Le molecole della pubblicità: l’Acchiappacolore.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Claudio Della Volpe

Acchiappacolore o Prendycolore o termini simili (in inglese Colour catcher è un brand, un marchio) sono diventati comuni con il diffondersi della lavatrice, l’elettrodomestico forse più osannato dopo il frigorifero.

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Lavare la biancheria è certo l’attività domestica che, dopo il cucinare, ha assorbito più tempo umano nella storia; in tempi recenti l’uso della macchina lavatrice e il diffondersi dei detersivi sintetici ha cambiato completamente il panorama, contribuendo certamente non solo a migliorare il livello igienico (rendendo per esempio la stiratura inutile dal punto di vista igienico; pochi sanno che stirare, cioè sottoporre ad alta temperatura i tessuti era un modo per migliorare l’igiene e distruggere i parassiti umani o dei tessuti in mancanza di detersione effficace) ma anche alleviando il lavoro domestico ( fatto ancora oggi in gran parte dalle donne).

I vestiti sono fatti di tessuti e di pelli naturali o sintetici; entrambi tendono ad essere ampiamente colorati; tessuti colorati hanno un significato culturale ed un ruolo pratico ed economico enorme; e non devo aggiungere nulla per far comprendere la quantità di chimica che è presente in tutte queste attività: tessere e filare, colorare, lavare sono tutti processi con un elevato contenuto di processi chimico-fisici complessi e spesso non ben conosciuti.

Per comprendere come funziona l’acchiappacolore dobbiamo capire come vengono colorati i tessuti; esistono tre metodi principali di colorazione:

i coloranti (naturali o sintetici) possono essere legati/incorporati alle fibre con legami deboli o con legami covalenti a partire da una soluzione del colorante oppure meccanicamente intrappolati nelle fibre a partire da un colorante in fase solida (insolubile in acqua e più propriamente detto pigmento a questo punto) o generati da una sostanza comunque intrappolata nella fibra, per esempio rendendo insolubile un agente colorante solubile assorbito dalla fibra in soluzione (mediante l’azione di una terza molecola detta mordente).

Tutti questi diversi metodi di colorazione hanno vantaggi e svantaggi; di alcuni coloranti abbiamo accennato nei nostri post perchè i coloranti hanno fatto la storia della chimica.

In modo simile i trattamenti delle fibre naturali o la sintesi di fibre artificiali a partire dal petrolio costituiscono una parte significativa delle tecnologie chimiche moderne. L’introduzione delle fibre sintetiche ha modificato ovviamente le tecniche di colorazione a causa delle diverse proprietà chimiche dei materiali usati. La lana, che è essenzialmente una proteina, o il cotone che è essenzialmente un polisaccaride sono diversi ovviamente dalle fibre poliacriliche che sono polimeri a base di monoacrilato e dei suoi derivati modificati con altri monomeri (polimeri mod-acrilici).

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monomero di acido acrilico

Qualunque sia il metodo usato per colorare il tessuto, una parte del colore tende ad essere perso nel tempo; perfino quando si usano metodi stabili, come legami forti, covalenti o intrappolamento il processo di colorazione è solo parzialmente efficace; come risultato durante la fase di lavaggio una parte del colore tende ad essere perso nella soluzione di lavaggio. Questo fenomeno viene ad esser amplificato dall’uso di detersivi potenti o perfino di enzimi nei detersivi.

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The prevention of in-wash dye transfer Rev. Prog. Coloration vol. 30 2000 p. 63-66

Come conseguenza è normale lavare separatamente panni bianchi, panni colorati o perfino panni di diversi colori (e ovviamente fatti di tessuti diversi: lana e seta che sono proteine abbisognano di trattamenti più blandi per non essere alterate (denaturate) completamente dalle temperature o dalle sostanze detergenti usate per il cotone, il lino, che sono polisaccaridi, o le fibre sintetiche).

