I condensati non ionici di ossido di etilene sono più adatti come agenti bagnanti nella sbozzimatura. Il bromito di sodio ossida molto rapidamente l'amido trasformandolo in prodotti alcalini che vengono rimossi dalla successiva operazione di purga. La velocità di sbozzimatura con bromito di sodio è molto rapida. La natura del processo di sbozzimatura dipende dalla natura dei materiali di imbozzimatura da rimuovere. La maggior parte delle miscele di colla sono combinazioni di amido, amidi modificati, carbossimetilcellulosa (CMC) e gomma naturale, polimeri acrilici e alcol polivinilico, cera o cera autoemulsionante, sego o olio disperdibile in acqua. Le dimensioni dell'amido possono essere rimosse dagli enzimi. Come regola generale, i non ionici non danneggiano gli enzimi mentre gli anionici hanno un effetto ampiamente variabile.
2. OPERAZIONE DI PULITURA E SBIANCAMENTO
Purga del cotone: dopo la sbozzimatura, i materiali in cotone vengono sottoposti a un processo noto come purga. Il cotone naturale contiene 80-85% di cellulosa e piccole quantità di sostanze azotate, sostanze minerali, cere pectate e sostanze coloranti come impurità. La loro rimozione è importante per l'ulteriore lavorazione del tessuto. Il materiale del tessuto è trattato con alcali. A questo scopo vengono utilizzati Kiers, impianti di lavaggio continuo come J-Box o altri sistemi come padroll. Nella purga l'idrossido di sodio è il principale ingrediente attivo e la sua funzione è quella di saponificare alcune delle impurità presenti nel cotone. L'efficacia del detergente caustico viene migliorata mediante l'aggiunta di un tensioattivo.
Gli ausiliari tessili utilizzati nella purga devono essere stabili all'acqua dura, stabili in condizioni alcaline, avere un buon potere bagnante e capaci di emulsionare le impurità e mantenerle allo stato disperso in un ampio intervallo di temperature durante la purga e il lavaggio. I derivati alchilici degli acidi naftalensolfonici, i solfati di alcoli grassi, le ammidi di acidi grassi, gli esteri fosfatici e i condensati non ionici di ossido di etilene sono ausiliari di lavaggio.
L'assorbenza del cotone bollito caustico è molto migliore quando come tensioattivo viene utilizzato il condensato non ionico di ottilfenolo etilene ossido rispetto al solfato di alcol grasso o al sapone. Si è riscontrato che un prodotto non ionico con 12 unità di ossido di etilene fornisce il risultato migliore. I tensioattivi a base di esteri fosforici sono buoni ausiliari di pulizia grazie alla loro eccellente compatibilità con gli alcali.
La fuoriuscita di colore dovuta alla formazione del colorante leucovat può essere prevenuta con un blando ossidante come l'acido m-nitrobenzene solfonico.
2.1 Purga di lana
Lana grezza, contiene grasso, sali di sudore, sporco e sostanze vegetali come impurità. La sgrassatura della lana per rimuovere le impurità può essere effettuata mediante sgrassatura, estrazione con solvente o sgrassatura con emulsione. Il metodo più utilizzato è il lavaggio con emulsione. Un detersivo utilizzato per la sgrassatura della lana possiede le proprietà di sgrassare la lana a bassa temperatura, stabilizzare l'emulsione della cera di lana con acqua, rimuovere efficacemente lo sporco, trattenere la polvere sottile in sospensione e non avere alcuna azione dannosa sulla lana.
Gli alchilarilsolfonati, gli alchilsolfati, gli alchilsolfonati e i detergenti non ionici vengono utilizzati nella purga della lana. I non ionici conferiscono inoltre una mano morbida alla lana lavata.
2.2 Carbonizzazione
La lana grezza contiene una notevole quantità di sostanze vegetali estranee sotto forma di pagliuzze e bave che non vengono rimosse mediante sgrassatura. La lana viene sottoposta a carbonizzazione dopo la purga, per rimuoverli.
