Les pigments ajoutent de la couleur à un matériau et remontent à 40 000 ans. Aujourd’hui, presque toutes les industries utilisent des pigments dans leurs processus de fabrication.
Les pigments diffèrent par leur opacité, leur stabilité thermique, leur couleur, leur résistance chimique, etc. Ils peuvent être naturels, synthétiques ou une combinaison des deux. Il est crucial de connaître la composition d'un pigment avant de l'utiliser pour tout projet.
Qu'est-ce qu'un pigment ?
Un pigment est un ensemble de composés de couleur intense. Ils sont totalement ou presque insolubles dans l’eau et réfléchissent la lumière. Un pigment change la couleur de la lumière réfléchie ou transmise en raison de l'absorption sélective de la longueur d'onde.
Les pigments donnent leur couleur aux produits. Vous les trouverez dans les peintures, les cosmétiques, les textiles, l'art et bien plus encore.
Histoire des pigments dans la production de couleurs
Les pigments naturels comme le charbon de bois, les graisses animales brûlées, la craie et l'ocre ont créé les premières palettes de couleurs. Ils étaient composés de cinq couleurs : jaune, marron, noir, blanc et rouge. Les premiers hommes utilisaient des pigments pour décorer le corps et sur les parois des grottes.
Les Égyptiens et les Chinois ont découvert davantage de pigments provenant de minéraux comme l'azurite, le cuivre et la malachite.
En 3000 avant JC, les Égyptiens créèrent le premier pigment synthétique, le bleu égyptien. Le pigment bleu verdâtre est constitué de sable, de minerai de cuivre et de chaux. Les artistes paléolithiques contribuent également à la découverte des pigments.
Types de pigments
Bien que tous les pigments ajoutent de la couleur à un matériau, ils proviennent de nombreuses sources. Voici les principaux types de pigments.
1. Pigments synthétiques
Les fabricants fabriquent des pigments synthétiques à partir de produits pétrochimiques par le biais de réactions chimiques simples comme l’oxydation. Ils peuvent utiliser du fer, du plomb et d'autres métaux pour formuler des pigments synthétiques. Ces types ne contiennent pas de maillons ou de chaînes en carbone.
La taille des particules des pigments synthétiques est plus grande que celle des composés organiques, ils réfléchissent donc plus de lumière. En conséquence, les pigments inorganiques sont plus opaques et insolubles que leurs homologues organiques. Les pigments synthétiques comprennent les pigments de dioxyde de titane, de chrome et de cadmium.
2. Pigments naturels
Les pigments naturels ou organiques contiennent des chaînes carbonées. Les fabricants les tirent de plantes, d’animaux et de minéraux. La fabrication de pigments organiques implique le lavage, le séchage, le broyage et le mélange.
Bien qu’ils aient une intensité de couleur moindre, les pigments naturels sont moins toxiques que les pigments inorganiques. Certains fabricants les combinent avec des produits chimiques pour fabriquer des pigments organiques synthétiques. Ceux-ci comprennent les pigments azoïques, les pigments diazoïques, les pigments colorants acides, l'alizarine, la phtalocyanine et la quinacridone.
3. Pigments métalliques
Les pigments métalliques sont naturels et ont tendance à être secs. Ils sont constitués de métaux et de minerais comme l’aluminium, le zinc et le cuivre. Les fabricants les traitent par pulvérisation et mélange.
Les pigments métalliques sont courants dans les revêtements automobiles et certains produits cosmétiques.
4. Pigments industriels
Les pigments industriels sont des pigments organiques ou inorganiques sous forme de poudre. Ils sont mélangés à des résines ou à des peintures pour offrir couleur, durabilité et résistance à la corrosion. Les pigments industriels sont également disponibles sous d'autres formes, notamment des liquides, des granulés, des cires, des granulés et des copeaux.
Les pigments industriels sont des colorants pour les boissons, les aliments, le papier, les plastiques et les produits pharmaceutiques.
Le rôle des pigments dans la production de couleurs
Les pigments en poudre sèche se combinent à un liant pour donner à une matière sa couleur caractéristique. Ce sont des colorants dans les peintures, les cosmétiques, les encres et diverses industries.
Beaux-Arts
Les peintures utilisées dans les œuvres d’art sont constituées de pigments et de liants. Les pigments diffèrent par la solidité des couleurs, le temps de séchage et l'intensité de la couleur. Les liants maintiennent les pigments ensemble et forment un film sur la surface appliquée.
