WO2015049401A1 - Tejido denim con características ignífugas y proceso de tintura de la urdimbre con colorante azul índigo - Google Patents

Tejido denim con características ignífugas y proceso de tintura de la urdimbre con colorante azul índigo Download PDF

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dyeing
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Jose Ignacio Casanova Royo
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Tejidos Royo, S.L.
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    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2201/00—Cellulose-based fibres, e.g. vegetable fibres

Definitions

  • the present invention relates to a Denim Fabric with flame retardant characteristics, its formula and new warp dyeing process with indigo blue dye on a mixture of cellulosic and synthetic fibers with permanent flame retardant characteristics, such as: flame retardant viscose, modal flame retardant, modacrylic, polyacrylate, polyamide, flame retardant polyester, carbon antistatic AS, para-aramid, meta-aramid, polyamide-imide, polyethylene, PBI ... in order to get an authentic Denim cowboy fabric, with the dye characteristics with indigo blue dye that loses color at rubbing, to use and washing.
  • flame retardant viscose modal flame retardant, modacrylic, polyacrylate, polyamide, flame retardant polyester, carbon antistatic AS, para-aramid, meta-aramid, polyamide-imide, polyethylene, PBI ...
  • the product obtained is permanent flame retardant, resistant to flame, heat, and at the same time by the construction of the fabric is also resistant to breakage, tearing, cutting, impact abrasion, antistatic, can be considered a fabric of Denim type fire retardant protection and also multi-risk.
  • Denim fabric the one in which the fabric warp, usually cellulosic fibers, is tinted mainly with Indigo blue dye and that by rubbing with use and / or at washing by mechanical or chemical effect is losing color.
  • Indigo blue dye main and the type of dyeing process makes the dye is deposited on the thread in surface rings concentric so that the dye does not penetrate inside the thread and the fibers
  • Appearance fabrics are also known in the market Denim that are dyed with other types of dyes among which you can cite the sulphurous, pigments, direct by previously cationing the thread, etc. But these tissues are not defined as authentic Denim but they are imitations and do not have the properties of Denim tinted with blue dye Indigo.
  • Denim appearance with flame retardant characteristics among which can be cited as most prominent the following:
  • Denim fabrics fire retarded by a finishing process Foulard fabric, dyed with indigo dyes, sulphurous acids, acids or pigments, previously or not cationized, these tissues can be of several Composition types such as 100% cotton fabric or most blend cotton with polyester or cotton with polyamide 6.6, or cotton with Lyocell, etc. fireproof with foulard, continuous or by finishing processes exhaustion, also having finished from chemical treatments based on phosphoric acids type Proban ®, Secan ®.
  • tissues are those that mimic the fabric of Denim appearance based on permanent mass-stained flame retardant fibers, in flock, skein or cross coil to a color that mimics the indigo blue color.
  • These fabrics are used as warp threads and are weft with raw threads whitish, being preferably bound with twill 3/1 or 2/1 to obtain fabrics that visually mimic the appearance of a Denim fabric, but do not wash and they lose color when washing and rubbing due to their use (example: Kermel ®).
  • the finishes say that they exist in the chemical products market to obtain a 100% flame retardant fabric finish cotton, or mixture of cotton with synthetic fibers, based on chemical compounds whose active substance is mainly a phosphoric acid or a trisaziridinylphosphine oxide (APO), being normally applied by Foulard and by exhaustion, thermofixed in the rame for polymerization, with a subsequent reduction washing and rinsing to remove residual product and finally neutralized tissue pH.
  • APO trisaziridinylphosphine oxide
  • the fabric is prepared with a drying to Remove excess moisture.
  • the cotton fabric is treated with the Phosphoric-based chemical solution, in a foulard impregnation process, so that dry tissue is cured using ammonia gas in the process of curing, which causes the small molecules to combine to form a polymer, this being intertwined and fixed in the core of each of the fibers
  • -Fabrics are obtained from synthetic fibers or artificial such as meta-aramid, para-aramid, polyamide-imide, PBI, Modacrylics, Chlorofibers, being in all cases tissues to which they lack of comfort since they do not have natural fibers or cellulose in their composition.
  • the threads used for this range of fabrics are obtained from conventional cotton spinning processes, using Open End threads, which are twisted by conventional systems, applying in some cases threads obtained by spinning processes of stamen and parallel wires covered by Core Twist technology.
  • ES8406600 refers to a neutralization procedure of cellulosic substrates impregnated with a free or fixed alkali metal hydroxide, neutralization being performed in in situ by contact with a neutralizing fluid containing anhydride carbonic.
  • US20060059635 refers to a method that allows satisfactory adhesion of dye on the fiber surface by preparing a bath that includes dye or sulfur pigment particles and additives that make the pigment particles are electrically charged, applying to then a second additive, in this case on textile material, to create a substrate with polarity opposite to the first polarity created, to then immerse the textile material in the prepared bath to make the pigment particles attracted to the substrate and retained, finally proceeding to the chemical reduction of the particles of pigment retained by the substrate and oxidation of the reduced form of the pigment particles, to form pigments within the textile material.
  • the process includes a detection stage where the thread passes through a water bath at 40o-90o C that contains a cationic humectant, the dyeing stage that contains a solution buffer and water at 60o-90o C with a cationic dye, whose concentration varies between 0.05 and 500 g / l, a first wash, a stage of fixing the dye to the fabric by a bath with water at room temperature and a anionic fixation of the arylsulfonate type at a concentration of 80 to 120 g / l and finally a second wash.
