Пигменты

Пигменты


Многоцветная настенная живопись, найденная в Альтамирской пещере в Испании, свидетельствует о том, что знакомство человека с красками и пигментами состоялось в глубокой древности. В качестве пигментов доисторический человек применял уголь, мел и некоторые цветные земли. Этот ассортимент расширялся очень медленно, но уже в Древнем Египте знали кроме перечисленных ряд естественных и искусственных пигментов. За 2000 лет до н.э. египтяне были знакомы по крайней мере с тремя красными пигментами: киноварью, производство которой зародилось на Востоке, прокалённой охрой и красным пигментом на органической основе, при исследовании оказавшимся пурпуром. Кроме красных египтянам были также известны и синие и зелёные пигменты на основе силикатов меди. К этому же времени относится разработка способа производства цветных пигментов размолом и отмучиванием цветных минералов и земель.

Таким образом, к началу нашей эры люди знали ряд пигментов, некоторые из них производились в промышленных масштабах, и методы их производства были описаны. Русские мастера XI века располагали уже большим ассортиментом пигментов. В цветных заглавных буквах и заставках древнейших памятников русской письменности - Остромирова евангелия (1056-1057), Святославова Изборника (1073) и других - обнаружены киноварь, свинцовый сурик, свинцовые белила, сажа, медянка, естественный ультрамарин и даже пигменты на органической основе. В «уставах» и «указах» более позднего периода (XIII - XVII веков), приводятся описания способов производства различных пигментов и указываются области их применения.

Лучшим свидетельством высокого качества пигментов, изготовлявшихся русскими мастерами, могут служить знаменитые иконы Андрея Рублёва, написанные в XV веке красками исключительной яркости и прочности, а также роспись памятника древнерусского зодчества - храма Василия Блаженного, построенного в XV веке зодчими Постником и Бармой. Часть пигментов и красок, которыми пользовались русские мастера, поступали из-за рубежа, но значительная их доля добывалась и производилась на Руси. Из расходных книг Оружейной палаты видно, что сурик отличного качества изготовлялся в Кашине, киноварь, получаемая крепостным крестьянином Плигиным по его оригинальным рецептам, была столь высокого качества, что вывозилась за границу.

Развитие производства пигментов как отдельной отрасли промышленности началось только в первой половине XVIII века. На рубеже XVII и XIV веков в качестве безвредного заменителя свинцовых белил было предложено использовать цинковые, а в начале XX века - титановых, производство которых быстро росло. Ко второй половине XIX века относится открытие способов получения органических красителей. Благодаря успехам химии последних десятилетий, и особенно органическому синтезу, в заводском масштабе вырабатываются красители самых разнообразных тонов, обладающие к тому же высокой светостойкостью. На их основе создают светостойкие органические пигменты. Промышленность выпускает пигменты всех основных тонов. Комбинируя их, можно получать пигменты любых оттенков.



Пигменты классифицируются по различным признакам: составу, цвету, происхождению, производству. По составу пигменты могут быть разделены на минеральные и органические. Минеральные пигменты бывают натурального происхождения (охры, болюсы, умбры, сиены и другие природные продукты) и искусственные. Природные железоокисные пигменты получают в результате механической обработки минералов и пород, окраска которых обусловлена присутствием какого-нибудь окисла железа, преимущественно окиси или гидрата окиси. В составе природных железоокисных пигментов помимо окиси железа входят различные примеси - глина, кремнезём, мел, доломит, окрашенные соединения других шаллов (преимущественно марганца), углеродистые и другие вещества. Сырьё, применяемое для производства природных пигментов, можно разделить по физическим свойствам на две основные группы: твёрдые горные породы и минералы (дают пигменты красного цвета) и эемлинистые мягкие, иногда рыхлые глиняные породы (дают пигменты жёлтого и коричневого цвета: охры, сиены и умбры).



