universidad central del ecuador · 2020-01-08 · logro es por y para ellos. a mis hermanos, por...

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

Determinación de las mejores condiciones de reproducibilidad de

tintura con colorantes reactivos en algodón 100%

Trabajo de titulación, modalidad proyecto de Investigación para la

obtención del título de Ingeniera Química

AUTOR: Yépez Lomas Karla Yanina

TUTOR: Ing. Sergio Homero Medina Romo

Quito, 2019

ii

DERECHOS DE AUTOR

Yo, Karla Yanina Yépez Lomas en calidad de autor y titular de los derechos morales y

patrimoniales del trabajo de titulación Determinación de las mejores condiciones de

reproducibilidad de tintura con colorantes reactivos en algodón 100%, modalidad

proyecto de Investigación, de conformidad con el Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO

DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E

INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad Central del Ecuador una licencia

gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la obra, con fines

estrictamente académicos. Conservo a mi favor todos los derechos de autor sobre la obra,

establecidos en la normativa citada.

Así mismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la

digitalización y publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de

conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la ley orgánica de Educación Superior.

El autor declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma de

expresión y no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la responsabilidad por

cualquier reclamación que pudiera presentarse por esta causa y liberando a la Universidad

de toda responsabilidad.

En la ciudad de Quito, a los 3 días del mes de diciembre de 2019

Firma:

________________________

Karla Yanina Yépez Lomas

C.C. 0401553482

[email protected]

mailto:[email protected]

iii

APROBACION DEL TUTOR

Yo, Ing, Sergio Homero Medina Romo en calidad de tutor del trabajo de titulación,

modalidad proyecto de investigación DETERMINACIÓN DE LAS MEJORES

CONDICIONES DE REPRODUCIBILIDAD DE TINTURA CON COLORANTES

REACTIVOS EN ALGODÓN 100%, elaborado por el estudiante Karla Yanina Yépez

Lomas de la Carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería Química de la

Universidad Central del Ecuador, considero que el mismo reúne los requisitos y méritos

necesarios en el campo metodológico y en el campo epistemológico, para ser sometido a

la evaluación por parte del jurado examinador que se designe, por lo que lo APRUEBO,

a fin de que el trabajo sea habilitado para continuar con el proceso de titulación

determinado por la Universidad Central del Ecuador.

En la ciudad de Quito, a los 03 días del mes Diciembre del año 2019.

_____________________________

Ing. Sergio Homero Medina Romo

DOCENTE – TUTOR

CC: 1705652509

iv

Con mucho amor a mi Virgen de Las Lajas,

a mis padres Bolívar y Carmen que me han

apoyado y acompañado en este largo

trayecto, ya que gracias a ellos soy una

mujer fuerte, decidida con valores y

principios.

A mis hermanos Donny y Andrés, de los que

he recibido un gran ejemplo de

perseverancia, constancia y dedicación.

A mi novio Stalin quien ha estado conmigo

en los momentos en que quería desfallecer y

fue un soporte fundamental en mi

crecimiento personal e incentivarme a

lograr mucho más.

Karla Yépez L.

v

AGRADECIMIENTOS

Principalmente a Dios y a mi Virgen de Las Lajas por iluminarme y darme a conocer el

mejor camino a seguir.

A Universidad Central del Ecuador, a mi querida Facultad de Ingeniería Química porque

ha sido mi segundo hogar, en donde he aprendido a formarme y el lugar en donde encontré

docentes amigos que me han ayudado con sus consejos para mi formación profesional.

A mi tutor, por su orientación y asesoramiento académico para desarrollar la presente

investigación.

A la empresa SEYQUIIN CIA. LTDA por abrirme sus puertas para permitirme realizar

este proyecto de tesis y aprender a desempeñarme en otro ámbito laboral.

A Carlitos y Aleja quienes con su experiencia supieron poner su sabiduría y compartieron

sus conocimientos haciendo que este proyecto se logre con éxito.

A padres por ser mi apoyo incondicional, ser mi soporte, motivarme para seguir adelante

durante estos años, y cumplir una meta más al haberme formado como profesional, este

logro es por y para ellos. A mis hermanos, por ser un ejemplo, para exigirme más y

poder ser mejor que ellos.

A Byron (Fufu), Paul y Emy quienes han sido las personas que más estuvieron junto a mí

en mi trayecto universitario. A todos mis amigos con los que he compartido muchas

vivencias.

Finalmente, a Stalin quien ha sido la mano extendida que me ha alentado siempre, no me

ha dejado desmoronar en este camino que hemos recorrido juntos confiando en mí

capacidad para seguir adelante en de todos los momentos altos y bajos.

Muchas Gracias <3.

vi

CONTENIDO

pág.

LISTA DE TABLAS ........................................................................................................ x

LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... xii

LISTA DE ANEXOS .................................................................................................... xiv

SIMBOLOGÍA ............................................................................................................... xv

RESUMEN .................................................................................................................... xvi

ABSTRACT ................................................................................................................. xvii

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1

1. FIBRAS TEXTILES .......................................................................................... 4

1.1. Fibra Textil......................................................................................................... 4

1.2. Tipo de Fibras Textiles ...................................................................................... 4

1.2.1. Fibras Naturales: ................................................................................................ 4

1.2.2. Fibras Artificiales: ............................................................................................. 5

1.3. Poliéster ............................................................................................................. 5

1.4. Poli algodón ....................................................................................................... 6

vii

1.5. Algodón ............................................................................................................. 7

2. COLORANTES REACTIVOS Y TINTURA DE FIBRA DE ALGODÓN

100% 10

2.1. Colorantes Reactivos ....................................................................................... 10

2.2. Clasificación de los colorantes reactivos ......................................................... 12

2.3. Tintura de la Fibra algodón 100% ................................................................... 12

2.3.1. Proceso de Tintura ........................................................................................... 12

2.3.2. Parámetros del proceso de tintura .................................................................... 13

2.3.3. Principio del proceso de tintoréo : Ley de Fick ............................................... 15

2.3.4. Proceso de tintura con colorantes reactivos en fibra de algodón 100% ........... 16

2.4. Instrumentos para medir el color ..................................................................... 17

2.4.1. Datacolor AHIBA IR ....................................................................................... 17

2.4.2. Espectrofotómetro Datacolor ........................................................................... 18

3. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL ............................................................ 21

3.1. Diseño experimental para la Determinación de las mejores condiciones de

reproducibilidad de tintura con colorantes reactivos en algodón 100%. ........................ 21

3.1.1. Definición de variables .................................................................................... 22

3.2. Sustancias y Reactivos ..................................................................................... 24

3.3. Materiales y Equipos de laboratorio ................................................................ 24

3.4. Procedimiento .................................................................................................. 24

3.4.1. Preparación de soluciones para tintura de algodón 100%................................ 24

3.4.2. Diagrama de bloques para el proceso de teñido de fibra algodón 100% ......... 25

viii

3.4.3. Proceso de descrude y lavado de la fibra de algodón 100% ............................ 26

3.4.4. Tintura de la fibra de algodón 100% ................................................................ 26

4. DATOS EXPERIMENTALES ........................................................................ 28

4.1. Datos obtenidos en el laboratorio .................................................................... 28

4.1.1. Datos experimentales de soluciones usadas en el proceso ............................... 28

4.1.2. Datos experimentales para el cálculo de la concentración de los colorantes

reactivos .......................................................................................................................... 28

4.1.3. Concentraciones de colorantes reactivos para tintura de fibra de algodón 100%

………………………………………………………………………………...29

4.2. Distribución de ls muestras variando el pH, Temperatura y tiempo en la fibra

de algodón 100% ............................................................................................................ 29

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS...................................................................... 33

5.1. Cálculo del peso de colorante .......................................................................... 33

5.2. Cálculo del volúmen del colorante a ser pipeteado para el proceso de tintura de

la fibra de algodón 100% ................................................................................................ 33

5.3. Cálculo del volumen de solución de auxiliares para la tintura de fibra de

algodón 100% ................................................................................................................. 34

5.4. Cálculo de la cantidad de sal industrial para el proceso de tinturado en fibra de

algodón 100% ................................................................................................................. 34

5.5. Cálculo de la cantidad de carbonato de sodio para el proceso de tinturado en

fibra de algodón 100% .................................................................................................... 35

5.6. Resultados ........................................................................................................ 36

5.6.1. Resultados de la intensidad de color para cada colorante reactivo a diferentes

pH, temperaturas y tiempos ............................................................................................ 36

ix

5.6.2. Mejores resultados para la tintura de la fibra de algodón 100% ...................... 43

5.6.3. Resultado del análisis estadísticos ANOVA como validación del método ..... 44

6. DISCUSIÓN .................................................................................................... 50

7. CONCLUSIONES ........................................................................................... 52

8. RECOMENDACIONES .................................................................................. 53

9. CITAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 54

10. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................. 56

x

LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Propiedades químicas del poliéster (Morillo Chandi, 2012) .............................. 6

Tabla 2. Propiedades del Algodón (Morillo Chandi, 2012) ............................................. 8

Tabla 3. Propiedades químicas del Algodón (Morillo Chandi, 2012) .............................. 9

Tabla 4. Propiedades de los colorantes reactivos (Morillo Chandi, 2012) ..................... 11

Tabla 5. Clasificación de los colorantes reactivos (Solé Cabanes, 2014) ...................... 12

Tabla 6. Auxiliares de Tintura en Algodón (Morales, 2014) ......................................... 14

Tabla 7. Soluciones utilizadas para el proceso de tintura de algodón 100% .................. 25

Tabla 8. Solucione usadas en el proceso ........................................................................ 28

Tabla 9. Datos experimentales para el cálculo del peso del colorante reactivo ............. 29

Tabla 10. Colorantes reactivos para tintura de fibra algodón 100%............................... 29

Tabla 11. Datos experimentales para colorante reactivo Marino BNC-GB ................... 30

Tabla 12. Datos experimentales para colorante reactivo Negro BNC ............................ 31

Tabla 13. Datos experimentales para colorante reactivo Azul RJSR ............................. 32

Tabla 14. Resultado de volumen de colorantes reactivos para el proceso de tinturado en

fibra de algodón 100% .................................................................................................... 34

Tabla 15. Cantidad de sal en relación a concentración de colorante .............................. 34

xi

Tabla 16. Resultados de la cantidad de sal industrial y carbonato de sodio para el

proceso de tinturado en fibra de algodón 100% ............................................................. 36

Tabla 17. Resultados para colorante reactivo Marino BNC-GB .................................... 36

Tabla 18. Resultados para el colorante reactivo Negro BNC ......................................... 39

Tabla 19. Resultados para el colorante reactivo Azul RJSR .......................................... 41

Tabla 20. Resultados para los colorantes reactivos Marino BNC-GB, Negro BNC, y

Azul RJSR, comparados con su color estándar .............................................................. 43

Tabla 21. Resultado de la significancia estadística de los factores estudiados en el

colorante reactivo Marino BNC-GB ............................................................................... 44


colorante reactivo Negro BNC ....................................................................................... 46


colorante reactivo Azul RJSR......................................................................................... 47

xii

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Estructura del algodón (Kochkin, 1981) ........................................................... 7

Figura 2. Reacción colorante reactivo con fibra algodón (Morillo Chandi, 2012)......... 13

Figura 2. Otros Factores de Difusión .............................................................................. 16

Figura 4. Curva de la tintura del algodón ....................................................................... 17

Figura 5. Equipo de tintura AHIBA IR .......................................................................... 18

Figura 6. Espectrofotómetro Datacolor .......................................................................... 19

Figura 7. Campo de Longitud de Onda del espectro visible (Campos, 2012) ................ 19

Figura 8. Esquema del Diseño Experimental del Proceso de tintura para algodón 100%

………………………………………………………………………………..23

Figura 9. Diagrama de bloques general para el proceso de teñido de fibra de algodón

100% ................................................................................................................................ 25

Figura 10. Interacción del pH, Temperatura y Tiempo en función del DECMC en


Figura 11. Interacción del pH, Temperatura y Tiempo en función de la fuerza en


Figura 12. Grado de confianza estadística del pH en función del DECMC en colorante

reactivo Marino BNC-GB .............................................................................................. 45

xiii



Figura 14. Interacción del pH, Temperatura y Tiempo en función de la Fuerza en



reactivo Negro BNC ....................................................................................................... 47


colorante reactivo Azul RJSR ........................................................................................ 48


colorante reactivo Azul RJSR ........................................................................................ 48


reactivo Azul RJSR ........................................................................................................ 49

xiv

LISTA DE ANEXOS

Pág.

