Qu'est-ce que le pigment ?

En tant que pigments, l'impression la plus immédiate qu'ils nous donnent est la couleur - la coloration étant leur propriété la plus fondamentale. La recherche de la couleur par l'humanité remonte à la préhistoire ; il y a plus de 60 000 ans, les hommes utilisaient déjà l'ocre naturel comme matière colorante.

Structurellement, les pigments consistent en de minuscules particules colorées formées par des molécules ayant des structures cristallines spécifiques. Ils sont insolubles dans l'eau, l'huile, les solvants et les résines, mais peuvent être dispersés uniformément dans ces milieux. Leur coloration résulte de phénomènes optiques tels que la réflexion, la diffusion, l'absorption ou la transmission de la lumière par les particules de pigment. Par conséquent, la taille et la structure des particules de cristal influencent considérablement l'expression de la couleur. Par exemple, les pigments à effets tels que la poudre d'aluminium et les pigments nacrés présentent des effets chatoyants accrus grâce à une plus grande capacité de réflexion de la lumière.

En raison de leurs caractéristiques communes de pouvoir couvrant, de force de coloration et de stabilité relative à la lumière, ils sont communément appelés "colorants". Il est important de noter que les pigments diffèrent des colorants : les colorants sont généralement solubles dans l'eau ou les solvants et sont principalement utilisés pour la teinture des textiles, tandis que les pigments sont utilisés à l'état dispersé. Il existe toutefois des exceptions, comme certains colorants et pigments insolubles adaptés à l'impression textile et à la teinture en solution, qui brouillent la distinction entre les deux. En raison de leur similitude structurelle avec les colorants organiques, les pigments organiques sont souvent considérés comme une sous-catégorie des colorants.

L'évolution des pigments

L'histoire de l'utilisation des pigments inorganiques par l'homme remonte à des millénaires. Des peintures rupestres datant de dizaines de milliers d'années utilisaient déjà des matériaux naturels tels que le charbon de bois, l'ocre, le brun de manganèse et le kaolin. Vers 2000 avant notre ère, les hommes ont commencé à cuire des minerais naturels mélangés à du minerai de manganèse pour produire des teintes rouges, violettes et noires pour la poterie. L'orpiment et l'orpimentite comptent parmi les premiers pigments jaunes vifs, tandis que l'outremer et le bleu égyptien représentent les premières teintes bleues. Les verts sont dérivés du vert-de-gris et de la malachite. Les pigments blancs utilisaient généralement la calcite, le sulfate de calcium ou le kaolin.

La diversité des pigments est restée pratiquement inchangée jusqu'à la fin du Moyen Âge. La Renaissance a apporté de nouveaux développements, tels que l'introduction du carmin du Mexique en Europe, suivie de l'apparition du bleu de cobalt et du verre bleu de cobalt. À partir du XVIIIe siècle, des pigments produits industriellement comme le bleu de Prusse, le bleu de cobalt et le jaune de chrome sont apparus progressivement. Le 19e siècle a vu le développement du vert de chrome, des pigments à base d'oxyde de fer et de cadmium. Le 20e siècle a vu la recherche s'accélérer, donnant naissance à des pigments rouges synthétiques, le bleu de manganèse, le rouge de molybdène et les oxydes mixtes à base de bismuth. Parallèlement, les pigments blancs tels que le dioxyde de titane rutile et anatase et l'oxyde de zinc en forme d'aiguille ont pris de l'importance, de même que les pigments à effets produisant des couleurs métalliques, nacrées et interférentielles.

Principales applications des pigments

Les pigments sont largement utilisés dans diverses industries, notamment les revêtements, les plastiques, le caoutchouc, les cosmétiques, les textiles, les céramiques et la coloration artistique du ciment. Leurs applications continuent de s'étendre à de nouveaux domaines tels que les cosmétiques, l'alimentation, les adhésifs et la copie électrostatique. Le choix du type de pigment approprié est crucial et nécessite une évaluation complète de ses performances, de ses effets et de sa rentabilité afin de tirer parti de ses points forts tout en atténuant ses faiblesses pour une utilisation optimale.

Catégories de pigments

Les pigments peuvent être classés en trois grandes catégories : les pigments organiques, les pigments inorganiques et les pigments à effet.

- Pigments organiques : Il s'agit notamment des pigments azoïques, des pigments polycycliques et des complexes métalliques, entre autres, qui peuvent être subdivisés en fonction de leur structure chimique ;

- Pigments inorganiques : comprennent le vanadate de bismuth, les chromates, les oxydes de chrome, les oxydes de fer, le dioxyde de titane, le noir de carbone, les composés de zinc (oxyde de zinc, sulfure de zinc), l'outremer, le bleu de fer (bleu de Prusse, bleu de Chine) et les oxydes métalliques hybrides ;

- Pigments à effet : Ils sont classés en deux catégories : les pigments interférentiels (par exemple, les pigments nacrés à base de mica) et les pigments réfléchissants (par exemple, la pâte d'argent d'aluminium).

Comparaison des performances de différents types de pigments

Caractéristiques	Pigments organiques	Pigments inorganiques	Pigments à effets
Chroma (saturation)	Haut	Pauvre	Modéré
Intensité de la teinte	Haut	Faible	Faible
Transparence	Bon	Pauvre	Pauvre
Cacher le pouvoir	Pauvre	Excellent	Bon
Résistance aux intempéries	Limitée	Excellent	Bon
Résistance aux solvants	Limitée	Excellent	Excellent
Stabilité de la floculation	Pauvre	Bon	Excellent
Dispersibilité	Pauvre	Bon	Bon
Stabilité thermique	Limitée	Excellent	Bon
Densité	Faible	Haut	Haut
Taille des particules	Petit	Grandes dimensions	Grandes dimensions

Principaux domaines d'application

Plastiques, encres, revêtements, textiles

Revêtements architecturaux, céramiques, peintures

Revêtements automobiles, revêtements décoratifs, cosmétiques

En résumé, les pigments n'ont pas seulement une longue histoire et une gamme variée, ils sont également à l'origine d'une innovation technologique et d'une expansion des applications, devenant ainsi des matériaux fonctionnels indispensables dans de nombreuses industries.