ITFI20100030A1 - Processo per la tintura di tessuti ed altri materiali con procedura a secco. - Google Patents

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

Processo per la tintura di tessuti ed altri materiali con procedura a secco.

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce al campo dei processi di tintura di tessuti ed altri materiali.

Stato della tecnica

Come è noto qualora si voglia dare o cambiare colore ad un dato materiale si ricorre alle operazioni di tintura, questa viene normalmente effettuata per mezzo di un liquido in cui sono disciolti i coloranti necessari a riprodurre il colore voluto. La tintura può essere applicata ai più diversi materiali (paglia, cuoio, pelli, pelliccia, legno, capelli ecc.) ma l'ambito più importante in cui si opera con la tintura è senz’altro quello che interessa le fibre tessili, i filati e i tessuti.

Per eseguire la tintura i coloranti (naturali o di sintesi) vengono sciolti in un liquido (normalmente acqua) in cui il materiale da tingere viene immerso per il tempo necessario (eventualmente sotto leggera agitazione, riscaldamento adeguato ed aggiunta di additivi chimici ) Una volta raggiunta la colorazione voluta il materiale è estratto dal bagno di tintura e sottoposto all’eventuale fissaggio del colore, ai necessari lavaggi e quindi all’asciugatura.

In certi casi, in particolare per quanto riguarda le fibre tessili, il materiale prima di essere immerso nel bagno di tintura deve essere sottoposto a lavaggio di preparazione alla fase di tintura per allontanare i grassi e le untuosità presenti ed eventuali prodotti imbozzimanti.

Alternativamente il liquido colorato può essere applicato fisicamente al materiale da tingere con pennelli, spray, xilografia ecc.

Tutto quanto sopra comporta una lavorazione con tempi di esecuzione lunghi, importante impiego di acqua sia fredda per i risciacqui che calda per i lavaggi e la fase di tintura vera e propria (anche sopra i 100°C. ) con evidente consumo di energia e relativi costi.

E’ evidente, alla luce di quanto detto sopra, quanto sarebbe conveniente poter disporre di un processo che consenta di risparmiare acqua (evitando quindi anche i problemi connessi con la depurazione dei reflui) e anche una semplificazione delle operazioni di tintura a freddo con conseguente maggior produttività,ma soprattutto minore energia da utilizzare e minor inquinamento.

Sommario dell’invenzione

[ci penserò io una volta definito il resto del testo]

Descrizione dettagliata dell’invenzione

E’ stato ora sorprendentemente trovato che è possibile superare i problemi suddetti per mezzo di un processo di tintura in cui il colore è impartito al prodotto da colorare per mezzo di un veicolante solido su cui è disperso il prodotto colorante ed operando a temperatura ambiente.

Secondo l’invenzione il colorante utilizzato è un qualsiasi colorante comunemente utilizzato nei processi di tintura tradizionali di prodotti come sopra definiti, siano essi pigmenti, coloranti organici sintetici in genere o coloranti naturali o qualsiasi altra tipologia di colorante , sia esso liquido che in polvere o grani o granuli.

Per mezzo veicolante solido, secondo l’invenzione, si intende un prodotto sufficientemente poroso da adsorbire o assorbire il colorante, da rilasciare poi in quantità minime, ma anche abbastanza leggero da non danneggiare né il prodotto che deve essere tinto né i macchinari impiegati.

Esempi di veicolante solido secondo l’invenzione sono: cellulosa in granuli, pasta di legno, pomice in granuli, sughero in grani, cotone, capoc, argilla, microspugne, polistirolo espanso, segatura di legno, riso e simili.

Particolarmente preferita secondo l’invenzione è la cellulosa in granuli, eventualmente addizionata con altri materiali assorbenti come ad esempio caolino, come quella utilizzata per assorbimento industriale per il contenimento di sversamenti e perdite di fluidi (ad esempio LITE-DRI<®>o PIG DRI<®>prodotte da NewPIG).

