Colorantes y el arte de teñir, compañeros milenarios del ser humano

clip_image002¿Alguna vez se ha parado a pensar qué sería de nuestra vida sin el color? Aunque no nos demos cuenta, en nuestra vida cotidiana, el color tiene una importancia vital. ¿Se imaginan una vida en blanco y negro? ¿Abrir un armario o un cajón y encontrar todas nuestras prendas de color crudo? Pobres diseñadores… ¿y los semáforos? ¿Cómo nos ayudarían a regular el tráfico? Podríamos enumerar miles de ejemplos.

Carlos Vicens Rico >

El ser humano ha estado coloreando su alrededor desde tiempos prehistóricos. Desde las paredes de las cavernas donde moraban hasta los ropajes que vestían se han servido de los colorantes. Fueron naturales en un principio y sintéticos en una época más reciente donde los científicos consiguieron dar un paso definitivo en la fabricación de colorantes.

Los colorantes han acompañado al ser humano en su evolución. Hoy en día existen todo tipo de colorantes y pigmentos para colorear nuestra vida, desde los colorantes para la industria textil que dan vida a nuestras prendas, a los colorantes alimenticios que hacen que nos entre por los ojos los alimentos, pasando por todo tipo de materiales naturales o sintéticos, todo se colorea.

Una de las utilidades más antigua de los colorantes ha sido el teñido de nuestras prendas. Pese a que no se conoce con exactitud cuándo empezó el hombre a teñir sus ropajes existen escritos de 2600 años a.C. de la utilización en China de colorantes, también se han encontrado en tumbas egipcias del 2500 a.C. muestras de tejidos teñidos. En un papiro egipcio del 1400 a.C. se refleja el oficio de los tintoreros que teñían el color purpura. A partir de la Edad de Hierro 750 a.C. las técnicas del tejido y de los tintes fueron desarrolladas y mejoradas, se cultivaron plantas expresamente para poder producir los tintes. Alejandro Magno 330 a.C. en sus campañas de conquista encontró entre otros preciados tesoros antiguas túnicas moradas en Persia y hermosos algodones impresos en la India.

Más adelante durante el imperio romano figura el oficio de la tintorería como uno de los más importantes en la industria de la confección textil. Entre las ruinas de Pompeya se han encontrado restos de este tipo de negocios, quedando patente su importancia al comprobar el área que abarcaban en comparación a otro tipo de negocios. En estas tintorerías o “fullonicae” en latín, se tintaba en tanques con pigmentos que extraían de plantas y moluscos. Tras la invasión de los barbaros en el siglo V las artes e industrias en occidente dejaron de expandirse, quedando Oriente como reducto del desarrollo de las artes de tintura.

clip_image004En Europa volvieron a crearse talleres de tintorería a finales del siglo XII en Italia. Esto fue debido a las relaciones comerciales entre venecianos y genoveses con países orientales. Bajo la influencia de los árabes se desarrollo en España el arte de la tintorería expandiéndose tras el descubrimiento de América, de allí se importaron nuevos tintes vegetales y animales así como técnicas tintoreras del imperio inca que revolucionaron los conocimientos en este arte. En Alemania y Francia se extendió el arte de teñir desde Italia, en Francia concretamente se logró la máxima reputación en el siglo XVI con la tintura de la lana en escarlata. A partir del siglo XVII los científicos comenzaron a estudiar científicamente el arte de tintar haciendo grandes progresos. Los estudios de dos grandes científicos contribuyeron a la comprensión de los procesos de tintura, uno fue Lavoisier con sus descubrimientos de reducción y oxidación y el otro Isaac Newton que dio inicio a la ciencia del color.

A partir del siglo XVII los científicos comenzaron a estudiar científicamente el arte de tintar haciendo grandes progresos. Los estudios de dos grandes científicos contribuyeron a la comprensión de los procesos de tintura, uno fue Lavoisier con sus descubrimientos de reducción y oxidación y el otro Isaac Newton que dio inicio a la ciencia del color.

En el siglo XIX gracias a los avances de la química, la tintorería pasó de ser un arte empírico a tener unos principios teóricos. La revolución industrial contribuyó a la fabricación de nuevos e innumerables colorantes artificiales así como maquinaria eléctrica para teñir, lo cual facilitó los procesos industriales de teñido, pero al mismo tiempo contribuyó al declive de un arte lleno de ancestrales secretos en sus fórmulas, que se había transmitido de generación en generación durante miles de años.

