PREMESSA

Il materiale candeggiato chimicamente mostra ancora un leggero tono giallo derivante dalla presenza di piccole quantità di coloranti naturali che non sono stati completamente distrutti o eliminati dal candeggio. Quando il materiale viene "finito" allo stato candido, è necessario migliorare il grado di bianco, applicandovi piccole quantità di particolari sostanze come gli azzurranti o gli azzurranti ottici ( FWA - Fluorescent Whitening Agent ).

RIFLETTANZA DEI MATERIALI CANDEGGIATI CHIMICAMENTE

Nella vasta gamma delle onde elettromagnetiche, quelle con lunghezza d'onda compresa tra 400 e 700 nm sono denominate "radiazioni ottiche", in quanto capaci di essere rivelate dall'occhio umano.

Quando le radiazioni ottiche colpiscono una superficie opaca, avviene una riflessione totale o parziale delle stesse In relazione al colore della superficie.

Se la superficie assorbe tutte le radiazioni ottiche, il corpo appare nero, mentre se le riflette tutte appare bianco, Il rapporto tra le radiazioni riflesse dal corpo e quelle riflesse da una superficie di riferimento (perfettamente bianca con riflettanza del 100%, come BaSO4  o MgO), valutato ad ogni lunghezza d'onda, viene chiamato riflettanza.

Ponendo in grafico i valori di rlflettanza di un corpo opaco ad ogni lunghezza d'onda nel campo tra 400 e 700 nm, si traccia la curva caratteristica di colore di quel corpo.

Assumendo come corpo una fibra candeggiata chimicamente e registrando la curva di riflettanza rispetto allo standard bianco, si ottiene una curva più bassa dello standard che identifica un corpo più scuro ( perchè non riflette la stessa quantità di radiazioni).

Infatti nella zona delle radiazioni giallo-rosse si ha un andamento ascendente della curva, la quale indica che Il campione candeggiato chimicamente, mancando di componente violacea, risulta più giallo dello standard bianco.

Per migliorare il grado di bianco è necessario compensare la tonalità leggermente gialla della fibra , tramite l’applicazione di una sostanza particolare In relazione al modo di agire la sostanza si distingue tra:

-azzurranti

-azzurranti ottici

AZIONE DEGLI AZZURRANTI

L'impiego di determinati coloranti blu-violacei viene eseguito per correggere e nello stesso tempo migliorare l'effetto di bianco del materiale candeggiato chimicamente. Si tratta di una tintura vera e propria con piccolissime quantità di colorante.

Il miglioramento dell'effetto di bianco è dovuto al fatto che il colorante blu-violaceo, assorbendo le radiazioni complementari giallo-rosse, determina, con l'assorbimento delle radiazioni da parte dei coloranti naturali residui su fibra, un abbassamento della curva di riflettanza in tutto lo spettro ottico. Come conseguenza il materiale diventerà meno luminoso (ossia meno chiaro) ma sarà giudicato più bianco .

In effetti nell'esprimere il giudizio di bianco l'osservatore dà maggior peso al fattore cromatico piuttosto che a quello della chiarezza e con l'aggiunta dell'azzurrante si è proprio attenuata la cromaticità del materiale

AZIONE DEGLI AZZURRANTI OTTICI

Gli azzurranti ottici trovano oggi ampia diffusione nell'industria tessile; si tratta di sostanze organiche a carattere fluorescente, praticamente incolori o solo debolmente colorate in giallo, messe in commercio allo stato di polvere o in soluzione, se di tipo solubile, o in dispersione, se insolubile.

Sono composti capaci di assorbire le radiazioni nell'Intervallo del vicino ultravioletto e di emettere le radiazioni ottiche nella zona del violetto-blu. Queste radiazioni si sommano a quelle giallo-rosse del materiale e lo fanno apparire più bianco e più luminoso; in altre parole viene compensata la mancanza di radiazione blu-violacea del campione in modo additivo.

