Para los fabricantes de colorantes dispersos que utilizan naftaleno (NNO) y que dispongan de datos de laboratorio sobre Jiefa El dispersante de lignosulfonato de sodio ES-3 frente a los dispersantes de tipo naftaleno.
Conclusiones
- Los oligómeros proceden del poliéster, no del colorante. Aproximadamente entre 1 y 3 % de la fibra son oligómeros, en su mayoría trímeros cíclicos. Se liberan en el baño a 130 °C y forman cristales a medida que este se enfría. La fibra determina la cantidad que hay.
- Pero también hay oligómeros en el baño hace que las partículas de colorante de dispersión se aglomeren a la temperatura máxima.Que el tinte resista este proceso depende del dispersante que contiene, y no de la tintorería.
- La naftalina (NNO) tiene una estabilidad térmica inferior a 110 °C y no supera la prueba de dispersabilidad a 130 °C (E/1). A la temperatura máxima, el colorante ya se encuentra desprotegido, incluso antes de que llegue el oligómero. Un colorante disperso en naftaleno deja todo el problema de los oligómeros en manos de la tintorería.
El Jiefa ES-3 cuesta más o menos lo mismo que la naftalina (NNO), o un poco más, y mantiene el colorante estable hasta los 130 °C con poliéster en el baño: presión de teñido en paquete de 0,25 bar y grado de residuo 4-5, frente a más de 1,0 bar y grado 1-2 en el caso de un dispersante de tipo naftaleno.
Qué son los oligómeros y para qué sirven
El poliéster contiene entre 1 y 3 % de cadenas poliméricas cortas que quedan tras la polimerización, en su mayoría trímeros cíclicos. A temperatura ambiente permanecen en el interior de la fibra. A 130 °C, el polímero se abre, el oligómero se desplaza hacia la superficie de la fibra y parte de él pasa al baño. Se disuelve muy mal en agua, por lo que, una vez que el baño está saturado, aparece en forma de partículas finas y, al enfriarse el baño, forma cristales. Cada lote de poliéster aporta su propio oligómero al baño de tinte; Las microfibras, el poliéster teñible con colorantes catiónicos y los tiempos de mantenimiento prolongados a 130 °C aportan aún más.
La parte visible del problema es bien conocida por todas las tintorerías: un polvo blanco en los tejidos y los hilos que confiere a los tonos intensos un aspecto escarchado y apagado, un tacto áspero, así como incrustaciones en las paredes de los depósitos, las boquillas, los filtros y los intercambiadores de calor, lo que obliga a limpiar con mayor frecuencia las máquinas de teñido. Las máquinas de teñido en paquete, de teñido en viga de urdimbre y de teñido por flujo de aire son las que más sufren, ya que las capas de hilo y una baja relación de baño concentran los depósitos.
Este artículo trata precisamente de esa mitad invisible. Las partículas de oligómeros en un baño caliente son hidrofóbicas, y las partículas de colorante se adhieren a ellas y entre sí. Estas partículas de tinte y el alquitrán libre se aglomeran formando una masa pegajosa y aceleran la agregación de tintes sensibles, como el azul turquesa disperso, el magenta y el violeta disperso. El resultado son motas de colorante, manchas de colorante y manchas de alquitrán que parecen, a simple vista, un defecto de calidad del colorante. La tintorería culpa al colorante; el fabricante del colorante, cuya prueba de filtrado a 130 °C dio resultado negativo, culpa a la fibra.
¿Por qué las pruebas estándar no lo detectan?
El ensayo de dispersabilidad a alta temperatura a 130 °C (GB/T 5541) y el ensayo a 71 °C (AATCC 146) se realizan en agua limpia, sin fibras ni oligómeros. Un colorante puede superar ambos ensayos y, aun así, no superar la prueba en un baño lleno de poliéster. La resistencia de los oligómeros solo puede observarse en un ensayo que contenga fibra. El método más práctico es el teñido en paquete de laboratorio con registro de la presión diferencial: el poliéster empaquetado en un tubo perforado libera su propio oligómero a 130 °C y, si el colorante se agrega, la presión a través del paquete aumenta. Una curva de presión plana indica que el dispersante ha mantenido estable el colorante en presencia del oligómero.
Dos tipos de fabricantes de tintes, dos experiencias diferentes
Los fabricantes de colorantes que utilizan lignosulfonatos de calidad rara vez se encuentran con problemas relacionados con los oligómeros. Un lignosulfonato con alta estabilidad térmica permanece adherido a la partícula de colorante durante el tiempo de mantenimiento a 130 °C, mantiene su efecto estabilizador electrostático y estérico mientras el oligómero entra en el baño, y mantiene las partículas de oligómero en suspensión, de modo que una mayor cantidad de ellas se elimina con el drenaje. Pagaron más por el dispersante y, con él, obtuvieron el control de los oligómeros.
Los fabricantes de colorantes que utilizan naftaleno (NNO) oyen hablar de él constantemente, aunque normalmente no lo reconocen. El naftaleno (NNO) es barato, se muele rápidamente y mancha poco, pero su estabilidad térmica es inferior a 110 °C y contiene aproximadamente un 20 % de sal %. En nuestro laboratorio, dos muestras comerciales, ambas clasificadas como E/1, presentaron una fuerte agregación en la prueba a 130 °C, en agua limpia; los oligómeros no hacen más que empeorar la situación. A continuación, la tintorería hace lo que puede: lavado en caliente a 120-130 °C, tintura alcalina a un pH de 9-9,5 con colorantes estables en medio alcalino, aclarado por reducción en caliente y auxiliares para la dispersión de oligómeros. Todos ellos eliminan el oligómero que ya se ha liberado. Ninguno de ellos puede impedir que el colorante se agregue durante el mantenimiento a 130 °C, ya que eso depende del dispersante presente en el colorante. El usuario de naftaleno no evitó el problema de los oligómeros. Se lo traspasó a otros. En tejidos ligeros y de trama abierta, como el de los saris, las manchas y las motas pasan fácilmente desapercibidas; en cambio, en los paquetes, los tejidos de punto tupido, los tonos oscuros y los pedidos de exportación, no es así.