ANEXO A. Colorantes usados para el proceso de tintura .............................................. 59

ANEXO B. Equipos de laboratorio usados para tintura ................................................. 59

ANEXO C. Espectrofotómetro ....................................................................................... 60

ANEXO D. Equipos de medición................................................................................... 61

ANEXO E. Vasos de Tintura ......................................................................................... 63

ANEXOS F. Lavado Caliente ........................................................................................ 63

ANEXO G. Lecturas de DECMC y Fuerza ....................................................................... 64

ANEXO H. Espacio de Color Sensométrico .................................................................. 66

ANEXO I. Muestras tinturadas a las mejores condiciones ............................................. 68

ANEXO J. Fichas Técnicas ............................................................................................ 70

ANEXO K. Resultados de tinturado con colorantes reactivos a las diferentes

condiciones ..................................................................................................................... 78

xv

SIMBOLOGÍA

CRM: Color reactivo Marino BNC-GB

CRN: Color reactivo Negro BNC

CRA: Color reactivo Azul RJSR

pH1: 9

pH2: 11

pH3: 13

T1: Temperatura (40°C)



t1: Tiempo (40 min)

t2: Tiempo (60 min)

t3: Tiempo (80 min)

M1-M80: Muestras

��: Diferencia del color estándar

PC: Peso de colorantes

%C: Porcentaje de colorantes

PT: Peso de Tela

P/F CMC: Pasa o falla la reproducibilidad del color

xvi

TITULO: Determinación de las mejores condiciones de reproducibilidad de tintura con

colorantes reactivos en algodón 100%

Autora: Karla Yanina Yépez Lomas

Tutor: Sergio Homero Medina Romo

RESUMEN

Determinación de las mejores condiciones de reproducibilidad de tintura con colorantes

reactivos en fibra de algodón 100%, asegurando la fiabilidad en la reproducibilidad de

los colorantes Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR, comparándolos con sus

estándares respectivos.

Se consideraron como variables de estudio al pH (9, 11 y 13), temperatura (40, 60 y 80

°C) y tiempo (40, 60 y 80 min), en el proceso de tinturado de los tres colorantes. Previo

al proceso de tintura se realizó un descrude y lavado de la tela. Con el espectrofotómetro,

se midió la Diferencia del color (DECMC) y la fuerza de intensidad de las muestras

tinturadas y se compararon con los valores del rango de aceptabilidad que son DECMC

menores a 1 cercanos a cero y fuerza 100%. Con la ayuda del software del

espectrofotómetro se obtuvieron las lecturas de las dos variables de respuestas de los

colorantes Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR que son el DECMC iguales a 0,45,

0,59 y 0,37 respectivamente y valores de fuerza de 100%.

De los valores de DECMC y fuerza obtenidos en el espectrofotómetro se concluye que los

resultados para los colores Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR, pueden ser

reproducidos a un pH de 11 con temperaturas entre 60°C y 80°C.

PALABRAS CLAVES: / TINTURADO DE ALGODÓN/ TEÑIDO /COLORANTES

REACTIVOS/ REPRODUCIBILIDAD DE COLOR/ FIBRAS DE ALGODÓN.

xvii

TITLE: Determination of the best reproducibility conditions of dye with reactive dyes

in 100% cotton.

Author: Karla Yanina Yépez Lomas

Tutor: Sergio Homer Medina Romo

ABSTRACT

Determination of the best conditions of reproducibility of dye with reactive dyes in 100%

cotton fiber, ensuring the reliability in the reproducibility of the dyes Marino BNC-GB,

Black BNC and Blue RJSR, comparing them with their respective standards.

The study variables were pH (9, 11 and 13), temperature (40, 60 and 80 ° C) and time

(40, 60 and 80 min), in the dyeing process of the three dyes. Prior to the dyeing process,

a cloth was scrubbed and washed. With the spectrophotometer, the Color Difference

(DECMC) and strength of the dyed samples were measured and compared with the values

of the acceptability range that are DECMC less than 1 near zero and 100% strength. With

the help of the spectrophotometer software, the readings of the two response variables of

the marine BNC-GB, Black BNC and Blue RJSR dyes that are the DECMC equal to 0.45,

0.59 and 0.37 respectively and values were obtained. 100% strength.

From the values of DECMC and force measured in the spectrophotometer it is concluded

that the results for the colors BNC-GB, BNC Black and RJSR Blue they can be

reproduced at a pH of 11 with temperatures between 60 ° C and 80 ° C.

KEY WORDS: DYED COTTON / HAD / REACTIVE COLORS / COLOR

REPRODUCIBILITY/ COTTON FIBERS.

1

INTRODUCCIÓN

Desde mediados de los años 60s los países en desarrollo realizaban el 15% de las

exportaciones de la industria textil, para el año 2000 la concentración de las exportaciones

por parte de los países en desarrollo es de más del 50%. Así, mientras aquellas fases de

la producción textil intensivas en mano de obra y recursos humanos, se concentraron en

los países en desarrollo, mismos que cuentan con ventajas comparativas en estos rubros,

aquellas que son intensivas en capital se siguen manteniendo en los países desarrollados.

(Ministerio de la Producción, 2016)

En Ecuador, la industria textil es una de las principales y más importantes fuentes de

empleo. El Producto Interno Bruto textil de acuerdo con las cifras del Banco Central del

Ecuador en el primer trimestre del 2018 alcanzó los USD 478 millones, es decir, creció

un 0,58% en relación o igual período del 2017, es por esto que se trata de un área

prioritaria para la economía nacional. (Revista Líderes, 2018)

La reproducibilidad de colores en textiles no es uniforme cuando se compara un lote de

producción con otro y el tejido debe cumplir con requisitos establecidos para su

comercialización por lo cual esta investigación trata un problema multidimensional,

debido a las características de la tela, auxiliares químicos de tintura y colorantes usados,

en el cual, también se asume propiedades físicas y es necesario recurrir a los fundamentos

de la tecnología de la industria textil; mediante ensayos de laboratorio y su posterior

aplicación en planta.

Actualmente en las industrias textiles ecuatorianas se fabrican productos provenientes de

todo tipo de fibras, en donde las más utilizadas son el poliéster y el algodón; debido a la

gran demanda nacional sobre el consumo de prendas de vestir hechas de algodón se

decidió llevar al mercado, una línea de productos textiles de algodón tinturado. “Se han

identificado y analizado quejas y se encuentra que 30 de 53 reclamos, es debido a baja

2

reproducibilidad del color, lo que significa un 57% de los reclamos recibidos por la

empresa SYQ.” (Suárez, 2017)

Según datos obtenidos en base a reclamos del cliente final, el 75% se origina en la baja

reproducibilidad de lote a lote, con los colores marino, negro y azul eléctrico generando

reprocesos y con ellos pérdidas económicas en la industria textil debido el incremento en

los gastos de materia prima, recurso humano, gastos de agua, luz, tiempo y retrasos de

producción. Este porcentaje elevado de reclamos conlleva a buscar una solución,

ayudando a las empresas textiles a recuperar la confiabilidad, credibilidad y evitar

demandas por incumplimiento de los requerimientos que el cliente final especifica en el

contrato.

Estudios realizados acerca de tintura de algodón sugieren tener en cuenta condiciones de

pH, control de temperatura, tiempo de baño, adiciones de sales y auxiliares, cantidad de

colorantes necesarios para la correcta fijación y reproducibilidad de los colorantes

reactivos en la fibra y ya que el algodón es una fibra que necesita tratamiento previo para

su debido proceso de teñido.

Con estos antecedentes, lleva a pensar que debe existir condiciones de proceso que

implican coordinar variables tales como: variar el pH, controlar la temperatura y tiempo

de residencia de colorantes reactivos Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR en la

tintura de la fibra de algodón 100%, y que nos permita reproducir estos colores a escala

industrial.

Es por esto que en el presente proyecto se van a encontrar las mejores condiciones de

tinturado con los tres colorantes reactivos. Previo al proceso de tinturado la tela debe

someterse a un proceso de descrude en el cual se van a eliminar cualquier tipo de aceites

e impurezas las que afectan en el resultado de tintura. Las muestras lavadas y secas se

llevan a tinturar en el equipo AHIBA IR, a nivel laboratorio simulando una máquina en

planta, para esto se disolvió un gramo de cada colorante, se preparará la solución de

auxiliares (dispersante, humectante cloruro de sodio e hidróxido de sodio) en donde se

medirá y variará su pH (pH1-pH3) y se pesará tres gramos de tela algodón 100%.

En los vasos de tintura se coloca la solución de colorante, la solución de auxiliares de

tintura ya preparada y la tela de algodón 100%, se cierran los vasos de tintura y se los

3

lleva a la máquina de tintura Datacolor AHIBA IR; las temperaturas a las cuales se

tinturará el algodón son (40, 60 y 80°C) durante (40, 60 y 80 min).

La máquina empieza su funcionamiento a temperatura ambiente y sube su gradiente

2°C/min hasta 80°C y se programa su variación cada cierto tiempo establecido. Al llegar

a esta temperatura se empezará a extraer las muestras correspondientes a ese lote. Una

vez terminado el proceso, se realiza un jabonado y enjuague requerido, se centrifugaron

y secaron las muestras.

Se realizará tres repeticiones para cada uno de los pH, temperatura y tiempo a fin de poder

visualizar la reproducibilidad del proceso.

Con el espectrofotómetro se obtendrá valores de DECMC (diferencia de color) y fuerza

dentro de un rango de aceptabilidad con valores menores a uno y cercano a cero y 100%

respectivamente, para cada una de las muestras, comparando así que tan alejadas se

encuentran las muestras de acuerdo al color estándar de cada colorante reactivo.

