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UNIVERSIDAD DE ANTIOQUÍA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA INTRODUCCIÓN A LOS PROCESOS TEXTILES TALLER EVALUATIVO DE TINTORERIA, ACABADOS Y COLORIMETRIA Fecha: 2018/II semestre Docente: Disma Ruiz Blandón Presentado por: Kelly Camargo Lozano, Carlos Alfonso Junco Cárdenas.

1. Describir esquemáticamente el proceso de Preparación de las telas, sus objetivos y controles. Es imprescindible llegar a una serie de procesos antes de pasar a tintura, estampación, blanqueo óptico y acabados. Procesos preliminares

Chamuscado: Proceso continuo para remover fibras sobresalientes desde la superficie de las te las telas

Blanqueo químico: Remover cuerpos de color de las fibras, hilazas, telas o prendas.

Necesarios para preparar textil crudo

Desengome: Remover gomas de urdimbre de telas de tejido plano

Descrude: Remueve impurezas de fibras, hilazas, telas o prendas. Requiere Ph y T alta

Mercerizado: Proceso donde el algodón es tratado con una alta concentración de NaOH con anterioridad al teñido, con el fin de producir cambios deseables.

Lavado: Remueve químicos residuales y materiales solubles en agua o aquellos que son dispersos en agua, de pasos de procesamiento Taller Preparación, Teñido, Acabados y Colorimetria/ UdeA 2018 previos.

Descrude y blanqueo químico: Combinados dentro de un paso, especialmente en la preparación de tejido de punto de algodón

Aumentar el lavado después Carbonizado: Proceso para remover del impurezas blanqueo. celulósicas de telas de lana con ácido sulfúrico antes del teñido.

Seer Sucker: Tratamiento en frío con Soda Caústica a 25º Bé que se realiza a las telas de algodón y/o mezclas, para hinchar la fibra y lograr efectos especiales. Página 1

Objetivos y controles: indispensablemente que la muestra textil quede en óptimas condiciones, donde quede con la menor cantidad de imperfecciones y con las propiedades y color esperado. Controles de calidad: Son chequeos que nos aseguran cuantitativa y cualitativamente que la tela está en condiciones óptimas de continuar con los procesos posteriores. Estos controles se ven reflejados en la calidad de la tela. (Chequeos cuantitativos: pH a la tela, Chequeos de humectación, Chequeos de hidrofilidad, porcentaje de sólidos. Chequeos humectación: Es la capacidad que tiene la tela después de ser sometida a los procesos preliminares, de desplazarse en forma global en el tejido, lo que nos asegura que se absorbe en forma homogénea el baño de teñido y procesos posteriores de acabados. Chequeo de hidrofilidad: Es la capacidad que tiene la tela después de ser sometida a los procesos preliminares, de transportar el agua a lo ancho y largo del tejido, (urdimbre y trama), lo que la hace apta para absorber en forma homogénea el baño de teñido y procesos posteriores de acabados. Chequeos Cualitativos: Identificación de almidones (con la prueba de Yodo Yoduro) Identificación de PVA, Identificación de CMC.

2. Como está constituido químicamente un Colorante. Los colores (colorantes) son sustancias que tienen la capacidad de absorber longitudes de onda del espectro visible y reaccionar reflejando la longitud de onda que el compuesto no absorbe, esta longitud determina el color que vemos, cuando se aplica a un sustrato en el sector textil, su función es brindarles un color casi permanente a las telas. El color aparece siempre como consecuencia de la acción conjunta de dos agrupaciones atómicas diferentes: el cromóforo y el auxocromo (consiste en grupos cagados positivamente que intensifican una sustancia o cromóforo en la síntesis de colorantes). El grupo cromóforo (del griego portador de color) es un grupo funcional tal como -C=C-, -N=N- (grupo azo) y anillos aromáticos con bastantes electrones en orbitales n y/o π que dan origen al color que observamos. El cromóforo es por si solo el responsable del color. Los sistemas cromóforos más importantes son:   

Cromóforos etilénicos: Ar-(CH=CH)n-Ar; (n≥4) Cromóforos azo: -R-N=N-R Cromóforos aromáticos: derivados del trifenilmetano: [Ar3CH], derivados de la antraquinona ftalocianinas, derivados heteroaromáticos.

