• festék
• pigmentek

A színezőanyagok csoportosítása

Szervetlen pigmentek

• Természetes pigmentek (régebbi elnevezésük: földpigmentek / földfestékek), pl. okker, sziénai föld.
• Mesterséges pigmentek (régebbi elnevezésük: ásványi pigmentek), melyeket szervetlen alapanyagok vegyi vagy fizikai átalakításával állítanak elő, pl. lecsa­pással, kalcinálással vagy feltárással; pl. titán-dioxid, krómsárga, párizsi kék.
• Fémpigmentek, pl. aranybronz, ezüstbronz, rézbronz. A szervetlen pigmentek csoportjába sorolhatók még a szénpigmentek (pl.: korom, grafit), ül. a töltőanyagok (kréta, blanc-fixe, kadin).

Szerves pigmentek

• Természetes (állati vagy növényi eredetű) pigmentek, pl. szépia, kaseli barna, indigó.
• Mesterségesen előállított szerves alapú pigmentek, színezéklakkok.

Színezékek

• Természetes állati és növényi eredetű színezékek.
• Mesterségesen előállított színezékek.

Pigmentnek nevezzük az oldószerekben vagy kötőanyagban gyakorlatilag oldha­tatlan fehér, fekete vagy színes színezőanyagokat. Sok szervetlen pigmentet töltő­anyagként is használhatnak.

Mivel a pigmentek felhasználása rendkívül sokrétű (pl. fa, tapéta, gumi, fém, mű­anyag színezése), a velük szemben támasztott követelmények is különbözőek. Olyan pigment nincs, amely a felhasználó iparágak összes igényét egyidejűleg kielégítené, ezért mindig az adott felhasználási cél igényeihez mérten kell a legmegfelelőbbet ki­választani. Az egyes pigmentek felhasználási területeit fizikai, kémiai és alkalmazás­technikai sajátosságaik határozzák meg.

Szervetlen pigmentek

Természetes pigmentek (földpigmentek / földfestékek)

Az ásványi eredetű földfestékek a természetben mint színes ásványok fordulnak elő. Színhordozóként általában elmállott földpátkőzet található, melyhez különböző anyagok és színezőanyagként vas vagy egyéb fémvegyületek keverednek. Általában külszíni fejtéssel nyerik, és többnyire tisztán fizikai és mechanikai feldolgozással ala­kítják át a felhasználóipar részére alkalmas termékké.

A feldolgozás legfontosabb műveletei:

• aprítás pl. pofás kőtörőn;
• tisztítás iszapolással vagy szelelő rostolással;
• szárítás folyamatos üzemű dobszárítón vagy csőszárítón;
• kalcinálás szakaszos üzemű láng- vagy folyamatos üzemű dobkemencében 300 – 800 °C-on;
• őrlés pl. golyósdobban (szakaszos) vagy csőmalomban (folyamatos);
• szétosztályozás.

Fehér földpigmentek

Mivel a festékiparban használatos töltőanyagok jó része is fehér, továbbá sok esetben elmosódnak a határok a pigment és töltőanyag között, indokolt a töltőanya­gokat is ebben a fejezetben tárgyalni.

A fehér földpigmentek színárnyalata kissé törtfehér (szürke vagy enyhén sárgás), fedő- és színezőképességük csekély. Majdnem minden pigmenttel és kötőanyaggal keverhetők. A lakk- és festékipar nagy mennyiségben használja ezeket az anyagokat töltő- és szaporítóanyagként, hordozóanyagként.

• A töltőanyagok a festékek és bevonóanyagok fizikai tulajdonságainak mó­dosítására szolgálnak. A töltőanyagok adják meg a festékeknek, gitteknek, tapaszoknak és vakolatmasszáknak a szükséges teltséget.
• A szaporítóanyagokat drága, erősebb színű fehér és színes pigmentekkel való keverésre (szaporításra) használják.
• A festéklakkokban hordozóanyagként használatosak.

Mészpát mészkőliszt: kémiailag kalcium-karbonát, CaCO₃. A mészkőliszt a termé­szetben előforduló kristályos mészpát őrleménye. Felhasználásuk: fal- és cementfes­tékek, ill. tapaszok töltőanyagaként. Savakban oldódnak, így nem használhatók sa­vas hatásnak kitett festékekben.

Kréta: apró tengeri élőlények mészhéjaiból képződött fehér mészkő. Amorf, puha, fehér por, agyagos szennyeződéssel. A legjobb minőségű a kétszer iszapolt kréta.

Bécsi fehér: homokmentes, iszapolt kréta.

Budai föld: agyagtartalmú iszapolt kréta, csekély vastartalmú szennyeződéssel.

Precipitált kréta: mesterségesen előállított kréta (mészvízbe szén-dioxidot vezet­nek), fehér, laza por.

Kréták felhasználása: enyves és diszperziós festékek pigmentálására. Olajfesté­kekben lazúrozó, áttetsző hatású. Nem savállók.

Dolomit: kalcium-magnézium-karbonát. A dolomit Mg-tartalmát részben Fe vagy Mn helyettesítheti, így szürke, barna, sárgás v. vöröses színárnyalat jön létre. Fehér színű, mikrofinomságú őrleményét használják a lakk- és festékiparban.

Lenzin (más néven: gipsz, könnyűpát): CaSO₄, 2 H₂O. Fehér, lazúr, vízben gyengén oldódó, főképpen vizes diszperzióban felhasználásra kerülő töltő- és hordozóanyag. Nem használható kültéri bevonatokhoz, felhasználható rozsdavédő festékekhez és vízüveg kötőanyaghoz.

Súlypát: BaSO₄, a természetben előforduló barit őrleménye. Fehér vagy szürkés­fehér színű, kémiailag rendkívül jól ellenálló anyag. Tömény savak és lúgok sem tá­madják meg. Olajszükséglete kicsi, sűrűsége viszonylag nagy, ezért kiülepedésre haj­lamos.

Blanc-fixe: mesterségesen előállított, lecsapott bárium-szulfát.

