Sommario
1. Tintura della lana
Le caratteristiche di assorbimento della tintura della lana possono variare in base a fattori quali la fonte, la razza, l’età, la dieta, la stagione e l’habitat delle pecore. In particolare, anche all’interno di una singola pecora, ci sono variazioni significative nella qualità del vello.
Infatti, le singole fibre di lana possono anche presentare divergenze nelle loro proprietà dovute a influenze biologiche e ambientali (definite tintura a punta). Attraverso la selezione specializzata delle origini della lana e dei componenti del vello, vengono creati lotti che si allineano strettamente in termini di finezza, lavorazione e attributi di applicazione.
Oltre alla lana tosata, il mercato offre anche determinate quantità di lana ottenute da pelli e velli sfilati di animali macellati. La lana di pelle è paragonabile alla lana tosata, mentre la lana sfilata può presentare danni causati da alcali.
1.1. Principi della tintura della lana
Le fibre di lana sono principalmente composte da una struttura complessa di cheratina, un filamento proteico. Il processo di tintura si basa in modo significativo sui gruppi amminici presenti nella cheratina. La fibra di lana contiene circa 850 μmol di gruppi basici titolabili per grammo. I gruppi carbossilici, prevalentemente nel loro stato non dissociato, si trovano nella fibra nell’intervallo di pH acido e neutro.
La presenza di gruppi ionici nella fibra dipende dal pH. La cheratina mostra il suo stato più stabile quando il numero di ioni negativi e positivi è bilanciato. Questa regione, nota come regione isoionica, è leggermente diversa dalla regione isoelettrica associata alla neutralità della carica.
Le cariche ioniche adsorbite contribuiscono alle cariche ioniche complessive della fibra. Secondo ELöD, il punto isoelettrico della lana a temperatura ambiente è pH 4,9.
La struttura morfologica della fibra svolge un ruolo cruciale nel processo di tintura, influenzando il percorso e l’efficienza dell’assorbimento del colorante. Precedenti ipotesi suggerivano che i coloranti dovessero penetrare lo strato squamoso sulla superficie della fibra, considerando l’epicuticola e l’esocuticola come barriere a causa della loro natura idrofobica.
Ciò è stato supportato dal fatto che la degradazione ossidativa o clorurante dell’epicuticola e dell’esocuticola ha migliorato significativamente l’assorbimento del colorante. Questi metodi sono ancora utilizzati nella preparazione di materiali di lana stampati.
Tuttavia, gli studi hanno dimostrato che i coloranti penetrano principalmente nelle regioni intercellulari della fibra. Il complesso della membrana cellulare agisce come un “solvente” per sostanze chimiche tessili idrofobiche e la capacità di rigonfiamento del cemento intercellulare è importante per il processo di tintura. Successivamente, le molecole di colorante penetrano nelle cheratine ricche di zolfo, determinando il posizionamento dell’equilibrio di tintura.
Sono coinvolte varie forze di legame tra il colorante e la fibra. I legami ionici possono verificarsi quando gli anioni del colorante interagiscono con i gruppi cationici presenti nelle fibre. Tuttavia, la formazione di legami ionici da sola non è sufficiente a spiegare il legame del colorante, poiché i composti che possono dissociarsi vengono scissi in presenza di acqua.
Anche i legami secondari, tra cui forze di dispersione, legami polari e ponti idrogeno, si formano tra il colorante e la fibra. La stretta vicinanza tra i due è necessaria per la formazione del legame. Tuttavia, ciò è ostacolato dalle sfere di idratazione che circondano la tintura e la cheratina della lana.
L’approccio interrompe queste sfere, specialmente a temperature più elevate, con conseguente formazione di comuni sfere di idratazione note come “strutture iceberg”. Questo processo aumenta l’entropia delle molecole d’acqua coinvolte, un fenomeno noto come legame idrofobico.