Las moléculas que tienen un grupo cromóforo pueden actuar como colorantes. Los dos tipos de colorantes industriales más importantes son los azoicos y los antraquinónicos, aunque hay otros como los colorantes indólicos, de los cuales el más representativo es el índigo, de color azul, los colorantes de ftalocianina, como la ftalocianina de cobre de color turquesa muy resistente a la luz, y los derivados de triarilmetano. El principal representante de esta serie es el verde de malaquita.

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La presencia en la molécula de grupos con pares de electrones no compartidos (-NH2; -OH; -NO2; COOR, entre otros) modifica el color y la intensidad de la absorción características de un grupo cromóforo. Estos grupos, que por sí mismos no confieren color, reciben el nombre de auxocrómicos. Los grupos auxocrómicos cuando son donadores de electrones (-OH, -OMe, -NH2, NHR; NR2) intensifican la absorción de luz y desplazan el máximo del espectro a mayores longitudes de onda (fotones de menor energía), esto es cambian el color a tonos azulados y verdes. Reciben el nombre de bato - crómicos. Los grupos que atraen electrones (-NO2; -COOR) desplazan la absorción a longitudes de onda más cortas y el color a tonos amarillos y anaranjados y se llaman hipsocrómicos. El color siempre aparece como consecuencia de la acción conjunta de dos agrupaciones atómicas diferentes el cromóforo y el auxocromo, si bien el cromóforo es la causa inmediata del color. La industria química ha desarrollado una amplia gama de colorantes sintéticos que permiten acceder a una gran diversidad de tonalidades. Para nombrar esta variedad de productos no se utiliza la nomenclatura sistemática sino un nombre comercial y un código numérico, que se encuentran registrados en el Índice de Colores (Colour Index). Los colorantes están clasificados en diferentes volúmenes por su aplicación tintórea, su estructura química y su nombre comercial. Un colorante industrial ha de cumplir una serie de propiedades imprescindibles:   

Fijarse sobre la fibra textil a teñir Tener resistencia al lavado y a la luz y Cumplir determinadas condiciones de carácter sanitario.

Por ello en las moléculas de colorante se introducen, además de los grupos cromóforo y auxocrómicos, grupos ácidos, básicos, alquilo u otros que les confieren buenas propiedades para el teñido de las fibras y resistencia al lavado y a la luz. Estructura

química

de

algunos

de

los

colorantes

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más

representativos:

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3. Indicar cuáles son las fases de Tintura y la manera cómo actúan en una teñida de poliéster. Migración: Es el desplazamiento del colorante desde el baño hasta la fibra. Difusión: Es la etapa donde el colorante va de la superficie al interior de la fibra. Existen diversos factores que condicionan la difusión del colorante como son la agregación del colorante, la estructura cristalina de las moléculas o el tamaño de los poros amorfos en la estructura molecular, cada molécula absorbida desplaza el equilibrio de agregación hacia la formación de más monomoléculas cuando más alto es el índice de agregación del colorante más bajo será el de la difusión de ese colorante. La difusión del colorante se manifiesta exteriormente por lo que llamamos igualación, apariencia y uniformidad del material teñido. Absorción: Contacto de la molécula de colorante con la fibra y penetración en su cuerpo físico. Difusión sólida. Fijación: Es el proceso donde se busca que el colorante quede dentro de la fibra, en los colorantes directos la unión de estos es por fenómeno físico (fuentes de hidrogeno) debido a esto la tintura de fibras celulósicas sonde mala solidez. Llegado a este punto de fijación se puede decir que el colorante ha teñido la fibra y el proceso de tintura ha terminado, estando. Todas las moléculas de fibra enlazadas con moléculas de colorante Las fibras de poliéster y las telas fabricadas con ellas, tienen comúnmente el inconveniente de no ser teñibles con los colorantes usuales. Es imprescindible recurrir a un tipo de colorantes “especiales “: los colorantes dispersos. La dificultad radica en que la fibra presenta una estructura molecular muy cerrada, que impide el fácil acceso de los colorantes. Los colorantes dispersos junto a productos auxiliares específicos y métodos de aplicación adecuados, solucionan este inconveniente como pudimos observar y experimentar en nuestra experiencia práctica. Se pueden destacar tres etapas distintas y consecutivas a medida que transcurre el proceso de tintura de la fibra de poliéster: · Difusión del colorante desde el baño hacia la superficie de la fibra. · Adsorción del colorante por la superficie de la fibra. · Difusión del colorante desde la superficie al interior de la fibra. En la primera etapa es importante señalar que la velocidad de agotamiento del colorante en una mezcla, está vinculada a la concentración relativa: a mayor concentración menor velocidad de agotamiento. En la segunda fase se determina las posibilidades de igualación, influenciada por la concentración del colorante, el gradiente térmico, la presencia de ciertos auxiliares y de las características particulares de la fibra.

