La tricromía de colorantes en la teoría de matizado

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Por Mirko R. Costa

Muchos de los ingresantes a la industria textil se cuestionan por qué el puesto de tintorero ejerce tal atracción sobre los recién ingresados a la industria. Aquí ensayaré algunas razonas

 

1 El color atrae a los humanos desde la niñez: los crayones son estimulantes de la creatividad.

2 El puesto de tintorero otorga jerarquía dentro de la industria. Sino es bien pagado, al menos es reconocido en el gremio

3 La tintorería es la etapa más costosa en el ennoblecimiento. Este hecho explica el punto anterior, la responsabilidad de la jefatura debe estar acorde con la persona encargada del puesto.

La tabla siguiente muestra los costos de las diferentes etapas de la industria textil:

De la elección de la tricromía dependerá:

1 La facilidad para obtener el tono a reproducir.

2 El grado de reproducibilidad del color a reproducir.

3 El grado de similitud entre el color reproducido y la muestra referencial.

La facilidad para elegir la tricromía correcta depende, primero, de las habilidades colorísticas innatas y de la experiencia profesional del tintorero.

Probemos elaborar una teoría de matizado que le sirva de guía al tintorero. Esto es una serie de asunciones concebidas para explicar cómo ejecutar un matizado con mínimas oportunidades de “fueras de tonos”. La reproducción de una coloración similar o “igual” a la muestra patrón referencial proporcionada. El igual entre comillas porque se debería reproducir en la misma calidad del algodón, con los mismos colorantes (estructura química), las mismas condiciones de iluminación y visión y hasta el mismo evaluador del matiz. Situación imposible de conseguir.

Entonces, matizar es determinar los colorantes y en qué proporciones mezclarlos para conseguir un matiz similar a la muestra patrón proporcionada. En otras palabras, el problema diario del tintorero.

Al inicio del matizado, varias preguntas cruzan la mente del tintorero, todas importantes:

¿Qué clase y que colorantes dentro de ella usar?

¿Cómo será su reproducibilidad? Al referirnos a la reproducibilidad debemos tener en cuenta: la reproducibilidad de laboratorio a planta y de lote a lote en la planta.

¿Cuál será su costo? Para absolver estas preguntas, el tintorero debe conocer la química, las propiedades y las solideces de los integrantes de la familia de colorantes seleccionada. El uso final y requerimientos de solideces del matiz teñido en la prenda.

Como regla general, el colorante debe durar tanto como el matiz teñido con ellos. En pocas palabras, el tintorero necesita saber las solideces de los colorantes que va a usar y el uso final del artículo que se está tiñendo.

La NOMENCLATURA de los COLORANTES:  

Una estandarización de la nomenclatura sería de invalorable ayuda para el tintorero; le permitiría un mejor conocimiento de su paleta de trabajo.

Existió una tentativa para hacerlo por los otrora fabricantes europeos, sin embargo, nunca llegó a concretarse. Los escasos avances que hubieron entre los fabricantes de ese continente, afortunadamente, han sido continuados por los actuales fabricantes asiáticos: India y China.

¿Por qué lo han hecho: por caligrafía o por tradición? Es una pregunta que no podemos contestar, pero esperemos que sea por continuar con la tradicional búsqueda para entendernos mejor

Analizando la descripción de un colorante hipotético de nombre generalizado como el siguiente:

MARCA REGISTRADA MATIZ  NÚMERO LETRAS

La marca registrada de cualquier proveedor es, mentalmente, asociada con la familia de colorantes: tina, reactivo, azoico, etc., y, al mismo tiempo, con sus solideces generales.

El matiz del colorante especificado por fabricante, el número y las letras que lo siguen, señalan las varias direcciones y desviaciones en el rango de los matices en la misma familia y sus relaciones con los colores vecinos del espectro.