Il legame della tintura può essere inteso come un processo di scambio ionico, in cui il legame ionico è supportato da legami secondari tra la tintura e il polimero. ZOLLINGER si riferiva a questo come a una “Einweisungsfunktion” basata sull’ampio potenziale dei gruppi ionici, che agiscono come “ioni pilota”.
Anche i legami coordinati e covalenti possono contribuire oltre ai legami secondari e ionici, in particolare nel caso di cromo, complessi metallici e tinture reattive.
1.2. Classi di tinture e processi di tintura
1.2.1. Coloranti acidi
I coloranti acidi sono composti da semplici sistemi cromofori che vengono resi solubili in acqua incorporando gruppi di acido solfonico. Quando dissociati, questi coloranti producono anioni coloranti caricati negativamente che interagiscono con i gruppi ammonio presenti nella fibra. Questi gruppi ammonio sono formati da gruppi amminici in presenza di acido, motivo per cui questa classe di coloranti è chiamata così.
Da una prospettiva coloristica, i coloranti acidi sono categorizzati in base alla loro affinità. Questo spettro di affinità spazia dai coloranti livellanti, dai coloranti assorbenti debolmente acidi (moderatamente livellanti) per la follatura, ai coloranti super-miscelanti assorbenti neutri (scarsamente livellanti).
In genere, la dimensione della molecola di colorante aumenta lungo questa sequenza. La presenza di gruppi alifatici nella molecola di colorante migliora significativamente il suo legame con la lana, trasformando i coloranti livellanti in tipi che mostrano resistenza alla follatura. I gruppi di acido solfonico non solo determinano il numero di possibili legami ionici formati con la fibra, ma influenzano anche l’idratazione, che contrasta il processo di legame.
Nelle applicazioni combinate, è consigliabile selezionare coloranti acidi con un comportamento assorbente simile. I valori di combinazione originariamente stabiliti per i coloranti poliammidici sono stati successivamente adattati per l’uso con i coloranti per lana.
Durante il processo di tintura, l’aggiunta di sale come additivo può avere effetti ritardanti e livellanti. Si ritiene che concentrazioni più elevate di ioni solfato competano con gli anioni del colorante per i gruppi ammonio sulla fibra.
Questa competizione indebolisce l’attrazione elettrostatica tra il colorante e la fibra, principalmente a causa delle forze coulombiane. L’effetto di indebolimento diminuisce con l’aumento del pH. D’altro canto, gli additivi di sale promuovono l’aggregazione delle molecole di colorante, portando a un maggiore attaccamento.
I processi di tintura variano per diversi tipi di coloranti acidi per lana, in particolare per quanto riguarda l’intervallo di pH impiegato. Maggiore è l’affinità del colorante per la fibra, più alto deve essere il valore di pH iniziale per sopprimere il componente di legame ionico.
Il processo di tintura inizia in genere a 60 °C per i coloranti livellanti, 50 °C per i coloranti macinanti e 30 °C per i coloranti super-macinanti. L’acido viene lasciato reagire con la fibra per 10 minuti, seguito dall’aggiunta di sale dopo altri 10 minuti.
Il colorante disciolto viene quindi aggiunto dopo altri 10 minuti. Il sistema viene riscaldato per 30-45 minuti fino a raggiungere una temperatura finale di 95 °C, quindi ulteriormente tinto a 95 °C per 45-90 minuti. L’aggiunta di acido verso la fine del processo di tintura assicura l’esaurimento del bagno di tintura.
Successivamente, viene eseguito un risciacquo caldo e freddo. In alcuni casi, la tintura può essere eseguita a 80 °C. I coloranti macinanti richiedono l’aggiunta di un agente livellante. La tintura tricromica può essere ottenuta utilizzando coloranti livellanti, mentre i coloranti macinanti possono richiedere la selezione di un colorante con una tonalità e una sfumatura simili per ottenere il colore desiderato.
Per migliorare la solidità, la solidità all’acqua della lana clorurata trattata con resina sintetica (come poliammide-epicloridrina o poliuretano) può essere migliorata tramite l’uso di composti di metilolammide.
