COLORI
COLORE:
- Fisica del colore
- Cromofori
- Pigmenti e Coloranti
- Organici ed Inorganici
PASTE COLORANTI:
+ Composizione
+ Fabbricazione
+ Test in laboratorio
COLORE
Il colore è la percezione visiva generata dai segnali nervosi che i fotorecettori della
retina inviano al cervello quando assorbono le radiazioni elettromagnetiche di
determinate lunghezze d’onda e intensità nel cosiddetto spettro visibile o luce
Fisica del COLORE e LUCE
Una qualunque sostanza ci appare colorata solo in presenza di luce
perché è formata da molecole in grado di assorbire selettivamente la
luce incidente a ben determinate fasce di lunghezze d’onda, riflettendo
il resto.
Nel caso del bianco, che non
è una luce monocromatica,
ma un insieme di radiazioni
monocromatiche, tutte le
lunghezze d'onda vengono
riflesse, mentre nel nero
tutte le lunghezze d'onda
vengono assorbite.
Facciamo un esempio….
Un esempio semplice per
spiegare il concetto può essere
quello del Verde della Clorofilla:
- La luce bianca del sole irradia
la foglia
- La clorofilla assorbe parte
delle lunghezze d’onda della
luce (quelle del verde) e
riflette le altre
- L’occhio percepisce l’effetto
dell’interazione tra luce e
materia.
Un fotone colpisce una molecola di
pigmento (la clorofilla in questo caso)
Un elettrone eccitato passa da uno stato
fondamentale ad uno stato eccitato
Solo i fotoni di una ben determinata
energia sono in grado di farlo e sono
quelli corrispondenti alle lunghezze
d'onda assorbite.
La luce riflessa sarà priva di queste
lunghezze d'onda e ci apparirà colorata.
L'energia assorbita dall'elettrone viene
normalmente restituita a lunghezze
d'onda che cadono all'esterno della
fascia
visibile
(ad
esempio
nell’infrarosso) e quindi non sarà
percepibile dal nostro occhio.
Sostanze CROMOFORE
Cromoforo: si definisce un gruppo di atomi capaci di conferire
colorazione ad una sostanza, a seguito di una transizione
elettronica.
Auxocromo è un gruppo funzionale che introdotto in un
cromoforo, ne sviluppa e/o ne rinforza il colore e trasforma la
sostanza colorante.
-In genere, tutti i gruppi insaturi possono definirsi cromofori, C≡C, C=C,
C=N, C=O, C=S, N=N, N=O, sistemi polienici, anelli aromatici ecc.
- Sono cromofori anche gli elementi dei blocchi d ed f
- Sono escluse le transizioni σ → σ*.
Esempi famosi:
FTALOCIANINA
DICHETO PIRROLO PIRROLO
Bi3+
BISMUTO VANADATO
Le sostanze cromofore più utilizzate sono pigmenti e coloranti.
I pigmenti sono costituiti da granelli di materiali insolubili nella fase disperdente, con
la quale formano un impasto più o meno fluido e impartiscono al mezzo il loro colore
e opacità.
Anche i coloranti allo stato puro si presentano sotto forma di polveri, però sono
solubili nella fase disperdente.
• ORGANICI ED INORGANICI
Classificazione tecnica
1. coloranti acidi
2. coloranti basici
3. coloranti diretti
4. coloranti sostantivi
5. coloranti a mordente
6. coloranti premetallizzati
7. coloranti reattivi
8. coloranti allo zolfo
9. coloranti al tino
Classificazione chimica
1. azo coloranti
2. nitroso coloranti
3. nitro coloranti
4. coloranti del difenilmetano
5. coloranti del
trifenilmetano
6. coloranti indigoidi
7. coloranti antrachinonici
8. coloranti dello stilbene
9. coloranti azinici
10. coloranti ossazinici
11. coloranti tiazinici
12. coloranti della mono- e
triclorotriazina
INORGANICI
• I primi noti sin da antichità
• Più opachi e più stabili e
bassa tossicità.
• Difetto è che mancano di
brillantezza
• Esempi: Ossidi di ferro
giallo, rosso, nero e
marrone. Importante è il
biossido di Titanio. Inoltre i
complessi del cobalto e del
Rame
ORGANICI
• Dopo metà 800 vengono sviluppati gli
organici e dei nuovi inorganici.
• Gli organici più vivaci, ma meno stabili.
(stabilità non valutata ad es da Van Gogh nei
Girasoli)
• Malveina primo
pigmento organico
prodotto (Perkin 1856)
MALVEINA
• Colori più puri e brillanti e una
forza colorante superiore.
• Molte sfumature che coprono
l’intero spettro del visibile.
• Facilità nel variare la natura
chimica.
• Di contro minor potere coprente,
resistenza alla migrazione, al
calore e alla luce
APPLICAZIONI:
• vernici
• materie plastiche e gomma
• inchiostri
• carta
• tessuti
• Cuoio
• Cosmetica
COLOR INDEX
Per identificare inequivocabilmente un dato pigmento si utilizzano due
classificazioni:
- La prima si basa sul Nome Generico che tocca il suo utilizzo, la sua
tonalità e un numero
Es: PR 122, PV 23, PY 74
- La seconda si basa invece sul Constitution Number che è collegato alla
struttura chimica.
