TINTURA
TINTURA
(XXXIII, p. 871; App. II, II, p. 997)
Negli ultimi anni il progresso dei processi di t. ha avuto un notevole sviluppo, favorito da un lato dalla creazione di nuove classi di coloranti, dall'altro dalla realizzazione di nuovi impianti specifici e dalla crescente applicazione dell'elettronica nella ricettazione e dell'automazione nell'esecuzione delle varie operazioni. Alle tradizionali classi di coloranti (acidi, diretti, basici, premetallizzati, allo zolfo, azoici a sviluppo su fibra, a mordente, ecc.) si sono affiancate le classi dei coloranti reattivi, dispersi e a pigmento speciale.
I coloranti reattivi risultano costituiti da sistemi cromofori con particolari funzioni capaci di stabilire legami covalenti con determinati gruppi reattivi delle fibre; facilmente solubili in acqua, in ambiente alcalino reagiscono con le fibre cellulosiche, fornendo tinte dotate di ottima solidità in generale e di particolare brillantezza; sono impiegabili anche con le fibre proteiche e poliammidiche; si applicano direttamente dal bagno di t., con accurato lavaggio finale per la rimozione dei residui non chimicamente fissati.
I coloranti dispersi sono costituiti da strutture cromogene esenti da gruppi polari solubilizzanti, ma finemente disperdibili nella fase acquosa a opera di adatti ausiliari; il loro carattere non polare li rende particolarmente adatti per le fibre sintetiche di spiccato carattere idrofobo, si presentano come composti cristallini di peso molecolare relativamente basso, insolubili in acqua, miscelati a un agente disperdente e a un imbibente; sono utilizzabili per tutte le fibre sintetiche e danno t. caratterizzate da discreta solidità. L'applicazione può essere effettuata in bagno acquoso fino a 100°C a pressione atmosferica oppure oltre 100°C sotto pressione in autoclave. In alternativa può essere usato il sistema thermosol, in cui i coloranti dopo impregnazione su tessuto si diffondono entro le fibre per effetto del calore.
I coloranti a pigmento speciale infine comprendono tutte le strutture coloranti insolubili o pigmenti; si suddividono in pigmenti azoici a sviluppo e pigmenti a legante resinoso; sono applicabili per stampa e t. di svariati tipi di tessuto, nonché per la cosiddetta t. in pasta o in massa delle fibre sintetiche con incorporazione del pigmento nella massa plastica del polimero prima del passaggio in filiera; generalmente si ottengono ottimi valori di solidità, specialmente in rapporto alla luce e al lavaggio.
A partire dagli anni Sessanta, particolare importanza ha assunto la t. delle fibre sintetiche (diffusesi progressivamente a spese delle altre classi di fibre), caratterizzate in genere da una scarsa tingibilità, dalla presenza di strutture molto compatte (e quindi difficilmente accessibili al mezzo acquoso) e dal numero mediamente esiguo di gruppi atti a interagire con le molecole coloranti. Per tali motivi si privilegiano nella pratica procedimenti di t. ad alta temperatura, che favorisce l'incremento del volume degli spazi intermolecolari, specialmente per le fibre poliestere, e/o con l'impiego di adatti carrier o trasportatori, che allentano i legami fra le catene macromolecolari.
S'indicano a seguito i sistemi di t. dei principali tipi di fibre sintetiche.
Fibre poliammidiche: sono tingibili con coloranti acidi (buona la solidità, ma talora insufficienti l'ugualizzazione e la copertura), al tino (con possibile fenomeno di dicroismo), premetallizzati (con applicazione in bagno acido), dispersi (specie per maglieria e testurizzati), reattivi (generalmente applicati per foulardaggio con successivo passaggio per vaporissaggio o termofissaggio).
Fibre poliestere: richiedono in genere un'elevata energia affinché i coloranti riescano a vincere le resistenze passive che ne ostacolano la diffusione, e pertanto necessitano di lunghi tempi di t. o di procedimenti ad alta temperatura. I risultati migliori si ottengono con coloranti dispersi; comune l'impiego di carrier; nella t. in pezza si ricorre sovente al procedimento thermosol (il colorante viene trasferito nell'interno della fibra non attraverso il solito bagno acquoso, bensì riscaldando la struttura tessile fino a 200°C, di modo che le fibre acquistino plasticità e agiscano come solvente nei confronti del colorante).
Fibre poliacriliche: si tingono con coloranti basici, ma il procedimento richiede particolari cure, con impiego di agenti ritardanti ed egualizzanti; di particolare difficoltà è la ricettazione, dovendosi tener conto da una parte del valore di saturazione della fibra e della velocità con cui essa si tinge, dall'altra della costante di combinazione e del fattore di saturazione del colorante.