Природные железоокисные пигменты обладают устойчивостью к действию света и атмосферным влияниям, непрозрачностью для ультрафиолетовых лучей. К недостаткам относятся невысокая яркость цвета и сравнительно низкая дисперсность.

Охры представляют собой природный кристаллический гидрат окиси железа с примесью большего или меньшего количества глины. По цвету охры разделяются на светло-жёлтые, средне-жёлтые, золотисто-жёлтые и тёмные. Цвет охры зависит от содержания гидрата окиси железа: в светлых охрах в пределах 12 - 25%, в средних 25 - 40%, в золотистых 40 -75%. Однако прямой зависимости здесь не существует, так как на цвет охры оказывают влияние и структура, и дисперсность гидрата окиси железа, а также присутствие примесей. Укрывистость и интенсивность охр колеблются в широких пределах в зависимости от содержания в них гидрата окиси железа и примесей.

Сиены получили своё название от итальянской провинции Сиена. От обыкновенной охры они отличаются повышенным содержанием железа и гидратной воды, а также меньшим содержанием или полным отсутствием глины, вместо которой в её составе кремнекислота. Во многих сортах сиены присутствует небольшое количество окиси марганца. По свойствам сиены аналогичны охрам, за исключением повышенной лессирующей способности в масляных накрасках, большой маслоёмкостью, сильной адсорбционной способностью, а также более тёмным коричневым оттенком. Это различие обусловлено, очевидно, наличием в них коллоидной кремнекислоты и окиси марганца, большей степенью гидратации гидрата окиси железа, а возможно, и его большей дисперсностью. По некоторым данным, специфические свойства сиен обусловлены присутствием в них основной части железа в виде силикатов и алюминатов. Сиены применяют преимущественно в качестве лессирующего пигмента в производстве художественных красок. К красным природным пигментам относятся также прокалённые охры и сиены, получаемые прокаливанием жёлтых охр и сиен при 500 -700°С. При прокаливании охры и сиены дегидратируются и приобретают красный цвет. Красные охры обладают чистым желтовато-красным цветом и применяются в производстве художественных красок. Большой интерес представляют прокалённые сиены благодаря чистому красному цвету и высокой лессирующей способности в масляных красках.

Умброй называют продукты выветривания железных руд, содержащих марганец. Продукты выветривания вымываются водой и откладываются в трещинах пластов в виде плотной землистой массы. Различают умбру двух видов - натуральную и жжёную. По составу натуральная умбра близка к охре, от которой отличается присутствием марганца (б - 16% в пересчете на Мп02). Чем его больше, тем цвет пигмента темнее. Марганец в умбре может находиться в виде окиси, гидрата окиси и перекиси. Умбру применяют для производства масляных красок. Умбра очень чувствительна к нагреванию и даже при невысоких температурах её цвет заметно изменяется, приобретая коричнево-зеленоватый оттенок. Цвет жжёной умбры колеблется от яркого коричневого до коричнево-зеленоватого и до насыщенного тёмно-коричневого.

Зелёный природный пигмент - продукт естественного распада горных пород, базальтов и мелафиров. Она состоит из кремнезёма, глинозёма, закиси железа, магнезии, калия и натрия. Элементы эти находятся в краске в виде не механической смеси, а химического соединения. В различных сортах зелёной земли они варьируются в разных пропорциях, что отражается на оттенках и свойствах. Пигмент этот был известен в глубокой древности. Зелёная земля прочна, применима во всех способах живописи, во фресковой же особенно ценна, так как не только имеет приятный тон, но и способствует лучшему закреплению некоторых красок. В последнее время зелёная земля приобрела большое значение при приготовлении красок. На её основе изготовляют «Глуаконитовую зелёную», «Волконскоит».

Почти все чёрные пигменты состоят из углерода разного происхождения, чистого или с различными наполнителями. Магнетит, называемый также магнитным железняком, представляет собой природную чёрную окись-закись железа. После размола получается чёрный пигмент с серым оттенком, обладающий высокой укрывистостью, высокой интенсивностью и большой устойчивостью к действию света и атмосферных влияний.