Felhasználásuk: festékek, tapaszok töltőanyagaként, valamint szubsztrátumként. A kellő mennyiségben alkalmazott súlypát/blanc-fixe a kialakult festékfilm mechani­kai szilárdságát növeli, és vízfelvevő képességét, ill. duzzadását csökkenti.

Talkum (zsírkő, síkpor): magnézium-hidrogén-szilikát, 3 MgO. 4 SiO₂. H₂O Hófehértől a szürkésfehérig terjedő színárnyalatú, zsíros, csúszós tapintású ás­ványőrlemény. Jó lúg- és saválló. Felhasználják adalékanyagként, fedőképesség és kenhetőség javítására, késtapaszok, tapétafestékek, pasztellkréta stb. előállításához.

Kaolin (porcelánföld): alumínium-hidrogén-szilikát, Al₂O₃. 3 SiO₂. 2 H₂O

Zsíros tapintású, savakban és lúgokban nem oldódik. Főként a vizes festékekben használják, mert növeli a vízfelvevő képességet, javítja a fedőképességet és a kenhetőséget, fokozza a festékréteg rugalmasságát is.

Palaliszt: magnézium-alumínium-hidroszilikát. A szén- és vastartalmú szennyeződések miatt színe a szürkétől a feketéig változhat. Agyagos palakőzetek őrlésé­vel állítják elő. Kiváló sav- és lúgállóságú, 500 °C-ig hőálló. Elsősorban tapaszokban alkalmazzák töltőanyagként.

Kvarcliszt (kovaföld): a természetes szilícium-dioxid (SiO₂) őrleménye. Vegysze­reknek ellenáll, olaj száma kicsi, keménység fokozására is alkalmas. Használatát azonban erősen korlátozza az egészségre káros hatása. A mesterségesen előállított kolloid kovasav ülepedés gátlóként és tixotropizáló elérésére használatos.

Színes földpigmentek

A természetes szervetlen pigmentek már a történelem előtti idők óta ismerete­sek. A jégkorszak embere több, mint 100 ezer évvel ezelőtt használt földpigmente­ket, így okkert, mangánbarnát és barlangrajzokhoz különféle agyagokat. Kr. e. a II. évezred elején természetes okker égetésével vörös és ibolyaszínű pigmentet állí­tottak elő fazekasáruk díszítésére. Az arzén-szulfid volt az első tisztán sárga, az ult­ramarin (lapis lazuli) az első kék, a zöldföld és a malachit az első zöld pigment. Mellettük gyakran használtak antimon-szulfidot, mint fekete és cinóbert, mint vö­rös pigmentet.

Az ebbe a csoportba tartozó porfestékek nem egységesek, minőségüket, színár­nyalatukat jelentős mértékben meghatározza bányászatuk helyszíne. Általában ol­csó anyagok, előállításuk a kitermelés után mindössze szárításukra és őrlésükre korlátozódik.

Mivel a földpigmentek színüket és egyéb tulajdonságaikat tekintve igen nagy mér­tékben ingadoznak, és sokszor nem kívánatos járulékos alkotórészeket tartalmaz­nak, ma már többnyire mesterségesen előállított szervetlen pigmentekkel helyettesí­tik őket, így jelentőségük egyre csökken.

Okker: vasércek és különböző földpátok természetben előforduló mállásterméke, színe a vas(III)-oxid-hidrát tartalomtól (10 – 60 %) függően a világossárgától a sárgás­barnáig változik. Hordozóanyag a kolloid diszperz kovasav- és alumíniumhidrát-géltől a durvakristályos kaolinitig minden változatban előfordul.

Ennek függvényében megkülönböztetünk:

• nagy olaj számú, rosszul száradó típust, mely csak vizes diszperzióban hasz­nálható (hidrogél tartalmú);
• kis olaj számú, jól száradó típust, mely használható olajos kötőanyagban is (kaolinit tartalmú).

Az okkerek hevítéskor elveszítik kristályvizüket, és Fe₂O₃ képződése következté­ben vörös színűvé válnak. Az így előállított pigmenteket égetett okkernek nevezik, melynek festőtechnikai tulajdonságai a kalcinálás hatására kedvezően alakulnak (jó fedőképesség, kis olaj szám). Az okkerek jó fény- és időjárásállók, mész- és cementtűrők, vízüveges festésnél is használhatóak.

Sziéniai föld (égetett széna, Terra di Siena): barna színű, az okkerhez hasonló pig­ment, mely a színét lényegében vas-oxidoktól kapja. Az emberiség legrégibb művészfestékei közé tartozik.

Mivel fedőképessége igen gyenge, ezért lazúr pigmentként alkalmazható faimitációkhoz, márványutánzatokhoz, restaurálási munkáknál.

Szatinóber: barnás színű okker, melyben vas(III)-oxid-hidráton kívül mangán­dioxid-hidrát is van. Jó fény- és lúgálló, közepes fedőképességű pigment.

Spanyolvörös (vörös bólusz): a természetben hematit néven előforduló ásvány őr­lésével készülő vörös színű pigment. Fe₂O₃ tartalma 85-95 % között változik, fedőké­pessége nagyon jó, bel- és kültéren egyaránt alkalmazható, színezőereje jó, mész- és cementtűrő.

Vasmínium: különféle vas(III)-hidroxid tartalmú vasércek (többnyire gyepvasérc) kalcinálásával állítják elő.

50 – 70 % Fe₂O₃ tartalmú, barnásvörös pigment, olajfesték formában jól fedő, kor­róziógátló festékekben alkalmazzák.

Bauxitvörös: SiO₂, Fe₂O₃, TiO₂ és Al₂O₃ tartalmú, az országban nagy mennyiségben rendelkezésre álló bányatermék. 400 °C körüli hőmérsékleten kalcinálva, majd golyósdobban megőrölve jól fedő vörös pigmentet nyernek belőle. Fedőfestékként való alkalmazásán kívül aktív korróziógátló pigmentekkel keverve alapozóként is használják lenolajos vagy alkidgyantás kötőanyagban.

Barnakő: 30 % MnO₂-ot tartalmazó, barnásfekete színű ásvány. Kitűnő fény- és lúg­állósága miatt kiválóan alkalmazható homlokzatfestések színezőanyagaként.