  • US2005204488 refers to a procedure for indigo dyeing of natural fibers or cellulosics combined with artificial fibers, at least 10% being the fiber natural, this document refers to the impregnation of the fabric not woven in a bath that contains dye in Leuco form.
  • the invention concerns a Denim fabric consisting of a mixture of cellulosic and synthetic fibers mixed with flame retardant fibers, comprising a warp whose threads are dyed with indigo blue dye According to innovative process. It also includes raw weft threads with similar type of mixture, being able to be rigid or elastic according to use end of the fabric, characterized by being a protective fabric, flame retardant permanent and also resistant: to flame, to traction, to abrasion by impact, and multi-risk protection.
  • the fabric warp is dyed by indigo blue dye, based on a new method of dyeing the Denim, which allows to dye fibers constituted by synthetic polymers, and where to date only fibers were dyed cellulosic base.
  • the dyeing of the warp threads comprises the following phases: the PREPARATION phase of the material based on a PRETINTURE with an impregnation of indigo blue dye in bath or by foam at a temperature of 50 ° C, to achieve a good dye intensity on cellulosic fibers.
  • Surfactants with a mixture of anionic surfactants are used in this pre-sealing process together with the indigo blue dye (a small percentage of sulfur dye can also be applied to increase the hue) and the amounts of NaOH and sodium dithionite reducer needed.
  • a nitrogen generator is used that creates an inert atmosphere in the impregnation and dyeing boxes that enables the be able to have the indigo dye in reduced form during the time that found in said nitrogen atmosphere, thus avoiding possible oxidations of the dye in contact with oxygen from ambient air and be able to dye the cellulosic fibers with the maximum dye coating in the fiber and get the indigo dye deposited in shape reduced on synthetic fibers (allows the indigo dye in form reduced, white, and in an inert atmosphere of nitrogen, can be deposited on synthetic fiber, not cellulosic, as if it were a cellulosic).
  • a quaternary amine-based yarn is CATIONIZED , which fixes the indigo dye on the synthetic fibers and at the same time cationizes the cellulosic fibers for subsequent treatment of the dye with the indigo dye.
  • the process continues with a subsequent WASHING and DRYING of the thread to be able to eliminate the non-fixed products and prepare it for dyeing.
  • the dyeing phase comprises in the process of the invention, at least 5 consecutive cycles of the process of pretinction and subsequent oxidation of the thread as described above, so that in each cycle a concentric ring of indigo dye is deposited on the thread, achieving the ring dye, ring, shallow on the thread, so characteristic of the indigo blue dye of Denim items.
  • the number of cycles will depend on the intensity of color that is desired and the% of indigo that is required on the weight of fiber (% of indigo spf)
  • the indigo dye is chemically fixed on the synthetic fibers by applying a fixative with cationic polymers to epichlorohydrin base being integrated into its final structure and fixing the indigo dye deposited in pigment form.
  • drying is then applied in order to polymerize the cationic polymer to achieve a coating micro-film on the indigo pigment obtained, from the chemical reaction, molecularly integrating it onto the synthetic fibers.
  • the dye on the thread and Its fibers have the characteristic of indigo blue dye in rings concentric or annular, both on cellulosic and synthetic fibers, so that by rubbing with use or when washing by mechanical or chemical effect, they will be able to obtain the aspects of lighter tones when the interior is not tinted of the thread and, according to the number of dyeing and oxidation cycles performed, thus achieving to dye the fiber at values between 1.5% to 2.7% of indigo s.p.f. (percentage of indigo on fiber weight).
  • a next phase is the ENCOLADO or ensimaje , in order to protect the warp threads from the continuous friction and tension to which it will be subjected during the weaving process, applying vinyl copolymers that guarantee the elimination of the possible formation of defibrated and erased of the fibers in said weaving process, so that these vinyl copolymers act by improving the fixation of the indigo pigment deposited on the synthetic matter.
  • the tissues obtained by the procedure of the invention are based on the use of threads with Core-spun technology, formed by a central soul and an outer covering, where the central soul It is a continuous thread of high tenacity and the outer coating is obtained injecting two or more fiber wicks and subsequent twisting and stretching of such wicks, resulting in threads characterized by having more flexibility, better touch, better visual appearance and greater core coverage or soul, compared to those in the Core Twist type market, and greater resistance than a conventional thread.
  • warp threads used are constituted with one or more souls of continuous thread, textured or not textured, obtaining the coating from the injection or feeding of two or more fiber wicks containing flame retardant fibers or mixture of natural or synthetic flame retardant and cellulosic fibers
  • the threads used as soul may have the soul of polyester, high tenacity polyester, 6.6 high tenacity polyamide, polyamide 6.6, carbon ceramic fiber, high molecular weight polyethylene, para-aramid and meta-aramid, while the fibers used for coating are those already commented at the beginning of the present description, and which are natural, artificial and / or synthetic fibers, which contain cellulose which can be mixed with the flame retardant flame retardant viscose fibers, modacrylic, polyamide, flame retardant polyamide, meta-aramid, para-aramid, polyamide-imide, polyacrylate, polyacrylonitrile, chlorofibers, fibers vinyl, silica, PBI, PBO, PTO, kynol
  • These threads also have the property of being permanent and antistatic flame retardants due to coating fibers used, are resistant to abrasion, breakage, tear, cut and impact, due to the soul used.
  • the fabrics made with these threads are normally of armor Sargas 3x1 and Sargas 2x1 but they could also be taffeta, satins, satins, telethon, double-sided fabrics or double fabrics etc.