Es: CI 73000, CI 15510
PASTE COLORANTI
«Normalmente un formulatore colorista impiega 4 anni per fare una
pittura. Cambiando un prodotto bisogna poi ricontrollare tutti i
parametri»
COMPOSIZIONE:
• LEGANTE (resine, polimeri)
• SOLVENTE (organico, acqua)
• ADDITIVI (antischiuma, disaerante, bagnanti, disperdenti...)
• PIGMENTI (organici ed inorganici)
• CARICHE (talco, mica, carbonato di calcio)
NOMENCLATURA
Di seguito si riportano i termini più ricorrenti nel settore vernici/pitture in italiano, con l'eventuale corrispettivo
in inglese, con una succinta spiegazione.
• Additivo (additive): composto che viene aggiunto in piccole quantità nella formulazione di un prodotto
verniciante per ottenere specifiche caratteristiche.
• APEO: Alchil Fenil Etossilati. Si sottolinea se le paste sono Apeo free, sostanze che possono causare problemi
a livello ormonale negli esseri viventi.
• Carica (filler): composto solido, generalmente inorganico, poco coprente, che può essere finemente disperso
nel veicolo.
• Componenti volatili (volatile constituents): composti facenti parte di un prodotto verniciante che, a causa
della loro sufficientemente alta tensione, nel tempo abbandonano per evaporazione un film di prodotto
verniciante.
• Diluente (diluent): composto di basso peso molecolare, bassa viscosità e relativamente alta tensione di
vapore, che fa parte dei componenti volatili, solo parzialmente miscelabile con il legante.
• Lacca (laquer): prodotto verniciante trasparente, la cui trasformazione da liquido a solido avviene per
evaporazione dei componenti volatili.
• Legante (binder): componente non volatile di un prodotto verniciante costituito da oli, o da resine o da
polimeri a cui, se necessario, possono essere aggiunti dei plastificanti.
• Pigmento (pigment): composto solido organico o inorganico di colore definito, opaco e coprente, che può
essere finemente disperso nel veicolo.
• Pittura (paint): prodotto verniciante opaco e colorato, contenente cioè pigmenti ed
eventualmente cariche finemente dispersi nel veicolo, la cui trasformazione da liquido a solido
avviene per evaporazione dei componenti volatili o per ossidazione o per polimerizzazione del
legante o per la combinazione del primo fattore con uno degli altri due.
• Plastificante (plasticizer): composto chimico che viene aggiunto in quantità significative ad un
prodotto verniciante per aumentarne la plasticità e la flessibilità.
• Prodotto verniciante: termine generale per indicare un qualsiasi materiale liquido che, una volta
applicato come pellicola o film di basso spessore (in genere da pochi micron fino a 1-2 millimetri)
su una superficie, si trasforma nel tempo da liquido a solido.
• Presa d’olio: la capacità di assorbire olii, resine o additivi
• Residuo secco (solid content): o Residuo Solido; somma dei componenti di un prodotto
verniciante che rimangono a formare il film dopo l'evaporazione dei componenti volatili.
• Rivestimento (coating): membrana protettiva ottenuta mediante la applicazione di uno o più
strati di pittura fino al raggiungimento dello spessore desiderato.
• Solvente (solvent): composto di basso peso molecolare, bassa viscosità e relativamente alta
tensione, che fa parte dei componenti volatili o ne costituisce la totalità, miscelabile in tutti
rapporti con il legante.
• Veicolo (vehicle): parte liquida di una pittura composta dal legante, dai componenti volatili e da
eventuali additivi liquidi.
• Vernice (varnish): prodotto verniciante trasparente, la cui trasformazione da liquido a solido
avviene per azione combinata della evaporazione dei componenti volatili e per reazione di
ossidazione o di polimerizzazione del legante.
• Voc: composti organici volatili nelle vernici.
FABBRICAZIONE:
Una pittura viene prodotta incorporando e disperdendo finemente nel
veicolo le varie parti solide. Si compone di 3/4 fasi:
1) Bagnatura/Umettamento: Tale operazione di pre-miscelazione serve
a eliminare l'aria in prossimità delle “superfici” esterne delle particelle
di pigmento e/o cariche. Ovviamente questo si ottiene introducendo
lentamente le parti solide nel veicolo, aiutandosi con additivi
umettanti. Generalmente in questa fase si utilizzano giranti a bassa
velocità o impastatrici a planetario.
• 2) Macinazione: In questa fase si eliminano tutti gli aggregati di particelle
solide tramite rottura meccanica. Ottenendo la completa separazione in
particelle primarie. Le macchine utilizzate possono essere diverse a
seconda dei prodotti, si possono usare dei mulini con microsfere o i
“cowless” che hanno giranti in acciaio con apposite lamelle di taglio.
