Pigmento

Natural pigmento azul ultramarino em forma de pó

Synthetic pigmento azul ultramarino é quimicamente idêntica à ultramarino naturais

Um pigmento é um material que muda a cor de reflectida ou transmitida luz como o resultado de comprimento de onda de absorção selectiva. Este processo difere do física fluorescência, fosforescência, e outras formas de luminescência, em que um material emite luz.

Muitos materiais absorvem selectivamente certos comprimentos de onda da luz. Materiais que os seres humanos tenham escolhido e desenvolvidos para uso como pigmentos geralmente têm propriedades especiais que os tornam ideais para colorir outros materiais. Um pigmento deve ter um elevado poder de tingimento relativo aos materiais de TI cores. Deve ser estável na forma sólida a temperaturas ambientes.

Para aplicações industriais, bem como nas artes, permanência e estabilidade são propriedades desejáveis. Pigmentos que não são permanentes são chamados fugitivo. Pigmentos fugitivos desaparecer ao longo do tempo, ou com a exposição à luz, enquanto alguns eventualmente escurecer.

Os pigmentos são utilizados para coloração pintar, tinta, plástico , tecido , cosméticos, alimentos e outros materiais. A maioria dos pigmentos usados na fabricação e as artes visuais estão secos corantes, geralmente moída em uma multa pó. Este pó é adicionado a uma veículo (ou ligante), um material relativamente neutro ou incolor que suspende o pigmento e dá a pintar a sua adesão.

O mercado mundial de pigmentos inorgânicos, orgânicos e especiais teve um volume total de cerca de 7,4 milhões de toneladas em 2006. A Ásia tem o maior índice com base na quantidade seguido pela Europa e América do Norte. Em 2006, um volume de negócios de 17,6 mil milhões de dólares (13 milhões de euros) foi alcançado principalmente na Europa, seguida pela América do Norte e Ásia. A demanda mundial de pigmentos foi de aproximadamente US $ 20,5 bilhões em 2009, cerca de 1,5-2% em relação ao ano anterior. Prevê-se a aumentar em uma taxa de crescimento estável nos próximos anos. As vendas mundiais são disse para aumentar até US $ 24,5 bilhões em 2015 e atingir US $ 27,5 bilhões em 2018.

Uma distinção é geralmente feita entre um pigmento, o qual é insolúvel no veículo (resultando numa suspensão), e um corante, ou que é por si só um líquido ou é solúvel no seu veículo (resultando numa solução). O termo biocromo é usado para todas as substâncias coloridas, independentemente da sua solubilidade. A corante pode ser tanto um pigmento e um corante de acordo com o veículo é utilizado em. Em alguns casos, um pigmento pode ser fabricado a partir de um corante pela precipitando um corante solúvel com um sal metálico. O pigmento resultante é chamada uma lago pigmento.

Base física

Uma grande variedade de comprimentos de onda (cores) encontrar um pigmento. Este pigmento absorve a luz vermelha e verde, mas reflete azul, criando a cor azul.

Pigmentos aparecem as cores que são porque refletem seletivamente e absorvem certos comprimentos de onda de luz visível . A luz branca é uma mistura aproximadamente igual de todo o espectro de luz visível com um comprimento de onda numa gama de cerca de 375 ou 400 nanômetros para cerca de 760 ou 780 nm. Quando esta luz se encontra um pigmento, partes do espectro são absorvida pelas ligações químicas de sistemas conjugados e de outros componentes do pigmento. Alguns outros comprimentos de onda ou partes do espectro são reflectidas ou espalhadas. A maioria dos pigmentos são complexos de transferência de carga, como compostos de metais de transição , com ampla bandas de absorção que subtraem a maior parte das cores da luz incidente branco. O novo espectro de luz reflectida cria a aparência de uma cor . Ultramarine reflete a luz azul, e absorve outras cores. Pigmentos, ao contrário ou fluorescente substâncias fosforescentes, só pode subtrair comprimentos de onda da luz fonte, não adicionar novos.