La lana viene trattata con una soluzione diluita di acido solforico e/o cloruro di alluminio, essiccata, cotta e lavata. Gli agenti bagnanti cationici e non ionici vengono utilizzati come agenti bagnanti nella carbonizzazione. L'aggiunta di un tensioattivo riduce inoltre sensibilmente la perdita di resistenza alla trazione della lana trattata.
3. MERCERIZZAZIONE
La mercerizzazione del materiale di cotone viene effettuata per migliorarne la resistenza, la lucentezza e l'assorbimento del colorante. In questo processo, le merci vengono trattate con idrossido di sodio 52-54 grado Tw, stirate e lavate. Una condizione necessaria per il successo della mercerizzazione è la bagnatura rapida e uniforme del cotone con idrossido di sodio. Un ausiliario mercerizzante presenta elevata stabilità negli alcali concentrati e buon potere bagnante e sono facilmente rimovibili dal tessuto con un semplice trattamento di lavaggio. I composti fenolici come l'acido cresilico costituiscono la base della maggior parte dei preparati commerciali.
Gli agenti bagnanti ordinari utilizzati nella sgrassatura non sono adatti poiché sono agenti bagnanti nei liquori di mercerizzazione e sono stati sviluppati agenti bagnanti speciali efficaci in queste condizioni. Generalmente, esistono due tipi di agenti umettanti mercerizzanti, cresilici e non cresilici, da utilizzare nella mercerizzazione dei liquori.
La miscela di orto-, meta- e para-cresoli (acidi cresilici) non è solubile in acqua ma si dissolve in una soluzione forte di soda caustica. Questi risultano essere agenti bagnanti stabili in questa soluzione. Si è riscontrato che il loro potere bagnante viene notevolmente migliorato incorporando alcuni altri additivi come alcol etilico, alcoli polivalenti con catena C18, butanolo, 2-etil esanolo, polietilenglicole ecc. Alcuni di questi non sono miscibili con acqua, ma si dissolvono in soluzione di soda caustica.
Un prodotto, ottenuto dalla distillazione dell'olio di pino come frazione tra trementina e colofonia, possiede ottime proprietà bagnanti, penetranti ed emulsionanti. È disperdibile nei liquori di mercerizzo e ne migliora il potere di penetrazione tanto da dare cotone mercerizzato avente proprietà tintoriali più uniformi. Questa frazione può essere utilizzata insieme ai cresoli, che coadiuvano la dispersione del distillato di olio di pino.
Gli agenti bagnanti cresilici hanno un forte odore fenolico e sono noti liquidi colorati. Gli agenti bagnanti non cresilici includono alcoli alifatici inferiori solfatati come esile o alcoli. Questi agenti bagnanti mercerizzanti sono esenti da odore fenolico e meno schiumosi. L'acido pionico come ausiliario di mercerizzazione è un agente umettante altrettanto efficace quanto l'acido cresilico. Gli ausiliari di mercerizzazione a base di solfati di sodio di glicole dietilenico sostituito in combinazione con un alcool scarsamente solubile e un promotore di soluzione del tipo cellosolve sono un buon agente bagnante di mercerizzazione.
Agenti bagnanti speciali adatti per l'aggiunta ai liquori di mercerizzo che sono composti solfossidici come n-ottil-bid-(beta-idrossietil)-solfonio solfato, n-ottil-(beta-idrossietil)-solfossidi, n-nonil-(betaidrossietil)-solfossidi e cloruro di n-esildietil-solfossonio.