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En la fase final la mayor influencia está dada por el volumen y el largo de la molécula del colorante y la energía aplicada, siendo la de alta temperatura la de mejores resultados tanto en difusión, como en igualación.

4. Explique cuáles son los Mecanismo para la tintura y explique cada una de ellas. Los mecanismos para la tintura son: Por agotamiento: En este proceso son las fuerzas de afinidad entre colorante y fibra lo que hace que el colorante pase del baño a la fibra hasta saturarla y quedar fijada en él. Las máquinas para este proceso realizan una acción mecánica que actúa sobre el material textil, el baño o sobre ambas a la vez. Máquinas tipo 1: La solución en movimiento y el textil estático (Tienen la ventaja de tinturar en paquete por lo tanto la igualación es fundamental). A es el recipiente hermético que contiene la solución tintórea. B es la jaula porta materia, en la que se aloja el textil a teñir, convenientemente holgado para que el baño pueda circular entre ello. Los porta materiales serán diferentes, según sea el tipo de textil y su empaquetado: a) de corona circular; empleado para floca, dentro circula el baño nada más en sentido I-E. b) En forma de espada; empleado para mechas de peinado, que se enrollan sobre varias bobinas de un tubo perforado. c) De bobina perforada; sobre ella se enrollan directamente los hilos. C es la bomba impulsora del baño tintóreo, capaz de mantenerlo continuamente en movimiento y capaz de invertir, a intervalos, el sentido de circulación del baño a través de la materia a tintar. Maquinas del tipo II: El textil en movimiento y la solución estática. TINTURA EN TORNIQUETE: En la tintura con torniquete, el movimiento del textil a través del baño es el que crea la circulación del mismo, a base de removerlo suave pero constantemente. Si el colorante no posee buena migración, este sistema no será apropiado; y si el colorante es fácilmente oxidable, tampoco, porque el material tintado sale periódicamente al aire arrastrado por el grueso hilo, fuera del baño. Ni esta máquina ni este sistema sirven para colorantes tina. A: una cuba trapezoidal o artesa, para el baño tintóreo. B: Un rodillo motriz del textil, situado sobre la cuba y fuera de ella, que arrastra el textil a través del baño. Para la lana, el rodillo devanador del torniquete es de forma circular, produciendo un movimiento suave, sin tirones, que evita el enfieltrado y estirado Taller Preparación, Teñido, Acabados y Colorimetria/ UdeA 2018

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del hilo. Para el algodón suele ser elíptico, acentuando la formación de pliegues en la cuba; menos elíptico cuanto más ligero de peso es el textil. TINTURA EN JIGGER: El sistema de funcionamiento del jigger consiste en dos cilindros donde se recoge el enrollado y sin arrugas de orillo a orillo. Se hacen girar los cilindros para enrollar y desenrollar el tejido durante la tintura .Un recipiente en forma de artesa donde va la solución. Dentro del baño el tejido pasa por otros rodillos donde se mantiene estirado, al entrar el tejido a la solución absorbe parte que retienen las fibras llegando luego a un rodillo donde se recoge volviendo nuevamente a desenrollarse con cierta cantidad de colorante fijado sumergiéndose nuevamente en la solución.

