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MANUAL DE PREPARACIÓN DEL ALGODÓN 1 Introducción: El Algodón sigue siendo el “REY” de las fibras El algodón es el hueso principal de los mercados textileros. Tiene muchas cualidades e innumerables usos, lo cual se convierte en la fibra más utilizada del mundo. Tiene una fuerza relativamente buena, y se considera que provee prendas textiles confortables debido a la buena absorción de humedad y sus propiedades de tejido. Las fibras de algodón son los pelos de las semillas de la planta Gossypium, la forma más pura de la celulosa que se encuentra en la naturaleza. Estas son por lo general blancas en color, aunque algunas variedades han sido mezcladas para incorporar un color natural. Cada fibra es formada por la elongación de una sola célula en la superficie de la semilla. La palabra algodón es derivada del nombre árabe kutan, o qutan, dependiendo del dialecto. Bajo un microscopio, una fibra de algodón se ve muy fina, una fibra regular, se ve como un moño enrollado, o un tubo enrollado colapsado. Estos giros se conocen como circunvoluciones. Casi que los requerimientos de las fibras textiles de medio mundo son cumplidas por el algodón. Es producido en muchas partes del mundo, donde haya un clima caliente y seco; los principales productores son EEUU, la antigua Unión Soviética, China, India, Egipto, África y Sur América. La longitud de la fibra varía con el tipo y la calidad, dentro de un rango de 10 a 65 mm; el diámetro de la fibra varía entre 11 y 22 mm. El algodón es una fibra relativamente resistente, con una fuerza de 25 a 35 cN/tex y una elongación de rompimiento de 7 a 9%. Es más fuerte cuando está húmedo. El algodón también absorbe humedad, lo cual hace que las prendas de algodón sean confortables al usarse en climas calientes (retención de agua del 50% y de humedad un 7%).

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MANUAL DE PREPARACIÓN DEL ALGODÓN

1 Introducción: El Algodón sigue siendo el “REY” de las fibras

El algodón es el hueso principal de los mercados textileros. Tiene muchas cualidades

e innumerables usos, lo cual se convierte en la fibra más utilizada del mundo. Tiene

una fuerza relativamente buena, y se considera que provee prendas textiles

confortables debido a la buena absorción de humedad y sus propiedades de tejido.

Las fibras de algodón son los pelos de las semillas de la planta Gossypium, la forma

más pura de la celulosa que se encuentra en la naturaleza. Estas son por lo general

blancas en color, aunque algunas variedades han sido mezcladas para incorporar un

color natural. Cada fibra es formada por la elongación de una sola célula en la

superficie de la semilla. La palabra algodón es derivada del nombre árabe kutan, o

qutan, dependiendo del dialecto.

Bajo un microscopio, una fibra de algodón se ve muy fina, una fibra regular, se ve como

un moño enrollado, o un tubo enrollado colapsado. Estos giros se conocen como

circunvoluciones.

Casi que los requerimientos de las fibras textiles de medio mundo son cumplidas por el

algodón. Es producido en muchas partes del mundo, donde haya un clima caliente y

seco; los principales productores son EEUU, la antigua Unión Soviética, China, India,

Egipto, África y Sur América.

La longitud de la fibra varía con el tipo y la calidad, dentro de un rango de 10 a 65 mm;

el diámetro de la fibra varía entre 11 y 22 mm. El algodón es una fibra relativamente

resistente, con una fuerza de 25 a 35 cN/tex y una elongación de rompimiento de 7 a

9%. Es más fuerte cuando está húmedo. El algodón también absorbe humedad, lo

cual hace que las prendas de algodón sean confortables al usarse en climas calientes

(retención de agua del 50% y de humedad un 7%).

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El algodón es utilizado tanto en un 100% o en mezclas con otras fibras, ya sea para

textiles caseros o en ropa. Sin embargo, las fibras sintéticas han sido ampliamente

reemplazadas en su uso en textiles industriales.

Aunque es muy popular, el algodón es una de las fibras más problemáticas, en

cuestión de su humedad general y en la parte de teñido. Frecuentemente, los

problemas en los materiales con el algodón teñido no se deben al proceso de teñido,

sino a algunos defectos latentes introducidos en una producción anterior y en las fases

del proceso. Con frecuencia, las causas principales de un problema en un material

teñido se pueden trazar incluso hasta la producción del algodón.

2 Estructura de la Fibra del Algodón

Mientras que la fibra de algodón contiene alrededor de un 96% de celulosa, también

hay otros componentes presentes, los cuales deben ser removidos durante los

procesos preparatorios para obtener un proceso de teñido exitoso. La siguiente tabla

resume la composición natural del algodón.

Tabla 1. Típica composición del algodón.

Componente Proporción

Fibra Completa Pared Principal

Celulosa 88.0 – 96.0 52

Pectina 0.7 – 1.2 12

Cera 0.4 – 1.0 7

Proteínas 1.1 – 1.9 12

Ceniza 0.7 – 1.6 3

Otros componentes orgánicos 0.5 – 1.0 14

Por lo tanto, la pared principal contiene la mayor cantidad de compuestos no

celulósicos. El nivel de contaminación del algodón es afectado por la geología del área

de cultivo, la constitución del suelo, las condiciones climáticas durante el período de

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maduración, las técnicas de cultivo, los químicos, pesticidas y fertilizantes, así como las

técnicas de recoger el algodón.

Los componentes básicos que son responsables por las complicadas interconexiones

en la principal pared celular, son celulosa, hemi-celulosa, pectinas, proteínas,

pigmentos e iones. Estos componentes están presentes a lo largo de la pared celular.

La única diferencia es la distribución y naturaleza de cada componente, mientras se

aproximan a la pared celular secundaria. En la pared celular secundaria se encuentra

principalmente una celulosa cristalina. Gossypol (C30H30O8), n-triancontanol

(C30H61OH), y montanyl (C28H57OH), son compuestos de alcohol mono-hídricos con un

peso molecular alto, que tienen puntos de fusión en un rango de 140 – 214ºC.

Gossypol es un pigmento poly-fenólico encontrado en la fibra del algodón. Es uno de

los componentes responsables del color del algodón. N-tricontanol se cree que que

actúe como un estimulador de crecimiento en la fibra natural y está presente en una

gran cantidad junto con el Montanyl y el Gossypol.

La pectina es un material no celulósico presente en la pared celular principal de la fibra

del algodón, que actúa como un material de cemento, y contribuye sustancialmente a

la firmeza y estructura del algodón. Pectinas esterificadas se encuentran en las capas

más externas de la pared principal, y previenen la inducción del calcio. Tienen un gran

porcentaje de cadenas de oligosacáridos en su columna vertebral, las cuales son más

largas que las de las pectinas ácidas, y son requeridas para la relajación de la pared

celular, necesaria para la expansión de la fibra durante su crecimiento. Una capa que

se encuentra en el medio entre la pared principal y la secundaria de una fibra de

algodón, contiene pectinas no esterificadas. Los iones de calcio presentes en esta

capa, forman uniones con las pectinas ácidas, por lo tanto sostienen los componentes

unidos de la pared celular. Esta unión entre las dos pectinas no esterificadas es muy

fuerte y forman una estructura rígida, que finalmente conduce a prevenir una expansión

de la pared celular secundaria.

Componentes proteicos: leucine, valine, proleine, alanine, oxyproteine, threonine,

glutamic acid, glycine, serine, aspartic acid, asperyine, lysine, y arganine.

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La cera se encuentra en el exterior de la fibra de algodón, y la cantidad aumenta con el

área de superficie del algodón. Por lo general son mezclas de alcoholes grasos, ácidos

grasos, y esteres de estos carbohidratos. La unión entre la celulosa y las ceras se

debe principalmente a los fosfatos y aminoácidos, glucosa y ácidos de la cera. El punto

de fusión de las ceras varía entre 60-80ºC.

3 Pretratamiento

Un viejo dicho prevalente en la industrial textil es: “Bien preparado, teñido a medias”.

Esta declaración no está dicha para implicar que la mayoría de los problemas que

ocurren en la teñido se deben a una preparación inadecuada, pero que en muchos

casos, los problemas que no son detectados en la preparación pueden conducir a una

teñido defectuosa.

Cualquier tratamiento dado a un sustrato para remover impurezas naturales o

agregadas antes del teñido o acabado, se llama pretratamiento. Puede ser realizado

de cualquier manera, i.e., fibras sueltas, hilos, costuras, etc. A menos que la fibra sea

uniforme en la absorción de blancura y composición química, y tiene niveles más bajos

de impurezas, no absorbe el colorante o el acabo de manera uniforme.

Requerimientos del Pretratamiento:

- Efectos de uniformidad e igualación

- Una absorbencia alta

- Bajo contenido de ceniza

- Libertad de tamaño

- Alto grado de blancura

- Ausencia completa de cáscaras

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- Alto poder de absorción de colorante

El pretratamiento ocupa una posición crítica en el proceso de humidificación. Más del

60% de los problemas en las telas acabadas durante el proceso de humidificación se le

atribuyen completamente a la preparación. La siguiente tabla ilustra el origen de varios

defectos y su contribución a la generación de defectos basado en una encuesta.

Tabla 2. Defectos en el proceso de humidificación de acuerdo a su origen.

Origen del Defecto % de Defectos

Pretratamiento: deficiencias del proceso, depósitos y residuos, daños del blanqueador, daños mercerizados

21

Un trazado incontrolado de impurezas: biológicas, químicas, y mecánicas, incluyendo almacenamiento y problemas de maquinaria

24

Diversos: calidad del sustrato, uso de los productos equivocados, negligencia.

21

Teñido 23

Acabado 11

Debido a que muchos problemas de preparación que ocurren se deben a la calidad del

sustrato y pueden no aparecer hasta ya muy adelantado el proceso, con frecuencia es

difícil percibir y predecir los problemas que pueden ocurrir durante los procesos de

preparación. La mayoría de las fallas en la teñido pueden ser eliminadas si el sustrato

está bien preparado para los siguientes procesos de humidificación.

]Tabla 3. Costo de no conformidad.

Proceso Costo Productividad Ganancia

Correcto desde la primera vez

100 100 100

Adición simple 100 80 48

Adición múltiple 135 64 -45

Retintura 206 48 -375

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Mientras se lleva a cabo el pretratamiento, no es necesario hacerlo lo mejor posible,

pero hacerlo adecuado, tomando en consideración los gastos de agua, energía, mano

de obra, costo de maquinaria, e impacto ambiental.

Las impurezas naturales presentes en el algodón, principalmente pectinas y ceras,

hacen que el algodón no sea absorbente y reducen la eficiencia para realizar otros

procesos. Las impurezas metálicas presentes en el algodón y el agua pueden causar

graves daños al algodón tales como depósitos de fibra, pérdida de fuerza y huecos,

debido a la formación de oxicelulosa, defectos de teñido, baja absorción, etc. El

pretratamiento textil juega entonces un papel importante en el proceso de

humidificación y la eficiencia del proceso depende de varios factores.

Factores que influyen en el pretratamiento

- Naturaleza de las impurezas presentes en el sustrato.

- Calidad del agua utilizada en el proceso.

- Calidad y cantidad de los productos químicos y auxiliares utilizados en el

proceso.

- Parámetros del proceso utilizados durante la preparación.

Las fibras de algodón también contienen algodón inmaduro y algodón muerto,

composición que difiere de un algodón maduro.

Tabla 4. La influencia de la madurez en las impurezas de la fibra de algodón en %

del peso seco.

Componentes Madurez (%) Inmadurez (%)

Ceras 0.45 1.14

Proteinas 1.01 2.02

Cenizas 0.71 1.32

Pectinas 0.58 1.28

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Como resultado, éstas se muestran como más claras que el resto de la teñido, o puntos

blancos después del proceso de teñido.

Para revisar si el algodón tiene algodón inmaduro, hay un test llamado el Blue-Green

Test que se puede realizar.

1.2% C.I. Rojo Directo 81 2.8% C.I. Verde Directo 27

Tratar por completa la muestra húmeda con la receta de arriba a MLR 1:40, temp. 95ºC

por 15 min. Remover del baño, agregar 2.5% NaCl, y tratar por 15 min. más. Remover,

enjuagar con agua fría dos veces, tratar con agua DM hirviendo a MLR 1:40 por 30

segundos. Enjuagar dos veces con agua fría y secar con aire. Medir la muestra

húmeda. Las fibras maduras del algodón muestran una sombra rojiza, mientras que las

inmaduras se reconocen por una sombra verdosa. Las fibras muertas e inmaduras

pueden ser eliminadas con Biopol-H/C o cubiertas por residuos de colorante.

Aparte de las impurezas naturales, el algodón también puede tener impurezas

agregadas tales como agentes de apresto, los cuales son utilizados para mejorar las

propiedades del tejido de los hilos, y consiste de una película altamente polimerizada,

formando materiales que unen las fibras, y lubricantes que son utilizados para mejorar

el rendimiento del tejido.

