CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente patente de invenção tem como objetivo principal a preservação/proteção da técnica de tingir artigos de 100% Algodão(CO) e misturas com Poliéster(PES), Poliamida(PA) e Elastano (poliuretano ou spandex)(PUE), utilizando o sistema de impregnação, secagem e fixação do corante à temperatura especifica, com lavagem do artigo em máquina de lavar ou em máquinas tipo Flow, , sem adição de eletrólitos, aplicando nano partículas contendo corantes, destinada ao campo da indústria química, em especial aqueles definido por tinturaria e estamparia.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO E TÉCNICA ANTERIOR

[002] Primeiramente, cumpre dissertar algumas considerações acerca do processo de tingimento ligado à tinturaria e estamparia.

[003] Sabidamente, a indústria têxtil é frequentemente considerada uma das mais poluentes do mundo, responsável por 20% da poluição da água. Um quarto das substâncias químicas produzidas no mundo vai para a indústria têxtil.

[004] As características da matéria-prima têxtil, podem ser naturais, sintéticas ou artificiais abaixo esquematizadas, são combinadas usando energia (humana, elétrica), água e ar para criar um novo produto, ou seja, o produto têxtil desejado. Essa combinação também resulta em alguns resíduos, na forma de calor e nas emissões de ar e gás, água e sólidos ou lixo inutilizáveis que são alterados ou carregados para aterros sanitários, conforme mostra na Figura 1 .

[005] A tintura de tecidos é uma arte que começou há milhares de anos e a disponibilidade comercial de corantes é enorme. A tecnologia moderna no tingimento consiste de diversas etapas que são escolhidas de acordo com a natureza da fibra têxtil, características estruturais, classificação e disponibilidade do corante para aplicação, propriedades de fixação compatíveis com o destino do material a ser tingido, considerações econômicas e muitas outras.

[006] Os artigos têxteis devem ser cuidadosamente preparados antes de iniciar o tingimento, passando por um processo inicial chamado de preparação ou pré- tratamento, que tem como objetivo eliminar todas as impurezas do substrato (tecido), tais como as ceras, as pectinas naturais, os óleos lubrificantes, as parafinas, as gomas etc. Estas impurezas podem ser tanto naturais como artificiais e, estas últimas são adicionadas aos fios de tecido quando este sofre o processo de tecimento na tecelagem.

[007] Os tecidos chegam à tinturaria em cru, onde são submetidos, tanto, a processos químicos como físicos dependo do tipo de fibra e tipo de produto final que se quer ter.

[008] O processo de tingimento consiste em quatro etapas : Migração, onde ocorre o movimento do corante de uma solução aquosa para um substrato ; difusão onde ocorre à disposição do corante para cobrir a superfície do substrato

; penetração onde as moléculas entram em contato com a fibra, alcançado em altas temperaturas, podendo variar entre 50 e 90 ^s C e, fixação, que ocorre quando são formadas interações químicas entre as moléculas do corante e as do substrato , que é ancorado, resultando na coloração do referido substrato.

[009] O procedimento completo para o beneficiamento do tecido consiste em processo de tingimento em três etapas principais: Preparação, onde as impurezas são removidas dos tecidos para prepará-las para o tingimento. É realizada limpando com substâncias alcalinas e detergentes ou aplicando enzimas. Muitos tecidos passam por um processo de branqueamento por peróxido de hidrogênio para remover sua cor natural. Os tecidos podem ser vendidos in natura (crú, branco ou não tingido) (Xicota E., 2015); tingimento, que consiste na aplicação de cores em tecidos usando diferentes tipos de corante e geralmente em altas temperaturas e pressões. Não há corante que tinja todas as fibras, nem qualquer fibra que possa ser tingida por todos os corantes conhecidos. Neste processo, além dos corantes, ácidos, detergentes, eletrólitos, niveladores, agentes promotores, emulsificantes, amaciadores, de modo que seja alcançada uma profundidade uniforme de cores e fixação de cores. Tudo depende do uso final que você deseja dar aos tecidos e, por último, a finalização, onde são adicionados componentes químicos que buscam melhorar a qualidade do tecido, dependendo de seu destino. Os processos são avaliados, por exemplo, por pressão do tecido, resistência à água, amaciante, proteção antiestática, resistência aos diversos ambientes, resistência a manchas e proteção microbiana e fungicida, dentre outros.

[010] Os processos de tingimento de tecido consistem em três grupos: processo descontínuo ou por bateladas, processo semi-contínuo e processo contínuo.

