Wat is pigment precies?

Als pigmenten is de meest directe indruk die ze ons geven kleur-kleuren is hun meest fundamentele eigenschap. Het streven van de mensheid naar kleur gaat terug tot de prehistorie; meer dan 60.000 jaar geleden gebruikten mensen al natuurlijke oker als kleurstof.

Structureel bestaan pigmenten uit kleine gekleurde deeltjes gevormd door moleculen met specifieke kristalstructuren. Ze zijn onoplosbaar in water, olie, oplosmiddelen en harsen, maar kunnen wel uniform worden gedispergeerd in deze media. Hun kleur ontstaat door optische verschijnselen zoals lichtreflectie, verstrooiing, absorptie of transmissie door de pigmentdeeltjes. Bijgevolg hebben de grootte van de kristaldeeltjes en de kristalstructuur een cruciale invloed op de kleurexpressie. Zo vertonen effectpigmenten zoals aluminiumpoeder en parelmoerpigmenten verbeterde glanseffecten met een groter lichtreflecterend vermogen.

Vanwege hun gemeenschappelijke kenmerken van dekkracht, kleurkracht en relatieve lichtstabiliteit worden ze meestal "kleurstoffen" genoemd. Het is belangrijk op te merken dat pigmenten verschillen van kleurstoffen: kleurstoffen zijn meestal oplosbaar in water of oplosmiddelen en worden voornamelijk gebruikt voor het verven van textiel, terwijl pigmenten in gedispergeerde vorm worden gebruikt. Er bestaan echter uitzonderingen, zoals bepaalde onoplosbare kleurstoffen en pigmenten die geschikt zijn voor textieldruk en verven in oplossing, waardoor het onderscheid tussen de twee vervaagt. Vanwege hun structurele gelijkenis met organische kleurstoffen worden organische pigmenten vaak beschouwd als een subcategorie van kleurstoffen.

De evolutie van pigmenten

De geschiedenis van het menselijk gebruik van anorganische pigmenten gaat duizenden jaren terug. Grottekeningen van tienduizenden jaren geleden maakten al gebruik van natuurlijke materialen zoals houtskool, oker, mangaanbruin en kaolien. Rond 2000 v. Chr. begonnen mensen natuurlijke ertsen gemengd met mangaanerts te bakken om rode, paarse en zwarte tinten voor aardewerk te produceren. Orpiment en orpimentiet behoorden tot de eerste levendige gele pigmenten, terwijl ultramarijn en Egyptisch blauw de vroege blauwe tinten vertegenwoordigden. Groenen werden afgeleid van verdigris en malachiet. Witte pigmenten maakten gewoonlijk gebruik van calciet, calciumsulfaat of kaolien.

De verscheidenheid aan pigmenten bleef grotendeels onveranderd tot de late Middeleeuwen. De Renaissance bracht nieuwe ontwikkelingen, zoals de introductie van karmijn uit Mexico naar Europa, gevolgd door de opkomst van kobaltblauw en kobaltblauw glas. Vanaf de 18e eeuw verschenen er geleidelijk industrieel geproduceerde pigmenten zoals Pruisisch blauw, kobaltblauw en chroomgeel. In de 19e eeuw werden chroomgroene, op ijzeroxide en cadmium gebaseerde pigmenten ontwikkeld. In de 20e eeuw kwam het onderzoek in een stroomversnelling, wat resulteerde in synthetische rode pigmenten, mangaanblauw, molybdeenrood en gemengde oxiden op basis van bismut. Tegelijkertijd wonnen witte pigmenten zoals rutiel en anataas titaniumdioxide en naaldvormig zinkoxide aan belang, naast effectpigmenten die metallic, parelmoer en interferentiekleuren produceren.

Primaire toepassingen van pigmenten

Pigmenten worden op grote schaal gebruikt in diverse industrieën, waaronder coatings, kunststoffen, rubber, cosmetica, textiel, keramiek en artistieke cementkleuren. Hun toepassingen blijven zich uitbreiden naar nieuwe gebieden zoals cosmetica, voedingsmiddelen, kleefstoffen en elektrostatisch kopiëren. Het kiezen van het juiste type pigment is cruciaal en vereist een uitgebreide evaluatie van de prestaties, effecten en kosteneffectiviteit om de sterke punten te benutten en de zwakke punten te verminderen voor optimaal gebruik.

Categorieën van pigmenten

Pigmenten kunnen grofweg worden ingedeeld in drie hoofdcategorieën: organische pigmenten, anorganische pigmenten en effectpigmenten.

- Organische pigmenten: Deze omvatten onder andere azopigmenten, polycyclische pigmenten en metaalcomplexen, en kunnen verder worden onderverdeeld op basis van chemische structuur;

- Anorganische pigmenten: omvatten bismutvanadaat, chromaten, chroomoxiden, ijzeroxiden, titaandioxide, koolstofzwart, zinkverbindingen (zinkoxide, zinksulfide), ultramarijn, ijzerblauw (Pruissisch blauw, Chinees blauw) en hybride metaaloxiden;

- Effectpigmenten: Onderverdeeld in interferentiepigmenten (bijv. parelmoerpigmenten op basis van mica) en reflectiepigmenten (bijv. aluminium zilverpasta).

Prestatievergelijking van verschillende soorten pigmenten

Kenmerken	Organische pigmenten	Anorganische pigmenten	Effectpigmenten
Chroma (verzadiging)	Hoog	Slecht	Matig
Kleurkracht	Hoog	Laag	Laag
Transparantie	Goed	Slecht	Slecht
Vermogen verbergen	Slecht	Uitstekend	Goed
Weerbestendigheid	Beperkt	Uitstekend	Goed
Weerstand tegen oplosmiddelen	Beperkt	Uitstekend	Uitstekend
Stabiliteit vlokvorming	Slecht	Goed	Uitstekend
Verspreidbaarheid	Slecht	Goed	Goed
Thermische stabiliteit	Beperkt	Uitstekend	Goed
Dichtheid	Laag	Hoog	Hoog
Deeltjesgrootte	Klein	Groot	Groot

Primaire toepassingsgebieden

Kunststoffen, inkten, coatings, textiel

Architecturale coatings, keramiek, verf

Autolakken, decoratieve coatings, cosmetica

Samengevat kunnen pigmenten niet alleen bogen op een lange geschiedenis en een gevarieerd aanbod, maar zijn ze ook voortdurend de drijvende kracht achter technologische innovatie en uitbreiding van toepassingen, en worden ze onmisbare functionele materialen in verschillende industrieën.