Pigmentit lisäävät väriä materiaaliin ja juontavat juurensa 40 000 vuotta sitten. Nykyään lähes jokainen teollisuus käyttää pigmenttejä valmistusprosesseissaan.
Pigmentit eroavat opasiteetista, lämpöstabiilisuudesta, väristä, kemiallisesta kestävyydestä ja muista. Ne voivat olla luonnollisia, synteettisiä tai näiden yhdistelmä. On erittäin tärkeää oppia pigmentin koostumus ennen sen käyttöä mihin tahansa projektiin.
Mikä on pigmentti?
Pigmentti on joukko yhdisteitä, joilla on voimakas väri. Ne ovat täysin tai lähes veteen liukenemattomia ja heijastavat valoa. Pigmentti muuttaa heijastuneen tai läpäisevän valon väriä valikoivan aallonpituuden absorption vuoksi.
Pigmentit antavat tuotteille värin. Löydät niitä maaleista, kosmetiikasta, tekstiileistä, taiteesta ja muista.
Pigmenttien historia värituotannossa
Luonnolliset pigmentit, kuten puuhiili, poltetut eläinrasvat, liitu ja okra loivat ensimmäiset väripaletit. Ne koostuivat viidestä väristä: keltainen, ruskea, musta, valkoinen ja punainen. Varhainen ihminen käytti pigmenttejä vartalokoristeisiin ja luolan seiniin.
Egyptiläiset ja kiinalaiset löysivät lisää pigmenttejä mineraaleista, kuten azuriitista, kuparista ja malakiitista.
Vuonna 3000 eKr. egyptiläiset loivat ensimmäisen synteettisen pigmentin, Egyptin sinisen. Vihertävänsininen pigmentti koostuu hiekasta, kuparimalmista ja kalkista. Paleoliittiset taiteilijat osallistuvat myös pigmenttien löytämiseen.
Pigmenttien tyypit
Vaikka kaikki pigmentit lisäävät materiaaliin väriä, ne tulevat monista lähteistä. Tässä ovat tärkeimmät pigmenttityypit.
1. Synteettiset pigmentit
Valmistajat valmistavat synteettisiä pigmenttejä petrokemikaaleista yksinkertaisilla kemiallisilla reaktioilla, kuten hapetuksella. He voivat käyttää rautaa, lyijyä ja muita metalleja synteettisten pigmenttien formuloinnissa. Nämä tyypit eivät sisällä hiililinkkejä tai ketjuja.
Synteettisten pigmenttien hiukkaskoko on suurempi kuin orgaanisten yhdisteiden, joten ne heijastavat enemmän valoa. Tämän seurauksena epäorgaaniset pigmentit ovat läpinäkymättömiä ja liukenemattomia kuin orgaaniset vastineensa. Synteettisiä pigmenttejä ovat titaanidioksidi-, kromi- ja kadmiumpigmentit.
2. Luonnolliset pigmentit
Luonnolliset tai orgaaniset pigmentit sisältävät hiiliketjuja. Valmistajat saavat ne kasveista, eläimistä ja mineraaleista. Orgaanisten pigmenttien valmistukseen kuuluu pesu, kuivaus, murskaus ja sekoittaminen.
Vaikka niiden värin voimakkuus on pienempi, luonnolliset pigmentit ovat vähemmän myrkyllisiä kuin epäorgaaniset pigmentit. Jotkut valmistajat yhdistävät niitä kemikaalien kanssa synteettisten orgaanisten pigmenttien valmistamiseksi. Näitä ovat atsopigmentit, diatsopigmentit, happoväripigmentit, alitariini, ftalosyaniini ja kinakridoni.
3. Metallipigmentit
Metalliset pigmentit ovat luonnossa esiintyviä ja yleensä kuivia. Ne koostuvat metalleista ja mineraalimalmeista, kuten alumiinista, sinkistä ja kuparista. Valmistajat käsittelevät niitä jauhamalla ja sekoittamalla.
Metalliset pigmentit ovat yleisiä autojen pinnoitteissa ja joissakin kosmeettisissa tuotteissa.
4. Teollisuuspigmentit
Teollisuuspigmentit ovat orgaanisia tai epäorgaanisia pigmenttejä jauhemuodossa. Ne sekoitetaan hartsien tai maalien kanssa värin, kestävyyden ja korroosionkestävyyden aikaansaamiseksi. Teollisuuspigmenttejä on saatavana myös muissa muodoissa, mukaan lukien nesteet, rakeet, vahat, pelletit ja lastut.
Teollisuuspigmentit ovat juomien, elintarvikkeiden, paperin, muovien ja lääkkeiden väriaineita.
Pigmenttien rooli värien tuotannossa
Kuivajauhepigmentit yhdistettynä sideaineeseen antavat materiaalille sen ominaisvärin. Ne ovat väriaineita maalauksissa, kosmetiikassa, musteissa ja eri teollisuudenaloilla.
Taide
Taideteoksissa käytettävät maalit koostuvat pigmentistä ja sideaineista. Pigmentit eroavat värinkeston, kuivumisajan ja värin voimakkuuden suhteen. Sideaineet pitävät pigmentit yhdessä ja muodostavat kalvon levitettävälle pinnalle.
Taiteilijat käyttävät pigmenttejä yksivärisissä väreissä abstraktissa maalauksessa. Se luo harmoniaa ja tasapainoa. Taiteilijat myös sekoittavat pigmenttejä luodakseen erilaisia sävyjä. Esimerkiksi sekoittamalla keltaisia ja sinisiä pigmenttejä saadaan vihreä väri.
