BR102014016336A2 - polissacarídeo quimicamente modificado para simultaneamente engomar e fixar os corantes índigo e sulfurosos no tingimento de tecido denim à fibra celulósica e processo para engomagem utilizando o mesmo - Google Patents

Abstract

resumo polissacarídeo quimicamente modificado para simultaneamente engomar e fixar os corantes índigo e sulfurosos no tingimento de tecido denim à fibra celulósica e processo para engomagem utilizando o mesmo a presente invenção pertence ao campo de engomagem e tintura de tecidos, mais especificamente, ao produto e processo para engomagem de tecidos tipo denim, compreendido por utilizar fixadores antes ou após à engomagem, melhorando a solidez e a lavagem dos corantes índigo e sulfurosos. 1/1

Description

POLISSACARÍDEO QUIMICAMENTE MODIFICADO PARA SIMULTANEAMENTE ENGOMAR E FIXAR OS CORANTES ÍNDIGO E SULFUROSOS NO TINGIMENTO DE TECIDO DENIM À FIBRA CELULÓSICA E PROCESSO PARA ENGOMAGEM UTILIZANDO O MESMO

Campo da Invenção [0001] A presente invenção pertence ao campo de engomagem e tintura de tecidos. Mais especificamente, a presente invenção refere-se ao produto e processo para engomagem de tecidos usualmente denominados de denim, compreendido por utilizar fixadores anteriores ou posteriores à engomagem, melhorando a solidez e a lavagem dos corantes indigo e sulfurosos.