Il processo per la tintura utilizzando i materiali suddetti è estremamente semplice. Si mescola a temperatura ambiente il pigmento con il solido veicolante, preferibilmente facendo in modo che i granelli che costituiscono il solido veicolante restino separati, e si mette il prodotto ottenuto a contatto con il supporto da tingere precedentemente preparato (con contenuto di acqua residuo, calcolato sul peso del materiale da tingere, compreso fra 2% e 60% ) agitando poi in modo che l’impasto si distribuisca sul supporto e fino a quando non si è ottenuta la colorazione voluta (normalmente sono sufficienti dai 3 ai 25 minuti ).

Infine sarà sufficiente scuotere o spolverare il manufatto asciutto per eliminare i residui di cellulosa essiccata rimasti aderenti al manufatto stesso che possono essere eventualmente recuperati e riutilizzati in un ulteriore processo di tintura. Si passa quindi all’asciugatura normalmente per un periodo compreso fra 5 minuti e 90 minuti, a seconda del tipo di materiale da asciugare, ed il processo di tintura è terminato.

Più in particolare, qualora si utilizzino pigmenti per la tintura a freddo o caldo come ad esempio i pigmenti da stampa, è preferibile preparare il materiale da tingere con le resine necessarie ad ottenere un ancoraggio al substrato tale da far si che una volta reticolate diano le minime garanzie di solidità richieste.

In questo caso quindi si preparare la miscela delle resine o la sola resina in soluzione acquosa con un range variabile da 15 grammi per litro ad 100 grammi per litro o più , in funzione della concentrazione delle resine stesse.

Nella soluzione così preparata viene immerso il materiale da tingere successivamente e lasciato in immersione per un tempo normalmente non superiore ai 15 minuti, anche se il tempo di immersione non influisce .

Sarà importante in caso di bassa idrofilia del materiale da tingere fare un pretrattamento dello stesso con soluzione acquosa con opportuno imbibente. Successivamente, scaricato il bagno , si tratta il tutto con il bagno di resinatura. Questa operazione farà si che la soluzione acquosa della resina possa stendersi in modo più uniforme su tutto il tessuto. Ovviamente tutte queste operazioni sono effettuate a temperatura ambiente.

Il materiale così pretrattato verrà poi sottoposto a freddo a parziale asciugatura (ad esempio per compressione fra due rulli, spremitura, centrifugazione o qualsiasi altra tecnica) e quindi trattato con l’impasto colorato come suddetto

Si noti come in questo caso, eseguendo il processo secondo l’invenzione, sia possibile recuperare il bagno di resinatura residuo visto che il substrato deve essere solo umido e quindi contenere pochissima acqua.

Sarà quindi sufficiente aggiungere nella misura di un 10% della quantità iniziale delle resine o la resina nella soluzione di resinatura, e continuare ad utilizzare il bagno per successiva preparazione di materiale da tingere, senza dovere mandare alla depurazione le acque residue.

Si noti che qualora si vogliano utilizzare più colori diversi per la tintura, non è necessario preparare la miscela di colori in forma liquida, in quanto il processo come descritto consente di mescolare i singoli colori nelle quantità necessarie ad ottenere il risultato finale desiderato.

Se invece si utilizzano coloranti in polvere o in granuli, come i coloranti organici sintetici che si trovano normalmente in commercio, che non necessitano di resina per fissarsi al substrato, basterà bagnare con acqua il materiale da trattare e centrifugare o passare a rullo , come sopra.

In questo caso il veicolante solido sarà bagnato con un composto oleoso (ad esempio olio di vaselina per uso enologico che si è visto non interferisce sulle fasi di tintura) preferibilmente in quantità in peso non superiore al peso del veicolante solido e quindi mescolare il colorante in polvere (o in granuli) al veicolante solido. Essendo la polvere o i granuli di colorante non solubili in olio, questi rimarranno attaccati al solido veicolante che, una volta in contatto con il substrato da tingere, cederà a quest’ultimo, per contatto, il colore (che è solubile in acqua) tingendolo. A questo punto si procederà al fissaggio tramite temperatura o ausilio di acidi o basi o quant’altro secondo tecniche ben conosciute.

La percentuale di colorante e la percentuale di veicolante solido da utilizzare dipendono dalla quantità di prodotto che si vuole tingere, dal colore che si vuole ottenere e dalla intensità del colore/i impiegati.