Proceso del Agua

La industria textil consume grandes cantidades de agua en sus diferentes procesos

operativos. Un proceso exitoso depende fuertemente de un limpio y consistente

suplidor de agua. Generalmente, Las industrias con procesos húmedos obtienen el

agua de tres fuentes diferentes.

- Agua superficial de reservas, ríos o canales.

- Agua subterránea de pozos.

- Agua de la canilla de servicios públicos.

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La calidad del agua depende de la fuente del agua y también de la estación, en

términos de TDS, e impurezas metálicas.

3.1 Equipo de Preparación

Dependiendo de la forma del material, varias máquinas están disponibles para el

pretratamiento del algodón.

3.1.1 Proceso de Partida

En el proceso de partida, debido a las grandes proporciones de licor utilizadas, las

concentraciones de los químicos es más baja. Máquinas de proceso discontinuo son

menos costosas con una inversión de bajo capital, menos espacio requerido, y flexibles

para corridas de poco producto. El número de contratos por minuto es el factor más

importante de estas máquinas para calcular el tiempo del ciclo para la adición de

colorantes y químicos, y el tiempo total del proceso.

Para las máquinas de teñido de bobina, 2-4 circulaciones por minuto son ideales. Si el

licor circula en ambas direcciones, un flujo reversible rápido es recomendado. Un

cronometraje de adentro hacia afuera sería más para compensar la resistencia de la

bobina debido al encogimiento. También una proporción óptima de licor y agentes

especiales son necesarios para prevenir parches en el teñido.

Mientras que en máquinas jet y de sobre flujo, la velocidad de la tela se debe ajustar de

tal manera que 2-2.5 minutos sean utilizados para la circulación de una cuerda y la

adición de colorantes y químicos dentro de este ciclo.

En caso que la bobina de los hilos teñidos, un tejido uniforme, una densidad de 300-

350g/l con mangas no tejidas para prevenir la precipitación del color en las capas más

internas ajuste de campanas en los husos para evitar canalizaciones, el uso de agentes

para evitar bolsillos de aire, ajustar la diferencia en presión para evitar distorsión de la

bobina de hilo, etc. Son algunas de las sugerencias prevenir un teñido disparejo. Sin

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embargo, cada fabricante de maquinaria da las recomendaciones estándar para sus

modelos, las cuales se deben seguir estrictamente. Para teñir bobinas de hilos,

máquinas jet y de flujo suave, sal común, y iones de cloro se deben evitar para prevenir

oxidación de las partes metálicas de las máquinas.

Características/Rasgos de cada una de las máquinas para la operación de lotes.

1. Pretratamiento de la fibra de algodón en las máquinas para teñir bobinas de

hilo

Las balas son abiertas y empacadas en una forma de torta, en una canasta de carga,

usando una selladora manual o mecánica. La densidad de la bobina es de 250-

350gm/lit, una proporción de licor de 1:8 – 1:12, y un tratamiento a 95-98ºC. Evitar un

tratamiento duro, canalización, bombas de alta presión, para evitar efectos en el

desempeño de la hilatura. Las fibras son teñidas principalmente para hacerlas más

modernas.

2. Hilos de algodón en forma de mechas en máquinas para teñir con cabinas

Tradicionalmente, la proporción de licor de 1:10, generalmente hilos mercerizados,

hilos para tejidos de punto, son procesados en esta forma para mantener volumen. Un

mala circulación de licor puede llevar a un teñido disparejo. Convertir las bobinas de

hilos en mechas es costoso y una pérdida de operación.

3. Caldera de Presión

Principalmente usada para procesar tejidos planos en forma de cuerda. También

puede ser utilizada para tejidos de punto, toallas Terry, así como las mechas de hilos.

Puede funcionar bajo presión para realizar un descrude a 110ºC. No es recomendado

para un blanqueo con peróxido, ya que la vasija está hecha de hierro. Se necesita

expulsar el aire antes del descrude para evitar degradación de la celulosa y oxidación.

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4. Tina con aspadera

Una de las máquinas más viejas desarrollada para procesar tejidos de punto en una

forma poco tensionada. También es utilizada para tejidos planos, y toallas Terry.

Opera a una presión atmosférica, y la temperatura no excede los 85ºC, MLR 1:15 –

1:20. El material es procesado en forma de cuerda. El tiempo de proceso es más

largo. La máquina no es recomendada para materiales propensos a las arrugas.

5. Máquinas Jet

Las máquinas jet son similares a las tinas con aspadera en que las telas circulan a lo

largo de la máquina. Difieren en el hecho de que la corriente de licor es forzada a lo

largo de un tubo venturi. La temperatura en las máquinas jet que operan a presión

atmosférica no puede exceder el punto de ebullición del agua, sin embargo, altas

temperaturas se pueden obtener en las máquinas que operan bajo presión. Una

ventaja de la máquina jet es que menores proporciones de licor pueden ser utilizadas.

En una tina, el líquido es estacionario y la tela se mueve a lo largo de éste. En una jet,

tanto el licor como la tela se mueven en relación la una con la otra. Esto aumenta el

valor de intercambio entre el licor y la tela, y acelera el proceso. Los rasgos que

distinguen a las máquinas jet son los tubos venturi, los cuales crean una fuerza para

hacer circular la tela, y unas bombas circulantes que circulan con el baño a lo largo

tubos venturi.

6. Teñidora Jigger

Una máquina jigger es una máquina, que maneja la tela de forma abierta. Es una

máquina simple que consiste de un rollo desenrollador y otro enrollador, una tina que

contiene el licor y unos rollos que guían, permitiendo pasar la tela de ser desenrollada a

ser enrollada. Después de que la tela es transferida al rollo enrollador, el mecanismo

de conducción es reversado, y la tela hace un segundo pase por el licor retornando al

rollo original, el desenrollador. El ciclo puede repetirse cuantas veces se necesita para

obtener el efecto deseado.

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3.1.2 Rangos de Preparación Continua

Los rangos continuos son utilizados cuando hay grandes volúmenes y relativamente

pocos estilos de telas para ser procesadas. Las telas se mueven continuamente (a una

velocidad relativamente rápida) por todas las fases y compartimientos que proveen los

químicos, el tiempo, la temperatura y enjuague necesarios para limpiar la tela. Muchas

telas van por un rango de tres secciones, en donde cada sección está dedicada a

desengomar, descrudar, y blanquear. Sin embargo, algunas telas pueden solo requerir

uno o dos pasos para completar el proceso de preparación. Por Ejemplo, tejidos de

punto no son engomados, así que el desengome no es necesario. Las fibras sintéticas

pueden no requerir ser blanqueadas. Algunas telas pueden ir por una sección donde el

desengomado, el descrude y el blanqueo es realizado en un solo paso. Lo positivo y

negativo de cada uno de estos pasos son las especificaciones de las telas y el

procedimiento adecuado es determinado por ensayo y error. Cada etapa tiene tres

sub-estaciones: un aplicador donde la tela es impregnada con los químicos

apropiados, una estación de sostenimiento, la cual provee tiempo de reacción y

temperatura, y finalmente una estación de enjuague para limpiar todas las impurezas y

residuos químicos. El equipo está diseñado para manejar las telas como una cuerda

continua o como una sábana abierta a lo ancho. Un rango abierto a lo ancho requiere

de equipos más sofisticados, así como una guarnición de guía, abridores de tela, y

cámaras de vapor, para mantener la tela plana y suave. Un rango de cuerda no

necesita ser sofisticado y puede operar sin los agregados anteriormente mencionados.

Características/Rasgos de las máquinas para procesamiento continuo.

Las diferentes máquinas utilizadas para la preparación continua difieren la una de la

otra en el método de transportar la tela y la capacidad de la tela, y por lo tanto permiten

diferentes tiempos de vaporización.

Fabricantes líderes en maquinaria de procesamiento textil han desarrollado

recientemente nuevos sistemas de aplicación de licor, que permiten una mayor

absorción del licor (Unidades de aplicación máxima).

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1. Rango de Cuerda Continua

La figura 10 muestra el diagrama del rango de cuerda. Este gráfico incluye las etapas

del descrude y blanqueo. Cada etapa contiene un saturador, una caja J y lavadoras de

cuerda.

El corazón del rango de cuerda es la caja J, y está ilustrada en la figura 11. La tela

saturada es plegada en la parte de arriba de la J, y se alimenta por gravedad hacia la

parte baja. El tamaño de la caja J depende del tiempo de reposo y la velocidad del

rango. Estas cajas son por lo general cubiertas y el vapor es caliente.

El saturador está colocado al frente de la caja J y los lavadores están colocados

inmediatamente después. Sin pausa, la tela sale de la lavadora y entra al próximo

saturador. La secuencia de saturador-caja J-lavadora es repetida hasta que los pasos

de preparación se completen.

2. Rango Continuo a lo ancho

Un rango continuo a lo ancho difiere del rango de cuerda solo en el equipo de manejar

la cuerda. Los químicos, la temperatura y tiempo de reposo, son los mismos para

ambas. Un diagrama de rango a lo ancho se encuentra en la figura 13.

a. Aplicadores – Foulard

Los químicos son aplicados con el foulard, generalmente en una aplicación húmeda.

b. Vaporizadores

Los vaporizadores proveen tiempo de reposo, humedad y temperatura. El dibujo en la

figura 14 muestra la combinación de la sección de los cilindros. La tela impregnada

entra a la sección de cilindros donde la tela es expuesta a temperatura y humedad en

forma a lo ancho. Luego es doblada en una cama transportadora para proveer un

tiempo de reacción para que actúen los químicos antes de lavar la tela. Algunos

vaporizadores solo tienen la sección de cilindros. Estas requieren más espacio en el

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piso si el tiempo de reposo ha de ser equivalente. Los cilindros combinados y los

vaporizadores son el resultado de nuevos desarrollos para mejorar el consumo de

costos.

c. Lavadora de tela abierta a lo ancho

Una lavadora de tela abierta a lo ancho puede ser una simple caja (figura 15a)

conteniendo una serie de cilindros verticales, donde los cilindros más bajos están

sumergidos en el agua de lavado. La tela entra en la caja por una punta y atraviesa la

caja yendo por encima y por debajo de los cilindros. Cualquier número de estas cajas

puede ser organizado en series para proveer la cantidad apropiada de enjuague. Cajas

más sofisticadas serian divididas en diferentes compartimientos. Los cilindros que

comprimen están colocados entre ellos para aumentar la velocidad para remover las

impurezas. Algunos están equipados con sprays para facilitar la acción. En otros

diseños, los cilindros están apilados horizontalmente.

3.2 Quita Manchas

Los materiales textiles adquieren manchas de aceite de diferentes fuentes, tales como

aceites lubricantes (de alguna parte de una máquina), aceites en spray, etc. Si las

telas son calentadas en esta condición, la mancha de aceite se vuelve resistente a ser

removida. Los agentes que remueven manchas aseguran remover completamente las

manchas del aceite, así como también otras manchas. Para manchas que contienen

oxido nosotros recomendamos el Sarasol-NEA junto con Saraclean-1766, ya sea con

una aplicación exhaustiva o por aplicación con foulard.

3.3 Pre-humedecimiento

Como la tela gris contiene tanto impurezas naturales como agregadas, hacen que el

algodón sea no absorbente. Buenos agentes de pre-humedecimiento aseguran un

completo humedecimiento de la tela y por consiguiente una mejor absorción de los

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auxiliares o químicos en los procesos siguientes. Este proceso de pre-humedecimiento

se realiza solo, o puede ser combinado con el proceso de desmineralización.

3.4 Desmineralización

Hasta hace relativamente poco, el agua de las tintorerías ha sido considerada una de

las principales fuentes de contaminación de metal. Ya hoy en día no se considera

cierto. Hay una posibilidad distintiva de la contaminación de metal en el propio algodón

mucho mayor que la encontrada en la dureza de las aguas.

Hoy en día no es suficiente con utilizar aguas suavizadas. La necesidad para un

secuestro efectivo y apropiado para lograr este objetivo consistentemente, y

reproductivamente, se está volviendo cada vez más importante. Las impurezas

metálicas que pueden causar más daño son:

- Metales alcalinos

- Metales pesados

Los daños potenciales son:

- Daño físico y químico al algodón durante la preparación

- Sombra de profundidad reducida (disminución en la economía de la receta del

colorante)

- Opacidad de la sombra (menos atractivo para el cliente)

- Teñido desigual (inaceptable para el cliente)

- Poca reproductividad de la sombra (baja productividad)

- Velocidad reducida (quejas de los clientes)

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Fuentes potenciales de impurezas metálicas

- Agua de tintorería

- Algodón crudo o preparado

- Electrolitos:

-Sal común

-Sulfato de sodio

- Químicos auxiliares

- Colorantes reactivos

Dureza del algodón

El nivel total de impurezas en el algodón varían de un 4% a un 12% del peso total de la

fibra. Los niveles de impurezas metálicas también varían:

- De un país a otro

- De una región a otra dentro de un país

- De un año a otro dentro de una región (de un país determinado)

- De una cosecha a otra dentro de un mismo año

Para el tintorero, os elementos que posan mayor amenaza son los alcalinos de la tierra

y contaminantes metálicos como calcio, magnesio, manganeso, hierro y cobre.