4

1. FIBRAS TEXTILES

Fibra Textil

Sólido con pequeña sección transversal y elevada relación longitud-sección. Se compone

de millones de largas cadenas moleculares individuales de discreta estructura química.

En el ámbito de la industria textil, la fibra textil es un conjunto de filamentos o hebras

susceptibles de ser usados para formar hilos (y de estos los tejidos), bien sea

mediante hilado, o mediante otros procesos físicos o químicos. (Pozo, 2018)

Tipo de Fibras Textiles

Las fibras textiles pueden tener distintos orígenes tales como naturales y artificiales.

1.2.1. Fibras Naturales:

Son de origen natural por lo tanto no requieren formación de la fibra y generalmente

provienen de plantas o animales, este tipo de fibra se subdivide en:

Fibras proteicas: Sus características más importantes son la elasticidad y la fácil

absorción de humedad, son de origen animal como la lana y la seda.

Fibras celulosas: Están formadas de celulosa, son de origen vegetal comprende

el algodón, el lino y el esparto.

Fibras minerales: Prácticamente no se utilizan en el mundo textil, las más

conocidas son el amianto, la fibra de vidrio y la que se extrae de algunos metales

preciosos como la plata o el oro.

https://es.wikipedia.org/wiki/Industria_textil

https://es.wikipedia.org/wiki/Hilo

https://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_(textil)

https://es.wikipedia.org/wiki/Hilado

https://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsico

https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmico

1.2.2. Fibras Artificiales:

Este tipo de fibras se obtienen a partir de las naturales, pero manufacturándolas y

alterándolas para obtener filamentos más largos y resistentes. En función de la materia

prima que se utiliza en cada caso, se pueden dividir en:

Fibras Celulósicas: son derivados industriales de la celulosa. Antiguamente se

las llamaba seda artificial, pero hoy día se las conoce como rayón.

Fibras Proteínicas: se trata de fibras que provienen de la regeneración de

proteínas. Estas últimas pueden ser tanto de origen animal como vegetal.

Fibras Algínicas: también son conocidas como “rayón alginato”. Para obtener

estas fibras se trata el alginato de sodio, una sustancia soluble en agua. (Pozo,

2018)

Poliéster

La fibra de poliéster se compone de macromoléculas lineales. Es una fibra química textil

sintética derivada del petróleo. Esta fibra está basada en la condensación de un ácido

dicarboxílico y de un di alcohol (glicol), es un tipo de polímero de elevada masa

molecular obtenido por polimerización de monómeros en este caso a base de ácido

tereftálico y glicol etilénico, de ahí su nombre científico poli-etilén tereftalato. (González,

2013)

Las propiedades físicas del poliéster son:

a) Tiene capacidad de recuperación a las arrugas (resistencia) sobresaliente.

b) Es muy electrostático, por lo que la pelusa es atraída hacia la superficie de la tela.

c) La fibra cortada presenta problemas de "pilling".

d) Es resistente a los ácidos débiles inclusive a temperaturas de ebullición y a los

ácidos fuertes

5

e) Es muy elástica. Muy resistente a la rotura, a la abrasión, a los insectos y los

hongos.

En la tabla 1 se presenta las propiedades del poliéster, el valor que destaca es la

temperatura de estabilidad porque a esta temperatura la fibra se hincha y permite el paso

del colorante a su interior.

Tabla 1. Propiedades químicas del poliéster (Morillo Chandi, 2012)

Propiedad Unidad Valor

Punto de Fusión °C 260

Densidad ��

�3

1.220 -1.330

Resistencia a la rotura �

��

��

4-5.5

Rango de Temperatura de

estabilidad

°C -100 a 150

Retención del agua % 3-5

Poli algodón

Resulta de mezclar fibras de algodón crudo y poliéster blanco. Añadir poliéster al

algodón, dota al tejido de mayor resistencia al desgaste y decoloración, aporta suavidad,

brillo y elasticidad. Por lo general se realizan mezclas de 60%- 40% y 65%-35% que

tienen amplio uso en camisería, donde el algodón ofrece frescura y el poliéster cuerpo,

caída y la facilidad de planchado.

Este tipo de combinaciones de fibras ofrece gran resistencia, por lo cual se la requiere en

la elaboración de ropa de trabajo; se lo tintura por fibras, obteniendo los denominados

tonos jaspeados. Este tipo de combinaciones de fibras ofrece gran resistencia, por lo cual

se la requiere en la elaboración de ropa de trabajo; se lo tintura por fibras, obteniendo los

denominados tonos jaspeados.

6

Cuando se realizan hilados de una mezcla íntima de fibras, por ejemplo, en el caso del

poli algodón, las fibras de algodón y poliéster se mezclan de manera uniforme en la

misma masa fibrosa. Para este objetivo primeramente se obtienen cintas individuales de

cada material, es decir cintas de algodón 100% y fibras de poliéster 100% (en este último,

las fibras tienen que tener longitud similar a la del algodón), luego se ingresan estas cintas

a la alimentación de una máquina llamada Manuar, que mezcla las cintas, las estira y las

unifica en una sola cinta. El algodón se puede mezclar con hilos de otras materias primas

para obtener tejidos con características, texturas o acabados deseables, que el algodón

por sí sólo no es capaz de proporcionar. (Valverde, 2015)

Algodón

El algodón proviene del algodonero, planta del género Gossypium, perteneciente a la

familia de las malváceas, como más de 40 variedades conocidas. El algodón es una de las

fibras más utilizadas por todo el mundo, es suave al tacto, agradable de trabajar y fácil de

conseguir.

Figura 1. Estructura del algodón (Kochkin, 1981)

En la figura 1 se puede observar la estructura química de la celulosa, siendo esta la cadena

principal del algodón.

El algodón es un producto único. Sus fibras son blandas y aislantes, resistentes la rotura por

tracción lo que la hace adecuada para la fabricación de tejidos. Se puede lavar en agua

hirviendo y puede ser tratado con productos químicos. Además, admiten el blanqueado y

teñido.

Las características generales del algodón son:

a) Gran versatilidad: Las fibras de algodón pueden teñirse de cualquier color y son

conocidas por retenerlo bien. El algodón también es versátil y puede ser tejido

para varios propósitos.

7

8

b) Absorbencia: El algodón absorbe el líquido en una gran capacidad. Por ello se

utiliza en gran medida para la fabricación de toallas y paños.

c) Encogimiento: Los tejidos de algodón se reducen la primera vez que se lavan.

Algunas prendas de algodón vienen pre-encogidas para que los compradores no

tengan que preocuparse de que se encojan después del primer lavado. Por ello, los

expertos recomiendan lavar la tela en primer lugar, para que el producto terminado

no quede dañado después del lavado.

d) Transpirabilidad: La tela de algodón permite que el aire fluya libremente. El

tejido absorbe el sudor y lo libera en su superficie. Esto es a menudo descrito

como la “respiración” del tejido, y se considera un atractivo en la ropa, sobre todo

en climas cálidos.

En la tabla 2 se muestra algunas de las propiedades del algodón presentan las propiedades

tanto físicas como químicas, donde la propiedad física relevante es la absorbencia la cual nos

brinda frescura y confort, una de las propiedades químicas más importantes es el daño del

tejido en presencia de los ácidos. (Morillo Chandi, 2012)

Tabla 2. Propiedades del Algodón (Morillo Chandi, 2012)

Propiedad Unidad Valor

Resistencia a la Ruptura

�

��

3.5 - 4

Recuperación a la humedad

%

7

Elongación

%

< 3

Peso Específico

�

�3

1.45 – 1.65

Elasticidad

%

20 al 50% de alargamiento

a la rotura

Higroscopicidad (a 21°C y

65% de HR)

%

7 a 8.5

Finura del algodón

um

9.7 a 27.4

Resistencia a la Abrasión N/A Buena

9

Tabla 3. Propiedades químicas del Algodón (Morillo Chandi, 2012)

Propiedades

Características

Efecto de álcalis Resistente

Efecto de ácido Dañada

Efecto de los solventes orgánicos Resistente

En la tabla 3 se muestra la resistencia que tiene el algodón frente a compuestos orgánicos e

inorgánicos, al ser la celulosa un componente que se encuentra en mayor porcentaje es una

fibra muy higroscópica.

10

2. COLORANTES REACTIVOS Y TINTURA DE FIBRA DE ALGODÓN

100%

Colorantes Reactivos

Los colorantes reactivos se encuentran en el mercado en forma de polvos solubles en

agua. Estos colorantes reaccionan con el grupo OH de la celulosa en solución acuosa, en

presencia de álcali. (Cegarra J, 1981) Con la fibra logra uniones del tipo covalente, su

estructura molecular es: C – S – R, siendo:

C Molécula de colorante o grupo cromóforo: responsable de dar color

S Soporte del grupo reactivo o solubilizante: son grupos sulfónicos responsables

de la solubilidad, responden también por el grado de migración y sustantividad.

R Grupo reactivo: son los que caracterizan a los colorantes reactivos.

Los colorantes reactivos pueden aplicarse a la fibra de algodón en cualquier forma que

esta se encuentre y, prácticamente en cualquier tipo de equipo.

Son materiales colorantes que además de ser absorbidos por la fibra son capaces de formar

enlaces covalentes con la celulosa a un pH alcalino y a temperaturas moderadas entre

20°C y 100°C.

Al no depender la fijación del colorante a la fibra de su peso molecular, es posible utilizar

moléculas de pequeño tamaño con lo cual los colores son de gran brillantez mientras que

la unión covalente entre el colorante y la fibra asegura la solidez al lavado de las tinturas

con ellas realizadas.

Los colorantes reactivos se sintetizan empleando un grupo cromóforo azoico y/o

antraquinónico, en donde tiene enlaces reactivos en donde se encuentran el álcali, quien

forma un enlace covalente con la celulosa. El colorante posee grupos reactivos que

reaccionan con los grupos hidroxilos de la celulosa.

Las fibras de algodón son su mayor empleo, los colorantes reactivos deben ser llevados a

un medio acuoso y con buena agitación ya que en sus interacción se presentan tres

reacciones: Reacción entre colorante-fibra, reacción de hidrólisis y auto asociación o

reacción entre moléculas del colorante en donde para reducirse la primer y segunda

reacción se puede controlar el pH y la temperatura.

11

Los colores reactivos son muy brillantes, son de fácil aplicación, de bajo costo, alta

afinidad con la fibra, amplio grado de solidez y tienen una extensa paleta de colores. Los

colorantes reactivos son una de las mejores alternativas a los colorantes prohibidos y otros

tipos de colorantes de celulosa, como colorantes azufrados, los colorantes para hielo, etc.

Pueden alcanzar altos niveles de solidez, especialmente en mojado, mediante procesos de

teñido económicos simples y con menos residuos.

Se tienen colorantes que tienen alta y baja reactividad que se emplean a bajas y altas

temperaturas estos colorantes forman parte de la familia que más desarrollo e

investigación ha tenido desde su aparición en 1956 y actualmente se conocen varias

subfamilias de características bien definidas.