Un colorante/pigmento amarillo puede distinguirse entre un amarillo rojizo y un amarillo verdoso, según sea seguido por la letra R o G; uno rojo, entre un rojo azulado o violáceo y un rojo amarillento o naranja, por las letras B o G, respectivamente. Y el grado de amarillo o de rojo de acuerdo al número que antecede a la letra G o R.

Las razones para la adopción de las siguientes letras internacionalmente para indicar las direcciones del matiz han sido:

Las letras derivan del idioma alemán: R proviene de röt o rojo; B de blaü o azul, y G de gelb o amarillo/grün o verde.

Los fabricantes de colorantes de lengua inglesa han adoptado esta misma nomenclatura, modificando la G para green o verde e ignorando el amarillo.

Los fabricantes franceses reemplazaron la letra G por la J para abreviar la palabra jaüne o amarillo.

Los fabricantes italianos no poseían impedimentos lingüísticos para adoptar la nomenclatura alemana: rojo/rosso; azul/blu y amarillo/giallo.

Estos fabricantes eran los únicos fabricantes de antaño.

LETRAS QUE DENOTAN LA DIRECCIÓN DEL MATIZ DE LOS COLORANTES

Existen otras letras incorporadas a la nomenclatura que, si bien es cierto, no fueron adoptadas internacionalmente para la misma característica, gozaron de aceptación comercial y muchas veces fueron repetidas para designar la característica de cada fabricante. Así:

  • L: significaba solidez a la luz para los fabricantes de habla inglesa del colorante, mientras que “loslich” significaba solubilidad en alemán. Los fabricantes suizos usaron, entre los colorantes hechos por ellos, LL para indicar solubilidad y solidez a la luz.
  • N: quería decir nuevo colorante en la gama.
  • EXTRA: era una forma mejorada o de mayor concentración.
  • P: un colorante que también podía ser empleado en la tintura de papel (paper); en el estampado (Printing); por técnica a la continua (Pad) o que tenía solidez al abatanado (Potting) en el caso de colorantes para lana.
  • S: venía de solubilidad (Solubility); de teñido de seda (Silk); sólido al sudor; o simplemente la concentración estándar de ese colorante para su fabricante.
  • E: significaba agotamiento que se dice “Exhaustion” en inglés.
  • Además de las letras mencionadas, se empleaban y aun emplean números, como por ejemplo:
  • Marca Registrada   Matiz GS            Concentración Estándar
  • Marca Registrada   Matiz G 200       Doble Concentración Estándar
  • Número al final: indicaba la apertura del tamaño del cedazo usado para cernir el colorante de tina apropiado para técnica de impregnado-vaporizado.
  • I y F: indicaban un patrón solidez de calidad Internacional: INDANTHREN de Alemania y FELLISOL de Suiza, alcanzable si se usaban los colorantes que los ostentaban en la tintura del matiz.
  • Energía del auxocromo de reactividad de los colorantes reactivos se especificaban con letras como: H (hot), M (Moderate), K (Kält).
  • F: indicaba la presencia de flúor en el auxocromo reactivo.
  • Letras A, B, C y D: lo hacían con las solideces térmicas de la gama de colorantes en dispersión. Hoy simplificada a alta media y baja
  • X: indicaba la brillantez o saturación del colorante.

La colorimetría en la tintorería: Actualmente, el tintorero emplea la Colorimetría: la medición del color; la cuantificación de las experiencias físicas exactas y visuales subjetivas para su interpretación.

La especificación de un color, es una materia muy compleja y contradictoria; sin embargo, a pesar de sus dificultades, la colorimetría ha sido aceptada en la industria textil con las siguientes finalidades

Primero: la especificación matemática de un color.

Segundo: la formulación de recetas para reproducción de colores y

Tercero: la determinación del grado de diferencia entre dos matices muy similares.

De las tres finalidades, la segunda, la formulación de recetas, es la más usada. La tercera, la determinación del grado de diferencia entre dos matices muy similares, es la que le sigue en uso, aunque muy distantemente.