Antecedentes da Invenção [0002] A indústria têxtil está dividida em quatro grandes setores: fiação, tecelagem, acabamento e confecção. ANTES do processo de tecelagem, existe o processo de engomagem. [0003] O objetivo maior do processo de engomagem é conferir ao fio características que o façam suportar o esforço exigido no processo de tecimento. Os dois parâmetros mais importantes são: a resistência à tração e a resistência à abrasão. Assim, a aplicação de produtos de engomagem no fio têm como finalidade "colar" as fibras para evitar o deslizamento entre elas, aumentando assim a resistência à tração e promovendo o encapsulamento dos fios com uma pelicula elástica com o objetivo de fazer com que o fio não perca a elasticidade e ganhe resistência à abrasão. [0004] No processo de engomagem deve-se objetivar um aumento de resistência proveniente da colagem das fibras; deve-se apresentar uma capacidade de alongamento à ruptura isto é, deverá ser capaz de permitir um alongamento considerável antes de se romper; deve apresentar boa resistência às tensões e distensões sucessivas; deverá ter uma pelicula envoltória, enraizada, continua, flexivel, resistente à tração, elástica, lisa, lubrificada e macia, que o proteja dos muitos atritos que têm que vencer até se transformar em tecido. Esta pelicula de goma deve segurar a torção dos fios; deverá não apresentar estiramento, em relação ao fio cru (PITA, 1996. Livro Fibras Têxteis). [0005] Tão importante, quanto a qualidade do fio, é a qualidade do urdimento. Os problemas mais encontrados no urdimento são a tensão uniforme dos fios, com a presença de fios esticados e outros "bambos" (com diferentes tensões), que podem ser causados por tensores sujos, mal regulados, etc; o excesso de rupturas de fio, causadas por cones danificados, fios caídos, cones mal colocados, fios embaraçados, sujeira e fio fraco; as condições do enrolamento, visando à uniformidade dos rolos. [0006] A engomadeira é um dos equipamentos que mais influencia sua performance. A máquina tem como funções básicas reunir os fios dos rolos primários (urdideira continua), ou das portadas (urdideira seccional), aplicando a estas soluções de produtos engomantes. Esta aplicação é feita normalmente em um banho a quente e posteriormente o fio é submetido à secagem seguida de resfriamento para voltar a reconstituir a umidade natural. [0007] A engomadeira é uma máquina de dimensões grandes, por tanto é dividida em seções, que possuem finalidades bem distintas entre si, mas com um único objetivo maior que é engomar o fio. [0008] A seção chamada de gaiola ou desenrolamento é onde são alojados os rolos primários de urdume, normalmente com capacidade de até 12 rolos. Os rolos possuem freios, que podem ser individuais ou coletivos, são estes que vão determinar a tensão de desenrolamento. As gaiolas podem ser moveis ou fixas. As gaiolas móveis trabalham em cima de trilhos, existindo duas gaiolas para cada engomadeira, enquanto uma trabalha a outra descarrega e carrega, para ganhar produtividade. [0009] A caixa de goma é, talvez, a parte mais sensível da máquina. Seu objetivo é acondicionar a solução engomante nas condições de trabalho, (normalmente quente, aquecida através de vapor direto ou serpentinas), aplicar uma pressão nos fios para retirar o excesso de goma, (esta pressão irá influenciar diretamente no pick up da goma). As caixas de goma podem ter apenas um ou dois cilindros espremedores. Algumas máquinas possuem duas caixas de goma. [00010] A zona de secagem é a parte da máquina onde é feita a secagem dos fios com goma. Logo na entrada desta, normalmente existe a separação a úmido dos fios em duas ou quatro camadas. Essa parte do processo é importante para facilitar a secagem, proporcionar um melhor encapsulamento do fio e facilitar a separação total dos fios na zona seca. A secagem pode ser feita por crlindros aquecidos (vapor interno), por câmara de ar ou estufa. No caso dos cilindros, que é a mais usada, estes devem ser revestidos com teflon para evitar que formem crostas ou ferrugem. A temperatura de secagem associada à porcentagem de umidade residual no fio influencia diretamente na velocidade da máquina. [00011] Na etapa de campo seco ou de separação das camadas, os fios podem ser submetidos a uma aplicação que chamamos de pós enceragem. Este processo consiste na aplicação por araste de um lubrificante ao fio, que pode ser aplicado a quente ou a frio, dependendo do produto. A aplicação da pós enceragem se dá, principalmente, em urdumes densos, peludos, tintos ou de fios rústicos, com o objetivo de lubrificar a camada externa do fio, para facilitar a abertura nas varas, minimizar os atritos e diminuir pó na