Un tercio de los colorantes utilizados para la celulosa son reactivos y se utiliza una

cantidad cada vez mayor de ellos en la lana y el nylon. Los colorantes contienen grupos

químicos que se unen por enlace covalente a la tela. En el caso de la celulosa, se trata de

grupos que son típicamente de pirimidina, triazina o de sulfonas y que experimentan una

reacción con los grupos de hidroxilo de la celulosa por sustitución o por adición

nucleofílica

Dentro de las propiedades de los colorantes reactivos, vamos a hacer referencia a los

más importantes como son:

Tabla 4. Propiedades de los colorantes reactivos (Morillo Chandi, 2012)

Propiedad Característica

Reactividad

Determina la fijación de los colorantes e indica la

cantidad de colorante que reacciona en medio

alcalino, permitiendo calcular la cantidad de

colorante hidrolizado en una tintura.

Sustantividad

Propiedad de los colorantes de ser absorbidos por la

celulosa y su resistencia a la desorción, necesitando

de altas cantidades de sal para su agotamiento.

Poder de difusión

Los colorantes de alta reactividad poseen un elevado

poder de difusión frente a los colorantes normales

que tiene un limitado poder de difusión. La difusión

de los colorantes se encuentra en estrecha

dependencia con la sustantividad, y con la

reproducibilidad del color.

12

Clasificación de los colorantes reactivos

Una clasificación de los colorantes reactivos es por las diferentes estructuras químicas.

Tabla 5. Clasificación de los colorantes reactivos (Solé Cabanes, 2014)

Grupo Característica

Grupo A

Colorantes de baja temperatura (fríos), de

alta reactividad y media sustantividad.

Tiñen a 30 – 50ºC.

Grupo B

Colorantes de temperatura media (tibios),

de reactividad y sustantividad media.

Tiñen a 60ºC.

Grupo C

Colorantes de temperatura alta (calientes),

de reactividad baja y sustantividad alta.

Tiñen a 70 – 90ºC.

En la tabla 5 se puede observar la clasificación de los colorantes reactivos basados en su

reactividad y sustantividad o también llamado agotamiento al baño.

Tintura de la Fibra algodón 100%

La fibra textil absorbe el colorante al llevarse en contacto con una solución, generando

que la fibra textil tenga una coloración que ofrece resistencia a devolver el colorante a la

solución.

2.3.1. Proceso de Tintura

La molécula del colorante atraviesa por siete fases durante el proceso de tintura con

colorantes reactivos:

a) Migración de las moléculas de colorante de la fase acuosa (solución) a la interfase

celulosa-solución

b) Absorción de las moléculas del colorante entra en contacto con la fibra y la penetra.

c) Difusión de las moléculas de colorante a la microestructura de la fibra

13

d) Reacción entre l3as moléculas de colorante y los grupos hidroxilo de la celulosa en

medio alcalino.

e) Reacción entre las moléculas del colorante y el agua en medio alcalino

f) Absorción de los colorantes hidrolizados de la solución

g) Hidrólisis de las moléculas de colorante en la superficie de la celulosa

(Madan, 1979)

Reacción de fijación de los colorantes reactivos en fibras celulósicas

Figura 2. Reacción colorante reactivo con fibra algodón (Morillo Chandi, 2012)

2.3.2. Parámetros del proceso de tintura

En los procesos de tintura se debe tomar en cuenta ciertas condiciones que son

fundamentales para que se realice el tinturado de manera acorde a la norma, a demás

conocer el principio básico.

Para obtener una reproducibilidad de los colorantes reactivos se debe tener en cuenta lo

siguiente:

a) Potencial de Hidrógeno: Es la medida de acidez o alcalinidad presente en una

disolución, en la etapa de absorción es en donde debe medirse el pH y puede

presentarse un pH neutro a poco alcalino, debido a que un valor elevado de pH

produce reacción entre el colorante y la fibra, el colorante y el agua, o puede

provocar una hidrólisis. Se ha comprobado que, al aumentar el pH, cuando excede

de 11, se produce una reducción en cuanto al agotamiento del colorante, a más de

ello una mayor hidrólisis. (Haro, 2017)

b) Temperatura: Para tener una buena igualación y reproducibilidad se debe

controlar la temperatura ya que el incremento de la temperatura disminuye el

14

agotamiento al equilibrio. Es recomendable trabajar con temperaturas de 80° -

85°C, porque si se excede de esto puede provocar una hidrólisis más rápida.

c) Tiempo: Esta en función del pH y la temperatura, si el tiempo de tintura es corto,

provoca variación en el color de la fibra o no existe un buen agotamiento del

colorante. Al prolongarse el tiempo de teñido, existe una saturación por parte de

la fibra y el colorante. (Haro, 2017)

d) Auxiliares para la tintura de la fibra de algodón: Los auxiliares se utilizan con

el fin de optimizar la calidad y reproducibilidad de procesos textiles. Los

principales auxiliares para tinción de algodón son:

Tabla 6. Auxiliares de Tintura en Algodón (Morales, 2014)

Auxiliar Características

Dispersante-Igualante Intensifica la penetración como la distribución uniforme

del baño de teñido, dando como resultado mejor igualación

durante todo el proceso de tinción entre la superficie

interior y exterior de la fibra. Además, previene la

precipitación de sales de agua dura y mejoran la estabilidad

del baño.

Antiquiebre Es un lubricante que se emplea con el propósito de prevenir

la formación de quiebres, marcas, arrugas, durante los

procesos en húmedo de los textiles.

Secuestrante Mantienen en solución los metales pesados, los mismos

que provocan interferencias durante los procesos en

húmedo de la fibra. Secuestra los iones metálicos y

alcalinotérreos que pueden formar compuestos con los

colorantes, provocando interferencia durante el proceso.

Humectante Es un producto que incrementa el poder de mojado de la

misma, favorece la penetración de los productos textiles

por el agua o las disoluciones acuosas.

Cloruro de Sodio La sal se usa como "mordiente" o fijador del color. La

adición a la solución de colorante en proporciones

adecuadas garantiza mayor tiempo de vida útil del color en

el tejido. Y el exceso produce envejecimiento de la tela.

15

Carbonato de Sodio El carbonato de sodio se emplea para agotar el colorante

en el teñido.

En la tabla 6 se observa las características de los productos auxiliares que se emplean para

mejorar la calidad y reproducibilidad de todos los procesos húmedos; Estos pueden tener

o no cargas iónicas, por lo que pueden ser aniónicos, catiónicos o no iónicos, pero es de

gran importancia que los auxiliares sean compatibles entre sí, para de esta manera evitar

precipitaciones asegurando la estabilidad del pH, mejorando la dispersión del colorante

en el interior de la fibra de algodón y así poder alcanzar el máximo el rendimiento de los

colorantes.

2.3.3. Principio del proceso de tintoréo: Ley de Fick

Ley de Fick- Coeficiente de Difusión Molecular: La primera ley de Fick

manifiesta que el flujo de moléculas de colorante es directamente proporcional a

los factores de difusión. (Morales, 2014)

∅ = −�

�

�

�

�

(1)

Donde:

∅ : Flujo de partículas, que por unidad de tiempo atraviesan una superficie (1⁄�2�)

D: Es el Coeficiente de Difusión (�2⁄�)

��: Es el Gradiente de Concentración del colorante en la fibra (1⁄ )

�� 4

Debido a que existe una elevada concentración de colorante en la superficie de la

fibra y escaza en su interior; Por ello, hay un flujo de colorante del exterior hacia el

centro del cuerpo de la fibra. A demás hay otros factores de difusión, a continuación,

se describen:

16

Temperatura: Es proporcional al coeficiente de difusión. es decir si incrementa temperatura incrementar energía al baño.

Electrolito: Al poner sal en el baño la atracción y repulsión entre la fibra y el colorante es altamente contribuyente.

Figura 2. Otros Factores de Difusión

2.3.4. Proceso de tintura con colorantes reactivos en fibra de algodón 100%

Previo al proceso de tintura, la fibra debe ser tratada y llevada a un proceso de descrude,

que es una solución caliente álcali, la cual asegura la eliminación completa de impurezas

como son las ceras, sales minerales, proteínas, pectinas y suciedad desde el interior de la

fibra hacia el exterior, que cuando no son eliminadas puede provocar en la tintura una

mala igualación, manchas o reproducibilidad con colores menos vivos.

Durante el proceso de descrude la fibra de algodón se hincha mejorando así la acción de

los tensoactivos.

El algodón es una fibra que puede teñirse a bajas y altas temperaturas debido a que su

media complejidad, por lo que puede ser teñida a temperaturas de 20°C a 100°C. El

proceso comienza mezclando el colorante con agua blanda y los auxiliares a 40°C, el

tintado del algodón se realiza durante 30 minutos para tonos claros 45 minutos para tonos

medios y 60 minutos para tonos obscuros a una temperatura de 60°C; se lo lleva al equipo

para que se homogenice el baño, variando la temperatura y tiempo, el pH es regulado con

hidróxido, dependiendo de los pH establecidos en este proyecto.

Afinidad: Con una elevada afinidad, la tintura penetra rápidamente en la fibra, pero no uniforme. Con baja afinidad, el coeficiente no aumenta, pero la penetración al interior de la fibra es más uniforme.

Concentración del colorante: La concentración del colorante en el substrato incrementa el coeficiente de difusión.

17

Cuando la tintura se encuentra en el color deseado, se enfría el baño hasta los 28°C y se

procede con el enjuague por rebose hasta que el baño sea claro. Se realiza un lavado

reductor en donde se lleva a calentamiento a una temperatura de 90°C, manteniéndola así

durante 10 minutos. Finalmente, se neutraliza con ácido fórmico y se realizan de 1 a 2

enjuagues hasta eliminar los residuos.

Figura 4. Curva de la tintura del algodón

En la Figura 4. se detalla la curva de proceso, en donde se indica en que parte es el ingreso

de auxiliares, tiempo y temperatura del proceso, terminando con lavados posteriores. La

última etapa de la tintura es la eliminación del colorante hidrolizado, la cual se reduce

con el baño de tintura y con el lavado caliente.

Instrumentos para medir el color

2.4.1. Datacolor AHIBA IR

Es un equipo que maximiza la eficiencia de los laboratorios de tintura más exigentes, para

procesos discontinuos que se pueden llevar a altas y bajas temperaturas, únicamente

programando de acuerdo al proceso que se desea realizar. Presenta una tecnología en su

calefacción para un calentamiento preciso y control de temperatura, además de un sistema

de enfriamiento rápido y eficaz. En su interior se pueden colocar vasos de muestreo de

18

150 ml con tapas a presión y tiene un sistema que mueve los recipientes mediante rotación

circular simulando un tambor, cuyo movimiento hace que el baño de la tela sea uniforme.

Si la temperatura excede o si la máquina sufre de algún recalentamiento tiene un sistema

de monitoreo el cual alerta al operario de los posibles problemas.

Figura 5. Equipo de tintura AHIBA IR

2.4.2. Espectrofotómetro Datacolor

Es un equipo que mide la cantidad de luz que es absorbida por una muestra o color, las

técnicas del espectrofotómetro se usan para medir la concentración de soluto en solución

midiendo la cantidad de luz que es absorbida por la solución en una muestra colocada en

el espectrofotómetro. Analiza la longitud de onda por energía reflejada o trasmitida por

una muestra o color, brinda la posibilidad de formular colores y determinar las curvas

espectrales de los colores medidos.