Umbra (égetett umbra): vas- és mangántartalmú agyagból álló, vörösesbarnától a zöldesig terjedő színű pigment. Mangántartalma miatt az olajfestékek száradását elő­segíti. Minden kötőanyaggal használni lehet.

Grafit: a szén hexagonális rendszerben kristályosodó módosulata. Pigmentként a min. 70 % C – tartalmú terméket használják. Szürkés, fémesen csillogó megjelenésű, puha, zsíros tapintású.

Kiváló sav- és lúgállóságú, fény- és hőálló képessége is kitűnő. Felhasználható elektromosan vezető lakkokhoz, hő- és vegyszerálló bevonatok készítésére.

Mesterséges úton előállított pigmentek

A pigmentipar a XVIII. sz.-ban kezdődött a berlini kék, kobaltkék és krómsárga felfe­dezésével. A XIX. sz.-ban állították először elő az ultramarin, kobalt, vas és kadmium pigmenteket. A XX. sz.-ban a tudományos módszerek és műszaki eljárások fejlődésé­vel vált lehetővé újabb pigmentek felfedezése, gyártása (pl. mangánkék, kadmiumvörös, molibdátvörös, molibdátnarancs, anatáz- és rutil-titán-dioxid, cink-oxid …).

A mesterségesen előállított pigmentek a természetes pigmentekkel ellentétben pontosan ismert kémiai összetételűek, minőségük állandó, színük tisztább, élénkebb, állósági tulajdonságaik gyártásuk során befolyásolhatóak. így nem meglepő, hogy napjainkban már a szintetikusan előállított pigmentek teszik ki a felhasznált pigmen­tek döntő többségét.

A pigmentek előállítása leggyakrabban nedves eljárással vagy hevítéssel történik. A nedves eljárás során két vagy több, alkalmas tulajdonságokkal rendelkező, vízben ol­dódó vegyületet reagáltatnak egymással, miközben vízben oldhatatlan termék keletke­zik, mely pigmentként használható. Ezt a folyamatot lecsapásnak nevezzük. A keletke­zett csapadékok szűrik, gyakorlatilag elektrolitmentesre mossák, szárítják és őrlik.

Fehér pigmentek:

Titán-dioxid (TiO₂): mind felhasznált mennyiségét, mind tulajdonságait tekintve a legfontosabb pigmentek közé tartozik. A szervetlen pigmentek (korom nélküli) világ­termelésének kb. felét a titán-dioxid teszi ki, kb. 3,6 millió tonna (1998). Előállítása: ilmenitből szulfátos eljárással vagy nagy TiO₂ tartalmú titánércből klo­ridos eljárással.

Kémiailag ellenálló, savakban, lúgokban nem oldódik. Semleges, igen hőálló, nem mérgező pigment. Mivel törésmutatója az összes pigment között a legnagyobb, ezért a legjobb fedőképességgel rendelkezik.

Felhasználási területei:

• 60 % festékek, lakkok, nyomdafestékek és útjelző festékek készítésére;
• 20 % műanyagokban; -13 % papíriparban;
• 7% egyéb pl. kozmetikumok, élelmiszeripar, elektromos ipar.

A titán-dioxidot két módosulatban állítják elő: rutil és anatáz. Mindkettő ugyanab­ba a kristályrendszerbe tartozik, az eltérés csak a kristályok különböző térbeli kap­csolódásából adódik. A rutil típusú pigmentnek nagyobb a színezőereje, jobb a fényállósága és kevésbé krétásodik, mint az anatáz módosulat.

/Krétásodás: az időjárásnak kitett, titán-dioxiddal pigmentált bevonatokon a kö­tőanyag felületi, réteges bomlása figyelhető meg. így a pigment a felületen szabaddá válik, és könnyen letörölhető. A kötőanyag bomlása oxidációs jelenség, és ebben a ti­tán-dioxid fotokatalizátorként vesz részt./ Legkevésbé krétásodnak a stabilizált rutil pigmentek, amelyeknek a kristályrá­csába ZnO-ot építenek be.

A fentieket figyelembe véve az anatáz típusok általánosságban csak belső bevo­natokhoz alkalmasak. Kezeletlen rutil pigmentek közbenső korróziógátló bevonat­ként, útjelző festékként stb. használhatók. A stabilizált és utókezelt rutil típusok min­den igényt kielégítő fény- és időjárásálló bevonatok előállítására alkalmasak.

Titánfehér: Festéktechnikai és gazdasági okokból a titán-dioxidon (min. 20 %) kí­vül a felhasználási céltól függően Ba-, Ca- és Mg-szulfátokat és -karbonátokat, eset­leg ZnO -ot tartalmaz. A szaporítóanyagok hozzákeverésével a feldolgozási tulajdon­ságok megváltoztathatók. Felhasználási területe a titán-dioxidéval azonos. Titán-di­oxid pótlására használható még alumínium-oxid, ill. alumínium-hidroxid, mely égés­gátlóként is viselkedik.

Horganyfehér (ZnO): Közepesen fedő, savakban és lúgokban oldódó, nem mér­gező fehér pigment. A horganyfehér kötőanyagba bekeverve cinkszap­panképződés miatt keményre szárad, ami a filmet ellenállóvá és rideggé teszi. Elő­nyös tulajdonsága az, hogy a káros fénysugarakat a film élettartamát nem veszé­lyeztető hősugarakká alakítja. így titán-dioxidhoz adagolva csökkenti annak krétásodási hajlamát. Előállítása fémes cink elégetésével vagy cink-karbonát izzításával történik.

A kereskedelemben többfajta minőséget különböztetünk meg: pl. fehér pecsétes, piros pecsétes stb. A különbségek fehérségben, ZnO-tartalomban, finomságban nyil­vánulnak meg. Felhasználható külső és belső festésekhez, korróziógátló alapozófestékekhez, művészfestékekhez. A világ ZnO fogyasztásának több mint felét a gumiipar használ­ja fel gyorsítóaktivátorként a kaucsuk vulkanizálásához.