4. TINTURA
La tintura è la produzione di tessuti colorati. È disponibile un'ampia varietà di coloranti e ciascuna classe di coloranti ha un metodo di applicazione diverso. I prodotti chimici (ausiliari) vengono utilizzati nel processo di tintura per ottenere un processo di tintura soddisfacente. Gli ausiliari utilizzati nella tintura sono:
1. Agenti bagnanti e penetranti
2. Agente disperdente
3. Agenti livellanti
4. Agenti sequestranti
5. Agenti antischiuma
6. Acceleratori
7. Inibitore della migrazione
8. Fissatori di coloranti
9. Dopo il lavaggio degli agenti
10. Agenti decapanti
4.1 Agenti bagnanti
Al bagno di tintura vengono aggiunti tensioattivi per garantire la penetrazione del liquore colorante nei filati e nei tessuti. Vengono utilizzati alcol grasso solfatato, olio solfatato e tensioattivi anionici come gli acidi solfonici.
4.2 Agenti disperdenti
Gli agenti disperdenti sono anche tensioattivi utilizzati per la dispersione uniforme del colorante. Questi sono particolarmente utilizzati nei coloranti dispersi e al tino. Vengono utilizzati alcol grasso solfatato, alchilaril solfonati, ammidi di acidi grassi solfatati.
4.3 Agenti livellanti
Nel bagno di tintura vengono aggiunti agenti livellanti per tingere uniformemente i filati o i tessuti. Vengono utilizzati tensioattivi anionici come alchilarilsolfonati, solfati di alcoli grassi, solfonati di ammidi grassi. I tensioattivi non ionici vengono utilizzati per le tinture dirette, i tensioattivi cationici e i tensioattivi non ionici vengono utilizzati nella tintura in tino.
Nel caso della tintura di acrilici, come ritardanti vengono utilizzati agenti ritardanti come tensioattivi cationici e anionici. I tensioattivi non ionici vengono utilizzati nella tintura di poliestere/miscele come agente livellante.
4.4 Agenti sequestranti
Gli agenti sequestranti sono sostanze chimiche che complessano i metalli pesanti e non consentono a questi metalli pesanti di reagire con fibre o coloranti. EDTA, NTA sono agenti sequestranti comuni.
4.5 Agenti antischiuma
Gli agenti antischiuma vengono utilizzati nel bagno di tintura per prevenire la formazione di schiuma nel bagno che influisce negativamente sulla tintura. I migliori agenti antischiuma sono i polimeri siliconici come il dimetilpolisilossano con una viscosità di 100-500 centiposie a 25 gradi. Come agenti efficaci vengono utilizzati anche idrocarburi poliamminoalchil sostituiti a base di organopolisilossani.
4.6 Trasportatori
I supporti vengono utilizzati nella tintura di materiali sintetici, in particolare poliesteri con coloranti dispersi. Assorbe sfumature profonde sul poliestere e sui tessuti misti. Sono buoni trasportatori l'o fenil fenolo, il monocloro o fenil fenolo, il p fenil fenolo, il difenile, il mono metil naftalene, il tricloro benzene, il dimetil ptereftalato, il metil salicilato ecc.
4.7 Inibitore della migrazione
L'inibitore della migrazione effettua una tintura uniforme dei tessuti impedendo la migrazione delle molecole di colorante insieme al bagno durante l'operazione di asciugatura. I polielettrolisi non ionici alginato di sodio, la carbossimetilcellulosa, le gomme guar etossilate e propossilate sono buoni inibitori della migrazione.
4.8 Fissatori di coloranti
Gli agenti fissatori del colorante fissano il colorante sui filati e sul tessuto in modo permanente, in modo che le loro proprietà di solidità si manifestino correttamente. Solitamente i tensioattivi cationici vengono utilizzati come agenti fissanti dei coloranti.
4.9 Agenti decapanti
Gli agenti svernicianti vengono utilizzati per rimuovere il colore dai tessuti tinti male, prodotti da una tintura difettosa. Sono efficaci i composti trimestrali di ammonio con alchili a catena lunga. Gli agenti a base di polivinilpirrolidone vengono utilizzati per la rimozione dei coloranti al tino, dello zolfo e dei coloranti diretti.