El funcionamiento de un espectrofotómetro consiste en iluminar la muestra con luz blanca

y calcular la cantidad de luz que refleja dicha muestra en una serie de intervalos de

longitudes de onda del espectro visible, cuyo campo de longitud de onda va desde los

360nm a los 700nm. El instrumento se calibra con una muestra o loseta blanca.

19

Figura 6. Espectrofotómetro Datacolor

a) Espectro Visible

Es la región en donde el ojo humano es capaz de percibir los colores, aunque solo

puedan detectar una pequeña porción del espectro electromagnético o también

llamada “Luz Visible”.

Las longitudes de ondas visibles son medidas en la milmillonésima parte de un metro

o nanómetros (nm); Diferentes colores de luz contienen diferentes energías y ocupan

diferentes longitudes de onda.

Violeta

380-450

Azul

450-490

Verde

490-560

Amarillo

560-590

Naranja

590-630

Rojo

630-780

Figura 7. Campo de Longitud de Onda del espectro visible (Campos, 2012)

20

b) Diferencia de color estándar DECMC

Es la magnitud y tipo de diferencia entre dos colores bajo condiciones específicas,

calculada con una ecuación de diferencia de color (DECMC), la aceptación final de la

muestra tendrá valores de uno, lo que nos indica que la muestra tinturada está más cerca

del color tomado como estándar, se acepta un margen de error de ± 0,8, si los valores se

alejan de uno se entiende que las variables deben corregirse ya que el color difiere del

color estándar. Los valores de diferencia de color CMC (Comité de Medición de Color

de la Sociedad de Tintes y Coloristas de Gran Bretaña) fueron desarrollados para estar

acordes con la percepción visual de la diferencia de color para todos los colores. El uso

de CMC permite que las muestras sean estudiadas contra un estándar, o controladas con

el mismo número de tolerancia para todos los colores. (X-RITE, 2002)

21

3. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL

Diseño experimental para la determinación de las mejores condiciones de

reproducibilidad de tintura con colorantes reactivos en algodón 100%.

Como materia prima en la que se ha realizado el tinturado es un tejido plano que es el

algodón

Antes de efectuar el proceso de tintura se realizó el proceso de descrude, con finalidad de

eliminar todos los residuos, suciedad y aceites presentes en la fibra algodón 100%.

Utilizando un detergente no iónico y un detergente aniónico, dicho proceso fue ejecutado

a una temperatura de 90°C durante 20 minutos, esto se lo realizó para que la tela sea APT

(apta para tintura). (Suárez, 2017)

El proceso de tintura fue realizado con el objetivo de variar algunos parámetros y

encontrar con cuál de ellos el algodón tinturado tiene un aspecto casi igual al estándar.

Con el uso del espectrofotómetro, se midió los colores Marino BNC-GB, Negro BNC y

Azul RJSR, elegidos como estándar con la finalidad de reproducirlos.

Con los colorantes reactivos seleccionados se realizó el proceso de tintura, con la

finalidad de reproducir los tres colorantes a nivel de laboratorio, primero se tinturó el

algodón, donde las variables son la temperatura: T1, T2 y T3 (40, 60 y 80°C), medida de

acidez o alcalinidad: pH1, pH2 y pH3 (9,11 y 13) y el tiempo: t1, t2 y t3 (40,60 y 80 min).

El total de ensayos son 243.

Para esto, se disolvió un gramo de cada colorante en 100 mililitros de agua a una

temperatura de 40°C, se preparó la solución de auxiliares (dispersante, humectante

cloruro de sodio e hidróxido de sodio) en donde se midió su pH, para la primera prueba

con un pH de 9, se pesó tres gramos de tela algodón 100%. Se colocó en cada vaso de

tintura tanto la solución de auxiliares como los colorantes para una relación de baño 1:10.

Cada uno de los tres colorantes reactivos trabajaron con una concentración de 3%. Se

cargó la máquina de tintura Datacolor AHIBA IR con cada uno de los vasos de tintura y

se programó con una temperatura de 40°C durante un tiempo de 40 minutos para la

primera prueba, para la segunda prueba la solución de auxiliares debía mantener el pH

antes mencionado a una temperatura de 40°C durante un tiempo de 60 minutos y para una

22

Azul RJSR

(CRA)

Negro BNC

(CRN)

Marino BNC-GB

(CRM)

Tintura Fibra 100% Algodón

tercera prueba que mantiene el pH con una temperatura de 40°C y tiempo de 80 minutos.

Al llegar a las temperaturas, pH y tiempos deseados, se descargó el vaso de tintura y de

la misma se extrajo el pedazo de tela. Una vez terminado el proceso, se centrifugaron y

secaron todas las muestras. Con el uso del espectrofotómetro, se midió el valor del DECMC

(Diferencial de color estándar) y la Fuerza con la finalidad de observar la reproducibilidad

de los colores Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR.

3.1.1. Definición de variables

a) Variables dependientes:

DECMC (Diferencia de color estándar) y Fuerza

b) Variables independientes:

Factor A: Temperatura T1, T2 y T3 (40, 60 y 80) °C

Factor B: pH1, pH2 y pH3 (9,11 y 13)

Factor C: Tiempo t1, t2 y t3 (40,60 y 80) minutos

Durante el proceso de tintura, las cantidades adecuadas de cloruro de sodio fueron

proporcionadas por la empresa auspiciante, al igual que la concentración de los colorantes

reactivos las cuales se mantienen constantes para todas las pruebas.

23

CRM

pH1 pH2 pH3

T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3

t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3

M1 M2 M3 M4 M5 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19 M20 M21 M22 M23 M24 M25

∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE

F F F F F F F F F

M27 M26 M9 M8 M7 M6

t3 t2 t3 t1 t2 t1

∆DE F

CRN

pH1 pH2 pH3

T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3


M28 M29 M30 M31 M32 M33 M34 M35

∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE

F F F F F F F F

∆DE F

M54 M53 M52 M51 M50 M49 M48 M47 M46 M45 M44 M43 M42 M41 M40 M39 M38 M37 M36

t3 t2 t1 t3 t2 t1

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

CRA

pH1 pH2 pH3

T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3


M55 M56 M57 M58 M59 M60 M61 M62 M63 M64 M65 M66 M67 M68 M69 M70 M71 M72 M73 M74 M75 M76 M77 M78 M79 M80 M81

∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE ∆DE

F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F

∆DE F

∆DE F

t3 t2 t1 t3 t2 t1

Figura 8. Esquema del Diseño Experimental del Proceso de tintura para algodón

100%

En la Figura 8. se indica el diseño experimental que se utilizó en el proceso de tintura de

los colorantes reactivos Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR en algodón 100%,

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

∆DE F

24

donde se realizaron un total de 81 ensayos con 3 réplicas cada uno, con la finalidad de

obtener fiabilidad en la reproducibilidad de los colorantes comparándolos con sus

estándares respectivos.

Sustancias y Reactivos

Igualante de algodón

Dispersante

Ácido Cítrico

Colorante Reactivo Marino BNC-GB

Colorante Reactivo Negro BNC

Colorante Reactivo Azul RJSR

Agua �2� (L)

Detergentes de lavado

Sosa Cáustica en escamas ��

Sal industrial ��

Materiales y Equipos de laboratorio

Tela de algodón 100%

Vaso de precipitación Ap=±100mL Rango = (0-1000 mL)

Termómetro Ap=±1°C Rango = (-10°C – 100°C)

Pipetas Ap=± 0.1mL Rango = (0-10 mL)

Balanza Analítica (BOECO) Ap=± 0.01mg Rango = (0-230 g)

Recipiente Rango = (0-5 L)

Espectrofotómetro Datacolor Tools

Máquina de tinturar Datacolor AHIBA IR

Intervalo de temperatura: 20°C-130°C

Gradiente de temperatura: 4°C/min

Velocidad de rotación: 5 a 50 RPM

Procedimiento

3.4.1. Preparación de soluciones para tintura de algodón 100%

25

Tabla 7. Soluciones utilizadas para el proceso de tintura de algodón 100%

Soluciones Procedimiento

Solución para Descrude

Colocar en un recipiente 3L de agua.

Adicionar 1g/L de detergente no iónico CITRUS.

Adicionar 1g/L de detergente aniónico PRETEX

HEB.

Adicionar 0.2g/L de humectante

Agitar hasta obtener una solución homogénea

Tintura

Auxiliares

Colocar en un vaso de precipitación 1L de agua.

Adicionar 1g/L del igualante.

Adicionar 1g/L del dispersante.

Adicionar 0.2g/L de humectante

Adicionar 0.8g/L de sal industrial. Las cantidades de

sal a utilizar están en función de la concentración de

colorante.

Verificar pH 4-4.5.

Agitar hasta obtener una solución homogénea

Colorantes

Pesar 1 gramo de colorante y colocar el colorante

pesado en un frasco.

Verter lentamente y agitando 100mL de agua tibia

(40º C) hasta obtener una sustancia homogénea.

Repetir este procedimiento para cada uno de los

colorantes utilizados.

3.4.2. Diagrama de bloques para el proceso de teñido de fibra algodón 100%

Detergente Aniónico

Detergente Iónico

Detergente Aniónico

Detergente Iónico

Agua

Figura 9. Diagrama de bloques general para el proceso de teñido de fibra de algodón

100%

Fibra de algodón cruda

Agua + Aceite e impurezas Agua + Aceite e impurezas Agua Agua

Agua

Humectante

Coloide Protector

Igualante Secuestrante

Electrolito (Sal Industrial)

Sosa Cáustica

Colorante

Detergente Ácido Fórmico Agua

Tintura

Completa

CENTRIFUGADO

T=90°C

t=10 minutos

T=50°C

t=10 minutos Agua

Agua, Colorantes y

auxiliares

T= 40°C,60°C,80°C

PH= 9,11,13

t= 30,40,60 minutos

Tomar lecturas con el

espectrofotómetro

TELA TINTURADA

SECADO

TINTURA FIBRA 100%

ALGODÓN

ENJUAGUE

NEUTRALIZADO

JABONADO

SECADO

CENTRIFUGADO

ENJUAGUE DESCRUDE

DESCRUDE

MEDIDA DE LA DESVIACION

DEL COLOR TOTAL

ESTÁNDAR

26

En la figura 9. Se observa el diagrama de bloques del proceso de tintura de la fibra algodón

100%, donde se procede a realizar el proceso de descrude de la tela, para eliminar

cualquier residuos, aceites e impurezas, después se procede a enjuagar y tinturar la fibra

de algodón, se enjuaga para eliminar el colorante hidrolizado se centrifugó las muestras

y se las secaron. Finalmente se procede a medir las muestras en el espectrofotómetro con

la finalidad de medir la variación de color y la fuerza de las muestras desarrolladas

comparada con el color estándar.

3.4.3. Proceso de descrude y lavado de la fibra de algodón 100%

En un recipiente colocar la tela cruda y añadir la solución antes preparada para el

descrude (Ver tabla 7) a una temperatura de 40°C, subir la temperatura a 90°C y

mantener a esta temperatura durante 20 minutos. Una vez concluido el tiempo, se

debe vaciar la solución del recipiente.

