¿Cómo verificar que un colorante o pigmento nuevo funciona en tu fórmula actual al cambiar de proveedor?

Un fabricante de masterbatch de Europa del Este quiso repartir su riesgo de suministro y cambió un pigmento rojo orgánico de uso frecuente por el de otro proveedor, con exactamente el mismo número de Colour Index. El laboratorio hizo una placa de color y la comparó con el producto anterior; el tono era casi idéntico, y al mes siguiente la producción se cambió por completo. Cuando el primer lote de masterbatch llegó a los clientes, uno de ellos tuvo que cambiar cada vez más seguido las mallas del filtro de su línea de película soplada, la presión del fundido subía sin parar y empezaron a aparecer puntos de color en la película. Otro cliente, que inyecta cajas de polietileno, vio un alabeo evidente en sus piezas. Al investigar, resultó que el tamaño de partícula y el tratamiento superficial del pigmento nuevo eran distintos a los del anterior: con el dispersante y las condiciones de proceso de siempre no se dispersaba, y en el polietileno afectaba la cristalización de otra manera. El fabricante tuvo que retirar dos lotes, pagar a sus clientes los paros de línea y regresar al pigmento anterior. En aquel momento, el laboratorio solo había comparado el color y había dejado sin probar el resto del desempeño de la fórmula.

¿Cómo verificar que un colorante o pigmento nuevo funciona en tu fórmula actual al cambiar de proveedor? Para verificar que un producto nuevo es compatible con tu fórmula actual, sigue cuatro pasos: revisa en papel su identidad y su composición, compáralo lado a lado en el laboratorio con la fórmula y el proceso de siempre, haz una prueba de producción en lote pequeño y, al final, muestrea el primer embarque comercial y guarda contramuestras. Que el color se parezca es solo el primer filtro; la dispersión, el procesamiento y la solidez se confirman uno por uno.

Con el mismo número de Colour Index, el comportamiento dentro de tu fórmula puede ser muy distinto. El número de Colour Index (C.I.) y el número CAS describen la estructura química. Una misma estructura, fabricada en plantas distintas, puede variar en forma cristalina, distribución de tamaño de partícula, tratamiento superficial y nivel de impurezas. Antes de salir de fábrica, los colorantes además se estandarizan a la fuerza propia de cada fabricante con sulfato de sodio, dispersantes y otros diluyentes, y cada uno estandariza a su manera. Tu fórmula actual se ajustó poco a poco alrededor del producto anterior: la dosis de dispersante, el tiempo de molienda, la temperatura de proceso y la curva de teñido están adaptados a sus características. La consistencia entre lotes y los documentos de embarque tienen sus propios artículos en este blog; este explica cómo confirmar, al cambiar de proveedor, que el producto nuevo entra en tu fórmula de siempre.

Antes del cambio, descarta en papel las diferencias evidentes. Hoja técnica y hoja de seguridad: identidad, forma cristalina y composición. Pon lado a lado las hojas técnicas del proveedor anterior y del nuevo y compáralas punto por punto: número de Colour Index, forma cristalina, resistencia al calor, solidez a la luz, absorción de aceite y sistemas recomendados. En el dióxido de titanio, compara también si es rutilo o anatasa y si el tratamiento superficial es de aluminio, de sílice u orgánico. La sección 3 de la hoja de seguridad indica la composición; si el producto nuevo trae un solvente, un vehículo o un auxiliar de dispersión que el anterior no tenía, acláralo antes de hacer cualquier muestra. En sistemas base solvente, revisa además la solubilidad: nuestro catálogo de colorantes de complejo metálico indica su solubilidad en alcoholes, éteres de glicol, MEK, acetato de etilo y tolueno, para que revises la compatibilidad antes de comprar. Aprobaciones de tus clientes: a quién hay que avisar antes. Algunos clientes exigen aprobar el origen de las materias primas, y los usos en contacto con alimentos, juguetes y equipo eléctrico y electrónico requieren reportes de prueba para cada aplicación. Cambiar el origen de un pigmento o un colorante puede activar las cláusulas de aviso de cambio de los contratos con tus clientes. Revisa primero sus especificaciones y haz la lista de productos que necesitan una nueva aprobación; así puedes calendarizar bien el plan de validación. En los productos con ciclos de aprobación largos, puedes probar primero el material nuevo en productos con menos requisitos y, mientras tanto, preparar datos comparativos entre el producto anterior y el nuevo para los clientes clave.