Máquinas del TIPO III: Materia textil y baño tintóreo en movimiento

TINTURA EN JET: En esta máquina el textil se mueve dentro de una corriente de baño tintóreo. Fue éste el método para solventar los problemas de la tintura de poliéster a alta temperatura. La tracción del textil se efectúa por una devanadora que lo conduce a través de un tubo por el que circula el baño en el mismo sentido.

Por impregnación:De la fibra en colorante. Pero el material textil que se impregna través del baño. Para la lana, el rodillo devanador del torniquete es de forma circular, produciendo un movimiento suave, sin tirones, que evita el enfieltrado y estirado del hilo. Para el algodón suele ser elíptico, acentuando la formación de pliegues en la cuba; menos elíptico cuanto más ligero de peso es el textil. Taller Preparación, Teñido, Acabados y Colorimetria/ UdeA 2018

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LA TINTURA DE MADEJAS: Las máquinas empleadas para la tintura de madejas pueden ser tanto del TIPO I como del TIPO III. En el primero de los casos se obtiene tintado un hilo con mayor grosor, regular y voluminoso, ya que nunca ha sido prensado durante el proceso, ni siquiera por su propio peso. Suelen tintarse así los géneros de punto. En estas máquinas las madejas se cuelgan de un soporte horizontal y debe proporcionarse entre las madejas una circulación uniforme de solución de colorante, para obtener una buena igualación. TINTURA EN MÁQUINA MEZZERA: La máquina Mezzera consiste esquemáticamente en un armario con dispositivo del que se cuelgan las madejas. En ella el movimiento de la solución de colorante se consigue con bombas de mediano caudal, que proporcionan más o menos presión, dependiendo de tener un compartimento grande o más de uno más pequeño.

5. Para el teñido del Nylon que tipo de colorantes se utiliza y describa brevemente las etapas a seguir. Para el teñido del nylon se utiliza los colorantes de tipo ácidos que son tintes solubles en agua con una estructura de grupos ácidos, y pueden teñir en medio ácido. La mayoría de los colorantes ácidos que contienen sal sódica del ácido sulfónico, soluble en agua, de color brillante con cromatografía completa. Se utiliza principalmente para la lana, la seda y teñido de nylon, también disponible en cuero, papel, tinta, y así sucesivamente. Pero no se puede teñir para fibras de celulosa. El Nylon es una fibra sintética que debido a su estructura y los colorantes con que se tiñe se realiza en pH ácido. Para el proceso de teñido del nylon, se somete la tela a una solución con colorante, dispersante y dador de ácido, donde se alcanzan temperaturas de 90 grados Celsius durante un tiempo determinado y posteriormente se lavan los sustratos para verificar el color.

6. Qué variables intervienen en el teñido por agotamiento y cuales en el teñido por continuo. En el teñido por agotamiento: velocidad de cuerda, PH, temperatura, tiempo, curva de teñido, agotamiento, agitación, porcentaje de colorante, para teñir metrajes cortos de 0-2000. Teñido por continuo: metraje de 0-1000000, además también intervienen las variables mencionadas anteriormente, sin embargo, hay que tener en cuenta que como la cantidad a tratar de material textil es mucho mayor algunas serán más complicadas de tratar.

7. Sustentar teóricamente por que el acabado se convierte en el diferenciador en los textiles actualmente. (consultar para dar una respuesta bien sustentada). Un acabado textil es cualquier proceso realizado sobre una fibra, un hilo, una tela o una prenda con el fin de modificar algunas de sus características, como: apariencia (lo que se ve), tacto (lo que Taller Preparación, Teñido, Acabados y Colorimetria/ UdeA 2018

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se siente), o comportamiento (lo que se hace). Un ejemplo de acabado textil es el anti-snagging. Todo acabado eleva el costo de la tela. Los acabados pueden ser realizados en fibras, prendas, hilos y telas. La importancia que recae en el acabado radica en las propiedades adicionales que le puede proveer a una pieza de tela, por esa razón es un paso imprescindible en el tratamiento de procesos textiles.

8. Explicar esquemáticamente cuales son los tipos de acabados fisico y químicos que se le pueden realizar las telas. Acabados Químicos: Planchado permanente, acabado, repelente, antimicrobiano, suavizantes, ignifugo. Físicos: Esmerilado, senforizado, espumado, cepillado.