Teolliset sovellukset
Tekstiiliteollisuudessa pigmentit värjäävät synteettisiä ja luonnonkuituja. Ne kehrätään langaksi pellettimuodossa, joka tunnetaan liuosvärjäyksenä. Liuosvärjäys on kestävämpää kuin perinteinen värjäys, jossa käytetään energiaa, kemikaaleja ja vettä.
Muita teollisia sovelluksia ovat saippuan, muovin, paperin, puun, metallin ja muiden värjäys.
Kosmeettiset tuotteet
Kosmetiikkateollisuus käyttää pigmenttejä henkilökohtaisten hygieniatuotteiden, kuten saippuoiden ja vartalovoiteiden, valmistukseen. Orgaaniset pigmentit, jotka sisältävät atsovärejä, lakkoja ja kasviperäisiä aineita, ovat yleisiä kosmeettisissa formulaatioissa. Vaikka jotkut atsopigmentit ja -järvet ovat haitallisia iholle, kasvit ovat turvallisia ja myrkyttömiä.
Tärkeimmät huomiot pigmenttiä valittaessa
Väripigmentit eroavat opasiteetista, lämpö- ja kemiallisesta stabiilisuudesta, sävytyslujuudesta ja muista.
Peittävyys
Pigmentit, joilla on voimakkaampi väri, ovat läpinäkymättömämpiä. Epäorgaanisilla pigmenteillä on korkea opasiteetti, toisin kuin orgaanisilla pigmenteillä.
Orgaanisia pigmenttejä sisältävät materiaalit päästävät valon läpi. Orgaaniset pigmentit sopivat lasiin, kun taas epäorgaaniset ovat tehokkaita maaleissa ja pinnoitteissa.
Lämpöstabiilisuus
Orgaaniset ja epäorgaaniset pigmentit kestävät haalistumista ja vaurioita korkeissa lämpötiloissa. Mutta epäorgaanisilla pigmenteillä on parempi lämmönkestävyys äärimmäisessä auringonvalossa ja kuumuudessa.
Kemiallinen resistanssi
Pigmentit tarvitsevat kemiallista inerttiä vastustaakseen hajoamista altistuessaan kemikaaleille. Inerttejä pigmenttejä löytyy maaleista, pinnoitteista, kaapelieristyksistä ja musteista. Vaikka orgaanisilla pigmenteillä on korkea kemiallinen kestävyys, epäorgaanisten pigmenttien kestävyys vaihtelee.
Sävytysvoimakkuus
Orgaanisilla pigmenteillä on suurempi sävytyslujuus kuin niiden epäorgaanisilla vastineilla. Tällaisilla pigmenteillä tarvitset pieniä määriä värjäysmateriaaleja. Tämä laatu tekee orgaanisista pigmenteistä vakioväriaineen muoveille ja hartseille.
Dispersio
Koska pigmentit ovat kiinteissä muodoissa, ne tarvitsevat kastelua, jotta ne leviävät pinnoille. Niiden dispergointi nestemäisiin väliaineisiin varmistaa stabiilisuuden ja estää uudelleenagglomeroitumisen. Tietyille pigmenteille on olemassa dispergointiaineita. Ne sopivat muste- ja maalikoostumuksiin.
Myrkyllisyys
Epäorgaaniset pigmentit, jotka sisältävät lyijyä, kadmiumia, kobolttia ja mangaania, ovat myrkyllisiä. Tällaiset pigmentit eivät ole turvallisia hengitettynä ja aiheuttavat allergisia reaktioita iholla. Jotkut metallipigmentit ovat myös syöpää aiheuttavia eikä niitä ole hyväksytty käytettäväksi. Tarkista, onko elintarvikkeissa, kosmetiikassa ja lääkkeissä FDA-sertifioituja pigmenttejä.
Valonkesto
Epäorgaaniset pigmentit kestävät hyvin haalistumista valolle altistuessa. Tehokkaat orgaaniset pigmentit ovat myös valonkestäviä, mikä vaihtelee jokaisen tyypin mukaan.
Väri
Pigmenttejä on saatavana useissa eri sävyissä. Vaikka orgaaniset pigmentit ovat kirkkaampia, ne ovat vähemmän kestäviä kuin epäorgaaniset tyypit. Epäorgaaniset pigmentit tunnetaan erinomaisesta peittovoimastaan ja kestävyydestään.
Liukoisuus
Koska pigmentit ovat liukenemattomia, niiden dispergoimiseen käytetään nestemäistä väliainetta (vehikkeliä). Esimerkkejä pigmenttivehikkeleistä ovat pellavansiemenöljy, alkoholi, glykolieetterit ja paljon muuta. Vesiohenteisissa tai lateksimaaleissa vesi toimii ajoneuvona.
Pigmenttien terveys- ja turvallisuusnäkökohdat
Käytä henkilökohtaisia suojavarusteita käsitellessäsi pigmenttejä. Altistuminen kuiville pigmenteille aiheuttaa metallien epäpuhtauksien ja kemikaalien hengittämisen riskin. Useimmat metallipigmentit ovat syöpää aiheuttavia ja aiheuttavat terveysriskejä tunkeutuessaan keuhkoihin.
Tarkista materiaalin käyttöturvallisuustiedotteesta (MSDS) pigmentin tunnistaminen ja turvallisen käsittelyn ohjeet. Kun sekoitat kuivia pigmenttejä, käytä vetokupua välttääksesi pigmenttipölyn hengittämistä.