Pigmentdefinition und Chemie

Ein Pigment ist eine Substanz, die eine bestimmte Farbe aufweist, weil sie selektiv absorbiert Wellenlänge des Lichts. Während viele Materialien diese Eigenschaft besitzen, sind Pigmente mit praktischen Anwendungen bei normalen Temperaturen stabil und haben eine hohe Tönungsstärke, so dass nur eine geringe Menge benötigt wird, um die Farbe zu sehen, wenn sie auf Objekten verwendet oder mit einem Träger gemischt wird. Es werden Pigmente genannt, die im Laufe der Zeit oder bei längerer Lichteinwirkung entweder verblassen oder schwärzen flüchtige Pigmente.

Die frühesten Pigmente stammten aus natürlichen Quellen wie Holzkohle und gemahlenen Mineralien. Paläolithische und neolithische Höhlenmalereien weisen auf Ruß, rotes Ocker (Eisenoxid, Fe₂Ö₃) und gelber Ocker (hydratisiertes Eisenoxid, Fe₂Ö₃· H.₂O) waren dem Urmenschen bekannt. Synthetische Pigmente wurden bereits vor B.C.E. 2000. Weißes Blei wurde durch Mischen von Blei und Essig in Gegenwart von Kohlendioxid hergestellt. Ägyptisches Blau (Kalziumkupfersilikat) stammte aus Glas, das mit Malachit oder einem anderen Kupfererz gefärbt war. Da immer mehr Pigmente entwickelt wurden, wurde es unmöglich, ihre Zusammensetzung im Auge zu behalten.

Im 20. Jahrhundert entwickelte die Internationale Organisation für Normung (ISO) Normen für Eigenschaften und Prüfung von Pigmenten. Der Color Index International (CII) ist ein veröffentlichter Standardindex, der jedes Pigment anhand seiner chemischen Zusammensetzung identifiziert. Über 27.000 Pigmente sind im CII-Schema indiziert.

Ein Pigment ist eine Substanz, die entweder trocken oder sonst ist unlöslich in seinem flüssigen Träger. Ein Pigment in flüssiger Form eine Aussetzung. Im Gegensatz dazu ist ein Farbstoff entweder ein flüssiger Farbstoff oder löst sich in einer Flüssigkeit eine Lösung bilden. Manchmal kann ein löslicher Farbstoff in ein Metallsalzpigment ausgefällt werden. Ein Pigment, das auf diese Weise aus einem Farbstoff hergestellt wird, wird als a bezeichnet Seepigment (z. B. Aluminiumsee, Indigosee).

Sowohl Pigmente als auch Farbstoffe absorbieren Licht, um eine bestimmte Farbe zu erhalten. Im Gegensatz dazu ist Lumineszenz ein Prozess, bei dem ein Material Licht emittiert. Beispiele für Lumineszenz umfassen Phosphoreszenz, Fluoreszenz, Chemilumineszenz und Biolumineszenz.

In der Biologie wird der Begriff "Pigment" etwas anders definiert, wobei sich ein Pigment auf jedes farbige Molekül bezieht, das in einer Zelle gefunden wird, unabhängig davon, ob es löslich ist oder nicht. Also, obwohl Hämoglobin, Chlorophyll, Melanin und Bilirubin (als Beispiele) passen nicht zur engen Definition von Pigment in der Wissenschaft, sie sind biologische Pigmente.

In tierischen und pflanzlichen Zellen tritt auch eine strukturelle Farbe auf. Ein Beispiel sind Schmetterlingsflügel oder Pfauenfedern. Pigmente haben unabhängig von ihrer Betrachtung dieselbe Farbe, während die Strukturfarbe vom Betrachtungswinkel abhängt. Während Pigmente durch selektive Absorption gefärbt werden, resultiert die Strukturfarbe aus selektiver Reflexion.