9. Definir claramente cuáles son los elementos para que haya presencia del color. Inicialmente es importante que la sustancia tenga absorción en el espectro visible, sin embargo, que no absorba todas las longitudes de onda pues se tendrá el color negro (El color blanco refleja por igual todas las longitudes de onda del espectro visible. El color negro absorbe todas las longitudes de onda del espectro visible). La apariencia de un color puede cambiar según el color de las áreas circundantes. Este efecto recibe el nombre de contraste simultáneo. El estado de adaptación del observador: la percepción del color también puede variar mediante la adaptación del ojo a la luz o a la oscuridad. La adaptación selectiva a un color o rango estrecho de longitud de onda, tras lo cual el color al que hemos adaptado un ojo (exposición durante 1 minuto) se percibirá con menor brillo y saturación que el mismo color visto con el ojo no adaptado. La cantidad iluminación que incide sobre el objeto da lugar a que lo percibamos con mayor o menor brillo. Por ejemplo, ante una camisa blanca los sujetos afirman que es blanca tanto a la luz del sol como ante la débil iluminación de la luz de la luna, aunque, en este segundo caso, la perciben mucho más oscura. La tendencia a percibir los objetos con un color constante, a pesar del cambio en las condiciones de iluminación recibe el nombre de constancia del color. La porción de la retina sobre la que incide el estímulo distal. Así: La estimulación de la fóvea (retina central), poblada únicamente por conos, puede provocar cualquier sensación de color (matiz), incluyendo blanco, negro o gris. La estimulación de la zona intermedia de la retina, constituida por bastones y algunos conos, puede provocar sensaciones de: azul, amarillo, negro, gris y Blanco. La estimulación de la zona periférica, compuesta sólo por bastones, sólo puede provocar sensaciones de blanco, negro o gris.

10. Explicar por qué razón el ser humano puede percibir el color. Para conocer como nuestros ojos captan y diferencian los colores, debemos saber que el espectro electromagnético constituye todas las posibles energías de la luz, los cuales se miden por Taller Preparación, Teñido, Acabados y Colorimetria/ UdeA 2018

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longitudes de onda. De acuerdo a esto, nuestro cerebro es capaz de percibir una región muy pequeña de todo el espectro llamada “visible”. El espectro visible de los humanos está entre la luz ultravioleta y la luz roja. Los científicos calculan que los humanos pueden diferenciar hasta 10 millones de colores. Cuando la luz golpea un objeto, como un limón, el objeto absorbe parte de esa luz y refleja el resto. La luz reflejada entra al ojo humano primero a través de la córnea, la parte más externa del ojo. La córnea fleja la luz hacia la pupila, que controla la cantidad de luz que entra al cristalino. El cristalino entonces enfoca la luz en la retina, la capa de células nerviosas de la parte posterior del ojo.

11. A que se le denomina Metamerismo y dar ejemplos. El metamerismo básicamente es cuando dos muestras de color parecen ser iguales en una situación dada y diferentes en otras (cambia el tono) En esos casos se dice que hay una correspondencia cromática condicional. Si dos muestras de color tienen un espectro de reflectancia idéntico, no pueden ser metaméricos. Son una correspondencia incondicional Un ejemplo de esto podría ser cuando se tiene un automóvil y se necesita pintar nuevamente alguna pieza, de esta forma puede que para ciertas condiciones el color se vea igual, pero que al estar en luz solar se vea un color diferente.

Bibliografía   

http://apttperu.com/tintura-telas-poliester/ http://www.ub.edu/pa1/node/55 https://www.aao.org/salud-ocular/consejos/como-ven-los-humanos-en-color

12. Ejercicio teórico-práctico Se tienen los valores de una muestra patrón y una muestra de lote de producción.   

Identificar su color Definir claramente como es el matiz del lote con respecto al estándar. Definir claramente como es la intensidad del lote con respecto al estándar. Para el cumplimento del DE: 0.0 hasta 1.5 Para el cumplimiento del lote: Da* su restricción es de 0.0 hasta 1.0 Db* su restricción es de 0.0 hasta 1.0

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