En el caso de los fabricantes de colorantes dispersos, con datos de laboratorio que comparan Jiefa Dispersantes de lignosulfonato de sodio de la serie ES con naftaleno (NNO), MF y 85A.
Conclusiones • El alquitrán es el subproducto hidrofóbico de la síntesis que se encuentra en todas las tortas de tinte disperso (P/C). No se puede eliminar con el lavado y, a la temperatura de teñido HTHP, se separa en forma de aceite libre que produce motas, manchas y marcas de alquitrán, lo que resulta especialmente problemático en el teñido en bobinas y en el teñido en viga de urdimbre. • Hay tres pruebas que permiten detectar la presencia de alquitrán antes de que lo haga la tintorería: dispersabilidad a 71 °C, dispersabilidad a alta temperatura a 130 °C y un ensayo de tintura en envase de laboratorio. Muchos fabricantes que utilizan naftaleno (NNO) no realizan estas pruebas. • El naftaleno (NNO) se muele bien y mancha poco, pero No supera la prueba de los 130 °C (E/1), tiene una estabilidad térmica inferior a 110 °C y contiene aproximadamente 20 sal %. El problema del alquitrán no se ha resuelto; se ha trasladado a la tintorería. • Los lignosulfonatos de la serie Jiefa ES retienen el alquitrán dentro de las micelas del dispersante hasta los 130 °C, a un precio comparable al del naftaleno (NNO). En una torta de prensado que contenía alquitrán, la presión de teñido en paquete se mantuvo en 0,23 bar con el ES-7 frente a más de 1,0 bar con el 85A, residuos de tinte de grado 4-5 frente a 1-2. |
Qué es el alquitrán y para qué sirve
La diazotación, el acoplamiento, la condensación y el tratamiento posterior generan subproductos además del colorante deseado: intermedios sin reaccionar, isómeros, productos de condensación resinosos y productos de oxidación. Los químicos especializados en colorantes denominan a esa mezcla «alquitrán». Es hidrófobo, amorfo y pegajoso, y se deposita en la superficie de los cristales de colorante en la torta de prensado. La cantidad que contiene una torta depende del colorante y de la ruta de síntesis (el Disperse Blue 79, de tipo clorado, es un portador pesado muy conocido), de los intermedios y del lote. El lavado con agua no elimina la resina hidrofóbica y la recristalización resulta demasiado costosa para los colorantes básicos, por lo que el alquitrán pasa directamente a la molienda, al secado por pulverización y al baño de tintura.
En la planta de colorantes, esto se traduce en un molido más prolongado y menos predecible, la presencia de alquitrán flotando en la suspensión, la acumulación de residuos en las paredes de la torre de secado por atomización y colorantes terminados que superan los controles de liberación, pero que se vuelven granulados, se espesan o se separan tras el almacenamiento en caliente.
En la tintorería, a medida que el baño se calienta hasta alcanzar los 130 °C, el alquitrán se separa de las partículas de tinte en forma de aceite libre. Las gotitas actúan como pegamento, aglutinando las partículas de tinte y los oligómeros de poliéster en una masa pegajosa que se deposita sobre el tejido en forma de motas y manchas de tinte, o en el interior de una bobina de hilo en forma de manchas de alquitrán y una diferencia de tono entre el interior y el exterior; el aclarado por reducción apenas tiene efecto sobre ello. El teñido en paquetes y el teñido en viga de urdimbre son los más afectados, porque el hilo retorcido actúa como filtro de profundidad con una baja relación de baño. Los tonos oscuros, los colorantes sensibles —como el azul turquesa disperso, el magenta y el violeta disperso—, las microfibras y los tejidos elásticos de poliéster y spandex aumentan aún más el riesgo.
Cómo detectar el alquitrán antes de que lo haga la tintorería
Dispersabilidad a 71 °C (AATCC 146). Una torta con un alto contenido en alquitrán ya falla en esta fase, ya que se observan residuos en el papel de filtro a medida que se calienta el baño. Muchas motas de colorante se forman a unos 70 °C, no a 130 °C.
Dispersabilidad a alta temperatura, a 130 °C (GB/T 5541). Aquí se observa una cantidad moderada de alquitrán en forma de residuo, a menudo como un anillo oscuro difuminado en lugar de partículas aisladas.
Tintura en laboratorio con registro de presión. La prueba más sensible y realista: se tiñe fibra de poliéster colocada en un tubo perforado a una temperatura de 2,5–3 %, haciendo circular el baño a través del mismo mientras se registra la presión diferencial. Una masa que supere ambas pruebas con papel de filtro puede seguir elevando la presión por encima de 1 bar.
El problema en muchos mercados no es que estas pruebas no detecten el alquitrán, sino que no se realizan. Mientras que los colorantes acabados se comercializan basándose únicamente en la intensidad del color y el tamaño de las partículas, el alquitrán pasa desapercibido en la planta de colorantes.