Fibre policloroviniliche: sono caratterizzate dalla mancanza di gruppi tintorialmente reattivi e, per alcune, dal basso punto di rammollimento; si tingono generalmente a bassa temperatura (55÷90°C) e con tempi molto lunghi con coloranti dispersi e con l'impiego di carrier; solo in presenza di fibre termofissate si può procedere alla t. all'ebollizione con carrier o sotto pressione.
Fibre polipropileniche: si ricorre generalmente alla t. in pasta prima della filiera o alla t. a umido su fibre opportunamente modificate; in quest'ultimo caso si possono utilizzare coloranti acidi, al cromo, premetallizzati.
Nell'acclusa tabella sulla tingibilità delle fibre (p. 502) sono considerati solo i casi in cui è possibile ottenere buona solidità, intendendosi per solidità il grado di permanenza di una tinta dopo le sollecitazioni di varia natura derivanti dall'uso a cui l'articolo è destinato. Le principali solidità sono quella alla luce del giorno, alla luce artificiale, alle intemperie, ai solventi organici, allo sfregamento, alla stiratura con ferro caldo, al lavaggio a caldo, all'acqua, all'acqua di mare, al sudore, agli alcali, agli acidi, ecc., e sono valutate con precise prove di laboratorio. In Italia le norme ufficiali per l'esecuzione delle prove di solidità sono riportate in apposite tabelle elaborate dall'UNITEX (Associazione nazionale per l'unificazione nel settore tessile), ente federato all'UNI a sua volta associato all'ISO. Alcune di dette prove si eseguono con apparecchi che simulano la sollecitazione effettiva e consentono particolari garanzie di ripetibilità dei risultati (xenotest per solidità alla luce, perspirometro per solidità all'acqua, crockmeter per solidità allo sfregamento, ecc.).
Le moderne necessità di tingere sempre nuove classi di fibre, sovente in mischia intima tra di loro, con il minimo dispendio di energie, coloranti e ausiliari, e con la massima garanzia di riproducibilità dei risultati, difficilmente potrebbero e potranno essere soddisfatte appieno senza l'aiuto della ricettazione e della campionatura strumentali. Il principio della ricettazione strumentale si basa sulla relazione di Kubelka-Munk, secondo la quale l'assorbanza (o fattore spettrale di assorbimento) della luce da parte del sistema fibra-colorante è proporzionale alla concentrazione del colorante e influenzata dall'effetto di dispersione prodotto dal substrato; tale relazione si dimostra valida anche con l'impiego contemporaneo di più coloranti.
Le fasi principali della ricettazione e campionatura strumentali sono: a) misurazione spettrofotometrica delle curve di riflettanza del substrato non tinto e di quello tinto, a opportune intensità con i singoli coloranti prescelti per la miscelazione; b) calcolo dei valori di Kubelka-Munk; c) misurazione della curva di riflettanza delle referenze di cui si vuole formulare la ricetta di t.; d) per ogni lunghezza d'onda fissata per il rilevamento delle riflettanze, risoluzione di un complesso sistema di equazioni a più variabili, quali i valori di assorbanza della miscela, dei coloranti e del substrato senza colorante, i coefficienti di dispersione omologhi, le proporzioni relative dei coloranti nella miscela.
La risoluzione di un così grande numero di equazioni (generalmente si rilevano 16 riflettanze su altrettanti equi-intervalli di lunghezza d'onda del visibile) è affidata a calcolatori abbinati a spettrofotometri e spettrofotocolorimetri, e il tempo necessario per ogni formulazione non supera mediamente i 6 minuti se a operare è un tintore particolarmente qualificato e addestrato. La tecnica della campionatura e ricettazione strumentali è possibile sia all'interno dell'azienda con proprie strumentazioni e programmi informatici, sia in time-sharing all'esterno (con disponibilità giornaliera di un intervallo preciso di tempo per comunicare i dati all'elaboratore centrale e ricevere da questo le ricette desiderate); in quest'ultimo caso le fasi sono: 1) misura in tintoria con spettrofotometro dei valori di riflettanza della referenza; 2) scelta dei coloranti con numero di codice; 3) trasmissione dei dati alla centrale di calcolo via cavo; 4) elaborazione della ricetta; 5) ricevimento della ricetta per telex o per telefax; 6) applicazione della ricetta; 7) campionatura ed eventuale correzione della ricetta.
Macchinari e impianti specifici di tintoria. - Possono essere suddivisi in apparecchi a circolazione di bagno con merce ferma; apparecchi con merce mobile e bagno non circolante; apparecchi con circolazione di bagno e merce.
