تضيف الأصباغ اللون إلى المادة ويعود تاريخها إلى 40 ألف سنة مضت. اليوم، تستخدم كل صناعة تقريبًا الأصباغ في عمليات التصنيع.
تختلف الأصباغ في العتامة والثبات الحراري واللون والمقاومة الكيميائية والمزيد. يمكن أن تكون طبيعية أو اصطناعية أو مزيج من الاثنين. من الضروري معرفة تركيبة الصبغة قبل استخدامها في أي مشروع.
ما هو الصباغ؟
الصباغ عبارة عن مجموعة من المركبات ذات اللون المكثف. وهي غير قابلة للذوبان كليًا أو تقريبًا في الماء وتعكس الضوء. تغير الصبغة لون الضوء المنعكس أو المنقول بسبب الامتصاص الانتقائي للطول الموجي.
الأصباغ تعطي المنتجات لونها. ستجدها في الدهانات، ومستحضرات التجميل، والمنسوجات، والفن، وأكثر من ذلك.
تاريخ الأصباغ في إنتاج الألوان
خلقت الأصباغ الطبيعية مثل الفحم والدهون الحيوانية المحروقة والطباشير والمغرة لوحات الألوان الأولى. وهي تتألف من خمسة ألوان: الأصفر والبني والأسود والأبيض والأحمر. استخدم الإنسان الأول الأصباغ لزينة الجسم وعلى جدران الكهوف.
اكتشف المصريون والصينيون المزيد من الأصباغ من المعادن مثل اللازوريت والنحاس والملكيت.
في عام 3000 قبل الميلاد، ابتكر المصريون أول صبغة صناعية، وهي اللون الأزرق المصري. يتكون الصباغ الأزرق المخضر من الرمل وخام النحاس والجير. يساهم فنانو العصر الحجري القديم أيضًا في اكتشاف الأصباغ.
أنواع الصبغات
في حين أن جميع الأصباغ تضيف لونًا إلى المادة، إلا أنها تأتي من مصادر عديدة. فيما يلي الأنواع الرئيسية من الأصباغ.
1. الأصباغ الاصطناعية
يصنع المصنعون أصباغًا صناعية من البتروكيماويات من خلال تفاعلات كيميائية بسيطة مثل الأكسدة. وقد يستخدمون الحديد والرصاص والمعادن الأخرى في تركيب الأصباغ الاصطناعية. ولا تحتوي هذه الأنواع على وصلات أو سلاسل كربونية.
حجم جسيمات الأصباغ الاصطناعية أكبر من حجم المركبات العضوية، لذلك فهي تعكس المزيد من الضوء. ونتيجة لذلك، تكون الأصباغ غير العضوية أكثر عتامة وغير قابلة للذوبان من نظيراتها العضوية. تشمل الأصباغ الاصطناعية أصباغ ثاني أكسيد التيتانيوم والكروم والكادميوم.
2. الصبغات الطبيعية
تحتوي الأصباغ الطبيعية أو العضوية على سلاسل الكربون. يستمدها المصنعون من النباتات والحيوانات والمعادن. يتضمن تصنيع الأصباغ العضوية الغسيل والتجفيف والسحق والخلط.
على الرغم من أن كثافة اللون لديها أقل، إلا أن الأصباغ الطبيعية أقل سمية من الأصباغ غير العضوية. تقوم بعض الشركات المصنعة بدمجها مع المواد الكيميائية لصنع أصباغ عضوية اصطناعية. وتشمل هذه أصباغ الآزو، أصباغ الديازو، أصباغ الصبغة الحمضية، الأليزارين، الفثالوسيانين، والكيناكريدون.
3. أصباغ معدنية
تتشكل الأصباغ المعدنية بشكل طبيعي وتميل إلى الجفاف. وهي تتكون من المعادن والخامات المعدنية مثل الألومنيوم والزنك والنحاس. يقوم المصنعون بمعالجتها من خلال السحق والخلط.
الأصباغ المعدنية شائعة في طلاء السيارات وبعض مستحضرات التجميل.
4. الأصباغ الصناعية
الأصباغ الصناعية هي أصباغ عضوية أو غير عضوية في شكل مسحوق. يتم مزجها بالراتنجات أو الدهانات لتوفير اللون والمتانة ومقاومة التآكل. تتوفر الأصباغ الصناعية أيضًا بأشكال أخرى، بما في ذلك السوائل والحبيبات والشموع والكريات والرقائق.
الأصباغ الصناعية هي ملونات للمشروبات والمواد الغذائية والورق والبلاستيك والأدوية.
دور الأصباغ في إنتاج الألوان
تتحد أصباغ المسحوق الجاف مع مادة رابطة لتعطي المادة لونها المميز. وهي مواد تلوين في اللوحات ومستحضرات التجميل والأحبار والصناعات المختلفة.
فن راقي
تتكون الدهانات المستخدمة في الأعمال الفنية من أصباغ ومواد رابطة. تختلف الأصباغ في ثبات اللون ووقت التجفيف وكثافة اللون. تعمل المواد الرابطة على ربط الأصباغ معًا وتشكل طبقة على السطح المطبق.