[011] O processo descontínuo ou por bateladas, é indicado para lotes com metragens menores, ou pouca produção. Na mesma máquina podem ser feitos todos os processos de preparação, alvejamento, tingimento e lavagem. Pode ser com o tecido em corda ou aberto, dependendo da máquina usada, sendo as mais comuns do tipo: Barca, Jet, Flow ou Jigger. Neste processo, o sal tem efeito de esgotamento porque os íons dos corantes, diminuindo a solubilidade dos corantes, estes fixar-se-ão em maior quantidade e com maior rapidez na fibra. Portanto o eletrólito será um auxiliar migratório do corante e, aumentado a sua afinidade e substantividade pela fibra celulósica. A substantividade pode ser descrita como uma medida da extensão da atração entre o corante e a fibra, da qual resulta a adsorção do primeiro na superfície do segundo.

[012] Quando a fibra é colocada na solução de tingimento, as moléculas de corante transferem-se da solução para a fibra, resultando numa diminuição da concentração de corante no banho, fruto da sua substantividade para o substrato. As moléculas de corante dissolvidas na solução aquosa podem mover-se através dos canais, poros ou capilares existentes nas regiões não cristalinas das fibras e serem posteriormente adsorvidas na sua superfície interna. Existem dois tipos de fenómenos de adsorção, adsorção física e adsorção química.

[013] No processo semi-contínuo, também conhecido como “ pad-batch" , obtém- se a impregnação do tecido com banho de tingimento realizado por Foulard onde, ao final do processo, o tecido fica em repouso por algumas horas para a reação do corante e posterior lavagem. O processo semi-contínuo difere do anterior, descontínuo ou por bateladas, pois o sal tem ação retentive e igualadora, pois o esgotamento se processará mais lentamente e uniformemente. Pode-se usar também como eletrólito o Na2SO4, possuindo o mesmo efeito do sal comum, com a desvantagem de um custo mais elevado. Não ocorre ação retentive sobre fibra celulósica com corantes reativos e, somente, ocorre este fenômeno quando tingimos fibras acrílicas (carácter aniônica) com corantes básicos ( carácter catiônicos + ), onde o cloreto de sódio ou sulfato de sódio ( caráter aniônico -) competem com a fibra acrílica.

[014] No processo contínuo, indicado para produções e lotes com maior metragem, a reação do corante com a fibra é acelerada com a adição de vapor ou temperatura. Com isso o tecido pronto para tingir entra na máquina e sai tingido e lavado. Os processos mais comuns são “ pad-steam” , com vaporizador, para tecidos de algodão e, “pad-dr , com circulação de ar-quente (hot-flow), para tecidos sintéticos.

[015] Durante o processo de tingimento três etapas são consideradas importantes: a montagem, a fixação e o tratamento final. A fixação do corante à fibra é feita através de reações químicas, da simples insolubilização do corante ou de derivados gerados e ocorre usualmente em diferentes etapas durante a fase de montagem e fixação. Em suma, ocorre uma modificação físico-química do substrato, de forma que a luz refletida provoque uma percepção de cor. Os produtos que provocam estas modificações são denominados matérias corantes. [016] De acordo com o resumo do BREF, 2018, documentos de referência “BAT” que reúnem todas as informações relacionadas às melhores técnicas disponíveis para prevenção e controle da contaminação ambiental pelas indústrias europeias, o principal problema ambiental do setor têxtil está nas águas residuais que gera e na carga química que contém. Outros problemas importantes são o consumo de água, as emissões atmosféricas, os resíduos sólidos e os maus odores, que podem ser muito irritantes em certos tratamentos. [017] Uma grande porcentagem da carga total de emissão das atividades da indústria têxtil é atribuível a substâncias que já estão na matéria-prima antes de entrar no processo de acabamento (por exemplo, impurezas e materiais relacionados para fibras naturais, agentes de preparação, lubrificantes, agentes de engomagem). Todas essas substâncias são geralmente removidas da fibra durante o processo de tratamento antes da coloração e acabamento.

[018] A eliminação de produtos auxiliares, como lubrificantes de fiação, óleos de malharia e agentes de preparação por meio de tratamento úmido, pode gerar descargas, não apenas de substâncias orgânicas pouco biodegradáveis, como óleos minerais, mas também de compostos perigosos, como hidrocarbonetos poliaromáticos, alquilfenol etoxilatos (APEO) e biocidas.

[019] Os processos de lavagem são consumidores de água e energia. A carga poluente da água de lavagem está relacionada aos poluentes transportados pelo fluxo de água (por exemplo, impurezas removidas do tecido, produtos químicos de processos anteriores, detergentes e outros auxiliares no processo de lavagem).