Litopon: ZnS és BaS04 keveréke. Lúgálló, de nem saválló, hőálló, fedőképessége nagyon jó. Fedőképessége ZnS tartalmával (30 – 60 %) egyenesen arányos.

Ólomtartalmú pigmentek kivételével minden pigmenttel keverhető. Ólompigmen­tekkel ólom-szulfid képződése közben reagál és megszürkül.

A litopon beltéri bevonatokhoz az összes kötőanyagban használható. Előállítása: BaS-oldatot reagáltatnak cink-szulfát és cink-klorid oldat különböző arányú keverékével. A keletkezett csapadékot mosás és szárítás után izzítani kell az optimális fedőképesség elérése miatt. Ha a BaS-oldatot teljes egészében cink-klorid oldattal reagáltatjuk, akkor a 98 % ZnS tartalmú, fényálló, ún. Sachtolith keletkezik.

Ólomfehér: bázisos ólom-karbonát, 2 – 5 PbCO₃. Pb(OH)₂. Savban és lúgban oldó­dó, jó fedőképességű pigment. Az ólom-hidroxid arányának növekedésével nő a fe­dőképesség. Olajos kötőanyagokkal ólomszappanokat képez, ennek következtében tartós, nagyon vízálló, korróziógátló festékfilmet alkot.

Kéntartalmú pigmentekkel nem keverhető, mert ólom-szulfid keletkezése miatt a bevonat megsötétedik. Ugyanez a jelenség történik levegőn hosszabb idő után hidro­gén-szulfid hatására. Előállítására a fémólmot oxidálják és víz jelenlétében szén-dioxid hatásának te­szik ki.

Az ólomfehér pigmentet korrózió ellen védő alap-, közbenső és záróbevonatok­hoz alkalmazzák. Mérgező hatása miatt nem használható belső felületek festésére.

Cinkfoszfát: Zn₃(PO₄)₂.2-4 H₂O. Fehér, gyenge színezőerejű, transzparens korró­ziógátló pigment. Passziváló hatása fémvason cink-foszfát-hidrát-komplex réteg kialakításában van.

Cink-oxidból foszforsavval állítják elő. Nem mérgező, ezért egyre több helyen használják a cinkkromátok helyettesítésé­re. A korróziógátló tulajdonság javítására többféle módosított cink-foszfátot állíta­nak elő (pl. alumíniummal módosított).

Fekete pigmentek:

Kormok: rendkívül kis szemcséjű (5 – 400 nm) pigmentek, melyek széntartalmú vegyületek tökéletlen elégetésével keletkeznek. Sav-, lúg-, fény- és oldószerálló pig­mentek, fedő- és színezőképességük igen jó, hibájuk azonban, hogy nagyon nagy az olajszükségletük (100-200 g/100 g).

A kiindulási termék és az előállítás módja szerint többféle típust különböztetünk meg, melyek színükben, színezőképességükben és szemcsefinomságban térnek el egymástól. Így van lángkorom, lámpakorom, gázkorom, kemencekorom stb. A világ koromfogyasztásának (kb. 7 millió tonna 1998-ban) több mint 90 %-a a gu­miabroncsiparra jut, ahol a kormot töltőanyagként adják a kaucsukhoz.

Vas-oxid-fekete: Fe₃O₄, természetben előforduló érce a magnetit. Mélyfekete szí­nű, savakban oldódó, lúgokban oldhatatlan, jól fedő, fényálló pigment, amelyet lúg­álló tulajdonsága miatt cement festésére használnak. Minden pigmenttel és kötő­anyaggal összefér. A koromhoz képest előnye, hogy jóval kisebb az olajfelvevő ké­pessége, így erősebben pigmentált filmet lehet vele készíteni. Kiúszásra a korommal ellentétben nem hajlamos.

Kb. 180 °C-on oxidálódik, és barna vas-oxiddá, majd 350 °C felett vörös Fe₂O₃-dá alakul.

Előállítása: különbözőképpen előállított vas-hidroxid-keverék 90-100 °C körüli hőmérsékleten történő vízvesztésével vagy szerves nitrovegyület fémvassal végzett redukciójával vas-klorid jelenlétében.

Spinell típusú fekete keverék-oxidpigmentek:

/A keverék-oxidpigmentek különböző fém-oxidok 800 – 1400 °C-on történő kalcinálásával állítják elő. A kalcinálás során rutil vagy spinell típusú pigmentek keletkez­nek. A kívánt szín a megfelelő fém-oxidok kiválasztásával érhető el. Állósági tulaj­donságaik rendkívül jók, így felhasználhatók külső falfestékekhez, hőálló festékek­hez. Ólommentes formulákban is gyakran alkalmazzák./

Cu(Cr, Mn)₂O₄ réz-(króm-, mangán-)oxid

Cu(Cr, Fe)₂O₄ réz-(króm-, vas-)oxid

Spinell struktúrájú, nagyon stabil, aprókristályos vegyületek. Jó hő-, fény-, időjá­rás-, sav-, lúg-, mész- és cementálló pigmentek. Cement és mészfestékek előállítására, valamint minden típusú lakkfesték és disz­perziós festék előállítására alkalmas.

Sárga és vörös színű pigmentek:

Horganysárga (cinkkromát): színezőereje, fedőképessége gyenge. Előnye, hogy fényálló, ezért napfény hatásnak erősen kitett tárgyak festésére használják mind ön­magában, mind párizsi kékkel keverve (cinkzöld). Korrózióvédő alapozóként passzi-váló hatású. Mérgező, helyettesítésére cink-foszfátot használnak.

Cink-tetraoxi-kromát (ZTO): ZnCrO₄, 4 Zn(OH)₂

Sárga színű korróziógátló pigment, melyet vas és könnyűfémek alapozásához és a „wash primer” készítéséhez használnak. Mérgező pigment.

Nikkel-titán-sárga (NiO.TiO₂. Sb₂O₃): rendkívül stabilis rutil struktúrájú keverék­kristály. Világossárga színű, kiváló hő- (1000 °C), fény- és időjárásálló, jó mész és cementálló pigment. Minden típusú zománc pigmentálására alkalmas, mégis elsősor­ban homlokzatfestésben van nagy jelentősége.