Sia la solidità che le proprietà antifeltranti possono essere migliorate applicando un composto poliquaternario (un composto con più gruppi quaternari), come Basolan F (BASF) o Sandofix L (Sandoz). I prodotti di condensazione anionica possono creare una barriera sulla superficie della fibra, riducendo lo spurgo dei coloranti anionici, ad esempio, Mesitol HWS (Bayer).
1.2.2. Coloranti al cromo
I coloranti al cromo sono un tipo specifico di coloranti acidi che formano complessi con ioni cromo. Durante la formazione del complesso, si verifica un significativo spostamento di tonalità dovuto alla sovrapposizione di più stati eccitati, con conseguente opacizzazione della tonalità.
Il processo di formazione del complesso avviene in un ambiente fortemente acido, con donatori di elettroni (ligandi) dal cromoforo e dalla fibra che vi partecipano. Il cromo, che agisce come atomo centrale del complesso, funge da ponte tra il colorante e la fibra, formando un forte legame che contribuisce a eccellenti proprietà di solidità.
Il cromo si lega alla fibra sostituendo l’idrogeno nei gruppi -COOH o -OH, nonché tramite l’utilizzo di coppie di elettroni solitari da gruppi >CO, -NH2 o -N=N-, formando legami dativi.
Per facilitare la formazione del complesso, devono essere presenti nei coloranti gruppi funzionali adatti:
- Gruppi monofunzionali: come i tipi di acido salicilico o alizarina.
- Gruppi bifunzionali: rappresentati da gruppi o,o’-diidrossiazo.
Il cromo (III) con un numero di coordinazione di 6 agisce come atomo centrale nel complesso. È formato da dicromato, che viene ridotto dalla fibra. Gli acidi forti hanno un effetto attivante su questo processo e l’effetto riducente della lana può essere potenziato da acidi organici come l’acido tartarico, lattico o formico.
Il tiosolfato agisce anche come agente riducente, aumentando la velocità e l’entità della conversione nella cromatura e riducendo i danni alle fibre. Abbassare la temperatura da quella di ebollizione a 90 °C aiuta a proteggere la fibra.
In passato, la quantità richiesta di bicromato era in genere del 50% in base al colorante utilizzato, ma non inferiore allo 0,25% o superiore al 2,5% in base alla fibra. Tuttavia, sono state ottenute significative riduzioni nel contenuto di bicromato di potassio.
Gli agenti ausiliari vengono utilizzati per disperdere i coloranti al cromo e formare addotti con essi. Questi addotti si scompongono solo alla temperatura di ebollizione, riducendo il numero di gruppi amminici liberi disponibili per la formazione di complessi e richiedendo meno acido. Ciò porta a una tintura più uniforme e a una tintura a punta ridotta. Gli ausiliari adatti includono alcoli grassi etossilati, alchilfenoli e ammine grasse.
Per l’applicazione dei coloranti al cromo vengono impiegati due metodi principali:
1. Metodo di postcromatura (coloranti che sviluppano cromo): il processo inizia con un liquido colorante preparato con acido formico, solfato di sodio calcinato e protettivo per lana. La tintura inizia a 40 °C e il colorante disciolto viene aggiunto dopo 10 minuti. Il sistema viene quindi riscaldato e la tintura viene eseguita a 90 °C per 30-45 minuti.
Se l’esaurimento del bagno non è sufficiente, viene aggiunto acido formico e la tintura viene continuata. La cromatura segue raffreddando il bagno, aggiungendo bicromato di potassio e riscaldando a 90-100 °C per 30-45 minuti. Viene aggiunto solfato di sodio per staccare il cromato legato dalla lana e la neutralizzazione viene eseguita con ammoniaca.
2. Metodo di cromatura a un bagno (processo metacromico): questo metodo prevede la diffusione del colorante prima della formazione del complesso. Il liquido di tintura viene preparato con mordente metacromico (una miscela di cromato di sodio e solfato di ammonio) e solfato di sodio cristallino.
