Pigmente verleihen einem Material Farbe und stammen aus der Zeit vor 40.000 Jahren. Heutzutage verwendet fast jede Industrie Pigmente in ihren Herstellungsprozessen.
Pigmente unterscheiden sich in Deckkraft, thermischer Stabilität, Farbe, chemischer Beständigkeit und mehr. Sie können natürlich, synthetisch oder eine Kombination aus beiden sein. Es ist wichtig, die Zusammensetzung eines Pigments zu kennen, bevor man es für ein Projekt verwendet.
Was ist ein Pigment?
Ein Pigment ist eine Reihe von Verbindungen mit intensiver Farbe. Sie sind in Wasser vollständig oder nahezu unlöslich und reflektieren Licht. Ein Pigment verändert durch selektive Wellenlängenabsorption die Farbe von reflektiertem oder durchgelassenem Licht.
Pigmente verleihen Produkten ihre Farbe. Sie finden sie in Farben, Kosmetika, Textilien, Kunst und mehr.
Geschichte der Pigmente in der Farbproduktion
Natürliche Pigmente wie Holzkohle, verbrannte tierische Fette, Kreide und Ocker schufen die ersten Farbpaletten. Sie bestanden aus fünf Farben: Gelb, Braun, Schwarz, Weiß und Rot. Der frühe Mensch verwendete Pigmente für Körperdekorationen und an Höhlenwänden.
Ägypter und Chinesen entdeckten weitere Pigmente aus Mineralien wie Azurit, Kupfer und Malachit.
Im Jahr 3000 v. Chr. stellten die Ägypter das erste synthetische Pigment her: Ägyptisches Blau. Das grünlich-blaue Pigment besteht aus Sand, Kupfererz und Kalk. Auch paläolithische Künstler tragen zur Entdeckung von Pigmenten bei.
Arten von Pigmenten
Obwohl alle Pigmente einem Material Farbe verleihen, stammen sie aus vielen Quellen. Hier sind die wichtigsten Arten von Pigmenten.
1. Synthetische Pigmente
Hersteller stellen synthetische Pigmente aus Petrochemikalien durch einfache chemische Reaktionen wie Oxidation her. Sie können Eisen, Blei und andere Metalle bei der Formulierung synthetischer Pigmente verwenden. Diese Typen enthalten keine Kohlenstoffglieder oder -ketten.
Die Partikelgröße synthetischer Pigmente ist größer als die organischer Verbindungen, sodass sie mehr Licht reflektieren. Dadurch sind anorganische Pigmente undurchsichtiger und unlöslicher als ihre organischen Gegenstücke. Zu den synthetischen Pigmenten zählen Titandioxid-, Chrom- und Cadmiumpigmente.
2. Natürliche Pigmente
Natürliche oder organische Pigmente enthalten Kohlenstoffketten. Hersteller gewinnen sie aus Pflanzen, Tieren und Mineralien. Die Herstellung organischer Pigmente umfasst Waschen, Trocknen, Zerkleinern und Mischen.
Obwohl sie eine geringere Farbintensität haben, sind natürliche Pigmente weniger toxisch als anorganische Pigmente. Einige Hersteller kombinieren sie mit Chemikalien, um synthetische organische Pigmente herzustellen. Dazu gehören Azopigmente, Diazopigmente, Säurefarbstoffpigmente, Alizarin, Phthalocyanin und Chinacridon.
3. Metallische Pigmente
Metallische Pigmente kommen natürlich vor und neigen dazu, trocken zu sein. Sie bestehen aus Metallen und Mineralerzen wie Aluminium, Zink und Kupfer. Die Hersteller verarbeiten sie durch Pulverisieren und Mischen.
Metallpigmente kommen häufig in Autolacken und einigen Kosmetikprodukten vor.
4. Industriepigmente
Industriepigmente sind organische oder anorganische Pigmente in Pulverform. Sie werden mit Harzen oder Farben gemischt, um Farbe, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verleihen. Industriepigmente sind auch in anderen Formen erhältlich, darunter Flüssigkeiten, Granulate, Wachse, Pellets und Chips.
Industriepigmente sind Farbstoffe für Getränke, Lebensmittel, Papier, Kunststoffe und Pharmazeutika.
Die Rolle von Pigmenten bei der Farbproduktion
Trockene Pulverpigmente verbinden sich mit einem Bindemittel und verleihen einem Material seine charakteristische Farbe. Sie sind Farbstoffe in Gemälden, Kosmetika, Tinten und verschiedenen Industrien.
Kunst
In Kunstwerken verwendete Farben bestehen aus Pigmenten und Bindemitteln. Die Pigmente unterscheiden sich in Farbechtheit, Trocknungszeit und Farbintensität. Bindemittel halten Pigmente zusammen und bilden einen Film auf der aufgetragenen Oberfläche.