O aparecimento de pigmentos está intimamente ligado à cor da luz da fonte luminosa. A luz solar tem um alto temperatura de cor, e um espectro bastante uniforme, e é considerado um padrão para a luz branca. Fontes de luz artificial tendem a ter grandes picos em algumas partes do seu espectro e vales profundos em outros. Visto sob estas condições, pigmentos aparece cores diferentes.

Cor espaços usados para representar as cores numericamente devem especificar seu fonte de luz. Medições de cor Lab, salvo indicação em contrário, assumem que a medida foi tomada sob uma fonte de luz D65, ou "Daylight 6500 K", que é aproximadamente o temperatura de cor da luz solar.

Sunlight encontra Rosco R80 pigmento "Blue Primária". O produto do espectro da fonte e o espectro de reflectância dos resultados do espectro de pigmento final, e a aparência de azul.

Outras propriedades de uma cor, tal como a sua saturação ou luminosidade, pode ser determinada por outras substâncias que acompanham pigmentos. Aglutinantes e cargas adicionadas a produtos químicos de pigmentos puros também têm seus próprios padrões de reflexão e absorção, que podem afetar o espectro final. Da mesma forma, no pigmento / misturas de ligante, os raios de luz individuais pode não encontrar moléculas de pigmentos, e pode ser refletida como é. Estes raios de luz dispersos fonte contribuir para uma cor ligeiramente menos saturada. Pigmento puro permite muito pouca luz branca para escapar, produzindo uma cor muito saturada. Uma pequena quantidade de pigmento misturado com uma grande quantidade de aglutinante branca, no entanto, aparece Saturado e pálido, devido à elevada quantidade de escapar luz branca.

História

Pigmentos que ocorrem naturalmente tais como ocres e óxidos de ferro têm sido usados como corantes, desde os tempos pré-históricos. Arqueólogos têm descoberto evidências de que os primeiros seres humanos usados pintura para fins estéticos, tais como a decoração do corpo. Pigmentos e equipamentos de moagem de tinta que se acredita ter entre 350.000 e 400.000 anos de idade têm sido relatados em uma caverna no Twin Rivers, perto de Lusaka, Zâmbia .

Antes da Revolução Industrial , a gama de cores disponíveis para usos de arte e de decoração era tecnicamente limitado. A maioria dos pigmentos em uso eram de terra e minerais pigmentos ou pigmentos de origem biológica. Pigmentos de fontes incomuns, tais como materiais botânicos, resíduos animais, insetos , e moluscos foram colhidos e comercializados em longas distâncias. Algumas cores foram dispendioso ou impossível de se misturar com a gama de pigmentos que estavam disponíveis. Azul e roxo veio a ser associado com realeza por causa de sua despesa.

Pigmentos biológicos eram muitas vezes difíceis de adquirir, e os detalhes de sua produção foram mantidos em segredo pelos fabricantes. Púrpura de Tiro é um pigmento feita a partir da muco de uma das várias espécies de Murex caracol. Produção de púrpura de Tiro para o uso como um tecido corante começou tão cedo quanto 1200 aC pelo Fenícios, e foi continuado pelo Gregos e Romanos até 1453 CE, com a queda de Constantinopla. O pigmento foi caro e complexo para produzir, e artigos coloridos com ele tornou-se associado com o poder ea riqueza. Historiador grego Theopompus, escrevendo no quarto século aC, informou que "roxo para corantes foi buscar o seu peso em prata no Colophon [na Ásia Menor]. "

Pigmentos minerais também foram negociadas em longas distâncias. A única maneira de conseguir um azul profundo rico estava usando uma pedra semi-preciosa, lápis-lazúli, para produzir um pigmento conhecido como ultramarino, e as melhores fontes de lapis eram remotas. Pintor flamengo Jan Van Eyck, trabalhando no século 15, não ordinariamente incluem azul em suas pinturas. Para ter um retrato comissão de e pintada com azul ultramarino foi considerado um grande luxo. Se um patrono queria azul, eles foram forçados a pagar extra. Quando Van Eyck usado lapis, ele nunca misturados com outras cores. Em vez disso, ele a aplicou na forma pura, quase como um esmalte decorativo. O preço proibitivo de lápis-lazúli forçado a procurar artistas pigmentos de substituição mais baratos, tanto mineral ( azurita, smalt) e biológicas ( índigo).