Природные пигменты изготовляются обычно на заводах, расположенных вблизи залежей сырья. Минералы и руды, применяемые для производства пигментов, подвергают механической обработке для удаления примесей, перевода руды в тонкодисперсное состояние, а в случае красных пигментов также с целью их дегидратации.

Механическая обработка руд заключается в дроблении, размоле, отмучивании, обжиге, воздушной сепарации и других операциях.



К ним относятся пигменты, представляющие окиси тяжёлых металлов, соли различного происхождения и другие вещества. Железоокисными называют пигменты, окраска которых обусловлена присутствием одного из оксидов железа. По химическому составу железоокисные пигменты представляют собой окись железа, гидрат окиси железа или закись-окись железа. Между химическим составом и цветом железоокисных пигментов существует определённая зависимость, а именно: жёлтые пигменты являются гидратами окиси железа, красные - окисью железа, чёрные - закись-окисью железа, коричневые - гидратированной окисью железа или смесью жёлтых и красных пигментов. Искусственные железоокисные пигменты получаются из солей железа после осаждения и прокаливания, а также из металлического железа путём окисления. 

Железоокисные пигменты обладают высокой укрывистостью и интенсивностью, они стойки к действию света, солей, слабых кислот и щелочей, непрозрачны для ультрафиолетовых лучей и придают красочной плёнке значительную механическую прочность. Первыми синтетическими жёлтыми железо-окисными пигментами были жёлтые марсы. Марс обладает очень красивым бархатистым жёлтым цветом и высокой стойкостью к действию света и щелочей. Этот гидрат окиси железа - вещество аморфное, чем объясняются его слабые пигментные свойства и активность в связующих, особенно масляных. При прокаливании жёлтый марс переходит в красный и фиолетовый марсы. Жёлтая синтетическая окись железа имеет разные ярко-жёлтые оттенки. Оттенок пигмента зависит преимущественно от его дисперсности: размер частиц светло-жёлтых сортов наименьший, а оранжевый -наибольший.

Группа красных железоокисных пигментов, обладающих оттенками от оранжево-красного до фиолетово-красного и состоящих в основном из окиси железа. Различие их оттенков обусловлено только физическим состоянием частиц, поэтому все они объединяются в одну группу -красной окиси железа. Размер частиц возрастает с переходом от светлых оттенков к тёмным. Форма частиц светлых оттенков пластинчатая, тёмных - зернистая. К красным железоокисным пигментам относятся также некоторые пигменты, отличающиеся от красной окиси железа не только цветом, но и малярно-техническими свойствами. Они известны под названием красных марсов и содержат примеси, получаются особым методом. Красный марс обладает глубоким бархатисто-красным цветом, невысокой укрывистостью и сильной лессирующей способностью в тонком слое.

Коричневые железоокисные пигменты представляют собой смесь красной и чёрной окисей железа, получаемую путём осаждения, прокаливания или механического смешивания. Цвет коричневой окиси железа колеблется в широких пределах в зависимости от соотношения между окисью и закисью железа. Во всех случаях на цвет пигмента большое влияние оказывает физическое состояние частиц. Коричневые железоокисные пигменты получают также путём прокаливания окись закиси железа или легко разлагающихся закисных соединений железа. К коричневым железоокисным пигментам относятся: также некоторые пигменты, отличающиеся от коричневой окиси железа не только цветом, но и малярно-техническими свойствами. Эти пигменты известны под названием «красные марсы». Гидрат окиси железа после прокаливания сообщает коричневому марсу сильный красноватый оттенок.