  • the fabric goes through a process of final finish where it is gassed to remove surface fibers avoiding with the temperature on the fabric to sublimate the warp indigo, being able to wash or not to eliminate glue products that have been added to the thread during the dye finishing process, nuanced with Indigo foam on the good side of the fabric and a sanforized to avoid shrinkage when washing and using the garment made with said tissues
  • the fabric of the invention has the following fundamental characteristics:
  • the warp and weft threads have mixtures of permanent flame retardant fibers
  • the warp thread is dyed with blue dye Indigo
  • Figure 1 Corresponds to a dye scheme traditional synthetic fiber with dyes related to these materials that It is applied to tissues.
  • Figure 2.- Shows the dye applied according to the invention.
  • Figure 3. Corresponds to a cross section of a cotton thread dyed with indigo dyes, seen by microscope, all carried out in accordance with the object of the invention.
  • figure 1 shows the tincture traditional synthetic fiber with dyes related to these materials
  • figure 2 the dye applied according to the invention is shown, forming concentric rings (1), or what is the same surface layers, leaving the central core (2), that is, the heart of the thread, without dyeing, because the dye does not penetrate to the core of the thread.
  • FIG 3 a section is shown cross section of a cotton thread (3), which has been dyed with dyes Indigos, all seen under a microscope and according to Denim's tincture shown in figure 2.

Abstract

La invención trata de un tejido vaquero o Denim de protección, con características ignífugas, así como el proceso de tintura de la urdimbre con colorante azul índigo sobre mezcla de fibras celulósicas y sintéticas, todo ello en orden a obtener un tejido ignífugo permanente, resistente a la llama, al calor, así como a la rotura o al rasgado, al corte, y a la abrasión por impacto. El tejido resulta también antiestático, y pudiéndose considerar como un tejido de protección tipo Denim ignífugo y además multi-riesgo, de manera tal que el colorante azul índigo se aplica sobre una mezcla de fibras celulósicas y sintéticas con características ignífugas permanentes tales como viscosa ignífuga, modal ignífugo,modacrílica, poliacrilato, poliamida, poliéster, carbón antiestático AS, para-aramida, meta-aramida, poliamida-imida, polietileno, PBI, con la finalidad de conseguir un tejido tipo auténtico Denim vaquero, con las características de la tintura a base del colorante azul índigo que pierde color al roce, al uso y al lavado.

Description

Tejido denim con características ignífugas y proceso de tintura de la urdimbre con colorante azul índigo
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un Tejido Denim con características ignífugas, su fórmula y nuevo proceso de tintura de la urdimbre con colorante azul índigo sobre una mezcla de fibras celulósicas y sintéticas con características ignífugas permanentes,como: viscosa ignífuga, modal ignífugo, modacrílica, poliacrilato, poliamida, poliéster ignifugo, carbón antiestático AS, para-aramida, meta-aramida, poliamida-imida, polietileno, PBI… con la finalidad de conseguir un tejido tipo auténtico Denim vaquero, con las características de la tintura con colorante azul índigo que pierde color al roce, al uso y al lavado.
El producto obtenido resulta ignifugo permanente, resistente a la llama, al calor, y al mismo tiempo por la construcción del tejido resulta también resistente a la rotura, al rasgado, al corte, a la abrasión por impacto, antiestático, pudiéndose considerar un tejido de protección tipo Denim ignífugo y además multi-riesgo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Se define como tejido de Denim, aquel en el que la urdimbre del tejido, normalmente de fibras celulósicas, esta tintada fundamentalmente con colorante azul Índigo y que por el roce con el uso y /o al lavar por efecto mecánico o químico va perdiendo color. La característica principal del colorante azul Índigo y el tipo de proceso de tintura hace que el colorante se vaya depositando sobre el hilo en anillos superficiales concéntricos de forma que no penetre la tintura en el interior del hilo y de las fibras
También se conocen en el mercado tejidos de aspecto Denim que están tintados con otro tipo de colorantes entre los que se pueden citar los sulfurosos, pigmentos, directos cationizando previamente el hilo, etc. Pero estos tejidos no son definidos como Denim autentico si no que son imitaciones y no tienen las propiedades del Denim tintado con colorante azul Índigo.
Se conocen numerosos tipos de tejidos Denim o de aspecto Denim con características ignífugas entre los que pueden citarse como más destacados los siguientes:
Tejidos Denim ignífugados por un proceso de acabado del tejido por foulard, tintados con colorantes índigo, sulfurosos, ácidos o pigmentos, cationizados previamente o no, pudiendo estos tejidos ser de varios tipos de composición tales como tejido de algodón 100% o bien mezcla de mayoría algodón con poliéster o algodón con poliamida 6,6, o algodón con Lyocell, etc ignifugados con procesos de acabado por foulard, a la continua o por agotamiento, teniendo también acabados a partir de tratamientos químicos basados en ácidos fosfóricos tipo Proban ®, Secan ®.
Otro tipo de tejidos son los que imitan al tejido de aspecto Denim basados en fibras ignífugas permanentes tintadas en masa, en floca, madeja o bobina cruzada a un color que imite el color azul índigo. Estos tejidos se utilizan como hilos de urdimbre y son tramados con hilos color crudo blanquecino, siendo preferentemente ligados con sarga 3/1 o 2/1 para obtener tejidos que visualmente imitan el aspecto de un tejido Denim, pero no delavan y pierden color al lavado y al roce por su uso (ejemplo: Kermel ®).
