TECNOLOGIAS - PROCESSOS TINGIMENTO - ACABAMENTO

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UTFPR

Jac Moraes

10.12.2015

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Têxtil

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ÍNDIGO:
TECNOLOGIAS - PROCESSOS
TINGIMENTO - ACABAMENTO

Fernando Lima
Paulo Ferreira

Grátis mini CD
com programas
do livro
2

À minha esposa Miriam e meus filhos Melissa e Fernando,
pelo incentivo e paciência e principalmente pelas horas
roubadas de nosso convívio.

"If night hides many secrets, indigo hides just as many."
Ousmane Gamané

4
Prefácio

Em agosto de 2001, seguindo a orientação estratégica de tornar a São José
(Fiação e Tecelagem S/A e subsidiárias) a mais flexível empresa produtora de
Brim do Brasil, tomamos a decisão de concretizar o programa de entrar no
Exclusivo hall do Denim Indigo Blue.

Nossos brins para vestuário já estavam consolidados, os brins para roupas
Profissionais Semprebem e Sempreforte haviam sido lançados no princípio do
Ano, as metas de produção e qualidade superadas. Era hora portanto de
Completarmos o projeto e estarmos firmes nos três seguimentos do mercado de
Brim.

Estabelecidas as metas e formulado o plano de ação, nos propusemos ao trabalho.
O desafio era enorme já que estabelecia estarmos no mercado em 15 meses, com
A melhor instalação de índigo do país, devendo a primeira partida produzida ir de
Fato para o mercado, parte para o mercado externo.

De início era preciso aprender, e aprender muito. Prevíamos que uma pequena
Parte deste aprendizado poderia ser em visitas as instalações já existentes.

Como não foi possível visitar uma sequer no Brasil, fomos ao exterior e aí sim,
Aprendemos. Alemanha, Espanha, Itália e Rússia foram os principais países
Visitados., todos os fabricantes de equipamentos foram contatados e avaliados.
As tecnologias disponíveis, sejam de equipamentos, seja de corantes, foram
Exaustivamente estudadas. Enfim, um trabalho de fato árduo, mas no final, todas
As metas foram rigorosamente cumpridas.

Na verdade aprendemos mais que produzir o Denim Índigo Blue.

Confirmamos num grande projeto que se a meta for bem estabelecida e existir um
Plano de ação estruturado, os resultados aparecem. Também que não há
Problema ou barreira que resista ao trabalho.
Os autores de “’Indigo – Tecnologias, Processos, Tingimento, Acabamento,
Fernando Lima e Paulo Oscar, foram os principais responsáveis pelo sucesso
do projeto.

Quando me procuraram com a idéia de por no papel e publicar o que havia
Aprendido, de modo a auxiliar estudantes e técnicos no aprendizado do
Extraordinário e apaixonante processo de produção de tecidos tintos com índigo,
Percebi que tínhamos aprendido ainda mais.

Que o conhecimento é para ser disseminado. Que os mais jovens precisam de
Nossa experiência e que todos nós somos responsáveis em fazer do Brasil um
País melhor, porque produz mais, para o seu mercado e para o mundo e quem
Sabe de maneira que o maior número de possível de brasileiros vivam melhor porque
Se beneficiam de nosso conhecimento.
Os autores parecem que aprenderam muito mais do que tingir com índigo.
Aprenderam a viver e deixar viver.

Oscar Augusto Rache Ferreira

Oscar Augusto Rache Ferreira, Diretor Presidente da Fiação e
Tecelagem São José S/A; Presidente do Sindicato das
Indústrias de Fiação e Tecelagem em Geral e da Malharia no
Estado de Pernambuco – SINDITÊXTIL; Vice-Presidente da
Associação Brasileira da Indústria Têxtil – ABIT e
Vice-Presidente da Federação das Indústrias do Estado
de Pernambuco – FIEPE.................--------------..................-------
..........................................................

6
Índice

Capítulo 1 – Índigo o rei dos corantes
Índigo – o corante pág. 10
Cronologia da história do índigo pág. 11
O índigo natural pág. 11
Obtenção do índigo natural pág. 13
Obtenção do índigo sintético pág. 15
Obtenção do índigo em laboratório pág. 17
Características físico-químicas do índigo pág. 17

Capítulo 2 – Tecnologias de produção
Características do tingimento pág. 19
Tecnologias de tingimento de índigo pág. 22
Rope dye pág. 23
Slasher dye pág. 29
Loop dye pág. 33
Comparativo máquina cordas x multi-caixas pág. 36
Fabricantes de equipamentos para índigo pág. 37

Capítulo 3 – Processos prévios
Algodão pág. 39
Fios open-end x ring (anel) pág. 39
Urdição pág. 40
Tipos de urdimentos utilizados pág. 42

Capítulo 4 – Tingimento
Formas de comercialização do corante índigo pág. 44
Principais fornecedores de corante índigo pág. 44
Tingimento – parâmetros pág. 45
Índigo normal (solução pigmentaria dispersa) pág. 49
Cálculo de uma tina mãe com 100 g/l de índigo pág. 50
Cálculo do reforço de hidrossulfito de sódio e soda pág. 51
Seqüência de preparo da tina mãe pág. 55
Dosagem de corante e produtos químicos pág. 55
Índigo pré-reduzido pág. 57
Cálculo para dosagem de índigo pré-reduzido pág. 57
Dosagem de corante e produtos químicos pág. 59
Banho inicial de índigo na máquina pág. 60
Alternativas de tingimento pág. 60

7
Capítulo 5 – Controle do tingimento
Laboratório de controle de qualidade pág. 65
Análise da concentração de soda cáustica pág. 67
Análise da pureza de hidrossulfito de sódio pág. 68
Controles do processo pág. 69
Teor de hidrossulfito livre no banho pág. 70
Concentração de índigo no banho pág. 78
Determinação da concentração de corante no fio pág. 84
Identificação do tipo de tingimento pág. 86

Capítulo 6 – Engomagem
Engomagem – características pág. 88
Fios open-end na engomagem pág. 89

Capítulo 7 – Tecelagem
Tecelagem pág. 92
Re-inserção de trama nas ourelas pág. 93
Cálculo para tecidos denim pág. 93
Estrutura dos tecidos denim pág. 95

Capítulo 8 – Beneficiamento
Acabamento pág. 97
Parâmetros a serem considerados no acabamento pág. 99
Determinação de skew pág. 101
Tingimento de tecido com índigo (bleu de chine) pág. 102

Capítulo 9 – Controle de qualidade
Revisão pág. 105
Classificação do tecido em pontos por 100m² pág. 105

Apêndice A
Estimativa da capacidade instalada pág. 106

Apêndice B
Tabela de soda cáustica pág. 107

Apêndice C
Dicas importantes pág. 108

Bibliografia pág. 109

Apresentação

Esta obra foi realizada devido às escassas informações sobre o índigo, às barreiras
impostas pelos fabricantes de denim em permitir visitas ou troca de informações, e a
necessidade de se desmistificar o assunto.

O objetivo é de contribuir paraa melhoria da qualidade na produção de índigo no Brasil
tornando assim o País mais competitivo no cenário Internacional. O processo de
tingimento com corante Índigo é complexo e caro, sendo assim, os eventuais problemas
na produção podem inviabilizar economicamente os negócios.

No ano de 2001 estima-se que havia 400 produtores de índigo no Mundo e a capacidade
ociosa da produção era da ordem de um Bilhão de metros / ano.

No Brasil a capacidade ociosa é da ordem de 100 milhões de metros por ano. Pode-se
concluir que o mercado esta extremamente competitivo e o único caminho para superar
estes obstáculos é a diferenciação dos produtos.

As informações foram pesquisadas em livros, boletins técnicos de fabricantes de
corantes, catálogos de fabricantes de equipamentos, estágio na Alemanha, visitas em
empresas de vários países como Alemanha, Espanha, Itália e Rússia, bem como da
nossa própria experiência na implantação do “Projeto Índigo” na Fiação e Tecelagem São
José S/A.

Acreditamos que esta obra possa auxiliar os técnicos e estudantes no nosso cotidiano,
de forma didática e prática.

Agradecimentos
Luis Antonio Horner, Ilton Zucco, José Luis Maia e Mário Tornice.

Agradecimentos especiais às empresas Dystar, Morrison e Texima pelo apoio e
informações prestadas.

Capítulo 1

Índigo – o rei dos corantes

10
“Depois farás um véu de azul, e púrpura, e carmesim, e linho fino torcido; “
Êxodo 26:31a

Índigo – o corante

A palavra índigo é derivada do grego “indikon” e do latim “indicum” e significa “uma
substância da Índia”, porque era a região da qual se originava o pigmento comercializado
na época do Império Greco-Romano.

O índigo é um dos pigmentos mais utilizados no mundo e tem sido utilizado há pelo
menos 5.000 anos. Foi usado na idade do ferro e é ainda hoje popular como a cor típica
das calças jeans.

Os peritos dizem que as múmias egípcias do terceiro milênio antes de Cristo já possuíam
nas suas vestimentas, linho tinto com índigo. O índigo é uma cor predominante no
guarda-roupa fúnebre de Tutankamón.