En el mismo recipiente anterior añadir la solución previamente preparada para lavado

de descrude (Ver tabla 7) a 40°C, calentar hasta llegar a una temperatura de 50°C y

mantener a esta temperatura durante 15 minutos.

Enjuagar bien la tela, centrifugar y secar.

Terminado este proceso la tela esta apta para tintura (APT).

3.4.4. Tintura de la fibra de algodón 100%

Pesar 3 gramos de tela (APT) 100% algodón en la balanza analítica.

Colocar en un vaso de tintura 9mL de los colorantes reactivos previamente disueltos

de acuerdo a la receta proporcionada ver en la tabla 7.

Adicionar la solución de sosa cáustica, la solución de sosa cáustica a colocar depende

de la concentración del colorante.

Verificar el pH del baño que se encuentre entre (9,11,13).

Completar con la solución de auxiliares de algodón hasta obtener la relación de baño

1:10 constituyéndose en los litros de baño necesarios para procesar un kilogramo de

tela.

Cerrar los vasos y llevarlos a la máquina de tintura Datacolor AHIBA IR, programar

la curva de tintura a 40 °C durante 40 minutos

27

Sacar las muestras, eliminar el baño y realizar el enjabonado de las telas, preparar una

solución de 0,5g/L de detergente, colocar 100 mL de la solución en los vasos con las

telas, mantener a 90°C durante 10 minutos.

Enjuagar las muestras, secar y medir el color en el espectrofotómetro para comparar

con el patrón original. Una vez terminado el proceso con los 3 colorantes se debe

medir el valor DECMC y la fuerza en el espectrofotómetro y comparar la

reproducibilidad de colores variando la temperatura de tintura 40,60 y 80 °C, los

tiempos de tinturado 40, 60 y 80 minutos y el pH 9,11 y 13.

Realizar en total 3 repeticiones para cada variable de estudio.

28

4. DATOS EXPERIMENTALES

Datos obtenidos en el laboratorio

4.1.1. Datos experimentales de soluciones usadas en el proceso

Para el proceso de tintura es necesario preparar algunas soluciones que se requieren antes

de tinturar la tela, en donde es necesario indicar que las sustancias y concentraciones

utilizadas en las soluciones durante todo el proceso fueron establecidas por fichas técnicas

dadas por la empresa auspiciante.

Tabla 8. Solucione usadas en el proceso

Soluciones Auxiliares Concentración(g/L)

Solución para Descrude

Detergente 1

Alcaly 1

Humectante 0.2

Solución de auxiliares para

Tintura algodón 100%

Dispersante 1

Humectante 0.2

Sal Textil 70

Solución de Alcaly de

diferentes pH

pH 9 10

pH 11 20

pH 13 25

4.1.2. Datos experimentales para el cálculo de la concentración de los colorantes

reactivos

En la tabla 9 se puede observar que con una concentración de 3% de colorante se podrá

observar mejor la variación de color en el espectrofotómetro, ya que los colorantes

reactivos son muy obscuros.

29

Tabla 9. Datos experimentales para el cálculo del peso del colorante reactivo

Peso de la

tela (g)

Relación de baño

Volumen de

solución de

colorante (mL)

Porcentaje de

colorante (%C)

3,00 1:10 30 3,00

4.1.3. Concentraciones de colorantes reactivos para tintura de fibra de algodón

100%

En la tabla 10 se detalla las concentraciones utilizados para la preparación de los

colorantes reactivos Marino BNC-GB, Negro BNC, Azul RJSR, que se empleara en la

tintura de fibra de algodón 100%.

Tabla 10. Colorantes reactivos para tintura de fibra algodón 100%

Colorante Concentración (g/L) Cantidad (mL)

Marino BNC-GB 0.09 9

Negro BNC 0.09 9

Azul RJSR 0.09 9

Distribución de ls muestras variando el pH, Temperatura y tiempo en la fibra

de algodón 100%

De acuerdo con los resultados que se observan en las siguientes tablas, si se tienen valores

de �� < 1 y Fuerza =100 significa que la muestra tiende al color estándar,

mientras que si se tienen valores de �� > 1 y Fuerza < 100 los valores de la

muestra teñida están lejos del color estándar, es decir el grado de reproducibilidad se

expresa a través del

�� y Fuerza , P/F CMC expresa si pasa o falla la reproducibilidad de la

muestra en el rango de medición del �� y Fuerza.

30

Tabla 11. Datos experimentales para colorante reactivo Marino BNC-GB

Muestra pH Temperatura

(°C)

Tiempo

(min)

M1

9

40 40

M2 40 60

M3 40 80

M4 60 40

M5 60 60

M6 60 80

M7 80 40

M8 80 60

M9 80 80

M10

11

40 40

M11 40 60

M12 40 80

M13 60 40

M14 60 60

M15 60 80

M16 80 40

M17 80 60

M18 80 80

M19

13

40 40

M20 40 60

M21 40 80

M22 60 40

M23 60 60

M24 60 80

M25 80 40

M26 80 60

M27 80 80

31

Tabla 12. Datos experimentales para colorante reactivo Negro BNC


(°C)

Tiempo

(min)

M28

9

40 40

M29 40 60

M30 40 80

M31 60 40

M32 60 60

M33 60 80

M34 80 40

M35 80 60

M36 80 80

M37

11

40 40

M38 40 60

M39 40 80

M40 60 40

M41 60 60

M42 60 80

M43 80 40

M44 80 60

M45 80 80

M46

13

40 40

M47 40 60

M48 40 80

M49 60 40

M50 60 60

M51 60 80

M52 80 40

M53 80 60

M54 80 80

32

Tabla 13. Datos experimentales para colorante reactivo Azul RJSR


(°C)

Tiempo

(min)

M55

9

40 40

M56 40 60

M57 40 80

M58 60 40

M59 60 60

M60 60 80

M61 80 40

M62 80 60

M63 80 80

M64

11

40 40

M65 40 60

M66 40 80

M67 60 40

M68 60 60

M69 60 80

M70 80 40

M71 80 60

M72 80 80

M73

13

40 40

M74 40 60

M75 40 80

M76 60 40

M77 60 60

M78 60 80

M79 80 40

M80 80 60

M81 80 80

33

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS

Cálculo del peso de colorante

Para realizar el cálculo del peso del colorante, se tomaron los datos de las tablas 9 y 10.

A continuación se presenta un cálculo modelo utilizado, ya que los colorantes reactivos

tienen una concentración constante a lo largo del trabajo.

�� = %�∗ ��

100

�� = 3%∗ 3

100

�� = 0,09 �

Dónde:

�� = ��

%� = ��

�� = ��

��

(1)

La solución que se preparó fue de 1g de colorante en 100 mL de agua. Se calculó el

volumen del colorante para ser pipeteado dentro cada vaso de tintura.

Cálculo del volumen del colorante a ser pipeteado para el proceso de tintura

de la fibra de algodón 100%

�� = ��∗ ��

��á��

0,09� ∗ 100 �� ó�

(2)

�� =

�� = 9

��

Dónde:

34

1 �

�� = �� (��)

35

�� = �� ó� (��)

�� = �� (�)

��á�� = �� á�� (�)

Cálculo del volumen de solución de auxiliares para la tintura de fibra de

algodón 100%

Si la Relación de Baño: 1:10

Entonces:

�� = �� ∗ �� (3) ��

�� = 3� ∗ 10 �

�� = 30��

Dónde:

�� = �� ñ� ��

�� = ��

�� = ��ó� �� ñ�

Tabla 14. Resultado de volumen de colorantes reactivos para el proceso de

tinturado en fibra de algodón 100%

Colorantes

Reactivos

Concentración de

colorante (g/ml)

Peso de colorante

(g)

Volumen de

colorante (mL)

Marino BNC-GB 3

0,09

9 Negro BNC

Azul RJSR

Cálculo de la cantidad de sal industrial para el proceso de tinturado en fibra

de algodón 100%

Ya que la empresa nos proporciona la cantidad adecuada para usar la cantidad de sal

industrial para el tinturado a una concentración de colorante dado.

Tabla 15. Cantidad de sal en relación a concentración de colorante

Concentración de colorante

(%)

Sal industrial (gpl) Carbonato de sodio

(g/L)

Hasta 0,10 10 8

36

0,11-0,5 20 5

0,51-1,0 30 5

1,01-2,0 50 5

2,01-4,0 60 5

Sobre 4,01 70 5

Fuente: la tabla es proporcionada por el proveedor del colorante reactivo

La tabla 15 indica las cantidades adecuadas en la empresa a ciertas concentraciones de

colorante reactivos independientemente del colorante reactivo que se vaya a usar.

�� = ��∗ ��

1000

�� = 60 ��∗ 30 ��

1000

�� = 1.8 �

Donde:

�� = ��

�� = ��

��ñ� ��

�� = ��

��á��

(4)

Cálculo de la cantidad de carbonato de sodio para el proceso de tinturado en

fibra de algodón 100%

�� = ��∗ ��

1000

�� = 5 �/�∗ 30 ��

1000

�� = 0,15�

Donde:

�� = ��

��

�� = ��

�� á��

�� = �� ñ� ��

��

37

(5)

38

Tabla 16. Resultados de la cantidad de sal industrial y carbonato de sodio para el

proceso de tinturado en fibra de algodón 100%

Cantidad de sal

industrial (g)

Cantidad de Carbonato

de Sodio (g)