Son conocidos igualmente hilos utilizados para la elaboración de tejidos como los anteriormente comentados, preferentemente obtenidos a partir de procesos de hilatura convencionales de algodón, utilizándose también hilos Open End, y en algún caso hilos procedentes de hilatura de estambre, pudiéndose utilizar todos a un cabo retorcidos por sistema convencional, existiendo además hilos paralelos recubiertos por tecnología Core Twist (ejemplo: poliéster, poliamida, poliamida-imida, meta-aramida, para-aramida). Estos hilos se utilizan como alma en el proceso de hilatura Core Twist, que consiste en recubrir un hilo normalmente de filamentos continuos paralelos y no texturizados, de manera que mediante una doble cobertura de forma helicoidal con dos hilos de fibra cortada se recubre un alma o hilo interior continuo, sintético normalmente y no texturado. Entendiéndose por texturado el voluminizado y enmarañado de los hilos continuos obtenidos a partir de discos de fricción o airtex.
En cuanto a los acabados, decir que existen en el mercado productos químicos para obtener un acabado ignífugo de tejido 100% algodón, o bien mezcla de algodón con fibras sintéticas, basándose en compuestos químicos cuyo principio activo es principalmente un ácido fosfórico o un óxido trisaziridinilfosfina (APO), siendo aplicados normalmente por foulard y por agotamiento, termofijado en la rame para su polimerizado, con un posterior lavado de reducción y aclarado para eliminar producto residual y finalmente neutralizado el pH del tejido.
El proceso habitual basado en un tratamiento de impregnación y reticulación de polimerización, es como sigue:
-Primeramente se prepara el tejido con un secado para eliminar el exceso de humedad.
-En segundo lugar se trata el tejido de algodón con la solución química de base fosfórica, en un proceso de impregnación por foulard, de manera que el tejido seco se cura empleando gas amoniaco en el proceso de curado, lo que provoca que las pequeñas moléculas se combinen para formar un polímero, quedando éste entrelazado y fijado en el núcleo de cada una de las fibras.
-A continuación se efectúa un proceso de oxidación y por último se lava enérgicamente el tejido con baño reductor 1,2% a 60º C, enjuagándose con un aclarado en agua y posterior neutralizado, así como secándose a 130º C durante un minuto.
-Otro sistema de acabado ignífugo se basa en la reticulación de oligómero organofosforado funcional hidróxido.
Los inconvenientes o cuestiones no resueltas que presentan los procedimientos anteriormente comentados son los siguientes:
-Esta gama de tejidos no puede garantizar que sean ignífugos permanentes, ni con los mismos niveles y prestaciones ignífugas iniciales, ya que pierden características tras los lavados que requiere el mantenimiento de la prenda al uso.
-También estos tipos de acabado dejan el tejido mas rígido, reduciendo su confortabilidad y el activo químico utilizado puede causar alergias al usuario.
-Los tejidos se obtienen a partir de fibras sintéticas o artificiales tales como meta-aramida, para-aramida, poliamida-imida, PBI, Modacrílicas, Clorofibras, siendo en todos los casos tejidos a los que les falta confortabilidad ya que no disponen de fibras naturales o celulosa en su composición.
-Son tejidos que imitan el color índigo, pero el color no se desgasta al uso y lavado como un auténtico Denim, utilizándose normalmente colores uniformes.
-Son tejidos que están constituidos con fibras que no tienen buena higroscopicidad, ni capilaridad y por lo tanto no absorben ni regulan la humedad, resultando estos con mala transpiración en valores REC y RETbajos (según norma EN 31092Determinación de las propiedades fisiológicas / Térmicas y al vapor de agua).
-Los hilos utilizados para esta gama de tejidos son obtenidos a partir de procesos de hilatura convencionales de algodón, utilizándose hilos Open End, que son retorcidos por sistemas convencionales, aplicándose en algunos casos hilos obtenidos por procesos de hilatura de estambre e hilos paralelos recubiertos por tecnología Core Twist.
-Por último decir que los hilos obtenidos, al igual que los tejidos resultantes, se caracterizan por ser rígidos y ásperos al tacto.
En cualquier caso, se conocen documentos correspondientes a patentes que se refieren o tienen relación con procesos de tintura del índigo, y en tal sentido puede citarse el documento ES2059745 que se refiere a unas composiciones de colorantes para teñir hilado de algodón de drill y proceso de teñido y artículos teñidos usando el mismo, reivindicando un proceso de tintura que implica la inmersión de la cuerda en un baño de índigo, con una fase de escurrido y una de oxidación por ventilación de la cuerda teñida.
También puede citarse el documento ES2060047, que concierne a un procedimiento de tintura de hebras usando un derivado de añil y artículo teñido, obtenido mediante este procedimiento, comprendiendo una inmersión reiterada en un baño de tintura, escurrido del líquido excedente y oxidación por exposición al aire.
También puede citarse el documento US4131423 que se refiere a un proceso para tintura de fibras celulósicas que permite la fijación de la tintura mediante un tratamiento de oxidación.
Otro documento es el ES8406600 que se refiere a un procedimiento de neutralización de substratos celulósicos impregnados con un hidróxido de metal alcalino libre o fijado, realizándose la neutralización in situ por contacto con un fluido neutralizante que contiene anhídrido carbónico.