Há evidências do uso do índigo em quase todas as civilizações .

O índigo era à base de numerosas tradições têxteis através da África Ocidental.
Por séculos antes da introdução do índigo sintético, a capacidade de transformar o tecido
branco no azul profundo era uma habilidade misteriosa e altamente valiosa passada pelos
tintureiros de geração a geração.

Dos nômades tuaregs do Saara aos reinos dos prados de Camarões, o tecido índigo
significou a riqueza, abundância e fertilidade.

Tintura de índigo em Mossi (Alta Volta) – início do século 20 - Atual Burkina Faso

Cronologia da história do índigo

2600
A.C.
As tinturas naturais mais antigas registradas sabidamente foram produzidas na
China por volta desta época.
55 A.C. Os romanos encontraram na França as “picti” (pessoas pintadas) que usavam
o anil para pintarem-se.
2 e 3
A.D. Os têxteis romanos deste período abusavam da cor rubra e do azul do índigo.
100 Primeira produção em grande escala de índigo no Império Romano.
1498 Após a abertura das rotas pelo mar para a Índia, o comércio de índigo com a Grã Bretanha chegou a ser o mais importante.
1771 O ácido pícrico é descoberto pela reação do ácido nítrico com o índigo.
1865 Adolf von Baeyer começou seu trabalho sobre o índigo, que propiciou mais
adiante ao descobrimento do indoxyl e a síntese parcial do índigo.
1878 Síntese do índigo sintético é anunciada por Adolf von Baeyer.
1883 Adolf von Baeyer anunciou a estrutura química do índigo.
1897 Comercialização do índigo sintético que resultou na disponibilidade de um processo mais viável comercialmente.
1932 A produção comercial do índigo natural cessou na Inglaterra.

O índigo natural

O índigo natural é obtido de plantas de diversos gêneros e ordens existentes em várias
regiões do globo.

As mais conhecidas e importantes são:

Nome científico Região
Indigofera arrecta África, Índia, Indonésia
Indigofera suffruticosa América, África, Ásia
Indigofera tinctoria Ásia, Índia
Isatis tinctoria Ásia, Cáucaso, Europa

12
O baixo rendimento da Isatis tinctoria, cerca de 30 vezes menor que a Indigofera tinctoria,
tornou esta última um dos produtos mais importantes na exportação da Índia para a
Europa, até o início do século vinte.

Indigofera tinctoria

blocos de índigo natural

Isatis tinctoria

Obtenção do índigo natural

Apesar de ser uma planta perene, o índigo semeia-se a cada ano por motivos práticos.
Quando as flores começam a abrir-se, cortam-se as plantas junto às raízes (2 a 3
colheitas anuais).
Desidratam-se e submetem-se depois a uma fermentação úmida por meio da bactéria
Clostridium isatidis.

O indican contido primitivamente na planta, em forma de glucosídeos, se desdobra pela
fermentação em indoxyl e uma espécie de açúcar (indiglucina), reduzindo-se a primeira
em índigo branco.

Sob a ação do oxigênio do ar e mediante processos mecânicos (macerado com bastões,
pás, etc.), reoxida-se o índigo branco, e o anil, que se deposita em forma de grãos ou
torrões, separa-se do caldo, escurece-se, lava-se com água, cozinha-se, e por último
seca-se.

Cerca de 100 kg de planta dessecada produzem deste modo de 1,5 kg a 2 kg de índigo.

Atualmente, a despeito das inúmeras dificuldades, muitas pessoas na Ásia ainda
produzem o índigo natural.

14
C 6 H 11 O 5
N
CH C 6 H 12 O 6
indican glucose
N
C
O
CH
H
H 2 O
C
OH
H
+
fermentação
indoxyl
N
C
OH
CH
H
+
N
C
OH
CH
H
indoxyl indoxyl
N
C
H
||O
C ||
N
C
H
||
O
C
índigo
oxidação

Obtenção do índigo natural

Vista 3D de uma molécula de índigo

15
Obtenção do índigo sintético

A seguir descreveremos as sínteses mais importantes a partir da anilina e do naftaleno.

O índigo sintético é produzido pela união de 2 moléculas de fenilaglicianato de sódio
(industrialmente obtida da anilina), em uma mistura de hidróxido de sódio e amideto de
sódio (sodamida).

NH2
OHO
NH2 NH
O
OH
O OH
anilina ácido antranílico ácido fenilaglicina - o - carboxílico
N
H
N
H
O
O
índigo

Síntese do índigo a partir da anilina

16
Outro processo é a síntese partindo-se do naftaleno, um processo desenvolvido por von
Heumann.

+
OH
OH
O
O
OH
OH
O
O
ácido ftáliconaftaleno ftalimida
OHO
NH2 NH
O
OH
O OH
ácido antranílico ácido fenilaglicina - o - carboxílico
N
H
N
H
O
O
índigo

Síntese do índigo a partir do naftaleno

17
Obtenção do índigo em laboratório

Para efeito de conhecimento é possível obter-se índigo no laboratório, apesar deste
método não ser econômico industrialmente.

Reagentes: o-Nitrobenzaldeído, acetona e hidróxido de sódio, água deionizada.

Equipamentos: erlenmeyer de 200ml, bastão de vidro, filtro e papel de filtro, pipetas de
20ml, balança de precisão, beckers.

Método: em um erlenmeyer de 200ml dissolva 4 g deo-Nitrobenzaldeído em 40ml de
acetona. Adicione 20ml de água deionizada e agite até completa homogeneização.

Em seguida adicione vagarosamente, 16ml de uma solução 1 molar de hidróxido de
sódio. A mistura é agitada com um bastão de vidro e deixada descansar por 5 minutos.

O precipitado formado (índigo), é então filtrado e seco a temperatura ambiente.

Características físico-químicas do índigo

Color Index number: 73000
Color Index name: CI Vat Blue 1

Fórmula: C16 H10 N2 O2

Composição:

• Carbono: 73,27%
• Hidrogênio: 3,84%
• Nitrogênio: 10,68%
• Oxigênio: 12,20%

Densidade: 1,417 g/cm³

Peso molecular: 262,27 g

Capítulo 2

Tecnologias de produção
19
Características do tingimento

Uma das características do tingimento com corante índigo, que o faz único, é o método
particular de tingimento sobre os fios de algodão.

Este método permanece praticamente inalterado desde os tempos do índigo natural até
os dias atuais, mais de cem anos desde a sua síntese.

O corante índigo possui molécula relativamente pequena e baixa afinidade com a fibra
celulósica. Para ser aplicado além de ser reduzido numa solução alcalina (leuco), também
requer uma série de impregnações seguidas de foulardagem e oxidação ao ar, para se
obter um azul intenso sobre a fibra.

Cada série de impregnação, foulardagem e oxidação é denominada ciclo ou dip, e um
tingimento em geral varia de 4 a 8 ciclos.

imersão
foulardagem
oxidação

Ciclo ou dip

O número ideal de caixas de tingimento depende da intensidade de cor requerida: poucas
caixas fornecem uma intensidade baixa. . Outro fator é a solidez, que para uma mesma
cor, quanto maior o numero de caixas maior será a solidez do tingimento, ou seja, quanto
maior o numero de caixas, menor a concentração de índigo no banho de tingimento e com
isso a fixação do corante na fibra será maior.

Recomenda-se durante o tingimento que o banho circule no mínimo de 3 a 4 vezes por
hora para se manter a uniformidade das concentrações de corante, hidrossulfito de sódio
e soda cáustica.

Abaixo ilustramos como o fio se comporta após cada ciclo de tingimento.

corte transversal do fio e as camadas de tingimento

Cortesia CHT Tunbingen

O tempo de imersão se rege pelo tipo de instalação de tingimento e pela velocidade de
produção.
Nas instalações ao largo (multi-caixas ou loop) o tempo de imersão varia de 4 a 15
segundos. Se o tempo de imersão é inferior a 8 segundos, a solidez em tons escuros é
limitada. Tingindo-se em cabo, o tempo de imersão varia de 12 a 20 segundos.
O tempo de oxidação deve ser no mínimo de 45 segundos no tingimento ao largo (multi-
caixas ou loop), bem como mínimo de 80 segundos para o tingimento em corda.

Em teoria, a relação entre imersão e oxidação é de 1:6, isto é, para cada metro de
imersão são necessários 6 metros de oxidação, exceto para as máquinas equipadas com
equipamentos de oxidação forçada.

Na prática, em máquinas ao largo (multi-caixas ou loop) a oxidação perfeita está em torno
de 60 segundos. Em termos gerais o comprimento em metros de oxidação para cada
ciclo, é o mesmo da velocidade da máquina.

Por exemplo, se a velocidade da máquina é 30 metros/minuto, o comprimento de fio para
oxidação em cada ciclo, será de 30 metros.

Tempo de oxidação = veloc.(m/min) * 60 min = 30 x 60 = 60 segundos
metros de oxidação 30

É possível reduzir-se o comprimento de oxidação em até 75% , com a utilização de uma
oxidação forçada.