En la época más reciente, la industria textil ha evolucionado a nivel mundial produciendo cambios decisivos tanto en la producción como en la tecnología aplicada a la tintorería. A finales del siglo XX la evolución del estudio de la ciencia del color, a través de la reflectancia y predicción informatizada, ha revolucionado los procesos de tintura y producción.

La evolución de la industria tintorera ha ido de la mano del perfeccionamiento y eficacia de los colorantes. Desde los más primitivos colorantes como el azul índigo, del cual se han encontrado vestigios en adornos de las momias egipcias de 4.000 años de antigüedad, a los colorantes de última generación, específicos para cada tipo de proceso, los colorantes han evolucionado en arreglo a las necesidades de la industria tintorera.

A parte del ya comentado azul índigo, llamado así, por cultivarse en gran cantidad en la India, se tiene constancia de otros colorantes que han sido importantes en la historia del teñido. La grana o cochinilla es un insecto originario de Centro América que proporcionó, y aún hoy lo hace, un colorante que usando diferentes técnicas y mordientes varia del matiz cereza al violeta. El imperio romano se sirvió de las glándulas de un caracol, el Murex brandaris, para extraer el color púrpura con el cual teñían las túnicas de senadores y emperadores. El azul flor, lo extraían los pueblos germanos y galos, para teñir a partir del jugo de arándano. Los pantalones del ejército francés del siglo XIX se tintaban con una sustancia roja llamada alizarina que se extraía de la planta conocida por Rubia ssp.

clip_image006Llegados a esta época hay que destacar la aparición y desarrollo de los colorantes sintéticos, en 1856 William Henry Perkin descubrió por casualidad, cuando investigaba cómo preparar la quinina para combatir la malaria una sustancia de color púrpura pálido llamada mauve (malva) que fue un éxito en su utilización en el teñido de telas.

Tras este descubrimiento se revolucionó el estudio y fabricación de los colorantes. En 1860 Medlock mejoró la fabricación de la fucsina utilizando el ácido arsénico sobre la anilina, un año después Lepeti**t consiguió modificando el proceso para la obtención de la fucsina un colorante azul verdoso con un matiz muy vivo que llamó azul luz.

El progreso de los colorantes sintéticos fue formidable, desde que se descubrieron a mediados del siglo XIX hasta el primer cuarto del siglo XX se descubrieron más de 12.000 colorantes distintos.

A continuación de estos hallazgos fueron apareciendo los colorantes sulfurosos, el índigo sintético, los colorantes ácidos y los colorantes sustantivos, que se abrieron paso entre los colorantes naturales a los cuales sustituyeron. En las últimas décadas se han comercializado los colorantes artificiales sólidos que ante la mejora que representan, han enviado al ostracismo a la mayoría de los colorantes naturales, no consiguiendo extinguirlos del todo.

Pero ¿qué son los colorantes y que uso les damos en la industria tintorera? Los colorantes son sustancias coloreadas que son capaces de teñir las fibras vegetales, animales y artificiales. Para que el colorante acometa bien su función debe unirse fuertemente a la fibra y ser difícil de eliminar, bien por los lavados, bien por la acción directa de la luz. Esta unión depende directamente de la afinidad de los colorantes por la fibra. La afinidad es la propiedad que poseen los colorantes de ser absorbidos por la fibra.

Existen varias formas de colorear las fibras, bien por agotamiento, por estampación, en masa, a la continua etc. Así mismo, la forma en que se presentan las fibras para su teñido también puede ser diversa: género de punto, hilo en madejas, hilo en bobinas, tejido al ancho, etc.

Debido a esta diversidad existente en el mercado, tanto los procesos de teñido como la maquinaria a emplear, difieren según nuestras necesidades. Uno de estos procesos de teñido es el de tintura por agotamiento, siendo el más utilizado desde sus inicios por la industria tintorera.