Otro documento es la patente US20060059635 que se refiere a un método que permite la adhesión satisfactoria de tintura sobre la superficie de las fibras mediante la preparación de un baño que incluye partículas de pigmento de colorante o de azufre y unos aditivos que hacen que las partículas de pigmento se carguen eléctricamente, aplicándose a continuación un segundo aditivo, en este caso sobre material textil, para crear un sustrato con polaridad opuesta a la primera polaridad creada, para seguidamente realizar la inmersión del material textil en el baño preparado para hacer que las partículas de pigmento sean atraídas por el substrato y retenidas, procediendo finalmente a la reducción química de las partículas de pigmento retenidas por el substrato y oxidación de la forma reducida de las partículas de pigmento, para formar pigmentos dentro del material textil.
Otro documento que se puede citar es la patente US2008280519 que se refiere a un proceso de tintura de fibras de algodón mezcladas con fibras sintéticas para la fabricación de 'Jeans' de color mediante un colorante directo o catiónico, de modo que se obtiene una tela con colores firmes y que no delavan ni decoloran al uso ni al lavado igual que un índigo. Sin embargo tras su estudio se observa que el proceso comprende una etapa de descrude donde el hilo pasa por un baño de agua a 40º-90º C que contiene un humectante catiónico, la etapa de teñido que contiene una solución amortiguadora y agua a 60º-90º C con un colorante catiónico, cuya concentración varía entre 0,05 y 500 g/l, un primer lavado, una etapa de fijación del colorante a la tela mediante un baño con agua a temperatura ambiente y una fijación aniónica del tipo arilsulfonato en una concentración de 80 a 120 g/l y, finalmente, un segundo lavado.
Otro documento corresponde a la patente coreana KR20120076096 A, donde se describe un procedimiento que implica el uso de índigo natural en polvo para el teñido de 'Jeans', ya sea de lycra o Denim, comprendiendo las etapas de secado, pulverizado del índigo, mezclado del polvo con hidrosulfito, hidróxido de sodio y agua, tratamiento a 40º-60º C durante 20-40 minutos, inmersión del 'Jean' en la solución de tintura, oxidación, lavado, neutralización con ácido acético y lavado.
Otro documento es la patente US2005204488 que se refiere a un procedimiento para la tintura con índigo de fibras naturales o celulósicas combinadas con fibras artificiales, siendo al menos el 10% la fibra natural, en este documento se hace alusión a la impregnación de la tela no tejida en un baño que contiene tinte en forma Leuco.
Por último se puede citar el documento correspondiente a la patente japonesa JPH10280286 A, donde se describe una tintura con índigo de un hilo sintético, mediante un procedimiento convencional.
En cualquiera de los casos, es decir en todos los procedimientos descritos en los documentos anteriormente referidos, no se lleva a cabo un procedimiento completo de tintura de índigo sobre fibras sintéticas con características ignífugas, y en una serie de fases operativas como la que se describe en la presente solicitud.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención trata de un tejidoDenim constituido por una mezcla de fibras celulósicas y sintéticas mezcladas con fibras ignífugas, que comprende una urdimbre cuyos hilos son tintados con colorante azul índigo según proceso innovador. También comprende unos hilos de trama en color crudo con parecida tipología de mezcla, pudiendo ser rígidos o elásticos según uso final del tejido, caracterizándose por ser un tejido de protección, ignífugo permanente y además resistente: a la llama, a la tracción, a la abrasión por impacto, y protección multi-riesgo.
Hasta la fecha no existía la posibilidad de tintar fibras sintéticas con el colorante azul índigo ni otras familias de colorante que permitieran una tintura de los hilos de urdimbre por sistema rop dye, slasher o espuma.La invención radica en una formula y su proceso de tintura y acabadoque permite tintar con estos colorantes fibras constituidas por polímeros sintéticos. Anteriormente solo se podían tintar fibras de base celulósica para la obtención de tejidos Denim.
Tradicionalmente la tintura de las fibras sintéticas tales como poliéster, poliamida, modacrílicas y otras variedades, se ha realizado con colorantes adecuados y afines a dichas materias, como son la familia de colorantes dispersos, ácidos, catiónicos y procesos típicos de tintura a la continua y discontinua por agotamiento.
En el procedimiento de la invención participan una serie de fases operativas que se expondrán con posterioridad, y en donde la finalidad es conseguir un tejido tipo Denim azul Índigo que pierde color en los sucesivos lavados y al uso, con características ignífugas, utilizando como fibras de recubrimiento las siguientes: viscosa ignífuga, modal ignífugo, algodón, modacrílica, poliéster, poliamida o poliamida ignífuga, meta-aramida, para-aramida, poliacrilato, poliacrilonitrilo y otras.
Además, en el procedimiento de la invención la urdimbre del tejido es tintada mediante colorante azul índigo, en base a un nuevo método de tintura del Denim, que permite tintar fibras constituidas por polímeros sintéticos, y en donde hasta la fecha únicamente se tintaban fibras de base celulósica.
La tintura de los hilos de urdimbre, comprende las siguientes fases: la fase dePREPARACIÓNde la materia a base de una PRETINTURA con una impregnación de colorante azul índigo en baño o por espuma a temperatura de 50º C, para conseguir una buena intensidad del colorante sobre las fibras celulósicas. En este proceso de pretintura se utilizan tensoactivos con mezcla de surfactantes aniónicos junto con el colorante azul índigo (también se puede aplicar un pequeño porcentaje de colorante sulfuroso para incrementar el matiz) y las cantidades de NaOH y reductor Ditionito Sódico necesarias.
