Che cos'è esattamente il pigmento?

In quanto pigmenti, l'impressione più immediata che ci danno è quella del colore, che è la loro proprietà fondamentale. La ricerca del colore da parte dell'umanità risale alla preistoria; già oltre 60.000 anni fa l'uomo utilizzava l'ocra naturale come materiale colorante.

Strutturalmente, i pigmenti sono costituiti da minuscole particelle colorate formate da molecole con specifiche strutture cristalline. Sono insolubili in acqua, olio, solventi e resine, ma possono essere dispersi uniformemente in questi mezzi. La loro colorazione deriva da fenomeni ottici come la riflessione, la diffusione, l'assorbimento o la trasmissione della luce da parte delle particelle di pigmento. Di conseguenza, la dimensione delle particelle e la struttura del cristallo influenzano in modo critico l'espressione del colore. Ad esempio, i pigmenti ad effetto come la polvere di alluminio e i pigmenti perlescenti presentano effetti scintillanti più accentuati grazie alla maggiore capacità di riflettere la luce.

Per le loro caratteristiche comuni di potere coprente, forza colorante e relativa stabilità alla luce, vengono comunemente chiamati "coloranti". È importante notare che i pigmenti differiscono dai coloranti: i coloranti sono tipicamente solubili in acqua o in solventi e sono utilizzati principalmente per la tintura dei tessuti, mentre i pigmenti sono utilizzati allo stato disperso. Esistono tuttavia delle eccezioni, come alcuni coloranti e pigmenti insolubili adatti alla stampa tessile e alla tintura in soluzione, che rendono meno netta la distinzione tra i due. A causa della loro somiglianza strutturale con i coloranti organici, i pigmenti organici sono spesso considerati una sottocategoria dei coloranti.

L'evoluzione dei pigmenti

La storia dell'uso umano dei pigmenti inorganici risale a millenni fa. Le pitture rupestri di decine di migliaia di anni fa utilizzavano già materiali naturali come il carbone, l'ocra, il marrone di manganese e il caolino. Intorno al 2000 a.C., l'uomo ha iniziato a cuocere minerali naturali mescolati con manganese per produrre tinte rosse, viola e nere per la ceramica. L'orpimento e l'orpimentite furono tra i primi pigmenti gialli vividi, mentre l'oltremare e il blu egiziano rappresentarono le prime tonalità di blu. I verdi derivavano dal verderame e dalla malachite. I pigmenti bianchi utilizzavano comunemente calcite, solfato di calcio o caolino.

La diversità dei pigmenti rimase sostanzialmente invariata fino al tardo Medioevo. Il Rinascimento portò nuovi sviluppi, come l'introduzione del carminio dal Messico in Europa, seguito dalla comparsa del blu cobalto e del vetro blu cobalto. A partire dal XVIII secolo, comparvero gradualmente pigmenti prodotti industrialmente come il blu di Prussia, il blu di cobalto e il giallo cromo. Il XIX secolo vide lo sviluppo di pigmenti a base di verde cromo, ossido di ferro e cadmio. Il XX secolo ha visto un'accelerazione della ricerca, che ha prodotto pigmenti rossi sintetici, blu di manganese, rosso molibdeno e ossidi misti a base di bismuto. Contemporaneamente, i pigmenti bianchi come il biossido di titanio rutilo e anatasio e l'ossido di zinco aghiforme hanno guadagnato importanza, insieme ai pigmenti a effetto che producono colori metallici, perlescenti e di interferenza.

Applicazioni principali dei pigmenti

I pigmenti trovano largo impiego in diversi settori, tra cui rivestimenti, plastica, gomma, cosmetici, tessuti, ceramica e colorazione artistica del cemento. Le loro applicazioni continuano ad espandersi in nuovi campi come la cosmetica, gli alimenti, gli adesivi e la copiatura elettrostatica. La scelta del tipo di pigmento appropriato è fondamentale e richiede una valutazione completa delle sue prestazioni, degli effetti e del rapporto costo-efficacia per sfruttarne i punti di forza e mitigarne i punti deboli per un utilizzo ottimale.

Categorie di pigmenti

I pigmenti possono essere classificati in tre categorie principali: pigmenti organici, pigmenti inorganici e pigmenti ad effetto.

- Pigmenti organici: Questi includono, tra gli altri, i pigmenti azoici, i pigmenti policiclici e i complessi metallici e possono essere ulteriormente suddivisi in base alla struttura chimica;

- Pigmenti inorganici: includono il vanadato di bismuto, i cromati, gli ossidi di cromo, gli ossidi di ferro, il biossido di titanio, il nerofumo, i composti dello zinco (ossido di zinco, solfuro di zinco), l'oltremare, il blu di ferro (blu di Prussia, blu cinese) e gli ossidi metallici ibridi;

- Pigmenti ad effetto: Si dividono in tipo interferenziale (ad esempio, pigmenti perlescenti a base di mica) e tipo riflettente (ad esempio, pasta d'argento di alluminio).

Confronto delle prestazioni di diversi tipi di pigmenti

Caratteristiche	Pigmenti organici	Pigmenti inorganici	Pigmenti ad effetto
Croma (saturazione)	Alto	Povero	Moderato
Forza tintometrica	Alto	Basso	Basso
Trasparenza	Buono	Povero	Povero
Nascondere il potere	Povero	Eccellente	Buono
Resistenza agli agenti atmosferici	Limitato	Eccellente	Buono
Resistenza ai solventi	Limitato	Eccellente	Eccellente
Stabilità della flocculazione	Povero	Buono	Eccellente
Dispersibilità	Povero	Buono	Buono
Stabilità termica	Limitato	Eccellente	Buono
Densità	Basso	Alto	Alto
Dimensione delle particelle	Piccolo	Grande	Grande

Aree di applicazione principali

Plastica, inchiostri, rivestimenti, tessuti

Rivestimenti architettonici, ceramiche, vernici

Rivestimenti per autoveicoli, rivestimenti decorativi, cosmetici

In sintesi, i pigmenti non solo vantano una lunga storia e una gamma diversificata, ma guidano continuamente l'innovazione tecnologica e l'espansione delle applicazioni, diventando materiali funzionali indispensabili in diversi settori.