Por qué parece que la naftalina (NNO) funciona y qué esconde
La función clásica de un dispersante es la estabilización electrostática y estérica de los cristales de colorante. El alquitrán no es un cristal. Para ello se necesita una segunda función: la solubilización y emulsificación del alquitrán en micelas dispersantes que se mantengan intactas a 130 °C, lo que requiere el equilibrio adecuado entre hidrofobicidad e hidrofilicidad, una estabilidad térmica que resista el teñido HTHP y un bajo contenido en sal.
La naftalina (NNO), un producto de condensación de sulfonato de naftaleno y formaldehído, es el dispersante por excelencia en muchos mercados, y los fabricantes que la utilizan suelen estar satisfechos: se tritura rápidamente, es de color claro, mancha muy poco el poliéster y es barata. La satisfacción proviene de lo que no se mide. La naftalina (NNO) tiene una estabilidad térmica inferior a 110 °C y contiene aproximadamente 20 % de sal total, en su mayor parte sulfato de sodio; sus moléculas pequeñas y rígidas ofrecen poca protección estérica, escasa capacidad para solubilizar el alquitrán y se desorben a la temperatura de teñido HTHP. En nuestro laboratorio, dos muestras comerciales obtuvieron la calificación E/1 con una fuerte agregación en la prueba a 130 °C, un resultado insatisfactorio para el teñido HTHP. Muchos fabricantes nunca han realizado esta prueba.
Cuando gran parte del poliéster se tiñe en forma de tejido abierto y ligero, como el de los saris, las motas y las manchas de alquitrán se aprecian mucho menos que en un tejido de punto denso o en una bobina de hilo. El tinte se absorbe porque el tejido lo tolera. En cuanto ese mismo tinte se utiliza en el teñido de lotes, el teñido en viga de urdimbre, los tonos intensos en tejidos densos o los pedidos de exportación, aparecen las manchas y la tintorería asume el coste. El fabricante de tintes no ha resuelto el problema del alquitrán; se lo ha pasado a las empresas de la cadena de suministro. El MF, análogo del metilnaftaleno, y los lignosulfonatos de uso general, como el 85A, ofrecen mejores resultados en cuanto a estabilidad térmica y resistencia a la sal, pero en condiciones de envasado también liberan alquitrán.
Indicador | Naftaleno (NNO), dos muestras comerciales | MF | Serie ES de Jiefa (ES-7) |
Química | Condensado de sulfonato de naftaleno y formaldehído | Condensado de sulfonato de metilnaftaleno y formaldehído | Lignosulfonato de sodio procedente de madera blanda natural, ultrafiltrado |
Contenido total de sal | 20.61 % / 20.34 % | 4.89 % | 1.86 % |
Estabilidad térmica | < 110 °C | 130 °C | 155–160 °C |
Dispersabilidad a alta temperatura (130 °C) | E/1, agregación intensa | 23 s | Papel de filtro limpio, 20-24 s |
Dispersabilidad a 71 °C | A/3 (clase AATCC / grado de residuos) | 12 s | 12 s |
Reducibilidad | 0.15 % / 0.14 % | 3.02 % | 1.95 % |
Tinción de poliéster solo con dispersante, ΔE (CIE) frente a muestra en blanco sin teñir | 0.15 / 1.41 | 6.35 | 9,8–9,9 |
Tabla 1. Indicadores rutinarios medidos en el laboratorio de aplicaciones de Jiefa siguiendo el mismo protocolo (HG/T 3507, HG/T 3399, GB/T 5541-2017); la dispersabilidad se expresa como tiempo de filtración o como clase AATCC 146 y grado de residuo, dependiendo de la serie de ensayos. Los productos con naftaleno manchan menos; ninguno de los demás indicadores respalda el teñido HTHP con tintes que contienen alquitrán.
Cómo controlan el alquitrán los dispersantes de lignosulfonato de sodio de la serie ES
La serie ES está compuesta por lignosulfonatos de sodio obtenidos a partir de lignina natural de madera blanda y purificados mediante ultrafiltración. Su grado de sulfonación, su distribución del peso molecular y su relación entre partes hidrofóbicas e hidrofílicas están ajustados de tal manera que el dispersante se adsorbe sobre el cristal de colorante y, al mismo tiempo, forma micelas que solubilizan y emulsionan el alquitrán. El alquitrán libre no se separa; permanece envuelto en la micela y sale de la máquina por el desagüe. Su estabilidad térmica de 150-160 °C mantiene intacta esa protección durante el teñido HTHP, el secado por pulverización y el transporte en contenedores calientes; su bajo contenido en sulfatos y su baja reducibilidad protegen los colorantes sensibles en el interior cerrado y con escaso oxígeno de un envase.