[020] A água é um recurso indispensável na indústria têxtil. O consumo de água começa com a produção de matérias-primas naturais, de origem animal ou vegetal. No caso do algodão, a fibra natural mais amplamente utilizada, diferentes estudos estimam que entre 5.000 e 10.000 litros de água são necessários para a produção de 1 kg de fibra. Outros estudos afirmam que 2,6% do consumo mundial de água é destinado ao cultivo de algodão. (Associação Espanhola de Químicos e Coloristas, 2019)

[021] Mas é nos processos subsequentes de tingimento e acabamento que o consumo de água aumenta dramaticamente. Estima-se que são necessários 2.900 litros de água para produzir uma camiseta. Para produzir jeans, a quantidade é ainda maior e pode subir até 5.000 litros. Segundo dados do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente, fazer um brim requer 7.500 litros de água, o que saciaria a sede de uma pessoa por sete anos. Além disso, são emitidos 33,4 kg de equivalente de carbono durante todo o processo (desde a produção do algodão até o transporte até a loja). (Banco Mundial, 2019)

[022] As águas residuais da indústria têxtil são consideradas um dos setores mais poluentes da indústria, considerando o grande volume e composição dos efluentes. 65% da produção têxtil mundial ocorre na China e, de acordo com o Instituto de Assuntos Públicos e Ambientais (IPE), a indústria têxtil despeja 2,5 bilhões de litros de água em seus rios. Grande parte contaminada.

[023] Cerca de 200.000 toneladas desses corantes são perdidas nos corpos d'água a cada ano, devido à ineficiência dos processos de tingimento e acabamento. Presume-se que a perda de corantes durante o processo de tingimento esteja em torno de 10% a 15% e muitos desses corantes escapam dos processos convencionais de tratamento de água, persistindo no ambiente. (Xicota, 2015)

[024] A água de lavagem do processo de preparação dos tecidos de algodão e de mistura de algodão pode conter 70% da carga total de DQO(Demanda Química de Oxigênio) transportada pelo efluente final. O fator de emissão pode muito bem estar na ordem de 95 g de DQO / kg de tecido, com concentrações de DQO geralmente superiores a 20.000 mg de DQO / 1.

[025] O tingimento de fibras de algodão, requer uma análise mais aprofundada quanto aos elementos auxiliares necessários ao processo e suas características, como se pode melhor compreender na tabela abaixo (Fonte: (Morales, 2014):

026] Com base na tabela a seguir, podemos melhor compreender os materiais auxiliares no processo de tingimento de fibras de algodão de acordo com o tipo de corantes: pigmentos e corantes.), A maioria das emissões geradas pelo processo de tingimento é aquosa. Os poluentes na água podem se originar dos próprios corantes (como toxicidade aquática, metais ou cor), nos produtos auxiliares contidos na formulação do corante (como agentes dispersantes ou antiespuma) e auxiliares básicos que são usados em processos de tingimento (como álcalis, sais, agentes redutores e oxidantes) e nos contaminantes residuais presentes na fibra (como resíduos de pesticidas em lã ou acabamentos em fibras sintéticas).

[028] Os níveis de emissão e consumo estão intimamente relacionados ao tipo de fibra, sua composição, a técnica de tingimento e as máquinas utilizadas. No tingimento descontínuo, os níveis de concentração sofrem variações notáveis ao longo do processo. Como regra geral, os maiores níveis de concentração são encontrados nos banhos de tingimento utilizados (é comum encontrar valores muito superiores a 5.000 mg de DQO/L.

[029] A contribuição dos auxiliares de tingimento (por exemplo, agentes de dispersão e igualização) com altos índices de DQO é especialmente notável no tingimento com corantes à tina ou corantes dispersos. Operações como ensaboar, redução após o tratamento e amaciante também estão relacionadas a altos valores de DQO. As concentrações presentes nos banhos de lavagem são entre 10 e 100 vezes menores do que no banho de corante usado e o consumo de água é 2 a 5 vezes maior do que no próprio processo de tingimento.

[030] No tingimento contínuo e semi-contínuo, o consumo de água é menor do que nos processos de tingimento descontínuo, mas a descarga de banhos de corante residual altamente concentrados pode transportar uma carga contaminante mais alta se o material for processado em pequenas séries (o DQO atribuível a corantes podem ser da ordem de 2-200 g / 1). [031] A técnica de Foulardagem ainda é a mais utilizada. A quantidade de banho contida no tanque de impregnação, pode variar de 10 a 15 litros em modelos modernos e até 100 litros em modelos convencionais. A quantidade residual no tanque de preparação pode atingir 150-200 litros, embora possa ser reduzida para apenas alguns litros sob condições de controle otimizadas. A quantidade total de banhos, residuais, aumenta com o número de lotes diários.