Титановые белила. Пигменты на основе двуокиси титана появились сравнительно недавно. Чрезвычайно высокий уровень преломления двуокиси титана в сочетании с белизной сообщает ей высокую степень непрозрачности. По этому показателю титановые белила превосходят все другие белые пигменты, чем в основном и вызвано предпочтение, отдаваемое им. Двуокись титана инертна, этим она отличается от основных пигментов (свинцовых или цинковых белил), которые с жирными кислотами высыхающих масел образуют мыла. Разбеливающая способность двуокиси титана, в которой она диспергирована, даёт возможность применять её, когда нужно получить очень белые или светлые изделия.

Цинковые белила в чистом виде имеют синеватый оттенок и абсолютную белизну. К положительным свойствам относятся малая ядовитость; неизменяемость от сероводорода и других сернистых соединений; полная устойчивость к свету; пригодность почти во всех видах живописи; способность со всеми прочными красками давать прочные смеси. Отрицательные свойства: слабая кроющая способность; плохое высыхание на масле, задерживающее высыхание других красок; способность придавать живописи и грунту на масле большую хрупкость, давать трещины, вызывая осыпание красочного слоя.



Кадмий, как известно, близок по свойствам цинку и находится совместно с ним в цинковой руде. В чистом виде он получен в 1817 году. Сернистые соединения кадмия находятся в природе в виде минерала гренокита. По химическому составу он тождественен кадмиевым пигментам, которыми пользуются живописцы. Гренокит обладает различными оттенками - от жёлтого до оранжевого, но так редок, что практического применения иметь не может. Сернистые соединения кадмия получены Меландри искусственным путём в 1829 году. После этого и началось применение кадмиевых пигментов. Все они отличаются красотой и интенсивностью цвета, как живописи. Лучшее их применение, однако, масляная живопись, для которой они и предназначались изобретателем, поскольку обладают хорошей укрывистостью и не ядовиты.



Первой кобальтовой краской, которую начали применять в живописи, стала шмальта, открытие её относится к середине XVI века. Шмальта - один из видов синего кобальтового стекла, обращенного в порошок, а потому и не имеет кроющих способностей. Синюю кобальтовую краску, обладающую всеми необходимыми для живописи свойствами, удалось открыть значительно позже (1804). В конце XIX века была открыта зелёная кобальтовая краска, в 1859 - фиолетовый кобальт. Синий кобальт имеет своеобразный цвет, напоминающий натуральный ультрамарин, по химическому составу представляет собой алюминат кобальта. Обычно помимо алюмината синий кобальт содержит небольшое количество свободной окиси алюминия, а также зелёного и фиолетового кобальта, добавление которых улучшает цвет синего кобальта, а присутствие свободной окиси алюминия делает его более светлым. Синий кобальт применяют для производства художественных красок.

Зелёный кобальт открыт в 1780 году. По химическому составу представляет собой твёрдый раствор закиси кобальта в окиси цинка. Цвет его колеблется от светло-зелёного до тёмно-зелёного и зависит от соотношения обоих веществ: чем больше закиси кобальта. тем цвет темнее. Зелёный кобальт используется в производстве художественных красок.

Фиолетовый кобальт. Под этим названием известны два типа пигментов. Тёмно-фиолетовый кобальт - безводный фосфат кобальта - обладает красивым тёмно-фиолетовым цветом, стоек к высоким температурам, атмосферным воздействиям и свету. Относится к полулессирующим пигментам и применяется исключительно для производства масляных художественных красок. Для акварельных красок он малопригоден, так как при длительном нахождении в воде изменяет цвет: становится сиреневым. Светло-фиолетовый кобальт - одноводный фосфат кобальт-аммония. Очень чувствителен к нагреванию и заметно изменяет цвет при температуре до 100°С, относится к лессирующим пигментам. Его применяют для производства как масляных художественных, так и акварельных красок.