Milagre do escravo pela Tintoretto (c. 1548). O filho de um mestre Dyer, Tintoretto utilizado Carmine Red Lake pigmento, derivado da cochonilha de insectos, para conseguir efeitos de cor dramáticas.

Conquista de um império do Novo Mundo no século 16 da Espanha introduziu novos pigmentos e cores para os povos de ambos os lados do Atlântico. Carmine, um corante e pigmento derivado de um inseto parasita encontrado em Central e América do Sul , alcançou status de grande valor e na Europa. Produzido a partir colhidas, secas e trituradas insetos de cochonilha , carmim poderia ser, e ainda é, utilizado na tintura de tecido, corante alimentar, pintura corporal, ou em sua sólida forma lago, quase qualquer tipo de tinta ou cosméticos.

Os nativos de Peru tinha vindo a produzir corantes cochonilha de produtos têxteis desde pelo menos 700 dC, mas os europeus nunca tinha visto a cor antes. Quando os espanhóis invadiram o império asteca no que é hoje o México , eles foram rápidos em explorar a cor para novas oportunidades de comércio. Carmine se tornou exportação segunda mais valiosa da região próxima à prata. Os pigmentos produzidos a partir da cochonilha deu o Cardeais católicos suas vestes vibrantes e os ingleses "Redcoats" seus uniformes distintivos. A verdadeira fonte do pigmento, um inseto, foi mantida em segredo até o século 18, quando os biólogos descobriram a fonte.

Moça com Brinco de Pérola por Johannes Vermeer (c. 1665).

Enquanto Carmine era popular na Europa, azul permaneceu uma cor exclusiva, associado à riqueza e status. O mestre holandês do século 17 Johannes Vermeer muitas vezes fez uso pródigo de lápis-lazúli, juntamente com Carmine e Amarelo indiano, em suas pinturas vibrantes.

Desenvolvimento de pigmentos sintéticos

Os primeiros pigmentos conhecidos eram minerais naturais. Óxidos de ferro naturais dar uma gama de cores e são encontradas em muitos Paleolítico e Pinturas rupestres do Neolítico. Dois exemplos incluem ocre vermelho, anidro Fe ₂ O _3, e o hidratado amarelo ocre (Fe ₂ O ^_3. H ₂ O). Carvão ou negro de carbono, também tem sido usado como um pigmento negro desde os primeiros tempos.

Dois dos primeiros pigmentos sintéticos foram branco de chumbo (carbonato básico de chumbo, (PbCO _{3) 2} Pb (OH ₂₎₎ e azul de frita ( Azul egípcio). Chumbo branco é feito através da combinação de chumbo com vinagre ( ácido acético , CH ₃ COOH), na presença de CO _2. Frita azul é o silicato de cálcio e cobre foi feita a partir de um minério com cor de cobre de vidro, tal como malaquita. Estes pigmentos foram usadas já no segundo milênio aC

O industrial e Revoluções Científicas trouxe uma enorme expansão na gama de pigmentos sintéticos, pigmentos que são fabricados ou refinados a partir de materiais que ocorrem naturalmente, disponíveis tanto para a fabricação e expressão artística. Por causa da despesa de Lapis Lazuli, muito esforço entrou em encontrar um pigmento azul menos onerosa.