Apparecchi a circolazione di bagno con merce ferma. Si tratta in genere di apparecchi per la t. in fibra (in forma di fiocco-tow-top) o in filo (in confezione di rocche, matasse, bottiglioni, focacce), con portamateriali intercambiabili, per cui è possibile tingere secondo vari assetti, che vengono per lo più predisposti per la t. sotto pressione sino a temperature di 130÷140°C.
Sono formati da autoclave orizzontale o verticale, pompa per la circolazione del bagno, quadro di comando con automazione parziale o totale del ciclo di tintura. A prescindere dalle possibilità di tingere sotto pressione e con governo automatico del processo di t., tali apparecchi non presentano innovazioni costruttive di rilievo rispetto alle tradizionali apparecchiature. La fig. 1 riporta lo schema di un apparecchio per la t. su rocche o focacce; le figg. 2 e 3 mostrano due impianti di t. con autoclavi orizzontali e verticali rispettivamente. Un'interessante soluzione di movimentazione robotizzata per rocche di tintoria è costituita da un deposito delle rocche da tingere, da una stazione di caricamento dei portamateriali degli apparecchi di t., da una stazione di scaricamento delle rocche tinte e di posizionamento nel cesto della centrifuga e da una stazione di scaricamento delle rocche centrifugate per il successivo inoltro all'essiccatoio.
Apparecchi con merce mobile e bagno non circolante. Appartengono a questa categoria il jigger, il foulard, la barca per tessuti in largo, la barca ad aspo per tessuti in corda (v. XXXIII, p. 871); un'innovazione costruttiva è invece rappresentata dalla barca ad aspo sotto pressione, di cui alla fig. 4.
Se il foulard in sé e per sé, a parte alcuni accorgimenti, non ha subito modifiche di rilievo, l'applicazione della t. con distribuzione del colorante per foulardaggio ha avuto invece un enorme sviluppo, essendo alla base di tutti i sistemi di t. in continuo. Pur essendo tendenzialmente abbandonato, in fig. 5 è rappresentato lo schema di un impianto per la t. in continuo del top, dove a rappresenta la rastrelliera di alimentazione, b il foulard per la distribuzione del colorante, c il vaporizzatore per il fissaggio del colorante sulla fibra, d le vasche di lavaggio e lisciatura, e l'essiccatoio, f il gruppo di raccolta del top in vasi.
Per quanto concerne la t. in continuo su tessuto, in fig. 6 è rappresentato un impianto thermosol per tessuti in poliestere, dove a indica il materiale non tinto, b e c, la vasca e i rulli d'impregnazione, d l'essiccatoio per rimuovere l'eccesso di umidità, e l'unità di termosolaggio per rendere plastiche le fibre e consentire così la solubilizzazione del colorante nelle fibre stesse.
Apparecchi con circolazione di bagno e merce. Rientrano in questa categoria le barche ad aspo ad alta temperatura con circolazione forzata del bagno (ulteriore evoluzione della barca sotto pressione), e soprattutto le macchine di t. ad alta temperatura a ugelli (i cosiddetti jet) per tessuti in corda e gli apparecchi denominati overflow.
I jet essenzialmente rappresentano un superamento della tradizionale barca, in quanto: a) si elimina l'aspo come elemento di trascinamento e di trasporto del tessuto, essendo questi compiti demandati a un sistema pompa-tubo di Venturi a ugelli che fanno circolare il bagno ad alta velocità in un canale guida, e il bagno trascina con sé il tessuto, con notevoli vantaggi qualitativi per minori sfregamenti e impossibilità di aggrovigliamenti; b) con la rapida circolazione del bagno si favorisce lo scambio di colorante con la merce attraverso una forte turbolenza; c) si migliora notevolmente il cosiddetto rapporto bagno (peso-merce/peso del mezzo liquido) con evidenti risparmi energetici e nella successiva depurazione delle acque reflue. I jet possono essere a riempimento parziale con ugelli sopra la superficie del bagno, a riempimento parziale con ugelli sotto la superficie del bagno, a riempimento totale. La fig. 7 riporta lo schema di un jet a riempimento parziale con ugelli sotto la superficie.
Nelle macchine overflow, infine, non si opera sotto pressione e non c'è iniezione di bagno contro il tessuto, che è trasportato da un aspo e per caduta spontanea insieme alla corrente liquida, con un rapporto bagno molto ridotto e con innegabili vantaggi di qualità in presenza di articoli molto delicati. In fig. 8 si riporta lo schema di un overflow per articoli serici, in cui a indica la tramoggia di trabocco (overflow) per il trascinamento del tessuto, b l'aspo e c lo scambiatore di calore per il riscaldamento del bagno. In fig. 9 è mostrato un impianto overflow per la tintura di tessuti delicati.