[032] Todos esses procedimentos envolvem o consumo de combustíveis à base de petróleo, a liberação de gases como sulfeto de hidrogênio, metano e vários outros óxidos na atmosfera, o volume de material sólido que sobrecarrega os aterros e o ambiente é cada vez mais insuportável.

[033] As fontes comuns de emissão nos processos de estampagem são os resíduos de pasta de estampagem, a água residual das operações de lavagem e limpeza e os compostos orgânicos voláteis da secagem e fixação.

[034] As pastas de estampagem contêm substâncias com alto potencial de emissão atmosférica (como, por exemplo, amónia, formaldeído, metanol e outros álcoois, ésteres, hidrocarbonetos alifáticos ou monômeros, como acrilatos, acetato de vinil, estirenos, acronitrilos).

[035] A energia, em qualquer uma de suas formas, é um dos recursos necessários para a produção de têxteis e desempenha papel fundamental como instrumento para alcançar os objetivos de crescimento econômico, além de desempenhar um papel muito importante nesse setor, por ser uma intensa indústria de consumo de energia devido à complexidade de seus processos. (Raga, A. M. (2015). Caracterización Energética Sector Têxtil . Bogotá, Colombia). [036] O panorama mundial mostra que os processos de tingimentos seguem com expressivo avanço tecnológico, uma vez que essa nova tecnologia permite reduzir o uso de água, corantes, energia, vapor, produtos químicos e tempos de processo e talvez seja a área da indústria com maior potencial poupança.

[037] A Organização das Nações Unidas para o Desenvolvimento Industrial (ONUDI) estima que o percentual de consumo de eletricidade e de energia térmica na produção têxtil é de 93% para fiação, 85% para estruturação de tecidos, 43% para o processo úmido e 65% para o processo de fabricação de roupas.

[038] Em geral, a energia na indústria têxtil é usada principalmente nas formas de: eletricidade, como fonte de energia comum de máquinas, sistemas de controle de temperatura e refrigeração, iluminação, equipamentos de escritório, etc.; óleo como combustível para caldeiras geradoras de vapor; gás de petróleo liquefeito; carvão; e gás.

[039] De acordo com o relatório 2019 da Energy Information Administration (EIA), o crescimento da produção industrial excede o consumo de energia devido ao aumento da eficiência energética industrial e ao maior crescimento da produção industrial com uso intensivo de energia nas principais regiões, especialmente nos países não energéticos pertencentes à OCDE. (Energy Information Administration (EIA), 2019).

[040] O gráfico abaixo (Fonte: Energy Information Administration (EIA), 2019) apresenta os dados sobre o consumo de energia industrial e os países não pertencentes à OCDE consomem coletivamente mais energia no setor industrial do que os países da OCDE, e seu crescimento no consumo de energia é aproximadamente dobrar a taxa do que nos países da OCDE através da projeção do período.

[041] No Brasil, o consumo de energia pela indústria têxtil, no período de 1970 à 2018, pode ser mais bem avaliado pelos gráficos das Figuras 2 e 3 (Fonte: Ministério de minería y energia, 2018).

[042] O meio ambiente clama por processos têxteis sustentáveis que minimizem a contaminação do ar, água e solo; que otimize recursos de energia, água, tempo e produtos químicos e garanta a segurança do trabalhador e do consumidor.

[043] Mais de dez mil tipos diferentes de pigmentos sintéticos e corantes são usados em diferentes indústrias, como têxteis, papel, cosméticos e farmacêuticos, entre outros. Muitas atividades industriais liberam grandes quantidades de efluentes contaminados com corantes no meio ambiente. (Adriana Cortazar, C. C. (10 de Julho de 2017)- Poluição gerada por corantes da indústria têxtil).

[044] O uso de sal, seja cloreto de sódio ou sulfato de sódio em grandes quantidades é essencial em tingimentos por processo de esgotamento. É muito importante que este composto esteja livre de resíduos alcalinos, uma vez que caso tal não aconteça poderá conduzir à hidrólise ou fixação prematura do corante. As impurezas que mais podem afetar a reprodutibilidade e o rendimento do processo são os metais alcalino-terrosos cálcio e magnésio, assim como os elementos de transição cobre e ferro.

