ナフタレン（NNO）を使用している分散染料メーカーで、以下のに関する実験データがある場合 ジーファ ES-3リグノスルホン酸ナトリウム系分散剤とナフタレン系分散剤の比較。.
結論
- オリゴマーは染料ではなく、ポリエステルに由来するものです。繊維の約1～3 %がオリゴマーであり、その大部分は環状三量体です。これは130 °Cで浴中に溶出され、浴が冷却されるにつれて結晶を形成します。その量は繊維によって決まります。.
- しかし、浴中のオリゴマーもまた 最高温度で、分散染料粒子を凝集させる。.染料がこれを耐え抜けるかどうかは、染色工場ではなく、染料に含まれる分散剤によって決まります。.
- ナフタレン（NNO）は110 °C未満で熱安定性を失い、130 °Cの分散性試験（E/1）に不合格となる。最高温度に達した時点で、オリゴマーが到達する前から、すでに色素は保護されていない状態にある。. ナフタレン系分散染料は、オリゴマーの問題のすべてを染色工場に委ねている。.
Jiefa ES-3の価格は、ナフタレン（NNO）とほぼ同じか、あるいはそれよりわずかに高い程度です。, また、浴中のポリエステルが存在する場合でも、130 °Cまで染料を安定に保つことができる。具体的には、パッケージ染色圧力が0.25 bar、残留度が4～5であるのに対し、ナフタレン系分散剤の場合は1.0 bar以上、残留度が1～2となる。.
オリゴマーとは何か、そしてどのような働きをするのか
ポリエステルには、重合の過程で残った1～3本の短いポリマー鎖が含まれており、その大部分は環状三量体である。 室温では、これらは繊維内部に留まっている。130 °Cになるとポリマーが開き、オリゴマーが繊維表面へ移動し、その一部が浴中に溶出する。これは水への溶解度が極めて低いため、浴が飽和状態になると微細な粒子として現れ、浴が冷却されるにつれて結晶を形成する。. ポリエステルのロットごとに、それぞれ固有のオリゴマーが染色浴に持ち込まれる。; マイクロファイバー、カチオン性染色可能なポリエステル、そして130 °Cでの長時間の保持により、さらなるメリットがもたらされます。.
この問題の目に見える側面は、どの染色工場でもよく知られているものです。すなわち、生地や糸に付着する白い粉末が、濃い色調に白っぽい曇りやくすんだ外観をもたらし、手触りを粗くするほか、容器の壁面、ノズル、フィルター、熱交換器にスケールが付着し、染色機の洗浄頻度を高める原因となります。 特に、パッケージ染色機、経糸ビーム染色機、エアフロー染色機では、糸が重なり合っていることや液比が低いことから、沈着物が集中して付着しやすく、最も深刻な影響を受けます。.
この記事では、その「見えない半分」について取り上げます。高温の溶液中のオリゴマー粒子は疎水性であり、 色素粒子がそれらに付着し、また粒子同士も互いに付着する。. これらは染料粒子や遊離タールを粘着性の塊に引き寄せ、分散型ターコイズブルー、マゼンタ、分散型バイオレットなどの敏感な染料の凝集を促進します。 その結果、染料の斑点や染料のシミ、タールの汚れが生じ、これらはまさに染料の品質不良のように見える。染色工場は染料のせいにするが、130 °Cのフィルター試験で異常がなかった染料メーカーは、繊維のせいにする。.
なぜ標準的な検査ではそれが判明しないのか
130 °Cの高温分散性試験（GB/T 5541）および71 °Cの試験（AATCC 146）は、繊維やオリゴマーを含まない清浄な水を用いて実施される。染料がこれら両方の試験に合格しても、ポリエステルが大量に含まれる浴では不合格となる場合がある。. オリゴマー耐性は、食物繊維を含む試験においてのみ確認できます。. 最も実用的な方法は、差圧を記録しながら行う実験室でのパッケージ染色である。穴あきチューブに詰められたポリエステルは、130 °Cで自身のオリゴマーを放出するが、染料が凝集すると、パッケージ両端の圧力差が上昇する。圧力曲線が平坦である場合は、分散剤がオリゴマーが存在する状態でも染料を安定に保ったことを意味する。.
