顔料の定義と化学

顔料とは何か、どのように機能するか

スティルライフフォトグラファー/ゲッティイメージズ

色素は、選択的に吸収するため、特定の色に見える物質です。 波長 光の。多くの素材がこの性質を持っていますが、実用化された顔料は常温で安定で着色力が強いため、少量で対象物に使用したり、担体に混ぜたりして発色することができます。時間の経過または長時間の光への曝露により、退色または黒化する顔料は呼ばれます 一時的な顔料 .

歴史的および先史時代の顔料

最も初期の顔料は、木炭や粉砕鉱物などの天然資源に由来していました。旧石器時代および新石器時代の洞窟壁画は、カーボン ブラック、赤黄土 (酸化鉄、Fe、₂〇₃）、および黄土色（水和酸化鉄、Fe₂〇₃·H₂O) 先史時代の人に知られていました。合成顔料は、紀元前にはすでに使用されていました。 2000年。白鉛は、二酸化炭素の存在下で鉛と酢を混合することによって作られました。エジプシャン ブルー (ケイ酸銅カルシウム) は、マラカイトまたは別の銅鉱石を使用して着色されたガラスに由来します。ますます多くの顔料が開発されるにつれて、それらの組成を追跡することは不可能になりました.

20 世紀、国際標準化機構 (ISO) は、顔料の特性と試験に関する規格を開発しました。カラー インデックス インターナショナル (CII) は、化学組成に従って各顔料を識別する公開された標準インデックスです。 CII スキーマでは、27,000 を超える顔料がインデックス化されています。

色素と発光

顔料は、乾燥しているか、そうでないかのいずれかである物質です 不溶性 その液体キャリアで。液体の顔料 サスペンション .対照的に、染料は液体着色剤であるか、液体に溶けます。 解決策を形成する .時々、可溶性染料が金属塩顔料に沈殿することがあります。このように染料から作られた顔料を顔料といいます。 レーキ顔料 （例：アルミレーキ、インディゴレーキ）。

顔料も染料も光を吸収して特定の色に見えます。対照的に、ルミネセンスは、物質が光を発するプロセスです。ルミネセンスの例としては、 燐光 、 蛍光 、化学発光、および生物発光。

ライフサイエンスにおける顔料の定義

生物学では、用語「色素」の定義は多少異なります。色素は、可溶性かどうかに関係なく、細胞内に見られる任意の着色分子を指します。だから、ヘモグロビンですが、 クロロフィル 、メラニン、およびビリルビン（例として）は、科学における色素の狭い定義には適合しません。これらは生物学的色素です.

動物や植物の細胞では、構造色も発生します。例として、蝶の羽やクジャクの羽が見られます。顔料はどのように見ても同じ色ですが、構造色は見る角度によって異なります。顔料は選択吸収によって発色しますが、構造色は選択反射によって発色します。

顔料のしくみ

顔料は光の波長を選択的に吸収します。白色光が顔料分子に当たると、吸収につながるさまざまなプロセスがあります。一部の有機顔料では、共役系の二重結合が光を吸収します。無機顔料は、電子移動によって光を吸収する場合があります。たとえば、朱色は光を吸収し、硫黄アニオン (S) から電子を移動します。^2-) から金属陽イオン (Hg²⁺）。電荷移動複合体は白色光のほとんどの色を除去し、残りを反射または散乱させて特定の色として表示します。顔料は波長を吸収または差し引きますが、発光材料のように波長を追加することはありません。

の 入射光のスペクトル 顔料の外観に影響を与えます。そのため、たとえば、顔料は太陽光の下では蛍光灯の下とまったく同じ色に見えません。これは、さまざまな波長範囲が反射または散乱されるためです。顔料の色を表す場合は、測定に使用したラボ ライトの色を記載する必要があります。通常、これは太陽光の色温度に対応する 6500 K (D65) です。

顔料の色相、彩度、およびその他の特性は、バインダーやフィラーなど、製品に含まれる他の化合物に依存します。たとえば、塗料の色を購入した場合、混合物の配合によって見え方が異なります。ピグメントは、最終的な表面が光沢があるか、マットであるかなどによって、見え方が異なります。

重要な顔料のリスト

顔料は、有機物か無機物かによって分類することができます。無機顔料は、金属ベースであってもなくてもよい。いくつかの重要な顔料のリストを次に示します。

金属顔料

• カドミウム顔料：カドミウムレッド、カドミウムイエロー、カドミウムオレンジ、カドミウムグリーン、カドミウムスルホセレン
• クロム顔料：クロムイエロー、ビリジアン（クロムグリーン）
• コバルト顔料：コバルトブルー、コバルトバイオレット、セルリアンブルー、オーレオリン（コバルトイエロー）
• 銅顔料：アズライト、エジプシャンブルー、マラカイト、パリグリーン、漢紫、漢青、緑青、フタロシアニングリーンG、フタロシアニンブルーBN
• 酸化鉄顔料: レッド オーカー、ベネチアン レッド、プルシアン ブルー、サンギン、カプト モルトゥム、オキサイド レッド
• 鉛顔料: 赤鉛、鉛白、クレムニッツ白、ナポリ黄、鉛スズ黄
• マンガン顔料：マンガンバイオレット
• 水銀顔料：朱
• チタン顔料：チタンホワイト、チタンブラック、チタンイエロー、チタンベージュ
• 亜鉛顔料：亜鉛華、亜鉛フェライト

その他の無機顔料

• カーボン顔料：カーボンブラック、アイボリーブラック
• 粘土土（酸化鉄）
• ウルトラマリン顔料（ラピスラズリ）：ウルトラマリン、ウルトラマリングリーン

有機顔料

• 生体色素：アリザリン、アリザリンクリムゾン、ガンボージ、コチニールレッド、ローズアカネ、インディゴ、インディアンイエロー、チリアンパープル
• 非生物学的有機顔料: キナクリドン、マゼンタ、ジアリライド イエロー、フタロ ブルー、フタロ グリーン、レッド 170