Marino BNC-GB 1,8

0,15 Negro BNC

Azul RJSR

Resultados

5.6.1. Resultados de la intensidad de color para cada colorante reactivo a diferentes

pH, temperaturas y tiempos

Tabla 17. Resultados para colorante reactivo Marino BNC-GB

Muestra

DEcmc

Fuerza

P/F CMC

Estándar/Color

M1

46,53

2,56

Falla

M2

39,89

5,19

Falla

M3

38,97

5,3

Falla

M4

24,95

20,22

Falla

M5

19,12

38,18

Falla

M6

25,61

19,04

Falla

M7

35,85

6,87

Falla

39

M8

32,51

10,46

Falla

M9

33,49

8,76

Falla

M10

12,58

60,77

Falla

M11

9,06

77,49

Falla

M12

9,26

75,16

Falla

M13

1,31

99,08

Falla

M14

0,45

100

Pasa

M15

0,55

106,42

Falla

M16

2,12

101,76

Falla

M17

2,7

108,13

Falla

M18

2,17

111,77

Falla

M19

17,89

41,64

Falla

M20

18,94

39,11

Falla

40

M21

18,89

39,03

Falla

M22

21,66

31,09

Falla

M23

2,08

111,18

Falla

M24

21,66

30,5

Falla

M25

31,29

10,06

Falla

M26

32,03

10,29

Falla

M27

35,32

7,55

Falla

41

Tabla 18. Resultados para el colorante reactivo Negro BNC

Muestra

DEcmc

Fuerza

P/F CMC

Estándar/Color

M28

46,53

2,56

Falla

M29

17,88

35,27

Falla

M30

33,5

8,17

Falla

M31

1,52

117,7

Falla

M32

20,95

26,14

Falla

M33

9,8

71,42

Falla

M34

37,32

5,77

Falla

M35

28,97

12,78

Falla

M36

23,17

21,2

Falla

M37

1,41

119,14

Falla

M38

6,61

87,02

Falla

M39

4,87

90,23

Falla

42

M40

3,32

100,35

Falla

M41

1,37

107,27

Falla

M42

0,59

100

Pasa

M43

2,07

104,97

Falla

M44

3,01

100,58

Falla

M45

3,49

94,65

Falla

M46

18,65

32,59

Falla

M47

28,47

13,58

Falla

M48

20,5

27,8

Falla

M49

31,91

9,67

Falla

M50

31,97

9,52

Falla

M51

33,64

8,26

Falla

M52

33,32

9,77

Falla

43

M53

38,11

5,34

Falla

M54

40,51

4,17

Falla

Tabla 19. Resultados para el colorante reactivo Azul RJSR

Muestra

DEcmc

Fuerza

P/F CMC

Estándar/Color

M55

14,05

26,41

Falla

M56

19,57

11,2

Falla

M57

16,96

17,30

Falla

M58

9,89

29,35

Falla

M59

6,82

43,64

Falla

M60

15,3

14,98

Falla

M61

21,99

6,3

Falla

M62

22,44

5,79

Falla

M63

22,7

5,41

Falla

44

M64

9,18

36,26

Falla

M65

11,17

35,13

Falla

M66

3,58

62,44

Falla

M67

4,22

29,47

Falla

M68

3,11

13,67

Falla

M69

6,18

46,99

Falla

M70

0,88

84,18

Falla

M71

0,37

100

Pasa

M72

1,1

95,01

Falla

M73

11,59

27,28

Falla

M74

10,58

32,3

Falla

M75

13,56

23,81

Falla

M76

9,24

30,4

Falla

45

M77

11,03

23,6

Falla

M78

12,21

21,45

Falla

M79

21,35

6,66

Falla

M80

23,61

4,69

Falla

M81

21,47

5,62

Falla

5.6.2. Mejores resultados para la tintura de la fibra de algodón 100%

Tabla 20. Resultados para los colorantes reactivos Marino BNC-GB, Negro BNC, y

Azul RJSR, comparados con su color estándar

Colorante Muestr

a pH

Temperatura

(°C)

Tiempo

(min) DEcmc Fuerza

P/F

CMC Estándar/Color

Marino

BNC-GB

M14

11

60

60

0,45

100

Pasa

Negro- BNC

M42

11

60

80

0,59

100

Pasa

Azul RJSR

M71

11

80

60

0,37

100

Pasa

En la tabla 20 se observa que estos resultados son las mejores opciones por tener los

valores de �� más cercanos a cero y un valor de fuerza de 100%, con los tres

colorantes reactivos escogidos; en los colorantes Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul

RJSR, actúan de mejor manera con un pH de 11 para la tintura de algodón 100% y con

46

una temperatura de 60°C para los dos primeros colorantes mencionados, y 80°C para el

último, el tiempo adecuado de tinturado para los 3 colorantes estuvo alrededor de 60 a 80

minutos, una vez determinada la �� y la Fuerza, se comparó con el color

estándar.

Se tomó los resultados como los mejores por tener valores DECMC más cercanos a cero,

donde el 100% de estos valores están dentro del rango de aceptabilidad y se los comparó

con los colores Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR, tomado como estándar. (Ver

tabla 20).

5.6.3. Resultado del análisis estadísticos ANOVA como validación del método


colorante reactivo Marino BNC-GB



47




reactivo Marino BNC-GB

48


colorante reactivo Negro BNC



Figura 14. Interacción del pH, Temperatura y Tiempo en función de la Fuerza en


49


reactivo Negro BNC


colorante reactivo Azul RJSR

50





51


reactivo Azul RJSR

50

6. DISCUSIÓN

Comparando las muestras tinturadas con el tono estándar mediante la ayuda del

espectrofotómetro se obtuvo valores de diferencia de color estándar (DECMC)

menores a uno y cercanos a cero y valores de fuerza del 100% (ver tablas 17, 18 y

19) de los colores Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR, es decir que si existen

condiciones que cumplen con el rango de aceptabilidad según la norma de medición

estándar.

Como se observa en la tabla 20 en los tres colorantes a un pH de 11 alcanza el tono

requerido; reduciendo los tiempos de tintura y la temperatura a la que se va a exponer

las muestras alcanzando los resultados deseados debido a que las muestras a un pH

alcalino se activa la fijación del colorante

Como se observa en la tabla 17; Para el colorante Marino BNC-GB casi todos los

valores de DECMC son superiores a 1 con pH de 9 y 13 con tiempos de 40 y 80 minutos

y Temperaturas de 40°C y 80°C, ya que al ser un baño tibio los colorantes a usar

tienen una alta reactividad y a temperaturas superiores a 80°C e inferiores a 40°C la

reacción no se produce exitosamente; mientras que uno de los valores de DECMC es

inferior a 1 con pH de 11 a tiempo de 60 minutos y temperatura de 60°C, encontrando

así la mejor temperatura y tiempo de fijación.

En las tablas 18 y 19 se observa que los valores de DECMC son superiores a 1 con pH

de 9 y 13 con tiempos de 40, 60 y 80 minutos y temperaturas de 40°C, 60°C y 80°C,

encontrando que el 99% de las muestras tinturadas están lejos del color estándar (ver

Anexo J), es decir, no cumplen el rango de aceptabilidad según la norma de Medición

Internacional de Color.

Como se observa en las tablas 17, 18 y 19 el colorante Marino BNC-GB alcanza el

valor del 100% de fuerza y un DECMC menor a 1 con un tiempo de 60 minutos a una

temperatura de 60°C, en cambio el colorante Negro BNC alcanza estos valores con

51

un tiempo de 80 minutos a una temperatura de 60°C y el colorante Azul RJSR alcanza

esos valores con un tiempo de 60 minutos a una temperatura de 80°C, esto es debido

a la reactividad y sustantividad de los colorantes reactivos, dependiendo del grupo al

que pertenecen, el baño para cada uno es distinto.

En las tablas 21, 22 y 23 se evidencia que los factores pH, temperatura y tiempo tienen

una significancia estadística de forma independiente en la DECMC y la fuerza; es decir,

que tienen influencia en el proceso de tinturado con colorantes reactivos con un nivel

de confianza del 95% dado que sus valores de probabilidad son menores a 0,05.

Como se observa en las tablas 21, 22 y 23, para los tres colorantes reactivos al

interactuar de manera simultánea al pH y la temperatura, tienen una significancia

estadística sobre la DECMC y la fuerza con valores de probabilidad menores a 0,05;

debido a que estas variables influyen en la solubilidad del colorante, al viraje del matiz

y a la correcta difusión del colorante a la fibra de algodón.

Como se observa en las tablas 21, 22 y 23 al interactuar de manera simultánea el

tiempo-pH y el tiempo-temperatura no tienen una significancia estadística sobre la

DECMC y la fuerza ya que los valores de probabilidad son mayores a 0,05, indicando

que no existe una interacción entre esos factores; esto quiere decir que el tiempo es

un factor que tiene incidencia en el proceso de tinturado y si se lo altera, éste afecta

directamente a la hidrólisis del colorante, por otro lado si se lo combina con el pH y

temperatura, éste afecta principalmente en los enjuagues de la tela.

52

7. CONCLUSIONES

Los colores Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR están en el estándar

respectivo ya que sus valores de DECMC y fuerza se encuentran en el rango de

aceptabilidad con valores inferiores a uno y un valor de fuerza 100%.

Con las condiciones puestas a estudio, el presente proyecto indica qué si existen

mejores condiciones de reproducibilidad en el proceso de tintura; ya que el P/F CMC

(pasa o falla la reproducibilidad de color) para los tres colorantes reactivos se tiene

la aceptabilidad de color.

Al tinturar la fibra algodón 100% con el colorante Marino BNC-GB, con un pH de

11, temperatura de 60°C y un tiempo de 60 minutos se obtienen valores de DECMC

igual a 0,45 y fuerza igual a 100%.

El colorante Negro BNC con un pH de 11, a una temperatura de 60°C y un tiempo

de 80 minutos, se obtienen la mejor condición de reproducibilidad ya que su valor de

DECMC es igual a 0,59 y la fuerza igual a 100%.

Las mejores condiciones de reproducibilidad de tinturado con el colorante reactivo

Azul RJSR son a un pH de 11, temperatura de 80°C y tiempo de 60 minutos ya que

el valor obtenido de DECMC es igual a 0,37 y la fuerza es igual a 100%.

El pH, temperatura y tiempo tienen significancia estadística de forma independiente

sobre la DECMC y la fuerza ya que sus valores de p son menores a 0,05, indicando

que los 3 factores de estudio deben ser controlados para que el colorante no se

hidrolice.

Al variar el pH-tiempo, y temperatura-tiempo en forma conjunta no tienen

significancia estadística sobre la DECMC y la fuerza ya que sus valores de p son

mayores a 0,05

53

8. RECOMENDACIONES

Tanto a escala laboratorio como industrial se tomen en cuenta otras variables de

estudio como variar la concentración de los colorantes reactivos, utilizar otro tipo de

auxiliares, entre otras; con el fin de identificar nuevos condiciones que influyan en el

tinturado .

Realizar curvas de agotamiento de los colorantes reactivos variando el electrolito

(sal) para identificar la saturación de los colorantes.

Controlar la dureza del agua a usar en el proceso de tintura, debido a que en las

empresas textiles ocupan agua de pozo y está influye en la subida de tono del

colorante.

Realizar un buen tratamiento de descrude de la tela a nivel industrial ya que de esto

depende una buena eficiencia del proceso de tintura.

54

9. CITAS BIBLIOGRÁFICAS

Aspland, J. (1992). Reactive Dyes and their applications. En J. Aspland, American

Association of Textil Chemist & Colorist (pág. Vol 4 No 5).

Campos, M. (2012). Metamateriales y nanotecnología: en camino hacia la invisibilidad.

Obtenido de https://es.scribd.com/doc/114240277/V-La-industria-textil-y-su-

control-decalidad.

Cegarra J, P. P. (1981). Fundamentos Científicos y Aplicados de la Tintura de Materiales

Textiles. España: ETSIT Terrassa.

Datacolor, B. c. (2004). Que es el color? Ecuador-Quito.

Ferrer, R. (1948). Tintorería, lavado y quitamanchas (Metodos y procedimientos

modernos). Barcelona: José Monteso .

González, K. (2013). FIBRAS SINTETICAS Y ESPECIALES. Quito: IPN.

Haro, A. (2017). OBTENCIÓN DE TRICROMÍAS ESTÁNDAR CON COLORANTES

DISPERSOS EN POLIÉSTER 100%. Quito.

Kochkin, P. &. (1981). Acabado de los tejidos planos de algodón. Habana: Cientifica

Técnica.

Loredana, G. (2009). Evaluación de parámetros de la fase de teñido en la producción de

una textilera. Informe de pasantías, universidad simón bolivar. Quito.

Luque Sanca, A. C. (2003). Tintura del algodón con colorantes reactivos por el proceso

de agotamiento. Perú.

Madan, G. (1979). The Role of Electrolytes in the Sorption of Hydrolyzed Reactive Dyes.