2種類の染料メーカー、2つの異なる体験
高品質のリグノスルホン酸塩を使用している染料メーカーでは、オリゴマーに起因する斑点の問題が報告されることはほとんどありません。 熱安定性の高いリグノスルホン酸塩は、130 °Cでの保持工程を通じて染料粒子に付着したままとなり、オリゴマーが浴中に流入しても静電的および立体的な安定化作用を維持し、オリゴマー粒子を懸濁状態に保つことで、より多くのオリゴマー粒子が排水とともに排出されるようにします。. 彼らは分散剤に追加費用を支払った結果、オリゴマーの管理機能も付随することになった。.
ナフタレン（NNO）に関する情報は、染料メーカーには常に耳に入っていますが、たいていはその正体に気づいていません。ナフタレン（NNO）は安価で、粉砕が容易で、染色性も低いですが、熱安定性は110 °C未満であり、約20 %の塩を含んでいます。 当研究所での実験では、2つの市販サンプルが、いずれもE/1と評価されていたが、130 °Cの試験（純水中）において著しい凝集が見られた。オリゴマーを使用すると、状況はさらに悪化する。. その後、染色工場では可能な限りの処置を講じる。具体的には、120～130 °Cでの高温排水、pH 9～9.5の条件下でのアルカリ安定性染料を用いたアルカリ染色、および高温還元精練とオリゴマー分散助剤の使用などである。. これらはすべて、すでに放出されたオリゴマーを除去するものです。130 °Cでの保持中に染料が凝集するのを防ぐことは、いずれもできません。なぜなら、それは染料内部の分散剤によって決まるからです。. ナフタレンのユーザーは、オリゴマー問題を回避できなかった。その問題を他者に押し付けたのだ。. サリーの生地のような透け感のある薄手の生地では、霜状の模様や斑点は見落としがちですが、パッケージ生地、緻密なニット、濃い色合いの生地、および輸出向け注文品ではそうはいきません。.
ES-3：ナフタレンを基準とした価格設定のリグノスルホン酸塩
ES-3 Jiefa ESシリーズのナトリウムリグノスルホン酸塩分散剤の汎用グレードであり、天然の針葉樹リグニンを原料とし、限外ろ過によって精製されています。 価格はナフタレン（NNO）とほぼ同程度であり、非常に安価なナフタレンが調達されている場合は若干高くなりますが、使用量は同等であり、同じ砂粉砕プロセスに適用可能です。ナフタレンを使用しているユーザーが得られる利点は、130 °Cにおいて重要な特性です： 150 °Cの熱安定性と、約1 %の塩分含有量。. オリゴマーが浴槽に入ると、分散剤は染料に付着したままとなり、染料が凝集することはありません。その結果、オリゴマーの多くは製品や機械に残留することなく、排水とともに排出されます。.
率直に言って、ひとつだけ制限があります： ES-3はナフタレンよりもポリエステルを強く染色する （白色ポリエステル上で分散剤のみを用いて測定した場合、ΔEは約7であるのに対し、ナフタレン（NNO）の場合は0.2～1.4である）。 ネイビー、ブラック、その他の濃い色合いについては、この点は問題になりません。明るい色や淡い色合いについては、使用する染料ごとに確認が必要であり、変更を行う前に、お客様と共同で確認を行います。.