Con el objeto de conseguir el máximo recubrimientodel colorante índigo sobre las materias celulósicas del hilo utilizado, e intentar una coloración por ensuciamiento pigmentario de las materias sintéticas el tiempo de impregnación se incrementará, de lo que sería una tintura sobre fibras 100% celulósicas, siendo entre 115seg a 136 seg., alimentado el hilo de urdimbre a una velocidad de entre 22 y 27 m/min.
Además, se utiliza un generador de nitrógeno que crea una atmósfera inerte en las cajas de impregnación y de tintura que habilita el poder tener el colorante índigo en forma reducida durante el tiempo que se encuentra en dicha atmósfera de nitrógeno, evitando así las posibles oxidaciones del colorante en contacto con el oxigeno del aire del ambiente y poder tintar las fibras celulósicas con el máximo recubrimiento del colorante en la fibra y obtener que se vaya depositando el colorante índigo en forma reducida sobre las fibras sintéticas (permite que el colorante índigo en forma reducida, leuco, y en atmosfera inerte, de nitrógeno, pueda depositarse sobre la fibra sintética, no celulósica, como si se tratara de una celulósica).
Por otra parte, se aumenta entre un 130% a 150% el agente reductor (Ditionito Sódico) y la cantidad de álcali (NaOH), consiguiéndose que el índigo se mantenga en su estado químico reducido en el interior de la caja de impregnación, que junto con la atmósfera de nitrógeno contribuirá a mantener mayor reducción del colorante índigo durante el proceso de reducción. Asegurando la pigmentación de las fibras sintéticas, de manera que con estas concentraciones y en combinación con el tiempo de impregnación (de entre 115seg. a 136seg.), y la atmósfera de nitrógeno generada, se consigue una deposición del índigo sobre la fibra celulósica y coloración de las sintéticas, consiguiendo un recubrimiento anular total de las fibras que componen el hilo.
A continuación se somete al hilo, una vez eliminado su exceso de humedad mediante un exprimido, a una fase de OXIDACION pasando por un campo de oxidación al aire, mediante el oxigeno contenido enel ambiente (atmósfera estándar) con objeto de completar una oxidación total del colorante sobre la fibra celulósica y asegurar la completa reacción química de Van der Waals entre el colorante y la celulosa, así como transformar el colorante índigo depositado sobre las fibras sintéticas en forma reducida a forma pigmentaria para conseguir la coloración de las fibras sintéticas.
Para ello se incrementó el tiempo de oxidación del orden de 80 seg, a 95 seg. respecto a los procesos convencionales de oxidación (contacto con el O2 del ambiente).
Una vez oxidado el colorante índigo se procede a un CATIONIZADO del hilo a base de aminas cuaternarias, el cual fija el colorante índigo sobre las fibras sintéticas y al mismo tiempo cationiza las fibras celulósicas para su posterior tratamiento de la tintura con el colorante índigo.
El proceso continua con un LAVADO Y SECADO posterior del hilo para poder eliminar los productos no fijados y prepararlo para la tintura
La fase de TINTURA comprende en el procedimiento de la invención, al menos 5 ciclos consecutivos del proceso de pretintura y oxidación posterior del hilo como las descritas anteriormente, de forma que en cada ciclo se deposita un anillo concéntrico de colorante índigo sobre el hilo consiguiéndose la tintura anular, de anillos, superficial sobre el hilo, tan característica de la tintura azul de índigo de los artículos de Denim. El número de ciclos dependerá de la intensidad de color que se desee y del % de índigo que se requiera sobre el peso de fibra (% de índigo s.p.f.)
Después se somete a una fase de ACABADO, de manera que una vez conseguida la tintura del azul índigo sobre la celulosa y su fijado mediante la oxidación posterior, se procede a fijar químicamente el colorante índigo sobre las fibras sintéticas aplicando un fijador con polímeros catiónicos a base de epiclorhidrina quedando integrado en su estructura final y fijando el colorante índigo depositado en forma pigmentaria. Además, a continuación se procede a aplicar un secado con la finalidad de polimerizar el polímero catiónico para conseguir un micro-film de recubrimiento sobre el pigmento índigo obtenido, a partir de la reacción química, integrándolo molecularmente sobre las fibras sintéticas.
Al final de este proceso la tintura sobre el hilo y sus fibras tiene la característica de la tintura azul índigo en anillos concéntricos o anular, tanto sobre las fibras celulósicas como las sintéticas, de forma que por el roce con el uso o al lavar por efecto mecánico o químico se podrán obtener los aspectos de tonos mas claros al no estar tintado el interior del hilo y, según el numero de ciclos de tintura y oxidación realizados, consiguiéndose con ello tintar la fibra a valores de entre 1.5% a 2,7% de índigo s.p.f. (porcentaje de índigo sobre peso de la fibra).
Una siguiente fase es la de ENCOLADO o ensimaje, con el objeto de proteger los hilos de urdimbre de los continuos roces y tensiones a los que va a ser sometido durante el proceso de tejeduría, aplicando copolímeros vinílicos que garantizan la eliminación de la posible formación de desfibrados y borrillas de las fibras en dicho proceso de tejeduría, de manera que estos copolímeros vinílicos actúan mejorando la fijación del pigmento índigo depositado sobre la materia sintética.
En una posterior fase se lleva a cabo un proceso de secado, obligando a trabajar a temperaturas no superiores a 120º C para evitar diferencias de elasticidad y estiraje de las distintas materias una vez encoladas.
También conviene decir que en el proceso es necesario someter los hilos a un tensionado durante el proceso de tintura a la continua, basándose en unos mecanismos consistentes en unos sensores de control de tracción sobre los hilos que permiten controlar y corregir la tensión aplicada en todo momento del proceso.