Dependiendo de su origen, el algodón crudo muestra diferentes contenidos de alcalinos

y iones metálicos. La tabla 5 da ejemplos de contenidos metálicos con diferentes

orígenes.

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Tabla 5. Contenido metálico en algodón de diferentes orígenes

Origen del Algodón Contenido metálico (mg/kg)

Ca Mg Fe Cu Mn

Brasil Assai Pirahna 3147 1156 680 6 30

Brasil Sao Paulo 845 555 46 6 11

Perú 700 440 13 < 1 < 1

USA Texas 810 365 75 < 1 < 1

USA California 600 540 40 < 1 < 1

Egipto Makko 640 452 11 < 1 < 1

Efecto de los iones metálicos en la preparación

Si los iones de calcio y magnesio no son secuestrados, existe una gran posibilidad que

éstos se mezclen con los jabones naturales que han sido generados durante el proceso

de descrude alcalino, para formar sustancias cerosas. Estos se conocen como

depósitos de jabón de cal. Estos se pueden no solo depositar en el propio depósito,

pero también en la superficie de las máquinas. No solo el lote actual está en riesgo,

pero también los que le siguen, ya que estos depósitos de cal se pueden desalojar al

azar y depositarse en los próximos lotes.

Depósitos desiguales de cera en el algodón que se va a teñir puede causar problemas

como:

- Una preparación de la superficie desigual presentada para el teñido

- Un rechazo del lote en la etapa de fabricación de la prenda, incluso para un lote

que pasa la inspección de calidad

- Colorantes con poca penetración

- Residuos de colorante que quedan flotando en la superficie de la fibra

Además de la reinserción de las sustancias cerosas, existe un riesgo más y son los

depósitos blancos de hidróxidos de calcio y magnesio, y los carbonatos en los

algodones, los cuales aparte de su apariencia conducen a una mala absorción y a una

tela velluda.

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Estos comentarios también aplican para el descrude alcalino y al blanqueo.

Existen otros daños que se relacionan específicamente al blanqueo del algodón con

peróxido. Existe una necesidad de promover y asegurarse de una velocidad controlada

para la liberación del radical activo “peroxy”.

La presencia de hierro, cobre o manganeso puede causar una descomposición

catalítica y descontrolada del peróxido de hidrógeno. Esto puede resultar en:

- Uso ineficiente del peróxido

- Un grado de blancura reducido

- Pérdida de la fuerza tensil de la tela

- Agujeros en la tela

Tan poco como 1ppm de metal puede causar tal descomposición.

Sin embargo, los metales no pueden ser removidos adecuadamente por un proceso

alcalino convencional, ya que en un medio alcalino los agentes secuestrantes no

pueden separar cuantitativamente los minerales de una compleja estructura

conteniendo metales. Además, en la región con pH alcalino, la celulosa se hincha

rápidamente y por lo tanto distorsiona el transporte de minerales cristalinos desde el

centro a la periferia de la fibra. La desmineralización con ácidos orgánicos e

inorgánicos es más efectiva, comparada con el proceso de tratamiento alcalino. A

pesar de la eficacia en un tratamiento ácido, el uso de ácidos inorgánicos para la

desmineralización de fibras celulósicas involucra un número de desventajas tales como

corrosión de las partes de la máquina, dificultad de manejo, y arriesgar dañar la fibra

con fuertes ácidos inorgánicos. Mientras que los ácidos orgánicos brindan una menor

desmineralización.

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3.5 Desengomado

El engomado ha sido considerado como la Invención del Diablo por algunos del

proceso de tintorería y acabado porque es la causa principal de muchos de los

problemas en el proceso. Muchos hilos bordados son cubiertos con goma antes de ser

tejidos para reducir sus propiedades de fricción, e impedir los rompimientos del hilo en

los telares, y mejorar la productividad del tejido, reduciendo el número de paros en el

telar.

Las gomas son macromoleculares, formando una película, y sustancias que unen las

fibras, las cuales pueden ser divididas en dos tipos: agentes de engomado naturales,

los cuales incluyen almidón nativo y degradado, y los derivados del almidón, derivados

de la celulosa y proteínas; y engomados sintéticos los cuales incluyen alcoholes

polyvinyl, polyacrilatos y styrene - copolímeros del ácido maleico. Agentes de

engomado basados en almidón son los más utilizados para los hilos de algodón por ser

económicos, y capaces de dar una capacidad de tejido satisfactoria. Otros productos

también son utilizados, ya sea solos o combinados con engomes de almidón, cuando

se puede pagar un mayor precio y mejorar la eficiencia del tejido. Algunos auxiliares

también son utilizados para engomar para varias funciones, incluyendo agentes

suavizantes, agentes de lubricación, y fungicidas. El procedimiento de desengomado

depende del tipo del engome. Por lo tanto, es necesario saber el tipo de la goma en la

tela antes de desengomar. Esto se puede determinar fácilmente con pruebas de

salpicaduras.

El material de la goma presente en los hilos tejidos puede actuar como resistente hacia

los colorantes y los químicos en procesos textiles húmedos. Por lo tanto, debe ser

removido antes de los próximos procesos húmedos en la tela. Los factores en los

cuales depende la eficiencia para remover la goma son:

- Facilidad de disolución de la goma en la fibra

- Cantidad de goma aplicada

- Naturaleza y cantidad de los plastecidas

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- Construcción de la tela

- Método para desengomar

- Viscosidad del tamaño de la solución

- Método de enjuague

La siguiente tabla muestra los diferentes tipos de goma utilizados para diferentes

sustratos.

Tabla 6. Ingredientes de la goma para diferentes sustratos

Tamaño Sustrato

Almidón y sus

derivados

CMC PVA Polyacrilato Poliéster Cópolimeros

Algodón X X X X

Viscosa X X X X

Acetato/Triacetato

X

Poliamida X X

Poliéster X X X

Polyacrylonitrilo X X X X

Lana X X X

Seda X

El propósito principal para desengomar, es remover estas sustancias, y el éxito del

proceso depende de:

- Hinchazón del agente de engomado polimérico

- Eliminación de las impurezas hidrofóbicas (aceites, ceras, y grasas)

- Temperatura de reacción y tiempo

Otros métodos para desengomar son:

- Desengomado enzimático

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- Desengomado oxidativo

- Remojo con ácido

- Desengomado con un tratamiento de soda cáustica

- Lavado en caliente con detergentes

Los agentes de engomado están clasificados en dos tipos, basados en su solubilidad, y

son:

- Gomas insolubles en agua – Almidón (papa, maíz, trigo, arroz, etc.), y almidón

modificado

- Gomas solubles en agua (PAC, PVA, CMC, poliéster) primero se hinchan en el

agua y luego son removidos con la ayuda de surfactantes a alta temperatura y

turbulencia.

Almidón

El almidón es la goma más difícil de remover. No se disuelve fácilmente en el agua y

se debe romper con químicos con compuestos solubles en agua, ya sea con enzimas,

agentes oxidativos, o ácidos. Las enzimas rompen el almidón en azúcares solubles en

agua y dextrinas, los agentes oxidantes oxidan el almidón en compuestos solubles en

soluciones alcalinas, mientras que los ácidos hidrolizan el almidón en compuestos

solubles en agua. Las enzimas son específicas en su acción, en que ellas no atacan el

algodón, mientras que los agentes oxidantes y los ácidos pueden degradar el algodón,

junto con el almidón. El almidón es generalmente desengomado por enzimas.

El almidón está compuesto por dos componentes, una cadena directa de polisacáridos

de glucosa y una cadena ramificada de polisacáridos de glucosa. Amilasa, el

componente de la cadena directa tiene un bajo peso molecular, es soluble en agua, y

conforma el 20%-30% del almidón. Amylopectin, el componente de la cadena

ramificada, tiene un peso molecular alto, es insoluble en agua, y conforma el 70%-80%

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del almidón. Por lo tanto, el componente de Amylopectin es el difícil de remover

durante el proceso de desengomado.

Polyvinyl Alcohol

Un polímero sintético como el polyvinyl alcohol (PVA) y el Carbomethyl Celulose (CMC)

son muy populares porque en la mayoría de los casos son muy fáciles de remover en

comparación con el almidón. Se debe tener cuidado cuando se desengoman estas

gomas, ya que estas están disponibles en diferentes grados con propiedades de

solubilidad variables. PVA por ejemplo, varía desde completamente hidrolizados

(grado FH) hasta parcialmente acetilados (grado PA). El grado FH es más difícil para

solubilizar y por lo tanto requiere más tiempo y temperatura más alta para ser removido

completamente.

El grado de PVA en telas engomadas puede ser determinado por la prueba de

salpicaduras con una solución de yodo y/o ácido bórico. Telas engomadas

parcialmente con acetilato se convierten en un azul-morado profundo cuando son

salpicadas con la solución, mientras que no hay coloración cuando las telas

engomadas con un grado completo de hidrolizado. En general, PVA es desengomado

con un baño de agua caliente a 80-85ºC con un pH neutro. Las condiciones que

pueden hacer que el PVA sea difícil de remover en el desengome incluyen sobre secar

la tela y un pH alcalino durante el desengome con agua caliente. La tela no se debe

preparar antes del desengomado. Los geles de PVA en condiciones alcalinas en el

lavado con agua deben ser neutros. El PVA por lo general está acompañado de un

engome de almidón, y por lo tanto puede ser removido por enzimas, por desengome

oxidativo.

Todos los grados de CMC son solubles en agua y se pueden eliminar con un baño de

agua tibia 65-70ºC. El CMC incrementa la viscosidad del licor después de ser removida

del baño, lo que puede más adelante manchar la tela. Estos pueden ser removidos

fácilmente con un tratamiento enzimático (Bisopol SI), o por un solvente basado en

agentes desengomantes.

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Polyacrilato (PAC)

Hay varios polyacrilatos preparados del ácido acrílico, ácidos meta-acrílicos, o esteres

acrílicos. Las sales acrílicas más utilizadas son amonio, sodio, y potasio. Los

polyacrilatos son electrolitos fuertes y por lo tanto son solubles en un medio neutral o

alcalino.

Poliéster (PES)

El poliéster (PES) es obtenido por una poli-condensación de poliglicoles con ácidos

alifáticos o aromáticos que contienen grupos hidrofílicos tales como sulfato, fosfato,

carboxilato, etc. Su principal desventaja es su sensibilidad a los alcalinos y los

electrolitos.

3.5.1 Desengomado enzimático

El desengomado enzimático consiste de tres etapas: aplicación de las enzimas,

digestión del almidón y el retiro de los productos de la digestión. Los principales

componentes de un baño de desengomado enzimático son:

- Enzima Amilasa

- Estabilizador de pH

- Surfactante

Amilasa Alfa y Beta

Hay dos tipos de enzimas amilasa, alfa y beta. Ambas amilasas hidrolizan las uniones

glucosídicas en almidón; sin embargo, el punto a lo largo de la cadena en el cual ocurre

la reacción difiere entre las dos. La amilasa alfa ataca la cadena en puntos al azar. El

peso molecular del almidón es rápidamente reducido, facilitando la completa

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eliminación. La amilasa beta por otro lado, comienza al final una cadena removiendo

una unidad de maltosa cada vez. El peso molecular es gradualmente reducido y por lo

tanto, toma más tiempo el rompimiento. Además, la acción de la amilasa beta es

suspendida en la rama 1,6 de la unión glucosídica encontrada en el amylopectin,

dejando fracciones de peso molecular relativamente alto. La amilasa alfa es la enzima

predominante en el desengomado de almidón. Una ventaja principal que favorece las

enzimas es que ellas no dañan las fibras celulósicas. Existen tres fuentes principales

de enzimas de amilasa.

Las ENZIMAS DE MALTA son extraídas de la fermentación de los granos de cebada

los cuales producen una mezcla de amilasas alfa y beta. Las ENZIMAS

PANCREÁTICAS son extraídas del páncreas del ganado, la cual es principalmente

amilasa alfa, y ENZIMAS BACTERIALES que son preparadas de las bacterias “bacillus

subtilin”, la cual también es amilasa alfa.

EFECTO DE LA TEMPERATURA, PH, Y ELECTROLITOS EN EL ENGOMADO

ENZIMÁTICO

La actividad de las enzimas aumenta con la temperatura; sin embargo, por encima de

una temperatura crítica, las enzimas son desactivadas. La efectividad de las enzimas

exhibe un máximo a ciertas temperaturas, generalmente de 40 – 75ºC. Las enzimas

bacteriales son las más estables térmicamente, y se pueden utilizar hasta 100ºC bajo

condiciones estabilizadoras especiales. Las enzimas son solamente activas dentro de

un rango específico de pH, el cual debe ser mantenido por un estabilizador de pH. Los

agentes de quelación utilizados para secuestrar solo calcio, o calcio combinado y

metales puede lesionar las enzimas, y se debe probar antes de ser utilizados.