実験結果：ES-3とナフタレン系分散剤の比較
指標 | ナフタレン（NNO）、市販サンプル2点 | MF（ナフタレン系） | Jiefa ES-3 |
化学 | ナフタレンスルホン酸－ホルムアルデヒド縮合物 | メチルナフタレンスルホン酸－ホルムアルデヒド縮合体 | リグノスルホン酸ナトリウム、針葉樹由来、限外ろ過処理済み |
熱安定性 | < 110 °C | 130 °C | 150 °C |
高温分散性（130 °C） | E/1、重度の凝集 | 23秒 | 19秒 |
71 °Cにおける分散性 | A/3（AATCC分類／残留物等級） | 12秒 | 12秒 |
総塩分量 | 20.61 % / 20.34 % | 4.89 % | 1.16 % |
還元可能性 | 0.15 % / 0.14 % | 3.02 % | 1.98 % |
分散剤のみを用いたポリエステル染色、ΔE（CIE）と未染色のブランクとの比較 | 0.15 / 1.41 | 6.35 | 7.0 |
表1. Jiefa応用研究所において、同一のプロトコル（HG/T 3507、HG/T 3399、GB/T 5541-2017）に基づき測定された通常の指標； 分散性は、試験シリーズに応じて、濾過時間、またはAATCC 146のクラスおよび残留物等級として報告される。.
浴内でのポリエステルを用いたパッケージ染色：ES-3とMFの比較
ケーキ：分散青79、塩素系；ケーキと分散剤の比率は1:0.6；両分散剤とも同一条件下でD90 < 1 µmとなるまで微粉砕；実験用パッケージ染色（3.0 % owf）を行い、その全過程において差圧を記録した。 このパッケージに含まれるポリエステルは、染色工程中に独自のオリゴマーを放出するため、本試験は生産用染色槽に最も近いベンチテストである。.
テスト | ES-3 | MF（ナフタレン系） |
熱安定性（HG/T 3507） | 150 °C | 130 °C |
130 °C における分散性、ろ過時間（GB/T 5541） | 19秒 | 23秒 |
パッケージ染色、最大差圧 | 0.25 bar、わずかなピーク | > 97.7 °Cで1.0 bar、実行を停止 |
パッケージ染色、染料残留グレード | 4～5 | 1～2、激しい降水 |
表2. 塩素系ディスパースブルー79のプレスケーキにおけるES-3とMFの比較。.
図1. 3.0 %におけるパッケージ染色。 ナフタレン系分散剤を使用した場合、100 °Cに達する前に圧力が1 barを超え、パッケージは灰色で斑点状の仕上がりとなった。一方、ES-3を使用した場合、130 °Cでの保持中も圧力は一定に保たれ、パッケージは均一に染色された。原料、粉砕条件、使用機械はいずれも同じである。.
よくある質問
オリゴマーはポリエステルに由来します。染料分散剤はどのように役立つのでしょうか？ これは、繊維から放出されるオリゴマーの量を変化させることはできません。これは、染料がその周囲に凝集するかどうかを決定するものです。. 繊維によってオリゴマーの量が決まり、分散剤によって、そのオリゴマーが染料を一緒に引き込むかどうかが決まります。.
高温排水とアルカリ染色だけでは不十分なのでしょうか？ これらは、すでに浴から放出されたオリゴマーを除去する。染料が凝集する130 °Cでの保持中は、何の処理も行わない。これら2つの措置は、問題の異なる側面に対処するものである。.
ES-3は、明るい色や淡い色に影響を与えますか？ おそらく、ナフタレンよりもポリエステルに染み込みやすいからでしょう。ネイビー、ブラック、濃い色合いには影響がありません。明るい色や淡い色については、切り替える前に、お客様のご使用の染料で比較試験を行います。多くのメーカーは、一部の明るい色合いの配合にナフタレンを残し、それ以外のものはすべてES-3に切り替えています。.
ご自身の染料でES-3をテストしてください
繊維がオリゴマーを運んできて、分散剤がそのオリゴマーが問題となるかどうかを決定づける。. 現在、ナフタレン（NNO）を使用して製造されているプレスケーキを弊社までお送りください。弊社では、お客様の分散剤と併せてES-3を用いて粉砕し、130℃での試験および包装染色試験を実施した上で、指定の色調における染色状態を確認し、その結果を比較表としてご送付いたします。.
