USO DE COLORANTES NATURALES PARA EL TINTE DE ROPA INTERIOR DE ABRIGO DE USO MILITAR
J.H. Álvarez (1,2), J. L. Chaves (2), M. Fernández (1), F. Yonni (2), H.J. Fasoli (2,3) (1) INTI Textiles, (2)Escuela Superior Técnica “Manuel N. Savio” (FE, UNDEF), (3) Facultad de Ingeniería y Cs. Agrarias (UCA) jhoracio@inti.gob.ar
Introducción
La tecnología del teñido húmedo en la industria textil genera un volumen importante de efluentes que contienen restos de colorantes, que no se han fijado a la fibra (valor este que generalmente representa entre el 30 y el 40% del colorante utilizado), por lo que sus aguas residuales representan un problema ambiental grave. Los colorantes presentes en las aguas residuales incluyen generalmente una amplia variedad de compuestos cromóforos sintéticos, que suelen ser recalcitrantes a la degradación en las plantas de tratamiento bacteriologica. Por tal motivo en los últimos años numerosos trabajos se han centrado en determinar el uso de tintes naturales por contener estos grupos cromoforos amigables con el medio ambiente.
Objetivo
Definir una paleta cromática entre disitintos tipos de colorantes vegetales autóctonos para ser utilizados en el diseño gráfico de indumentaria accesoria a uniformes y equipos de combate militares mimetizados. El presente proyecto intenta sentar las bases de alternativas tecnológicas innovadoras de alcance Nacional que tiende a la preservación del mediambiente y potencian el uso de materia prima nativa propendiendo a fomentar el uso de recursos regionales con actividades de bienes y servicios ejecutadas en ambitos con mayor densidad tecnológica. El alcance del siguiente trabajo de gabinete cubre el diseño cromático de distintas tipos de telas para ser utilizados en la confección de ropa interior de abrigo de uso militar. Posteriormente se llevará a cabo su teñido con tintes naturales según las actuales características de composición de las telas de uso (IRAM INTI CIT G 7553/4) para miembros de las Fuerzas Armadas cuando operacionalmente se lo requiera.
Descripción
En un primer paso se realizo la extracción de los pigmentos vegetales de las siguientes especies seleccionadas:
* Cáscara de Granada
* Pasto * Resina de Algarrobo * Ximenia americana
Según la siguiente metodología:
Cáscara de granada:
La granada es el fruto de la especie vegetal granado (Punica granatum), pequeño árbol frutal caducifolio de la familia Lythraceae. Su corteza presentan un color rojo profundo a marrón cuando el fruto a alcanzado su maduración. Para la extracción de su pigmento colorante se realiza la molienda de su corteza a un tamaño de partícula de 3 a 4 mm. A la molienda obtenida se le agrego una mezcla de aguaetano (70:30). Al la solución obtenida una vez filtrada fue secada (con un rotavapor) para evitar la degradación del colorante. El colorante una vez seco y molido fue conservado en un frasco de vidrio hasta su posterior utilización.
Pasto: Se da el nombre de césped, grama, hierba o pasto (Brachypodium sp.) a una docena de especies de gramíneas de la familia Poaceae que crecen formando una cubierta densa. Generalmente se la utiliza como plantas ornamentales en jardines o como terreno para la práctica de diversos deportes y actividades recreativas.
En nuestro trabajo se utilizo pasto recién
cortado (diferentes especies, del jardín del INTI
). Se realizo una reducción de su tamaño con el
uso de una licuadora de uso domestico. El
líquido obtenido fue filtrado a través de una
gasa. Al extracto líquido obtenido se le agrego
sulfato de cobre (en una proporción de
1mg/mL) y se lo guardo en frasco de vidrio para
su posterior uso.
.
Resina de Algarrobo: El algarrobo (Prosopis alba) es una especie arbolea leguminosa de la familia Mimosaceae cuyo tamaño medio se encuentra entre 9 y 12 m en altura (y aproximadamente 1 m de diámetro). Su corteza es fina, de color pardo
grisáceo y de madera veteada, con propiedades tánicas. Para la extracción de su pigmento colorante se realizo la molienda de la corteza seca con el objeto de facilitar la disolución de las sustancias colorante. Posteriormente los pigmentos tánicos fueron extraídos por agregado de agua a 60oC y mantenido en plancha eléctrica a temperatura constante durante un lapso de 1 hora. A la solución obtenida se la tamiza en malla 150 y posteriormente se seca en estufa a 50oC con circulación de aire. El sólido obtenido se estabiliza en alcohol al 20% m/v y se guarda en frasco de vidrio para su posterior uso.
Ximenia americana: El albaricoque (Ximenia americana L.) también denominado regionalmente como Palo Pata es un arbusto de raíz tintórea de la familia de las Ximeniaceae que suele alcanzar los 5 m de altura. Para la extracción de las sustancias cromóforas se realiza una molienda de la raiz seca a un tamaño de partícula de 3 a 4 mm; se agrega luego una mezcla de agua-etanol (70:30). Se deja estacionar durante 30 min aproximadamente y luego se filtra. Se seca y el colorante resultante se guarda en frasco de vidrio.