Saraquest 2UD es compatible con las enzimas. La sal común puede ser utilizada para

mejorar la eliminación de los productos de degradación del almidón. Los surfactantes

pueden ser utilizados para mejorar la humectación de la tela, e.g. Supernol-DRD,

Saralan – JET LF, y Sarapol – CDS, para remover la goma, particularmente la goma

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sintética. Generalmente, los surfactantes no iónicos son convenientes, pero siempre se

recomienda probar la compatibilidad de los surfactantes antes de su uso.

El desengomado enzimático ofrece las siguientes ventajas:

- No daña la fibra

- No se necesitan químicos agresivos

- Gran variedad de procesos de aplicación

- Biodegradable

Algunas desventajas del desengomado enzimático incluyen un bajo efecto de limpieza

hacia otras impurezas, no tiene efecto en ciertos almidones (e.g. almidón de tapioca) y

posible pérdida de efectividad a través de venenos enzimáticos, ya sea por metales o

biocides utilizados en el engomado.

3.5.2 Desengomado Oxidativo

Un procedimiento alternativo de desengomado es un desengomado oxidativo con

peróxidos. El agente oxidativo es peróxido de hidrógeno, o en algunos casos una

combinación de peróxido de hidrógeno y persulfato de potasio, y el proceso es

realizado bajo condiciones altamente alcalinas. Las ventajas de este proceso son:

- Degrada y remueve el almidón, PVA y CMC para que el tipo de goma en la tela

o mezcla de gomas no afecten el proceso, es efectivo en almidones de tapioca,

y no hay pérdida de efectividad debido a venenos enzimáticos.

- Algunas acciones de descrude y blanqueo también son obtenidas.

- En algunos casos el proceso de descrude puede ser combinado con el

desengomado.

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Algunas desventajas incluyen un alto riesgo de degradación del algodón, resultando en

pérdida de fuerza, formación de oxicelulosa, y posiblemente pérdida de fuerza del

poliéster en las mezclas de poliéster/algodón.

Algunos tips para mejorar la eficiencia del desengomado

- Optimizar la dosificación del agente desengomante, la temperatura, y el pH

- Optimizar el tiempo del tratamiento

- Utilizar una cantidad suficiente de agua para el lavado

- Realizar el lavado al menos a 95ºC

- Usar 1.0 - 2.0 g/l Sarapol – CDS en el lavado caliente para prevenir la

reinserción de las gomas sintéticas. Alternativamente, el Sarapol – CDS se

puede agregar junto con la enzima desengomante con Foulard o con el método

de agotamiento.

3.6 Descrude

El propósito del descrude y los siguientes procesos de lavado es extraer la mayor

cantidad de impurezas posibles presentes en el algodón crudo, tales como pectinas,

ceras, desechos minerales, etc., y también celulosa de bajo peso molecular,

degradación de los productos de la goma, suelo en general y otros mugres. La pérdida

de peso en la ebullición varía de un 3% a un 7% dependiendo del grado de

contaminación, la reacción y las condiciones del lavado.

Durante la ebullición, los puentes de hidrógeno en la celulosa son hendidos y los

grupos hidroxilos polares de los polisacáridos son solvatados. La fibra se hincha y esto

facilita el transporte de impurezas desde el interior de la fibra hacia el exterior. Durante

este proceso de hinchamiento, la sección transversal de la fibra aumenta hasta un

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28%, mientras que la longitud del hilo aumenta solo un 1%. Una hinchazón uniforme

mejora las propiedades del teñido del sustrato.

Los factores que gobiernan el éxito del proceso de descrude son:

- La concentración de soda cáustica utilizada

- Temperatura del tratamiento

- Tiempo de reacción

- Exclusión del aire para prevenir la formación de oxicelulosa

- Procesos de lavado siguientes

Los auxiliares utilizados para una ebullición alcalina mejoran la extracción de impurezas

dispersándolas y emulsificándolas para prevenir la reinserción.

Agentes Humectantes y Detergentes

El éxito de los procesos textiles depende de la eliminación completa de las impurezas

presentes en el algodón, y por lo tanto, después del pretratamiento, el sustrato textil es

absorbente, limpio, favorable para otros procesos como teñido y acabado. En todos los

procesos de pretratamiento, tales como desengomado, descrude, blanqueo y

mercerizado, los agentes humectantes y los detergentes juegan un papel importante, y

su eficiencia depende de varias propiedades tales como humectación, emulsificación,

estabilidad alcalina, características de la espuma, etc.

Humectación: La habilidad de un líquido para esparcirse en un sólido liso,

disminuyendo la tensión de la superficie de un líquido. La superficie de un sólido no-

polar como la parafina, la cera o el teflón causan que una gota de agua pura no se

extienda. Los surfactantes que contienen agua se extienden fácilmente en la superficie

de la parafina, y tienen ángulos de contacto menores en el teflón. Los surfactantes

utilizados de esta manera se llaman agentes humectantes. La penetración en las telas

es una función de humectación de la superficie, sin embargo, el ensamblaje de las

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fibras tienen un volumen de aire atrapado entre los espacios. Antes de que pueda

entrar un líquido, debe salir el aire. Los agentes penetradores facilitan este proceso.

Hay dos procesos involucrados en la humectación de la tela por agentes humectantes.

El primero de éstos es el humedecimiento de una tela seca, el cual es medido en

términos del Drave’s Test, y el segundo es el tejido a lo largo de la tela.

Detergencia: es una propiedad que remueve la tierra de la superficie. Además reduce

la tensión del agua de la superficie; los detergentes se deben absorber en la superficie

de la tierra para ayudar en una liberación espontánea. Los detergentes también deben

mantener la tierra suspendida para prevenir la reinserción en la superficie de la tela.

Emulsificación: es un fenómeno que convierte los materiales insolubles en agua, en

unas suspensiones acuosas estables. La parte liofílica de la molécula surfactante es

absorbida por la gota de aceite, y la cabeza liofílica es orientada hacia afuera,

rodeando la gota de aceite con una capa hidrofílica. Los surfactantes iónicos agregan

otra dimensión a la estabilidad de la emulsiones, organizan una repulsión de carga –

carga que ayuda a mantener la gotas separadas.

3.6.1 Descrude Convencional

El descrude de algodones textiles es un tratamiento esencial en los procesos textiles

húmedos para así obtener un sustrato lo suficientemente hidrofílico. Durante el

descrude, las ceras y otros materiales hidrofóbicos son removidos de las fibras de

algodón. En la naturaleza, estos materiales no celulósicos crean una barrera física

hidrofóbica que protege la fibra del ambiente a lo largo de su desarrollo. En procesos

textiles acuosos, las ceras y las pectinas impiden el humedecimiento, y por

consiguiente obstruyen tratamientos acuosos. Convencionalmente, el descrude es

realizado en una solución acuosa caliente de NaOH para remover los componentes

hidrofóbicos de la pared principal (e.g. pectinas, proteínas, y ácidos orgánicos), y la

cutícula (ceras y grasas). Sin embargo, un descrude alcalino es un proceso no

específico. El uso de altas concentraciones de NaOH también requiere una

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neutralización del gasto de agua. Aunque un descrude alcalino es efectivo y los costos

de NaOH son bajos en la mayoría de los países, el proceso de descrude es ineficiente

porque consume grandes cantidades de agua y energía.

3.6.2 Biodescrude

Está claro que el proceso de descrude necesita mejorar considerablemente para

cumplir las demandas de energía y ambientales. En años anteriores mucha

investigación se ha dirigido a reemplazar este proceso con uno enzimático.

Celulosas y pectinasas fueron identificadas como candidatas potenciales para un

proceso de descrude enzimático. Sin embargo, la aplicación de pectinasas resultó en

modestas mejoras en la humectación de la telas, y las celulosas causaron significantes

pérdidas en la fuerza de la tela. Debido a la naturaleza específica de las enzimas, es

necesario tener suficiente información detallada acerca de la composición y morfología

del sustrato para así desarrollar e introducir un proceso económicamente viable, y

amigable con el ambiente.

La estructura y morfología del algodón revelan que más atención se le debe dar al paso

del pre-tratamiento para emulsificar las ceras durante el bio-descrude. Para permitir

que las enzimas actúen eficientemente con el sustrato, la disrupción y emulsificación de

la capa más externa de cera es muy importante. Por lo tanto, la máxima hidrofilidad es

lograda con la combinación de un surfactante y una enzima de bio-descrude, donde la

enzima ataca las pectinas, y el surfactante asegura una emulsificación de la capa de

cera.

El Bio-descrude tiene las siguientes ventajas:

- El bio-descrude es un proceso relativamente suave y es ecológicamente

amigable que la ebullición alcalina

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- Cerca de una reducción de un 50% de TDS, COD, y BOD en las aguas

residuales

- Puede ser combinado con un desengomado enzimático

- Un migración alcalina ya no es un problema en los procesos a seguir

- Ahorro en utilidades hasta de un 30%

- Hay una mejora en la fuerza, comparada con el descrude convencional

- Menos pérdida de peso, de un 1-2% comparado a un 4% en el descrude

convencional

- Mejor suavidad

Tabla 8. Comparación de un descrude alcalino con el bio-descrude

Bio-descrude Descrude Alcalino

Valor pH 8 – 9.5 13 – 14

Temperatura ºC 50 – 60 95 – 100

Pectina Residual 10 – 15 10 – 15

Pérdida de peso % < 2.5 3 – 8

Hidrofilidad (Tegewa) < 2 seg. < 2 seg

Daño en la fibra (Componente DP)

< 0.05 < 0.05

Grado de Blancura Mejora en 5 – 10 ptos. Mejora en 1 -2 ptos.

Sensación Muy suave Relativamente áspera

Teñibilidad Mejorada -

Demanda de agua 20 – 50% 100%

20 – 50% 100%

20 – 40% 100%

20 – 40% 100%

3.6.3 Descrude con Solventes

Ciertos solventes orgánicos se disuelven fácilmente en aceites, grasas, y ceras, y estos

solventes pueden ser utilizados para purificar los textiles. La eliminación de las

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impurezas por disolución se llama extracción. Hay procesos comerciales donde los

textiles son limpiados con solventes orgánicos. Las telas procesadas de esta manera

se llaman “limpiadas en seco”. Sin embargo, no es ampliamente utilizada como un

paso de preparación de tela; es una manera importante de remover impurezas que son

difíciles de remover, donde una pequeña cantidad de residuos pueden causar

problemas.

Para telas que no contienen goma, el descrude con solventes es una manera efectiva

para remover los acabados de los productores, y los aceites del tejido y de los conos.

Extracciones con solventes son particularmente útiles en el laboratorio para determinar

la cantidad de aceites procesados agregados a las fibras hechas por el hombre, y las

cantidades residuales de aceites y ceras que quedan de los descrudes acuosos. Las

telas que son controladas correctamente pueden ser producidas con muy poca materia

residual. El rango del descrude con solventes es encapsulado para que los vapores

sean contenidos y no pueden escapar hacia la atmósfera. Las unidades de

recuperación están instaladas en el rango para asegurar que ninguno de los solventes

pasen al ambiente. Por lo general unas torres para la absorción de carbón son

utilizadas para esto. También una unidad de destilación de solventes es necesaria

para recuperar el solvente puro y separar los contaminantes removidos.

El término de descrude con solventes es también utilizado para describir procesos

donde las cantidades de solventes orgánicos son agregados a las formulaciones de

descrudes acuosos para ayudar en la eliminación de aceites y ceras.

A. Ventajas y Desventajas

Los solventes disuelven casi todos los aceites y ceras. Tienen tensiones de superficie

líquidas bajas, se mojan fácilmente y penetran las telas con ceras. Son más fáciles de

evaporar que el agua, requiriendo menos tiempo y energía. En el lado negativo, los

solventes de hidrocarburo son inflamables y pueden llegar a causar explosiones. La

mayoría de los solventes clorinados se sospecha que sean carcinógenos y algunos son

conocidos de contribuir con daños a la capa de ozono. Los hidrocarburos clorinados se

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descomponen térmicamente para formar phosgene y ácidos hidroclóricos. Esta

descomposición por productos es corrosiva para los metales y también daña las fibras

celulósicas. Los solventes son costosos y se deben recuperar y purificar por

destilación, requiriendo de equipos especiales. El residuo de la destilación se convierte

en un problema de desecho de desperdicios sólidos.

B. Solventes Comunes

A continuación se dará una lista de los solventes más comunes utilizados

comercialmente. Estos se encuentran entre los más seguros, y generalmente no

inflamables. Sin embargo, se deben utilizar con cuidado porque los clorinados son

sospechosos de estar en la lista de carcinógenos de los químicos regulados.