ES-3: un lignosulfonato cuyo precio se fija en función del naftaleno
ES-3 Es el grado de uso general de la serie ES de Jiefa de dispersantes de lignosulfonato de sodio, fabricados a partir de lignina natural de madera blanda y purificados mediante ultrafiltración. Su coste es similar al del naftaleno (NNO), o ligeramente superior cuando se adquiere naftaleno muy barato; se utiliza en una dosis similar y se integra en el mismo proceso de molienda con arena. Lo que gana el usuario de naftaleno es la propiedad que resulta relevante a 130 °C: una estabilidad térmica de 150 °C y un contenido en sal de aproximadamente 1 %. El dispersante permanece en el colorante cuando el oligómero entra en el baño; el colorante no se aglomera y una mayor cantidad del oligómero se elimina por el desagüe en lugar de quedarse adherido a la ropa y a la lavadora.
Una restricción sincera: El ES-3 mancha más el poliéster que la naftalina. (ΔE de aproximadamente 7 frente a 0,2-1,4 para el naftaleno (NNO), medido con el dispersante solo sobre poliéster blanco). En el caso del azul marino, el negro y otros tonos oscuros, esto no supone ningún problema. Para los tonos vivos y claros, conviene comprobarlo con el tinte específico, y lo hacemos junto con el cliente antes de realizar cualquier cambio.
Resultados de laboratorio: ES-3 frente a dispersantes de tipo naftaleno
Indicador | Naftaleno (NNO), dos muestras comerciales | MF (tipo naftaleno) | Jiefa ES-3 |
Química | Condensado de sulfonato de naftaleno y formaldehído | Condensado de sulfonato de metilnaftaleno y formaldehído | Lignosulfonato de sodio, de madera blanda, ultrafiltrado |
Estabilidad térmica | < 110 °C | 130 °C | 150 °C |
Dispersabilidad a alta temperatura (130 °C) | E/1, agregación intensa | 23 s | 19 s |
Dispersabilidad a 71 °C | A/3 (clase AATCC / grado de residuos) | 12 s | 12 s |
Contenido total de sal | 20.61 % / 20.34 % | 4.89 % | 1.16 % |
Reducibilidad | 0.15 % / 0.14 % | 3.02 % | 1.98 % |
Tinción de poliéster solo con dispersante, ΔE (CIE) frente a muestra en blanco sin teñir | 0.15 / 1.41 | 6.35 | 7.0 |
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.
Tintura en paquete con poliéster en baño: ES-3 frente a MF
Torta: Disperse Blue 79, tipo cloro; proporción entre la torta y el dispersante de 1:0,6; ambos dispersantes molidos hasta un D90 < 1 µm en condiciones idénticas; teñido en laboratorio a 3,0 % owf, registrando la presión diferencial durante todo el proceso. El poliéster del paquete libera su propio oligómero durante el proceso, por lo que este es el ensayo de laboratorio más parecido a un baño de tintura de producción.
Prueba | ES-3 | MF (tipo naftaleno) |
Estabilidad térmica (HG/T 3507) | 150 °C | 130 °C |
Dispersabilidad a 130 °C, tiempo de filtración (GB/T 5541) | 19 s | 23 s |
Tintura de paquetes, presión diferencial máxima | 0,25 bar, pico leve | > 1,0 bar a 97,7 °C, proceso detenido |
Tintura de envases, grado de residuos de tinte | 4–5 | 1–2, precipitaciones intensas |
Tabla 2. Comparación entre ES-3 y MF en una torta de prensado de Disperse Blue 79, un colorante de tipo cloro.
Figura 1. Teñido de envases a 3,0 %. Con el dispersante de tipo naftaleno, la presión superó 1 bar antes de alcanzar los 100 °C y el paquete quedó gris y con manchas; con el ES-3, la presión se mantuvo estable durante el tiempo de mantenimiento a 130 °C y el paquete se tiñó de manera uniforme. Mismo pastel, misma molienda, misma máquina.
Preguntas frecuentes
El oligómero procede del poliéster. ¿Cómo puede ayudar un dispersante de colorantes? No puede modificar la cantidad de oligómero que libera la fibra. Lo que determina es si el colorante se agrupa a su alrededor. La fibra determina la cantidad de oligómero; el dispersante determina si arrastra el colorante consigo.
¿No basta con el escurrido en caliente y el teñido alcalino? Eliminan el oligómero que ya ha salido del baño. No hacen nada durante el periodo de mantenimiento a 130 °C, que es cuando el colorante se agrega. Estas dos medidas abordan las dos mitades del problema.
¿Afectará el ES-3 a mis tonos claros y pálidos? Es posible que sea porque mancha más el poliéster que la naftalina. Los tonos azul marino, negro y oscuros no se ven afectados. En el caso de los tonos vivos y claros, realizamos una comparación con tu tinte antes de que cambies de producto; muchos fabricantes siguen utilizando naftalina en algunas fórmulas de colores vivos y han sustituido el resto por ES-3.
Prueba el ES-3 con tu propio tinte
La fibra transporta el oligómero; el dispersante determina si este se convierte en un problema. Envíanos una muestra de la pasta de impresión que elaboras actualmente con naftaleno (NNO). La moleremos con ES-3 junto con tu dispersante, realizaremos las pruebas de tintura a 130 °C y de envasado, comprobaremos la tinción en tu tono y te enviaremos los resultados comparativos.
