CAP. 1 PREPARAZIONE ALLA TINTURA 1. Introduzione La preparazione alla tintura di un tessuto a maglia può comprendere una o più operazioni che attendono a due scopi. 1° Scopo: eliminare o ridurre dalle fibre le impurezze naturali ed artificiali, per consentire un corretto assorbimento ed un'omogenea distribuzione del colorante, sia nei processi tintoriali che nei processi di stampa. 2° Scopo: preparare i tessuti all'ottimizzazione dei risultati da ottenere nei successivi processi tintoriali e di finissaggio; ciò al fine di evidenziare gli effetti specifici della nobilitazione dell'articolo/fibra lavorato. Le fibre, in base al loro comportamento in bagno acquoso, si possono classificare in due gruppi: - fibre idrofile - vegetali: cotone, lino, canapa - animali: lana e seta - artificiali cellulosiche: viscosa, polinosico, modal la cui idrofilia aumenta sino ad essere ottimale eliminando le impurezze di natura grassa, presenti sulla fibra greggia - fibre idrofobe - artificiali modificate: acetato e triacetato - sintetiche: poliestere, poliammide, acrilico, elastan la cui idrofobia è dovuta alla struttura chimica compatta La preparazione alla tintura implica la conoscenza dei tipi di impurezze presenti sulle fibre dei tessuti a maglia da trattare. 2. Le impurezze Le impurezze si possono classificare in due categorie: - impurezze primarie - sostanze che si generano e si assommano alla fibra durante la fase naturale di formazione della fibra stessa - sono presenti in modo significativo nelle fibre naturali e la loro quantità è in rapporto alla natura ed alla provenienza della fibra stessa - sono assenti, invece, o presenti in quantità trascurabili, nelle fibre artificiali e sintetiche, ad eccezione degli oligomeri presenti in alcuni tipi di poliestere in quantità fino all'1,5% Tab. N° 1: schema delle impurezze primarie nelle fibre naturali. - impurezze secondarie - sostanze addizionate alla fibra nelle diverse fasi del ciclo produttivo tessile, quali la filatura e la tessitura, per migliorarne la scorrevolezza attraverso la lubrificazione e diminuire, al tempo stesso, gli effetti negativi dovuti all'abrasione per il contatto con gli organi meccanici delle macchine - sono presenti sui diversi tipi di fibre in quantità variabile da fibra a fibra. Tab. N° 2: schema delle impurezze secondarie sulle diverse fibre. 7% 5% % 2% 6 21 1 2- 2-2- 1- 6 2 1 e Seta assi cere nerali bianco latte sintetich X X grmi ezze primarie presenti sulle fibre naturali Animali Lana 70,5% cheratina 32% fibroina proteina formata da 24 alfa-biosio proteina amminoacidi 2;1% sudiciume alla tosatura 19-20% sericina e 13,2% sostanze untuose 20-22% sostanze 2,4% grassi e cere 10% 0,8% sali minerali 1% 0,5% 10,5% acqua 12-15%acqua bianco latte - paglierino elle impurezze secondarie presenti sulle fibre artificiali animali X (X) X X X r o d Schema delle impugetali Lino cellulosa polimero dall’unità di cell grassi e cere peptine e lignina sostanze minerali e acidi organici emicellulosa e zuccheri varie acqua bruno Schema naturali getali X X Ve % o % % % % % % ve 5 si 83 0 545 83, bio 0,6, 2, 0,0,6, o cell eri Tab. n° 1 Fibra Cotone cellulosa Fibra pura polimero dall’unità di grassi e cere peptine e lignina sostanze minerali e Quantità di acidi organici impurezze emicellulosa e zucchvarie acqua Colorazione giallo paglierino naturale Tab. n° 2 Fibre paraffine oli di filatura oli di tessitura La natura chimica delle impurezze secondarie Paraffine Sono idrocarburi alifatici e quindi sostanze insolubili in acqua che però possono essere eliminate dalla fibra per emulsione impiegando nei bagni acquosi dei tensioattivi Oli di filatura Sono prodotti di emulsione a base di oli minerali, addizionati da: - emulgatori che consentono la stabilità dell'emulsione - prodotti antistatici che diminuiscono le cariche elettrostatiche - prodotti igroscopici che apportano umidità per diminuire l'effetto elettrostatico. La proprietà degli oli di filatura è quella di essere emulsionabili in acqua; per alcuni casi a freddo (20° - 25° C), per altri a temperatura di 60° - 80° C, sempre in presenza di tensioattivi che ne favoriscono l'allontanamento dalla fibra. Gli oli di filatura presenti sulle fibre sintetiche ed in particolar modo su poliestere e poliammide, se sottoposti a trattamento di termofissazione, creano seri problemi ambientali. Infatti questi oli, sottoposti a