Für die abstrakte Malerei verwenden Künstler Pigmente in monochromatischen Farben. Es schafft Harmonie und Ausgeglichenheit. Künstler mischen auch Pigmente, um verschiedene Farbtöne zu erzeugen. Beispielsweise ergibt die Mischung gelber und blauer Pigmente die Farbe Grün.
Industrielle Anwendungen
In der Textilindustrie färben Pigmente synthetische und natürliche Fasern. Sie werden in Pelletform zu Garn gesponnen, was als Lösungsfärbung bezeichnet wird. Lösungsfärben ist nachhaltiger als herkömmliches Färben, das Energie, Chemikalien und Wasser verbraucht.
Weitere industrielle Anwendungen umfassen das Färben von Seife, Kunststoffen, Papier, Holz, Metall und mehr.
Kosmetikprodukte
Die Kosmetikindustrie verwendet Pigmente zur Herstellung von Körperpflegeprodukten wie Seifen und Körpercremes. Organische Pigmente, die Azofarbstoffe, Lacke und Pflanzenstoffe enthalten, sind in kosmetischen Formulierungen weit verbreitet. Während einige Azopigmente und Lacke schädlich für die Haut sind, sind Pflanzenstoffe sicher und ungiftig.
Wichtigste Überlegungen bei der Auswahl eines Pigments
Farbpigmente unterscheiden sich in Deckkraft, thermischer und chemischer Stabilität, Farbstärke und mehr.
Opazität
Pigmente mit höherer Farbstärke sind deckender. Anorganische Pigmente weisen im Gegensatz zu organischen Pigmenten eine hohe Deckkraft auf.
Materialien mit organischen Pigmenten lassen Licht durch. Organische Pigmente eignen sich für Gläser, während anorganische Pigmente für Farben und Beschichtungen wirksam sind.
Thermische Stabilität
Organische und anorganische Pigmente widerstehen dem Ausbleichen und der Beschädigung, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Anorganische Pigmente weisen jedoch eine bessere thermische Stabilität bei extremer Sonneneinstrahlung und Hitze auf.
Chemische Resistenz
Pigmente benötigen chemische Inertheit, um einer Zersetzung durch Chemikalien standzuhalten. Inerte Pigmente finden sich in Farben, Beschichtungen, Kabelisolierungen und Tinte. Während organische Pigmente eine hohe chemische Beständigkeit aufweisen, variiert der Widerstandsgrad bei anorganischen Pigmenten.
Tönungsstärke
Organische Pigmente haben eine höhere Farbstärke als ihre anorganischen Gegenstücke. Bei solchen Pigmenten benötigt man geringe Mengen an Färbemitteln. Diese Qualität macht organische Pigmente zum Standardfarbstoff für Kunststoffe und Harze.
Streuung
Da Pigmente in fester Form vorliegen, müssen sie benetzt werden, damit sie auf Oberflächen aufgetragen werden können. Ihre Dispergierung in flüssigen Medien sorgt für Stabilität und verhindert eine erneute Agglomeration. Für bestimmte Pigmente gibt es Dispergiermittel. Sie eignen sich für Tinten- und Farbformulierungen.
Toxizität
Anorganische Pigmente, die Blei, Cadmium, Kobalt und Mangan enthalten, sind giftig. Solche Pigmente sind beim Einatmen nicht sicher und verursachen allergische Reaktionen auf der Haut. Einige Metallpigmente sind ebenfalls krebserregend und nicht für die Verwendung zugelassen. Suchen Sie nach FDA-zertifizierten Pigmenten in Lebensmitteln, Kosmetika und Arzneimitteln.
Lichtgeschwindigkeit
Anorganische Pigmente haben eine hohe Beständigkeit gegen Ausbleichen unter Lichteinwirkung. Hochleistungsfähige organische Pigmente sind außerdem lichtecht, was je nach Typ unterschiedlich ist.
Farbe
Pigmente gibt es in den unterschiedlichsten Farbtönen. Obwohl organische Pigmente heller sind, sind sie weniger haltbar als anorganische Pigmente. Anorganische Pigmente sind für ihre hervorragende Deckkraft und Haltbarkeit bekannt.
Löslichkeit
Da Pigmente unlöslich sind, wird ein flüssiges Medium (Vehikel) verwendet, um sie zu dispergieren. Beispiele für Pigmentträger sind Leinöl, Alkohol, Glykolether und mehr. Bei wasserbasierten oder Latexfarben dient Wasser als Träger.
Gesundheits- und Sicherheitsaspekte für Pigmente
Beim Umgang mit Pigmenten persönliche Schutzausrüstung verwenden. Bei Kontakt mit trockenen Pigmenten besteht die Gefahr, dass Metallverunreinigungen und Chemikalien eingeatmet werden. Die meisten Metallpigmente sind krebserregend und stellen beim Eindringen in die Lunge ein Gesundheitsrisiko dar.
Überprüfen Sie das Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS) auf Pigmentidentifizierung und Anweisungen zur sicheren Handhabung. Verwenden Sie beim Mischen trockener Pigmente einen Abzug, um das Einatmen des Pigmentstaubs zu vermeiden.
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