En definitiva, se trata, mediante el procedimiento de la invención, de conseguir el mismo efecto que el conseguido en un proceso de tintura de índigo convencional de fibras celulósicas, pero sobre fibras celulósicas naturales o sintéticas y su mezclas con fibras sintéticas, consiguiéndose en definitiva una tintura tipo Denim azul índigo en anillos sobre una mezcla de algodón, viscosa o modal ignífugo, modacrílica, AS antiestático + poliamida de alta tenacidad, para-aramida y/o polietileno a la continua, consiguiéndose la tintura tintando el algodón y la modal FR de forma convencional, mientras que las fibras modacrílicas, poliamida, para-aramida y polietileno son pigmentadas superficialmente con colorante índigo en una atmosfera inerte de nitrógeno, oxidado y finalmente fijado entre si con el polímero catiónico y su posterior polimerización como se ha descrito, Obteniéndose un tejido con un aspecto auténtico del tipo Denim, en donde los tejidos obtenidos se caracterizan por estar compuestos mayoritariamente por fibras de origen artificial o sintético y parcialmente por celulosa, consiguiendo artículos ignifugos con un LOI ( Limite Oxigene Index) superior a 20.
Las ventajas derivadas del producto obtenido en base al procedimiento de la invención, producto que resulta ser un Tejido de protección tipo Denim ignífugo permanente tintado con colorante azul índigo que resulta resistente al fuego, a la llama y además: a la rotura, al corte, abrasión, al impacto, es antiestático y muti-riesgo, pueden resumirse en las siguientes:
  • Es ignífugo, garantizándose para todo el ciclo de vida del producto (fibras intrínsecamente ignífugas permanentes)
  • Es un tejido que pierde color con el uso y el lavado sucesivo y de aspecto idéntico a un Vaquero, Denim Azul Índigo
  • Es un tejido transpirable.
  • Es un tejido antiestático, protección de descarga de la electricidad estática
  • Es un tejido hipoalérgico. (Ya que no causa ningún tipo de alérgica y sobre todo si lo comparamos con tejidos ignifugados por procesos de acabado).
  • Es resistente a la tracción (> 300N) y al desgarro (>15N).
  • Es resistente al corte y a la abrasión por impacto.
  • Es resistente a los UV y micro organismos.
  • Es de fácil mantenimiento y lavable.
  • Es un tejido de Protección utilizable para múltiples usos, tanto en cristalerías, como en talleres de plancha, labores de jardinería, agrícolas y forestales, cementeras, construcción, automoción, motociclistas, ciclistas, skate board, patinaje, excursionismo, transporte, policía, militar, etc.
Los tejidos obtenidos mediante el procedimiento de la invención están basados en la utilización de hilos con tecnología Core-spun, formados por un alma central y un recubrimiento exterior, donde el alma central es un hilo continuo de alta tenacidad y el recubrimiento exterior se obtiene inyectando dos o más mechas de fibras y posterior torsión y estirado de tales mechas, obteniéndose como resultado hilos caracterizados por tener mas flexibilidad, mejor tacto, mejor aspecto visual y mayor cobertura del núcleo o alma, respecto a los existentes en el mercado tipo Core Twist, y mayor resistencia que un hilo convencional.
En el caso de los hilos de urdimbre utilizados están constituidos con una o mas almas de hilo continuo, texturizado o no texturizado, obteniéndose el recubrimiento a partir de la inyección o alimentación de dos o mas mechas de fibras que contienen fibras ignífugas o mezcla de fibras ignífugas y celulósicas naturales o sintéticas
Los hilos utilizados como alma podrán tener el alma de poliéster, poliéster de alta tenacidad, poliamida 6,6 de alta tenacidad, poliamida 6,6, fibra cerámica de carbón, polietileno de alto peso molecular, para-aramida y meta-aramida, mientras que las fibras utilizadas para el recubrimiento son las ya comentadas al principio de la presente descripción, y que son fibras naturales, artificiales y/o sintéticas, que contienen celulosa que se pueden mezclar con las fibras viscosa ignífuga modal ignífugo, modacrílica, poliamida, poliamida ignífuga, meta-aramida, para-aramida, poliamida-imida, poliacrilato, poliacrilonitrilo, clorofibras, fibras vinílicas, sílica, PBI, PBO,PTO, kynol
Estos hilos además tienen la propiedad de ser ignífugos permanentes y antiestáticos debido a las fibras de recubrimiento utilizadas, son resistentes a la abrasión, rotura, al desgarro, al corte y al impacto, debido al alma utilizada.
Los tejidos realizados con estos hilos son normalmente de armadura Sargas 3x1y Sargas 2x1 pero también podrían ser, tafetanes, satenes, rasos, teletones, telas a dos caras o dobles telas etc.