Azul da Prússia foi o primeiro pigmento sintético moderno, descoberto por acidente em 1704. No início do século 19, pigmentos azuis sintéticos e metálicos tinha sido adicionado à gama de azuis, incluindo Ultramarino francês, uma forma sintética de lápis-lazúli, e as várias formas de E cobalto Azul Cerulean. No início do século 20, a química orgânica adicionada Phthalo Azul, um sintético, pigmento organometálico com poder de tingimento esmagadora.

Retrato de auto por Paul Cézanne. Trabalhando no final do século 19, Cézanne tinha uma paleta de cores que gerações anteriores de artistas só poderia ter sonhado.

Descobertas em ciência da cor criou novas indústrias e dirigiu mudanças na moda e bom gosto. A descoberta em 1856 de mauveína, o primeiro corante de anilina, foi um precursor para o desenvolvimento de centenas de corantes e pigmentos sintéticos como azo e compostos diazo que são a fonte de amplo espectro de cores. Mauveína foi descoberto por um 18-year-old químico chamado William Henry Perkin, que passou a explorar a sua descoberta na indústria e se tornar rico. Seu sucesso atraiu uma geração de seguidores, como jovens cientistas entraram em química orgânica para prosseguir riquezas. Dentro de alguns anos, os químicos tinham sintetizado um substituto para ruiva na produção de Alizarin Carmesim. Pelas últimas décadas do século 19, têxteis , tintas e outras commodities em cores como vermelho, carmesim, azul, roxo e tornou-se acessível.

Desenvolvimento de pigmentos e corantes químicos ajudou a trazer nova prosperidade industrial para a Alemanha e outros países do norte da Europa, mas trouxe dissolução e declínio em outros lugares. No antigo Império Novo Mundo da Espanha, a produção de cores cochonilha empregou milhares de trabalhadores com baixos salários. O monopólio espanhol sobre a produção de cochonilha tinha valido a pena uma fortuna até o início do século 19, quando o Guerra da Independência do México e outras mudanças do mercado interrompido a produção. A química orgânica desferiu o golpe final para a indústria de cor a cochonilha. Quando os químicos criado substitutos baratos para o carmim, uma indústria e um modo de vida entrou em declínio acentuado.

Normas de fabricação e industriais

Pigmentos para a venda em uma tenda do mercado em Goa , India .

Antes do desenvolvimento de pigmentos sintéticos, eo refinamento das técnicas de extração de pigmentos minerais, lotes de cor eram muitas vezes inconsistentes. Com o desenvolvimento de uma indústria moderna da cor, os fabricantes e os profissionais têm cooperado para criar padrões internacionais para identificar, produzir, medir e testar cores.

Publicado pela primeira vez em 1905, a Munsell Color System tornou-se a base para uma série de modelos de cores, proporcionando métodos objetivos para a medição da cor. O sistema de Munsell descreve uma cor em três dimensões, matiz, valor (luminosidade), e chroma (pureza de cor), onde chroma é a diferença de cinza em um determinado tom e valor.

Pelos anos da metade do século 20, os métodos normalizados de química pigmento estavam disponíveis, parte de um movimento internacional para criar essas normas na indústria. O International Organization for Standardization (ISO) desenvolve normas técnicas para o fabrico de pigmentos e corantes. As normas ISO definir várias propriedades industriais e químicos, e como testar para eles. As principais normas ISO que dizem respeito a todos os pigmentos são os seguintes:

• ISO-787 métodos gerais de teste para pigmentos e extensores.
• ISO-8780 Métodos de dispersão para a avaliação de características de dispersão.

Outras normas ISO referem-se a determinadas classes ou categorias de pigmentos, com base na sua composição química, tal como pigmentos marinhos, dióxido de titânio, pigmentos de óxido de ferro, e assim por diante.

Muitos fabricantes de tintas, tintas, têxteis, plásticos e cores adoptaram voluntariamente o Colour Index Internacional (CII) como um padrão para identificar os pigmentos que utilizam na fabricação de cores particulares. Publicado pela primeira vez em 1925, e agora publicado conjuntamente na web pelo Society of Dyers e Colourists ( Reino Unido ) e da Associação americana de químicos têxteis e Colorists (EUA), este índice é reconhecido internacionalmente como a referência oficial sobre corantes. Ela engloba mais de 27.000 produtos em mais de 13.000 nomes de índice de cor genéricos.