En el caso de un fabricante de naftaleno (NNO), El cambio supone una mejora en la calidad, no un aumento de los costes: La serie ES tiene un precio similar, sustituye a la naftalina (NNO) en una dosis similar en el mismo proceso de molienda y hace que el tinte acabado pase de un resultado «no apto» a uno «apto» en las pruebas de 130 °C y de teñido en envase. ES-7 Es el ajuste específico para pastillas con alto contenido en alquitrán y el teñido de envases; los datos que figuran a continuación se han obtenido con este ajuste.
Resultados de laboratorio sobre la torta de prensado que contiene alquitrán
Torta: azul GW:1 de alta solidez al lavado, con contenido de alquitrán; proporción entre la torta y el dispersante: 1:0,5; ambos dispersantes molidos hasta un D90 < 1 µm en condiciones idénticas; teñido en laboratorio a 2,5 % owf, registrando la presión diferencial durante todo el proceso.
Prueba | ES-7 | 85A |
Tiempo de fresado hasta alcanzar un D90 < 1 µm | 160 min | 170 min |
Estabilidad térmica (HG/T 3507) | 160 °C | 155 °C |
Dispersabilidad a 130 °C, residuo / tiempo de filtración (GB/T 5541) | 1,91 / 24 s | 3,41 / 30 s |
Tintura de paquetes, presión diferencial máxima | 0,23 bar, sin picos | > 1,0 bar a 112,6 °C |
Tintura de envases, grado de residuos de tinte | 4–5 | 1–2, precipitaciones intensas |
Tinción de poliéster solo con dispersante, ΔE (CIE) frente a muestra en blanco sin teñir | 9.88 | 11.95 |
Tabla 2. Comparación entre ES-7 y 85A en una torta de prensado Blue GW:1 que contiene alquitrán.
Figura 1. Tinte en envase a 2,5 %. Ambos productos alcanzaron el mismo tamaño de partícula; la diferencia solo se aprecia en condiciones de envase. Con el 85A, la presión aumentó a partir de unos 100 °C y las capas internas quedaron oscuras y aceitosas; con el ES-7, la curva de presión se mantuvo estable y el teñido del paquete fue uniforme.
Estabilidad durante el almacenamiento a 70 °C (AATCC 146)
Disperse Blue 79, concentración 250 %, en una proporción de 1:0,55 entre el producto en forma de torta y el dispersante; la suspensión molida se almacenó a 70 °C, aproximadamente la temperatura de un contenedor de transporte en verano.
Almacenamiento a 70 °C | ES-7 | 85A |
Inicial | 13 s, A/4 | 13 s, A/4 |
96 h | 13 s, A/4 | 14 s, A/3 |
144 h | 13 s, A/3 | 13 s, A/1, agregación extensa |
Tabla 3. Resultados de la norma AATCC 146 durante el almacenamiento en caliente de una suspensión de 250 % Disperse Blue 79.
Figura 2. Papeles de filtro AATCC 146, nuevos y tras 144 h a 70 °C.
Preguntas frecuentes
Mis tintes de naftaleno (NNO) no dan ningún problema. ¿Por qué cambiar? Porque La ausencia de quejas suele deberse a los tejidos que tiñen tus clientes, no a la calidad del tinte. Realiza la prueba a 130 °C y una prueba de tinte en paquetes con el tinte terminado; si no supera las pruebas, todos los clientes que pasen a trabajar con paquetes, bobinas, tejidos densos o a la inspección de exportación detectarán el problema antes que tú.
¿Dónde sigue teniendo cabida la naftalina (NNO)? Como componente de mezclas para tonos claros y teñido en almohadilla, donde resultan útiles su bajo poder colorante y su baja capacidad de tinción. Como dispersante principal para el teñido HTHP con colorantes que contienen alquitrán, presenta deficiencias en cuanto a estabilidad térmica, dispersabilidad a 130 °C y contenido en sal.
¿Cualquier tipo de lignosulfonato de sodio es válido? No. La fuente de lignina, la purificación, la sulfonación y la distribución del peso molecular determinan si un lignosulfonato puede retener el alquitrán a 130 °C; además, en una misma torta con alto contenido en alquitrán, nuestros propios grados se comportan de forma diferente, incluso cuando sus indicadores habituales parecen similares: el ES-7 está diseñado para pastas con alto contenido en alquitrán y para el teñido de prendas, mientras que el ES-3 es el grado de uso general para pastas estándar y tonos claros. Prueba tu propio pastel en las condiciones de envase y deja que el resultado determine la calificación.
Prueba la serie ES con tu propia torta de prensa
El alquitrán procede de la síntesis; que se convierta en una queja depende del dispersante. Envíanos la muestra que te resulte más difícil de estandarizar o tu tinte actual con acabado de naftaleno (NNO). Lo compararemos con el grado ES correspondiente en las pruebas a 71 °C, 130 °C, de teñido en paquete y de almacenamiento a 70 °C, y te enviaremos un informe comparativo. Contacto: [Datos de contacto comercial / correo electrónico / WhatsApp (por añadir)]
