Pigmento - Pigment

Pigmentos à venda em uma banca de mercado em Goa , Índia .

Um pigmento é um material colorido que é completamente ou quase insolúvel em água. Em contraste, os corantes são tipicamente solúveis, pelo menos em algum estágio de seu uso. Geralmente, os corantes são compostos orgânicos, enquanto os pigmentos são frequentemente compostos inorgânicos . Pigmentos de valor pré-histórico e histórico incluem ocre , carvão e lápis-lazúli .

Impacto econômico

Em 2006, cerca de 7,4 milhões de toneladas de pigmentos inorgânicos , orgânicos e especiais foram comercializados em todo o mundo. Estimada em cerca de US $ 14,86 bilhões em 2018 e aumentará em mais de 4,9% CAGR de 2019 a 2026. A demanda global por pigmentos foi de cerca de US $ 20,5 bilhões em 2009. De acordo com um relatório de abril de 2018 da Bloomberg Businessweek , o valor estimado do pigmento indústria globalmente é de US $ 30 bilhões. O valor do dióxido de titânio - usado para aumentar o brilho branco de muitos produtos - foi estimado em US $ 13,2 bilhões por ano, enquanto a cor vermelha Ferrari é avaliada em US $ 300 milhões por ano.

Princípios físicos

Artigo principal: Espectroscopia
Uma grande variedade de comprimentos de onda (cores) encontram um pigmento. Este pigmento absorve a luz vermelha e verde, mas reflete o azul - dando à substância uma aparência de cor azul.

Como todos os materiais, a cor dos pigmentos surge porque eles absorvem apenas certos comprimentos de onda da luz visível . As propriedades de ligação do material determinam o comprimento de onda e a eficiência da absorção da luz. A luz de outros comprimentos de onda é refletida ou espalhada. O espectro de luz refletido define a cor que observamos.

A aparência dos pigmentos é sensível à fonte de luz. A luz solar tem uma alta temperatura de cor e um espectro bastante uniforme. A luz solar é considerada um padrão para luz branca. As fontes de luz artificial são menos uniformes.

Os espaços de cores usados ​​para representar cores numericamente devem especificar sua fonte de luz. Medições de cor de laboratório , a menos que indicado de outra forma, presuma que a medição foi registrada sob uma fonte de luz D65, ou "Luz do dia 6500 K", que é aproximadamente a temperatura da cor da luz solar.

A luz solar encontra o pigmento "Azul Primário" Rosco R80. O produto do espectro da fonte e do espectro de refletância do pigmento resulta no espectro final e na aparência do azul.

Outras propriedades de uma cor, como sua saturação ou leveza, podem ser determinadas pelas outras substâncias que acompanham os pigmentos. Fichários e enchimentos podem afetar a cor.

História

Os minerais têm sido usados ​​como corantes desde os tempos pré-históricos. Os primeiros humanos usavam tinta para fins estéticos, como decoração corporal. Pigmentos e equipamento de moagem de tinta que se acredita ter entre 350.000 e 400.000 anos foram relatados em uma caverna em Twin Rivers, perto de Lusaka , Zâmbia . Ocre , óxido de ferro, foi a primeira cor de tinta. Um pigmento azul preferido era derivado do lápis-lazúli . Pigmentos baseados em minerais e argilas geralmente levam o nome da cidade ou região onde foram originalmente extraídos. Raw Sienna e Burnt Sienna vieram de Siena , Itália , enquanto Raw Umber e Burnt Umber vieram de Umbria . Esses pigmentos estavam entre os mais fáceis de sintetizar, e os químicos criaram cores modernas com base nos originais. Estas eram mais consistentes do que as cores extraídas dos corpos de minério originais, mas os nomes dos lugares permaneceram. Também encontrado em muitos paleolíticas e neolíticas pinturas em cavernas são ocre vermelho, anidro Fe 2 O 3 , e o hidratado amarelo ocre (Fe 2 O 3 . H 2 O). O carvão vegetal - ou negro de fumo - também é usado como pigmento preto desde os tempos pré-históricos.

Os pigmentos sintéticos foram introduzidos já no terceiro ou quarto milênio AEC. O primeiro pigmento sintético é o azul egípcio (frita azul), silicato de cálcio e cobre CaCuSi 4 O 10 , obtido pelo aquecimento de uma mistura de areia de quartzo , cal , um fundente e uma fonte de cobre , como a malaquita . Já inventado no período pré - dinástico do Egito , seu uso se generalizou na 4ª Dinastia . Era o pigmento azul por excelência da antiguidade romana ; seus traços tecnológicos de arte desapareceram no decorrer da Idade Média até sua redescoberta no contexto da campanha egípcia e das escavações em Pompéia e Herculano . Os pigmentos sintéticos pré-modernos posteriores incluem chumbo branco (carbonato básico de chumbo, (PbCO 3 ) 2 Pb (OH) 2 ), vermelhão , verdete e amarelo-chumbo-estanho . Vermilion, um sulfeto de mercúrio , foi originalmente feito moendo um pó de cinabre natural . A partir do século 17, também foi sintetizado a partir dos elementos. Foi preferido por antigos mestres como Ticiano . O amarelo-indiano já foi produzido pela coleta da urina de gado que se alimentava apenas com folhas de manga . Os pintores holandeses e flamengos dos séculos 17 e 18 o favoreciam por suas qualidades luminescentes e frequentemente o usavam para representar a luz do sol . Como as folhas da manga são nutricionalmente inadequadas para o gado, a prática de colher o amarelo-indiano acabou sendo declarada desumana. Tons modernos de amarelo indiano são feitos de pigmentos sintéticos. Vermillion foi parcialmente substituído por vermelhos de cádmio.