Punto de ebullición

ºC

Energía Latente de Evaporción

(Cal/g)

Energía Específica (Cal/g/ºC)

Superficie de Tensión

Agua 100 545.1 1.0 72.0

Trichloretylene 87 57.3 0.22 32.0

1,1,1 trichloroethan 74 58.5 0.25 26.4

Perchloroetylene 121.2 50.1 0.21 32.3

Trichlorotrifluoroethane 46.7 35.1 0.21 17.3

Punto de Ebullición: Temperatura a la cual el solvente es convertido de líquido a gas

Energía Específica: La cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de 1

gramo de solvente por 1ºC

Energía Latente de Evaporación: La cantidad de energía necesaria para evaporar 1

gramo de solvente (calorías/gramo)

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3.6.4 Evaluación del Material Descrudado

En equipos de extracción, se necesitan 10 gr. Del material descrudado y 200 ml de

solvente. Realizar una extracción progresiva con el siguiente orden y con los solventes

así como se le da la información. Esto es, primero, extraer con petroleum ether, seco,

condición, peso, extraer con etanol, seco, condición, peso, y finalmente extraer con

agua destilada, secar, condición, peso.

Orden Solvente Tiempo Extracción

1 Petroleum Ether 4 hr.

2 Etanol 2 hr.

3 Agua Destilada 30 min.

Revisar la pérdida de peso después de cada extracción, secando y condicionando la

muestra, y también revisar la absorbencia por la prueba de goteo, al final de cada

extracción.

Una pérdida de peso con petroleum ether, indica la presencia de parafina, aceites,

alcoholes grasos, y materia de solvente soluble. Una pérdida de peso con alcohol

etílico indica la presencia de jabones metálicos, surfactantes, donde la pérdida de peso

con agua destilada indica materia soluble en agua, tales como goma, PVA, y sales

inorgánicas. Si después de cualquier extracción hay una mejora en la absorbencia,

esto ayudará a mejorar la receta del descrude o la condición de lavado.

3.7 Blanqueo

El objetivo del blanqueo oxidativo del algodón es el siguiente:

- Remover las cáscaras de las semillas

- Decoloración oxidativa de los colorantes naturales en el algodón crudo, o su

extracción después de un degradación química

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- Hidrólisis, oxidación, y eliminación de los productos de degradación de la goma,

y la goma residual

- El grado deseado de blancura, obtenido con una reducción mínima en el valor

DP

- Una absorbencia uniforme del material textil

Esto resulta en una tela que está preparada para ser teñida o estampada. Para un

blanqueo completo, un segundo blanqueador es generalmente necesario.

3.7.1 Blanqueo con Peróxido de Hidrógeno

El peróxido de hidrógeno ofrece ventajas técnicas y ecológicas sobre otros agentes

blanqueadores, e.g. hipoclorito de sodio, y clorito de sodio. La ventaja del peróxido de

hidrógeno en la práctica es que éste puede ser utilizado en muchos procesos de

blanqueo diferentes, e.g. procesos de foulard fríos, blanqueo bajo condiciones de

vapor, procesos de impregnación, etc. En una reacción de blanqueo, los productos

“ecológicamente limpios”, se forman agua y oxígeno. En la adición de soda cáustica

(iones –OH), el peróxido de hidrógeno es activado, y se forma el anión perhydroxy.

Éste se descompone para formar un ión de hidroxilo más estable y nace oxígeno.

Químicamente, el mecanismo del proceso de blanqueo procede más o menos así: Este

“oxígeno activo” reacciona con los enlaces químicos dobles de los sistemas de

cromóforo, e.g. pigmentos de caroteno, los cuales le dan al algodón crudo sus

características cafés o amarillosas.

La condición alcalina de los pigmentos de cromóforo siempre está acompañado por la

oxidación de la celulosa, en el cual los grupos de hidorxilo terminales son oxidados

para aldehídos y ácidos carboxílicos, y los grupos hidroxilo centrales en quetonas. Las

siguientes oxidaciones luego resultan en la ruptura de la molécula de celulosa, y una

reducción del grado de polimerización (valor DP) de las moléculas de celulosa.

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Los valores DP del algodón crudo, determinados por las medidas de viscosidad, varían

entre 2600 y 3200. Para los vienen blanqueados, valores de DP de 1600 – 2000 son

aceptables. Sin embargo, los valores DP medidos no dan información de la naturaleza

o frecuencia de las diferentes etapas de oxidación, ni de la calidad de la oxicelulosa

formada.

Los iones metálicos y ciertas otras impurezas catalizan la rápida descomposición el

anión perhydroxy, en agua y oxígeno molecular, el cual no tiene acción de blanqueo.

La descomposición vigorosa del peróxido en contacto con tales sustancias catalíticas

causa un daño catalítico, el cual puede varias de un valor bajo de DP a orificios en los

materiales textiles.

3.7.1.1 Estabilizadores de Peróxido

Los estabilizadores son utilizados para retardar la descomposición del anión

perhydroxy, que es el responsable por la acción de blanqueo, y de mantener un

potencial alto de oxidación a lo largo del proceso de blanqueo. La presencia de

peróxido residual en el baño exhaustivo después de unas cantidades de blanqueo de

un 20 – 30% de la concentración original del peróxido de hidrógeno indica que el

blanqueo se ha realizado bajo condiciones moderadas sin una descomposición

espontánea causada por sustancias catalíticas.

Mientras se selecciona el estabilizador, se deben tener en cuenta los siguientes

criterios:

- Efectos de estabilización bajo diferentes condiciones de pH, temperatura, rango

de licor, y dureza del agua

- Secuestro de los iones metálicos contaminantes

- Efecto en la absorbencia

- Grado de blancura

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- Influencia en la fibra

- Economía

- Contenido de ceniza en los bienes

- Efecto en el manejo de las materiales blanqueados

- Manejo físico

Cuando se blanquean fibras celulósicas, la estabilización se puede obtener con el uso

de silicato de sodio, pero debido a ciertas desventajas como la deposición, los

estabilizadores orgánicos y sin silicato son los más convenientes.

3.7.1.2 Neutralizadores/Limpiadores de Peróxido

Después del blanqueo, el peróxido residual en la tela si no es eliminado, resulta en el

debilitamiento de la tela y en un teñido con parches. Eliminadores convencionales de

peróxido son inorgánicos y no amigables con la naturaleza, ya que aumentan el TDS

de las aguas residuales. Los eliminadores enzimáticos de peróxido (i.e. catalasas)

catalizan el rompimiento del peróxido de hidrógeno y lo convierten en agua, la cual es

amigable ecológicamente.

Cada molécula de Saroxy – K es capaz de procesar alrededor de 5 millones de

moléculas de peróxido de hidrógeno. Aparte de especificidad, un alto poder catalítico y

amigable con la ecología, el Saroxy – K, no interfiere con el proceso de teñido, y por lo

tanto el teñido puede continuar en el mismo baño.

Ventajas de un Neutralizador de Peróxido Enzimático

- Asegura consistencia en el matiz cuando se utilizan colorantes reactivos

después de un blanqueo con peróxido.

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- Pequeños niveles de peróxido residual puede reducir el matiz de ciertos

colorantes.

- Reduce la complejidad, el costo, y el tiempo de uso de reductores químicos para

neutralizar peróxido residual.

- Químicos reductores residuales también afectan el matiz si no son lavados. El

Saroxy – K se inserta en los colorantes.

- Conservas de agua

- Debido a que el Saroxy – K elimina efectivamente el peróxido y se inserta en

los colorantes, el proceso de teñido se puede realizar en el mismo baño de la

recuperación del peróxido.

3.7.2 Blanqueo con Hipoclorito de Sodio

El hipoclorito de sodio es el método más barato disponible para el blanqueo, ya que el

blanqueo se realiza a temperatura ambiente, y también es un proceso de ahorro de

energía. Sin embargo, la blancura no es tan estable, y tiende hacia el amarillo. Por lo

tanto, un blanqueo con hipoclorito es generalmente utilizado con el primer paso en un

proceso de blanqueo combinado de hipoclorito y peróxido. También existe la

posibilidad de la formación de cloraminas, las cuales no son deseadas.

El proceso de blanqueo con hipoclorito se realiza en un rango de pH entre 10.5 – 11.5,

ajustado con soda cáustica. El hipoclorito actúa muy agresivamente en valores de pH

más bajos, y en el blanqueo sed forma ácido hidroclórico, un correcto ajuste y control

del pH es recomendable para prevenir daños en la fibra.

Un blanqueo con hipoclorito requiere de un tratamiento separado de anticloro para

remover el hipoclorito residual, ya sea con un tratamiento reductivo con bisulfito/

hidrosulfito/ tiosulfato o un tratamiento reductivo con peróxido de hidrógeno. Esto es lo

que se conoce como un tratamiento anticloro.

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3.7.3 Blanqueo con Clorito de Sodio

El blanqueo con clorito de sodio se realiza en un medio relativamente ácido y es el

método más considerado de blanqueo en relación al daño de la fibra. Debido a que

este blanqueo es muy corrosivo, incluso al acero inoxidable, y desarrolla dióxido de

cloro venenoso; es utilizado principalmente para fibras sintéticas bajo condiciones

cerradas y con el equipo adecuado.

3.8 Caustificado y Mercerizado

Mercerización, es un fuerte tratamiento del algodón con una solución de soda cáustica

para mejorar el brillo, el tacto, y otras propiedades; fue nombrado después de su

descubridor, John Mercer. Hay un incremento en la demanda de bienes mercerizados

últimamente.

En un caustificado sin tensión del algodón con soda cáustica de 18 – 22º Be’ para

cubrir el algodón muerto y mejorar la absorción de colorantes, y de esta manera

asegurar una estabilidad dimensional del producto final. El brillo que se logra por

mercerizado, es un beneficio agregado para prendas de moda. Una rápida penetración

de la soda cáustica en el material textil durante la impregnación es esencial para

resultados uniformes.

Durante el mercerizado, el algodón es puesto en una solución alcalina como la soda

cáustica, o hidróxido de potasio, las cuales causan que las fibras se hinchen y se

encojan. Las fibras luego son colocadas bajo tensión estén en este estado de

hinchamiento, y luego son enjuagadas con agua para remover el álcali. Esto resulta en

un brillo permanente como la seda. Alternativamente, después de la hinchazón, si el

álcali es removido mientras la fibra está en un estado de encogimiento, un incremento

en el brillo puede no ser notable, pero las fibras se fijan en ese estado de encogimiento,

dando una buena elasticidad para un estrés externo.

Debido a las consideraciones de costos y eficacia, solo la soda cáustica es utilizada

como álcali en la industria.

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Los efectos de mercerizado son:

- Mejora en el brillo

- Mejor habilidad de absorción del colorante

- Mejora en las reacciones con una variedad de químicos

- Mejora en la estabilidad de la forma

- Mejora en la fuerza/elongación

- Mejora en la suavidad

- Mejora en el tacto

La apariencia es mejorada a través de un incremento en el brillo, una profundización

del color, y la producción de transparencia, la sensación de la tela es mejorada a través

de un tacto y la suavidad. La fuerza y la elongación también son mejoradas, junto con

una buena habilidad de estiramiento. El tratamiento para el manejo se puede ajustar

para cumplir los diferentes requerimientos, y permitir una mejor aplicación de los

resultados en diferentes procesos.

El mercerizado se puede realizar a una temperatura entre 18 – 20ºC, o a temperatura

ambiente de 35 – 40ºC, o un mercerizado caliente a 60ºC.

Tabla 9. Comparación de un Mercerizado Frío y Caliente

Parametro Frío Clásico Frío Tibio Caliente

Tiempo de impregnación

40 - 50 25 seg 10 – 15 seg 10 – 15 seg

Tiempo de reacción 0 15 seg 10 – 15 seg 10 – 15 seg

Velocidad - - + ++

Conc. NaOH en la tela = = = =

Temperatura 15 – 20ºC 15 – 20ºC 40 – 50ºC 50 – 60ºC

Penetración - - + +

Hinchazón Relativa - - + +

Hinchazón Absoluta + + - -

Uniformidad de la hinchazón

Anillo Anillo Anillo Uniforme al núcleo

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Rendimiento del colorante

+ 10% / = + 10% / = = =

Uniformidad del matiz - - + +

Manejo - - + +

Estabilidad de la dimensión

= = = =

Abrasión de la superficie - - + +

Costo energía -(enfriamiento)

-(enfriamiento) ++ ++

Costo de inversión - - + +

Agente humectante Si Si No No

Olor - + + +

Un agente de mercerizado húmedo tiene que formar muy poca espuma para no

interferir en la recuperación cáustica subsiguiente.

3.8.1 Mercerizado en Cadena

El mercerizado en cadena es realizado en un rango equipado con cadenas de rama

tensoras para el control de la tensión. El rango consiste rodillo acolchado seguido de

un set de latas sincronizadas y luego un clip en la rama tensificadora. El agua fresca

cae sobre la tela para remover la soda cáustica mientras es sostenida en una tensión

en la rama tensificadora. El largo de la rama debe concordar con el rango de velocidad

y asegurar que el nivel cáustico sea reducido a menos de un 3% antes de liberar las

tensiones. La rama tensificadora por una serie de cajas de lavado a lo ancho, las

cuales reducen aún más los niveles cáusticos en la tela. Ácido acético es adicionado

en una de la últimas cajas para completar la neutralización cáustica.