Esta inovação foi introduzida pela fabricante italiana Master Macherio em suas máquinas
de tingimento multi-caixas, e foi patenteada com o nome de Rapidsky®.

A Texima possui um sistema similar chamado Fastoxid.

O sistema Rapidsky® permitiu um grande ganho, aumentando o percentual de tecidos de
primeira qualidade, conseqüentemente reduzindo os tecidos de segunda qualidade ou
mesmo retalhos, oriundos das trocas de partidas ou paradas eventuais da máquina, pois
o comprimento total de fio na máquina diminui.

Exemplo

Máquina de 8 caixas de tingimento
Velocidade da máquina: 32 metros/minuto
Metros de fio necessários para oxidação/caixa: 32 metros
Volume total de fio para oxidação: 256 metros (8 x 32m)

Sistema Rapidsky®
Metros de fio necessários para oxidação/caixa: 8 metros
Volume total de fio para oxidação: 64 metros (8 x 8m)

Volume de fio economizado: 192 metros (256m – 64m)

São 192 metros que em uma eventual parada ou troca de partida iriam produzir tecido de
segunda qualidade ou retalho, ou seja, para uma partida de 50.000 m de fio a redução é
22
de 0.38% em tecido diferente de primeira qualidade, em valores, isto significa U$ 50.000
anuais para uma instalação de 1.000.000 m por mês!

Alguns fabricantes de tecidos denim preferem máquinas de oxidação forçada com um
pequeno percurso para oxidação natural, isso porque em caso de quebra de algum motor
de ventilação pode-se ainda trabalhar com uma velocidade razoável. Isso resulta que na
realidade ninguém prefere uma máquina com uma passagem de 8 metros na
oxidação, pois fica muito no limite.

Tem que se levar em conta também, que com o sistema de oxidação forçada há mais dois
motores e dois filtros por caixa de tingimento, isso significa mais manutenção e a
necessidade de mais limpeza. Cada motor é de 3 cv, para uma máquina de 8 caixas de
tingimento significa (3 cv x 16 motores x 0,745 kW/cv) 36 kW instalados.

Tecnologias de tingimento de índigo:

Existem 3 tecnologias de tingimento de índigo: máquinas em corda, máquinas multi-
caixas e máquinas loop, cada uma com suas vantagens e desvantagens, e um motivo
claro para sua utilização.

• Rope dye (corda)
• Slasher dye (multi-caixas)
• Loop dye (loop, também chamadas girotex).

No ano de 2003, no Brasil, a utilização destas tecnologias estava distribuída da seguinte
maneira:

23
As máquinas em aberto, que trabalham diretamente dos rolos de urdideira, necessitam de
um acumulador para evitar paradas no tingimento quando da troca do rolo engomado, que
resultariam em metragens manchadas ou de segunda qualidade.

Estes acumuladores podem acumular fio suficiente para até 6 minutos de parada da
cabeça da engomadeira sem que o sistema de tingimento sofra qualquer interferência.

Dependendo do fabricante da máquina podem ser instalados após as caixas de lavagens
(acumulador em úmido) ou após a secagem (acumulador em seco). Os acumuladores a
úmido podem reduzir a elasticidade dos fios tintos e os acumuladores a seco podem
aumentar o índice de ruptura nos fios tintos, pois o acúmulo dos fios se dá após a
engomagem. A grande maioria das máquinas tipo “loop” têm o acumulador em seco e a
grande maioria das máquinas “multi-caixas” tem os acumuladores em úmido. Como as
instalações de tingimento são feitas sob encomenda e personalizadas, este assunto deve
ser bastante discutido antes de sua definição.

Rope Dye (corda)

A primeira máquina de tingimento de índigo em contínuo foi uma máquina em cordas
construída em 1920 pela Coocker Machine & Foundry Company (USA), nas instalações
da Cone Mills (Greensboro – USA) e sua montagem levou seis meses.Primeira máquina do mundo em contínuo – cordas

As máquinas em corda podem trabalhar de 12 a 48 cabos e possuem entre 300 a 450
fios/cabo, dependendo do número total de fios de urdume. Os cabos são alimentados
lado a lado na instalação de tintura (rope dye). Depois de tintos, são abertos e re-urdidos
(re-beaming), e engomados da forma tradicional. Eventualmente a máquina pode vir
24
equipada com 1 ou 2 vaporizadores dependendo da finalidade do tingimento (enxofre,
reativo ou indanthren).

Principais vantagens:

• Produtividade alta
• Não existem paradas nas trocas de partidas.
• Excelente uniformidade ourela/meio no tecido final.
• Pouco desperdício de fio.
• Altas eficiências de tingimento.
• Alta solidez

Principais desvantagens:

• Alto investimento.
• Necessidade de espaço físico, geralmente 100% maior do que uma multi-caixas.
• Perda de elasticidade dos fios.
• Os cabos devem abrir-se após a tintura (re-beaming).
• Custos adicionais pelo uso de amaciante para abertura das cordas.
• Grande volume do banho de tingimento.
• Limitação do título do urdume geralmente até Ne 20/1.
• Maior mão de obra requerida.

Fluxo do processo:

Urdição das cordas
(Ball warping)
Tingimento
(Rope dyeing)
Abertura das cordas
(Re-beaming)
Engomagem
(Sizing)
Tecelagem
(Weaving)

1
2
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
3
3
3
3
5
5
5
5
5
5
5
5
6
7
7
7
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M
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1
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7
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N
TO
TI
PO
CO
R
D
A
S
26
Ball warper – urdideira de cordas.
Geralmente trabalha entre 300 e 400 fios/corda.

Cortesia West Point

Vista traseira de uma máquina de cordas,
onde se pode observar a gaiola onde são
montadas as cordas.
Geralmente trabalha-se com 3 conjuntos de
cordas para formar o urdimento.

Cortesia Morrinson Textile Machinery

Vista lateral de
uma máquina de
cordas.

Cortesia Morrinson Textile Machinery

Entrada das cordas na máquina, antes
do processo de tingimento.

O número de cordas e a quantidade de
fios por corda são em função do número
de fios totais de urdimento e da
capacidade de coradas da máquina.

As máquinas básicas normalmente
possuem capacidade para 24 cordas,
mas podem ser fornecidas para
capacidade de 12 ou 36 cordas,
conforme necessidade do cliente.

Cortesia Morrinson Textile Machinery

Entrada das
cordas na primeira
caixa de
tingimento.
A corda ao ser
impregnada no
banho de corante
reduzido,
apresenta uma
tonalidade
amarelada que ao
sair do foulard é
oxidada em
contato com o ar
passando para
uma tonalidade
azul esverdeada.
Cortesia Morrinson Textile Machinery

28
Re-beaming – Os fios tintos e secos devem
ser abertos e re-urdidos para a operação de
engomagem do urdimento final.

Um dos pontos críticos nesta operação é a
dificuldade das cordas abrirem-se caso não se
tenha o cuidado de utilizar um bom lubrificante
na última caixa de lavagem e manter-se uma
umidade residual entre 4% e 6% após seco.

Re-beaming - cortesia West Point

29
Slasher Dye (multi-caixas)

A partir de 1970 deu-se início na Europa a tecnologia de tingimento multi-caixas.
Devido a sua simplicidade em relação às máquinas de cordas, houve um incremento
muito grande quanto a este tipo de equipamento, tornando-os bastantes populares.

Neste sistema os rolos de urdimento são agrupados a partir de uma gaiola similares à da
engomadeira, tintos nas diversas caixas de tingimento (entre 4 e 8 caixas, em casos
especiais até 10 caixas), e engomados em uma operação contínua. Eventualmente a
máquina pode vir equipada com um ou dois vaporizadores dependendo da finalidade do
tingimento (enxofre, reativo ou indanthren).

Principais vantagens:

• Instalação compacta (menor espaço requerido em relação à máquina de cordas).
• Possibilidade de tingimento de fios finos para camisaria.
• Produção contínua desde os rolos de urdideira até os rolos da engomadeira.
• Melhor elasticidade dos fios em relação à máquina de cordas.
• Baixo volume do banho de tingimento (em relação à máquina de cordas).
• Flexibilidade na troca de artigos.
• Adequada para tingimento de denim colorido.
• Baixo investimento em relação à máquina de cordas.
• Mão-de-obra reduzida em relação à máquina de cordas.

Principais desvantagens:

• Possibilidade de variações centro/ourelas.
• Perda de produtividade devido às trocas de partidas.
• Maior tendência à formação de estopa devido às trocas de partidas.
• Ocorrência de manchas na troca de roladas.

Fluxo do processo:

Urdição dos rolos
(urdideira)
Tingimento/engomagem
(multi-caixa)
Tecelagem

7
1
2
3
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
6
7
8
9
10
11
11
3
3
NO
M
EN
CL
AT
UR
A

1
-
ga
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la

do
s
ro
lo
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Gaiola de uma máquina multi-caixas.
A grande maioria dos fabricantes fornece com
uma gaiola simples fixa, mas a Texima tem
insistido em fornecer gaiolas duplas por saber
das vantagens conseguidas nas trocas de
roladas permitindo maior produtividade.