El proceso

El proceso de tintura suele dividirse en tres etapas:

· Preparación de la materia:

Se realizan tratamientos previos para mejorar la hidrofilidad, la uniformidad y la afinidad de las fibras. Descrude, desencolado y blanqueo, son procesos utilizados sobre las fibras, con el fin de retirar las impurezas de las mismas, así como los auxiliares que se han aplicado anteriormente en el proceso de fabricación.

· Proceso de teñido:

Suele dividirse en cuatro etapas diferentes:

  • Migración: Desplazamiento del colorante desde el baño de tintura a la superficie de la fibra.
  • Difusión: Aproximación del colorante al interior de la fibra.
  • Absorción: Contacto de la molécula de colorante con la fibra en su interior.
  • Fijación: Anclaje del colorante en el interior de la fibra.

· Acabado:

Con los procesos de acabado se les procura a las fibras unas propiedades determinadas con arreglo a las necesidades del articulo al que irán destinadas, como el suavizado para conseguir un tacto agradable, o el aprestado para conseguir una dureza al tejido, también se aplican procesos para conferir cualidades antifricción, antideslizantes, antiestáticas, antipolillas, antiarrugas, etc.

Pese a que en el resultado final influyen en mayor o menor medida todos estos procesos, como es natural el más relevante es el de teñido. El proceso de teñido difiere según el tipo de materia a teñir y se utilizarán según que fibras unos colorantes u otros.

Teñido de la celulosa

Los colorantes más habituales para su teñido son los colorantes reactivos. Los colorantes reactivos proporcionan colores muy brillantes y tienen una gama extensa de colores. Estos colorantes que tienen una estructura no saturada son orgánicos y solubles en agua. Los grupos nucleófilos de la fibra celulósica y los colorantes reactivos, reaccionan en presencia del álcali para formar enlaces covalentes, por lo que se consigue un fuerte anclaje a la fibra. Debido a esta reacción estos colorantes consiguen unas solideces excelentes.

La molécula de los colorantes reactivos puede presentar distinto tipo de grupo reactivo, los hay altamente reactivos como los diclorotriazina o con muy poca reactividad como los monoclorotriazina. También se puede disponer de los bis-monoclorotriazina que son colorantes bifuncionales o los vinilsulfona que son derivados de la β-bulfoetil sulfona. A mayor reactividad, menor será la temperatura de teñido.

Otro tipo de colorantes con un uso muy extendido en la tintura de las fibras celulósicas son los colorantes directos sustantivos. Estos colorantes presentan unas moléculas que se pueden alinear con las macromoléculas de las fibras al ser largas y planas. Las fuerzas de Van der Waals y los puentes de hidrógeno están presente en el fijado de estos colorantes a la fibra pues su fijación se produce por fuerzas electroestáticas.

Es necesaria la presencia de cloruro sódico en el teñido para optimizar el agotamiento del colorante debido a la alta solubilidad de estos colorantes. Presentan una gran afinidad con el algodón y con las fibras celulósicas en general. No poseen la solidez en húmedo que tienen los colorantes reactivos, en cambio tienen una mejor solidez a la luz.

Hay colorantes que están destinados al teñido de artículos que tienen unas necesidades concretas, los colorantes tina que tienen una gran solidez y estabilidad a los rayos UV se emplean para tintar uniformes militares, ropa hospitalaria, uniformes laborales, toldos, etc. La composición de estos colorantes insolubles en agua está basada en antraquinonas o extractos de índigo y su fijación se consigue utilizando la química rédox.

Teñido de la lana

Los principales colorantes empleados en el teñido de la lana son los colorantes ácidos, premetalizados, al cromo y reactivos, estando ya en desuso los colorantes al cromo.

Los colorantes ácidos tiñen la lana en medio acido, de ahí su nombre, son solubles en agua y tienen afinidad por las fibras proteicas. Estos colorantes tienen una solubilidad variable al contener de uno a cuatro grupos sulfónicos. Se fijan principalmente a la lana mediante enlace iónico pero también pueden formar enlaces por puentes de hidrogeno. La solidez en estos colorantes varía desde una pobre a una excelente solidez.

Otro tipo de colorantes muy utilizado para tintar la lana son los colorantes premetalizados, que se clasifican según su estructura en premetalizados 1:1 y 2:1. Los 1:1 forman un complejo con un átomo metálico y una molécula de colorante y los 2:1 con dos átomos metálicos y con una molécula de colorante. Hay varios tipos de unión entre los colorantes de complejo 1:1 y la fibra, enlace iónico, enlace coordinado y fuerzas de Van der Waals, no formándose todos simultáneamente ya que dependerá del pH del baño de tintura.