3.8.2 Mercerizado sin cadenas

El mercerizado sin cadenas es practicado en un rango donde la tela es mantenida en

contacto con tambores rotadores, virtualmente a lo largo de todo el proceso. La tensión

en la tela depende de la fricción entre la tela y la superficie del tambor. Esto resulta en

un buen control del largo, pero un control limitado a lo ancho. Rollos arqueados son

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algunas veces utilizados para estirar a lo ancho, pero son mucho menos efectivos

cuando se comparan con los clips en las cadenas de mercerizado. El mercerizado sin

cadenas es utilizado en telas que no se pueden manejar con el clip, así como los

tejidos de punto. Un equipo especial ha sido desarrollado para mercerizar tejidos de

punto tubulares.

3.8.3 Puntos de Preocupación y Control

Para mejores resultados, las telas se deben secar antes de entrar a las unidades para

ser impregnadas con soda cáustica. Se necesita obtener un recogido uniforme y parejo

de la cáustica a lo largo de la tela. Un recogido líquido debe ser de un 100%. Una

cierta cantidad de líquido cáustico debe rodear cada fibra para proveer una lubricación

adecuada para que las fibras se puedan hinchar. Para los tejidos en pieza, una

concentración cáustica entre 48º - 54º Tw debe ser mantenida. Un cáustica más fuerte

de 54º Tw no contribuye a las propiedades de mercerizado, mientras que una cáustica

menor de 48º Tw, la tela mercerizada tendrá una matiz y una apariencia pobre. Las

temperaturas de la solución cáustica y de la tela impregnada deben ser controladas

entre 20º - 30ºC. Arriba de 43ºC, hay un notable decrecimiento en el matiz de las telas

mercerizadas. Debajo de 20ºC no se encuentra una mejora notable. Un marco

adecuado en el paso de lavado es crucial. Las telas se deben mantener en un ancho

de 1 pulgada sobre crudo para un matiz máximo. El ancho tensionado se debe

mantener a lo largo de las operaciones de eliminación cáustica, de lo contrario la tela

se encoge y el matiz se pierde. Si se obtiene un lavado óptimo, solo habrá una

insignificante pérdida en el ancho a medida que la tela sale de los clips de tensión.

Unidades de Concentración Cáustica

Las concentraciones cáusticas, expresadas en porcentajes, son proporciones

calculadas como peso cáustico/peso de la solución. Sin embargo, la gravedad

específica o la densidad de la solución (peso/volumen) están directamente

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relacionadas con la concentración. Hidrómetros calibrados son utilizados para

determinar la gravedad específica. Las escalas de calibración son utilizadas con más

frecuencia para las soluciones cáusticas son Twaddle (Tw) y Baume (Be’). Las

relaciones entre la concentración y las lecturas del hidrómetro son:

Grado Twaddle = (Gravedad Específica – 1) X 200

Grado Baum’e = 144.38 (Gravedad Específica – 1) Gravedad Específica

La relación entre la escala Baum’e y la concentración no es linear, los valores se

acercan a mayores concentraciones.

Prueba para la Mercerización

Actividad Numérica de Bario

La Prueba del Método 89 AATTCC, es una prueba común para cuantificar el grado de

mercerización. Se basa en la habilidad de la tela para absorber hidróxido de bario.

Una muestra de 2 gramos de tela es colocada en un frasco conteniendo 30 ml de 0.25

N de hidróxido de bario. La tela es mezclada por 2 horas (para permitir que el hidróxido

de bario sea absorbido por la tela). 10 ml de alícuota es retirada y valorada con 0.1 N

de ácido hidroclórico, usando un indicador de fenolftaleína. La diferencia entre la

concentración inicial y la concentración restante del hidróxido de bario es la cantidad

absorbida por la tela. El procedimiento se realiza en la tela tanto antes como después

del mercerizado, y el número de Bario es calculado de la siguiente manera:

BAN = Cantidad absorbida por el sustrato mercerizado X 100 Cantidad absorbida por el sustrato no mercerizado

La tela sin mercerizar dará un número de bario de 100 a 105. Una tela completamente

mercerizada dará un número de bario de 150. Las telas tratadas comercialmente caen

en un rango de 115 a 130.

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4 Encontrando Asuntos con la Calidad del Agua

La industria textil consume grandes cantidades de agua en los diferentes procesos, y

los resultados exitosos dependen fuertemente de los proveedores, y de una buena

calidad del agua. La cantidad de agua utilizada en una unidad de proceso es mayor

que cualquier otro químico utilizado, y por lo tanto cualquier impedimento en la calidad

del agua afecta el producto final. Es imperativo prestarle atención a la calidad del

agua. El tratamiento y acondicionamiento del agua antes de los procesos son muy

importantes para los procesos textiles.

Retiradas masivas del agua de los ríos, lagos, y reservas subterráneas han reducido el

volumen del agua conduciendo a la escases de agua. La rápida industrialización y el

crecimiento económico ha impactado el ambiente y el sistema ecológico. La creciente

escases de agua está acompañado por el deterioro en la calidad del agua debido a los

descargos de basura, acueductos y efluentes domésticos, recursos industriales y

agrícolas, y la intrusión salina.

La fuente de agua es importante por dos razones: la fuente porta en la calidad del

agua, y el costo del transporte depende de la distancia de la fuente de la compañía.

Los procesos industriales húmedos obtienen agua de tres fuentes:

- Agua de reservas, ríos, y canales

- Agua de pozos

- Agua de los suplidores públicos

4.1 Calidad del Agua en los Procesos Húmedos Textiles

En los procesos textiles húmedos, la calidad del agua en los procesos varía

considerablemente de lugar a lugar, y de compañía en compañía dependiendo de la

fuente del agua y de las instalaciones del tratamiento del agua. El uso del agua no

tratada en el proceso tiene un costo escondido. La calidad del agua consumida

depende en gran medida de su fuente y de la estación.

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4.2 Características Físicas y Químicas

El color por lo general indica la presencia de materia soluble y materia suspendida, la

cual afecta los procesos textiles húmedos. El valor de pH es un importante criterio del

agua, ya que la mayoría de los procesos textiles dependen del valor de pH. Aguas

naturales y tratadas contienen una variedad de sustancias alcalinas disueltas como

carbonatos, bicarbonatos, y silicatos. En aguas con pH neutro, la alcalinidad se deriva

de la presencia de bicarbonatos. La alcalinidad total es una prueba importante para

determinar la agresividad o tendencia del agua. La alcalinidad es medida como

alcalinidad para naranja metyl y alcalinidad a la fenolftaleína.

La turbiedad es causada por la luz dispersa por la materia suspendida, la cual puede

ser orgánica, o inorgánica. Conocer la turbiedad facilita la estimación de la

concentración de las sustancias sin disolver.

4.3 Total de Sólidos Disueltos

El total de sólidos disueltos (TDS) comprende se sales inorgánicas y pequeñas

cantidades de materia orgánica que están disueltas en el agua. Los principales

compuestos son cationes (calcio, magnesio, sodio, y potasio) y aniones (carbonato,

bicarbonato, cloro, sulfato, y nitrato, principalmente en aguas subterráneas). El total de

sólidos disueltos en los suplidores de agua se originan de fuentes naturales,

alcantarillados, aguas de desperdicio industrial, etc. Las concentraciones de TDS en el

agua varían a los diferentes minerales solubles y en las diferentes regiones geológicas.

Los sulfatos ocurren naturalmente en el agua, y como resultado de lixiviación del yeso y

otros minerales comunes. Estos también entran en el curso del agua a través del

descargo de los afluentes industriales. Los sulfatos también entran en el agua en

coagulación con alumbre. La presencia de altos niveles de sulfato pueden ser

indeseables por innumerables razones.

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El cloro es un anión común que se encuentra en todas las aguas naturales. Estos

también entran al agua a través de la contaminación de los alcantarillados y el agua de

desperdicio industrial. El cloro no causa ningún problema en los procesos textiles.

El sílice ocurre en aguas naturales como coloides finamente divididos de materia

suspendida. Los sílices han sido utilizados en el tratamiento de aguas como

coagulantes e inhibidores de corrosión, y estos obtienen acceso a las aguas. Una

concentración apreciable de sílice/silicato en el agua indica una dosificación incorrecta,

y la dosificación debe ser ajustada.

4.4 Impurezas Metálicas

La dureza del agua se debe a las sales de calcio y magnesio presentes en ella. El

hierro y el manganeso son desagradables en el proceso del agua. El contenido de

aluminio en el agua natural es insignificante. Sin embargo, entra en el suplidor de agua

con alumbre u otros componentes de aluminio. El cobre ocurre naturalmente en

muchas aguas, y también puede resultar no solamente de la corrosión de las pipas y

las guarniciones, pero también por la quelación de compuestos de cobre, los cuales

son utilizados como algicidas y bactericidas.

Aparte de las impurezas metálicas en el proceso del agua, el algodón también contiene

no solo sales alcalinas las cuales no interfieren con el pre-tratamiento, pero también las

cantidades variables de calcio y magnesio, aluminio, y hierro.

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Tabla 10

Durezas de Calcio y Magnesio

PROBLEMAS SOLUCIONES

Forma jabón insoluble y reduce la eficiencia del proceso en ebullición, descrude, blanqueo y Jabonado. Forma depósitos pegajosos en las telas y las máquinas, las cuales causan manchas, una absorbencia desigual, etc. Una lubricación desigual de los hilos, el cual afecta el enrollado y desenrollado, y resulta en rompimientos. Ciertos colorantes precipitados conduciendo a un desperdicio de colorante, y por lo tanto un teñido disparejo. El calcio en forma de carbonato de calcio corresponde a la dureza temporal del agua, y es responsable por el congelamiento, reserva de colorante, y una mala calidad de teñido. El magnesio, cuando está presente en forma de hidróxidos, puede causar la formación de un depósito blanco de los materiales, y una mala apariencia del teñido, debido a una reserva parcial de los colorantes. COBRE, HIERRO, MAGNESIO Y ALUMINIO

Depósitos de hidróxidos de metal en las telas producen manchas, ya sea debido a su color, o especial a la unión de sólidos de color. Enzimas desactivantes y el material insoluble de las gomas, tales como almidón o desengome enzimático. Combian ácidos grasos para formar jabones metálicos insolubles los cuales se depositan en los sustratos textiles para producir manchas. Forma óxidos de metal insoluble y reduce la absorbencia, brillo y eficiencia del merceri- zación. Afecta seriamente las operaciones de teñido a medida que se forman complejos insolubles de los colorantes. Esto resulta en cambios del sombreado, un teñidos desigual, reduce la difusión del colorante, eficiencia del teñido y afecta las propiedades de la rapidez.

Para solucionar los problemas asociados con los álcali, metales, e iones metálicos, un agente secuestrante con acción dispersante es utilizado, el cual controla o elimina los iones de dureza introducidos en el baño por el sustrato, el agua, la sal, y el álcali, y ayuda a prevenir los problemas de calidad relacionados.

Tiene tres efectos en el baño. El efecto del Umbral (altera la habilidad del calcio, magnesio, y otros cristales de iones metálicos para crecer); Efecto Dispersante (la materia inorgánica insoluble formada en el baño es sostenida en forma dispera); y el Efecto de Quelación (la dureza es secuestrada. Reduce la dureza en el baño). La dureza del agua puede ser removida por el método de intercambio de iónico, donde los iones de calcio y el magnesio son cambiados por iones de sodio. Esto es conocido como “Efecto Suavizante Catiónico”. La dureza también puede ser removida eficientemente con un tratamiento con cal, y ceniza de soda, y este tratamiento químico es conocido como “Suavizante de Cal-Soda”. Las impurezas metálicas pueden ser removidas por aireación, coagulación con alumbre, solidi- ficación, y filtración. Sin embargo, algunas de las aguas requieren de un tratamiento especial. Ejercer efectos catalíticos de blanqueo oxidativo y descomponer los baños de blanqueo, los cuales causan un blanqueo disparejo, orificios, y un amarillamiento debido a la formación de oxicelulosa.

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5 Métodos de Prueba

5.1 Determinación de los Agentes de Goma

5.1.1 Prueba de Yodo/Potasio Yódico: 12.8 – 13.0gm de yodo (I2) + 20 – 25gm de

potasio yódico + 50ml de agua destilada. Mezclar bien, hasta que el yodo esté

completamente disuelto y se complete un volumen de 1 litro en un frasco volumétrico.

Guarde la solución yódica, en una botella café, bien cerrada, y en el refrigerador.

Solución de Yodo/Potasio Yódico es puesta sobre la

muestra de tela

Azul/Violeta Almidón y sus Derivados

Café (la mancha desaparece cuando se enjuaga con agua)

Polyvinyl Alcohol (PVA)

Café (la mancha se queda, incluso cuando se enjuaga con agua)

Polyvinyl Acetate (PVAc)

5.1.2 Prueba de Ácido Crómico: 11.8g de dicromato de potásio (K2Cr2O2) disuelto en

50ml de agua caliente, y revolver. Dejar enfriar y agregar 25ml de ácido sulfúrico

concentrado, para obtener una solución de dicromato de potasio, color naranja.

