I pigmenti aggiungono colore a un materiale e risalgono a 40.000 anni fa. Oggi quasi tutti i settori utilizzano i pigmenti nei propri processi produttivi.
I pigmenti differiscono per opacità, stabilità termica, colore, resistenza chimica e altro ancora. Possono essere naturali, sintetici o una combinazione dei due. È fondamentale apprendere la composizione di un pigmento prima di utilizzarlo per qualsiasi progetto.
Cos'è un pigmento?
Un pigmento è un insieme di composti dal colore intenso. Sono completamente o quasi insolubili in acqua e riflettono la luce. Un pigmento cambia il colore della luce riflessa o trasmessa a causa dell'assorbimento selettivo della lunghezza d'onda.
I pigmenti conferiscono ai prodotti il loro colore. Li troverai nelle vernici, nei cosmetici, nei tessuti, nell'arte e altro ancora.
Storia dei pigmenti nella produzione del colore
Pigmenti naturali come carbone, grassi animali bruciati, gesso e ocra crearono le prime tavolozze di colori. Consistevano di cinque colori: giallo, marrone, nero, bianco e rosso. I primi uomini usavano i pigmenti per le decorazioni del corpo e sulle pareti delle caverne.
Egiziani e cinesi scoprirono più pigmenti da minerali come azzurrite, rame e malachite.
Nel 3000 a.C. gli egiziani crearono il primo pigmento sintetico, il blu egiziano. Il pigmento blu-verdastro è costituito da sabbia, minerale di rame e calce. Anche gli artisti paleolitici contribuiscono alla scoperta dei pigmenti.
Tipi di pigmenti
Sebbene tutti i pigmenti aggiungano colore a un materiale, provengono da molte fonti. Ecco i principali tipi di pigmenti.
1. Pigmenti sintetici
I produttori producono pigmenti sintetici da prodotti petrolchimici attraverso semplici reazioni chimiche come l'ossidazione. Possono utilizzare ferro, piombo e altri metalli nella formulazione di pigmenti sintetici. Questi tipi non contengono collegamenti o catene di carbonio.
La dimensione delle particelle dei pigmenti sintetici è maggiore di quella dei composti organici, quindi riflettono più luce. Di conseguenza, i pigmenti inorganici sono più opachi e insolubili rispetto ai loro omologhi organici. I pigmenti sintetici includono pigmenti di biossido di titanio, cromo e cadmio.
2. Pigmenti naturali
I pigmenti naturali o organici contengono catene di carbonio. I produttori li ricavano da piante, animali e minerali. La produzione di pigmenti organici prevede il lavaggio, l'essiccazione, la frantumazione e la miscelazione.
Sebbene abbiano una minore intensità di colore, i pigmenti naturali sono meno tossici dei pigmenti inorganici. Alcuni produttori li combinano con prodotti chimici per produrre pigmenti organici sintetici. Questi includono pigmenti azoici, pigmenti diazoici, pigmenti coloranti acidi, alizarina, ftalocianina e chinacridone.
3. Pigmenti metallici
I pigmenti metallici sono presenti in natura e tendono ad essere secchi. Sono costituiti da metalli e minerali minerali come alluminio, zinco e rame. I produttori li elaborano attraverso la polverizzazione e la miscelazione.
I pigmenti metallici sono comuni nei rivestimenti automobilistici e in alcuni prodotti cosmetici.
4. Pigmenti industriali
I pigmenti industriali sono pigmenti organici o inorganici sotto forma di polvere. Sono mescolati con resine o vernici per fornire colore, durata e resistenza alla corrosione. I pigmenti industriali sono disponibili anche in altre forme, inclusi liquidi, granuli, cere, pellet e trucioli.
I pigmenti industriali sono coloranti per bevande, alimenti, carta, plastica e prodotti farmaceutici.
Il ruolo dei pigmenti nella produzione del colore
I pigmenti in polvere secca si combinano con un legante per conferire al materiale il suo colore caratteristico. Sono coloranti nei dipinti, nei cosmetici, negli inchiostri e in varie industrie.
Belle Arti
Le vernici utilizzate nelle opere d'arte sono costituite da pigmenti e leganti. I pigmenti differiscono per solidità del colore, tempo di asciugatura e intensità del colore. I leganti tengono insieme i pigmenti e formano una pellicola sulla superficie applicata.
Gli artisti usano pigmenti in colori monocromatici per la pittura astratta. Crea armonia ed equilibrio. Gli artisti fondono anche i pigmenti per creare tonalità diverse. Ad esempio, mescolando pigmenti gialli e blu si ottiene il colore verde.