Normalmente la quantità di colorante calcolata in percentuale in peso rispetto al solido veicolante è compresa fra 1% e 15%

Da considerare che è possibile utilizzare questa tecnica anche in presenza di materiale trattato con resine, in quanto molti coloranti sono reattivi alle resine e quindi con la presenza dell’acqua che tiene in soluzione le resine stesse è possibile trasferire il colorante in polvere sulle resine stesse.

Oltre ai vantaggi già menzionati va sottolineato come il processo come descritto è estremamente versatile in quanto consente di ottenere risultati diversi a seconda che: il materiale da tingere sia più o meno umido, il tempo di contatto sia più o meno lungo, e la fase di asciugatura più o meno veloce.

In particolare se sui vuole ottenere un effetto tinto unito sarà necessario lavorare con materiale più ricco di acqua oppure fare mescolare più a lungo il substrato con il colorante in forma solida o fare asciugare in modo lento, dando così modo al colore di migrare.

Al contrario se si preferisce ottenere un effetto più puntinato, disunito, sarà sufficiente lavorare con materiale molto asciutto, fare stare a contatto il pigmento sul solido con il materiale per poco tempo oppure fare asciugare in modo molto veloce.

Il processo può essere eseguito utilizzando una qualunque tecnica o tipologia di macchinario capace di far sì che l’impasto si distribuisca uniformemente sul supporto (ad esempio un tamburo rotante o anche semplicemente un sacco impermeabile).

Quello che conta è creare una turbolenza o vibrazione tale da fare venire a contatto più e più volte il solido con il substrato per fare avvenire la migrazione del colore sul supporto da tingere.

Secondo una realizzazione particolare dell’invenzione è possibile ad esempio tingere il materiale direttamente nel cesto rotante della macchina da asciugatura. In particolare il materiale da colorare, opportunamente umidificato e pretrattato come sopra descritto, ed il veicolante solido impastato con il colorante, verranno inseriti nel tamburo rotante della macchina per asciugatura raccolti in un sacco chiuso (di dimensione tale da permettere il contatto tra veicolante e materiale da tingere ) in questo caso di stoffa, per evitare si la fuoriuscita del materiale , ma per dare modo all’aria ,sia calda che fredda,di attraversare il sacco e fare in modo che questa aiuti il veicolo acquoso presente sul tessuto a far muovere il colore rilasciato dal solido e nel caso di aria fredda ,dare modo al colore di uniformarsi, altrimenti con aria calda fare si che l’acqua possa evaporare fermando il colore sul tessuto in modo disomogeneo e casuale.

Sarà poi la successiva operazione di reticolazione tra 120 e 140 gradi centigradi nel caso di tintura con pigmenti, a far si che il colore si ancori stabilmente sul tessuto.

La possibilità di tingere dentro un sacco (come sopra descritto) è importante poiché offre l’ulteriore vantaggio di non sporcare le macchine riducendo i costi operativi relativi alla pulizia delle macchine, ed allo smaltimento delle acque necessarie per tale operazione.

Qualora al posto di materiali morbidi come la cellula si utilizzino come veicolanti solidi materiali più rigidi come particelle di pomice o ceneri (ad esempio SHOP DRI<®>sempre prodotto dalla NewPig) il processo viene effettuato aggiungendo una piccola quantità di acqua (ad esempio 20 % in peso rispetto alla acqua trattenuta in fase di sbagnatura ) oltre quella necessaria a bagnare il materiale, a freddo. Materiale da tingere, veicolante solido ed acqua aggiuntiva potranno essere disposti in una macchina dotata di tamburo rotante (ad esempi una lavatrice) e fatti girare al fine di ottenere una azione meccanica del veicolante solido sul materiale; così facendo si risparmia sui tempi e sugli additivi necessari ad ottenere l’invecchiamento, la morbidezza (mano ) e aspetto finale.

L’invenzione vie più particolarmente illustrata negli esempi qui di seguito riportati. Esempio 1

300 grammi di LITE-DRI, sono stati divisi in tre porzioni di 100 grammi ciascuna che sono state mescolate rispettivamente con 35 grammi di pigmento giallo liquido, 15 grammi di pigmento blu e 5 grammi di rosso.