No esquema CII, cada pigmento tem um número de índice genérico que identifica-lo quimicamente, independentemente dos nomes de proprietários e históricos. Por exemplo, Phthalo Azul foi conhecido por uma variedade de nomes genéricos e proprietárias desde a sua descoberta na década de 1930. Em grande parte da Europa, azul ftalocianina é mais conhecido como Helio azul, ou por um nome de proprietário, como Winsor Azul. Um fabricante de tintas americana, Grumbacher, registou uma grafia alternativa (Thalo azul) como uma marca registrada. Colour Index Internacional resolve todos esses nomes históricos, genéricos e proprietárias conflitantes para que os fabricantes e os consumidores podem identificar o pigmento (ou corante) usado em um produto de cor particular. No CII, todos Pigmentos azul ftalocianina são designados por um número de índice de cor genérico tanto como PB15 PB16 ou, abreviatura de Pigmento Azul 15 e Pigmento Azul 16. (As duas formas de Phthalo azul, PB15 e PB16, reflectir ligeiras variações na estrutura molecular que produzem um pouco mais azul esverdeada ou avermelhada.)

Questões científicas e técnicas

A selecção de um pigmento para uma aplicação particular, é determinada pelo custo, e pelas propriedades físicas e atributos do próprio pigmento. Por exemplo, um pigmento que é usada para vidro de cor deve ter estabilidade térmica muito elevada, a fim de sobreviver ao processo de fabricação; mas, suspenso no veículo em vidro, a sua resistência à alcalinos ou ácidos materiais não é um problema. Na pintura artística, a estabilidade térmica é menos importante, enquanto resistência à luz e toxicidade são maiores preocupações.

A seguir estão alguns dos atributos de pigmentos que determinam a sua aptidão para determinados processos de fabricação e aplicações:

• Resistência à luz e sensibilidade para danos causados pela luz ultravioleta
• Estabilidade ao calor
• Toxicidade
• Poder de tingimento
• Coloração
• Dispersão
• Opacidade ou transparência
• A resistência a substâncias alcalinas e ácidos
• Reações e interações entre pigmentos

Amostras

Pigmentos puros reflectir a luz de uma forma muito específica que não pode ser duplicado exactamente pelos emissores de luz discretas numa monitor de computador. No entanto, fazendo medições cuidadosas de pigmentos, aproximações próximas podem ser feitas. O Munsell Color System fornece uma boa explicação conceptual do que está faltando. Munsell desenvolveu um sistema que fornece uma medida objetiva da cor em três dimensões: Hue, de valor (ou luminosidade) e chroma. Monitores de computador em geral são incapazes de mostrar o verdadeiro chroma de muitos pigmentos, mas o tom ea luminosidade podem ser reproduzidos com relativa precisão. No entanto, quando a gama de um monitor de computador se desvia do valor de referência, a tonalidade é também polarizado de forma sistemática.

As seguintes aproximações assumir um dispositivo de exibição no gama 2.2, utilizando o espaço de cor sRGB. Quanto mais se desviar um dispositivo de visualização a partir destes padrões, os menos precisos destas amostras serão. Amostras são baseados nas medições médias de vários lotes de pinturas de água único pigmento, convertido a partir de Espaço de cores Lab espaço de cores sRGB para visualização em um monitor de computador. Diferentes marcas e lotes do mesmo pigmento pode variar na cor. Além disso, pigmentos têm inerentemente complexo espectros de reflectância que irá processar o seu aparência de cor muito diferentes, dependendo do espectro do iluminação fonte; uma propriedade chamada metamerismo. Médias registradas de amostras de pigmento apenas poderá produzir aproximações de sua verdadeira aparência sob uma fonte específica de iluminação. Sistemas de visualização de computador usam uma técnica chamada adaptação cromática transforma para emular o temperatura de cor correlacionada de fontes de iluminação, e não pode reproduzir perfeitamente as combinações espectrais intrincadas visto originalmente. Em muitos casos, a cor percebida de um pigmento cai fora do gama de monitores de computador e um método chamado mapeamento de gama é usada para aproximar a verdadeira aparência. Mapeamento Gamut comercializa desconto em qualquer um dos Leveza, Hue ou Saturação precisão para tornar a cor em tela, consoante a prioridade fixada na conversão de ICC tentativa de renderização.