Il sistema viene riscaldato lentamente e tinto a temperatura di ebollizione per 45-90 minuti. Il bagno viene esaurito aggiungendo acido acetico poco prima del completamento della tintura.
Possono essere utilizzati vari ausiliari, come Albegal W, Avolan AV, Lyogen MS, WD, Lyocol CR, Syntegal V7 (Ciba–Geigy), Uniperol O (BASF), tra gli altri. Questi ausiliari aiutano nel processo di tintura e migliorano le proprietà dei coloranti al cromo.
1.2.3. Coloranti metallici complessi 1:1
I coloranti metallici complessi presentano somiglianze chimiche con i coloranti al cromo. Tuttavia, il rischio di danni alle fibre è ridotto al minimo poiché il complesso si forma durante la fase di produzione del colorante.
Il processo di tintura viene condotto in un mezzo di acido solforico con elevata acidità (pH 1,9-2,2). I gruppi amminici nella fibra vengono trasformati nella forma di ammonio, stabilendo legami ionici con l’anione del colorante. In questo ambiente, i gruppi amminici non sono disponibili come ligandi.
Solo durante il risciacquo, con l’aumento del pH, possono essere incorporati nel complesso sostituendo i ligandi acquosi. L’aggiunta di ausiliari, come gli alcanoletossilati, consente una riduzione della quantità di acido richiesta (pH 2,5-3), poiché formano composti con il colorante, sopprimendo la formazione del complesso.
Ciò si traduce in un processo di tintura più lento e uniforme. Con miscele anfotere sinergiche di agenti ausiliari, la tintura può essere eseguita anche a livelli di pH più elevati (3,5-4).
Il processo di tintura dipende dal rapporto del bagno e il bagno viene regolato con acido solforico (96%) a una concentrazione di 2-6 g/L per ottenere l’intervallo di pH desiderato (1,9-2,2 o 2,5 con la presenza di 1-2 g/L di agenti ausiliari).
Dopo l’aggiunta di solfato di sodio calcinato (5-10 g/L), il materiale viene immerso nel liquido colorante per 10 minuti a una temperatura di 40-50 °C. Successivamente, viene aggiunto il colorante disciolto e, dopo altri 10 minuti, il sistema viene riscaldato gradualmente per un periodo di 30-45 minuti.
La tintura viene quindi eseguita a temperatura di ebollizione per 90 minuti. Ammoniaca (25%) a una concentrazione di 1-2 mL/L o acetato di sodio (2-3 g/L) possono essere inclusi nel bagno di risciacquo finale. È possibile abbassare la temperatura a 80 °C quando si utilizza un’ammina grassa etossilata in un ambiente acido (pH 1,9-2,2).
Esempi di intervalli di coloranti includono Chromolan (Ostacolor), Inochrom (Zeneca), Neolan (Ciba–Geigy) e Palatinecht (BASF).
Possono essere impiegati vari ausiliari, quali Albegal NF, Albegal Plus (Ciba–Geigy), Avolan S, SCN (Bayer), Lyogen WD (Sandoz), Syntegal V7 (Ostacolor), Uniperol O e Uniperol SE (BASF).
1.2.4. Coloranti a complessi metallici 1:2
I complessi metallici si formano in un rapporto molare di 1:2 nell’intervallo di pH debolmente acido. In genere, due cromofori si coordinano con un atomo centrale, come cromo (Cr) o cobalto (Co). L’atomo centrale è posizionato tra i due cromofori, spesso disposti perpendicolarmente l’uno all’altro.
L’elevata affinità per la fibra è attribuita alle grandi dimensioni delle molecole di colorante, alla loro forma compatta e sferica e alla loro carica negativa.