Por causa do custo do lápis-lazúli , muitas vezes eram usados ​​substitutos. O azul da Prússia , o pigmento sintético moderno mais antigo, foi descoberto por acidente em 1704. No início do século 19, os pigmentos azuis sintéticos e metálicos incluíam o ultramar francês , uma forma sintética de lápis-lazúli . O Ultramarine foi fabricado tratando o silicato de alumínio com enxofre . Várias formas de cobalto e azul cerúleo também foram introduzidas. No início do século 20, foi preparado Phthalo Blue , um pigmento metalo-orgânico sintético. Ao mesmo tempo, Royal Blue , outro nome dado a tintas produzidas a partir de lápis-lazúli, evoluiu para significar uma cor muito mais clara e brilhante, e geralmente é misturado a partir de azul ftalo e dióxido de titânio , ou de corantes azuis sintéticos baratos.

A descoberta em 1856 de malveína , o primeiro corante de anilina , foi um precursor para o desenvolvimento de centenas de corantes e pigmentos sintéticos como compostos azo e diazo . Esses corantes deram início ao florescimento da química orgânica, incluindo designs sistemáticos de corantes. O desenvolvimento da química orgânica diminuiu a dependência de pigmentos inorgânicos.

  • Pinturas ilustrando avanços em pigmentos

  • The Milkmaid de Johannes Vermeer (c. 1658). Vermeer foi pródigo em sua escolha de pigmentos caros, incluindo amarelo-chumbo , ultramar natural e lago garança , como mostrado na pintura vibrante.

  • Ticiano usou o pigmento histórico Vermilion para criar os vermelhos na pintura a óleo de Assunta , completada em c. 1518.

  • Milagre do Escravo, de Tintoretto (c. 1548). Filho de um mestre tintureiro , Tintoretto usou o pigmento Carmine Red Lake, derivado do inseto cochonilha , para obter efeitos de cor dramáticos.

  • Autorretrato de Paul Cézanne . Trabalhando no final do século 19, Cézanne tinha uma paleta de cores muito mais ampla do que seus antecessores.

Padrões de fabricação e industriais

Pigmento ultramarino natural em pó
O pigmento ultramarino sintético é quimicamente idêntico ao ultramar natural

Antes do desenvolvimento dos pigmentos sintéticos e do refinamento das técnicas de extração de pigmentos minerais, os lotes de cores costumavam ser inconsistentes. Com o desenvolvimento de uma indústria moderna de cores, fabricantes e profissionais têm cooperado para criar padrões internacionais de identificação, produção, medição e teste de cores.

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

Em meados do século 20, métodos padronizados para química de pigmentos estavam disponíveis, parte de um movimento internacional para criar tais padrões na indústria. A International Organization for Standardization (ISO) desenvolve padrões técnicos para a fabricação de pigmentos e corantes. Os padrões ISO definem várias propriedades industriais e químicas e como testá-las. Os principais padrões ISO relacionados a todos os pigmentos são os seguintes:

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

Outros padrões ISO pertencem a classes ou categorias específicas de pigmentos, com base em sua composição química, como pigmentos ultramarinos , dióxido de titânio , pigmentos de óxido de ferro e assim por diante.

Muitos fabricantes de tintas, tintas, têxteis, plásticos e cores adotaram voluntariamente o Color Index International (CII) como um padrão para identificar os pigmentos que eles usam na fabricação de cores específicas. Publicado pela primeira vez em 1925 - e agora publicado em conjunto na web pela Society of Dyers and Colourists ( Reino Unido ) e pela American Association of Textile Chemists and Colorists (EUA) - este índice é reconhecido internacionalmente como a referência oficial em corantes. Ele abrange mais de 27.000 produtos em mais de 13.000 nomes de índices de cores genéricos.

No esquema CII, cada pigmento possui um número de índice genérico que o identifica quimicamente, independentemente dos nomes proprietários e históricos. Por exemplo, Phthalocyanine Blue BN é conhecido por uma variedade de nomes genéricos e proprietários desde sua descoberta na década de 1930. Em grande parte da Europa, o azul de ftalocianina é mais conhecido como Helio Blue ou por um nome proprietário como Winsor Blue. Um fabricante americano de tintas, Grumbacher, registrou uma grafia alternativa (Thanos Blue) como marca comercial. A Color Index International resolve todos esses conflitos de nomes históricos, genéricos e proprietários para que os fabricantes e consumidores possam identificar o pigmento (ou corante) usado em um determinado produto de cor. No CII, todos os pigmentos azuis de ftalocianina são designados por um número de índice de cor genérico como PB15 ou PB16, abreviação de azul de pigmento 15 e azul de pigmento 16; esses dois números refletem pequenas variações na estrutura molecular, que produzem um azul ligeiramente mais esverdeado ou avermelhado.