I tre impasti sono stati quindi aggiunti in un sacco di plastica a 3 kg di tessuto da tingere precedentemente bagnato con acqua, strizzato bene attraverso il passaggio tra due rulli spremitori e successivamente imbevuto nella soluzione con le resine ( 50 grammi litro di miscela 50/50 di resina acrilica e resina poliuretanica) per circa 10 minuti e ristrizzato.

Il sacco chiuso è stato inserito all’interno di un cesto rotante e posto in rotazione per circa 7 minuti.

Il tessuto colorato è stato tolto dal sacco e scosso per recuperare il solido, immesso in cesto di asciugatura per circa 20 minuti a freddo per ottenere un effetto unito e successivamente fatto asciugare e reticolare in apposita macchina a temperatura di 135°C.

Esempio 2

il materiale da tingere (1 kg) è stato pretrattato con lavaggio a freddo con sapone solvente ed aggiunto in un sacco al veicolante solido costituito da 150 grammi LITE-DRI , 90 grammi di olio di vaselina per uso enologico e 15 grammi di colorante in polvere.

Il sacco è stato inserito in un cesto ruotante e posto in rotazione per 10 minuti. Il tessuto colorato è stato posto ad asciugare senza ulteriori trattamenti per ottenere un effetto disunito mentre il veicolante solido è stato recuperato per essere utilizzato per successiva tintura.

Claims (10)

1. Rivendicazioni 1. Processo di tintura in cui si utilizza un veicolante solido su cui è disperso il prodotto colorante operando a temperatura ambiente.
2. 2. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui il colorante è costituito da:pigmenti, coloranti organici sintetici o coloranti naturali o qualsiasi altra tipologia di colorante , sia esso liquido che in polvere o grani o granuli.
3. 3. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui detto veicolante solido secondo l’invenzione è un prodotto poroso capace di adsorbire o assorbire il colorante, e rilasciarlo in modo che si trasferisca sul prodotto da tingere.
4. 4. Processo secondo la rivendicazione 3 in cui detto veicolante solido è scelto fra: cellulosa in granuli eventualmente mescolata ad altri prodotti assorbenti, pasta di legno, pomice in granuli, sughero in grani, cotone, capoc, argilla, microspugne, polistirolo espanso, segatura di legno e simili.
5. 5. Processo secondo le rivendicazioni 1 – 4 in cui: - si mescola o impasta a temperatura ambiente il pigmento con il solido veicolante e si mette il prodotto ottenuto a contatto con il supporto da tingere precedentemente preparato, agitando poi in modo che l’impasto si distribuisca sul supporto e fino a quando non si è ottenuta la colorazione voluta; - il prodotto colorato è sottoposto ad asciugatura - si eliminano i residui di cellulosa essiccata rimasti aderenti al manufatto stesso che possono essere eventualmente recuperati e riutilizzati in un ulteriore processo di tintura.
6. 6. Processo secondo la rivendicazione 5 in cui si utilizzino pigmenti per la tintura a freddo o caldo in cui: - si pretratta il materiale da tingere con le resine necessarie ad ottenere un ancoraggio al substrato tale da far si che una volta reticolate diano le minime garanzie di solidità richieste. - si sottopone il materiale così pretrattato a parziale asciugatura e quindi si trattato con l’impasto colorato
7. 7. Processo secondo la rivendicazione 5 in cui si utilizzano coloranti in polvere o in granuli, come i coloranti organici sintetici che si trovano normalmente in commercio, che non necessitano di resina per fissarsi al substrato, in cui: - si bagna con acqua il materiale da trattare e lo si asciuga parzialmente; - si bagna il veicolante solido con un composto oleoso e quindi si mescolare il colorante in polvere (o in granuli) al veicolante solido. - si procede al fissaggio tramite temperatura o ausilio di acidi o basi o quant’altro secondo tecniche ben conosciute.
8. 8. Processo secondo le rivendicazioni 1 – 7 in cui il materiale da tingere è tinto direttamente nel cesto rotante di una macchina da asciugatura in cui detto materiale da tingere ed il veicolante solido sono inseriti in un sacco di stoffa chiuso.
9. 9. Uso di un veicolante solido in un processo di tintura.
10. 10. Uso secondo la rivendicazione 9 in cui detto veicolante solido è un prodotto poroso capace di adsorbire o assorbire il colorante, e rilasciarlo in modo che si trasferisca sul prodotto da tingere