Una vez realizado el tejido este pasa por un proceso de acabado final donde es gaseado para eliminar las fibras superficiales evitando con la temperatura sobre el tejido sublimar el índigo de la urdimbre, pudiéndose lavar o no para eliminar los productos de encolado que se han añadido al hilo durante el proceso de acabado de la tintura, matizado con espuma de índigo sobre la cara buena del tejido y un sanforizado para evitar los encogimientos al lavado y al uso que puede sufrir la prenda confeccionada con dichos tejidos
En definitiva, el tejido de la invención presenta las siguientes características fundamentales:
- Es un tejido Denim ignifugo permanente
- Los hilos de urdimbre y trama tienen mezclas de fibras ignifugas permanentes
- El hilo de urdimbre es tintado con colorante azul Índigo
- Es un tejido elástico con fibras ignifugas
- El LOI es superior a 20
- Tiene hilos de tecnología core-spun para aumentar las resistencias
- Es un tejido multiriesgo y de protección,
y todo ello en base a un proceso de tintura del hilo y un acabado diferente al convencional.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña la presente memoria descriptiva, formando parte integrante de la misma, un juego de dibujos en base a los cuales se comprenderán determinadas características de novedad de la invención, en cuyos dibujos se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Corresponde a un esquema de la tintura tradicional de una fibra sintética con colorantes afines a dichas materias que se aplica en los tejidos.
La figura 2.-Muestra la tintura aplicada según la invención.
La figura 3.- Corresponde a una sección transversal de un hilo de algodón tintado con colorantes índigos, visto por microscopio, todo ello realizado de acuerdo con el objeto de la invención.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Como se decía, en la figura 1 se muestra la tintura tradicional de una fibra sintética con colorantes afines a dichas materias, mientras que en la figura 2 se muestra la tintura aplicada según la invención, formando anillos concéntricos (1), o lo que es lo mismo capas superficiales, quedando el núcleo central (2), es decir el corazón del hilo, sin tintar, debido a que el colorante no penetra hasta el núcleo del hilo.
Por último, en la figura 3, se muestra una sección transversal de un hilo (3) de algodón, que ha sido tintado con colorantes índigos, todo ello visto al microscopio y de acuerdo con la tintura de Denim mostrada en la figura 2.

Claims (9)

  1. Proceso de tintura de la urdimbre de un tejido Denim, efectuándose la tintura mediante colorante azul índigo sobre hilos con mezcla de fibras ignífugas permanentes que pueden contener también fibras naturales, celulósicas, y sintéticas, caracterizado porque la tintura se realiza a la continua y las fibras ignífugas tienen características intrínsecamente ignífugas, comprendiendo las fases de:
    -Preparación:
    -Pre tintura
    -Oxidación
    -Cationizado
    -Lavado
    -Tintura, ciclos consecutivos:
    -Pre tintura
    -Oxidación
    -Acabado:
    -Cationizado
    -Fijación
    -Secado
    -Polimerizado
    -Encolado:
    -Impregnación
    -Secado
  2. Proceso de tintura de la urdimbre de un tejido Denim, según reivindicación 1, caracterizado porque en la fase de preparación y tintura se realiza una pre tintura, de base, con colorante azul índigo y tensioactivos, mezclados con surfactantes aniónicos y otros colorantes, para conseguir una tintura de las fibras mediante la transformación del colorante índigo pigmentado, después de la oxidación.
  3. Proceso de tintura de la urdimbre de un tejido Denim, según reivindicación 1, caracterizado porque la fijación del colorante azul índigo sobre las fibras sintéticas ignífugas, se realiza mediante la aplicación de un polímero catiónico, que permite integrar el colorante índigo pigmentado sobre la superficie de las fibras sintéticas junto con un secado y polimerizado
  4. Proceso de tintura de la urdimbre de un tejido Denim, según reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación del colorante azul índigo se realiza en combinación con cantidades adecuadas de ditionito sódico y sosa cáustica, reaccionando y obteniendo la oxidación química de dicho colorante azul índigo mediante el oxígeno del ambiente.
  5. Proceso de tintura de la urdimbre de un tejido Denim, según reivindicación 1, caracterizado porque se crea una atmósfera inerte en base a un generador de nitrógeno, que facilita el poder tintar las fibras celulósicas con un recubrimiento máximo del colorante azul índigo en la fibra, así como depositar dicho colorante azul índigo en forma reducida sobre las fibras sintéticas.
  6. Proceso de tintura de la urdimbre de un tejido Denim, según la reivindicación 1, caracterizado porque en la fase de tintura se realizan ciclos consecutivos que permiten obtener anillos concéntricos de tintura del colorante índigo sobre el hilo
  7. Tejido Denim con características ignífugas, obtenido a partir del proceso de tintura de la urdimbre descrito en reivindicaciones anteriores que se caracteriza porque está constituido por hilos de urdimbre con una mezcla de fibras ignífugas permanentes que pueden contener otras fibras, naturales, celulósicas, y sintéticas con la especial particularidad de que dichos hilos son tintados con colorantes azul índigo y pueden alcanzar valores de hasta 2,7 % de colorante sobre el peso de la fibra donde el colorante azul índigo es pigmentado y fijado sobre las fibras sintéticas e ignifugas permanentes y se deposita sobre los hilos de urdimbre en forma de anillos concéntricos o capas superficiales, estableciendo un núcleo central o corazón del hilo sin tintar de colorante azul índigo.
  8. Tejido Denim con características ignífugas, según reivindicación 7, caracterizado porque los hilos de urdimbre pueden incluir un alma de hilo continuo, o de características Core-Twist o Core-Spun, con una o más almas de hilo continuo de 20 Den a 440 Den, con un recubrimiento mediante inyección de dos o más mechas de fibras que contienen fibras ignífugas, o recubiertos con uno, dos, o más hilos que contienen fibras ignífugas.
  9. Tejido Denim con característica ignifugas, según reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque se obtiene mediante armaduras o ligamentos, preferentemente, de Sarga 3/1, Sarga 2/1, Tafetán, Teletones, Canvas, Raso o Satén, Telas a 2 caras, Dobles telas.
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