Pigmentos y toxicología

01 Panorama de la legislación relativa a los pigmentos

Para cumplir los requisitos medioambientales y de seguridad de los productos, los plásticos y los productos plásticos deben ajustarse a las normativas de los distintos países y regiones, sobre todo en lo que respecta a los controles de sustancias químicas. Entre ellas, las especificaciones químicas de los colorantes (pigmentos) son objeto de gran atención. Dependiendo de la región y del tipo de producto, los requisitos pertinentes pueden referirse a los propios pigmentos, a los materiales plásticos o abarcar disposiciones generales.

Los efectos de las sustancias químicas sobre las mucosas, como la piel y los ojos, se evalúan mediante ensayos de contacto con animales en laboratorios y se clasifican en función de la gravedad de la irritación o la corrosión. Las investigaciones indican que la gran mayoría de los pigmentos orgánicos no irritan la piel ni las mucosas; entre 192 pigmentos orgánicos de uso común, sólo 6 mostraron una irritación leve en animales de experimentación.

Los pigmentos orgánicos no muestran toxicidad en las pruebas de exposición repetida y están excluidos de las sustancias que requieren la etiqueta R48 (la exposición repetida causa daños graves) según la normativa de la UE.

Inorganic pigments often contain heavy metals (defined as having a density >4.5 g/mL). Except for aluminum powder, carbon black, and ultramarine blue/violet, most contain heavy metals. Testing indicates that, apart from chromium and cadmium-based pigments, most inorganic pigments are harmless in terms of toxicology and ecology.

02 Toxicología y ecología de los pigmentos

Los pigmentos son poco solubles en agua y disolventes comunes. Su impacto ecológico procede principalmente de las emisiones de gases de escape y aguas residuales durante su producción.

-Gas residual: La contaminación por polvo de pigmentos orgánicos requiere concentraciones en el aire inferiores a 6 mg/m³ y debe someterse a depuración antes de su vertido. El personal de producción debe llevar equipo de protección.

- Aguas residuales: Los efluentes de producción pueden contener agentes cancerígenos como aminas aromáticas y nitritos, por lo que es necesario un tratamiento físico y biológico para que no sean tóxicos para los peces.

Amplias investigaciones confirman que la toxicología y la ecología de los tintes abarcan nueve aspectos:

2.1 Toxicidad aguda

Se refiere a la toxicidad resultante de una única exposición. Las pruebas realizadas en ratones con 108 pigmentos orgánicos mostraron que su DL₅₀ superaban todos los 5000 mg/kg, más que la sal de mesa (aproximadamente 3000 mg/kg). La UE define las sustancias con una DL₅₀ por debajo de 2000 mg/kg como tóxicos. Las pruebas de ETAD de más de 4.400 tintes y pigmentos revelaron que sólo unos 8% presentan toxicidad aguda, principalmente tintes catiónicos, tintes de complejos metálicos y productos que contienen auxiliares. En la actualidad, están prohibidos 13 pigmentos de toxicidad aguda (Tabla 1), entre los que se incluyen 6 pigmentos básicos, 2 pigmentos ácidos, 1 pigmento directo, 3 bases de tinte helado y 1 ftalocianina.

Tabla 1: Pigmentos de toxicidad aguda actualmente prohibidos en el mercado

Número de serie	Pigmento	Número de serie	Pigmento
1	Basic Amarillo 21	8	Naranja ácida 165
2	Rojo básico 12	9	Naranja directo 62
3	Violeta básico 16	10	Tinte Ice Base 20
4	Azul básico 3	11	Tinte hielo Base 24
5	Azul básico 7	12	Tinte hielo Base 41
6	Azul básico 81	13	Ingrain Azul 2:2
7	Naranja ácida 156

Estos pigmentos de toxicidad aguda presentan las siguientes características: los pigmentos hidrosolubles constituyen la gran mayoría; se disuelven fácilmente en disolventes polares como el etanol; y sus estructuras moleculares contienen fuertes sustituyentes donadores de electrones, como grupos amino o grupos amino sustituidos.

2.2 Toxicidad por exposición repetida

En ensayos de exposición repetida con dosis subletales en animales, la mayoría de los tintes y pigmentos no mostraron toxicidad orgánica a dosis no superiores a 1.000 mg/kg.

2.3 Irritación

Se refiere a los efectos irritantes sobre la piel y las mucosas. Las pruebas ETAD de 68 tintes y pigmentos encontraron que aproximadamente 30% causan irritación ocular o cutánea, en parte atribuible a los aditivos.

2.4 Alergenicidad

Certain pigments may cause skin or respiratory allergies. Allergenic pigments in textiles must be controlled below 0.006%. ETAD identified 27 allergenic pigments (Table 2), including 26 disperse dyes and 1 acid dye; the Oeko-Tex Standard 100 lists 20. Their common characteristics include: predominantly azo or anthraquinone structures, relatively low molecular weight (230 – 400), presence of strong electron-donating groups such as hydroxyl or amino, and solubility in organic solvents.