La especificación matemática de un color y su ubicación en el espacio euclidiano no ha recibido mayor atención, a pesar que se la merece y también la tiene.

Trataremos de emplearla, pero antes revisemos algunos conocimientos esenciales de colorimetría.

Las TEORIAS de VISIÓN:

Numerosos intentos han sido concebidos en el pasado para explicar el mecanismo de percepción de color, incluso llegándose a crear un sin número de teorías especulativas.

En base a la evidencia fisiológica obtenida a través de experimentos en animales, se ha determinado existencia de dos mecanismos de recepción de la imagen en la retina: uno de la silueta de la imagen gracias a los bastones en la retina y otro del color por obra de los conos en la misma.

De esta teoría de la independencia del mecanismo de visión derivan muchas otras, siendo las siguientes postulaciones las más aceptadas:

La TEORÍA TRICROMÁTICA: postulada por Thomas Young en 1801 y suplementada por Helmholtz, crea la base de la interpretación del fenómeno de percepción del color por los conos.

La percepción de color está dividida en tres mecanismos capaces de producir sensaciones de color en la mente de forma independiente.

La tercera parte de los conos presentes en la retina es estimulada y tiene su máxima sensibilidad por las longitudes de onda que caracterizan a los colores rojos. Una tercera parte son los que definen a los colores azules y la tercera remanente son los que definen a los verdes.

La TEORÍA del PROCESO de OPOSICIÓN:

Ideada por Hering, asume la existencia de tres pares de mecanismos de oposición: uno blanco-negro, otro amarillo-azul y un tercero rojo-verde para la percepción de color.

Los mecanismos catabólicos producen las sensaciones catabólicas calientes: blanco, amarillo y rojo, que inhiben a las opuestas. Las sensaciones frías: negro, azul y verde llegan al cerebro con la misma acción inhibidora de dirección anabólica opuesta. Todos los mecanismos entran en operación durante el mecanismo visual pero después de su recepción por la retina.

La TEORÍA del PROCESO de VISIÓN de MULTIETAPAS:

En 1930, Muller combinó la teoría de los tres mecanismos receptores independientes de Young y Helmholtz, que en una sola etapa actúan sobre el pigmento fotoquímico en la retina, y la teoría de oposición de los colores de Hering para sustentar una nueva teoría de multi etapas.

Cada etapa tiene un mecanis­mo receptor primario diferente que da lugar a la interpretación de la sinapsis con mayor grado de libertad por el cerebro.

Esta teoría goza de mucha aceptación actualmente por ser la más completa entre las existentes y coincidir en mayor grado con las predicciones matemáticas.

La Especificación del color: La teoría de Young y Helmholtz, que goza de gran aceptación, emplea tres estímulos para crear un color y necesita de tres parámetros para describirlo:

El Matiz o Color (H). Hue en inglés. Describe el color como generado en el arco iris y descrito como: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta, más tres matices adicionales incorporados en las longitudes de onda más extensas para convertirlo al sistema decimal.

El Valor o Intensidad (V). Distingue, para un mismo matiz, entre las totalidades clara, oscura y media.

El Croma o Saturación (C). Valora el contenido gris y la pureza en el matiz.

El SISTEMA de la COMISIÓN INTERNACIONAL de la ILUMINACIÓN:

Basándose en la teoría tri cromática de visión, la “Commission Internationale del ‘Eclaraige” (C.I.E.) en francés, creó el sistema tri estimular.

Es decir, el uso de tres luces coloreadas: roja (R), verde (G) y Azul (B) para describir un color.

Al variar la proporción de cada una de las tres luces estimulantes y sus intensidades, se crea una gran cantidad de colores que pueden ser percibidos.

Un color (C) puede ser representado por una simple ecuación algebraica en el espacio tridimensional.

R, B y G son los ejes del paralelogramo que representan los tres estímulos para el matizado del color o luces de color rojo, azul y verde; mientras que m, n y ñ son las cantidades de estos estímulos requeridas para matizar el color C.