[045] No tingimento por esgotamento, o corante está completa ou parcialmente dissolvido no banho de tingimento, encontrando-se o substrato em contacto com a solução durante todo o processo. O transporte do corante para a superfície da fibra é potenciado pelo movimento do banho e/ou do substrato a ser tingido. Neste tipo de processo são normalmente usadas soluções diluídas de corante, cujas razões de banho podem variar entre 1 :5 e 1 :20, sendo o corante inicialmente adsorvido pela superfície da fibra e difundindo posteriormente para o seu interior. A maior parte dos tingimentos por esgotamento envolve a aplicação de gradientes de temperatura, iniciando-se o processo a uma temperatura, próxima, da ambiente, a qual aumenta lentamente até à temperatura final de tingimento, dependendo esta do tipo de corante aplicado. As receitas do tingimento por esgotamento incluem a utilização de alguns agentes auxiliares, em conjunto com o corante, os quais são introduzidos em primeiro lugar no banho de tingimento que contém o substrato, de forma a permitir a sua, uniforme, distribuição na solução de tingimento e no substrato. Os corantes são introduzidos posteriormente no banho e de novo este deve circular antes de iniciar a subida de temperatura, de forma a obter uma uniformização da sua distribuição no substrato.

[046] Os corantes reativos são substâncias de estruturas orgânicas insaturadas e solúveis em água que são comercialmente preparadas para ter um ou dois átomos de cloro que reagem com a celulose para formar ligações covalentes com os grupos nucleofílicos da fibra. (Penafiel, 2011 ).

[047] São sintetizados usando um grupo cromóforo azo ou antraquinônico e têm pontos de ancoragem reativos na molécula que, na presença de álcalis, formam uma ligação covalente com a celulose. Os grupos reativos no corante reagem com os grupos hidroxila na celulose. As fibras de algodão são seu principal uso, embora tenham sido usadas com sucesso em fibras de poliamida e lã. (Portales,

2014).

[048] Os corantes reativos podem ser aplicados à fibra de algodão, sob qualquer forma, e praticamente em qualquer tipo de equipamento. São materiais corantes que, além de absorvidos pela fibra, são capazes de formar ligações covalentes com a celulose a um pH alcalino e a temperaturas moderadas entre 20 ° C e 90 ° C.

[049] Devido à sua forte ancoragem à fibra, possuem excelentes solidez. As cores são muito brilhantes e possuem uma extensa listagem de cores. O tipo de grupo reativo presente na molécula determina muitas de suas propriedades e características de aplicação, como a temperatura, que por sua vez é uma função da reatividade química. Assim, temos corantes de alta reatividade que são usados em baixas temperaturas e baixa reatividade em temperaturas mais altas.

[050] Esses corantes fazem parte da família que mais teve desenvolvimento e pesquisa desde seu surgimento em 1956 e atualmente são conhecidas várias subfamílias bem definidas. Na Figura 5, vê-se uma estrutura de um corante reativo, onde pode-se identificar o grupo solubilizante, a molécula cromófora, o grupo ponte e o grupo reativo formado.

[051] Os corantes reativos têm como propriedades intrínsecas a reatividade, a substantividade e o poder de difusão.

[052] A reatividade determina a fixação dos corantes e indica a quantidade de corante que reage em meio alcalino, permitindo o cálculo da quantidade de corante hidrolisado em uma tintura. (Portales, 2014). De acordo com a reatividade, os corantes reativos são classificados em três tipos, sendo eles: • Corantes reativos normais: produz até 50%, coloração em temperaturas de 75 a 90 ° C;

• Corantes reativos altamente reativos: produz ou reage até 75%;

[053] Corantes reativos com reatividade muito alta: produz entre 92 a 94% de fixação a temperaturas entre 45 e 60 ° C, além de servir para tingir em sistemas de tingimento semicontínuos e contínuos.

[054] Quanto a substantividade, os corantes reativos têm uma substantividade pobre, exigindo grandes quantidades de sal para a exaustão.

[055] Por fim, os corantes altamente reativos têm um alto poder de difusão em comparação com corantes normais que têm um poder de difusão limitado.

[056] Os grupos reativos são responsáveis pela ligação da molécula do corante à celulose e podem reagir segundo dois diferentes tipos de mecanismos:

• A reação de substituição nucleofílica entre um corante reativo com um grupo reativo à base de triazina e a celulose em pH alcalino;

• A reação de adição nucleofílica entre corantes com grupos reativos vinilsufónicos e a celulose.

[057] Os corantes reativos são uma classe de substâncias orgânicas altamente coloridas, usadas principalmente para tecidos estampados e tingidos, que aderem aos substratos por uma reação química que forma uma ligação covalente entre a molécula do corante e a molécula da fibra. (Dyeing Mechanism, 2013). O corante torna-se assim uma parte da fibra.