Cuadro 2 Pigmentos alergénicos conocidos en la actualidad

Número de serie	Pigmento	Número de serie	Pigmento
1	C.I. Disperse Yellow 1	15	C.I. Dispersión Azul 1
2	C.I. Disperse Yellow 3	16	C.I. Dispersión Azul 3
3	C.I. Disperse Yellow 9	17	C.I. Dispersión Azul 7
4	C.I. Disperse Amarillo 39	18	C.I. Dispersión Azul 26
5	C.I. Disperse Amarillo 49	19	C.I. Dispersión Azul 35
6	C.I. Dispersión Naranja 1	20	C.I. Azul disperso 85
7	C.I. Dispersión Naranja 3	21	C.I. Dispersión Azul 102
8	C.I. Dispersión Naranja 13	22	C.I. Dispersión Azul 106
9	C.I. Naranja Dispersa 37	23	C.I. Dispersión Azul 124
10	C.I. Naranja Dispersa 76	24	C.I. Dispersión Marrón 1
11	C.I. Disperse Red 1	25	C.I. Dispersión Negro 1
12	C.I. Dispersión Rojo 11	26	C.I. Disperse Black 2
13	C.I. Disperse Red 15	27	C.I. Ácido Negro 48
14	C.I. Disperse Red 17

2.5 Mutagenicidad

La genotoxicidad se evalúa mediante pruebas como el ensayo de Ames. Más de dos tercios de más de 200 tintes no muestran mutagenicidad, mientras que sólo uno de 36 pigmentos orgánicos demuestra genotoxicidad. Las impurezas también pueden contribuir a los efectos mutagénicos.

La Tabla 3 enumera la mutagenicidad de 25 pigmentos orgánicos ensayados mediante el método Ames, revelando sólo efectos mutagénicos menores en unas pocas variedades específicas de pigmentos orgánicos.

Tabla 3: Resultados de las pruebas de mutagenicidad de los pigmentos orgánicos mediante el ensayo de Ames

Pigmentos	Índice de tinte Número de estructura	Resultados	Pigmentos	Índice de tinte Número de estructura	Resultados
C.I.Pigment Yellow 1	11680	Negativo	C.I. Pigmento Rojo 49:2	15630:2	Negativo
C.I.Pigment Amarillo 12	21090	Negativo	C.I. Pigmento Rojo 53:1	15585 1	Negativo
C.I.Pigment Amarillo 74	11741	Negativo	C.I. Pigmento Rojo 57:1	15850 1	Negativo
C.I.Pigment Naranja 5	12075	Positivo débil	C.I. Pigmento Rojo 63:1	158801	Negativo
C.I.Pigment Naranja 13	21110	Negativo	C.1. Pigmento Azul 15	74160	Negativo
C.I.Pigment Red 1	12070	Positivo débil	C1. Pigmento azul 15:1	74160.1	Negativo
C.I.Pigment Red 4	12085	Negativo	C1. Pigmento Azul 1512	74160 2	Negativo
C.I.Pigmento Rojo 22	12815	Negativo	C1. Pigmento Azul 15:3	74160-3	Negativo
C.I.Pigmento Rojo 23	12355	Negativo	C1. Pigmento Azul 15:4	74160 4	Negativo
C.I.Pigment Red 48:1	15865-1	Negativo	C.1. Pigmento Verde 7	74260	Negativo
C.I.Pigment Red 48:2	15865 2	Negativo	C.1. Pigmento Verde 36	74265	Negativo
C.I.Pigmento Rojo 49	15630	Negativo	C.1. Pigmento Violeta 19	73900	Negativo
C.I.Pigment Red 49:1	15630:1	Negativo

2.6 Toxicidad crónica y carcinogenicidad

Algunos tintes pueden descomponerse y liberar aminas aromáticas carcinógenas o presentar carcinogenicidad directa. El ETAD identificó 143 tintes potencialmente descomponibles en aminas carcinógenas, de los cuales 11 se clasificaron como carcinógenos directos, la mayoría con estructuras azoicas o sustituyentes amino. Pigmentos como la ftalocianina de cobre pueden adsorberse a las proteínas séricas y acumularse, afectando a la composición de la sangre.

2.7 Toxicidad acuática y biodegradabilidad

ETAD testing indicates that 59% of dyes and pigments exhibit low fish toxicity (LD50 > 100 mg/L), while only 2% demonstrate high toxicity (LD50 < 1 mg/L). In bacterial toxicity tests, a small number of dyes inhibit bacterial growth.

2.8 Irritación de la piel y las mucosas

Entre los 192 pigmentos orgánicos, sólo un número muy reducido presenta irritación en la piel y las mucosas de animales de experimentación, incluidos los efectos de los aditivos.

2.9 Impurezas en los pigmentos

- Trazas de aminas aromáticas: Los países imponen límites a su contenido; por ejemplo, los materiales de envasado de alimentos exigen niveles inferiores a 50μg/g.

- Trazas de metales pesados: La investigación de la DCMA estadounidense indica que los niveles de metales pesados de los pigmentos orgánicos cumplen la normativa.

- Bifenilos policlorados (PCB): Estrictamente restringido en Europa y EE.UU., puede estar presente en ciertos pigmentos azoicos o pigmentos producidos utilizando disolventes clorados.

In summary, organic pigments exhibit no acute toxicity, repeated-dose toxicity, significant mutagenicity, or carcinogenicity under conventional conditions. Germany’s 1994 ban applies only to dyes, not organic pigments. However, attention must still be paid to harmful aromatic amines in production auxiliaries, additives, and raw materials. Additionally, monitor varieties prone to decomposing harmful substances at high temperatures (e.g., bichlorobenzidine-based pigments) and byproducts like dioxins that may form during wastewater treatment.