tecelagem. [00012] As varas de separação, que os fios são submetidos a seguir, visam separar ou descolar individualmente os fios, mas garantindo sua disposição preliminar nos rolos de urdume primários, para facilitar a remeteção ou agrupamento destes. [00013] Na cabeceira ou enrolamento, após separados, os fios são distribuídos no chamado pente extensível, que ajusta a largura da camada dos fios a largura do rolo, garantindo uma densidade constante de fios/cm e um enrolamento uniforme. Para este enrolamento uniforme, mais três fatores são importantes, a condição do cilindro de arraste ou puxador, a tensão aplicada aos fios e a pressão exercida por uma "balança" sobre os fios já enrolados. [00014] No processo de engomagem, um dos fatores fundamentais é a formulação da receita. Deve-se analisar a carga de goma necessária sobre o fio e os produtos a serem utilizados. [00015] No processo de engomagem conhecido pelos técnicos no assunto aplicam-se sobre o fio o produto básico denominado goma e produtos chamados auxiliares, que melhoram as características citadas. Um fio de urdume deve ser resistente, elástico, extensível e liso. Os ingredientes fundamentais usados na engomagem são, em geral, amidos e fécula modificados ou não, produtos não naturais, que agem como adesivos, alem de substâncias GRAXAS ou oleosas, para agirem como lubrificantes. [00016] As gomas podem ser classificadas, conforme sua origem em naturais, naturais quimicamente modificadas e sintéticas. As gomas naturais podem ser de origem vegetal ou animal. As de origem vegetal possuem como características a facilidade de obtenção, baixo custo e de serem biodegradáveis, destacando-se os amidos e féculas de milho, batata, mandioca. As de origem animal apresentam algumas deficiências quanto à aderência de películas, versatilidade de aplicação e uniformidade, sendo também mais sensível a condições ambientes da sala de tecelagem. De albumina, colas animais, obtidas por hidrólise de osso e de pele. Os amidos modificados quimicamente têm o objetivo de obter produtos que apresentem melhores propriedades de solubilidade, menores índices de viscosidade do banho de engomagem e facilidade de remoção, sem necessidade de uso de produtos enzimáticos no processo de desengomagem. Os amidos modificados são obtidos por processos como hidrólise ácida, oxidação, acetilação, terificação ou esterificação. Dentre as gomas semi-sintéticas destacam-se o carboximetil amido ou amido de carboxilado(C.M.A.) que apresenta boa resistência à abrasão e facilidade de remoção. As gomas sintéticas podem ser formadas por polímeros sintéticos que apresentam aplicação nos processos de engomagem. Os produtos mais utilizados são álcool polivinilico (P.V.A.), polimetacrilatos e poliacrilatos, dietilglicolatos / ácido isofitálico e copolimeros de estireno / ácido maleico. Dentre estas gomas destacam-se os poliacrilatos que são derivados de ácido acrilico e o álcool polivinilico. [00017] As gomas sintéticas apresentam em relação às demais, vantagens, como uma maior estabilidade e aderência de pelicula, reprodutibilidade de formulação, aplicação em fios não hidrófilos e uma maior resistência / elasticidade da pelicula, tendo como desvantagens o custo e a biodegradação. [00018] Os processos triviais utilizados para engomagem normalmente envolvem o uso de agentes aniônicos. [00019] Foram encontrados diversos documentos de patentes relacionados ao processo de engomagem, mas nenhum deles apresenta um processo inovador, onde tecido engomado fixa o corante evitando que as águas de lavagem sejam muito menos carregadas deste, além de permitir uma engomagem de alta eficiência que resulta em tecidos com a trama preservada de migração de corante do urdume para a trama. [00020] O documento de patente BR0620728 fornece uma composição de engomagem em duas partes que confere resistência melhorada para compostos reforçados incluindo uma composição de engomagem e uma composição ligante. O documento de patente JP09195174 descreve uma composição de agente de engomagem com elevada capacidade de absorção de celulose têxtil por meio de uma emulsão catiônica tendo uma elevada concentração de cátions como componente principal, obtida por copolimerização de éster de vinil, tal como acetato de vinil, e um sal de amônio quaternário, polimerizável. O documento de patente US3793062 apresenta um processo de engomagem de tecidos, tais como algodão e viscose, utilizando amidos ricos em amilose, tais como hidroxidialquileter. O documento GB1113039 descreve uma composição para engomagem de materiais fibrosos que compreende polialquilenoiminas, produtos da polimerização de N-metil-etilenoimina, N-metilpropilenoimina ou suas misturas.

