más común para teñir telas de colores lisos. La decisión sobre el color se puede tomar después de la fabricación de la tela, por lo que resulta adecuado para pedidos con entrega rápida. La penetración del tinte puede ser deficiente en telas gruesas, por lo que a veces se utiliza el teñido de hilo para teñir telas gruesas de colores lisos. Para el teñido por piezas se utilizan diversos tipos de máquinas de teñido. La selección del equipo se basa en factores como las características del tinte y de la tela, el costo y el uso final previsto.

El teñido de productos, también conocido como teñido de prendas, es el proceso de teñir productos como medias , suéteres y alfombras después de su fabricación. Esta etapa de teñido es adecuada cuando todos los componentes se tiñen del mismo tono (incluidos los hilos). Este método se utiliza para teñir medias transparentes, ya que se tejen con máquinas de tejer tubulares y luego se cosen antes del teñido. Las alfombras con mechones, con la excepción de las producidas con fibras teñidas en solución, a menudo se tiñen después de haber sido tejidas. Este método no es adecuado para prendas con muchos componentes, como forro, cremalleras e hilo de coser, ya que cada componente puede teñirse de manera diferente. La excepción es el teñido de jeans con pigmentos para lograr un aspecto "vintage". En el teñido, se utiliza color, mientras que en otros tratamientos como el lavado ácido y el lavado a la piedra, se utilizan procesos químicos o mecánicos. Después de la confección de la prenda, estos productos obtienen el aspecto "desgastado" o "usado" mediante métodos de acabado en lugar de teñido.

El teñido en esta etapa es ideal para una respuesta rápida. Muchas camisetas, suéteres y otras prendas informales se tiñen en el producto para satisfacer al máximo la demanda de la moda en ciertos colores populares. Miles de prendas se confeccionan con tela preparada para teñir (PFD, por sus siglas en inglés) y luego se tiñen con los colores más vendidos.

El calandrado es un proceso que se realiza en un tejido para mejorar su aspecto. El tejido pasa a través de una serie de rodillos de calandrado, enrollándose de manera que la cara en contacto con cada rodillo se alterna. Un calandrado convencional consta de una serie de rodillos (resistentes) duros y blandos, dispuestos en un orden determinado. El rodillo blando puede estar comprimido con papel de algodón o lana, papel de lino o papel de lino. El rodillo duro, de metal, puede ser de hierro fundido, hierro criollo o acero. El calandrado puede tener 3, 5, 6, 7 o 10 rodillos. La secuencia de los rodillos es tal que no haya dos rodillos duros en contacto entre sí. La presión se puede aplicar mediante palancas y contrapesos, o bien mediante presión hidráulica. La presión y el calor aplicados en el calandrado dependen del tipo de acabado deseado.

Los objetivos del calandrado son mejorar el tacto de la tela y darle una textura suave y sedosa, comprimirla y reducir su grosor, mejorar su opacidad, reducir su permeabilidad al aire modificando su porosidad, conferirle diferentes grados de brillo y reducir el deslizamiento del hilo.

Un acabado textil importante y antiguo es el cepillado o levantamiento. Mediante este proceso se puede producir una amplia variedad de tejidos, incluyendo mantas, franeletas y telas industriales. El proceso de levantamiento consiste en levantar del cuerpo del tejido una capa de fibras que sobresale de la superficie, denominada "pelo". La formación del pelo en un tejido da como resultado un tacto esponjoso y también puede atenuar el tejido, el patrón y el color de la tela. ^{[ 12 ]}

Existen dos tipos de máquinas de cultivo: la máquina de cardado y la máquina de cardado. La velocidad de la máquina de cardado varía entre 12 y 15 yardas por minuto, lo que supone un 20-30% más que la de la máquina de cardado. Por ello, la máquina de cardado es la más utilizada.

La formación de arrugas en tejidos de celulosa, ya sean de punto o de telar, durante el lavado o el plegado, es el principal inconveniente de los tejidos de algodón. Las cadenas moleculares de las fibras de algodón están unidas entre sí por débiles enlaces de hidrógeno. Durante el lavado o el plegado, estos enlaces se rompen fácilmente, y tras el secado se forman nuevos enlaces con las cadenas en su nueva posición, estabilizando así la arruga. Si se introduce un entrecruzamiento entre las cadenas poliméricas mediante agentes reticulantes , se refuerzan las fibras de algodón y se evita el desplazamiento permanente de las cadenas poliméricas cuando las fibras se someten a tensión. Por lo tanto, resulta mucho más difícil que se formen arrugas o que el tejido encoja durante el lavado.

El acabado antiarrugas del algodón incluye los siguientes pasos:

1. Rellenar el material con una solución que contenga un precursor de polímero de condensación y un catalizador de polimerización adecuado.
2. Secado y curado en un bastidor de estirado para formar enlaces cruzados entre la cadena polimérica y la cadena polimérica adyacente.

El catalizador permite que la reacción se lleve a cabo en el rango de temperatura de 130-180 grados que se suele emplear en la industria textil y dentro del tiempo de curado habitual (en un máximo de 3 minutos).

Actualmente se utilizan principalmente tres clases de catalizadores.

• Sales de amonio , por ejemplo, cloruro, sulfato y nitrato de amonio.
• Sales metálicas, por ejemplo, cloruro de magnesio, nitrato de zinc, cloruro de zinc.
• Mezcla de catalizadores, por ejemplo, cloruro de magnesio con ácidos orgánicos e inorgánicos añadidos o donantes de ácido.

El objetivo de los aditivos es contrarrestar, parcial o totalmente, el efecto adverso del agente reticulante. Por ello, los agentes suavizantes se aplican no solo para mejorar el tacto, sino también para compensar, en la medida de lo posible, la pérdida de resistencia al desgarro y a la abrasión. Cada fórmula de acabado de resina contiene tensioactivos como emulsionantes, humectantes y estabilizadores. Estas sustancias tensioactivas son necesarias para asegurar que el tejido se humedezca de forma rápida y completa durante el proceso de impregnación y que los componentes se mantengan estables en el baño de resina.