Inizialmente, l’incorporazione di gruppi di acido solfonico nelle molecole di colorante è stata evitata per escludere ulteriori interazioni ioniche tra la fibra e il colorante, mirando a una migliore uniformità nella tintura. Invece, la solubilità in acqua è stata ottenuta incorporando gruppi metilsolfone (–SO2–CH3) o sulfonammide (–SO2–NH2).
Solo dopo il 1960, i coloranti contenenti gruppi di acido solfonico hanno iniziato a trovare applicazione. Questi coloranti presentano vantaggi in termini di produzione economica, resa più elevata e solubilità a freddo.
In genere, la loro resistenza all’umidità è leggermente superiore rispetto ai coloranti contenenti gruppi metilsolfone e sulfonammide. Tuttavia, i coloranti contenenti due gruppi di acido solfonico sono particolarmente inclini alla tintura non livellata.
Per attenuare questo problema, vengono aggiunti agenti ausiliari, in particolare ammine grasse etossilate, che formano addotti con il colorante. Questi addotti si scompongono a temperature più elevate. L’effetto livellante è potenziato dall’aggiunta di sale di Glauber.
Poiché la formazione di complessi di colorante 1:2 avviene in un mezzo debolmente acido, possono essere applicati alla lana nelle stesse condizioni. Ciò consente un processo di tintura delicato che evita attacchi ossidativi da parte di Cr(VI) o attacchi idrolitici da parte di acido solforico.
Il processo di tintura prevede l’aggiunta di solfato di ammonio (1-2 g/L) o acetato di ammonio (2-4 g/L) (pH 5,5) al liquido. Dopo una pre-corsa a 30-50 °C per 10 minuti, viene aggiunto il colorante disciolto. Il sistema viene gradualmente riscaldato per 30-60 minuti e tinto a temperatura di ebollizione per 30-60 minuti.
Quando si utilizzano ausiliari (1-2 g/L), la tintura viene eseguita con l’aggiunta di acido acetico (30%) (1-3 g/L) (pH 4,5-5) e solfato di sodio calcinato (1-2 g/L). Anche il dosaggio degli acidi mediante sistemi di controllo e monitoraggio è un’opzione praticabile. Dopo il risciacquo, viene impiegato acido formico (1-2 g/L) per l’acidificazione per migliorare la sensazione e la resistenza all’umidità.
Vengono utilizzati vari agenti ausiliari, tra cui Albegal A, SET, SW (Ciba-Geigy); Avolan IL, IS, IWN, UL75 (Bayer); Eganal SZ (Hoechst); Lyogen FN, MS (Sandoz); Remol U (Hoechst); Uniperol SE, W (BASF); Unisol WL (Zeneca); Wofalansalz EM (Wolfen).
1.2.5. Coloranti reattivi
I coloranti reattivi per la lana sono noti per produrre colori vivaci con una buona solidità del colore. Tuttavia, differiscono dai coloranti reattivi utilizzati per le fibre di cellulosa a causa della reattività notevolmente più elevata dei gruppi amminici nella lana rispetto ai gruppi idrossilici nella cellulosa. Per ottenere una tintura uniforme e uniforme sulla lana, è necessario ridurre la reattività del colorante e aggiungere un agente ausiliario.
La lana contiene vari gruppi reattivi, tra cui gruppi amminici, imminici e idrossilici, con i gruppi amminici che sono i più significativi. Le reazioni di tintura avvengono in un mezzo debolmente acido con un intervallo di pH di 3-5.
Queste reazioni comportano la sostituzione nucleofila di gruppi uscenti (tipicamente Cl, F e occasionalmente gruppi solfonato o ammonio) o reazioni di addizione a doppi legami alifatici polarizzati.
I primi due gruppi di ancoraggio menzionati, N-metiltaurina etilsulfone e β-solfatoetilsulfone, offrono il vantaggio di avere gruppi funzionali mascherati all’inizio del processo. Ciò impedisce che si verifichino reazioni premature al di sotto della temperatura di ebollizione. Inoltre, una maggiore solubilità consente la tintura di livello. I coloranti bifunzionali come Drimalan e Lanasol possono avere un effetto di reticolazione sulla lana.