Applicazioni industriali
Nell'industria tessile i pigmenti colorano le fibre sintetiche e naturali. Vengono filati in filato sotto forma di pellet, noto come tintura in soluzione. La tintura in soluzione è più sostenibile della tintura tradizionale, che utilizza energia, prodotti chimici e acqua.
Altre applicazioni industriali includono la colorazione di sapone, plastica, carta, legno, metallo e altro ancora.
Prodotti cosmetici
L'industria cosmetica utilizza i pigmenti per realizzare prodotti per la cura personale come saponi e creme per il corpo. I pigmenti organici contenenti coloranti azoici, lacche e prodotti vegetali sono comuni nelle formulazioni cosmetiche. Mentre alcuni pigmenti e lacche azoici sono dannosi per la pelle, i prodotti botanici sono sicuri e non tossici.
Considerazioni principali nella scelta di un pigmento
I pigmenti colorati differiscono per opacità, stabilità termica e chimica, forza colorante e altro ancora.
Opacità
I pigmenti con una maggiore intensità del colore sono più opachi. I pigmenti inorganici hanno un'elevata opacità, a differenza dei pigmenti organici.
I materiali con pigmenti organici consentono il passaggio della luce. I pigmenti organici sono adatti per i vetri, mentre quelli inorganici sono efficaci per vernici e rivestimenti.
Stabilità termica
I pigmenti organici e inorganici resistono allo sbiadimento e ai danni se esposti a temperature elevate. Ma i pigmenti inorganici hanno una migliore stabilità termica in condizioni di luce solare e calore estremi.
Resistenza chimica
I pigmenti necessitano di inerzia chimica per resistere alla degradazione dovuta all'esposizione a sostanze chimiche. Puoi trovare pigmenti inerti nelle vernici, nei rivestimenti, nell'isolamento dei cavi e nell'inchiostro. Mentre i pigmenti organici hanno un'elevata resistenza chimica, il livello di resistenza varia nei pigmenti inorganici.
Forza colorante
I pigmenti organici hanno un potere colorante maggiore rispetto ai loro omologhi inorganici. Con tali pigmenti sono necessarie piccole quantità per colorare i materiali. Questa qualità rende i pigmenti organici il colorante standard per plastiche e resine.
Dispersione
Poiché i pigmenti si presentano in forma solida, necessitano di bagnatura per renderli applicabili sulle superfici. Disperderli in mezzi liquidi garantisce stabilità e previene la riagglomerazione. Esistono agenti disperdenti per pigmenti specifici. Sono adatti per formulazioni di inchiostri e vernici.
Tossicità
I pigmenti inorganici contenenti piombo, cadmio, cobalto e manganese sono tossici. Tali pigmenti non sono sicuri per l'inalazione e causano reazioni allergiche sulla pelle. Alcuni pigmenti metallici sono anche cancerogeni e non sono approvati per l'uso. Verifica la presenza di pigmenti certificati dalla FDA negli alimenti, nei cosmetici e nei farmaci.
Solidità alla luce
I pigmenti inorganici hanno un'elevata resistenza allo sbiadimento con l'esposizione alla luce. I pigmenti organici ad alte prestazioni sono anche resistenti alla luce, il che varia a seconda del tipo.
Colore
I pigmenti sono disponibili in un'ampia varietà di tonalità. Sebbene i pigmenti organici siano più luminosi, sono meno durevoli dei tipi inorganici. I pigmenti inorganici sono noti per il loro eccellente potere coprente e durata.
Solubilità
Poiché i pigmenti sono insolubili, per disperderli viene utilizzato un mezzo liquido (veicolo). Esempi di veicoli per pigmenti includono olio di semi di lino, alcool, eteri glicolici e altro ancora. Per le vernici a base acqua o al lattice, l'acqua funge da veicolo.
Considerazioni sulla salute e la sicurezza dei pigmenti
Utilizzare dispositivi di protezione individuale quando si maneggiano eventuali pigmenti. L'esposizione ai pigmenti secchi comporta il rischio di inalare contaminanti metallici e sostanze chimiche. La maggior parte dei pigmenti metallici sono cancerogeni e comportano rischi per la salute quando penetrano nei polmoni.
Controllare la scheda dati sulla sicurezza dei materiali (MSDS) per l'identificazione dei pigmenti e le istruzioni per una manipolazione sicura. Quando si mescolano i pigmenti secchi, utilizzare una cappa aspirante per evitare di inalare la polvere del pigmento.
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