Króm-titán-sárga (TiO₂Cr₂O₃Sb₂O₃): az előbbinél sötétebb, vörösebb színű szin­tén rutil struktúrájú keverékkristály. Tulajdonságaiban a nikkel-titán-sárgával azo­nos.

Krómsárga, krómvörös: kémiai összetétel szempontjából három alaptípust külön­böztetünk meg.

Ezek:

• ólom-szulfát tartalmú ólom-kromát, világos citrom árnyalat;
• ólom-kromát, középárnyalattól a világos narancsszínig;
• ólom-oxid tartalmú ólom-hidroxid-kromát, narancstól vörös színig.

Az ólom-kromátok a legszélesebb színskálával előállítható pigmentek.

A krómsárgák nagyon jól fedő, kitűnő színezőképességű pigmentek. Olaj-, víz-, oldószerállóak. Lúgállóságuk gyenge (vörös elszíneződés), így nem használhatók mész és cementfestékekhez. Fényállóságuk termékenként változó, a mérsékelten fényállótól egészen a kiválóig. Kéntartalmú pigmentekkel nem keverhetők. Mérgezőek, ezért napjainkban már nagyon sok területen helyettesítik őket más pigmentek­kel (pl. Ni- vagy Cr-titanát, cérium-szulfid, szerves sárga pigmentek).

Előállításuk: vízben oldható ólomsó (pl. ólom-nitrát) oldatát és alkáli-kromát (pl. Na₂Cr₂O₇) oldatot reagáltatnak egymással. Citromsárga árnyalatoknál az alkáli­-kromát egy részét nátrium-szulfáttal helyettesítik.

Olajjal, enyvvel vagy lakkal elkeverve gyakran használják mázolófestékként és nyomdafestékként; párizsi kékkel keverve pedig krómzöld előállítására.

Molibdátnarancs, molibdátvörös: ólom-kromát, ólom-szulfát és ólom-molibdát elegykristályokból álló pigment, melynek színe az ólom-molibdát tartalomtól füg­gően narancstól a kékesvörösig változik. Tulajdonsága, előállítása és felhasználása hasonlóak a krómsárgáéhoz.

Vas-oxid-sárga (FeOOH): a természetben is megtalálható göthit alakjában (inga­dozó minőségű). A mesterségesen előállított vas-oxid-sárga pigment rendkívül nagy fedőképességű és színezőerejű, lúg-, oldószer-, olaj- és fényálló pigment. Alkalmaz­zák olaj-, zománc-, cementfesték stb. készítésére. Felhasználhatóságának határt szab gyenge sav- és hőállósága. 180 °C-nál magasabb hőmérsékleten vízvesztés miatt meg­vörösödik és Fe₂O₃-dá alakul.

Előállítása többféle módon lehetséges, pl. vassó oldatát fémvas jelenlétében le­vegővel oxidálják vagy szerves nitrovegyületek vas- és alumínium-klorid jelenlété­ben fémvassal végzett redukciójakor melléktermékként vas-oxid-sárga keletkezik.

Vas-oxid-vörös (Fe₂O₃): természetben hematit alakjában fordul elő.

Előállítható világos sárgásvöröstől sötét kékesvörösig terjedő színárnyalatok­ban. Rendelkezik a vas-oxid-sárga összes előnyös tulajdonságával, valamint a sár­gával ellentétben sav- és hőállósága is kiváló ( > 1200 °C). Értékes tulajdonságai miatt majdnem minden pigmentfelhasználó iparban tudják alkalmazni: olaj- és zo­máncfesték, nitrolakk, gumi- és műanyagipar, falfestékgyártás, cement-, tűzzománc- és nyomdaipar stb.

Előállítható pl. vas-hidroxid dehidratálásával, kalcinálásával. Lakkokhoz és műanyagokhoz általában mikronizált vas-oxidokat alkalmaznak. Metaleffekt lakkozásához és favédő lázárokhoz speciális, átlátszó vas-oxidokat használnak.

Kadmiumsárga, kadmiumvörös: a színskála gazdagságában megközelítik a króm­sárga csoportot. A sárga színű pigment kémiailag tisztán CdS, a zöldessárga árnyala­tok ZnS-ot, a vörös árnyalatúak CdSe-et is tartalmaznak a kristályrácsba építve.

Hő-, fény- és lúgállóságuk jobb, mint a krómsárgáké, savállóságuk viszont gyen­ge, mert sav hatására H₂S fejlődése közben bomlanak. A sárga árnyalatok 300 °C-ig, a vörösek 600 °C-ig hőállóak. Magas ára miatt sokszor töltőanyagokkal szaporítják.

Felhasználási területük: a lakk- és festékiparban főleg értékes hőre keményedő zománcok, autózománcok, ezenkívül üveg-, porcelánzománcok előállítására kivá­lóan alkalmasak. Művészfestékként alkalmazva különösen nagy becsben állnak. Kadmiumtartalmuk miatt mérgezőek.

Előállításuk: a kadmium-karbonátot közvetlenül (vagy oxaláttá átalakítva) reagál­tatják nátrium-szulfiddal, ill. -szeleniddel.

Mínium: kémiailag kettős ólom-oxid, Pb₃O₄. Háromféle típus állítanak elő, melyek szerkezetileg hasonlók, csak diszperzitásfokban és PbO₂ tartalomban térnek el egy­mástól.

Régebben a leggyakrabban használt korróziógátló pigment volt. Kén- és réztartal­mú pigmentek kivételével minden pigmenttel keverhető. Nagyfokú mérgező hatása miatt töltőanyaggal szaporítják, illetve ma már szin­te minden területen helyettesítik egészségre ártalmatlan anyagokkal (pl. cinkfosz­fáttal).

Zöld színű pigmentek:

Előállíthatók sárga és kék pigmentek összekeverésével, pl. krómzöld, mely ólom-kromát és milori kék keveréke.