Il pH svolge un ruolo cruciale nel processo di tintura. Nell’intervallo acido, si formano legami ionici tra il colorante e la fibra, consentendo la migrazione del colorante. A pH 5, il legame covalente con la fibra diventa predominante.
Il processo di tintura comporta l’aggiunta di un agente ausiliario (1-2 g/L) al liquore e la regolazione del pH a 3-4 utilizzando acido formico o 1-3 g/L di acido acetico. Il processo inizia a 40 °C e il colorante disciolto viene aggiunto dopo 10 minuti. Dopo 20-30 minuti, il pH viene regolato a 5-6 utilizzando sodio diidrogenofosfato. La tintura viene eseguita a temperatura di ebollizione per 1 ora.
Per rimuovere il colorante idrolizzato, viene eseguito un post-trattamento per 15 minuti a 80 °C con l’aggiunta di 1,5 g/L di ammoniaca (pH 8,5-9,0). Il bagno di risciacquo finale è leggermente acidificato.
Sono disponibili vari agenti ausiliari, tra cui Albegal B (Ciba-Geigy), Avolan REN (Bayer), Eganal GES (Hoechst) e Lyogen FN (Sandoz).
1.2.6. Coloranti al tino, leucoesteri di coloranti al tino
Storicamente, i coloranti al tino hanno avuto un’importanza significativa nella tintura della lana. L’indaco, in particolare, era venerato come il “re delle tinture” per la sua ineguagliabile solidità del colore sulla lana. Fino alla metà degli anni ’50, il tessuto blu navy era prevalentemente tinto con l’indaco.
Tuttavia, l’applicazione dell’indaco ha posto delle sfide a causa dell’impatto negativo degli agenti riducenti e degli alcali sulla lana. Di conseguenza, le moderne pratiche di tintura si sono allontanate dall’indaco, dal tioindaco e dai loro derivati, sostituendoli con classi alternative di coloranti più convenienti da utilizzare.
1.3. Tecnologia di tintura
La lana viene comunemente tinta in due forme: fiocco (fibre sciolte) e slubbing (fili spessi di fibra). Tuttavia, c’è una tendenza crescente verso metodi di tintura in pezza e filato.
La tintura in pezza e la tintura in filato possono essere eseguite utilizzando macchine per tintura a traboccamento, sostituendo la necessità di macchine per tintura a verricello e subbio o jigger, soprattutto quando il materiale è stato pretrattato per l’antirestringimento.
Per articoli in lana di alta qualità realizzati con filati fini, è necessario un processo di trattamento delicato.
La tintura della lana avviene in genere a temperatura di ebollizione o quasi, il che può causare la degradazione della fibra. In alcuni casi, la temperatura può essere abbassata a 80-90 °C. Tuttavia, potrebbero essere necessarie temperature di tintura più elevate quando si utilizzano coloranti scarsamente livellanti.
Il limite di temperatura superiore generalmente accettato è 108 °C, tranne nel caso di tintura di miscele di poliestere e lana mediante un processo ad alta temperatura, in cui il limite può essere aumentato a 120 °C. Per mitigare la degradazione delle fibre, al liquido di tintura viene aggiunta formaldeide, che forma ponti metilenici nella fibra e stabilizza la cheratina contro la degradazione idrolitica.
La selezione di coloranti per lana per diverse applicazioni dipende dalle loro capacità di assorbimento e livellamento.
I processi di tintura continua sono comunemente impiegati per la tintura a slubbing. In questo metodo, un agente addensante a base di gomma di guar o di semi di carrube eterificata, insieme a uno speciale agente ausiliario e un acido o donatore di acido, viene aggiunto al liquido di imbottitura. Il trifluoruro di cromo è spesso utilizzato come agente di cromatura. Dopo l’imbottitura, il materiale viene sottoposto a trattamento a vapore per 15-60 minuti.