Cortesia Texima S/A - São José S/A

Vista lateral de uma multi-caixas
desde a gaiola de rolos até as
caixas de tingimento.

Cortesia Texima S/A – São José S/A

Detalhe do comando principal de uma máquina multi-caixas
moderna, onde são visualizados todos os parâmetros de
processo (pH, redox, temperaturas, dosagens de corantes
e produtos químicos, velocidade etc.) e situação mecânica
da máquina.

Cort. Texima S/A – S. José S/A

32
Detalhe da primeira caixa de tingimento
onde se pode notar o corante índigo
reduzido (amarelo) e a saída do fio apósa foulardagem já se iniciando o
processo de oxidação (azul
esverdeado).

Cortesia Texima S/A – São José S/A

Painel principal de monitoramento da máquia de índigo – Cortesia Texima S/A – São José S/A

33
Loop Dye (loop ou girotex)

Esta tecnologia possui uma história curiosa, em 1973, o Sr. Lau Chor Sen , um químico
têxtil de Hong Kong, por absoluta falta de espaço para montar uma máquina multi-caixas,
teve a idéia de reduzir as caixas de tingimento para uma única caixa, com o urdimento
passando quatro vezes pela mesma caixa, intercalando uma oxidação entre cada
passagem. Não havendo conseguido funcionar o protótipo, talvez por falta de
conhecimento mecânico, deixou a patente caducar.

Em 1980, a fabricante italiana de tecidos Italdenim, solicitou a Master Macherio a
construção de uma máquina baseada neste sistema, nasceu assim a primeira máquina
operativa do mundo modelo “loop”.

Principais vantagens:

• Instalação mais compacta (menor espaço em relação à máquina multi-caixas e
cordas).
• Produção contínua desde os rolos de urdideira até os rolos da engomadeira.
• Melhor elasticidade dos fios em relação à máquina de cordas.
• Baixo volume do banho de tingimento (em relação a multi-caixas e cordas)
• Flexibilidade na troca de artigos e de títulos finos.
• Baixo investimento em relação à máquina de cordas e multi-caixas.

Principais desvantagens:

• Possibilidade de variações centro/ourelas.
• Perda de elasticidade do fio.
• Perda de produtividade devido às trocas de partidas.
• Formação de estopa devido às trocas de partidas.
• Limitação em tonalidades muito escuras.
• Ruptura mais acentuada.
• Ocorrência de manchas.

Fluxo do processo:

Urdição dos rolos
(urdideira
Tingimento/engomagem
Tecelagem

12
3
4
5
5
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35

Vista lateral de uma máquina Loop,
onde se nota o acumulador.

Cortesia Texima S/A

Vista lateral de
uma máquina Loop
desde a gaiola de
rolos de urdideira
até a
engomadeira.

Cortesia Texima S/A

36
Comparativo máquina cordas x multi-caixas

A título de orientação, mostramos abaixo um quadro comparativo entre máquinas multi-
caixas e corda, que certamente eliminará dúvidas quanto ao melhor custo/benefício.
Para uma instalação de 21.000.000 m por ano, temos a seguinte situação:

ÍTENS

MULTI-CAIXAS CORDA

Espaço para instalação

Menor Maior (três vezes mais)
Processo Tingimento e engomagem
em processo único
Tingimento
Re-beaming
Engomagem

Operadores/mês

32 96
Flexibilidade
Urdimentos finos
Urdimentos médios
Urdimentos pesados
Urdimentos médios
Urdimentos pesados

Volume de banho

10.000 litros 30.000 litros

Urdimentos coloridos

Gama variada Black
Índigo
Mercerização Fácil

Difícil – muito crítica
no Re-beaming

Investimento

Menor Maior

Investimento (apenas em
equipamentos)

U$ 3.000.000 U$ 6.000.000

Custos de produção

Menor Maior

As máquinas multi-caixas estão sendo adotadas cada vez mais e os principais motivos
são a alta flexibilidade que este processo permite e custos de produção competitivos.

37
Fabricantes de equipamentos para índigo

Como já visto anteriormente existem 3 tecnologias de tingimento de índigo: corda, multi-
caixas e loop.

A escolha da tecnologia de tingimento envolverá vários fatores tais como: volume de
produção, custo do investimento, qualidade requerida e flexibilidade entre vários outros.

Existem vários fabricantes de equipamentos que podem oferecer subsídios para sua
escolha.

Os principais fabricantes em ordem alfabética:

• Benninger
http://www.benningergroup.com

• Looptex
http://www.htpunitex.com/

• Master Macherio
http://www.mastermacherio.it/

• Morrinson Textile Machinery
http://www.morrisontexmach.com/

Greenville Machinery Corporation
Kleinewefers KTM
West Point Foundry and Machine Company

• Sucker Muller
http://www.karlmayer.com

• Texima S/A
http://www.texima.com.br

Capítulo 3

Processos prévios
Algodão
39

A característica mais importante é a coloração do algodão. Esta tem de ser constante e
controlada fardo a fardo. Se possível deve-se usar ao longo da mesma safra algodões
sempre da mesma procedência.

A mistura de algodão deve ser uniforme e sem variações significativas entre lotes.
A utilização de resíduo processado é possível e não há problemas, desde que sejam
seguidos alguns cuidados como a constância no percentual utilizado, ter a mesma
coloração do algodão em uso, e ser livre de pó e impurezas. É bom lembrar que pó é
sinônimo de problemas de qualidade nas fiações OE.

Fios open-end x fios ring (anel)

Muito se especula sobre qual o melhor fio a ser utilizado na fabricação de tecidos denim.
Até antes da década de 1970 os tecidos denim eram quase que exclusivamente,
fabricados com fios de filatórios de anéis. Já em 1978, 70% dos tecidos denim eram
fabricados com fios open-end. Atualmente a grande maioria dos tecidos denim é fabricada
com fios open-end, mas existe uma tendência da fabricação de tecidos denim com
urdume anel e trama open-end.

Os artigos fabricados com 100% open-end são em média 10% mais baratos que os
fabricados com fios de anéis, principalmente no mercado norte-americano. Os custos de
fios anéis comparados com os fios open-end são mais altos, principalmente para títulos
5/1 Ne a 12/1 Ne, que é a faixa mais utilizada na fabricação de tecidos denim.

A valorização dos tecidos de urdume “anel” normalmente está associada a tingimento em
máquinas tipo “corda”, neste caso o mercado alvo é quase sempre a exportação, pois os
altos custos da fiação de anel combinados com os altos custos do tingimento em
máquinas de “corda” só se justificam para exportação e alguns nichos de mercado, não
sendo necessariamente sinônimo de melhor qualidade no tecido.

Todos os parâmetros de qualidade de um bom fio devem ser observados nos fios para
fabricação de tecidos denim, e a pilosidade do fio deve estar abaixode 6 e um bom fio
para índigo deve ter suas características abaixo de 25% na tabela estatística Uster.

Independente do tipo de fio o principal é que o fio tem que ser bom. O processo de
tingimento não pode sofrer variações de velocidade e para isso não são aceitáveis
rupturas de fios, e a formação de meadas é quase a morte !.

Uma das características mais importantes talvez seja a variação da resistência do fio, que
deve estar em torno de 5%. Vale a pena ressaltar que uma parada não desejada no
processo de tingimento significa até 2% de tecidos com segunda qualidade por causa das
manchas.

Por conta das exigências do mercado e da crescente diversificação de produtos no
mercado de Jeanswear, a utilização de fios “fantasia” esta crescendo drasticamente,
principalmente os fios “flamés” e “multicount” (fios que variam o título ao longo de seu
comprimento). Para a produção destes fios são necessários acessórios para os
equipamentos de fiação, sejam filatórios de anel ou filatórios Open-end. Estes
equipamentos permitem adicionar no fio o tipo de características que o fabricante
precisar. Atualmente estes equipamentos custam em torno de U$ 75.000, o que mais uma
40
vez demonstra que a produção de artigos diferenciados requer investimentos específicos
para este fim.

Urdição

A preparação do urdimento, o tingimento e a engomagem são cruciais na produção de
denim. Um dos segredos da qualidade do tingimento de índigo é a velocidade da
máquina ser constante, ou seja, não se pode parar e nem se reduzir tal velocidade.

Os principais motivos das paradas não programadas têm sua origem na urdição. O índice
de rupturas por milhão de metros deve ficar abaixo de 0,3. Isto quer dizer que para um
rolo de urdideira de 45.000 metros com 372 fios poderíamos ter no máximo 5 paradas.
Quando da ocorrência de uma ruptura, temos que ter a certeza que a ponta do fio fique
antes do pente. Assim podemos minimizar possíveis meadas no tingimento.

Especial atenção deve ser dada à regularidade de tensão dos fios na gaiola. A tensão
durante a urdição deve ser de 5% da resistência do fio, ou seja, para um fio Ne 8/1 Open
End, com a resistência em gramas de 800 g, a tensão na gaiola deve ser em torno de
40g.