Breve Descrição das Figuras [00021] A Figura IA apresenta uma comparação entre os fluxogramas do processo convencional e do processo inovador da presente invenção, de engomagem e tingimento de denim com corante indigo. [00022] A Figura 1B apresenta uma comparação entre os fluxogramas do processo convencional e do processo inovador da presente invenção, de engomagem e tingimento de denim com preto sulfuroso.

Descrição Detalhada da Invenção [00023] A presente invenção refere-se ao produto e processo para engomagem de denim, compreendido por utilizar fixadores anteriores ou posteriores à engomagem, melhorando a solidez e a lavagem dos corantes indigo e sulfurosos. [00024] A tecnologia desenvolvida consiste na utilização de um polissacarideo natural, o qual é quimicamente modificado recebendo em sua cadeia uma carga de caráter catiônico o que confere a este produto característica de engomar e simultaneamente fixar o corante a fibra celulósica. [00025] O polissacarideo é colocado em suspensão em um pH de 2 a 8 e dosado a adição de carga catiônica na relação de 1:0,03 até 1:0,9. A carga catiônica é fornecida por um grupamento funcional nitrogenado de aminas cíclicas ou heterocíclicas oriundos de um ou mais intermediários. [00026] Dentre as aminas utilizadas desta classe estão: N,N-dimetiloctadecilamine, cetiltrimetilamina, cloreto de N-(3-cloro-2-hidroxipropil)trimetil amônio, cloreto de dialil dimetil amônio, N,N dimetilamino etoxietanol e N-metildietanolamina/N-metil etanolamina. [00027] O tempo de reação é determinado pela cinética de reação para alcançar um grau de substituição do grupamento hidroxilo que varia de 0,010 a 0,080. [00028] Após o termino de reação o produto é filtrado e seco para umidade de 14%. [00029] O uso do polissacarideo modificado, denominado comercialmente como Inpalsize FX, dispensa o uso de fixador no final do processo de fingimento com corantes índigo VAT Blue 1(Pigmento azul 66,Color Index 73000) e/ou Sulphur black,(Color Index 53185) uma vez que o produto tem afinidade com a fibra e ancora o corante logo no inicio do processo de engomagem reduzindo assim um ciclo de operação. 0 tecido ganha desta forma mais solidez À lavagem e a fricção. [00030] Com o processo de fingimento mais eficiente, as águas residuais tornam-se mais límpidas. [00031] Como o efluente passa a ter uma carga orgânica menor o uso do Inpalsize FX contribui para mitigar o impacto ambiental. [00032] O processo da presente invenção prescinde da utilização de fixador, já que sua formulação inclui agentes reativos que interagirem com as hidroxilas de amidos, permitindo assim o processo de engomagem e fixação simultânea. [00033] A engomagem têxtil tem como finalidade reunir os fios de urdume que estão em rolos primários oriundos das urdideiras continuas ou seccionais, aplicando agentes engomantes, a fim de torná-los mais resistentes ao atrito durante o processo de tecimento. Assim, a aplicação de produtos de engomagem no fio tem como finalidade "colar" as fibras para evitar o deslizamento entre elas, promovendo o encapsulamento dos fios com uma película elástica com o objetivo de fazer com que o fio não perca a elasticidade e ganhe resistência à abrasão. [00034] O presente processo é de grande impacto econômico, por eliminar o fixador, e ambiental, já que o tecido engomado/fixado permite que as águas de lavagem sejam muito menos carregadas de corantes. Adicionalmente, o processo permite a engomagem de alta eficiência e resulta em tecidos com a trama preservada de migração de corante do urdume para trama. [00035] A engomagem de urdumes ocorre como um processo continuo, onde os fios são desenrolados e mergulhados em banhos contendo agentes engomantes, a goma. Na saida, os fios são espremidos para retirar o excesso de goma e secos por cilindros aquecidos à temperatura que varia entre 100° C a 140° C (existem diversos fatores que influenciam para a escolha correta da temperatura). Saindo da zona de secagem os fios passam pela área de abertura, onde são separados por varas, com o objetivo de descolar um fio do outro do outro a fim deles não entrarem colados no tear, pois causarão grande impacto no que diz respeito à qualidade e eficiência da produção, caso isso ocorra. Uma vez separados os fios são enviados a cabeceira da engomadeira, como é conhecida. Nesse local fica alocado um dispositivo chamado pente extensível que tem por finalidade ajustar a largura do rolo, garantindo uma densidade constante de fios/cm e, consequentemente, a largura do pente no tear. Passando pelo pente extensível, os fios são enrolados com dureza uniforme em carretei apropriado para o tear designado. [00036] As principais finalidades da engomadeira são: aplicar a solução engomante nos fios de urdimento; retirar o excesso de umidade resultante da engomagem; produzir um rolo de densidade uniforme, com os fios regularmente separados, apresentando a umidade residual desejada. [00037] A Engomadeira é uma máquina de dimensões grandes, sendo dividida em seções, que possuem finalidades bem distintas entre si, mas com o único objetivo de engomar o fio . [00038] Conforme descrito anteriormente, a engomadeira é dividida em gaiola, caixa de goma, zona de secagem, zona de separação das camadas e cabeçote da engomadeira. [00039] A goma, de acordo com a presente invenção, é uma substância homogênea composta por água, produtos engomantes e aditivos. Seu objetivo é formar um filme elástico em volta do fio, aumentando a resistência e tração que os fios sofrerão no tear. Ela deve ter: poder de adesão à fibra, poder de coesão, boa capacidade de formação de película, elasticidade e resistência a ruptura, resistência a abrasão, boa fluidez, bom poder de penetração, flexibilidade e maleabilidade, impor lubrificação aos fios engomados, ser razoavelmente higroscópica, resistente ao mofo e ser facilmente removida. [00040] O processo da presente invenção utiliza gomas com radicais reativos catiônicos, que permitem fixar neste processo o corante índigo e sulfurosos, reduzindo o sangramento que ocorre nos processos de tingimento já conhecidos do estado da técnica. Adicionalmente, o presente processo torna a aparência do tecido mais atraente, ao eliminar o uso de fixadores nas últimas caixas de lavagem. Essa eliminação do uso de fixadores gera uma economia significativa.

Exemplo [00041] O "INPALSIZE FX" é um polissacarídeo natural, quimicamente modificado recebendo em sua cadeia uma carga de caráter catiônico o que confere a este produto característica de engomar e simultaneamente fixar o corante à fibra celulósica.