temperatura superiore a 180° C, si volatilizzano producendo notevoli quantità di fumo che, se non vengono aspirati totalmente dall'impianto di abbattimento installato sulla rameuse, producono un inquinamento dell'ambiente di lavoro. Per questo motivo si rende necessario prima della termofissazione un trattamento di purga in acqua o meglio ancora un lavaggio in solvente. Oli di tessitura Sono prodotti di emulsione a base di oli minerali ed oli vegetali, che svolgono la loro azione specifica di lubrificanti nel movimento degli organi meccanici delle macchine di maglieria. Sono dichiarati emulsionabili perché il loro stato fisico di emulsione resiste per l’intero periodo di conservazione del prodotto; molto spesso non sono facilmente emulsionabili dal substrato tessile su cui si depositano. Per chiarire il grado di emulsionabilità degli oli di tessitura dai tessuti, riportiamo le motodologie ed i risultati di un test effettuato su un tessuto a maglia felpa di cotone. La valutazione del grado di emulsionabilità degli oli La composizione degli oli di tessitura si differenzia in relazione ai tipi e modelli di macchina per maglieria ed in funzione dei diversi organi meccanici da lubrificare. L'applicazione degli oli di tessitura sulle macchine per maglieria circolari avviene prevalentemente per nebulizzazione automatica (tramite sistema a pompa) . Le caratteristiche degli oli, possono riguardare altri aspetti quali: effetto antistatico - per respingere e non trattenere il pulviscolo effetto antiruggine - per evitare l’ossidazione del metallo effetto antiossidante - non subire l'effetto di invecchiamento, con conseguenti modificazioni chimiche da ossidazione. La colorazione delle emulsioni degli oli di tessitura è diversa in base alla loro formulazione e composizione: - emulsione giallognola-gialla - emulsione bianco-lattiginosa - emulsione quasi trasparente La natura degli oli può essere, in relazione alla provenienza, minerale o vegetale. L'emulsionabilità degli oli di tessitura può essere giudicata a due diversi livelli: - emulsionabilità "intrinseca" dell'olio, cioè il grado di resistenza dell'emulsione del prodotto alle sollecitazioni meccaniche, senza che si produca la rottura dell'emulsione; - emulsionabilità "specifica" dell'olio depositato sul tessuto (macchia), cioè il grado di eliminabilità dal supporto tessile per emulsione delle particelle nel bagno di pre-trattamento tintoriale. La valutazione del grado di emulsionabilità degli oli è stata effettuata considerando i seguenti parametri. N° 7 Tipi di olio N° 4 Produttori diversi N° 1 Supporto tessile: felpa invisibile cotone 100%. Filo di legatura e copertura cotone pettinato, filo stoppino Open End N° 4 Trattamenti "pre-tintoriali" quali: purga alcalina normale purga normale a 95°C per 30 min. (alcali + detergente) purga alcalina forte purga speciale a 95°C per 30 min. (alcali + detergente + solvente) purga solvente lavaggio a secco a freddo per 20 min. (percloroetilene) candeggio ossigeno candeggio chimico a 95°C per 40 min. (acqua ossigenata) N° 1 Tintura coloranti reattivi a caldo (verde bottiglia scuro) N° 7 Analisi chimica della composizione di ciascun olio (Stazione Sperimentale Grassi - Milano) Metodologie applicate Il tessuto è stato sporcato tracciando una vistosa riga con ognuno dei 7 tipi di olio considerati. Quindi il tessuto è stato asciugato a 130°C e lasciato condizionare a temperatura ambiente per 24 ore (simulazione dell'invecchiamento). I campioni di tessuto, con segnatura dei 7 tipi di olio, sono stati singolarmente sottoposti ai 4 tipi di "pre-trattamento tintoriale". La valutazione del grado di eliminabilità è stata effettuata in due diversi momenti: - dopo i pre-trattamenti tintoriali, - dopo tintura successiva ai singoli pre-trattamenti. Risultati ottenuti Il grado di emulsionabilità dei tipi di olio considerati, è indicato nella Tabella 3 allegata. Conclusioni Dai risultati delle prove eseguite si rileva quanto segue. Tutti gli oli sono eliminabili per lavaggio a secco con solvente, in quanto il percloroetilene scioglie (e non emulsiona) ogni tipo di sostanza grassa. Su N° 7 tipi di olio, solo 2 risultano eliminabili e precisamente: - tipo C, totalmente eliminabile dopo tintura, - tipo D, quasi totalmente eliminabile dopo tintura e comunque senza problemi di accettabilità. La motivazione di tale selezione è da ricercare nella diversa composizione degli oli; infatti le analisi chimiche hanno evidenziato che nei due tipi di olio, C e D: la presenza di un composto "tensioattivo" è la base che permette l'eliminabilità dell'olio stesso depositato sul supporto tessile sotto forma di macchia. 