Figuras de mérito

A seguir estão alguns dos atributos de pigmentos que determinam sua adequação para aplicações e processos de fabricação específicos:

Amostras

Amostras são usadas para comunicar cores com precisão. Os tipos de amostras são ditados pela mídia, ou seja, impressão, computadores, plásticos e têxteis. Geralmente, o meio que oferece a mais ampla gama de tons de cores é amplamente utilizado em diversos meios de comunicação.

Amostras impressas

Os padrões de referência são fornecidos por amostras impressas de tons de cores. PANTONE , RAL , Munsell , etc. são padrões amplamente usados ​​de comunicação de cores em diversos meios de comunicação, como impressão, plásticos e têxteis .

Amostras de plástico

As empresas que fabricam masterbatches de cores e pigmentos para plásticos oferecem amostras de plástico em chips de cores moldados por injeção. Esses chips de cores são fornecidos ao designer ou cliente para escolher e selecionar a cor para seus produtos plásticos específicos.

Amostras de plástico estão disponíveis em vários efeitos especiais como pérola, metálico, fluorescente, cintilante, mosaico etc. No entanto, esses efeitos são difíceis de replicar em outras mídias, como impressão e tela de computador. Amostras de plástico foram criadas por modelagem 3D para incluir vários efeitos especiais.

Amostras de computador

A aparência dos pigmentos na luz natural é difícil de replicar na tela do computador . São necessárias aproximações. O Munsell Color System fornece uma medida objetiva de cor em três dimensões: matiz, valor (ou luminosidade) e croma. Em geral, os monitores de computador falham em mostrar o croma verdadeiro de muitos pigmentos, mas o matiz e a luminosidade podem ser reproduzidos com relativa precisão. No entanto, quando a gama de um monitor de computador se desvia do valor de referência, o matiz também é sistematicamente enviesado.

As seguintes aproximações assumem um dispositivo de exibição na gama 2.2, usando o espaço de cores sRGB . Quanto mais um dispositivo de exibição se desvia desses padrões, menos precisas essas amostras serão. As amostras são baseadas nas medidas médias de vários lotes de tintas aquarela de pigmento único, convertidas do espaço de cores Lab em espaço de cores sRGB para visualização em uma tela de computador. A aparência de um pigmento pode depender da marca e até mesmo do lote. Além disso, os pigmentos têm espectros de refletância inerentemente complexos que tornarão sua aparência de cor muito diferente, dependendo do espectro da iluminação da fonte , uma propriedade chamada metamerismo . Medições médias de amostras de pigmento só produzirão aproximações de sua verdadeira aparência sob uma fonte de iluminação específica. Os sistemas de exibição de computador usam uma técnica chamada transformações de adaptação cromática para emular a temperatura de cor correlacionada das fontes de iluminação e não podem reproduzir perfeitamente as complexas combinações espectrais vistas originalmente. Em muitos casos, a cor percebida de um pigmento fica fora da gama de monitores de computador e um método chamado mapeamento de gama é usado para aproximar a aparência real. O mapeamento de gama troca qualquer um de claridade , matiz ou precisão de saturação para renderizar a cor na tela, dependendo da prioridade escolhida na intenção de renderização ICC da conversão .

# 990024
Tyrian red
PR106 - # E34234
Vermelhão (genuíno)
# FFB02E
Amarelo indiano
PB29 - # 003BAF
Azul ultramarino
PB27 - # 0B3E66
Azul da Prússia

Pigmentos biológicos

Artigo principal: pigmento biológico

Em biologia , um pigmento é qualquer material colorido de células vegetais ou animais. Muitas estruturas biológicas, como pele , olhos , pêlo e cabelo, contêm pigmentos (como a melanina ). A coloração da pele do animal geralmente ocorre por meio de células especializadas chamadas cromatóforos , que animais como o polvo e o camaleão podem controlar para variar a cor do animal. Muitas condições afetam os níveis ou a natureza dos pigmentos nas células vegetais, animais, alguns protistas ou fungos . Por exemplo, o distúrbio chamado albinismo afeta o nível de produção de melanina em animais.

A pigmentação em organismos serve a muitos propósitos biológicos, incluindo camuflagem , mimetismo , aposematismo (advertência), seleção sexual e outras formas de sinalização , fotossíntese (em plantas), bem como propósitos físicos básicos, como proteção contra queimaduras solares .

A cor do pigmento difere da cor estrutural porque a cor do pigmento é a mesma para todos os ângulos de visão, enquanto a cor da estrutura é o resultado de reflexão seletiva ou iridescência , geralmente por causa de estruturas multicamadas. Por exemplo, asas de borboleta normalmente contêm cor estrutural, embora muitas borboletas tenham células que também contêm pigmento.

Pigmentos por composição elementar

Phthalo Blue
Artigo principal: Lista de pigmentos inorgânicos


Biológico e orgânico

Veja também

Notas

Referências

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links externos