Pigmente absorbieren selektiv Lichtwellenlängen. Wenn weißes Licht auf ein Pigmentmolekül trifft, gibt es verschiedene Prozesse, die zur Absorption führen können. Konjugierte Doppelbindungssysteme absorbieren Licht in einigen organischen Pigmenten. Anorganische Pigmente können Licht durch Elektronentransfer absorbieren. Zum Beispiel absorbiert Zinnoberrot Licht und überträgt ein Elektron vom Schwefelanion (S.^2-) zu einem Metallkation (Hg²⁺). Die Ladungstransferkomplexe entfernen die meisten Farben des weißen Lichts und reflektieren oder streuen den Rest zurück, um als bestimmte Farbe zu erscheinen. Pigmente absorbieren oder subtrahieren Wellenlängen und addieren sich nicht wie Lumineszenzmaterialien.

Das Spektrum des einfallenden Lichts beeinflusst das Aussehen eines Pigments. So erscheint beispielsweise ein Pigment unter Sonnenlicht nicht ganz in der gleichen Farbe wie unter fluoreszierendem Licht, da ein anderer Wellenlängenbereich reflektiert oder gestreut werden muss. Wenn die Farbe eines Pigments dargestellt wird, muss die für die Messung verwendete Laborlichtfarbe angegeben werden. Normalerweise sind dies 6500 K (D65), was der Farbtemperatur des Sonnenlichts entspricht.

Der Farbton, die Sättigung und andere Eigenschaften eines Pigments hängen von anderen Verbindungen ab, die es in Produkten begleiten, wie z. B. Bindemitteln oder Füllstoffen. Wenn Sie beispielsweise eine Farbe kaufen, sieht diese je nach Formulierung der Mischung unterschiedlich aus. Ein Pigment sieht unterschiedlich aus, je nachdem, ob seine endgültige Oberfläche glänzend, matt usw. ist. Die Toxizität und Stabilität eines Pigments wird auch durch andere Chemikalien in einer Pigmentsuspension beeinflusst. Dies ist bei Tätowierfarben von Bedeutung und ihre Trägerunter anderem Anwendungen. Viele Pigmente sind hochgiftig an sich (z. B. Bleiweiß, Chromgrün, Molybdatorange, Antimonweiß).

Pigmente können danach klassifiziert werden, ob sie organisch oder anorganisch sind. Anorganische Pigmente können auf Metall basieren oder nicht. Hier ist eine Liste einiger Schlüsselpigmente:

• Cadmiumpigmente: Cadmiumrot, Cadmiumgelb, Cadmiumorange, Cadmiumgrün, Cadmiumsulfoselenid
• Chrompigmente: Chromgelb, Viridian (Chromgrün)
• Kobaltpigmente: Kobaltblau, Kobaltviolett, Ceruleanblau, Aureolin (Kobaltgelb)
• Kupferpigmente: Azurit, ägyptisches Blau, Malachit, Pariser Grün, Han-Purpur, Han-Blau, Grünspan, Phthalocyaningrün G, Phthalocyaninblau BN
• Eisenoxidpigmente: Rotocker, Venezianisches Rot, Preußisches Blau, Sanguinisch, Caput Mortuum, Oxidrot
• Bleipigmente: rotes Blei, Bleiweiß, Cremnitzweiß, Neapelgelb, Blei-Zinn-Gelb
• Manganpigment: Manganviolett
• Quecksilberpigment: Zinnoberrot
• Titanpigmente: Titanweiß, Titanschwarz, Titangelb, Titanbeige
• Zinkpigmente: Zinkweiß, Zinkferrit

• Kohlenstoffpigmente: Ruß, Elfenbeinschwarz
• Tonerden (Eisenoxide)
• Ultramarinpigmente (Lapislazuli): Ultramarin, Ultramaringrün

• Biologische Pigmente: Alizarin, Alizarin Purpur, Gamboge, Cochinealrot, Rosenkrapp, Indigo, Indisches Gelb, Tyrian Purple
• Nichtbiologische organische Pigmente: Chinacridon, Magenta, Diarylidgelb, Phthaloblau, Phthalobrün, Rot 170