Che cosa sono i pigmenti inorganici?

Definizione e natura

I pigmenti inorganici sono un'importante classe di materiali coloranti, composti chimicamente da ossidi metallici colorati o sali metallici insolubili. A differenza dei pigmenti organici, i loro componenti principali derivano da sostanze inorganiche, che ne determinano le proprietà fisiche e chimiche uniche. In base alla loro origine, i pigmenti inorganici possono essere suddivisi in due categorie:

• Pigmenti inorganici naturali:

Sono principalmente derivati da risorse minerali in natura e vengono prodotti attraverso metodi di lavorazione fisica come l'estrazione, la vagliatura e la frantumazione. Le varietà più comuni includono il cinabro (principalmente solfuro di mercurio), l'argilla rossa (contenente ossido di ferro) e il realgar (solfuro di arsenico). A causa della complessa composizione dei minerali naturali e dell'elevato contenuto di impurità, questi pigmenti hanno generalmente una bassa purezza, un colore relativamente scuro e un debole potere colorante. Tuttavia, sono a basso costo e trovano ancora applicazione in alcuni settori tradizionali.

• Pigmenti inorganici artificiali (pigmenti inorganici sintetici) sono prodotti per sintesi chimica e possono essere suddivisi in due categorie:

- Prodotto dalla purificazione e dalla lavorazione chimica dei minerali naturali;

- Prodotti attraverso reazioni chimiche completamente sintetiche, come precipitazione, calcinazione, ossidazione, ecc. I pigmenti inorganici sintetici hanno uno spettro cromatico completo, colori brillanti e vivaci, e il loro potere coprente e la forza colorante sono di gran lunga superiori ai prodotti naturali. I rappresentanti tipici sono il biossido di titanio (biossido di titanio), il giallo cromo (cromato di piombo), il blu ferro (ferrocianuro ferrico), il rosso cadmio (solfuro di cadmio), ecc.

Classificazione dei pigmenti

I pigmenti inorganici possono essere classificati da diversi punti di vista. La tabella seguente si basa sul sistema raccomandato da ISO e DIN. Questo sistema si basa su considerazioni di colore e chimiche. Come è inevitabile con molti metodi di classificazione, vi è una sovrapposizione tra le categorie ed è improbabile che vi siano confini netti.

Proprietà e composizione del pigmento

(1) Proprietà:

I pigmenti inorganici sono resistenti alla luce, al calore, agli agenti atmosferici, ai solventi e hanno un forte potere coprente, ma il loro spettro cromatico non è molto completo, la loro forza colorante è bassa, la loro brillantezza cromatica è scarsa e alcuni sali e ossidi metallici sono altamente tossici.

(2) Composizione:

I pigmenti inorganici comprendono vari ossidi metallici, cromati, carbonati, solfati e solfuri, come la polvere di alluminio, la polvere di rame, il nero carbone, il bianco di zinco e il bianco di titanio, che rientrano tutti nella categoria dei pigmenti inorganici.

I pigmenti minerali naturali sono completamente derivati da risorse minerali, come il cinabro prodotto naturalmente, l'argilla rossa, il realgar, ecc. Quelli sintetici comprendono il biossido di titanio, il giallo cromo, il blu ferro, il rosso rutenio, il giallo rutenio, il litopone, il nero carbone, il rosso ossido di ferro, il giallo ossido di ferro, ecc.

Classificazione e applicazioni dei pigmenti

(1) Classificazione per colore: I pigmenti coloranti inorganici possono essere suddivisi in due categorie: pigmenti acromatici e pigmenti colorati.

- I pigmenti acromatici comprendono una gamma di pigmenti che vanno dal bianco, al grigio e al nero, che mostrano solo differenze nella quantità di luce riflessa, cioè differenze di luminosità.

I pigmenti colorati sono in grado di assorbire selettivamente alcune lunghezze d'onda della luce e di riflettere le restanti per produrre una varietà di colori diversi.

(2) Applicazioni dei pigmenti

I pigmenti inorganici sono ampiamente utilizzati nei settori della gomma, dei materiali da costruzione, dei rivestimenti, delle materie plastiche, delle fibre sintetiche, della cancelleria, dei pigmenti per la pittura, degli inchiostri, della cartotecnica, della ceramica, del vetro, degli smalti e di altri settori della produzione industriale.

La storia dello sviluppo dei pigmenti

I pigmenti inorganici hanno una storia di utilizzo molto lunga. All'inizio, il nero fumo era il principale pigmento inorganico, mentre la sua controparte, il gesso, era un pigmento comune. Anche le terre colorate erano ampiamente utilizzate e l'ossido di ferro naturale era un pigmento inorganico comune.

- Già 5.000 anni fa i nostri antenati producevano regolarmente biacca.

- Circa 2.300 anni fa, il mio Paese disponeva della tecnologia per raffinare il vermiglione. Tuttavia, anche altri Paesi hanno ottenuto notevoli successi nella produzione di pigmenti.

- All'inizio del XVIII secolo, un tedesco di nome Diesbach sviluppò un metodo per produrre il blu di Prussia. Circa un secolo dopo, il francese Vauquelin inventò un metodo per produrre il giallo cromo e circa 20 anni dopo il francese Guimet produsse l'oltremare.

- Il litopone è stato sviluppato negli anni '70 del XIX secolo. Il successivo avvento dei pigmenti compositi di titanio e dei metodi di produzione del biossido di titanio ha favorito un significativo progresso nella produzione di pigmenti inorganici.

- Ad oggi, lo spettro dei pigmenti inorganici è diventato essenzialmente completo e l'attenzione dello sviluppo si è spostata sul miglioramento delle prestazioni, sulla riduzione dell'impatto ambientale e sullo sviluppo di pigmenti funzionali specializzati (come quelli per la protezione dalla corrosione, la fluorescenza e le proprietà sensibili alla temperatura). Come materiale tradizionale e importante, i pigmenti inorganici continuano a svolgere un ruolo indispensabile nella produzione industriale e nella vita umana.