Não se devem misturar fios de coloração ou de torções diferentes, nem mesmo fio de
fabricantes diferentes, sob pena de obterem-se tecidos riscados. Os fabricantes de
primeira linha separam os fios produzidos por diferentes máquinas e os processam lote a
lote, ou seja, o fio de urdume produzido pelo Open-end numero 1 deve ser acumulado e
a partida de tingimento deve ser feita integralmente com o fio daquele filatório.

Uma outra medida que deve ser tomada quando da decisão de investir na preparação do
índigo é qual tipo de gaiola deve ser utilizada: Paralela ou em “V”. Esta decisão deve
levar em conta o volume de produção, a variedade de urdumes e a gramatura a serem
produzidos. A grande vantagem da gaiola paralela é a ausência de “tocos”, restos de
bobinas que depois têm que ser re-processadas ou vendidas. A sua maior desvantagem
são exatamente os excessivos “nós” que são necessários para a transferência entre as
bobinas, e esta atividade é bastante critica. Normalmente quem utiliza gaiolas em paralelo
tem como o maior motivo de paradas na urdideira as falhas nestes “nós”.
No caso do tingimento com equipamentos tipo “Rope Dye” a decisão é mais simples.
Uma instalação para uma máquina de 24 cordas precisa de 3 urdideiras tipo “ball warper”
e neste caso as gaiolas em paralelo são amplamente utilizadas, pois se pode separar os
diferentes títulos processados entre as diversas urdideiras e sendo assim, quase não há
troca de títulos de fios nas urdideiras. A troca de títulos de urdume nas gaiolas paralelas é
um problema maior do que as sobras de fio nas gaiolas em “V”.
No caso de instalações menores com apenas uma ou duas máquinas de tingimento tipo
Loop ou Multi-caixas a decisão de qual gaiola a ser utilizada é bastante polêmica e difícil.
A decisão tem que ser discutida em todos os níveis pois tudo depende do objetivo maior
da empresa. Caso o objetivo seja uma produção bastante focada em produtos tipo
“comodity” e que não haja muitas variações na produção a gaiola tipo paralela será
possivelmente a mais recomendada. A eficiência da urdição será bastante elevada cerca
de 90%,então apenas uma urdideira pode atender a duas máquinas de tingimento. Caso
o objetivo seja a diversificação máxima, ou seja, diversos títulos de urdume, utilização de
fios de anel e OE para os diversos mercados, neste caso a opção pela gaiola em “V” tem
que ser levada em conta.
41

As grandes desvantagens são:
1) A baixa eficiência da urdição, cerca de 55%
2) Existência das sobras de fios, “tocos”, que têm que ser re-processadas e seu uso
requer uma série de cuidados extras e restrições. Em máquinas tipo “Loop” ou Multi-
caixas é possível chegar, por exemplo a partidas com 80.000 m com cerca de 4.000 fios
de Ne 8/1, então mais uma vez o tipo de gaiola tem que ser estudado, pois para partidas
maiores do que 50.000 m tem-se que optar por gaiolas em paralelo pois a necessidade
de fio por rolo de urdideira é maior do que o que cabe em uma bobina cruzada.
Finalmente chegamos à cabeceira da urdideira. Atualmente o uso de maquinas com o
diâmetro entre 1250 e 1400 mm é o padrão da indústria. Esta decisão normalmente é
tomada em conjunto com o tipo de gaiola, largura da urdição e o comprimento das
partidas de tingimento desejado. As velocidades de produção chegam a 1.200 m / min.
No caso de máquinas tipo Ball Warper, para preparação do tingimento em maquinas de
corda, podemos observar alguns detalhes a mais. A corda consiste de um agrupamento
de 300 a cerca de 450 fios. As velocidades de produção atingem 600 m / min. O diâmetro
do rolo urdido “ball” é no máximo 48 polegadas . Para se calcular o comprimento de fio
que cabe na “ball” utiliza-se a seguinte formula:
Comprimento da corda = 11.18*Ne*largura da “ball”*(D²-d²) / numero de fios da corda.
A largura varia entre 38 e 50 polegadas, D é o diâmetro final da “ball”, normalmente 48”, d
é o diâmetro do cilindro (normalmente 9”) , nesta formula o comprimento é dado em
jardas.
Após o tingimento em máquinas de corda é necessária a abertura das cordas para a
formação do rolo de urdideira para a engomagem (long chain beaming). Este processo é
bastante trabalhoso e difícil. As maiores dificuldades dos fabricantes de índigo com
máquinas de corda ocorrem justamente neste processo. Diversos fatores são
determinantes para a boa abertura da corda, os principais são: torção do fio de urdume,
tipo de rotor utilizado (para o caso de fios OE), quantidade e tipo de lubrificante utilizado
na lavagem do tingimento, perda de elasticidade do fio durante o tingimento, a tensão de
desenrolamento da corda, etc.
Neste processo a detecção de rupturas nos fios é feita visualmente pelo operador que
deve acionar o freio em caso da ocorrência de rupturas. Normalmente o índice de paradas
neste processo é cerca de 2 a 4 vezes maior do que o índice de parada na urdideira tipo
“ball”, isto significa que a atenção do operador é de fundamental importância na qualidade
do urdume e posterior rendimento da tecelagem.

Tipos de urdimentos utilizados

42
Existe uma variedade de urdimentos utilizados na fabricação dos tecidos denim.

Os mais usados são:
• Tradicionais desde título 5/1 Ne até 40/2 Ne.
• Títulos variados no mesmo urdimento.
• Mistura de fios poliéster com algodão (riscados).
• Fios flamées misturados com fios tradicionais.
• Fios multi-count, ou seja, fios em que o titulo varia propositalmente ao logo do fio.

Podemos perceber que com o aumento da diversificação de tipos de urdimentos o
processo de tecelagemse torna cada vez mais complexo e difícil.

Capítulo 4

Tingimento
44
Formas de comercialização do corante índigo

Existe no mercado nacional e internacional uma oferta de corante índigo nas mais
variadas concentrações e o tipo ou concentração a ser usada deve ser bem estudada:

• Índigo pó ou grãos
• Índigo em solução a 20%
• Índigo em solução a 30%
• Índigo em solução pré-reduzida a 30%
• Índigo em solução pré-reduzida a 40% 3

Principais fornecedores de corante índigo

Apresentamos a seguir uma relação dos principais fornecedores em ordem alfabética:

Bann Química
Situada no Estado de S. Paulo, é fabricante do corante índigo nas concentrações
indicadas abaixo:

• Índigo Bann 20%
• Índigo Bann 30%
• Índigo Bann 40%
• Índigo Bann 30% (pré-reduzido)

Buffalo Color Corporation
Único fabricante de corante índigo nos Estados Unidos, apresenta três concentrações:

• Índigo Nacco 20%
• Índigo Nacco 42%
• Índigo Nacco powder x-disp

Clariant
Disponibiliza no mercado nacional apenas uma concentração:

• Índigo Clariant líquido 30%

Bezema
Fabricante alemão de diversas classes de corantes, apresenta uma concentração única:

• Bezema Índigo AXX granulate

45
Dystar
Conhecida mundialmente é detentora da patente do índigo pré-reduzido. Assegura o
fornecimento de índigo pré-reduzido que vem em container direto da Alemanha. Apesar
de produzir índigo nas concentrações usuais do mercado, está priorizando a
comercialização do índigo pré-reduzido no Brasil.

• Índigo Vat 40% Solution

Tingimento - parâmetros

O tingimento de índigo possui característica única e seus parâmetros devem ser
controlados rigorosamente, com o objetivo de garantir-se uma ótima qualidade.

Os principais parâmetros são:

• Água – límpida, sem sólidos em suspensão, pH neutro, isenta de cobre, ferro,
manganês e dureza baixa (até 25ppm de CaCO3).

• Velocidade – deve ser constante para evitar variações de tonalidades dentro da
partida.

• Concentração de corante – deve-se controlar rigorosamente para manter a
concentração dentro da intensidade de cor requerida para evitar variações de
intensidade no tingimento.

• Concentração de hidrossulfito de sódio - deve ser controlada a fim de evitar
variações na tonalidade do tingimento. Um aumento de hidrossulfito intensifica a
penetração do corante e a tonalidade tende a esverdear-se e ficar mais limpa,
enquanto que uma diminuição da concentração, a tonalidade tende a avermelhar-
se e ficar mais suja.

Cortesia Dystar

• Temperatura do banho – grandes variações de temperaturas produzem variações
de tonalidades. Em locais tropicais em que as variações de temperatura variam
muito entre o dia e a noite, devem-se instalar trocadores de calor para uniformizar
a temperatura do banho de tingimento.
Abaixo apresentamos quadros orientativos sobre a influencia da variação de
temperatura no tingimento com corante índigo.