La riflettanza nell'intervallo violetto-blu supera largamente quella dello standard bianco e conseguentemente il limite del 100%

I vari azzurranti ottici si differenziano per il grado di riflettanza e per la loro efficacia, come pure per la posizione del punto di massima riflettanza. In relazione a ciò, essi si classificano In:

- azzurranti con max tra 430 e 440 nm di lunghezza d’onda detti a fiamma rossa;

- azzurranti con max tra 440 e 445 nm di lunghezza d’onda detti a fiamma verde;

- azzurranti con max oltre 450 nm di lunghezza d’onda caratterizzati da una diminuzione di brillantezza.

I due tipi di sostanze: azzuffanti e azzurranti ottici, vengono talvolta applicati insieme per realizzare particolari tonalità di bianco.

MECCANISMO DI TRASFORMAZIONE DELLE RADIAZIONI

Il fenomeno fisico che si produce nelle molecole di azzurrante ottico, chiamato fluorescenza, si spiega nel modo seguente. A temperatura ambiente la maggior parte delle molecole occupa il più basso livello di vibrazione dello stato elettronico fondamentale; quando assorbono radiazioni esse passano allo stato eccitato 

La molecola può essere eccitata in modo da raggiungere ciascun sotto livello vibrazionale associato ad ogni stato elettronico. Fintanto che l'energia viene assorbita si ha una serie di bande di assorbimento all'analisi spettrofotometrica.

In seguito la molecola, avendo assorbita l'energia per raggiungere uno dei più alti livelli vibrazionali appartenenti ad uno stato eccitato, perde rapidamente l'eccesso di energia vibrazionale per collisione e cade al più basso livello vibrazionaIe dello stato eccitato (rilassamento vibrazionale).

In aggiunta, se questo stato eccitato ha altri stati elettronici sottostanti a energia non troppo diversa si può avere il passaggio della molecola dal più basso livello vibrazionale dello stato elettronico superiore al più alto livello vibrazionale dello stato elettronico eccitato inferiore, dotato però della stessa energia (conversione interna).

La molecola perde ancora energia vibrazionale fintanto che raggiunge il più basso livello vibrazionale del primo stato di eccitazione. Da questo stato la molecola può ritornare a ciascuno dei livelli vibrazionali dello stato fondamentale,

emettendo la sua energia sotto forma di radiazione (fluorescenza).

INFLUENZA DELLE RADIAZIONI SUGLI AZZURRANTI OTTICI

Poiché gli azzurranti ottici esplicano la loro efficacia per eccitazione indotta dalle radiazioni ultraviolette sulla molecola, è evidente che l'effetto di bianco sarà strettamente legato al tipo di illuminazione ed in particolare alle radiazioni

della gamma dell'ultravioletto. Se la componente ultravioletta viene ridotta, l'effetto di bianco sarà notevolmente diminuito.

Per questo motivo i materiali azzurrati otticamente rivelano un grado di bianco nettamente inferiore se osservati sotto lampade ad incandescenza a confronto dell'energia radiante solare, in quanto dette lampade, emettendo radiazioni con poca componente ultravioletta, rendono gli azzurranti ottici poco efficaci.

 SOLIDITÀ ALLA LUCE DEGLI AZZURRANTI OTTICI

Il materiale trattato con azzurranti ottici, anche in relazione alla relativamente bassa concentrazione di prodotto applicato alla fibra, mostra, salvo poche eccezioni, scarsa resistenza alla luce. L'attacco della luce avviene sul sistema insaturo con formazione di prodotti che non hanno più alcun effetto fluorescente e, per tale motivo, il grado di bianco diminuisce.

Nel caso dei derivati DAS, il punto più debole è proprio il doppio legame dello stilbene. Esso subisce sia la scissione, sia la trasposizione della forma "trans" della molecola di azzurrante, meno energetica, nella forma "cis", più ricca di energia, che assorbe le radiazioni ultraviolette a onde più corte della forma "trans", e non è più fluorescente

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Ultimo aggiornamento: 17-06-09