يستخدم الفنانون أصباغًا ذات ألوان أحادية اللون للرسم التجريدي. يخلق الانسجام والتوازن. يقوم الفنانون أيضًا بمزج الأصباغ لإنشاء ألوان مختلفة. على سبيل المثال، يؤدي خلط الصبغات الصفراء والزرقاء إلى الحصول على اللون الأخضر.
تطبيقات صناعية
في صناعة النسيج، تصبغ الأصباغ الألياف الاصطناعية والطبيعية. ويتم غزلها وتحويلها إلى خيوط على شكل حبيبات، والمعروفة باسم صباغة المحلول. يعتبر صباغة المحاليل أكثر استدامة من الصباغة التقليدية التي تستخدم الطاقة والمواد الكيميائية والماء.
وتشمل التطبيقات الصناعية الأخرى تلوين الصابون والبلاستيك والورق والخشب والمعادن وغيرها.
مستحضرات التجميل
تستخدم صناعة مستحضرات التجميل الأصباغ لصنع منتجات العناية الشخصية مثل الصابون وكريمات الجسم. تعتبر الأصباغ العضوية التي تحتوي على ملونات الآزو والبحيرات والنباتات شائعة في تركيبات مستحضرات التجميل. في حين أن بعض أصباغ الآزو والبحيرات ضارة بالبشرة، إلا أن النباتات آمنة وغير سامة.
أهم الاعتبارات عند اختيار الصباغ
تختلف أصباغ الألوان في العتامة والثبات الحراري والكيميائي وقوة الصبغ والمزيد.
العتامة
الأصباغ ذات قوة اللون الأعلى تكون أكثر عتامة. تتميز الأصباغ غير العضوية بعتامة عالية، على عكس الأصباغ العضوية.
تسمح المواد ذات الصبغات العضوية بمرور الضوء. تعتبر الأصباغ العضوية مناسبة للزجاج، في حين أن المواد غير العضوية فعالة للدهانات والطلاءات.
الاستقرار الحراري
تقاوم الأصباغ العضوية وغير العضوية البهتان والتلف عند تعرضها لدرجات حرارة عالية. لكن الأصباغ غير العضوية تتمتع بثبات حراري أفضل في ضوء الشمس الشديد والحرارة.
مقاومة كيميائية
تحتاج الأصباغ إلى خمول كيميائي لمقاومة التحلل عند التعرض للمواد الكيميائية. يمكنك العثور على أصباغ خاملة في الدهانات والطلاءات وعزل الكابلات والحبر. في حين أن الأصباغ العضوية لديها مقاومة كيميائية عالية، فإن مستوى المقاومة يختلف في الأصباغ غير العضوية.
قوة التلوين
تتمتع الأصباغ العضوية بقوة تلوين أعلى من نظيراتها غير العضوية. مع هذه الأصباغ، تحتاج إلى كميات صغيرة لمواد التلوين. هذه الجودة تجعل الأصباغ العضوية هي المادة الملونة القياسية للمواد البلاستيكية والراتنجات.
تشتت
وبما أن الأصباغ تأتي في أشكال صلبة، فإنها تحتاج إلى ترطيب لجعلها قابلة للتطبيق على الأسطح. إن تشتيتها في وسط سائل يضمن الاستقرار ويمنع إعادة التكتل. هناك عوامل تشتيت لأصباغ معينة. إنها مناسبة لتركيبات الحبر والطلاء.
تسمم
الأصباغ غير العضوية التي تحتوي على الرصاص والكادميوم والكوبالت والمنغنيز سامة. هذه الأصباغ غير آمنة للاستنشاق وتسبب الحساسية على الجلد. كما أن بعض الأصباغ المعدنية مسببة للسرطان ولم تتم الموافقة على استخدامها. تحقق من وجود أصباغ معتمدة من إدارة الغذاء والدواء (FDA) في الأطعمة ومستحضرات التجميل والأدوية.
ثبات الخفة
تتمتع الأصباغ غير العضوية بمقاومة عالية للتلاشي عند التعرض للضوء. كما أن الأصباغ العضوية عالية الأداء سريعة الضوء أيضًا، وهو ما يختلف باختلاف النوع.
لون
الأصباغ متوفرة في مجموعة واسعة من الألوان. على الرغم من أن الأصباغ العضوية أكثر سطوعًا، إلا أنها أقل متانة من الأنواع غير العضوية. تُعرف الأصباغ غير العضوية بقدرتها الممتازة على الإخفاء ومتانتها.
الذوبان
وبما أن الأصباغ غير قابلة للذوبان، يتم استخدام وسط سائل (مركبة) لجعلها تتشتت. تشمل أمثلة المركبات الصبغية زيت بذر الكتان والكحول وإثيرات الجليكول والمزيد. بالنسبة للدهانات ذات الأساس المائي أو اللاتكس، يعمل الماء كوسيلة.
اعتبارات الصحة والسلامة للأصباغ
استخدم معدات الحماية الشخصية عند التعامل مع أي أصباغ. يشكل التعرض للأصباغ الجافة خطر استنشاق الملوثات المعدنية والمواد الكيميائية. معظم الصبغات المعدنية مسرطنة وتشكل مخاطر صحية عندما تخترق الرئتين.
تحقق من ورقة بيانات سلامة المواد (MSDS) للتعرف على الأصباغ وتعليمات التعامل الآمن. عند خلط الأصباغ الجافة، استخدم غطاء الدخان لتجنب استنشاق غبار الصباغ.