Los premetalizados 2:1 son colorantes que se clasifican según los grupos solubilizadores iónicos que contienen: Complejos simétricos con dos grupos carboxilos, complejos asimétricos con un grupo sulfónico y complejos simétricos con dos grupos sulfónicos. Estos colorantes forman, mediante los grupos amino, enlaces iónicos ya que presentan una o más cargas negativas residuales y tienen todos los orbitales del catión metálico ocupados. También forman enlaces hidrófobos con la lana que son las fuerzas de enlace más importantes en la fijación del color. Las tinturas con colorantes premetalizados son de una solidez y durabilidad muy altas.

Para la tintura de la lana también son utilizados los colorantes reactivos que mediante su unión por enlace covalente con la fibra presentan una excelente resistencia a los tratamientos en húmedo. En el teñido con estos colorantes aparte del enlace covalente son varias las fuerzas que actúan y determinan la fijación: Fuerzas de atracción eléctrica, fuerzas del tipo de puentes de hidrogeno, fuerzas de Van der Waals y la formación de un complejo metálico entre el metal, el colorante y la queratina.

Teñido del poliéster

El teñido del poliéster se efectúa con colorantes dispersos. Son colorantes insolubles en agua caracterizados por la falta de grupos polares. Tienen moléculas pequeñas lo que facilita su penetración en la fibra.

Se dividen en dos grupos según su estructura química molecular: Derivados de azobenceno y derivados de antraquinona. La fijación de estos colorantes al poliéster se produce por varias interacciones electroestáticas como son los puentes de hidrogeno, las fuerzas de Van der Waals o fuerzas dipolo-dipolo.

La tintura de los colorantes dispersos se realiza en medio acido bajo presión y a una temperatura elevada, entre 125-135ºC, para facilitar la penetración en la fibra.

Teñido del acrílico

Pese a que el acrílico puede teñirse con colorantes dispersos, se utilizan colorantes catiónicos por la presencia de de grupos aniónicos. Los colorantes catiónicos o básicos son muy activos frente a sustratos textiles con cargas negativas al poseer en su estructura molecular un grupo amino con carga neta positiva en el grupo cromóforo de la molécula.

Estos colorantes pueden ser: Derivados de di-fenilamina, di-fenilmetano y trifenilmetano teniendo carga deslocalizada, del tipo azoico y antraquinónico con carga localizada o compuestos heterocíclicos derivados de amonio cuaternario. Las tinturas de la acrílica con colorantes básicos presentan enlaces iónicos.

Como se puede comprobar, tras haber repasado algunos de los tipos de fibras que se comercializan hoy en día, existen una infinidad de colorantes y procesos de tintura para aplicar según las necesidades que nos sean demandadas. Ahí reside la dificultad y a la vez el bello arte de la tintura, un arte que acompaña a la humanidad prácticamente desde sus origines. Pese a que la tintorería industrial es un oficio remoto en el tiempo, aun hoy en día es poco conocido por el público en general, sin embargo su importancia es vital en la industria textil.

Los colorantes y el arte de tintar han sido fieles compañeros de viaje del ser humano, han evolucionado gracias a los progresos de nuestros científicos y a la transmisión ancestral de los secretos más fielmente guardados de pócimas y recetas maestras. Difícilmente se podría entender hoy un mundo sin ellos.

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Para saber más:

Una respuesta para "Colorantes y el arte de teñir, compañeros milenarios del ser humano"

  1. Esperanza   24 - enero - 2013 at 23:13

    Es curioso, desde siempre hemos teñido todo tipo de textiles en casa, con tintes industriales o con truquillos de las abuelas (con té, por ejemplo). Incluso alguna vez hemos usado dicromato para cambiar el color de la madera. Nunca hubiera pensado en que es una actividad no ya histórica, sino prehistórica.
    Como no soy especialista cada vez que tiño algo espero impaciente el resultado, que depende muchísimo del tipo de fibra que voy a teñir, y es casi siempre una sorpresa…

    Responder

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