El ácido crómico es puesto en la tela. Después de 1 o 2 segundos se agregan 2 gotas de NaOH 50% y estregarla con un palo de vidrio.

Café Polyvinyl Alcohol (PVA)

5.1.3 Prueba de Yodo/Ácido Bórico: 20ml de solución yódica (0.1N) + 80ml 1,4

dioxan + 1g de ácido bórico es disuelto completamente con calor. Enfriar hasta 25ºC y

completar hasta 100ml con 1,4 dioxan. Agregar 7ml de agua y revolver bien.

Yodo/Ácido Bórico es regado en la tela. Después de 5 minutos ocurre una reacción de color.

Azul/Gris Polyvinyl Alcohol (PVA)

Azul/Gris Polyvinyl Acetate (PVAc)

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5.1.4 Prueba de Colorante Básico: 0.5% de Astrazon rojo F3BL, o equivalente, pH

5.5 con ácido acético.

Humedecer una muestra de tela (10X10 cm) con 0.5% de la solución de colorante (por 5 seg). Enjuagar con agua (proporción de licor de 1:1000) revolviendo constantemente en un beaker por 15 seg. Secar al aire y evaluar por manchas.

Rojo Polyvinyl Acetate (PVAc)

Rojo Mancha soluble en metanol

Poliacrilato (PAC)

Parcialmente Rojo Ácido Acrílico

Rojo Mancha soluble en diclorometano

Poliéster (PES)

5.1.5 Prueba Alfa-naphtol (Reacción Molisch): Una solución de 10% alfa-naphtol es

producida en cloroformo. La solución debe estar recién preparada antes de utilizarse.

Cerca de 1ml de un extracto acuoso frío + 1ml del agente Molisch. Cuidadosamente cubrir con 1-2ml de ácido sulfúrico concentrado, agregándose lentamente.

Un anillo Rojo/Violeta CMC

5.1.6 Prueba de Indicador Mixto (Merck):

El indicador mixto 5 es agregado a la tela y se evalúa el color de la reacción

Verde a Café Polyvinyl Alcohol(PVA)

Verde a Café Polyvinyl Acetate (PVAc)

Azul con borde naranja Poliacrilato

Azul con borde naranja Ácido acrílico

Azul con borde rojo Poliéster

5.2 Eficiencia del Desengomado

5.2.1 Índice Tegewa

Reactivo: Disolver 10gm de potasio yódico en 100 ml de agua. Agregar 0.65gm de

yodo. Agregar 800ml de agua y luego etanol para completar 1000ml.

Prueba: Sumergir la tela en la solución yódica por 1 minuto. Enjuagar con agua,

insertar el papel filtro. Comparar inmediatamente con la escala de violetas.

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5.2.2 Método de Pérdida de Peso

Procedimiento:

1. Tomar 2 muestras de tela gris de 8” x 10” de tamaño (cortar paralelo por la

trama y el urdimbre), destejer para las puntas cortas y pesar.

Peso de la tela gris = X gramos

2. Tratar cada muestra de tela con 10g/l de ácido hidroclórico (30% de fuerza) a

65ºC por 30 min. seguido de un baño caliente, un baño frío para neutralizar con

0.1N NaOH hirviendo por 30 minutos.

3. Enjuagar con agua fría, seguido con una neutralización de ácido acético. Secar

la muestra y pesar.

Peso de la muestra después de tratarla con HCl = Y gramos

4. Desengomar el restante de la tela gris con un agente desengomante enzimático,

darle un baño caliente y luego un frío. Secar la muestra y pesar.

Peso de la muestra desengomada = X1 gramos

5. Tratar la tela desengomada con 10g/l HCl (30% de fuerza) a 65ºC por 30 min.

seguido de un baño caliente, un baño frío, y una neutralización con ácido

acético. Secar la muestra y pesar.

Peso de la muestra desengomada después de ser tratada con HCl = Y1

gramos

Cálculos:

1. Tamaño total add-on: Z = (X-Y)

2. Contenido de goma de la tela desengomada: Z1 = (X1-Y1)

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3. Contenido de goma: Z x 100 X

4. Eficiencia del desengomado: Z-Z1 x 100

X

5.3 Contenido de Ceniza de la Fibra

El contenido total de ceniza es determinado primero pesando la muestra de tela seca,

cortar en tamaños proporcionales en un recipiente ya pesado y encender. Esto es

mejor realizado cuando primero se calienta el recipiente, y cuidadosamente ir

agregando los pedacitos de tela, uno a la vez. La masa de carbón residual después de

haber sido quemado, se calienta fuertemente para ser removido todo, menos los

compuestos inorgánicos. El recipiente puede luego ser enfriado, y luego vuelto a

pesar; la ceniza que queda puede ser calculada como un porcentaje del peso original

de la tela seca. El contenido de ceniza es utilizado para determinar cualquier material

inorgánico, tal como silicato, que queda en la tela.

5.4 Contenido de Cera en la Fibra

Esto puede ser determinado por la extracción Soxhlet con un solvente orgánico. El

reflejo es normal después de utilizar diclorometano o petroleum éter de 2-4 horas.

5.5 Determinación de las Concentraciones Químicas en el Licor de Blanqueo

Es importante, particularmente con procesos de blanqueo continuo, mantener un

chequeo constante y seguro de los diferentes licores en los baños de descrude y

blanqueo, y saturadores. En procesos continuos esto organiza los operadores para

hacer las modificaciones necesarias a los controles de los equipos alimentación

automática de licor. El análisis del licor de blanqueo, normalmente involucra titulación

de peróxido y álcali, generalmente cáustico.

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5.5.1 Peróxido de Hidrógeno

Este es frecuentemente determinado por titulación en contra de la solución del estándar

de permanganato de potasio. Los resultados son expresados en ml/l de la fuerza del

peróxido comercial utilizado (las fuerzas más comunes son 35% y 50%).

Se mide con precisión con una pipeta de 2ml de líquido de blanqueo y se le agrega a

10ml de ácido sulfúrico contenido en un envase cónico. La solución es titulada con

0.1N de solución de permanganato de potasio (KMnO4) para dar un color rosado.

La concentración de peróxido en el baño blanqueador puede ser calculado de la

siguiente manera:

Cada 1.0ml de 0.1N KMnO4 utilizado = 2.14 ml/l de 35% peróxido de hidrógeno

= 1.43 ml/l de 50% peróxido de hidrógeno

5.5.2 Soda Cáustica en Baños de Blanqueo con Peróxido

Una alícuota (por decir 10 ml) del licor del blanqueo puede ser titulada con 0.1 N de

ácido sulfúrico, utilizando un indicador. Fenolftaleína es utilizada frecuentemente ya

que tiene un punto final muy claro, de rosado a transparente.

Por una muestra de 10 ml del licor de blanqueo, la concentración de soda cáustica en

g/l de sólido = vol. (en ml) de 0.1 N H2SO4 utilizado X 0.4

Este procedimiento también se puede utilizar para determinar la concentración cáustica

en los baños de descrude.

5.5.3 Hipoclorito de Sodio

Esta prueba depende de la liberación de yodo del potasio yódico por la acidificación del

licor blanqueador.

NaOCL + 2KI + H2SO4 = I2 + NaCL + K2SO4 + H2O

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La cantidad liberada de yodo es luego estimada por titulación con una solución

estándar de tiosulfato de sodio.

2Na2S2O3 + I2 = 2NaI + Na2S4O6

Procedimiento:

Pipetear con precisión 10 ml de solución de blanqueo en un envase cónico conteniendo

100 ml de agua destilada y 30 ml de 10% solución de potasio yódico. Agregar 50 ml de

10% solución de ácido sulfúrico y titular con 0.1 N tiosulfato de sodio, hasta que el licor

se pone de un color pálido. Luego agregar 5.0 ml de 1% de almidón soluble y continuar

titulando hasta que desaparece el color azul.

1.0 ml de 0.1 N tiosulfato de sodio = 0.35 g/g de cloro disponible.

5.6 Determinación del Peróxido de Hidrógeno en la Tela

En sistemas de blanqueo con Foulard es frecuentemente necesario determinar el

contenido inicial o residual de peróxido en la tela. Esto puede ser realizado por

titulación, o con menos precisión por una medición del amarillamiento de la tela

producido por gotas sobre la tela con una solución de sal de titanio.

5.6.1 Análisis por Titulación

Aproximadamente 2 gr de tela de la muestra blanqueada con Foulard, o tela

blanqueada antes de ser lavada. Esta muestra es colocada en un beaker conteniendo

100 ml de ácido sulfúrico diluido (10%). Revolver muy bien para así lavar cualquier

peróxido de hidrógeno en el ácido. Luego la tela es removida con una pérdida de

solución mínima.

El contenido de peróxido en la tela puede ser determinado por titulación con

permanganato de potasio. Esto es recomendado para telas blanqueadas, ya que los

materiales, diferentes del peróxido, los cuales son removidos de la tela también pueden

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reaccionar con el permanganato de potasio. La tela que ha sido removida del ácido, es

lavada completamente y luego neutralizada con amonio. Luego es secada y pesada.

El cálculo indicado para la medición de las fuerzas del licor de blanqueo, provee una

base para medir el contenido de peróxido de hidrógeno en las telas.

Ejemplo: La titulación debe ser A ml de 0.1 N de KMnO4 ó Na2S2O3 y el peso seco de la

tela en W grs.

Contenido de peróxido de hidrógeno en la tela = 0.0017 x A grs.

% contenido = 0.0017 x A x 100 H2O2100 W ml 35% H2O2/Kg de tela = 0.0017 x A x 100 x 1000 = 4.3 x A 1.131 x 35 x W W ml 50% H2O2/Kg de tela = 0.0017 x A x 100 x 1000 = 2.84 x A 1.195 x 50 x W W Cuando el contenido del peróxido de la tela es relacionado con el licor recogido

después del Foulard, una segunda muestra de tela debe ser utilizada para determinar

el licor recogido. El uso de una segunda muestra es recomendado debido a que el

retraso ocasionado por el peso de la primera muestra húmeda, permite una mayor

descomposición de peróxido.

5.6.2 Análisis de la Prueba de Salpicaduras

Una determinación semi-cuantitativa del peróxido de hidrógeno en los licores de

blanqueo y en las telas blanqueadas se puede realizar fácil y rápidamente con métodos

colorimétricos. El método es menos preciso que la titulación, pero útil para determinar

la efectividad de la receta. El tiempo en reposo, o los cambios de temperatura en el

blanqueo en el foulard, dependen de una medida visual del color amarillo/anaranjado

producido por la reacción del peróxido con el titanio.

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Preparación del agente de cloruro de titanio

100 ml de cloruro de titanio (50% w/v) son agregados en gotas, revolviendo con 200 ml

de ácido hidroclórico concentrado (SG = 1.18). La reacción debe ser realizada en un

armario de humo a medida que la reacción exotérmica y el gas del cloruro de hidrógeno

es emitido. Es esencial que se agregue cada gota despacio y que la mezcla sea

constantemente revuelta con un mezclador magnético.

Cuando todo el cloruro de titanio ha sido agregado, la solución es calentada a ebullición

y luego de hervir por 1 minuto aproximadamente, 800 ml de ácido hidroclórico diluido (2

partes de ácido hidroclórico concentrado por 1 parte de agua destilada) son agregados.

Cuando se enfría, el agente está listo para utilizarse.

Procedimiento para los Textiles

Salpicar 2-3 gotas del agente de cloruro de titanio en la tela y esperar unos 15-20

segundos para la reacción, si es que ocurre. Si no se desarrolla ningún color, no hay

peróxido en la tela. Si un color amarillo/anaranjado ocurre, es comparado con las rayas

en la Escala-T, y un estimado es realizado con el contenido del peróxido en la tela.

Procedimiento para Líquidos

Colocar 0.5 ml de la solución bajo prueba en una placa blanca de salpicadura, y

agregar 1 gota del agente. Después de 1 minuto comparar el color producido con las

rayas en la Escala L.

Nota:

El agente es un ácido muy fuerte y debe ser utilizado con mucho cuidado. Si la

presencia o ausencia de peróxido es requerida, una solución más segura es preparada,

disolviendo 5 gr de potassium titanium oxalate en 100 gr de ácido sulfúrico diluido

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(10%). Esto también da un color amarillo/anaranjado pero de una intensidad mucho

menor que el agente original.

5.7 Prueba Cualitativa para el Silicato en la Tela

Ceniza 5-10 gr de tela en un crisol de platino. En enfriamiento, mezclar con 5-6 veces

la cantidad de carbonato sodio potasio (hecho mezclando cantidades iguales de

Na2CO3 y K2CO3) y calentar hasta que el derretido esté transparente. Al enfriar,

disolver la mezcla solidificada en agua destilada y agregar molibdato de amonio

granulado. Acidificar con ácido nítrico (20%). En la presencia de silicatos, un color

amarillo intenso, o un amarillo cristalino se produce.