El color estará representado por un vector en las coordenadas tridimensionales que posee sus tres ejes R, B y G y situado en los puntos m, n y ñ.

Espacio tri dimensional de ejes dispuestos a ángulos de 90° entre sí.

En esta representación tridimensional del color en la figura anterior, los tres ejes del color C han sido arbitrariamente dispuestos a ángulos de 90° entre sí, pero han podido mantener ángulos menores entre sí. Sólo es necesario que los ejes posean un punto de origen común y que no converjan a un mismo plano; solo por fines didácticos y por costumbre se ha usado los ejes rectangulares.

Espacio tri dimensional de ejes dispuestos a ángulos menores de 90° entre sí.

Trabajar en el espacio bidimensional es mucho más sencillo que hacerlo en el tridimensional; para eso se hace uso de un diagrama de dos dimensiones al expresar las cantidades de cada uno de los tres estímulos como porcentaje unitario de la mezcla total mediante la transformación matemática siguiente:

Representación bi dimensional del sistema C.I.E.

Efectuada la transformación, el sistema de la C.I.E., reemplaza los estímulos rojo (R), verde (G) y el azul (B) por nuevos virtuales X, Y, Z y, por lo mismo, se usan las coordenadas x, y, z en lugar de las coordenadas r, b, g para dar cabida a un mayor número de matices.

Representación de los colores en el sistema bi dimensional de la C.I.E.

Conforme la ubicación de los colores en el diagrama de cromaticidad bi dimensional de la C.I.E., se aleja de la periferia, los matices pierden saturación (pureza).

Los matices más brillantes (saturados) estarán situados más a la periferia y los menos estarán ubicados más hacia el centro del eje central acromático: gris.

El área que ocupan dentro del diagrama cromático será, por consiguiente, menor.

Si pudiésemos reproducir un color con un sólo colorante de idéntico matiz, las oportunidades de no conseguirlo estarían limitadas a más claro o más oscuro.

Matemáticamente:

2 (1) 2 = 2

Si tuviéramos que hacerlo con dos colorantes, digamos azul y amarillo, las oportunidades de no hacerlo serían:

 

  • √ amarillo   + azul         2) √ amarillo   – azul

3) – amarillo   √ azul         4) + amarillo   √ azul

5) – amarillo   – azul           6) + amarillo   + azul

7) + amarillo – azul             8) – amarillo + azul

Matemáticamente

2 (n)n = 2 n

Conforme que el número de colorantes usados en la tricromía de matizado se alejan del color a reproducir, el área delimitada será más extensa y, por consiguiente, mayores las oportunidades de conseguir “fueras de tono”.

De allí que tricromía no es usar “colores primarios” de “alta saturación”. Tricromía es usar tres colorantes que delimitan el área de un triángulo muy pequeño para que la repetitividad del matiz sea alta.

Áreas de ubicación que delimitan los triángulos de los colorantes seleccionados

Áreas de ubicación que delimitan los triángulos de los colorantes seleccionados en el diagrama de cromaticidad de la C.I.E.

Todo lo anterior en lo que respecta a la selección de colorantes para la formulación.

En lo que respeta a la repetividad una vez seleccionada la terna de colorantes.

Entonces, si consideramos la tintura como lo que es: una reacción entre los colorantes y fibra; la reproducibilidad de la reacción será mayor cuanto mayor sea su constante de equilibrio (K).

Dicho en términos textiles, cuando la afinidad del colorante sea mayor. Esto se da cuando su peso molecular es mayor y menor su solubilidad en H2O, por ello es más difícil su tintura.

Por último, siguiendo la fenomenología de las reacciones:

El aumento en la concentración de los reactantes desplaza el equilibrio de la reacción a la derecha; esto aumenta la concentración de los resultantes (rendimiento tintóreo). El acortar la relación de baño en la maquinaria utilizada aumenta el rendimiento tintóreo.

[1] Instituto Químico de Lima

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