3. Le impurezze e la loro eliminabilità L'eliminazione dei due tipi di impurezze dalla fibra avviene attraverso le diverse operazioni di preparazione. Purga in bagno acquoso Non elimina totalmente le impurezze primarie e secondarie, ma ne riduce fortemente le quantità al punto da rendere: - idrofile, le fibre naturali ed artificiali modificate - bagnabili, le fibre artificiali modificate e le fibre sintetiche Purga in solvente Elimina totalmente le impurezze di natura grassa ed insolubili in acqua, ma lascia inalterato il contenuto in sali minerali presente sulla fibra, perché insolubili nel solvente Candeggio chimico Elimina i pigmenti e coloranti naturali presenti esclusivamente sulle fibre naturali, che ne determinano la colorazione. Gli effetti prodotti dalle operazioni di purga-candeggio sono i seguenti. Perdita di peso - Fibre naturali vegetali fino al 5-6%. - Fibre di lana: occorre considerare che per il tessuto a maglia il filato è generalmente un pettinato o semipettinato, quindi la quantità di impurezze naturali è stata ridotta ai minimi termini (1-2% massimo di sostanze grasse). Alle impurezze naturali si aggiungono però quelle artificiali (oli di filatura) che possono raggiungere il 3-4%; quindi con la purga-candeggio si possono raggiungere perdite di peso su lana dal 4 al 6%. - Seta: la perdita di sericina, quale impurezza naturale di natura grassa, presente nella fibra che costituisce i filati di maglieria può essere eliminata in ragione del 50% del suo quantitativo che rappresenta il 22-25% del peso fibra; quindi con la purga o sgommatura si può causare una perdita di peso del 10-15%. - Fibre artificiali cellulosiche rigenerate, artificiali cellulosiche modificate e sintetiche: la perdita di peso è legata al grado di eliminabilità delle impurezze secondarie (oli di filatura e tessitura) che normalmente rappresentano un contenuto sul peso fibra del 3-6%. Idrofilità Migliora decisamente dopo purga nelle fibre naturali ed artificiali rigenerate. Bagnabilità Migliora decisamente dopo purga nelle fibre artificiali modificate e fibre sintetiche. Solidità delle tinte Risulta migliore sui tessuti purgati per assenza o quasi di sostanze grasse (impurezze) che estraggono il colorante dalla fibra e diminuiscono i valori di resistenza al lavaggio ed allo sfregamento a secco o ad umido. Colorazione Le fibre naturali acquisiscono una colorazione più bianca per effetto del candeggio chimico che elimina la presenza di pigmenti naturali. 4. Operazioni di preparazione alla tintura Nel quadro sinottico seguente sono indicate le operazioni di preparazione che si possono applicare alle varie fibre. FIBRE NATURALI ARTIFICIALI SINTETICHE Modifi Vegetali Animali Rigenerate o cate Scop Oalplae trianztuiornai di preparazione Cotone Lino Lana Seta Viscosa Polinosico Modal Cupro Lyocel Tencel Acetato Triacetato Poliacriliche Poliammide Poliestere Elastomeri Tactel pac modificato In pH alcalino O O - - + + + + + + + + + + + A acqu pH acido X X + + X X X X X X X X X X X G R a +detergent + + + + O O O O O O O O O O O U P In solvente + + + + + + + + + + + + + + + I° gio o Ipoclorito sodico O O X X X X X - - - X X X X X eg mic Clorito sodico O O X X O O O - - - + + + X X nd hi Acqua ossigenata O O O O O O O - - - X X X + + a c C Riducente + + + + + + + + + + - - - - - Candeggio ottico O O + + O O + O O O O O O + O Mercerizzazione O - X X - - - X X X X X X X X Sgommatura X X X O X X X X X X X X X X X Cloraggio X X O X X X X X X X X X X X X Vaporizzaggio + + O - - - - - - - + - - - - II° Termofissaggio X X X X X X X X X + X O O O O Brucia Chimico: con + + X X + + + + X X X X X X X pelo Termico + + X X - - - X X X X X X X X Cimatura O - O Legenda: O specifico + adatto - solo casi particolari X non adatto N.B.: tutte le operazioni facenti parte del II° tipo di scopo vengono considerate generalmente come operazioni pre-tintoriali perché facilitano il processo tintoriale, oppure evitano effetti negativi derivanti dalla loro applicazione dopo la tintura. Possono comunque essere effettuate anche dopo tintura con risultati ed effetti diversi sul tessuto a maglia finito.