Kolor odgrywa w naszym życiu bardzo ważną rolę i często stanowi kryterium wyboru ubrań, dekoracji, mebli, drobnych akcesoriów. Jednak mało kto myśli o tym, że nie jest to nieodłączna cecha każdego materiału.
Kolory, które nas otaczają, w wielu wypadkach zawdzięczamy naturalnym i syntetycznym substancjom barwiącym – barwnikom i pigmentom. Różnią się one właściwościami chemicznymi, pochodzeniem i obszarami zastosowania. Przyjrzyjmy się im bliżej.
Barwniki są zwykle organiczne, pozyskiwane z roślin i owadów. Bez problemu można je pozyskać w warunkach domowych, gotując warzywa, owoce lub ich części do uzyskania gęstego wywaru.
Barwniki rozpuszczają się w wodzie, olejach i alkoholu. Ich charakterystyczną cechą jest zdolność impregnacji barwionego materiału, dlatego znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym, przy barwieniu tkanin, papieru, drewna, futer, włosów i skóry. W procesie barwienia wnikają w materiał i tworzą słabsze lub mocniejsze wiązania z włóknami. Wykazują także zdolności migracyjne – jeśli np. położysz kolorowe mydło na papier, to prędzej czy później on również ulegnie zabarwieniu.
Najbardziej znanym rodzajem barwników wykorzystywanych w życiu codziennym są te spożywcze. Są bezpieczne do konsumpcji i, jak sama nazwa wskazuje, służą głównie do barwienia żywności. Dają bardzo jasne i intensywne kolory, ale mało trwałe. Rozpuszczają się w wodzie i zwykle są sprzedawane w formie płynnej.
Innym rodzajem są syntetyczne barwniki rozpuszczalne w tłuszczach. Również mają jasne i wyraziste kolory, ale są bardziej stabilne i nie rozpuszczają się w wodzie, za to dobrze łączą się z parafiną, woskiem czy stearyną. Stosowane są do barwienia świec, tworzyw sztucznych, benzyny, skaju, gumy, tłuszczów technicznych, olejów, chemii gospodarczej (lakierów, kremów do butów itp.). Niekiedy wykorzystuje się je w przemyśle cukierniczym i kosmetycznym, jednak w tym przypadku taki barwnik musi posiadać odpowiedni certyfikat bezpieczeństwa. Ważną i niezwykłą właściwością takich barwników jest ich koncentracja – w niektórych przypadkach producent zaleca użycie od 7 g do 10 g barwnika na tonę materiału. Z tego powodu do konsumenta końcowego trafiają w postaci rozcieńczonej, np. w parafinie lub olejach.
Istnieją także barwniki rozpuszczalne w alkoholu, acetonie, kwasach, barwniki siarkowe itd. Jak łatwo się domyślić, ich nazwa wskazuje na właściwość rozpuszczania się w konkretnych substancjach.
Wśród barwników naturalnych wymienić można:
Metodą kalcynacji z surowców organicznych można uzyskać czarne substancje barwiące.
Pigmenty to rozdrobnione substancje (głównie minerały) chemicznie obojętne w stosunku do medium i nierozpuszczalne w wodzie. W farbie znajdują się w spoiwie (woda, olej schnący, nitroceluloza itp.). Jeśli mówimy o farbach mineralnych, to ich właściwości zależą bardziej od podłoża niż od pigmentu, a wiązanie z malowanym materiałem zapewnia właśnie spoiwo. Oznacza to, że sam pigment nie barwi materiału, ale osiada na jego powierzchni, przykrywa go.
Pigmenty można stosować w produkcji kosmetycznej (np. do mydeł, szminek i kremów), do barwienia cementu i betonu, tworzyw sztucznych, gumy oraz w produkcji farb. Pigmenty mineralne dają mętne kolory, choć w różnych odcieniach, a syntetyczne tworzą szeroką paletę żywych i wyrazistych kolorów, także neonowych.
Pigmenty można podzielić na absorpcyjne, metaliczne (drobiny metali lub ich stopów), perłowe (jednobarwne i wielobarwne), a także fluorescencyjne.
Istnieje także podział według metody otrzymywania. Wyróżniamy więc pigmenty na bazie tlenku żelaza, tlenku chromu, ołowiu, miedzi i sadzy.
Najbardziej znane pigmenty to dwutlenek tytanu, biel ołowiowa i cynkowa, ochra, cynober, cynk, ultramaryna, azuryt, kobaltowy niebieski, zieleń brunszwicka, sadza, węgiel, czerń frankfurcka, brąz manganowy.
Słysząc słowo „lak”, większość z nas pomyśli o kolorowej substancji podobnej do wosku, z której robi się ozdobne pieczęcie na listach i dokumentach. I słusznie. Jednak lak to także substancja barwiąca, nierozpuszczalna w wodzie oraz większości rozpuszczalników. Nazwę zawdzięcza procesowi, w wyniku którego powstaje – zlakowaniu, czyli wytrąceniu barwnika z roztworu.
Tak zwane laki barwne są odporne na działanie światła i wyższej temperatury. Wykorzystuje się je do barwienia papieru, włókien, a także w produkcji farb (olejnych, klejowych i drukarskich).
Zdj. główne: Pawel Czerwinski/unsplash.com
