Lavado reductivo, oligómeros y solidez al lavado
Tras la tintura con colorantes dispersos, el colorante no fijado que queda en la superficie de la fibra y el oligómero cíclico migrante deterioran la solidez y el aspecto si el lavado reductivo no los elimina.
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La tintura con colorantes dispersos se produce por difusión de partículas de colorante insolubles en el interior de la fibra de poliéster reblandecida por el calor, a alta temperatura (110–140 °C). Al final de la tintura una parte del colorante se ha difundido realmente en la fibra, mientras que otra parte queda retenida en la superficie como partículas o agregados, por su limitada solubilidad en agua. Ese colorante superficial no está unido químicamente a la fibra; se desprende con facilidad en el primer lavado o por frote y se transfiere a los textiles contiguos. El lavado reductivo (reductive clearing, RC) es precisamente la etapa posterior a la tintura que se realiza para retirar ese exceso superficial.
Mecanismo: el reductor rompe el colorante y lo disuelve
El RC clásico se ejecuta en medio alcalino con hidrosulfito de sodio (ditionito de sodio, Na₂S₂O₄) y sosa cáustica (NaOH), habitualmente a 70–80 °C durante 10-20 minutos. El agente reductor rompe el enlace cromóforo azoico (-N=N-) de los colorantes dispersos azoicos de la superficie en fragmentos de amina aromática incoloros y dispersables en agua; el medio alcalino arrastra esos fragmentos y los auxiliares dispersantes al baño. El resultado es la eliminación del colorante superficial no oxidado y no fijado, y su reflejo en la solidez: la solidez al frote en húmedo (crocking) y la solidez al lavado aumentan de forma apreciable. El efecto es más crítico en los tonos oscuros y cargados (heavy depth), porque la cantidad de colorante retenido en la superficie crece con la intensidad del tono.
Migración del oligómero cíclico: motas blancas
El segundo problema, con frecuencia pasado por alto, es el oligómero. La fibra de PET contiene aproximadamente un 1-3 % de oligómero de bajo peso molecular procedente del equilibrio de polimerización; el dominante es el trímero cíclico, el tris(tereftalato de etileno) cíclico (CAS 7441-32-9). Este trímero cíclico es prácticamente insoluble en agua y tiene un punto de fusión elevado. En la tintura HT a alta temperatura (110–140 °C) migra desde el interior de la fibra hacia la superficie y hacia el baño; al enfriarse el baño cristaliza y forma una capa blanca y polvorienta sobre la superficie de la fibra y en las paredes de la máquina. Peor aún, el oligómero precipitado puede actuar como núcleo de cristalización del colorante disperso y generar motas o manchas coloreadas. El defecto visual también rebaja la solidez al frote, porque el polvo suelto se transfiere con facilidad por contacto mecánico.
Prevenir el oligómero: temperatura y dispersante
- Temperatura de vaciado (drenaje): si tras el tratamiento HT el baño se vacía por encima del umbral de recristalización del oligómero (habitualmente ≥70–80 °C), el depósito superficial disminuye; hacer pasar un baño frío por la fibra fija el polvo blanco en su sitio.
- Dispersantes de oligómeros + agente igualante: mantienen el oligómero finamente disperso durante la tintura y retrasan su aglomeración y su deposición sobre el sustrato.
- Postratamiento alcalino: la etapa alcalina del lavado reductivo hidroliza y dispersa en parte el trímero cíclico presente en la superficie de la fibra y en el baño, y ayuda así a limpiarlo; por eso el RC es bifuncional, actúa tanto sobre el colorante como sobre el oligómero.
- No elevar la temperatura de tintura más de lo necesario y evitar un enfriamiento rápido y sin control limitan la migración y la precipitación súbita.