Variação de
temperatura
Influência direta Influência indireta

Influência direta
PenetraçãoAfinidade do corante
com a fibra Nuança
Concentração de
corante
Penetração do
tingimento
Variação de nuança
Penetração do
tingimento após
lavagem
(prenda)
Variação de nuança
Contraste após
lavagem
(prenda)
Variação de nuança

47
Concentração de
hidrossulfito
Consumo de soda
cáustica
Penetração
Penetração
do tingimento
após lavagem
(prenda)
Variação de
nuança
Relação pH x soda
cáustica
Demanda de
hidrossulfito de sódio
Influência indireta
Contraste
após lavagem
(prenda)
Variação de
nuança
pH
Afinidade do
corante
Concentração
do corante
Penetração
Variação de
nuança
Contraste
após a
lavagem
(prenda)
Variação de
nuança
Penetração
do tingimento
após lavagem
(prenda)
Variação de
nuança

• P H – a variação do pH influencia na tonalidade e na penetração do corante nos
fios. Com o pH muito alto a tonalidade tende a avermelhar-se e ficar mais
limpa,enquanto que com o pH baixo, a tonalidade tende a esverdear-se e a
ficar mais suja. Por isso o banho deve ter seu pH bem controlado.

Cortesia Dystar
48

Se o pH for muito baixo, há o risco de formação de tina ácida. Com o pH em torno
de 11,0 e 11,5 predomina a forma leuco composto monossódico que tem maior
afinidade com a celulose, não apresentando boa penetração, permanecendo mais
na superfície do fio, facilitando o desbote do tecido nas lavagens.
Com o banho na faixa de pH 12,5 a 13,5 predomina a forma leuco composto
dissódico que tem menor afinidade com a celulose e apresenta maior difusão do
fio, dificultando o desbote do tecido.

Cortesia Dystar

Controlador de pH on line para indicação e ajuste
do pH automaticamente.

Esta configuração permite regular o pH entre
parâmetros máximo e mínimo, comandando
automaticamente uma bomba dosadora.

Cortesia Texima S/A – São José S/A

49
Índigo normal (solução pigmentaria dispersa)

A utilização do corante índigo na forma dispersa líquida normal ou na forma pré-reduzida
necessita de cálculos específicos e alimentação especial conforme o tipo do corante, o
tipo de máquina utilizada, a velocidade da máquina, pick-up das caixas, a quantidade de
fios de urdimento e o título do urdimento.

O corante em solução aquosa pigmentaria dispersa para ser aplicado nas máquinas de
tingimento de índigo necessita de uma redução prévia antes de ser aplicado, e esta
solução reduzida denomina-se tina mãe.

Normalmente a tina mãe varia de uma concentração de 80g/l a 140 g/l de corante índigo
puro de acordo com a necessidade e conveniência de cada empresa, podendo-se até
mesmo encontrarem-se concentrações diferentes das indicadas acima.

A tina mãe contém além do corante, hidrossulfito de sódio e soda cáustica. Ao se
preparar a mesma, deve-se levar em consideração o equilíbrio químico entre estes três
componentes.

N
H
N
H
O
O
índigo
+ S S
O-
O
O
O-
+ 4 NaOH
hidrossulfito de sódio soda cáustica
226,27 174,10 4 x 40= 160,00massa molecular
N
H
N
H
O
O Na
Na
+
Na- Na
-
O
S
O- O-Na- Na
-
indigo reduzido sulfito de sódio
2 + H 2 O2
água
308,25 2 x 18,02 = 36,042 x 126,04 = 252,08

Baseados na reação acima, concluímos que a reação estequiométrica será:

1 mol de índigo (100%) + 1 mol de hidrossulfito (100%) + 4 mol de soda cáustica (100%)
262,27 g de índigo (100%) + 174,10 g de hidrossulfito (100%) + 160,0 g de soda (100%)

50
Cálculo de uma tina mãe com 100 g/l de índigo

Corante : índigo em solução a 30%
Concentração: 333,33 g/l de índigo 100%

Cálculo do corante

ml/litro de corante = 1000 x 100 = 300
333,33

Cálculo do hidrossulfito de sódio

g/litro de hidrossulfito = 100 x 174,10 = 66,38
262,27

O hidrossulfito de sódio deve ser corrigido porque o comercializado normalmente
apresenta 85% de concentração.

g/litro de hidrossulfito= 66,38 = 78,10
0,85

Cálculo da soda cáustica

g/litro de soda (100%) = 100 x 160 = 61,00
262,27

Este cálculo é para soda cáustica 100%, como normalmente usa-se na concentração de
50% (50 Bé), devemos corrigir.

g/litro de soda 50% = 61,00 = 122,0
0,50

No caso de utilizar-se alimentação na forma líquida, podemos calcular a dosagem em
ml/litro da soda a 50%:

Densidade da soda 50%: 1,526

ml/litro de soda a 50% = 122,00 = 80,0
1,526
Na utilização de soda cáustica de concentração diferente de 50%, deve-se proceder aos
cálculos baseados na concentração de soda 100% em g/litro da solução utilizada,
concentração em percentual e na densidade da mesma.

Vamos exemplificar:

Solução de soda utilizada: 38 Bé – concentração 32,4% - densidade 1,355

g/litro da soda 38 Bé = 61,00 = 188,27
0,324

51
ml/litro de soda 38 Bé = 188,27 = 138,94
1,355

Resumo da relação estequiométrica corante/hidrossulfito/soda

Índigo 100%
100 g/l
Hidrossulfito 85%
78,1 g/l
Soda 50%
80 ml/l
1,00 0,781 0,80

O hidrossulfito de sódio mantém-se estável quando anidro, enquanto em soluções
aquosas decompõe-se rapidamente na presença do ar.

Como conseqüência, os depósitos de tina mãe são do tipo fechado para minimizar esta
decomposição. Outro fator é o tempo de utilização da tina mãe que geralmente é
preparada para alimentar a máquina por um período de 5 a 7 horas, variando este tempo
de empresa para empresa.

Por estes motivos se calcula o hidrossulfito em quantidades superiores às requeridas pelo
cálculo estequiométrico, geralmente 20% a mais.

Além da tina mãe é necessária a alimentação dos produtos químicos (hidrossulfito de
sódio e soda cáustica) para manter equilibrada a redução do banho de tingimento em
função do arraste.

Cálculo do reforço de hidrossulfito de sódio e soda

Hidrossulfito de sódio

Para cada 1000 g de corante índigo puro são necessários 700 g de hidrossulfito de sódio,
o que nos leva a uma relação corante/hidrossulfito de 1:0,7.

Em cada ciclo de tingimento são perdidos 2,5 g/l de hidrossulfito de sódio, oxidados pela
passagem aérea. Além disso, quantidades não significativas de hidrossulfito são oxidadas
em contato com o ar na superfície do banho.

Estas duas quantidades somadas dão a demanda de hidrossulfito de sódio necessária.

Em máquinas em corda a concentração de hidrossulfito em excesso é de 1,5 g/l e para
as máquinas em aberto (loop ou multi-caixas) varia de 2 a 4 g/l (geralmente 2,5g/l).

É possível calcular-se estas quantidades para compensar estas perdas para determinar o
consumo adicional de hidrossulfito. Estes valores dependem de alguns fatores como tipo
de máquina, e das condições de trabalho de cada fábrica.

52
Apresentamos abaixo uma tabela para determinar estas quantidades, servindo de
parâmetro básico e deverá ser ajustada de acordo com as condições de cada fábrica
(título do fio, tipo de máquina, pick-up, umidade do ambiente etc.)

Consumo de
hidrossulfito
necessário (g/l)

Fator de máquina
( %)
Consumo total
Gramas de hidrssulfito/kg de fio
Corda Loop/Multi-caixas
4 cxs 6 cxs 4 cxs 6 cxs
1.5 +20 7.2 10.8
1.5 +50 9.0 13.5
2.5 +50 15.0 22.5
2.5 +80 18.0 27.0
2.5 +100 20.0 30.0

Soda Cáustica

Para cada 1kg de hidrossulfito 570 ml de soda cáustica 50% são necessários para
neutralizar os produtos ácidos da decomposição, ou seja, a relação hidrossulfito/soda é
de 1:0,57.

Baseado no processo, cada kg de fio consome 18 ml de soda cáustica a 38º Bé, ou 10,26
ml de soda cáustica 50%.

Os dados acima serão somados para determinar a demanda de soda cáustica no
processo, de acordo com a receita de tina mãe utilizada.