Mentre a livello industriale esistono vari metodi per minimizzare questo problema (sbiancamento dei capi ingrigiti, trattenere in soluzione i colori tramite polimeri disciolti in soluzione, uso di catalizzatori che li distruggano) a livello casalingo la separazione dei diversi tessuti è rimasto l’unico metodo fino all’introduzione negli anni 90 del secolo scorso dell’acchiappacolore.

L’acchiappacolore, in inglese Colour catcher, è costituito da strisce di tessuto naturale o artificiale (in questo caso si parla di tessuto-non tessuto, ossia fibre sintetiche, tipicamente fatte di polibutilentereftalato, PBT, pbt_chemica_struc-svgcalandrate a caldo, ossia pressate fra due cilindri di acciaio, una specie di carta di polimero) modificate in modo da fungere da materiale sacrificale, assorbendo il colore in soluzione e colorandosi a loro volta al posto dei tessuti in lavaggio. L’inventore fu Patrick McNamee, all’epoca alla Spotless Punch e attualmente capo del reparto sviluppo alla Henkel irlandese.

La Henkel è una grossa multinazionale con oltre 50.000 dipendenti, un fatturato di oltre 18 miliardi di euro e fondata nel 1866 (proprietaria di brand, di marchi come Dixan, Loctite, Testanera, che esemplificano i settori del suo mercato).

Esistono tuttavia parecchi brevetti, alcuni anche detenuti da una ditta italiana, la Lamberti che sono basati su supporti non sintetici, ma naturali (Lamberti è una multinazionale italiana con mezzo miliardo di fatturato, 1300 dipendenti, fondata nel 1911 ed attiva nella chimica fine).

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basic blue 9

acchiappa5 In linea generale le strisce sono fatte in modo da ospitare composti che funzionano da scavengers, cioè da catturatori, da trappole di coloranti carichi negativamente, anionici, ossia sali di coloranti “acidi”, che hanno perso il loro protone e sono quindi ioni negativi bilanciati da uno controione positivo, poniamo sodio.

I coloranti acidi sono dunque anionici, mentre gli scavengers le trappole fissate sull’acchiappacolore sono costituite da polimeri o comunque da materiali carichi positivamente e uno dei problemi pratici è di ancorare solidamente gli scavengers al supporto, perchè i polimeri cationici usati tendono ad essere a loro volta solubili in acqua. I coloranti acidi sono usati per colorare la seta, la lana e il nylon. Comunque anche i coloranti cosiddetti “diretti”, usati per la cellulosa e derivati possono essere sensibili a questo meccanismo

Queste le parole dell’inventore per spiegare il meccanismo.

The charge attracts it first and then you have a chemical reaction, so basically the dye cannot actually come off the sheet, it is stuck on to the sheet then so it can’t roam in the wash to transfer or to cross stain into your garments,” dice McNamee.

Giusto per chiarire i coloranti basici sono anch’essi sali di basi organiche ma sono chiamati anche cationici perchè la molecola base di colorante in soluzione si ionizza diventando uno ione positivo. Anche i coloranti basici sono usati per lana, seta ma anche per fibre acriliche o mod-acriliche, ossia copolimeri di acido acrilico e altri monomeri.

Il più comune gruppo anionico attaccato ai polimeri acrilici è il sulfonato

–SO3 , immediatamente seguito dal carbossilato –CO2. Essi sono introdotti o come risultato di una copolimerizzazione o come residui degli inibitori di polimerizzazione anionici (i gruppi che chiudono la catena) . E’ questa funzione anionica che rende gli acrilici adatti ad essere colorati con coloranti cationici , dal momento che così si forma una forte interazione ionica fra polimero e colorante (in effetti, questo è esattamente l’opposto della interazione colorante acido-proteina).

Quali molecole sono usate come scavengers e come sono fissate al supporto?

Rispondere alla domanda non è banale in quanto l’argomento è pochissimo analizzato nella letteratura scientifica ufficiale e occorre ricorrere alle risorse dei brevetti; sulle pagine di Google patents si trovano varie indicazioni a patto di leggere i brevetti ed analizzarli nel tempo.