[058] Para uma melhor compreensão dessas estruturas que conformam os corantes reativos, ilustramos alguns exemplos (Fonte: AE Ghaly, 2014), onde, na

Figura 5 ve-se a estrutura dos corantes reativos:

• A estrutura, na Figura 7, apresenta o corante Procion MX;

• O corante Cibacron F e sua estrutura são ilustrados na Figura 8;

• O corante Sabracron F e sua estrutura são vistos na Figura 9;

• O corante Drimarene K e sua estrutura são representados na Figura 10;

• A estrutura da Figura 11 representa o corante Remazol. [059] Posto isto, o documento de patente n° BR 10 2018 016867 3, deste mesmo requerente, intitulado NANO PARTÍCULAS CONTENDO CORANTES e PROCESSO DE IMOBILIZAÇÃO DE PARTÍCULAS DE CORANTES EM NANO PARTÍCULAS, solucionava o encapsulamento para aumentar a eficiência das nano sílicas, dispensando polímeros e, em síntese, apresenta corante do tipo reativo, dissolvido com adição de água aquecida, bactericida, sendo cisalhado em misturador tipo disco Cowles, com pH controlado com ácido cítrico e adição de nano partículas de sílica, do tipo amorfa, adsorvendo e imobilizando as partículas de corante, em processo por adsorção físico elétrica, a partir do corante, completamente diluído em sistema aquoso, elevando-se a temperatura da água numa faixa entre 40 e 65°C, por uma faixa de tempo que compreende entre 5 e 20 minutos, ocorrendo a diluição e a dispersão do corante durante 30minutos, à velocidade periférica entre 18 a 25 m/s, para gerar o cisalhamento, usando misturador tipo disco Cowles; com o corante completamente disperso e diluído, são adicionados, vagarosamente, as nano partículas de sílica e uso de ácido cítrico para manter o pH levemente ácido; compreende sequência, baixando e mantendo a temperatura entre 50 e 40oC e agitação por 120 minutos e análise comparativa em espectrofotômetro do produto estampado, em relação a amostra padrão.

[060] Os processos atuais de tingimento, como antes pormenorizado e notório, implica em grande consumo de água, energia e tempo, que impactam, além do principal que é o meio ambiente, também no setor financeiro de todo o processo e produto final. Sabidamente, convencionalmente, o processo faz uso de Rama (equipamento de aquecimento), onde procede-se a fixação dos corantes reativos por termofixação que compreende uma faixa entre 170 a 180°C. a Rama, conformada por campos, é utilizada para polimerizar as resinas, estabilizando dimensionalmente os tecidos de fibras sintéticas, utilizando todos os (10) campos. [061] O processo que ora se propõem na presente patente, combinado com a patente n° BR 10 2018 016867 3, reduzirá todos esses elementos, significativamente. Esse é um problema atual e para o qual há pouca informação no momento.

[062] Tem como objetivo principal a preservação/proteção da técnica de tingir artigos de 100% Algodão(CO) e misturas com Poliéster(PES), Poliamida(PA) e

Elastano (poliuretano ou spandex)(PUE), utilizando o sistema de impregnação, secagem e fixação do corante à temperatura especifica, com lavagem do artigo em máquina de lavar ou em máquinas tipo Flow, , sem adição de eletrólitos, aplicando nano partículas contendo corantes, destinada ao campo da indústria química, em especial aqueles definido por tinturaria e estamparia.

[063] Com o processo presente, combinado com nano partículas contendo corantes propõe uma alternativa nos processos de tingimento no uso da indústria têxtil, porque os corantes são de maior custo e contaminação dentro da indústria têxtil, calculado em aproximadamente 70% da produção total (AE Ghaly, 2014).

No campo econômico, será benéfico porque, ao usar nano partículas contendo corantes, o consumo de energia é reduzido o tempo obtém resultados muito bons em solidez à abrasão úmida e seca, tons brilhantes e cores intensas. Além disso, as tinturas podem ser lavadas na máquina com uma caixa, da mesma forma que é um processo muito simples e eficiente. Como se trabalha com temperaturas reduzidas, até 105 ^s C, dispensa a pré-secagem, tendo uma temperatura ideal que compreende uma faixa entre 90 e 100°C, para uma secagem mais uniforme e obter-se uma boa qualidade de igualização e finaliza com a secagem (F), ainda na Rama, em temperatura que compreende uma faixa entre 140 a 150 ^s C.