Krómzöld: fedő- és színezőképessége nagyon jó, sav- és lúgállósága azonban gyenge, szulfidtartalmú pigmentekkel nem keverhető. A krómzöldet általában olaj­festékekben használják. Mivel a két pigment sűrűsége nagyon különböző (króm­sárga ~6 g/cm³, milori kék ~1,8 g/cm³), ezért a keverék kiülepedésre és szétúszás-ra hajlamos. A krómzöld pigment (hasonlóan a krómsárgához) mérgező hatású.

Króm-oxid-zöld (Cr₂O₃): olívzöld színű, rendkívül nagy fedőképességű, sav-, lúg-, oldószer-, fény- és hőálló pigment ( > 1000 °C). Krétásodásra nem hajlamos, minden kötőanyaggal összefér.

Lúgállósága folytán az egyik legkiválóbb cement- és szilikátfesték. A vas-oxid-vö­röshöz hasonlóan igen sok iparág használja, pl.: a lakkfesték-, gumi-, kerámia-, tűz­zománcipar.

Előállítása: kálium-dikromátot kénnel reagáltatnak 800-900 °C-on. A keletkezett pigmentet mossák, szárítják.

Kobaltzöld (Co, Zn, Ti, Ni-oxid): spinell szerkezetű pigment, mely 800-900 °C-on végzett izzítási folyamatban keletkezik. A növekvő kobalttartalom a pigment színét a sötétebb tónusok felé tolja el. Fény-, időjárás- és oldószerállósága nagyon jó, 1000 °C-ig hőálló. A vízüveg kivételével minden kötőanyaggal összefér. Leginkább művészfestékek készítésére használják.

Kék színű pigmentek:

Vas-cián-kék (milori kék, párizsi kék, berlini kék): Fe₄(Fe(CN)₆)₃ Rendkívül nagy színezőerejű, szép kék színű lazúr pigment, amely kellő rétegvas­tagságban fedőképes.

A vas-cián-kékek 4-10 % káliumot tartalmaznak. A K-tartalom növekedésével a pigment színe világosodik, színezőereje nő, és puhább lesz. A káliumot NH₄ és Na is helyettesítheti (gazdaságossági szempontok) alapján. Víztartalma 2,5-17 % között vál­tozik (hidrát és adszorpciós víz).

Kiváló fény-, olaj-, oldószer- és saválló pigment, lúgállósága azonban gyenge, ezért lúgos jellegű kötőanyagokkal (vízüveg, mész, cement) nem keverhető.

A legfontosabb pigmentek egyike, nagy mennyiségben használják a nyomdaipar­ban, valamint megtalálható a lakkfestékekben, művészfestékekben egyaránt. Tárolá­sakor ügyelni kell arra, hogy 60 °C felett öngyulladásra hajlamos, ezért gyakran flush-pasztaként kerül forgalomba. Előállításánál vas-szulfát-oldatot reagáltatnak kálium-ferro-cianid-oldattal, majd a keletkező terméket savas közegben párizsi kékké alakítják.

Ultramarinkék: kéntartalmú nátrium-alumínium-szilikát, mely a természetben is előfordul lapis lazuri néven. A mesterségesen előállított ultramarin élénk színű, jó fényállóságú lazúr pigment. Lúgállósága kitűnő, de már gyenge savak is elbontják kén-hidrogén fejlődése közben (ma már léteznek saválló típusok is). Jó oldószer- és olajálló. 600 °C-ig hőálló.

Előállítása során a nyersanyagokat (kaolin, kvarc, nátrium-szulfát, kén és szén) összeőrlik, és együttesen hevítik a kívánt színárnyalat (zöldes-, vöröseskék, lila stb.) eléréséig. Az ultramarin pigmenteket élénk színárnyalatuk miatt igen sok területen alkal­mazzák, pl. gumik, műanyag, papír, tapéta, növényvédő szerek, kozmetikai cikkek színezésére és művészfestékek, nyomdafestékek előállítására. Optikai fehérítőként pl. fehérneműk, papír sárgás elszíneződésének ellensúlyozására.

(A középkorban az ultramarint, mint kék művészfestéket lapis lazuriból állították elő költséges eljárással. Ebből a korból származik az elnevezése is, mert nyersanya­ga a tengeren túlról származott (latinul ultra marinus).

Kobaltkék (CoAl₂O₄ , Co(Al,Cr)₂O₄): hasonlóan a kobaltzöldhöz ezek is stabilis, spinell struktúrájú pigmentek. Kiváló fény- és időjárásállók, valamint mész-, vegy­szer- és cementállók. Hőállóságuk is kitűnő ( > 1000 °C). Alkalmasak lakkfestékek, művészfestékek előállítására, porcelán és tűzzománcok színezésére, de fő alkalmazá­si területük a homlokzatfestés.

Mangánkék (BaSO₄. BaMnO₄): kék színű, fény-, cement-, mész- és vízüvegálló, bárium-szulfát – bárium-manganát elegykristályokból álló pigment. Lakkok, festé­kek készítésére, cement- és műkőkészítésre, műanyagok pigmentálására használ­ják.

Barna színű pigmentek:

Vas-oxid-barna: általában vas-oxid-sárga, -vörös és -fekete pigmentek keverésével állítják elő, kb. 180 °C-ig hőálló.

Spinell típusú keverék-oxid pigmentek: sárgásbarna – vörösbarna színű Fe/Cr-, Fe/Zn-, illetve Fe/Mn-oxid pigmentek. Kiváló hőállóságuk ( > 1000 °C) folytán szili­kongyanta alapú zománcok is elsőrendűen pigmentálhatók velük.

Fémpigmentek

A szervetlen pigmentek külön csoportját képezik a lemezes szerkezetű, különfé­le fémekből, fémötvözetekből álló porok. A fémpigmentek nagy fedőképességűek, ami abból adódik, hogy a lemezes szerkezetű fémlapocskák a festékrétegben a felü­lettel párhuzamosan helyezkednek el. A polírozott lapocskák kiváló fényvisszaverő képességűek, azonkívül tetőcserépszerű elrendezésük folytán a víz hatásának jobban ellenállnak, mint a többi pigment.