Para probar si la muestra contiene fosfato, primero disuelva la ceniza en 10 ml de ácido

nítrico (20%), filtrar y luego mezclar el residuo filtrado con 5-6 veces la cantidad de

carbonato de sodio potasio.

5.8 Prueba Cualitativa para el Calcio en la Tela

5-10 gr de tela son pesados y luego cenizados en el crisol. La ceniza es luego tomada

con ácido hidroclórico (10%), cloruro de amonio, y amonio (SG = 0.88) son agregados

hasta que la solución es alcalina. Si se forma un precipitado voluminoso, éste debe ser

filtrado. El filtro de amoniaco es acidificado con ácido acético y precipitado de calcio

con ácido oxálico como oxalato de calcio. Después de la filtración, el precipitado es

goteado sobre un cable de platino y colocado en una flama Bunsen. La presencia de

calcio es indicada por una característica flama de color rojo.

Si una determinación cuantitativa del calcio es requerida, luego el oxalato de calcio

filtrado es lavado con un poco de agua destilada y luego recogida con ácido sulfúrico

(20%) tibio, y luego titulado con 0.1 N KMnO4

1 ml 0.1 N KMnO4 = 2.004 mg calcio

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Nota:

Los resultados del algodón y las fibras liberianas no siempre son satisfactorias, ya que

el calcio y el magnesio los puede absorber la fibra durante el crecimiento o del licor,

donde están presentes como formadores de dureza. La concentración de calcio y

magnesio, expresadas en porcentaje en peso del algodón crudo, están por lo general

en los siguientes rangos:

Calcio: 0.043 – 0.15%

Magnesio: 0.046 – 0.11%

5.9 Prueba Cualitativa para el Hierro en la Tela

5.9.1 Prueba de tiocianato de potasio

Ácido nítrico 5% o 10% w/w grado analítico (A.R.).

Solución tiocianato de potasio 10% w/w hecho disolviendo 10 gr de potasio en 90 gr de

agua destilada.

Bisulfato de potasio, grado analítico (A.R.)

Peróxido de Hidrógeno 35% w/w

Una pequeña muestra de 0.5 – 1.0 gr de fibra (tela, hilo) es colocado sobre un vidrio de

observación, o disco petri y luego se le agregan 1 – 2 gotas de ácido nítrico (5%) y

dejar reposar por 2 – 3 minutos para que cualquier hierro presente sea oxidado a iones

férricos. Para detectar iones férricos, 2 – 4 gotas de solución de tiocinato de potasio

(10%) son agregadas.

Si no se forma ningún color, no hay hierro presente. Un color rojo indica la presencia

de hierro, y la intensidad del color indica la cantidad. Un color rosado indica bajas

concentraciones y un color vinotinto indica altas concentraciones.

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En casos difíciles o para la tela teñida, la prueba se puede realizar en una muestra con

ceniza. Para esto, la muestra de tela es llenada de ceniza en un crisol sobre un

Bunsen, y luego de ser enfriada, es disuelta en 10% ácido nítrico. Si la ceniza no es

soluble en ácido nítrico, el proceso de ceniza es repetido y un poquito (1 gm) de

bisulfato de potasio es agregada al crisol mientras se enfría. El crisol es luego

recalentado a un calor rojo y luego de enfriar, la ceniza es recogida en 10 – 15 ml de

agua destilada. Se debe tener cuidado para asegurarse que toda la masa se disuelva;

si es necesario, caliéntela. Agregar a esta solución 1 gota de peróxido de hidrógeno

(35%), y luego 1 gota de solución tiocianato de potasio. Un color rosado o rojo indica la

presencia de hierro.

5.9.2 Prueba de ferrocyanide potassium

Una pequeña muestra en un disco petri es gotereado con ácido sulfúrico (10%) diluido.

El área acidificada de la tela es luego gotereada con ferrocyanide potassium (1% de

solución recién preparada). Una coloración azul oscura indica la presencia de hierro.

5.10 Prueba Cualitativa de Cobre en la Tela

Para probar el cobre, la muestra debe estar preferiblemente con ceniza, ya que las

reacciones no son tan sensibles como en la prueba del hierro, especialmente en

pequeñas cantidades que es muy difícil.

5.10.1 Prueba de Tetramina de Cobre

La ceniza enfriada se le agregan 5 – 10 gotas de ácido nítrico (10%) o ácido

hidroclórico, o derritiendo con bisulfato de potasio.

Agregar amonio diluido (1:1 agua : amonio concentrado) hasta que la ceniza es

alcalina. Un color azul muestra la presencia de cobre.

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5.10.2 Prueba de dietilditiocarbamato de potasio

Ácido hidroclórico 20% : 800 g 25% HCl (A.R.) diluido con 200 ml de agua destilada.

Solución amonio 35% : 1:1 amonio concentrado

(A.R.) : agua Bisulfato de potasio (A.R.)

Solución ácido cítrico 10% (A.R.) Solución dietilditiocarbamanto de sodio 0.1% (A.R.)

Disolver la ceniza en las pruebas de hierro. Neutralizar con amonio, y traer a un pH de

6 con ácido cítrico (10%), utilizando 5 gotas para cada mililitro de la solución de prueba.

Agregar más amonio hasta que es nuevamente alcalino. Ahora agregar 1 gota de

solución dietilditiocarbamanto de sodio 0.1%. Un color amarillo indica la presencia de

cobre.

Nota:

La prueba sin embargo se puede realizar en la tela directamente cuando se localizan

altas cantidades de cobre. La muestra es gotereada con ácido cítrico, y luego

neutralizada con amonio, 1-2 gotas de solución dietilditiocarbamato de sodio sobre la

misma área.

5.11 Cálculos para la Dureza del Agua

Los iones de Ca y Mg pueden ser determinados en una solución de amoniaco con el

complejo EDTA (etileno diamina triacetato) y con negro T Eriochrom (para una tableta

de indicador tope) como indicador.

Procedimiento para la titulación

100 ml de muestra de agua son tomados y la tableta de indicador tope es disuelta en

esta. 2 ml de amonio 25% son agregados y calentados hasta 40ºC; la solución se

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convierte más o menos roja dependiendo de la dureza del agua. La titulación se realiza

inmediatamente con 0.1 mol/l de solución EDTA para pasar de rojo a verde.

Cálculos

Los parámetros de los cálculos son los siguientes:

V: consumo en ml de solución EDTA o concentración de X mol/l

F: muestra de la cantidad de agua tomada en ml

X mol/l EDTA: concentración aplicada a la solución EDTA, generalmente 0.1 mol/l

EDTA siempre forma con iones metálicos un complejo 1:1. 1 mol de EDTA se une con

1 mol de ion de metal, e.g. calcio.

1 ml de 0.01 mol/ml de solución EDTA corresponde a 0.01 mmol de metal

= 0.4008 mg Ca = 0.5608 mg CaO = 1.00 mg CaO3

= 0.24305 mg Mg = 0.4030 mg MgO = 0.8431 mg MgO3

Cálculo del contenido de sustancias de dureza en mmol/l :

Con esta fórmula el contenido de CaCO3 puede ser determinado exactamente en mg/l.

Cálculo del contenido de las sustancias de dureza en dH

De acuerdo a la definición:

Mmol/l = X mol/EDTA x V x 1000 F

Con esta fórmula, el contenido de CaCO3 puede ser determinado exactamente en mg/l.

Cálculo del contenido de las sustancias de dureza en dH.

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De acuerdo a la definición:

1 dH = 10 mg/l CaO = 7.19 mg/l MgO

Mmol/l = X mol/EDTA x V x 5.608 x 1000 F

Definición de información de diferentes durezas:

1 dureza alemana = 10 mg/l CaO (ºdH)

1 dureza francesa = mg/l CaCO3 (ºf)

1 dureza inglesa = 14.3 mg/l CaCO3 (ºe)

5.12 Medidas del Daño Celulósico en las Fibras

5.12.1 Pruebas Cualitativas

Varias pruebas están disponibles para determinar la presencia de oxicelulosa e

hidrocelulosa formadas cuando la celulosa es dañada químicamente. Como estos

materiales no son compuestos claramente definidos, la intensidad de la reacción puede

variar considerablemente, y para distinguir entre oxicelulosa e hidrocelulosa es muy

difícil. Las pruebas pueden ser influenciadas por las impurezas (e.g. goma, cera,

acabado, etc) así que la tela a probar debe estar lo más limpia posible. Los agentes

típicos y las reacciones son los siguientes

Solución Prueba Daño Celulósico

Solución Fehling Color rojo café

Agente Nessler Color amarillo y luego gris

Nitrato de plata alcalino Color rojo

Cloruro de estaño y cloruro de oro Color morado

La prueba de nitrato de plata alcalino es el más indicado para detectar un daño

oxidativo localizado. La prueba se realiza de la siguiente manera:

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Preparar dos soluciones, (a) conteniendo 8 mg de nitrato de plata en 100 ml de agua

destilada, y (b) conteniendo 20 g de tiosulfato de sodio y 20 g de soda cáustica en 100

ml de agua destilada. Estas soluciones son almacenadas en botellas oscuras. La

solución prueba debe ser preparada frescamente por 1 g de muestra de tela.

Medir 20 ml de agua destilada en un beaker y agregar 20 ml de la solución (b).

Agregar esto lentamente, y mezclar constantemente con 1 ml de solución (a). Es muy

importante que la solución (a) sea agregada a la diluida solución (b). Cualquier

precipitado que se forme durante la mezcla debe ser nuevamente diluido.

Cuando se mezclan, llevar la solución a ebullición, inmersa la tela y sigua ebulliendo

por 5 minutos revolviendo frecuentemente. Remueva la muestra y enjuague. Unos

parches oscuros se desarrollarán donde el daño ocurrió.

5.12.2 Pruebas Cuantitativas

Ciertos solventes pueden disolver celulosa sin destrucción de la estructura polimétrica

intrínseca de la celulosa. La viscosidad de la solución es una función de la

concentración de celulosa y el promedio de extensión de la cadena de polímero.

Una degradación química de la celulosa reduce la extensión de la cadena de polímero.

Consecuentemente, para un determinado peso de celulosa, la viscosidad de la solución

es reducido, y este cambio en viscosidad se puede relacionar y la degradación química

que ha ocurrido.

Dos sistemas para expresar el daño químico son utilizados generalemte. En el Reino

Unido, la celulosa es generalmente disuelta en hidróxido cuprammonium y los

resultados son expresados en la viscosidad recíproca, i.e fluidez. En la Europa

Continental, cupriethylenediamine es más utilizado como solvente, y la viscosidad está

directamente relacionada con el grado de polimerización (grado DP). En EEUU ambos

solventes son utilizados.

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Valor de Fluidez

a) Solución Cuprammionium (Cuam)

La principal desventaja del método es el tiempo requerido para la disolución de la

muestra, i.e toda la noche. Un método más rápido está disponible del Instituto Shirley,

capaz de disolver en 1 hora. Esto es particularmente útil para obtener un chequeo

rápido en las condiciones de proceso, o desarrollo del trabajo. También se puede

adaptar para el uso de trabajos de algodones mezclados con fibras sintéticas, e.g.

poliéster/algodón, ya que la insoluble fibra sintética puede ser luego centrifugada, antes

de que la solución sea puesta en el viscometro.

Expresión de los Resultados

La fluidez (F) es recíproca de la viscosidad (expresada en poises) de un 0.5% de

solución de algodón o 2.0% de solución de rayón celulósico en el estándar hidróxido de

cuprammonium

Se calcula de la siguiente fórmula: F = C T

Donde C es la constante de viscosa, dada en el certificado de calibración brindado por

el viscómetro, y t es el tiempo en segundos del menisco donde el solvente cae de

arriba hacia abajo gradualmente en el viscómetro.

Para tiempos de 200 segundos o menos, una corrección de energía cinética K se debe

aplicar como se muestra en los certificados de calibración.

Interpretación de Resultados

Sustrato Fluidez

Algodón, gris 2

Algodón blanqueado satisfactoriamente 4-6

Algodón químicamente degradado 8-40

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b) Soluciones Cuen

El método está descrito en el AATCC, método 82. Utiliza viscómetros tipo Ostwald-

Fenske, y la fluidez es determinada como medida del daño en la tela.

Grado de Polimerización

Típicos valores DP

Fibra DP

Fibras naturales 2300-3000

Algodón blanqueado aceptablemente 1800-2000

La relación entre DP y fluidez (F) para el algodón se da en la siguiente fórmula:

DP = 2032log10 74.35 + F - 573 F Factor de Daño (S) S = log10 2000 - 2000 + 1 / log10 2 Ptx Pt Pt = DP antes de tratamiento químico Ptx = DP después de tratamiento químico 2000 = Valor de referencia El factor de daño se puede categorizar de acuerdo al grado del daño

Factor S Comentario

0.01-0.2 Muy bien sin dañarse

0;21-0.3 Bien, blanqueado cuidadosamente

0.31-0.5 Satisfactorio

0.5-0.75 Poco daño

> 0.75 Mucho daño