Rota de síntese [00042] O polissacarídeo é colocado em suspensão em um pH de 2 a 8 e dosado a adição de carga catiônica na relação de 1:0,03 até 1:0,9 de reagente catiônico. [00043] A carga catiônica é fornecida por um grupamento funcional amina oriunda de um único produto ou em conjunto com outras aminas. [00044] Dentre as aminas testadas com êxito estão: N,N-dimetiloctadecilamine, cetiltrimetilamina, cloreto de N-(3-cloro-2-hidroxipropil)trimetial amônio, cloreto de dialil dimetil amônio, N,N dimetilamino etoxietanol e N-metildietanolamina/N-metil etanolamina. [00045] O tempo de reação é determinado pela cinética de reação podendo levar de 3h à 48 horas se submetido a uma temperatura de 30 a 80°C para alcançar um grau de substituição do grupamento hidroxilo que varia de 0,010 a 0,080 . [00046] Após ograu de substituição ter sido alcançado término de reação o produto é filtrado em filtros rotativos à vácuo ou similar e seco em secadores com corrente de ar quente ou similar atingindo umidade de 14%. [00047] O uso do Inpalsize FX dispensa o uso de fixador no final do processo de fingimento com corantes índigo VAT Blue 1 (Pigmento azul 66,Color Index 73000) e/ou Sulphur black, (Color Index 53185) uma vez que o Inpalsize FX tem afinidade com a fibra e ancora o corante logo no inicio do processo de engomagem reduzindo assim um ciclo de operação. O tecido ganha, desta forma, mais solidez à lavagem e à fricção. [00048] Com o processo de fingimento mais eficiente, as águas residuais possuem aspecto mais limpidas. [00049] Como o efluente passa a ter uma carga orgânica menor em pelo menos 15%. O uso do Inpalsize FX contribui para mitigar o impacto ambiental. [00050] No exemplo mencionado acima, foram engomados dois rolos com a receita utilizando o Inpalsize FX. Os rolos entraram nos teares e seus desempenhos foram acompanhados e comparados com os demais rolos da mesma urdição, onde apresentaram rendimento dentro dos padrões normais para o artigo.

Foram realizadas provas industriais nas fábricas Santana (Rondonópolis - MT) , Cedro Cachoeira (Pirapora - MG) e Santanense (Montes Claros - MG), obtendo-se com êxito os resultados de até 30% superior ao processo convencional.

Claims (12)

1 Polissacarideo quimicamente modificado para simultaneamente engomar e fixar os corantes indigo e sulfurosos no tingimento de tecido denim à fibra celulósica, caracterizado por conter em sua cadeia uma carga de caráter catiônico.

2 Polissacarideo quimicamente modificado para simultaneamente engomar e fixar os corantes indigo e sulfurosos no tingimento de tecido denim à fibra celulósica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a carga catiônica ser fornecida por um grupamento funcional amina oriundo de um único produto ou em conjunto com outras aminas.

3. Polissacarideo quimicamente modificado para simultaneamente engomar e fixar os corantes indigo e sulfurosos no tingimento de tecido denim à fibra celulósica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter uma amina selecionada do grupo composto por N,N-dimetiloctadecilamine, cetiltrimetilamina, cloreto de N-(3-cloro-2-hidroxipropil)trimetial amônio, cloreto de dialil dimetil amônio, N,N dimetilamino etoxietanol, N-metildietanolamina e N-metil etanolamina.

4. Polissacarideo quimicamente modificado para simultaneamente engomar e fixar os corantes indigo e sulfurosos no tingimento de tecido denim à fibra celulósica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ter afinidade com a fibra celulósica.

5. Polissacarideo quimicamente modificado para simultaneamente engomar e fixar os corantes indigo e sulfurosos no tingimento de tecido denim à fibra celulósica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ancorar o corante no inicio do processo de engomagem reduzindo um ciclo de operação.

6. Processo para engomagem de tecido tipo denim, caracterizado por utilizar fixadores antes ou após a engomagem.

7. Processo para engoraagem de tecido tipo denim, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por utilizar um polissacarideo quimicamente modificado para engomar e fixar simultaneamente o corante à fibra celulósica.

8. Processo para engomagem de tecido tipo denim, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o polissacarideo ser colocado em suspensão em um pH de 2 a 8.

9. Processo para engomagem de tecido tipo denim, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por dosar a adição de carga catiônica na relação de 1:0,03 à 1:0,9.

10. Processo para engomagem de tecido tipo denim, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o tempo de reação ser determinado pela cinética de reação para alcançar um grau de substituição do grupamento hidroxila que varia de 0,010 a 0,080.

11. Processo para engomagem de tecido tipo denim, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de filtrar o produto e secá-lo para obter umidade de 14% .

12. Processo para engomagem de tecido tipo denim, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ancorar o corante no inicio do processo de engomagem reduzindo um ciclo de operação.