Comparación lado a lado en el laboratorio: la misma fórmula, una sola materia prima distinta a la vez. Tono y fuerza colorística: compara con la misma fórmula y el mismo equipo. Con la contramuestra del producto anterior y la muestra nueva, prepara las pruebas con la misma fórmula, en el mismo equipo y el mismo día, y mide la diferencia de color en el espacio CIELAB con un espectrofotómetro, revisando por separado el desplazamiento en claridad, croma y tono. Compara al menos con dos fuentes de luz, por ejemplo D65 y el iluminante A, para descartar metamerismo. Compara la fuerza colorística contra el producto anterior: si el nuevo es más débil, tendrás que agregar más, y si es más fuerte, puedes usar menos, así que compara los precios por unidad de fuerza colorística. Para juzgar la diferencia de color, usa la misma tolerancia que das a tus propios clientes. Los tonos rebajados con dióxido de titanio son los que más amplifican las diferencias de fuerza colorística y de tono, así que prepáralos junto con el tono masa. Dispersión y reología: un pigmento nuevo puede pedir otro dispersante u otra molienda. En pinturas y tintas, compara la finura de molienda, la viscosidad, el brillo y la estabilidad después del almacenamiento, y haz la prueba de frotado para detectar floculación. En masterbatch y plásticos, haz una prueba de presión de filtro y después sopla un tramo de película o prensa una placa para buscar puntos y partículas sin dispersar. Cuando el tratamiento superficial del pigmento nuevo es distinto al del anterior, el dispersante de siempre puede dejar de adsorberse, y moler más tiempo tampoco lo compensa. En pinturas de entonar y sistemas con varios pigmentos, revisa también la flotación y el floculado: el pigmento nuevo puede flocular distinto que los demás pigmentos de la fórmula, y el color de la película seca puede quedar diferente al de la película húmeda. En productos líquidos, haz además una serie de almacenamiento en caliente y revisa si cambian la viscosidad, la sedimentación y el tono. Compatibilidad de colorantes: en una tricromía, las velocidades de agotamiento deben ser parecidas. Al teñir con tres colorantes base, los tres deben subir a la fibra al mismo ritmo para que el color quede parejo y se pueda reproducir. Si sustituyes uno, toma muestras por etapas siguiendo la curva de teñido original y compara la velocidad de agotamiento, así como su sensibilidad a la temperatura, el pH y la sal. Los colorantes catiónicos para acrílico se combinan por su valor K y su valor F: nuestro muestrario Dragonacrylic indica los dos valores de cada color, para compararlos directamente al hacer la sustitución.

Si solo comparas el color y te saltas las pruebas de desempeño, el problema aparece en la planta de tu cliente. Resistencia al calor, migración y efecto en la contracción de las poliolefinas. Prueba los pigmentos para plásticos a tu temperatura real de proceso y con tu tiempo de residencia, y en el PVC flexible revisa la migración y el afloramiento. Algunos pigmentos orgánicos actúan como nucleantes en el polietileno y el polipropileno y cambian la contracción de la pieza, por lo que las piezas inyectadas grandes se alabean, como les pasó a las cajas del cliente de la historia inicial. Este tipo de problema se verifica con el molde real del cliente o con una pieza parecida, porque una placa de color no lo muestra. Solidez: prueba el producto anterior y el nuevo al mismo tiempo, con tus métodos de siempre. En textiles, repite las pruebas con los métodos ISO 105 que ya usas, como ISO 105-B02 para la luz, ISO 105-C06 para el lavado e ISO 105-X12 para el frote; en pinturas y plásticos, usa tus métodos habituales de solidez a la luz y de intemperie. Los resultados solo son comparables cuando el producto anterior y el nuevo entran en la misma prueba. En colorantes dispersos para poliéster, vigila también la migración térmica y la sublimación; cuando cambia la temperatura de termofijado, la diferencia entre el producto anterior y el nuevo se nota más. Comparar los valores medidos del producto nuevo con los valores típicos de la hoja técnica del anterior aporta muy poca información.