Exemplo de cálculo de uma receita de tina mãe e reforço de químicos

Dados de produção
Fios totais: 4000
Título urdume: 8/1 Ne
Velocidade da máquina de índigo: 25 m/min
% de corante sobre a fibra: 1,8
Número de caixas de tingimento: 6
Absorção do banho (pick-up): 75%
Máquina multi-caixas – fator de hidro: 2,5 g/l

Receita de Tina mãe
80,0 g/l de corante índigo puro
75,0 (62,4+20%) g/l de hidrossulfito de sódio
64,0 ml/l de soda cáustica 50%

Kg de fio/min = Fios totais x 0,59 x Veloc. Máquina = 4000 x 0,59 x 25 = 7,375
Título (Ne) x 1000 8 x 1000
53
Cálculo das demandas

Corante 100% (g/min) = Kg fio g/min x 1000 x % tingimento = 7,375 x 1000 x 1,8 = 133
100 100

Vazão da bomba da tina mãe = demanda de corante em g/min = 133 = 1,66 l/min
corante da tina mãe em g/l 80

Hidrossulfito (g/min) = (corante) x 0,7)+(fator hidro x nº de caixas x Kg fio x pickup)
100

= (133 x 0,7) + (2,5 x 6 x 7,375 x 75) = 176

100

Soda 50% em ml/min = (hidrossulfito (g/min) x 0,57) + (Kg fio/min x 10,26 x pick-up )
100

= (176 x 0,57) + (7,375 x 10,26 x 75) = 156
100
Resumindo
Vazão da bomba de tina mãe: 1,66 l/min
Demanda de corante: 133 g/min
Demanda de hidrossulfito: 176 g/min
Demanda de soda 50%: 156 ml/min

Fornecido pela tina mãe
Corante: vazão x g/l corante tina mãe = 1,66 x 80 = 133 g/min

Hidrossulfito: vazão x g/l hidro tina mãe = 1,66 x 75,0 = 124,5 g/min

Como a demanda de hidrossulfito é de 176 g/min, faltam 51,5 g/min (176 -124,5) que
deverão ser alimentados à parte através de um dosador ou em um banho químico em
conjunto com a soda.

Soda 50%: vazão x g/l soda tina mãe = 1,66 x 64 = 106

Como a demanda de soda é de 156 ml/min, faltam 50 ml/min (156 – 106) que deverão
ser alimentados à parte ou em um banho químico em conjunto com o hidrossulfito.

Resumindo
Além da tina mãe será necessário alimentar:

Hidrossulfito de sódio: 51,5 g/min
Soda cáustica 50% : 50 ml/min
Caso não possua alimentação em separado do hidrossulfito e da soda, podemos
alimentar através de um banho químico de reforço, misturando em um mesmo banho o
hidrossulfito de sódio e a soda cáustica, conforme abaixo:
54

Normalmente trabalha-se com um banho de reforço de 100 g/l de hidrossulfito.

Hidrossulfito de sódio........................ 100 g/l
Soda Cáustica 50% .......................... 100 ml/l

Vazão do banho : 0,51 l/min (51,5 g/min hidro dividido por 100 g/l)

Cálculo da soda para o banho de reforço: soda requerida = 50 ml/min = 100 ml/l
Vazão do banho 0,51 l/min

A vazão de alimentação da tina mãe (1,66 l/min) mais a vazão de alimentação do banho
de reforço de soda e hidrossulfito (0,51 l/min) não deverá ultrapassar o arraste para não
ocorrer transbordo das caixas (overflow).

Arraste do banho: 7,375 x 0,40 (pick-up) = 2,95 l/min
Se o pick-up da impregnação for 60% e as das caixas de tingimento 100%, então o pick-
up a ser considerado no arraste é de 40% (100-60).

Vazão total: 1,66 l/min (tina mãe) + 0,51 l/min (banho reforço) = 2,17 l/min

No caso específico acima, o arraste é superior a alimentação e o transbordo não ocorrerá.

Não se preocupe com estes cálculos pois estão no CD que acompanha o livro, na forma
de um programa que os realiza automaticamente.

Algumas empresas processamo tingimento utilizando apenas a tina mãe com
hidrossulfito de sódio e soda cáustica reforçados, mas este procedimento não permite
muita flexibilidade, além do consumo do hidrossulfito e soda ser superior ao alimentado
em separado no banho de químicos, possibilita um número maior de nuanças.
Uma outra variante mais flexível e econômica é a alimentação direta no tanque de adição
do hidrossulfito de sódio por um sistema de rosca helicoidal e a soda cáustica por meio de
bomba dosadora diretamente no tanque de adição.

55
Seqüência de preparo da tina mãe

Volume inicial de água - usar água mole (com baixos teores de cálcio, magnésio, ferro
etc).
O volume deve ser o maior possível, desde que não comprometa o volume final da tina
mãe.

Corante

Ligar o agitador

Soda cáustica 50% - na adição da soda ocorre uma reação exotérmica, com elevação da
temperatura.

Hidrossulfito de sódio – adicionar lenta e gradualmente. Novamente aqui temos uma
reação exotérmica.

Desligar o agitador e acertar o volume final com água.

Ligar o agitador por 5 minutos.

Manter a tina mãe em repouso por 2 a 3 horas antes do uso.

Dosagem de corantes e produtos químicos

Corante índigo
Hidrossulfito sódio
Soda cáustica
Tina mãe sem reforço de produtos químicos
p/ tanque de adição

• Pouca flexibilidade para a troca de artigos.
• Pouca flexibilidade quando da necessidade de se corrigir parâmetros
do processo.
• Variações de nuanças acentuadas.

56
Corante índigo
Hidrossulfito sódio
Soda cáustica
Tina mãe com reforço de produtos químicos
p/ tanque de adição
Hidrossulfito sódio
Soda cáustica

• Método bastante usado.
• É mais flexível que a alimentação sem reforço.
• Não há possibilidade de ajuste do pH automaticamente.

Corante índigo
Hidrossulfito sódio
Soda cáustica
Tina mãe com reforço de produtos químicos em separado
p/ tanque de adição
Hidrossulfito
em pó
Soda líq.

• Sistema muito flexível.
• O processo é fácil de variar regulando-se os ajustes das bombas dosadoras.
• É possível regular-se o pH automaticamente.
• As receitas de reforço de tina mãe e produtos químicos não variam.

57
Índigo pré-reduzido

O índigo pré-reduzido por suas características é fornecido em containeres pressurizados
em nitrogênio para evitar sua oxidação. Não necessita de tina mãe, sendo dosado
diretamente no tanque de adição ou na linha de circulação do banho de tingimento. A sua
estocagem e aplicação na máquina é feita em circuito fechado, pressurizado com
nitrogênio.

As aplicações de hidrossulfito de sódio e soda cáustica são feitas em separado e
diretamente no tanque de adição ou na linha de circulação do banho de tingimento,
podendo o ajuste de pH ser realizado automaticamente.

Devido às suas características e simplicidade de aplicação as variações de nuanças são
mínimas, garantindo uma qualidade excepcional.

Apenas para citação, a primeira partida de índigo em uma empresa bastante conhecida
no mercado brasileiro, sem experiência anterior e com operadores aproveitados
internamente, foi totalmente exportada, demonstrando a qualidade e simplicidade do
processo.

Vantagens principais:

• Redução de hidrossulfito de sódio em torno de 60%.
• Redução de soda cáustica em aproximadamente 50%.
• Redução de eletrólitos em aproximadamente 60% e dos níveis de sulfetos e
sulfitos.
• Tingimentos em altas concentrações sem risco de transbordo (overflow).

Cálculo para dosagem de índigo pré-reduzido

Corante: Índigo Vat 40% Solution
Densidade: 1,215 g/cm³
Concentração: 486 g/litro
G/litro de soda 100% no corante: 90

Kg fio/min = Veloc. Maq. Índigo x Fios Totais x 0,59
Título fio (Ne) x 1000

Corante 100% (g/min) = Kg fio/min x 1000 x % tingimento
100

Demandas:
Hidrossulfito(g/min) = Corante 100% (g/min) x 0,7 + 100

Soda 50% (ml/min) = (hidro(g/min) x 0,57) + (kg fio/min x pick-up x 18,5 x 0,57)
100

58
Alimentação de índigo 40% (ml/min) = corante 100% (g/min)x 1000
concentração corante

Deduções
Soda embutida no corante em ml/l a 50%

Soda 50% (ml/l) = g/l soda 100% corante x densidade corante x alimt. corante ml/min
763,2

Alimentação real na máquina de índigo:

Índigo Vat 40% Solution: alimentação de índigo 40% (ml/min)
Hidrossulfito de sódio (g/min): hidrossulfito (g/min) – 100
Soda 50% (ml/min) = demanda soda 50% (ml/min) – (dedução soda 50% (ml/min) + 57)

Exemplo de cálculo de uma receita com Índigo Vat 40% Solution

Dados de processo
Corante: Índigo Vat 40% Solution
Densidade: 1,215 g/cm³
Concentração: 486 g/litro (1,215 x 400)

Fios Totais: 4092
Título: 8/1 Ne
Veloc. Máquina: 30m/min
Numero de caixas: 6
Corante na fibra: 2%
Pick-up: 80%

Cálculos

Kg fio/min = 30 x 4092 x 0,59 = 9,053
8 x 1000

Corante 100% (g/min) = 9,053 x 1000 x 2 = 181,06
100

Demanda hidrossulfito (g/min) = (181,06 x 0,7) + 100 = 226,74

Demanda soda 50% (ml/min) = (226,74 x 0,57) + (9,053 x 80 x 18,5 x 0,57) = 205,57
100
Alimentação de Indigo vat 40% (ml/min) = 181,06 x 1000 = 372,55
486

Dedução soda = 90 x 1,215 x 372,55 = 53,37
763,2

Alimentação real na máquina

Corante Indigo Vat 40% solution: 373 ml/min
Hidrossulfito de sódio: 226,74 - 100 = 127 g/min
Soda cáustica 50%: 205,57 – (53,37 + 57) = 95 ml/min

O corante, o hidrossulfito de sódio e a soda cáustica serão alimentados diretamente na
linha de circulação ou no tanque de adição com dosadores individuais controlados
eletronicamente.