Les artistes utilisent des pigments de couleurs monochromes pour la peinture abstraite. Cela crée l’harmonie et l’équilibre. Les artistes mélangent également des pigments pour créer différentes teintes. Par exemple, le mélange de pigments jaunes et bleus donne la couleur verte.
Applications industrielles
Dans l'industrie textile, les pigments teignent les fibres synthétiques et naturelles. Ils sont filés en fil sous forme de granulés, connu sous le nom de teinture en solution. La teinture en solution est plus durable que la teinture traditionnelle, qui utilise de l'énergie, des produits chimiques et de l'eau.
D'autres applications industrielles incluent la coloration du savon, des plastiques, du papier, du bois, du métal, etc.
Produits cosmétiques
L'industrie cosmétique utilise des pigments pour fabriquer des produits de soins personnels comme des savons et des crèmes pour le corps. Les pigments organiques contenant des colorants azoïques, des laques et des plantes sont courants dans les formulations cosmétiques. Bien que certains pigments et laques azoïques soient nocifs pour la peau, les plantes sont sûres et non toxiques.
Principales considérations lors du choix d’un pigment
Les pigments de couleur diffèrent par leur opacité, leur stabilité thermique et chimique, leur pouvoir colorant, etc.
Opacité
Les pigments avec une force de couleur plus élevée sont plus opaques. Les pigments inorganiques ont une opacité élevée, contrairement aux pigments organiques.
Les matériaux aux pigments organiques laissent passer la lumière. Les pigments organiques conviennent aux verres, tandis que les pigments inorganiques sont efficaces pour les peintures et les revêtements.
Stabilité thermique
Les pigments organiques et inorganiques résistent à la décoloration et aux dommages lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées. Mais les pigments inorganiques ont une meilleure stabilité thermique en cas de lumière solaire et de chaleur extrêmes.
Résistance chimique
Les pigments ont besoin d'une inertie chimique pour résister à la dégradation due à l'exposition à des produits chimiques. Vous pouvez trouver des pigments inertes dans les peintures, les revêtements, l’isolation des câbles et l’encre. Alors que les pigments organiques ont une résistance chimique élevée, le niveau de résistance varie chez les pigments inorganiques.
Force de teinture
Les pigments organiques ont un pouvoir colorant plus élevé que leurs homologues inorganiques. Avec de tels pigments, vous avez besoin de petites quantités pour colorer les matériaux. Cette qualité fait des pigments organiques le colorant standard pour les plastiques et les résines.
Dispersion
Étant donné que les pigments se présentent sous forme solide, ils doivent être mouillés pour pouvoir être appliqués sur les surfaces. Leur dispersion dans des milieux liquides assure la stabilité et évite la réagglomération. Il existe des agents dispersants pour des pigments spécifiques. Ils conviennent aux formulations d’encre et de peinture.
Toxicité
Les pigments inorganiques contenant du plomb, du cadmium, du cobalt et du manganèse sont toxiques. Ces pigments sont dangereux pour l'inhalation et provoquent des réactions allergiques sur la peau. Certains pigments métalliques sont également cancérigènes et leur utilisation n’est pas approuvée. Recherchez les pigments certifiés par la FDA dans les aliments, les cosmétiques et les médicaments.
Résistance à la lumière
Les pigments inorganiques ont une grande résistance à la décoloration due à l'exposition à la lumière. Les pigments organiques haute performance sont également résistants à la lumière, ce qui varie selon chaque type.
Couleur
Les pigments sont disponibles dans une grande variété de teintes. Bien que les pigments organiques soient plus brillants, ils sont moins durables que les pigments inorganiques. Les pigments inorganiques sont connus pour leur excellent pouvoir couvrant et leur durabilité.
Solubilité
Les pigments étant insolubles, un milieu liquide (véhicule) est utilisé pour les disperser. Des exemples de véhicules pigmentaires comprennent l'huile de lin, l'alcool, les éthers de glycol, etc. Pour les peintures à l’eau ou au latex, l’eau sert de véhicule.
Considérations en matière de santé et de sécurité pour les pigments
Utilisez un équipement de protection individuelle lors de la manipulation de pigments. L'exposition à des pigments secs présente un risque d'inhalation de contaminants métalliques et de produits chimiques. La plupart des pigments métalliques sont cancérigènes et présentent des risques pour la santé lorsqu'ils pénètrent dans les poumons.
Consultez la fiche de données de sécurité (MSDS) pour l'identification des pigments et les instructions de manipulation sûre. Lorsque vous mélangez des pigments secs, utilisez une hotte pour éviter d’inhaler la poussière de pigment.
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