Fibras Textiles Tejidos: Se realizaron ensayos con los siguientes Tejidos:
Tejido Rip-stop Algodón Poliéster (Algodón 40,75 % - Poliéster 59,25 %) Tejido Rip-stop Algodón 100 % Tejido de Punto (Algodón 100 %)
N°
Prendas
01 Camisola de Combate mimetizada
02 Pantalón de Combate mimetizada
03 Camiseta remera
04 Medias de Algodón
Tabla 1:Composici[on de las prendas del uniforme militar a teñir
Los ensayos de los respectivos tejidos se detallan a continuación:
Tejido Rip-Stop Algodón Poliéster Peso: 226 g/m2 Espesor: 0.6 mm Ligamento: Tafetán efecto Rip Stop Densidad: 40 hilos/cm - 25 pasadas/cm Cuadro: 7 mm longitudinal x 6.5 mm transversal Hilos del cuadro: 22 hilos de urdimbre x 14
hilos de trama Cordones: formados por 3 hilos en ambos sentidos Hilos: Urdimbre: Retorcidos de dos cabos Trama: Hilados de un cabo
Tejido Rip-Stop Algodón 100% Peso: 233 g/m2 Espesor: 0.7 mm Ligamento: Tafetán efecto Rip Stop Densidad: 38 hilos/cm - 23 pasadas/cm Cuadro: 7 mm longitudinal x 6.5 mm transversal Hilos del cuadro: 22 hilos de urdimbre x 14 hilos de trama Cordones: formados por 3 hilos en ambos sentidos Hilos: Urdimbre: Retorcidos de dos cabos Trama: Hilados de un cabo
Tejido de Punto Peso: 212 g/m2 Espesor: 0.6 mm Ligamento: Jersey Densidad: 15 columnas/cm - 21 pasadas/cm Hilos: Hilados de un cabo
Tratamientos previos al teñido: Los tejidos fueron sometidos a un descrude para eliminar impurezas (como ser posibles restos de aceites, ceras, grasas, etc) y aumentar su hidrofilidad para absorber los colorantes. El descrude se logra sumergiendo la fibra (1 kg de tejidos en 20 litros de agua) con una solución de Hidróxido de sodio (2 g/l) y detergente no iónico (1 g/l). Se permite que la solución alcalina permanezca en la fibra a temperaturas elevadas (se calienta a 90ºC y se mantiene a esta temperatura) para acelerar las reacciones químicas. Durante este tiempo, se saponifican los aceites y ceras naturales (se convierten en jabones), se suaviza el material vegetal, se suspenden las pectinas y otros materiales no celulósicos. Después de un tiempo predeterminado (45 minutos con agitación constante) para permitir un descrude completo, se enjuaga varias veces con agua caliente, hasta eliminar alcalinidad. Finalmente se centrifuga y seca en secadora de tambor.
Teñido Los extractos de los colorantes ensayados fueron evaluados en su comportamiento tintóreo sobre tejidos planos de Algodón 100%, Algodón –Poliéster y tejido de punto de Algodón 100% , sin agregado de mordientes y con agregado de ellos, seleccionando entre los posibles aquéllos de menor impacto ambiental y menor toxicidad.
Figura 1: Primeros resultados obtenidos
En los casos de colorante seco se usó una concentración de 5 % de colorante sobre masa de tejido. La solución con colorante para teñido se prepara disolviendo el mismo en agua y ajustando el pH a 10-11 con carbonato (o hidróxido alcalino o lejía obtenida de cenizas), se agrega luego cloruro de sodio al 5%. Se calienta la solución y al alcanzar el baño una temperatura de 40ºC se coloca la muestra textil (en relación 1kg de tela por cada 20 l de agua) y se calienta hasta ebullición dejando la prenda a esa temperatura durante 30 minutos, se mantiene en estas condiciones por 30 minutos más. Se enfría luego el sistema a 40ºC y se enjuaga con agua hasta que el tejido no desprenda más colorante. Se secan las probetas a temperatura ambiente y fuera del alcance de la luz directa. Para darle solidez a la tela frente al lavado y que no se destiña se realiza un nuevo baño con un agente fijador del color (Mordientes) sulfato de cobre, acetato de cobre, alumbre de potasio, sulfato de alumínio, sulfato ferroso, sulfato férrico, o por agotamiento, donde las fuerzas de afinidad entre colorante y fibra hace que el colorante pase del baño a la fibra hasta saturarla y quedar fijada en él.
Resultados
Se efectuaron ensayos de solidez al lavado a 40ºC, solidez al sudor y solidez al frote. En todos los casos se obtuvieron índices de solidez buenos a muy buenos:
* Solidez al lavado 4 (Escala 1 a 5, 1 es el peor, 5 es el mejor), * Solidez al frote 4-5 en seco y 4 en húmedo (Escala 1 a 5, 1 es el peor, 5 es el mejor), * Solidez al sudor básico 4 y sudor ácido 4 (Escala 1 a 5, 1 es el peor, 5 es el mejor), * Solidez luz . 4 (Escala 1 a 8, 1 es el peor, 8 es el máximo o mejor).
Las distintas fibras textiles ensayadas con los tintes vegetales enumerados fueron posteriormente utilizadas para la confección de remeras.
Conclusiones
Los trabajos realizados permitieron al grupo de investigadores profundizar sus conocimientos en temas de importancia para el Ejército y, en particular, de incumbencia del arma de intendencia. Los resultados obtenidos permiten inferir que es posible avanzar en la confección nacional de uniformes de combate con diseños creados a partir del uso de tintes vegetales autóctonos. No obstante, el tratamiento profundo del tema no se agota con este trabajo ya que, por ejemplo, se podría estudiar el posible uso de otros vegetales y analizar las posibles características antibacterianas del tejido teñido obtenido; en la bibliografía hay referencias sobre el empleo de extractos vegetales en productos como cremas cosméticas, por lo que sería interesante estudiar la posibilidad de extender la posible aplicación antibacteriana de colorantes a tejidos de uso militar. Proteccion UV y propiedades antimicrobiana.
Bibliografía
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