Il bromuro di cetil trimetil ammonio è efficace nello stripping dei coloranti azoici. Questi sono solitamente efficaci in presenza di agenti ossidanti o riducenti. Si rivelano utili tensioattivi non ionici con soda caustica e idrosolfito.
Il solfossilato di formaldeide, il polivinilpirrolidone in presenza di strisce acetiche disperdono le malattie dal nylon. Il 1-20% di difenile con il 3- 5% di solfossilato di zinco e il 5% di acido acetico alla temperatura di ebollizione toglie il colore dal poliestere.
5 Ausiliari nella stampa
La stampa è un processo per decorare i tessuti con colori e motivi cromatici. La stampa tessile può essere considerata un processo di tintura specializzato. Si tratta di un'applicazione controllata di coloranti e pigmenti in punti esattamente definiti del tessuto, lasciando il resto del tessuto sostanzialmente inalterato. Esistono tre metodi principali di stampa, vale a dire. stampa diretta, resistenza alla stampa e stampa a scarica. Nel metodo di stampa diretta una pasta di coloranti e prodotti chimici ausiliari vengono fissati direttamente sul tessuto tramite un blocco modello o una serigrafia. Nella stampa a scarica viene utilizzato un agente riducente per distruggere l'agente ossidante nell'area stampata necessaria per sviluppare un particolare colorante (colorante al tino) oppure viene utilizzato un acido per distruggere gli alcali necessari per lo sviluppo e il fissaggio di un colorante. Nella stampa a scarica vengono utilizzati agenti riducenti stabili per scaricare il colorante sul tessuto. Per la stampa a scarica vengono utilizzati coloranti al tino, pigmenti, coloranti basici.
Gli ausiliari utilizzati per la stampa dei tessili sono addensanti, agenti bagnanti, agenti disperdenti, agenti antischiuma, agenti igroscopici, agenti riducenti e ossidanti, leganti, agenti dopolavaggio e ausiliari vari.
5.1 Addensanti
Queste sostanze chimiche agiscono come veicoli per trasportare i coloranti sul tessuto. Per evitare che il colore si diffonda sul tessuto oltre il limite desiderato, vengono comunemente utilizzati amido, gomme naturali come carrube, senegal, arabica, karaya e semi di guar. Anche gli amidi modificati come la destrina della gomma britannica, l'alginato di sodio, la carbossimetilcellulosa di sodio vengono utilizzati con risultati soddisfacenti. Vengono utilizzati anche kerosene, emulsioni acquose con tensioattivi non ionici.
5.2 Agenti bagnanti
Si tratta solitamente di vari tensioattivi compatibili con altri ausiliari utilizzati per una specifica formulazione di stampa. Di questi si è già parlato in precedenza.
Agenti disperdenti
Gli agenti disperdenti utilizzati sono glicole dietilenico, tio diglicole, benzil solfanilato di sodio, tensioattivi non ionici utilizzati per prevenire l'agglomerazione delle particelle di colorante.
5.3 Agenti antischiuma
Gli agenti antischiuma sono gli stessi utilizzati per il bagno di tintura. Di solito sono silossani. Gli agenti igroscopici utilizzati sono glicerina, glicole dietilenico ecc.
5.4 Agenti ossidanti e riducenti
Gli agenti ossidanti e riducenti sono clorato di sodio, cromato, dicromato, nitrato, ferrocianuro idrosolfito, bisolfito, glucosio e sali stannosi e ferrosi.
5.5 Trasportatori
I trasportatori sono gli stessi prodotti chimici utilizzati per la tintura con coloranti dispersi e di cui si è già parlato in precedenza.
5.6 Raccoglitori
I leganti sono utilizzati nella stampa a pigmenti. Forma una pellicola nella parte stampata. La pellicola deve essere incolore, trasparente, avere un'elevata resistenza ai liquidi di lavaggio e ai prodotti chimici, deve avere una buona adesione al tessuto e deve avere una buona resistenza all'abrasione.