Se si fa questo sforzo si vede che c’è stata una notevole evoluzione nel tempo delle tecniche chimiche e dei materiali.

Per esempio nel primo brevetto di McNamee si vede che la sostanza cationica adsorbita sul supporto è una molecola piccola, un composto di alchilammonio del tipo

acchiappa7come descritto nel testo del brevetto:

Patent number: 6117191

Abstract: A method for the production of a dye scavening substrate which comprises the steps of: (a) providing a cellulosic substrate; (b) passing the substrate through a bath containing an alkaline solution of an N-trisubstituted ammonium 2-hydroxy-3-halopropyl compound having general formula (I) or a salt of epoxy propyl ammonium having general formula (II), wherein X is a halogen radical, Y is a chloride, bromide, sulfate or sulfonate, and the R’s are methyl, ethyl, butyl or benzyl groups or an hydroxyl substituted derivative thereof; (c) subjecting the substrate to a pressure of between 0.69-1.37 MPa (100-200 psi); (d) heating the substrate to a temperature of approximately 35.degree. C.; (e) wrapping the substrate in a water impermeable material and rotating the material at a temperature of between 15.degree. C. and 100.degree. C.

Type: Grant

Filed: December 21, 1998

Date of Patent: September 12, 2000

Assignee: Little Island Patents

Inventor: Patrick McNamee

La molecola viene bloccata sul supporto grazie ad un trattamento termico.

Ma un approccio completamente diverso viene seguito nel brevetto Lamberti, molto più recente (2009).

Marco Luoni e Giuseppe LiBassi scrivono nel brevetto US2009/0137170A1 intitolato NON-WOVEN COLOUR-CATCHER FABRIC AND METHOD FOR ITS PREPARATION che “l’uso di polimeri cationici come agenti sequestranti è ben conosciuto come sono conosciuti i loro problemi”… “la solubilità in acqua”.

Siamo quindi passati nel tempo da molecole cationiche piccole adsorbite a polimeri cationici; cationicpolymers

per ovviare al problema della solubilità dei cationici si è ricorsi poi a linkare i polimeri cationici fisicamente o chimicamente (cross-linking) al supporto, ma la cosa si è manifestata molto complessa e allora i due propongono di usare un metodo ancora diverso:

It has now been found that it is possible to prepare a non-Woven colour-catcher fabric by treating a non-Woven fabric With a cationic sequestering agent, particularly a cationic polymer, and subsequently applying on its surface, by printing technique,an anionic polymeric dispersing agent.

Quindi bloccare con una pasta anionica il supporto cationico.

La Lamberti e lo stesso McNamee hanno successivamente anche introdotto il supporto “naturale” ossia non tessuti woven-nonwoven, ma fatti di fibre naturali e quindi veri e proprii woven fabrics, tessuti propriamente detti, con tutte le problematiche del cambio di supporto; attualmente questa sembra essere la nuova frontiera brevettuale, e quindi di ricerca.

La lettura dei brevetti offre uno scorcio sulla inventività industriale e anche nelle politiche di ricerca della chimica industriale che dovrebbero essere esplorate dagli storici della chimica. Fra l’altro come in tutti i campi gli italiani non sono secondi a nessuno.

In definitiva gli acchiappacolore sono un metodo furbo ed efficace per rimediare a problemi di coloranti fuggitivi anche in ambiente domestico, aiutando a ridurre la quantità di acqua necessaria e il numero di cicli e dunque il consumo energetico delle operazioni di lavaggio.

Si veda anche:

Formulation of colour-care and heavy-duty detergents: a review, Color Technol. 121 (2005) p.1-6

Read more: http://textilelearner.blogspot.com/2012/01/basic-dyes-properties-of-basic-dyes.html#ixzz4Q3tuOolu

One thought on “Le molecole della pubblicità: l’Acchiappacolore.

  1. Per questo post hai il plauso dei miei studenti, che hanno studiato il caso pochi giorni fa, tra scosse e movimenti tellurici. Alfredo Tifi

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