Al termine della sommaria descrizione del moderno macchinario di tintoria, meritano una menzione le cosiddette ''cucine colori'' automatiche. L'impianto comprende il sistema di dosatura automatico dei coloranti (o delle paste) e della soluzione, nonché i dispositivi per la miscelazione e omogeneizzazione dei componenti; integrata all'impianto è l'unità di software per la guida completamente automatica dell'intero processo; l'apparecchio dispone inoltre dell'interfaccia necessaria a un eventuale collegamento con un elaboratore centrale o con il computer dello spettrofotometro.
Dalla cucina colori l'immissione dei coloranti così preparati e degli ausiliari in ciascun apparecchio di t. è effettuata automaticamente a mezzo del programmatore di processo di cui ognuno è dotato, con controllo automatico di tutte le funzioni e della successione delle fasi; tale programmatore governa l'entrata nell'acqua, la velocità di salita della temperatura, l'introduzione della miscela di colorante già preparata e dei prodotti chimici, la regolazione e la durata del riscaldamento e del successivo raffreddamento, la circolazione del bagno con la frequenza dell'inversione del senso di marcia, il momento opportuno per effettuare la campionatura; rileva inoltre il consumo di energia e di acqua, il grado di sfruttamento dei singoli apparecchi, ecc. Più macchine di t. possono essere collegate a un'unità centrale, e questa a sua volta può essere interfacciata con il laboratorio.
Altre tecniche di tintura. - Circa le rimanenti tecniche di t. si dà qui di seguito un elenco, per brevi cenni, delle principali.
Tintura differenziata. S'intende la t. in bagno unico di mischie di fibre di diversa natura, oppure di fibre che, pur appartenendo alla stessa famiglia, hanno un'affinità tintoriale modificata a priori. In tal modo è possibile ottenere effetti differenti di tono o d'intensità della tinta. Tale tecnica si applica principalmente alle fibre poliammidiche, alle poliestere, e anche alla lana.
Space dyeing. Si tratta di una tecnica di t. a toni intervallati, effettuati per trattamento tintoriale dei filati in vari assetti o confezioni: impregnazione o spruzzatura a tratti su maglie successivamente disfatte, con caratteristico effetto sui filati utilizzati nel seguito per altri manufatti; spruzzatura a tratti su matasse; stampa su matasse; iniezione su rocche incrociate, ecc.
Tintura in solventi organici. Tecnica di t. con sostituzione del mezzo acquoso a opera di solventi organici. In genere si usano coloranti dispersi in solvente puro o con presenza di cosolventi. Il procedimento è dry-to-dry: la stoffa entra cioè asciutta all'inizio di una linea continua per uscirne asciutta dopo le operazioni di lavaggio, t. e finissaggio; nel caso di processo discontinuo si utilizzano macchine a tamburo analoghe a quelle usate per il lavaggio a secco. Sono necessari macchinari e coloranti speciali; è una tecnica che destò molto interesse negli anni Settanta, la cui evoluzione si è ormai praticamente arrestata.
Tintura in capo. È un sistema in rapido sviluppo, favorito dal diffondersi della maglieria esterna, soprattutto per l'abbigliamento femminile e in generale per il tempo libero. Il vantaggio di tale procedimento consiste, soprattutto, nella possibilità di confezionare il capo in greggio e, successivamente, di eseguire la t. a seconda delle esigenze che il mercato impone in rapporto ai gusti rapidamente mutevoli della moda. Abbandonate quasi del tutto le macchine con movimento del materiale realizzato da mezzi meccanici (ruote a pali o piccoli aspi), in quanto conducono alla formazione di bastonature specie in presenza di articoli delicati in filo testurizzato, i costruttori si sono indirizzati per lo più verso apparecchi sotto pressione nei quali il movimento del bagno, e quindi della merce intorno alla cosiddetta ''isola'' (costituita da un tubo o da diaframmi posti verticalmente nell'autoclave), è ottenuto tramite getti.
Bibl.: Bollettino Tessile Internazionale (Tintoria Stampa Finissaggio), pubbl. trimestrale, Zurigo 1975-95; Rapporto ITMA 75, a cura di F. Testore, Milano 1976; New Deal nel Meccanotessile (ITMA 79), a cura di F. Testore e M.G. Guzzinati, ivi 1980; Nel segno dell'ITMA 83, a cura di F. Testore e M.G. Guzzinati, ivi 1984; Quo Vadis Mecatronic ITMA 87?, a cura di F. Testore, M.G. Guzzinati, F. Viviani, ivi 1988; Cegarra, Puente, Valldeperas, Tintura delle materie tessili, Torino 1988.