Alternativas ecológicas: alejarse del ditionito
El RC convencional de ditionito y sosa cáustica resulta gravoso en el plano ambiental: los subproductos de sulfito y sulfato corroen las tuberías de aguas residuales y aumentan la carga de DQO/DBO/SDT (COD/BOD/TDS); además, la tintura es ácida (en torno a pH 4-5) mientras que el RC clásico trabaja en medio alcalino, de modo que hacen falta dos transiciones de pH distintas, con agua, energía y tiempo adicionales. Por eso la industria se está moviendo en varias direcciones. El lavado reductivo ácido suprime el vaciado alcalino separado y realiza la limpieza en el mismo medio ácido de la tintura (en torno a pH 3,5-5); el enfoque de baño único y pH único reduce el consumo de agua y de energía. El ácido formamidinosulfínico (FSA, dióxido de tiourea) se descompone con calor en medio alcalino y genera un potente reductor sulfinato; es mucho más estable que el ditionito (bajo riesgo de autoignición y de explosión), su dosificación suele ser de aproximadamente 1/5-1/10 de la del ditionito y aporta menos azufre al efluente. La hidroxiacetona, por su parte, deja un efluente libre de sales de sulfato y sulfito e intrínsecamente biodegradable; los agentes a base de glucosa también son biodegradables. Los métodos avanzados como las enzimas (aproximadamente 40–60 °C, pH neutro), el ozono y el plasma ofrecen una solidez al lavado y del color comparable o superior, y reducen de forma apreciable el consumo de agua, productos químicos y energía.
| Método | pH | Temperatura | Configuración del baño | Efluente / nota |
|---|---|---|---|---|
| Ditionito (Na₂S₂O₄) + sosa cáustica | Alcalino (~11-13) | ~70–80 °C | Baño separado, vaciado alcalino | Sulfito/sulfato, DQO/DBO elevadas; dos transiciones de pH |
| Ácido formamidinosulfínico (FSA) | Alcalino | ~70–80 °C | Baño separado | Dosis baja (~1/5-1/10 de la del ditionito); menos azufre |
| Hidroxiacetona | Alcalino | ~70–80 °C | Baño separado | Sin sulfato ni sulfito; biodegradable |
| RC ácido de baño único | Ácido (~3,5-5) | ~70–80 °C | El mismo del baño de tintura | Sin transición de pH; menos agua/energía/tiempo |
| Enzimático | Neutro | ~40–60 °C | Separado/más suave | Baja energía; sin azufre |
Comprobar la solidez: la serie de ensayos ISO 105
El éxito del RC no es subjetivo: se mide con ensayos normalizados y la muestra se evalúa con dos escalas de grises: la degradación del color según ISO 105-A02 (1-5) y la descarga sobre el tejido multifibra adyacente según ISO 105-A03 (1-5). La solidez al lavado se comprueba con ISO 105-C06; se elige un programa entre 40–95 °C (por ejemplo A1S/A2S a 40 °C, C2S a 60 °C, E2S a 95 °C, lavado comercial) y se ejecuta con detergente ECE ± perborato de sodio: un ensayo único (S) representa un lavado, mientras que un programa múltiple (M) representa unos cinco lavados a ≤70 °C. La solidez al sudor se mide con ISO 105-E04 en dos soluciones de sudor artificial distintas que reproducen la química ácida y alcalina del sudor; no sustituye al ensayo de lavado, porque el sudor interactúa químicamente con el colorante. La solidez al frote (crocking) se realiza con ISO 105-X12 en el crockmeter: carga vertical de 9 N, carrera de ~104 mm, 10 ciclos/10 s; el seco y el húmedo (con una absorción de agua de aproximadamente 95-100 %) se informan por separado. La solidez a la luz se evalúa con ISO 105-B02 bajo arco de xenón, y aquí la referencia no es 1-5 sino la escala de azules de lana 1-8 (para prendas se acepta típicamente 4-5+). De un tono intenso bien limpiado se espera una banda de 4-4/5 al lavado y al frote en seco, y de 3/4-4 al frote en húmedo; el frote en húmedo suele quedar entre medio grado y un grado por debajo del seco.
Una advertencia práctica: excederse en el RC puede reducir también parte del colorante realmente difundido en la fibra y provocar pérdida de tono y riesgo de metamerismo; un RC insuficiente, en cambio, rebaja las notas de frote en húmedo y de lavado. La receta correcta equilibra la dosis de reductor y el tiempo según la intensidad del tono: el criterio es siempre la tríada color + solidez + efluente.