A fémpigmenteket bronzoknak nevezik, holott a bronz elnevezés valójában a réz-ón ötvözeteket illeti meg. Az elnevezés a színre vonatkozik. A fémpigmentek előállí­tásakor a fémet mechanikusan felaprózzák, lemezekké döngölik, porítják, majd szterainnal bevonják, és a felületeket polírozzák.

Alumíniumbronz: ezüstszürke színű, jó hő- és fényvisszaverő képességű fémalu­míniumból álló lapocskák. Újabban pasztaformában értékesítik, melyek a felhaszná­lási területnek megfelelő összetételben és minőségben készülnek. Vannak tükrös (a szemcsék a felületre úsznak) és nem tükrös paszták. Az alumíniumpasztákat bedör­zsölni nem szabad, mert ez a szemcseszerkezetre káros hatású. Elegendő a kötő­anyagba való bekeverése.

A festékiparban külső és belső vas- és egyéb fémszerkezeteken passzív korrózió­gátlóként alkalmazzák. Használják még hőálló és sugárzáscsökkentő bevonatokhoz, valamint kalapácslakkok, fémhatású- és díszítőbevonatok előállítására.

Aranybronz:

• valódi: aranypor tartalmú, értékes díszítőmunkákhoz használják;
• nem valódi: réz vagy réz-cink ötvözetei (sárgaréz).

Ezüstbronz: réz, cink és nikkel ötvözetei.

Rézbronz: tiszta, porított réz.

A rézötvözetekből készülő bronzok a kötőanyag savas reakciójával szemben rendkívül érzékenyek, így alig van olyan kötőanyag, amellyel tartós készítményt le­hetne gyártani. Ezért külön hozzák forgalomba a bronzot és a kötőanyagot. Kötő­anyagként általában hígfolyós gyantaoldatokat (tinktúrákat) használnak, melyek a visszaverődést csak kevéssé akadályozzák.

Dekorációs munkákhoz, könyvkötészetben, képkeretek festésére stb. használ­ják.

Cinkpor: kékesszürke fémcinkből álló nagyon jó korróziógátló pigment. Jól fed, litoponnal, cink-oxiddal, súlypáttal keverhető. Speciálisan előkészített felületet igé­nyel.

Különleges pigmentek

Korróziógátló pigmentek:

A fémek korróziójának csökkentésére az egyik legrégibb és még ma is a legelter­jedtebb módszer a festés, melynek során a felületet korróziógátló pigmentet tartal­mazó védőbevonattal látják el. A védőhatást jelentősen meghatározza többek között a felhasznált pigment típusa, valamint a megfelelő kötőanyag és a helyes pigment ­kötőanyag arány megválasztása.

Az ún. klasszikus korróziógátló pigmentek közé tartoznak a cink-kromát, cink-tetraoxi-kromát, stroncium-kromát pigmentek és az ólom-mínium. A kromát pigmentek esetén a bennük lévő oldható kromáttartalom inhibitív hatá­sa érvényesül. Általában vas és könnyűfémek alapozásához, a cink-tetra-oxikromátot „wash primerek” készítéséhez használják.

Napjainkban az egyre szigorúbb környezetvédelmi előírások miatt a fent emlí­tett pigmenteket egészségre nem ártalmas pigmentekkel helyettesítik. így például a mínium és a kromát pigmentek helyettesítésére fehér színű cink-foszfátot használ­nak, melyek passziváló hatását a fémvason kialakuló cink-foszfát-hidrát-komplex réteg biztosítja. A normál cink-foszfát (ortofoszfát) korróziógátló tulajdonsága nem éri el a cink-kromátét, ezért széles körben folytak és folynak kutatások jobb minő­ségű, módosított cink-foszfátok előállítására. így már kaphatók alumíniummal, szerves inhibitorral, molibdénnel stb. módosított, nagyon jó korróziógátló hatású változatok.

Szerves pigmentek – Természetes szerves pigmentek

Növényi eredetű pigmentek:

• Kasszeli barna (Van Dyck barna): növényi eredetű földfesték. Az éghető, földes barnaszenet szárítják, majd őrlik. Nagy olajigényű, nem lúgálló. Olajos kötőanyagban teljesen áttetsző, ezért lazúrozásra és faerezetek készítésénél használják.
• Indigókék: sötétkék, rézvörös fényű pigment, mely megtalálható pl. a repceindi­góban, a bíborcsiga bíborában. A szintetikus indigókék előállítása óta a természetes pigment felhasználása fokozatosan visszaszorult.
• Gumigutti: mézgás fák sárga sebnedvének beszállításával nyerik. A szintetikus szerves színezőanyagok megjelenése előtt gyakran használták a festék- és lakkiparban (transzparenslakk); ma már csak ritkán használják aranysárga akvarellfestékként.
• Venyigefekete: elszenesedett növényi részekből származó szürkésfekete pigment művészfestékekhez.

Állati eredetű pigmentek:

• Szépia: tintahalakból nyert szürkésfekete pigment akvarellfestészethez.
• Csontfekete: elszenesedett csontokból nyerik fehér paszták színezésére.

Mesterséges szerves pigmentek

Ennek a csoportnak az eddig tanul pigmentekéhez képest hihetetlenül nagy a színválasztéka. Szerves pigmentekből már több százezer színárnyalatot előállítottak, és az állandóan használtak száma is több ezer.

Színük nagyon tiszta, élénk, színezőerejük kiváló. Ezen tulajdonságok ellenére so­káig nem tudtak széles körben elterjedni, mert fény-, oldószer- és hőállóságuk nem érte el a kívánt szintet. Ma a szerves pigmentek tulajdonságait részben új típusú pig­mentek feltalálásával, részben különleges kezeléssel oly mértékben sikerült megjaví­tani, hogy alkalmazásuk egyre nagyobb teret hódít. A mesterségesen előállított szerves pigmenteken belül meg kell különböztetni a pigmenteket és a vízoldható színezékek oldhatatlan pigmentjeit, a festéklakkokat.

Kémiai szerkezetük alapján megkülönböztetünk:

• azo-pigmenteket (monoazo-, benzidin- és azokondenzációs pigmentek);
• policiklusos pigmenteket.