Viene utilizzato un gran numero di leganti a base di resina sintetica. Sono vinilici, acrilici, melammina formaldeide, precondensati UF, gomme clorurate ecc. Vengono utilizzati anche leganti a base di SBR, acrilonitrile e butadiene.
5.7 Dopo il lavaggio
Dopo il lavaggio vengono rimossi gli addensanti e per far risaltare le vere sfumature, solitamente vengono utilizzati detergenti delicati dopo il lavaggio.
6 Finissaggio dei tessili
Gli ausiliari utilizzati nella finitura possono essere sostanzialmente suddivisi come di seguito:
1. Agenti irrigidinti
2. Agenti resistenti alla stampa e alle pieghe durevoli
3. Sbiancanti ottici
4. Ammorbidenti
5. Idrorepellenti
6. Ritardanti di fiamma
7. Agenti antistatici
8. Agenti di distacco del suolo
9. Agenti antipilling
6.1 Sbiancanti ottici
Tutti i tipi di fibre tessili, naturali o sintetiche, non appaiono perfettamente bianche ma presentano una sfumatura gialla a causa della presenza di alcune impurità colorate che assorbono parte della luce incidente nell'estremità blu dello spettro. Sono disponibili tre metodi per rimuovere la sfumatura gialla. Il primo è la distruzione della materia colorante da parte degli agenti sbiancanti. Questo metodo viene immancabilmente utilizzato per rimuovere la maggior parte delle impurità coloranti dalla fibra ma non è possibile eliminare totalmente la leggera sfumatura giallastra senza degradare la fibra stessa. Il secondo metodo prevede l'uso di agenti azzurranti sul tessuto sbiancato. Questi agenti correggono il giallo del tessuto mediante assorbimento del giallo del tessuto mediante assorbimento della luce gialla da parte del pigmento blu applicato. In questo caso il tessuto bianco giallastro acquisisce un aspetto bianco grigiastro. Il terzo metodo, oggi il più diffuso, prevede l'uso di sbiancanti ottici o sbiancanti fluorescenti. Gli azzurranti ottici sono per la maggior parte simili ai coloranti e possiedono affinità per la fibra. Contengono cromofori fluorescenti invece di cromofori colorati e rendono il tessuto bianco più bianco senza influire negativamente sulla resistenza e su altre proprietà utili.
Gli sbiancanti fluorescenti, noti anche come agenti sbiancanti fluorescenti, coloranti fluorescenti e sbiancanti ottici, sono tipi speciali di composti organici fluorescenti che vengono utilizzati per migliorare le prestazioni coloristiche o la luminosità dei vari materiali come fibre naturali, fibre sintetiche, tessuti, polimeri, carta e vernici. In generale, queste molecole sono in grado di assorbire radiazioni di lunghezza d'onda corta ed elevata energia, normalmente invisibili all'occhio umano, ed emettere radiazioni di lunghezza d'onda maggiore, cioè nella luce visibile.