Dosagem de corante e produtos químicos

• Sistema excepcionalmente flexível.
• Controle automático do pH.
• Não há necessidade de tina mãe.
• Variação mínima de nuanças.
• Simplicidade na operação e controle dos parâmetros do banho.

tanque de corante
pré-reduzido
soda líquida.
hidro
empó
tanque de adição ou
linha de circulação

Sistema de alimentação para corante pré - reduzido
flow meter
flow meter
Tanque e linhas
pressurizadas com
nitrogênio

60
Banho inicial de índigo na máquina

O cálculo da concentração de índigo no banho inicial varia de empresa para empresa e é
comum encontrarmos concentrações diferentes para urdimentos similares.

Como regra prática recomendamos para um tingimento clássico com 2% de corante sobre
o fio uma concentração entre 2,0 e 3,0 g/litro em máquinas multi-caixas ou cordas.

Para máquinas loop, encontramos valores entre 4 e 8 g/litro.

Alternativas de tingimentos

Existem atualmente vários processos utilizados na máquina de índigo para tingimento
com corantes diretos, reativos, a tina e sulfurosos.

Para tingimentos com corantes reativos, a tina e sulfurosos torna-se necessário o uso de
um vaporizador que será colocado após a caixa de umectação ou após a última caixa de
tingimento, dependendo dos efeitos a serem obtidos.(bottoming, topping ou cor sólida).

É comum encontrar em algumas empresas a utilização de corantes sulfurosos e a tina
para bottoming, topping ou mesmo cores sólidas sem o uso de vaporizadores, embora
não seja tão econômico.

Ilustramos abaixo alguns processos mais comuns encontrados nas empresas.

PROCESSOS
caixaumectação
caixa
lavagem
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
lavagem
caixa
lavagem
índigo claro umectação lava água água água índigo índigo índigo lava lava
índigo médio umectação lava água água índigo índigo índigo índigo lava lava
índigo escuro umectação lava índigo índigo índigo índigo índigo índigo lava lava
bottoming enxôfre + índigo umect+enxôfre lava índigo índigo índigo índigo índigo índigo lava lava
índigo + topping enxôfre umectação lava índigo índigo índigo índigo lava enxôfre lava lava
black jeans umectação lava água água água água água enxôfre lava lava
sulfur jeans umect+enxôfre lava água água água oxid. quimica água água lava lava

Apresentamos a seguir algumas receitas práticas de bottoming, topping e black jeans, em
uma máquina multi-caixas, sem o uso de vaporizador.

61
Tingimento bottoming black sulfuroso + índigo

PROCESSOS
caixa
umectação
caixa
lavagem
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
lavagem
caixa
lavagem
bottoming enxôfre + índigo umect+enxôfre lava índigo índigo índigo índigo índigo índigo água água
receita inicial + reforço - normal normal normal normal normal normal - -
pick-up 80% 80% normal normal normal normal normal normal normal normal
temperatura 90º C ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente cascata 2,5
vazão m3/h - 2 - - - - - - 80º C 80º C

Receita inicial

Sulfur Black I ou II 40 g/l
Dispersante 2 g/l
Umectante 4 g/l
Redutor 40 g/l
Soda cáustica 50% 246 g/l
Água 668 ml/l

Receita de reforço

Sulfur Black I ou II 80 g/l
Dispersante 2 g/l
Umectante 4 g/l
Redutor 40 g/l
Soda cáustica 50% 246 g/l
Água 628 ml/l

OBS: na receita de engomagem utilizar 60 g/l de Fixador .

Tingimento índigo + topping black sulfuroso

PROCESSOS
caixa
umectação
caixa
lavagem
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
lavagem
caixa
lavagem
umectação umectação lava índigo índigo índigo índigo água inicial + ref água água
receita - - normal normal normal normal normal normal - -
pick-up 80% 80% normal normal normal normal normal normal normal normal
temperatura ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente cascata 2,5
pressão normal normal normal normal normal normal 6 kn 4,5 kn normal normal
vazão m3/h - 2 - - - - - 90º C 80º C 80º C

62
Receita inicial

Sulfur Black I ou II 300 g/l
Dispersante 2 g/l
Umectante 2 g/l
Redutor 40 g/l
Soda cáustica 50% 30 g/l
Água 626 ml/l

Receita de reforço

Sulfur Black I ou II 600 g/l
Dispersante 2 g/l
Umectante 2 g/l
Redutor 40 g/l
Soda cáustica 50% 20 g/l
Água 336 ml/l

O arraste da caixa de tingimento de corante sulfuroso deverá ser de 2,5 l/min.,
correspondente a 15% de corante sobre o peso do fio seco.
Na receita de engomagem utilizar 60 g/l de Fixador.

Tingimento de black jeans sulfuroso

PROCESSOS
caixa
umectação
caixa
lavagem
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
tingimento
caixa
lavagem
caixa
lavagem
umectação umectação lava água água água água água inicial + ref água água
receita - - normal normal normal normal normal normal - -
pick-up 80% 80% normal normal normal normal normal normal normal normal
temperatura ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente ambiente cascata 2,5
pressão normal normal normal normal normal normal 6 kn 4,5 kn normal normal
vazão m3/h - 2 - - - - - 90º C 80º C 80º C

Receita inicial

Sulfur Black I ou II 300 g/l
Dispersante 3 g/l
Umectante 2 g/l
Redutor 40 g/l
Soda cáustica 50% 30 g/l
Água 625 ml/l

63
Receita de reforço

Sulfur Black I ou II 600 g/l
Dispersante 3 g/l
Umectante 2 g/l
Redutor 30 g/l
Soda cáustica 50% 30 g/l
Água 325 ml/l

O arraste da caixa de tingimento de corante sulfuroso deverá ser de 2,5 l/min.,
correspondente a 15% de corante sobre o peso do fio seco.
Na receita de engomagem utilizar 60 g/l de Fixador.

Nas máquinas multi-caixas inúmeros efeitos são conseguidos com a variação de
passamento dos rolos nas caixas de tingimento e a combinação de tingimentos diretos,
sulfurosos ou a tina para efeitos listrados multicoloridos.

Capítulo 5

Controle do tingimento
65
Laboratório de controle de qualidade

A necessidade de um controle eficiente e análise do comportamento do tingimento de
índigo, têm crescido de importância, especialmente por causa das rígidas especificações
estabelecidas pelo mercado, principalmente no que se refere à exportação.

É de fundamental importância manter-se a proporção correta de corante e agentes
químicos (hidrossulfito de sódio e soda cáustica) a um nível constante e adequado
durante todo o processo de tingimento. Um controle das variáveis tais como pH,
velocidade, pressão dos cilindros de foulardagem, concentração de corante, e
concentração de hidrossulfito livre, dentro dos parâmetros aceitáveis, terá como resultado
um tingimento uniforme com mínimas variações de nuanças, com o máximo de economia.

Aqui é onde se cometem os pecados capitais no tingimento. A maioria das empresas
delegam a supervisão da máquina de índigo ao chefe da tecelagem, quando na realidade
ela deve ser supervisionada por um técnico com especialização em tingimento, uma vez
que os maiores problemas são químicos.

Uma vez que existem diversos métodos, indicamos os mais básicos empregados no
controle do tingimento. Um colaborador bem treinado e com as técnicas relativamente
simples de ensaio, oferecerá condições vantajosas em obter níveis de produção
adequados de qualidade.

Recomendamos para um controle eficiente do tingimento que um pequeno laboratório
seja montado ao lado da máquina ou o mais próximo possível. A seguir ilustramos uma
planta baixa de um laboratório básico de controle de tingimento de índigo necessário para
que o tintureiro que controla o processo de tingimento possa administrar o processo.

Planta baixa de um laboratório básico
66

Equipamentos e utensílios
Abaixo a título de orientação informamos os equipamentos básicos necessários para a
montagem de um laboratório de índigo.

Agitador magnético 1 Lenço de papel - caixa 5
Balança analítica (4 casas decimais) 1 Papel filtro (caixa) 1
Balão volumétrico 100 ml 6 Papel de pH - caixa 1
Balão volumétrico 250 ml 2 Pera 4
Balão volumétrico 500 ml 2 Pesa ácido 2
Balões volumétricos 1000 ml 5 pHMetro 1
Becker 50 ml 2 Pipeta automática 5 ml 2
Becker 100 ml 2 Pipeta automática 10 ml 2
Becker 250 ml 2 Pipeta graduada 25 ml 2
Bureta 50 ml 2 Pipeta volumétrica 01 ml 2
Bureta automática 25 ml 2 Pipeta volumétrica 03 ml 2
Copo berzelius 300 ml 2 Pipeta volumétrica 10 ml 2
Cubetas vidro ótico 10 mm 2 Pipeta volumétrica 25 ml 2
Destilador capacidade 5 l/h 1 Pipeta