Fabricación de textiles

Hoy en día, es difícil imaginar un mundo sin textiles. Esto se aplica en particular a la ropa que cada uno de nosotros usa todos los días. La ropa proporciona comodidad y protección, y para un gran grupo de personas también es una forma extremadamente importante de expresar su estilo y personalidad. La industria textil a menudo se considera una de las cadenas industriales más largas y complejas. Consiste en una gran cantidad de subsectores que cubren todo el ciclo de producción, comenzando con la producción de materias primas (por ejemplo, fibras sintéticas), pasando por productos semiacabados (por ejemplo, hilos y telas), hasta productos listos para usar como alfombras, ropa y textiles para uso industrial.

Las fibras textiles están hechas de una gran cantidad de materiales. La mayoría de ellos se caracterizan por una construcción polimérica. Las principales materias primas para la producción de fibras son:

1. fibras naturales: son fibras animales (también llamadas fibras proteicas, por ejemplo, seda, lana, cabello), fibras vegetales (fibras de celulosa, por ejemplo, lino, cáñamo, algodón, ortiga) o fibras minerales, que se encuentran en muchos minerales naturales,
2. Fibras artificiales: fibras sintéticas. Pueden ser fibras a base de celulosa (por ejemplo, acetato de celulosa) o polímeros sintéticos, por ejemplo, fibras de nailon, poliacrilonitrilo (anilana), poliéster (elana) y poliuretano (lycra).
3. Materiales reciclados (los llamados rPET): son materiales procedentes de recursos naturales renovables, por ejemplo, PLA (polilactida), que se produce principalmente a partir de maíz y es biodegradable, o fibras de cupro, creadas como resultado de la precipitación de fibras de celulosa en un baño de cobre.

El primer proceso al que se someten las fibras naturales y artificiales es el hilado. Inicialmente, las fibras sueltas pasan por una serie de operaciones mecánicas diferentes (desprendimiento, mezcla y cardado) para luego ser sometidas al hilado propiamente dicho. Este proceso se puede dividir en dos tipos básicos:

1. de lana – se utiliza para obtener hilos de fibras naturales (lana) e hilos compuestos, que contienen lana y fibras sintéticas, por ejemplo poliéster, poliacrilonitrilo o poliamida,
2. algodón – se utiliza para la producción de hilos de algodón e hilos mixtos compuestos de fibras de algodón y otros materiales, por ejemplo, fibras de poliéster, viscosa o poliamida.

En el proceso de hilado se utilizan sustancias químicas difícilmente degradables que se aplican a las fibras en una cantidad de entre el 2 y el 5 %de la masa de las sustancias. Esto facilita el transcurso de las etapas posteriores del proceso de fabricación del hilo. En esta etapa se utilizan con mayor frecuencia aceites minerales y de silicona, así como hidrocarburos aromáticos, que se eliminan por completo del hilo durante el tratamiento final. El hilo se utiliza para producir dos surtidos básicos de productos textiles planos, es decir, telas y géneros de punto.

En el caso de los tejidos, la primera operación es el encolado de las urdimbres. Se trata de la aplicación de productos químicos especiales sobre el hilo, lo que aumenta su resistencia mecánica. Este proceso se denomina encolado. Los agentes de encolado de los textiles pueden estar basados ​​en polisacáridos (por ejemplo, carboximetilcelulosa) o polímeros sintéticos como los poliacrilatos. No ocurre lo mismo en el proceso de tricotado. El hilo para el tejido de punto se prepara especialmente mediante la aplicación de preparaciones deslizantes. Estas sustancias tienen como objetivo reducir la tensión en el proceso de tricotado que resulta de la fricción entre el hilo y los elementos de guía de la máquina.