6.2 Addolcitori
Tutte le fibre naturali sono associate ad alcune sostanze oleose, grasse o cerose allo stato grezzo. Queste sostanze conferiscono morbidezza alla fibra. Tuttavia, sgrassando e sbiancando il materiale, queste sostanze cerose vengono rimosse e il materiale diventa duro. Anche alcune sostanze coloranti in concentrazioni più elevate, così come gli agenti di finitura come amidi, caolino, ecc., conferiscono al tessuto una mano sgradevole. È quindi necessario applicare un agente ammorbidente al tessuto in modo da conferire morbidezza, levigatezza, pienezza, elasticità e flessibilità. Sebbene siano disponibili molte centinaia di preparati per ammorbidire i materiali tessili, è interessante notare che la maggior parte di queste sostanze sono a base di composti grassi a catena lunga in una forma o nell'altra. Gli addolcitori sono di cinque tipi:
1. Ammorbidenti anionici
2. Ammorbidenti non ionici
3. Ammorbidenti cationici
4. Ammorbidenti reattivi
5. Ammorbidenti in emulsione
6.2.1 Ammorbidenti non ionici
In questo gruppo di composti, i condensati di ossido di etilene con alcool stearilico e acido stearico sono piuttosto popolari. Talvolta vengono utilizzati anche prodotti del tipo ammide grassa non ionica. Questi ammorbidenti sono caratterizzati da un'eccellente stabilità all'ingiallimento e da una buona tolleranza ai catalizzatori utilizzati nella finitura delle resine. Generalmente non hanno alcun effetto sulle tonalità dei coloranti. Tuttavia, anche i non ionici non hanno alcuna sostanza per le fibre e non sono veloci al lavaggio.
6.2.2 Ammorbidenti cationici
Gli emollienti cationici costituiscono un gruppo molto importante di emollienti popolari. Sono sostantivi di fibre cellulosiche e quindi il tessuto trattato rimane morbido per alcuni lavaggi. Questi ammorbidenti conferiscono al tessuto una mano piena e setosa. Hanno un'ottima stabilità nel bagno di resinatura di finitura. Ma il problema principale è che ingialliscono sul bianco. Quindi il trattamento viene effettuato con molta attenzione.
6.2.3 Addolcitori reattivi
Per migliorare la durabilità della finitura morbida, vengono sviluppati ammorbidenti reattivi. Questi ammorbidenti reagiranno chimicamente con i gruppi idrossilici della cellulosa in condizioni adeguate. Questi addolcitori possiedono un gruppo reattivo collegato ad un gruppo lubrificante o addolcitore a lunga catena. "Velan PF" o "Zelan" è stearil amido metil piridinio cloruro. Si applica sul tessuto in soluzione acquosa, solitamente tamponata con acetato di sodio. Il tessuto viene asciugato e cotto a 120- 150ºC per alcuni minuti. Durante questa cottura l'ammorbidente reagisce chimicamente con la cellulosa cedendo piridina. L'ammorbidente è costoso, tossico e ingiallisce il tessuto trattato durante la polimerizzazione.
6.2.4 Ammorbidenti in emulsione
Gli ammorbidenti in emulsione hanno guadagnato popolarità in virtù della loro capacità di ridurre le perdite di resistenza allo strappo o di finitura con resina. Questi vengono preparati mediante polimerizzazione del monomero emulsionato in una fase acquosa. I prodotti importanti appartenenti a questo gruppo sono l'emulsione di polietilene, l'emulsione di poliestere e così via. Gli ammorbidenti in emulsione danno ottima mano piena con adeguate solidità al lavaggio.
6.2.5 Ammorbidenti siliconici
Negli ultimi anni l'utilizzo delle emulsioni siliconiche come ammorbidenti è aumentato notevolmente. I polimeri siliconici importanti dal punto di vista commerciale sono costituiti da una struttura portante di silicone e ossigeno con sostituenti organici sugli atomi di silicio. Poiché il silicio è tetravalente, sono disponibili due siti su ciascun membro di silicio della catena silossanica, quando entrambi i siti vengono sostituiti con gruppi organici si ottiene un polimero fluido lineare. I polimeri o le resine reticolari possono essere formati mediante ramificazione selezionata lungo la catena silossanica con ulteriori collegamenti silossanici
7 Riepilogo
Gli ausiliari tessili svolgono un ruolo fondamentale nella lavorazione e nella finitura chimica dei tessili. Potenzia, attiva l'attività dell'ingrediente principale e talvolta conferisce anche proprietà funzionali e prestazionali. La scelta dell'ausiliario dovrebbe essere fatta con molta attenzione per ottenere i risultati desiderati.