Pigmentos biológicos

Em biologia , um pigmento é qualquer cor de material de células de plantas ou animais. Muitas estruturas biológicas, tal como pele, olhos , peles e cabelo contêm pigmentos (tais como melanina). Coloração da pele animal é muitas vezes conseguida com células especializadas chamadas cromatóforos , que em animais, tais como a polvo e Chameleon pode ser controlada para variar a cor do animal. Muitas condições afetam os níveis ou a natureza de pigmentos em plantas, animais, alguns Protista, ou fungo células. Por exemplo, albinismo é uma perturbação que afecta o nível de produção de melanina em animais.

A pigmentação é utilizado em muitas finalidades para organismos biológicos, incluindo Camuflagem, Mimetismo, Aposematism (aviso), A seleção sexual e outras formas de Sinalização, fotossíntese (em plantas), bem como efeitos físicos básicos, tais como a protecção de Sunburn.

Pigmento de cor diferente da cor estrutural na medida em que é o mesmo para todos os ângulos de visão, enquanto que a cor estrutural é o resultado de reflexão selectiva ou iridescence, geralmente por causa de estruturas multicamadas. Por exemplo, asas de borboleta contêm tipicamente cor estrutural, embora muitas borboletas têm células que contêm pigmentos também.

Pigmentos por composição química

Compostos de metais de transição . Da esquerda para a direita, soluções aquosas de: Co (NO _{3) 2} (vermelho); K ₂ Cr ₂ O ₇ (cor de laranja); K ₂ CrO ₄ (amarela); _NiCl2 (turquesa); _CuSO4 (azul); KMnO ₄ (roxo).

Phthalo Azul

Metálico e carbono

• Cádmio pigmentos: cádmio amarelo, vermelho cádmio, verde cádmio, laranja de cádmio
• Carbono pigmentos: negro de carbono (incluindo blac videira, preto lâmpada), Preto Marfim (char do osso)
• Cromo pigmentos: amarelo de cromo e verde cromo
• Cobalt pigmentos: violeta de cobalto, azul cobalto, azul cerúleo, aureolin (cobalto amarelo)
• Cobre pigmentos: Azurita, Han roxo, azul Han, Azul egípcio, Malaquita, Paris verde, Ftalocianina azul BN, Ftalocianina verde G, verdete, viridian
• Pigmentos de óxido de ferro: sanguíneo, mortuum da cabeça, vermelho de óxido, ocre vermelho, Vermelho veneziano, Azul da Prússia
• Pigmentos argila terra (óxidos de ferro): amarelo ocre, Sienna cru, Sienna queimado, umber cru, umber queimado.
• Chumbo pigmentos: branco de chumbo, cremnitz branco, Nápoles amarelo, fio vermelho
• Mercury pigmentos: vermelhão
• Titânio pigmentos: amarelo de titânio, bege titânio, titânio branco, preto de titânio
• Pigmentos marinhos: ultramarino, sombra verde ultramarino
• Zinco pigmentos: zinco branco, ferrite de zinco

Biológica e orgânica

• Origens biológicas: alizarina (sintetizado), carmesim de alizarina (sintetizada), gamboge, vermelho cochonilha, Madder Rose, índigo, Amarelo indiano, Púrpura de Tiro
• Não biológica orgânica : quinacridona, magenta, Phthalo verde, Phthalo azul, Pigmento Vermelho 170