• 3) Dispersione: Utilizzando le stesse macchine operatrici, tramite il
movimento continuo a diverse velocità, si garantisce la separazione
permanente di ogni singola particella solida nel veicolo/legante.
• 4) Allungamento e diluizione: Verificata nuovamente la macinazione
si aggiungono gli eventuali additivi, il completamento del corretto
rapporto pigmento/legante, l'aggiunta del solvente/diluente previsti
in formulazione. Contemporaneamente si completa anche la
dispersione. Non sempre necessaria, questa operazione è di solito
condotta in dispersori tipo Cowles.
TEST IN LABORATORIO:
• Peso specifico o massa volumica: è la massa occupata dal volume unitario a una data
temperatura. In una pittura è un dato importante, assieme al residuo secco in volume,
per le valutazioni economiche.
• Residuo secco in peso e in volume: indica il rapporto tra la parte volatile e la parte fissa
di una pittura.
• Viscosità: indica la consistenza di un prodotto a una temperatura fissata, ne suggerisce la
modalità di applicazione ed è un buon parametro per giudicare la ripetibilità delle
produzioni.
• Grado di dispersione: valuta le dimensioni delle particelle di pigmenti e cariche dispersi
nella pittura.
• Brillantezza: misura la quantità di luce incidente che viene riflessa.
• Tempo di essiccazione: indica quale è il tempo minimo affinché uno strato di un dato
spessore di una data pittura a una data temperatura e umidità essicca al grado di "fuori
polvere" (cioè quando granelli di polvere sparsi su di esso non rimangono aderenti), o al
grado di "secco al tatto" (cioè quando sulla pittura non rimangono impronte dopo un
contatto), o al grado di "duro in profondità".
• Rub out: Un test effettuato per determinare se vi è una flocculazione del pigmento o
sbavature nella vernice fresca.
• Punto di tinta: verifica la concordanza del colore del film di pittura
applicata e essiccata con un colore di riferimento. Il paragone
normalmente vien fatto dal colorimetro.
DELTA E
• Potere coprente: dice quale è lo spessore minimo e, di conseguenza, la quantità
minima per unità di superficie che occorre applicare perché la pittura nasconda
qualunque colore sottostante.
• Elasticità o flessibilità: valuta l'allungamento a rottura di un film depositato su un
supporto sottoposto a deformazione per stiramento in condizioni stabilite.
• Resistenza all'urto: è la massima energia fornita per urto in certe condizioni a una
pittura applicata su un dato supporto che non ne causa la rottura.
• Resistenza all'abrasione: misura la quantità di pittura asportata da un corpo
abradente o da una caduta di sabbia in condizioni definite.
• Durezza: indica la resistenza della pittura a lasciarsi scalfire e penetrare da un
altro materiale.
• Aderenza: permette di valutare la capacità di adesione di una pittura al supporto
su cui è stata applicata. La valutazione viene fatta attraverso metodi indiretti o
direttamente misurando la forza necessaria per staccare la pittura dal supporto.
• Resistenza alla nebbia salina: è una prova universalmente nota e diffusa anche se
piuttosto discussa e serve a valutare la capacità protettiva di una pittura nei
confronti della corrosione dei metalli.
• Resistenza catodica: è un metodo elettrochimico che consente di valutare la
capacità di un rivestimento ad opporsi alla propagazione della corrosione quando
questa inizia da un punto scoperto.
• Resistenza all'invecchiamento accelerato: viene valutata per mezzo di varie
macchine che consentono di sottomettere pannelli rivestiti a diverse azioni
aggressive: dall'irraggiamento con lampade che imitano la luce del sole, alla
creazione di atmosfere chimicamente aggressive, dalla simulazione di piogge
acide e no, ai cicli termici. Queste macchine vanno dallo Xenotest, al QV, dal
Kesternich al Weatherometer.
CARATTERISTICHE
REOLOGIA: Scienza che studia la deformazione e lo scorrimento dei
materiali. E’ connessa con la caratterizzazione delle proprietà
meccaniche sotto varie condizioni di deformazione e scorrimento.
TIXOTROPIA: fenomeno presentato da alcuni gel, che passano allo stato
liquido per effetto di semplice agitazione, per poi tornare a coagulare
quando l’azione meccanica perturbatrice viene sospesa.
COMPATIBILITA: Per compatibilità tra le pitture si intende:
- la possibilità di sovrapporre uno strato di pittura su uno precedente di
diversa natura chimica senza che lo strato sottostante venga
danneggiato
- la perfetta adesione del nuovo strato dopo la completa essiccazione o
indurimento del primo.
METAMERISMO: due oggetti, ugualmente illuminati, possono avere lo
stesso colore con una determinata sorgente di luce, ma colore diverso
con un’altra sorgente di luce.
Per concludere…
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COSA GENERA IL COLORE
COSA SONO I CROMOFORI
CROMOFORI PER COLORARE SONO I PIGMENTI E I COLORANTI
LORO ORIGINE ORGANICA ED INORGANICA
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COSA SONO LE PASTE COLORANTI
DA COSA SONO COMPOSTE
COME SI FANNO
COME LE ANALIZZIAMO
GRAZIE