Uno de los productos que se pueden utilizar en la etapa de encolado es Rokrysol JW20 , que es un agente de encolado sintético eficaz. Proporciona al hilo propiedades de acuerdo con los requisitos, asegurando un procesamiento correcto posterior del hilo en el tejido. Rokrysol JW20 es soluble en agua en cualquier proporción, lo que proporciona una aplicación y recubrimiento uniformes del hilo. Después de aplicar Rokrysol JW20, las etapas posteriores del procesamiento del tejido (desencolado, blanqueo, teñido o estampado) se llevan a cabo de manera más efectiva. En el caso de electrificación del hilo durante el procesamiento, se recomienda agregar la preparación antielectrostática especializada Rostat A al encolado. Este producto elimina casi por completo la aparición de electricidad estática y también proporciona a las fibras buenas propiedades de deslizamiento. El producto funciona bien en los procesos de preparación de materias primas textiles como un complemento al encolado de urdimbres, preparación de materias primas después del teñido y acabado final de telas y tejidos de punto.

La siguiente etapa del procesamiento de la materia prima textil es el pretratamiento adicional. Las fibras sueltas, el hilo, el tejido y los géneros de punto se blanquean, tiñen y refinan. La selección y el orden de las operaciones unitarias dependen del tipo de materia prima y de la forma del producto (hilo, tejido o género de punto).

Preparación de productos de fibra de algodón.

El procesamiento de las fibras de algodón y otras fibras de celulosa es muy complejo. Se utilizan principalmente procesos como el curtido, el desencolado, la mercerización y el blanqueo.

El primer proceso consiste en mover la materia prima sobre la llama del quemador de gas, gracias a lo cual se eliminan las fibras elementales.

El siguiente paso es el desencolado. En el caso del encolado sintético, se suele lavar al baño María con carbonato de sodio junto con aditivos humectantes. El Grupo PCC ofrece una gama de agentes humectantes que son perfectamente adecuados para su uso en la industria textil. La serie POLIkol (PEG) es un grupo de polioxietilenglicol que, por su estructura, tiene propiedades solubilizantes, suavizantes, lubricantes, antiestáticas e hidratantes. Los polioxietilenglicoles se caracterizan por una muy buena biodegradabilidad. Además, se trata de sustancias seguras y no tóxicas, por lo que reducen la nocividad ambiental de los baños de agua. La serie de productos ROKAnol IT son alcoholes grasos etoxilados que garantizan una humectación adecuada de la superficie limpia y la dispersión de partículas de suciedad, lo que afecta al alto rendimiento en la eliminación de suciedad de tejidos/prendas de punto y superficies duras. Estos productos son ingredientes perfectos de detergentes alcalinos y ácidos utilizados para el lavado profesional y la limpieza industrial. A su vez, los productos ROKAnol NL se utilizan en el pretratamiento de fibras. Se pueden utilizar para eliminar manchas de aceite de tejidos y tejidos de punto creadas durante los procesos industriales de tejido y tejido. Los productos ROKAnol NL también mejoran la eficiencia del blanqueo, lo que afecta directamente a la mejora de la capilaridad del tinte en los procesos de teñido.

El siguiente proceso es la mercerización, que está diseñada para aumentar la resistencia de las fibras y proporcionarles el brillo adecuado.

La última etapa de la preparación inicial de las fibras de algodón es el blanqueamiento. Consiste en decolorar el color natural causado por impurezas en las fibras coloreadas (por ejemplo, en el caso del lino) que no se pudieron eliminar con el lavado. Un ejemplo de este compuesto químico es el hipoclorito de sodio , que se puede utilizar para blanquear tejidos de punto de lino, cáñamo y algodón. Gracias al hipoclorito de sodio se consigue un grado de blancura muy elevado. Para mejorar la eficacia del blanqueo se utilizan antes del inicio del proceso agentes químicos para neutralizar los residuos alcalinos de las fibras (por ejemplo, ácido clorhídrico ).

Tratamiento de productos de lana

Los productos de lana también deben someterse a una serie de tratamientos previos antes de realizar la fase de teñido. Los procesos básicos para prepararlos son la carbonización, el prelavado y el blanqueo.

