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Conocimientos Básicos Sobre el Teñido con Pigmentos
Introducción
El teñido con pigmentos consiste en preparar una dispersión de pigmentos que se aplica a tejidos o hilos mediante calandrado o inmersión para lograr una absorción uniforme del líquido. Con la ayuda de un aglutinante, se forma una película de resina transparente y resistente sobre el tejido o hilo, fijando mecánicamente los pigmentos a las fibras.
I. Estructura y propiedades de los pigmentos
Los pigmentos son un sistema de dispersión uniforme obtenido al moler pigmentos orgánicos o inorgánicos con una proporción específica de glicerol, agente nivelador O, emulsionantes y agua. Esta pasta tiene un contenido sólido que generalmente varía entre el 14% y el 40%, con una finura de partícula de entre 0.5 y 2 μm. Si las partículas son demasiado pequeñas, se reduce la vivacidad del pigmento, y una molienda excesiva de pigmentos inorgánicos o polvos metálicos puede hacer que pierdan su brillo. Por otro lado, partículas demasiado grandes oscurecen el color, disminuyen el rendimiento de teñido y reducen la resistencia al cepillado y a la abrasión. Los pigmentos molidos a una finura adecuada tienden a aglomerarse durante el almacenamiento, por lo que suele ser necesario añadir coloides protectores, como emulsionantes o ciclohexanona.
Los pigmentos utilizados en recubrimientos deben presentar alta estabilidad frente a la luz, el calor y las condiciones climáticas, además de resistencia a ácidos, álcalis, oxidantes y productos químicos comunes. Deben tener buena solidez a la sublimación y al desvanecimiento por humo. Los pigmentos también requieren una densidad relativa y dispersibilidad adecuadas; una densidad excesiva o insuficiente, o una mala dispersión, puede provocar que los pigmentos floten o se sedimenten en la pasta de color. Es esencial que tengan un alto rendimiento de color y capacidad de cobertura, permitiendo obtener colores intensos con una cantidad mínima de pigmento, y que los patrones impresos sobre fondos oscuros no se mezclen con el color base.
Los pigmentos se clasifican según sus características químicas en dos grandes categorías: pigmentos inorgánicos y polvos metálicos, y pigmentos orgánicos y recubrimientos fluorescentes. Entre los pigmentos inorgánicos se encuentran el dióxido de titanio (blanco) y el negro de carbón (negro), como el Pigmento Negro FBRN. Los polvos metálicos suelen ser aleaciones de cobre y zinc o polvos de aluminio con una finura específica. Los pigmentos orgánicos, que carecen de grupos solubles en agua en su estructura molecular, incluyen colorantes azoicos, colorantes de complejos metálicos, colorantes de ftalocianina y colorantes de tina. Por ejemplo, los pigmentos rojo intenso, escarlata, azul y marrón suelen derivar de colorantes azoicos; los azules y verdes brillantes, de ftalocianinas; y los amarillos dorados y violetas, de colorantes de tina. Los recubrimientos fluorescentes son una variedad especial de pigmentos orgánicos cuya fluorescencia se debe a grupos fluorógenos en la molécula del colorante, atravesados por un sistema conjugado. Estos pigmentos absorben luz visible de longitud de onda corta y reflejan luz de longitud de onda más larga, convirtiendo parte de la energía absorbida en luz, lo que aumenta la cantidad de luz reflejada y mejora significativamente su brillo e intensidad, generando fluorescencia.
II. Características del teñido con pigmentos
El proceso de teñido con pigmentos presenta las siguientes ventajas:
- Gran adaptabilidad: Aplicable al teñido de diversos productos de fibras, como algodón, lino, viscosa, seda, lana, poliéster y nailon.
- Proceso breve: Equipos sencillos, procedimiento simple, bajo consumo energético y reducción de costos de producción.
- Combinación de colores intuitiva: Sin proceso de desarrollo de color, lo que facilita la combinación y reproducción de tonos.
- Baja emisión de aguas residuales: Cumple con los requisitos de producción “verde”.
- Estabilidad del tono y alta cobertura: Menor probabilidad de defectos de teñido.
- Amplio espectro de colores: Buena solidez al teñido, especialmente en tonos claros, y permite producir variedades especiales que no se logran con colorantes convencionales, aumentando el valor añadido del producto.
Sin embargo, el teñido con pigmentos tiene limitaciones. Su fijación mecánica resulta en una menor solidez al roce y al lavado, especialmente en tonos medios y oscuros. Además, los tejidos teñidos pueden sentirse rígidos, y su absorbencia de agua se ve algo afectada.
III. Principios del teñido por inmersión con pigmentos
El teñido por inmersión con pigmentos se aplica a prendas, tejidos e hilos. En el teñido de prendas de algodón, especialmente en procesos modernos que imitan el denim, este método es ampliamente utilizado.
Los pigmentos no tienen afinidad por las fibras, por lo que no pueden distribuirse uniformemente en los productos textiles mediante presión mecánica, como ocurre en el teñido por calandrado. El mecanismo del teñido por inmersión consiste en tratar la dispersión de pigmentos con auxiliares especiales para otorgarle una carga negativa fuerte, mientras que el tejido se somete a un tratamiento que le confiere una carga positiva, conocido como modificación catiónica. Durante la inmersión, los pigmentos se adsorben en los productos textiles.
Debido a que la fuerza de unión por adsorción es relativamente débil, se requiere el uso de un aglutinante para garantizar la solidez de los pigmentos en el tejido. Los modificadores catiónicos para fibras suelen contener grupos amino catiónicos, especialmente sales de amonio cuaternario, que deben unirse firmemente a la fibra y conferirle una carga positiva, en un proceso similar a la reacción de los colorantes reactivos. Los modificadores catiónicos se dividen en compuestos de bajo y alto peso molecular. Los de bajo peso molecular son principalmente reactivos y se subdividen en monofuncionales y multifuncionales. Los de alto peso molecular incluyen tipos reactivos y de adsorción.