[064] No campo social e ambiental, a proposta do processo combinado com nano contendo corantes é um novo modelo em processos sustentáveis, uma classe de corantes eficazes para reduzir as emissões de gases e reduzir o uso de água, incluindo resíduos sólidos em efluentes, onde oferece-se à sociedade artigos têxteis mais ecológicos, considerando que é necessário que o brasil e o mundo implementem um corante favorável ao meio ambiente, diminuindo o consumo de água, que é um dos recursos mais importantes da sociedade.

[065] Pesquisas, testes e desenvolvimento maciços, foram empregados no presente dispositivo, ora intitulado PROCESSO TINTORIAL SOBRE FIBRAS CELULÓSICAS COM CORANTES, SEM ADIÇÃO DE ELETRÓLITOS (SULFATO DE SÓDIO E/OU CLORETO DE SÓDIO), EM SISTEMA DE IMPREGNAÇÃO, COM FIXAÇÃO EM TEMPERATURA REDUZIDA e que, sintetizadamente, tem-se como premissa maior para o presente processo, desenvolver um modelo ambiental sustentável através do processo com nano contendo corantes para reduzir indicadores de energia no processo de tingimento na produção têxtil para beneficiar o ambiente local e globalmente.

[066] O processo consiste nas seguintes etapas de preparação dos tecidos e equipamentos, com a preparação dos banhos (dos corantes e, paralelamente, do banho químico), Foulard de tingimento, caixa de lavagem, caixa de acabamento e rama (equipamento de aquecimento), culminando no tingimento, após todos os equipamentos definidos e pontuados.

FIGURAS QUE ILUSTRAM O OBJETO DE PEDIDO DE PATENTE

[067] A seguir o objeto desta solicitação de patente será detalhado em seus pormenores, onde:

[068] A figura 1 ilustra um diagrama de processo de preparo de um produto têxtil;

[069] A figura 2 ilustra um gráfico de consumo de energia pela indústria têxtil internacionalmente;

[070] A figura 3 ilustra um gráfico de consumo de energia pela indústria têxtil no Brasil;

[071] A figura 4 apresenta um diagrama, em blocos, do processo pretendido;

[072] A Figura 5 apresenta um diagrama, em blocos, de uma estrutura de um corante reativo, onde pode-se identificar o grupo solubilizante, a molécula cromófora, o grupo ponte e o grupo reativo formado;

[073] A figura 6 ilustra uma estrutura de corante reativo;

[074] As figuras 6 a 11 ilustram estruturas de corantes conhecidos, Procion MX, Cibacron F, Sabracron F, Drimarene K e o corante Remazol. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[075] O PROCESSO TINTORIAL SOBRE FIBRAS CELULÓSICAS COM CORANTES, SEM ADIÇÃO DE ELETRÓLITOS (SULFATO DE SÓDIO E/OU CLORETO DE SÓDIO), EM SISTEMA DE IMPREGNAÇÃO, COM FIXAÇÃO EM TEMPERATURA REDUZIDA, objeto da presente solicitação de patente consiste num processo de tingimento, representado pela Figura 4 de artigos de 100% Algodão(CO) e misturas com Poliéster(PES), Poliamida(PA) e Elastano (poliuretano ou spandex)(PUE), utilizando o sistema de impregnação, secagem e fixação do corante à temperatura especifica, com lavagem do artigo em máquina de lavar ou em máquinas tipo Flow, , sem adição de eletrólitos, aplicando nano partículas contendo corantes, destinada ao campo da indústria química, em especial aqueles definido por tinturaria e estamparia.

[076] O processo consiste nas seguintes etapas:

[077] 1 -Preparação do tecido - o tecido deverá estar adequadamente preparado para receber nano partículas contendo corantes. Numa forma preferível, cores claras são pré-alvejadas com o grau de reumectação suficiente para garantir melhora de absorção de, no mínimo, 85%, neutralizado, isento de resíduo de peróxido de hidrogênio, isento de cascas da planta do algodão e, quando for para cores escuras será necessário uma lavagem enzimática a baixa temperatura (60 ^s C ), para reduzir o índice de pectinas, ácidos graxos e outros elementos que dificultariam uma boa igualização tintorial por impregnação. Manter a melhora de absorção em torno de 85% é importante para que haja controle da cor nos dois lados do tecido como também no início e final do processo;

[078] 2-Preparação dos banhos(A) - primeiramente é preparado o banho dos corantes, em escala de g/l, onde as nano partículas contendo corantes , em quantidade que compreende uma faixa entre 50,0 a 150 g/l, são acondicionadas em recipiente adequado, tal como um tanque de fibra de vidro (ou outros materiais), com capacidades entre 500 a WOOLts, ou mais, conforme a produção escalada, e que contenha sistema de circulação permanente, que compreende uma velocidade de circulação numa faixa entre 40 a 70 RPM e em temperatura ambiente com o pH próximo de 6. Com um controle da velocidade da hélice conseguimos manter em suspensão a dispersão das nano partículas contendo corantes. A velocidade ideal é de 50 RPM.