En G. Madan, Physical Chemestry of Dyeing of Cellulosic Fibres with Reactive

Dyes. Shrrivastava S.K.

Ministerio de la Producción. (2016). Estudio de investigacion del sector textil y

confecciones. Perú.

55

Molina, F. (2011). Tintura de Fibras Celulósicas con colorantes Reactivos. Arequipa.

Moody, V. N. (2004). Textile fibers, dyes, finishes and processes. Estados Unidos:

William Andrew Publishing .

Morales, G. (2014). DETERMINACIÓN DEL TIEMPO ÓPTIMO Y CANTIDAD DE

COLORANTE EN EL PROCESO DE RETEÑIDO DE DENIM EN LA EMPRESA

RADEL INDUSTRY S.A. Riobamba.

Morillo Chandi. (2012). Propuesta de producción más limpia en el proceso de tinturado.

Quito.

Portales, R. (2014). Teñido de Algodón con Colorantes Reactivos. Callao-Perú.

Pozo, T. d. (2018). Tipos de Fibras a manejar. Pinterest.

Revista Líderes. (2018). Evolucion de l economía en la empresa textilera. Revista lideres.

Riquelme Sanchez, M. (1954). Quimica aplicada de la industria textil. Barcelona: tela

edittorial.

Solé Cabanes, A. (2014). Tensoactivo en la Industria Textil. California.

Suárez, C. (2017). EVALUACIÓN Y ANÁLISIS DE PRODUCTOS AUXILIARES QUE

INTERVIENEN EN LA REPRODUCIBILIDAD DEL COLOR EN FIBRAS DE

POLI ALGODÓN. Quito.

Tinto, M. (1963). Diccionario de la Tintorería Industrial. Mexico: Maldonado.

Valverde, L. (2015). ESTUDIO DE REPRODUCIBILIDAD DE COLORES CON

TINTURAS TEXTILES EN FIBRAS DE POLIALGODÓN. Quito.

X-RITE. (2002). Guía para entender la comunicación del color (Certificado por la ISO

9001). Michigan: World Headquarters.

56

10. BIBLIOGRAFÍA

Aspland, J. (1992). Reactive Dyes and their applications. En J. Aspland, American

Association of Textil Chemist & Colorist (pág. Vol 4 No 5).

Campos, M. (2012). Metamateriales y nanotecnología: en camino hacia la invisibilidad.

Obtenido de https://es.scribd.com/doc/114240277/V-La-industria-textil-y-su-

control-decalidad.

Cegarra J, P. P. (1981). Fundamentos Científicos y Aplicados de la Tintura de Materiales

Textiles. España: ETSIT Terrassa.

Datacolor, B. c. (2004). Que es el color? Ecuador-Quito.

Ferrer, R. (1948). Tintorería, lavado y quitamanchas (Metodos y procedimientos

modernos). Barcelona: José Monteso .

González, K. (2013). FIBRAS SINTETICAS Y ESPECIALES. Quito: IPN.

Haro, A. (2017). OBTENCIÓN DE TRICROMÍAS ESTÁNDAR CON COLORANTES

DISPERSOS EN POLIÉSTER 100%. Quito.

Kochkin, P. &. (1981). Acabado de los tejidos planos de algodón. Habana: Cientifica

Técnica.

Loredana, G. (2009). Evaluación de parámetros de la fase de teñido en la producción de

una textilera. Informe de pasantías, universidad simón bolivar. Quito.

Luque Sanca, A. C. (2003). Tintura del algodón con colorantes reactivos por el proceso

de agotamiento. Perú.

Madan, G. (1979). The Role of Electrolytes in the Sorption of Hydrolyzed Reactive Dyes.

En G. Madan, Physical Chemestry of Dyeing of Cellulosic Fibres with Reactive

Dyes. Shrrivastava S.K.

Ministerio de la Producción. (2016). Estudio de investigacion del sector textil y

confecciones. Perú.

57

Molina, F. (2011). Tintura de Fibras Celulósicas con colorantes Reactivos. Arequipa.

Moody, V. N. (2004). Textile fibers, dyes, finishes and processes. Estados Unidos:

William Andrew Publishing .

Morales, G. (2014). DETERMINACIÓN DEL TIEMPO ÓPTIMO Y CANTIDAD DE

COLORANTE EN EL PROCESO DE RETEÑIDO DE DENIM EN LA EMPRESA

RADEL INDUSTRY S.A. Riobamba.

Morillo Chandi. (2012). Propuesta de producción más limpia en el proceso de tinturado.

Quito.

Portales, R. (2014). Teñido de Algodón con Colorantes Reactivos. Callao-Perú.

Pozo, T. d. (2018). Tipos de Fibras a manejar. Pinterest.

Revista Líderes. (2018). Evolucion de l economía en la empresa textilera. Revista lideres.

Riquelme Sanchez, M. (1954). Quimica aplicada de la industria textil. Barcelona: tela

edittorial.

Solé Cabanes, A. (2014). Tensoactivo en la Industria Textil. California.

Suárez, C. (2017). EVALUACIÓN Y ANÁLISIS DE PRODUCTOS AUXILIARES QUE

INTERVIENEN EN LA REPRODUCIBILIDAD DEL COLOR EN FIBRAS DE

POLI ALGODÓN. Quito.

Tinto, M. (1963). Diccionario de la Tintorería Industrial. Mexico: Maldonado.

Valverde, L. (2015). ESTUDIO DE REPRODUCIBILIDAD DE COLORES CON

TINTURAS TEXTILES EN FIBRAS DE POLIALGODÓN. Quito.

X-RITE. (2002). Guía para entender la comunicación del color (Certificado por la ISO

9001). Michigan: World Headquarters.

58

ANEXOS

59

ANEXO A. Colorantes usados para el proceso de tintura

Figura A 1. Colorantes Reactivos Diluidos

ANEXO B. Equipos de laboratorio usados para tintura

Figura B 1. Equipo de Tintura Datacolor AHIBA IR

60

Figura B 2. Parte interna del equipo de tintura Datacolor AHIBA IR

ANEXO C. Espectrofotómetro

Figura C 1. Espectrofotómetro Datacolor Tools 400

61

Figura C 2. Equipo de calibración de espectrofotómetro Datacolor Tools

ANEXO D. Equipos de medición

Figura D 1. Balanza analítica

62

Figura D 2. Indicador de pH

Figura D 3. Medidor de pH

63

ANEXO E. Vasos de Tintura

Figura E 1. Vasos de Tintura del Equipo Datacolor AHIBA IR

ANEXOS F. Lavado Caliente

Figura F 1. Fibras de algodón tinturadas en lavado caliente

64

ANEXO G. Lecturas de DECMC y Fuerza

Figura G 1. Lecturas modelo de diferencia de color DECMC y fuerza para obtener

datos experimentales para el colorante Marino BNC-GB

65

Figura G 2. Lecturas de DECMC y Fuerza para el color Marino BNC-GB y sus

respectivas repeticiones

Figura G 3. Lecturas de DECMC y Fuerza para el color Negro BNC y sus

respectivas repeticiones

66

Figura G 4. Lecturas de DECMC y Fuerza para el color Azul RJSR y sus respectivas

repeticiones

ANEXO H. Espacio de Color Sensométrico

Figura H 1. Espacio de Color Sensométrico del color Marino BNC-GB

67

Figura H 2. Espacio de Color Sensométrico del color Negro BNC

Figura H 3. Espacio de Color Sensométrico del color Azul RJSR

68

ANEXO I. Muestras tinturadas a las mejores condiciones

Figura I 1. Fibra de algodón tinturada a pH de 11, Temperatura 60°C y Tiempo de

60 minutos con colorante reactivo Marino BNC-GB


80 minutos con colorante reactivo Negro BNC

69


60 minutos con colorante reactivo Azul RJSR

Figura I 4. Fibra de algodón tinturadas en las mejores condiciones con los

colorantes reactivos Marino BNC-GB, Negro BNC y Azul RJSR

70

ANEXO J. Fichas Técnicas

Figura J 1. Ficha técnica del colorante reactivo Negro BNC (Bodactive Black BNC) y Marino BNC-GB (Bodactive Blue BNC-GB)

71

Figura J 2. Ficha Técnica del proceso de tinturado de la fibra de algodón 100%

72

Figura J 3. Ficha Técnica del proceso de tinturado con colorantes reactivos

73

ANEXO J. (Continuación)

La información contenida en esta ficha técnica es de carácter general y se

debe evaluar en cada caso específico, por lo cual no representa un

compromiso de nuestra parte.

Figura J 4. Hoja Técnica del Ácido Fórmico

74

La información contenida en esta ficha técnica es de carácter general y se debe evaluar en cada caso específico, por lo cual no representa un


Figura J 5. Hoja Técnica Citrus con SYQ

75

La información contenida en esta ficha técnica es de carácter general y se debe evaluar en cada caso específico, por lo cual no representa un


Figura J 6. Hoja Técnica del Detergente Pretex Heb SYQ

76

Figura J 7. Hoja Técnica del Igualante Cespersol DAD pág 1.

77

La información contenida en esta ficha técnica es de carácter general y se

debe evaluar en cada caso específico, por lo cual no representa un


Figura J 8. Hoja Técnica del Dispersante WWA

Figura K 1. Resultados de tinturado con Colorante Reactivo Marino BNC-GB a pH de 9

78

ANEXO K. Resultados de tinturado con colorantes reactivos a las diferentes condiciones

COLORANTE MARINO BNC-GB

pH

9

Temperat

ura (°C)

40

60

80

Tiempo

(min)

40

60

80

40

60

80

40

60

80


79


pH

11

Temperat

ura (°C)

40

60

80

Tiempo

(min)

40

60

80

40

60

80

40

60

80


pH

13

Temperatu

ra (°C)

40

60

80

Tiempo

(min)

40

60

80

40

60

80

40

60

80


80

81

COLORANTE NEGRO BNC

pH

9

Temperatu

ra (°C)

40

60

80

Tiempo

(min)

40

60

80

40

60

80

40

60

80

Figura K 4. Resultados de tinturado con Colorante Reactivo Negro BNC a pH de 9

82

COLORANTE NEGRO BNC

pH

11

Temperatur

a (°C)

40

60

80

Tiempo

(min)

40

60

80

40

60

80

40

60

80


83

COLORANTE NEGRO BNC

pH

13

Temperatu

ra (°C)

40

60

80

Tiempo

(min)

40

60

80

40

60

80

40

60

80


COLORANTE AZUL RJSR

pH

9

Temperat

ura (°C)

40

60

80

Tiempo

(min)

40

60

80

40

60

80

40

60

80

Figura K 7. Resultados de tinturado con Colorante Reactivo Azul RJSR a pH de 9

84

85

COLORANTE AZUL RJSR

pH

11

Temperat

ura (°C)

40

60

80

Tiempo

(min)

40

60

80

40

60

80

40

60

80


86

COLORANTE AZUL RJSR

pH

13

Temperatu

ra (°C)

40

60

80

Tiempo

(min)

40

60

80

40

60

80

40

60

80


universidad central del ecuador · 2020-01-08 · logro es por y para ellos. a mis hermanos, por...

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