La carbonización tiene como objetivo eliminar por completo las impurezas de las plantas. Este proceso implica tratar las fibras de lana con una solución de ácido sulfúrico y luego calentarlas a una temperatura superior a 100 °C. Las fibras dañadas se eliminan mecánicamente y el conjunto se neutraliza con acetato de sodio. Una vez completada la carbonización, sigue un paso de lavado para eliminar las sustancias de las fibras aplicadas durante el hilado. El prelavado da como resultado un alto grado de humectabilidad y absorción de agentes blanqueadores y tintes. La última etapa es el blanqueo de la lana. El peróxido de hidrógeno es el proceso más utilizado.

Productos elaborados con fibras químicas

Los productos elaborados con fibras sintéticas también requieren una serie de operaciones, entre las que las más importantes son el prelavado y la estabilización térmica.

Al igual que en el caso de las fibras naturales, el prelavado tiene la función de eliminar de las fibras las sustancias aplicadas durante el centrifugado. A su vez, la estabilización térmica consiste en calentar los productos que son transportados en el ambiente de aire caliente a través de cámaras de calentamiento posteriores. La estabilización térmica proporciona a los tejidos estabilidad de forma en las etapas finales de fabricación, así como durante el uso de productos fabricados con fibras sintéticas.

Tintura de productos textiles

Muchos productos textiles se tiñen, como fibras sueltas, hilos, tejidos, géneros de punto e incluso productos terminados. Se pueden distinguir dos grupos básicos de métodos de teñido: periódicos y continuos, que también incluyen métodos semicontinuos.

Los métodos periódicos consisten en sumergir un material textil en una solución acuosa de un tinte durante un período de tiempo determinado. También se añaden auxiliares químicos al baño, lo que permite que las moléculas del tinte migren al interior de las fibras. Una vez completado este proceso, el baño se drena en las aguas residuales y el producto textil se lava para eliminar los productos químicos.

El elemento principal que distingue entre métodos continuos y periódicos es la aplicación de un tinte mediante relleno. Además, en los métodos continuos, los procesos de teñido posteriores se ejecutan de forma continua uno tras otro, mientras que en los métodos semicontinuos después del relleno, el proceso se interrumpe y las etapas posteriores se llevan a cabo como operaciones independientes.

Un ejemplo de un producto que puede actuar como portador en la industria textil es Rokelan OPD . El producto puede utilizarse como portador en el proceso de teñido de fibras hidrófobas y de poliéster, tanto puras como mezcladas. Garantiza la obtención de colores vivos independientemente de su tonalidad e intensidad. Las coloraciones realizadas con Rokelan OPD muestran una buena resistencia a la luz. Además, el uso de este producto garantiza un alto rendimiento del tinte.

Auxiliares químicos utilizados para el teñido

Dependiendo del tipo de fibras se utilizan distintos aditivos para mejorar el proceso de teñido. En el caso de las fibras de celulosa, donde los baños se realizan en un ambiente alcalino, es crucial mantener el pH adecuado del baño. El más utilizado para este fin es la lejía sódica , es decir, una solución acuosa de hidróxido de sodio ( sosa cáustica ).

Otros aditivos utilizados en el proceso de teñido de fibras de celulosa son agentes oxidantes (en este caso, el más frecuente es el peróxido de hidrógeno) y detergentes que proporcionan un curso eficaz de la operación de lavado después del teñido. La serie Roksol ( PSWN, ICESOLDE PAN/35L y AZR ) es un grupo de agentes de lavado y limpieza eficaces. Estos productos se pueden utilizar como agentes para el lavado industrial de productos textiles. Se disuelven muy bien en agua y mejoran la eficacia del teñido gracias a sus propiedades penetrantes. Los productos Roksol permiten la eliminación de una serie de sustancias, como grasas naturales, lubricantes, ceras sintéticas y aprestos. Gracias a sus propiedades de baja formación de espuma, se pueden utilizar en muchos procesos tecnológicos en varios tipos de aparatos sin causar perturbaciones en su trabajo.

En el caso de las fibras de lana, donde el proceso de teñido se lleva a cabo en un entorno ácido, se utiliza ácido sulfúrico o ácido acético para proporcionar un pH adecuado para el baño. Además, también se añaden a la solución agentes reductores (p. ej., tiosulfato de sodio) y agentes igualadores, que se utilizan para obtener colorantes uniformes.