A szerves pigmentek nagy száma miatt csak néhány fontosabb alaptípust emlí­tünk meg:

Hansa-sárgák: a monoazo-pigmentek klasszikus képviselői. Színük széles skála szerint változik, a világossárgától a narancs árnyalatig. Mérsékelt fényállóságú és ke­vésbé jó oldószerállóságú pigmentek, kivérzésre hajlamosak. Töltőanyaggal keverve jobb telítési képességük és fedőerejük van. Elsősorban levegőn száradó lakkokban, enyves és mészfestékben alkalmazzák.

Permanens-sárgák: a legegyszerűbb, benzidin-pigmentek. Szintén sárga és na­rancs árnyalatúak, de a Hansa-sárgákkal ellentétben nem hajlamosak kivérzésre. Fényállóságuk azonban mérsékelt, így csak közepes igényeket kielégítő lakk- és nyomdafestékekben alkalmazhatók.

Permanens-vörösek: a lakkiparban gyakran használt pigmentek. Ragyogó, tiszta piros színűek, viszonylag jó fény- és időjárásállók. Enyves festékekben, nyomdafes­tékekben, diszperziókban és lakkokban alkalmazzák.

Az újabb kutatások eredményeképpen felfedezett szerves pigmentek a legmaga­sabb minőségi követelményeket is kielégítik. Jó fény- és hőállóságúak ( > 300 °C) , el­lenállnak vegyszereknek, oldószereknek.

Pl.:

• kinakridon-pigmentek;
• perilén-pigmentek;
• izo-indolinon-származékok;
• benzimidazol-pigmentek.

A policiklusos pigmentek legfontosabb csoportja a ftálo-cianin-csoport, ezen belül is a réz-ftálo-cianinok: színük mélykéktől sárgászöldig változik. Rendkívül jó a színezőerejük és kitűnő a fény-, hő-, lúg- és savállóságuk. Előfordulnak a többfajta módo­sulatban és különbözőképpen stabilizált formában. Klóratomokban a molekulába történő bevitelével a szín egyre inkább a zöld felé tolódik, teljesen klórozott benzolgyű­rűk esetén pedig tiszta, szép zöld szín jön létre. Újabban a klór mellett néhány száza­lék brómot is visznek a molekulába, mely a zöld színt sárgás árnyalat felé tolja el. Ftálodinitrilből vagy ftálasav-anhidrid és karbamid keverékéből állíthatók elő. Az összes kötőanyagban alkalmazható, magas minőségi követelményeknek is eleget tesz.

Festéklakkok (szépített földfestékek): a vízben oldható szerves színezékek oldha­tatlanná tételével új pigmenttípust állítottak elő.

Lakkosítás során a színezéket a hordozóanyaggal összekeverik és hevítik, miköz­ben lakkosítószerként megfelelő vegyszereket adagolnak. A teljes homogenizálás után az ily módon vízoldhatatlanná vált színezőanyagot szárítják, majd porítják. A ke­letkezett pigmentet festéklakknak nevezik. (Ne keverjük össze a lakkfestékkel!)

Hordozóanyagként porózus, nagy fajlagos felületű anyagokat alkalmaznak, pl. ba­rit, mészkőliszt, alumínium-oxid, zöldföld, tufa. A festéklakkokat mész- és falfestékként alkalmazzák. A termékek vízállóak, tisz­ta színűek, fényállóságuk azonban mérsékelt, ezért csak belső falfelületek festésére alkalmazhatók. Pl. falzöld, borvörös, azúrkék stb.

Színezékek

A színezékek olyan természetes vagy szintetikus szerves anyagok, amelyek víz­ben vagy szerves oldószerekben oldódnak. Csoportosításuk oldhatóságuk alapján le­hetséges (pl. vízoldhatók, alkohololdhatók).

Természetes (állati vagy növényi eredetű) színezékek:

Pl.: kékfa- (kékesibolya), varjútövis-kivonat (sárga), kurkuma (sárga), klorofill (zöld), hemoglobin (vörös).

Mesterségesen előállított színezékek:

Pl.: analinfekete, bismarckbarna, kongóvörös, metilénkék, metilnarancs.

A legtöbb színezéket a textil-, bőr- és szőrmeszínezésben használják fel. A lakk­és festékipar csak kis mennyiségben, speciális célokra (transzparenslakkok, fapácok színezésére) használ színezékeket.

Szerves és szervetlen pigmentek általános összehasonlítása:

A táblázatban felsorolt jellemző tulajdonságoktól természetesen vannak eltéré­sek, kivételek. Pl. a szervetlen pigmentek között is találhatunk szép, tiszta színűeket (pl. krómsárgák), valamint ma már a szervesek között is vannak nagyon jó hő- és oldószerálló típusok (pl. kinakridon pigmentek).

Az összehasonlításból látható, hogy a szerves és a szervetlen pigmentek tulajdon­ságai elég nagy mértékben eltérnek egymástól. így egymással való helyettesítésük nem egyszerű. Ennek ellenére mára már sok helyen sikeresen helyettesítik a mérge­ző, ill. egészségre ártalmas (ólom-, króm-, kadmiumtartalmú) pigmenteket szerves pigmentekkel, ill. szerves és nem mérgező szervetlen pigment keverékével vagy koprecipitálásával.

Vannak olyan felhasználási területek, ahol a szerves pigmentek alkalmazása szó­ba sem jöhet, pl. kerámiaipar. A két pigmentcsoport nagyon jó kiegészíti egymást, a színezési lehetőségek szé­les skáláját kínálva ezáltal a színezőanyag-ipar számára.

• Gomba-, alga-, moszat- és baktériumölő pigmentek: általában kismértékben ol­dódó réz- és higanyvegyületek, melyeket pl. hajótestek mázolására alkalmaznak.
• Effektpigmentek: ezeket a pigmenteket az ipar számos területén használják kü­lönböző hatások elérésére: gyöngyházfényű, metálfényű pigmentek; világító (fluoreszcens, foszforeszcens) pigmentek; színváltó pigmentek; átlátszó pigmentek.