1.4. Proprietà delle tinture
Tra le classi di tinture menzionate, le tinture reattive e 1:2 metal-complex sono le più utilizzate in termini di volume, seguite dalle tinture 1:1 metal-complex, cromo e acide.
La distribuzione delle classi di tinture dipende non solo dal livello desiderato di solidità del colore, ma anche dal livello desiderato di brillantezza. Le tinture acide e reattive sono note per produrre tonalità vivaci, mentre le tinture al cromo sono dominanti nelle tonalità nere.
Le tinture 1:2 metal-complex tra le tinture al cromo e metal-complex sono particolarmente facili da usare e consentono correzioni delle tonalità (ombreggiature) quando necessario. Gli articoli superwash, che richiedono elevati livelli di solidità del colore, possono essere ottenuti utilizzando tinture reattive. Le tinture al cromo e metal-complex forniscono un’eccellente solidità ai processi di follatura e incapsulamento.
Durante il processo di tintura, la lana può essere danneggiata da acidi, agenti ossidanti (cromato), acqua, calore e stress meccanico. L’esposizione prolungata all’acqua bollente può portare alla scissione dei legami incrociati della cistina nella fibra di lana.
Possono formarsi nuovi ponti, come la lisinoalanina, che contribuiscono alla fissazione delle pieghe. Pertanto, è consigliabile pre-fissare i tessuti di lana prima della tintura. La degradazione idrolitica aumenta con l’aumentare della distanza dal punto isoelettrico della lana.
Il solfato di sodio, che è spesso presente, può promuovere l’idrolisi e portare a un deterioramento delle proprietà meccaniche. Tra le classi di coloranti, i coloranti metallici complessi 1:2 sono considerati quelli che hanno gli effetti più favorevoli sul mantenimento della sensazione, dell’elasticità e della resistenza della lana.
La lana clorurata presenta un comportamento coloristico diverso rispetto alla lana non trattata. La rimozione dello strato squamoso facilita sia l’assorbimento che il rilascio del colorante.
La resistenza all’umidità della lana clorurata è significativamente inferiore, pertanto si raccomandano coloranti reattivi per la tintura di tali fibre. D’altro canto, i trattamenti antifeltranti con resina sintetica di solito non causano cambiamenti significativi nel comportamento coloristico.
2. Tintura della seta
Nonostante il suo contributo relativamente piccolo alla produzione complessiva di fibre, la seta ha una grande importanza per le sue proprietà uniche. Non dovrebbe essere sottovalutata, in particolare nel campo della moda per abbigliamento femminile, così come per camicie, giacche, cravatte e sciarpe maschili.
2.1. Struttura delle fibre di seta e comportamento di tintura
La fibroina di seta è composta da 18 diversi amminoacidi. Similmente alla lana, la presenza di gruppi amminici nella seta è fondamentale per l’assorbimento dei coloranti ionici. Tuttavia, il numero di gruppi amminici nella seta è significativamente inferiore a 230 μmol per grammo di fibra rispetto alla lana.
Il punto isoionico della seta si verifica a pH 5,0. La seta ha una stabilità inferiore rispetto alla lana a causa dell’assenza di legami incrociati di cistina. Anche in condizioni miti, come a pH 4,0 e 85 °C, può verificarsi una degradazione idrolitica.
Per mitigare i danni alla fibra di seta, l’acido deve essere aggiunto continuamente durante il processo di tintura piuttosto che tutto in una volta. Di conseguenza, la tintura viene spesso condotta a temperature intorno ai 70-80 °C, ma non dovrebbe superare i 90 °C per ridurre al minimo i danni alla struttura superficiale e prevenire grinze e pieghe.
Grazie alla sua consistenza fine, la seta riflette fortemente la luce dalla sua superficie. Di conseguenza, è necessaria una quantità maggiore di colorante per ottenere la tonalità desiderata rispetto ad altri materiali.
2.2. Classi di coloranti per seta
Tinture dirette: le tinture dirette sono comunemente utilizzate sulla seta per le loro buone proprietà di solidità.