[079] Este banho em circulação visa evitar a decantação das nano partículas contendo corantes, dada sua densidade acima de 1 .

[080] Paralelamente, é preparado o banho químico, composto por tenso ativo (umectante / dispersante) em quantidade que compreende uma faixa entre 3,0 a 5,0 g/l, acelerador de dosagem de álcali e igualizante em quantidade que compreende uma faixa entre 5,0 a 10,0 g/l, sequestrante / dispersante em quantidade que compreende uma faixa entre 4,0 - 6,0 g/l e solução alcalina em quantidade que compreende uma faixa entre 20,0 a 30,0 g/l. O pH do banho químico, compreende uma faixa escala entre 11 ,8 a 12,5, preferentemente de 12,5.

[081] Os banhos, de corante e químico, alimentarão o Foulard de tingimento, por meio de bomba dosadora configurada para sempre manter o tecido impregnando;

[082] 3- Preparação do Foulard de tingimento (B)- preparar todo o equipamento para iniciar o procedimento tintorial, lavando o recipiente onde irá ser feita a mistura dos dois banhos (cuba do Foulard), verificar o bom funcionamento de todos os roletes de direcionamento do tecido, examinar a limpeza dos cilindros espremedores e confirmar a pressão dos cilindros espremedores;

[083] 4- Fixação do Corante (C) - Fixação do Corante a 100 - 105 ^s C, por tempo entre 2:30 e 3 Min;

[084] 5- Lavação em Caixa Única (D) - Procedida em caixa da máquina de lavação Final, em uma passagem, aquecendo à temperatura de 90 ^s C com preparo do banho tendo 2,0 g/l de detergente/dispersante, à velocidade de 25mts/Min;

[085] 6- Acabamento em caixa única (E) - compreende um processo úmido sobre úmido, pick-up diferencial em uma faixa entre 18 e 25%, preferentemente de 20%, procedido em uma caixa em aço inoxidável, para dispersar o amaciante de base, tal como um ácido graxo I silicone, em água fria, e circular até a dispersão total do produto. Acompanhar o pH, que compreende uma faixa escala entre 5,5 a 6,5, mantido, preferentemente, em 6;

[086] 7-Secaqem e Fixação (F) - Secagem efetuada em equipamento de aquecimento (Rama) em temperatura que compreende uma faixa entre 100 a 105 ^s C, em conformidade com o artigo secado, por um tempo que compreende uma faixa entre 2:30 a 3 Min., em velocidade controlada pelo tempo de exposição no equipamento, tal como por de 25mts/Min. em equipamento utilizando 10 campos. A fim de obter-se um controle adequado do processo, no estágio da Rama, a pressão dos cilindros da Rama é mantida numa faixa que compreende entre 2,5 a 3,5 Kgf/cm ² .

[087] 8- Tinqimento - Uma vez preparado o tecido e preparados os banhos (A) e com todos os equipamentos (B, C, D, E e F) definidos e configurados, inicia-se o processo de tingimento, posicionando-se o tecido a ser tinto na estrutura (roletes), responsável pela uniformização do tecido, com tensão adequada para passar no Foulard (B), antes da impregnação, alimentada pelos tanques de banho de corantes e, na sequência, o tanque de banho químico. Na sequencia o tecido é exposto a temperatura que compreende uma faixa entre 100 a 105 ^s C, por tempo entre 2:30 e 3 Min., para fixação do corante (C) e o tecido segue em uma passagem, única, pela caixa da máquina de lavação (D) Final, à temperatura de 90 ^s C, à velocidade de 25mts/Min. O tecido segue para o acabamento (E), procedido em uma caixa em aço inoxidável, única, (processo de acabamento em úmido/úmido com pick-up residual de 18 a 25%, preferentemente 20% ) e finaliza com a secagem (F), ainda na Rama, em temperatura que compreende uma faixa entre 140 a 150 ^s C, em conformidade com o artigo secado, por um tempo que compreende uma faixa entre 2:30 a 3 Min., em velocidade controlada pelo tempo de exposição no equipamento, tal como por de 25mts/Min. em equipamento utilizando 10 campos. [088] Como se trabalha com temperaturas reduzidas, até 105 ^s C, dispensa a pré- secagem. Quando impregnado, o tecido segue pelos campos até a finalização, numa temperatura homogeneizada, na Rama.