Después del laboratorio, falta pasar la prueba de la línea de producción. Cuando la prueba de laboratorio salga bien, haz una prueba de producción con tu equipo y tu tamaño de lote normales, registra los parámetros de proceso y compáralos con los resultados del laboratorio. La prueba de producción debe cubrir tus fórmulas más usadas y tus colores más difíciles, con una serie para tonos oscuros y otra para claros, y otra para cargas altas y bajas. Cuando llegue el primer embarque comercial, muestréalo contra el certificado de análisis, guarda contramuestras y sella con el proveedor un nuevo estándar de referencia. Conserva parte del inventario del producto anterior hasta que varios lotes se mantengan estables, y solo entonces haz el cambio completo. Nuestras muestras y respuestas técnicas vienen directamente del equipo que fabrica el producto, y la asesoría de formulación y las muestras comparativas contra tu estándar actual forman parte de la colaboración desde el primer pedido; nuestro catálogo de azul ultramar, además, compara cada grado con el ultramar tradicional por diferencia de color y fuerza colorística.

Si la muestra nueva da el mismo color que el producto anterior, ¿hace falta la serie completa de pruebas? Hacen falta las pruebas clave para tu aplicación. El color refleja solo una parte de las propiedades; la dispersión, la resistencia al calor, la migración, la solidez y el efecto en el proceso se confirman por separado. Puedes ordenarlas por riesgo: prueba primero lo que tiene más probabilidad de fallar y lo que más le importa a tu cliente, y después completa lo demás. El producto nuevo tiene más fuerza colorística. ¿Puedo reducir la dosis directamente? Puedes ajustar la dosis en proporción a la fuerza colorística y después validar otra vez. Al cambiar la dosis, cambian también la proporción entre pigmento y dispersante, la viscosidad y el brillo del sistema, y el tono puede desplazarse. Cuando compares precios por unidad de fuerza colorística, suma el costo de estos ajustes. ¿Cuánto tarda la validación completa? Depende de la aplicación. La comparación de color y las pruebas de dispersión en laboratorio son rápidas; las pruebas de intemperie, almacenamiento y solidez tardan más, y la nueva aprobación de tus clientes suele ser lo más lento. Lo mejor es empezar la validación cuando todavía tienes suficiente inventario del producto anterior, para que nunca tengas que cambiar sin datos.

Hongda Group fabrica y exporta productos químicos desde Ningbo desde 1992, vende en más de treinta países y trabaja con más de quinientos distribuidores en todo el mundo. Nuestros colorantes textiles, pigmentos orgánicos e inorgánicos, dióxido de titanio y auxiliares están a cargo de una unidad de negocio dedicada a cada línea, y nuestros muestrarios y catálogos indican el número de Colour Index, la solidez y los sistemas recomendados, para que compares punto por punto antes del cambio. Si estás pensando en cambiar el origen de los colorantes o pigmentos que usas hoy, cuéntanos qué grados usas, tu sistema de fórmula, tus condiciones de proceso y el uso final, y la unidad de negocio correspondiente te recomendará grados de reemplazo, preparará muestras y hará muestras comparativas contra tu estándar. Para conocer las formas de colaboración, visita hongda-chem.com, haz clic en "Become a strategic partner" y escríbenos por WhatsApp o WeChat.