Processo di tintura: la tintura viene effettuata nell’intervallo di pH neutro o con l’aggiunta di 1-3 g/L di acido acetico (30%) e 2-5 g/L di solfato di sodio. Il processo inizia a 30-40 °C e la temperatura viene gradualmente aumentata entro 30-45 minuti. La tintura viene continuata a 90 °C per 30-45 minuti. È possibile aggiungere un agente livellante, in genere 1/3-1/5 del liquido di sgommatura reso debolmente acido con acido acetico.
Tinture acide: le tinture acide sono le tinture più comunemente utilizzate per la seta.
Processo di tintura: la tintura viene effettuata con l’aggiunta di 1-4 g/L di acido acetico (30%) o 1-2 g/L di solfato di ammonio a pH 4-5,5. Il processo inizia a 30-40 °C e la temperatura viene gradualmente aumentata entro 30-45 minuti. La tintura continua a 70-85 °C per 45-60 minuti. La tintura nel bagno di sapone utilizzato per la sgommatura (pH 8-8,5) con l’aggiunta di solfato di sodio offre una migliore protezione delle fibre.
Tinture a complessi metallici: sebbene di minore importanza rispetto alla lana, le tinture post-cromatura possono essere applicate alla seta. Le tinture a complessi metallici 1:1 possono essere tinte in un mezzo debolmente acido a 90 °C e producono eccellenti valori di solidità. Tuttavia, le tinture a complessi metallici 1:2 sono più adatte alla seta poiché possono essere applicate in un mezzo debolmente acido e forniscono una buona solidità.
Processo di tintura: la tintura viene eseguita con l’aggiunta di 2-5 g/L di acetato di ammonio o 2-3 g/L di solfato di ammonio e 0,5-1% di un agente livellante. Dopo una pre-corsa a 40 °C per 15 minuti, si aggiunge il colorante disciolto. La temperatura viene gradualmente aumentata entro 30-40 minuti e la tintura viene continuata a 80-95 °C per 45-60 minuti.
Miglioramento della solidità: i colori prodotti con coloranti acidi, diretti e complessi metallici possono essere post-trattati con acido tannico all’8% e acido acetico al 4% (30%) a 35-40 °C per 60 minuti. Successivamente, si utilizza un bagno fresco con ossido di antimonio(III) di potassio al 4% di tartrato a 20-25 °C senza risciacquo intermedio.
Coloranti reattivi: i coloranti reattivi vengono applicati alla seta quando si desiderano tonalità brillanti e quando la solidità del colore ottenuta con i coloranti acidi non soddisfa i requisiti necessari.
Processo di tintura: la tintura viene eseguita con l’aggiunta di 10-40 g/L di solfato di sodio calcinato, metà del quale viene aggiunto dopo 15 minuti e l’altra metà dopo 30 minuti a 30 °C. La temperatura viene gradualmente aumentata a 50-70 °C entro 30 minuti e dopo altri 15 minuti vengono aggiunti 2 g/L di soda. La tintura viene continuata per 40 minuti. Un lavaggio successivo a 80 °C aumenta la resistenza all’umidità.
Altre classi di coloranti: coloranti di sviluppo, coloranti al tino e i loro leucoesteri, così come coloranti cationici, possono essere utilizzati anche per la tintura della seta, ma sono di minore importanza.
2.3. Tecnologia di tintura
Le matasse di filato vengono spesso tinte utilizzando macchine per tintura a spruzzo o a pacco. D’altra parte, per la tintura dei tessuti, sono comunemente preferiti i metodi a verricello, a trave e a trabocco.
Per ottenere la caratteristica sensazione di scroopy della seta, vengono impiegati processi di appesantimento e ravvivatura, in genere utilizzando 1-2 g/L di acido formico, acetico, lattico o citrico.
Riferimento
- Textile Dyeing, 3. Dyeing of Wool and Silk; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.u26_u02