En el teñido de fibras sintéticas, también se utilizan una serie de aditivos. Las fibras de PES (poliéster) requieren el uso de espesantes (p. ej., poliacrilatos) para limitar la migración del colorante durante el secado. Las fibras de PA (poliamida) requieren un estricto control del pH y para ello se utiliza ácido sulfúrico o acético. Además, también se utilizan una serie de agentes igualadores y dispersantes. El Grupo PCC ofrece una serie de productos especializados que pueden realizar esta función. El dispersante NNOC E es un producto utilizado en los procesos de teñido como agente dispersante e igualador. Mantiene los colorantes poco solubles en una dispersión homogénea en los baños de coloración.

Impresión textil

El proceso de estampación textil implica el teñido local para obtener un patrón predeterminado. Todo tipo de fibras requieren una preparación adecuada antes de la estampación. Sobre el sustrato textil se aplica una pasta previamente preparada, que contiene colorantes o pigmentos. A continuación, las fibras ya preparadas se someten a un proceso de estampación, que puede realizarse mediante diversos métodos (p. ej., impresión plana, rotacional y con película pulverizada). Una vez finalizado el proceso, se lleva a cabo la fijación, también llamada secado. La etapa final es el lavado, gracias al cual se eliminan de las fibras las partículas de colorante no fijadas y los diversos productos químicos utilizados para preparar la pasta de estampación (como dispersantes o emulsionantes). Los nonilfenoles etoxilados, es decir, los productos ROKAfenol , funcionan perfectamente en esta aplicación. Sus propiedades detergentes, emulsionantes y limpiadoras los hacen eficaces para apoyar los procesos de lavado. Los productos ROKAfenol se pueden utilizar para limpiar diferentes fibras, tanto de lana como de algodón, así como fibras químicas, cerdas y cuero. Su resistencia a altas temperaturas y alta concentración de electrolitos aseguran su uso en condiciones difíciles en la industria textil, por ejemplo en el proceso de lavado de lana y ebullición de algodón.

Acabado textil

El último proceso al que se someten las fibras es el tratamiento químico, cuyo objetivo es conferir a los productos determinadas propiedades útiles, como por ejemplo la impermeabilidad o limitar la tendencia a arrugarse. Para evitar que los materiales se arruguen, se utilizan agentes reticulantes y aditivos suavizantes adecuados.

En los procesos de acabado de textiles se pueden utilizar preparados como Roksol AT2 y Roksol AZR . Estos productos hacen que los productos textiles adquieran un tacto suave y agradable. Tienen propiedades suavizantes y antiestáticas, gracias a las cuales evitan la electrificación de las fibras y facilitan su posterior procesamiento. Roksol AZR también tiene propiedades emulsionantes, gracias a las cuales favorece el proceso de lavado y limpieza de manchas. El producto también se caracteriza por una buena capacidad para penetrar el tinte en el baño.

Los acabados hidrófobos (impermeables) se obtienen añadiendo polímeros adecuados a la superficie de las fibras, que forman una película impermeable. Además, también se utilizan agentes de silicona y fluorocarbonos para mejorarlos.

El mercado textil en el mundo

El valor estimado del mercado textil mundial es de aproximadamente 830 mil millones de dólares (datos del informe Grand View Research 2015) y se espera que esta cifra aumente en los próximos años. La creciente conciencia de los empresarios y los trabajadores con respecto a la provisión de equipos de protección individual y, por lo tanto, a garantizar la seguridad en el trabajo es uno de los impulsores importantes de este sector. Además, el uso de fibras cada vez más modernas, como el kevlar, brinda la oportunidad de desarrollar productos innovadores que creen nuevas aplicaciones en el mercado de la confección. Otro aspecto importante en el sector textil es la caída continua observada en los precios del algodón en algunos mercados (especialmente en la India), principalmente debido a la sobreproducción y los altos niveles de inventario en los almacenes.