Железная лазурь была случайно открыта алхимиком Дисбахом в 1704 году. Первое сообщение о ней появилось в 1710 году, но способ получения железной лазури был опубликован лишь в 1724-м. Железные лазури, в зависимости от метода изготовления, различаются по названию и составу. Лазури, полученные в результате взаимодействия соли окиси железа с железосинеродистой солью, называют берлинской лазурью. Лазури, образовавшиеся при взаимодействии соли закиси железа с железосинеродистой солью и последующем окислении выпавшего осадка, являются соединениями более сложного состава и известны под различными названиями: милори, стальная синяя, парижская синяя, бронзовая синяя, небронзящая лазурь и другие. Цвет железной лазури находится в определённой зависимости от состава: чем меньше воды, тем цвет светлее. Однако оттенок железной лазури и способность её к бронзированию зависят не только от состава, но и от физического состояния частиц - их дисперсности и макроструктуры. В последнее время разработаны методы получения лазурей, обладающих определённой стойкостью по отношению к слабым и разбавленным щелочам. Железной лазури свойственны укрывистость, очень большая интенсивность, довольно высокая светопрочность. К действию высоких температур она не устойчива. Применяют её в производстве масляных красок.

Ультрамарин. Открытие методов производства искусственного ультрамарина относится к 1828 году. До этого в качестве синего пигмента применяли натуральный ультрамарин, который ещё с древних времён получали переработкой полудрагоценного минерала - ляпис-лазури. Так как выход пигмента из ляпис-лазури был невелик, а число известных месторождений этого минерала незначительно, натуральный ультрамарин ценился очень дорого. В 30-х годах XX столетия в нескольких странах было начато производство искусственного ультрамарина. Цвет ультрамаринов обусловлен двумя факторами: строением кристаллической решётки и характером связи в ней между натрием и серой. Качество ультрамарина как пигмента определяется его цветом и интенсивностью, а для производства художественных красок, кроме того, и лессирующей способностью. Эти показатели растут с повышением степени дисперсности. В масле ультрамарин лессирует, поэтому в чистом виде его применяют преимущественно для производства художественных красок. В смеси с другими пигментами им пользуются для изготовления разнообразных колерных масляных красок.



Все соединения трёхвалентного хрома окрашены в зелёный или фиолетовый цвет. В качестве пигментов применяют следующие соединения зелёного цвета: окись хрома, гидрат окиси хрома (изумрудная зелень), фосфаты и силикаты хрома, некоторые соединения типа шпинелей (из них практическое значение в качестве пигментов имеют только окись хрома и изумрудная зелень). Силикаты хрома и хромовые шпинели в ограниченном количестве применяют в керамической промышленности. Фосфаты хрома практического значения не имеют. Окись хрома впервые получена в 1809 году прокаливанием хромово-кислой ртути. Вскоре был открыт способ получения окиси хрома прокаливанием смеси хромпика с серой, углём или хлористым аммонием. Окись хрома представляет собой оливково-зелёный пигмент с оттенками от желтоватого до синеватого, обладает очень хорошими пигментными свойствами: высокой укрывистостью, чрезвычайной стойкостью к действию света, высоким температурам и агрессивным газам, нерастворима в кислотах и щелочах.

Изумрудная зелень была открыта в 50-х годах XX столетия, известна под названием «зелень Гинье». Первоначальный метод её изготовления сохранился без изменений до наших дней. По химическому составу изумрудная зелень - гидрат окиси хрома, состоящий из частиц более крупных и уплотнённых, чем у обычного гидрата. Обладает очень красивым изумрудно-зелёным цветом и в отличие от окиси хрома это аморфный, грубозернистый, лессирующий пигмент. Из-за прозрачности при нанесении тонким слоем на белый грунт она приобретает в масляных накрасках красивый изумрудный цвет. В толстом слое цвет масляной накраски будет тёмно-зелёным. Изумрудная зелень отличается особой стойкостью к действию солнечного света, атмосферных влияний, агрессивных газов, а также химических реагентов: не растворяется ни в кислотах, ни в щелочах. При температурах до 200°С изменяется мало - теряет большую часть воды (очевидно, адсорбционной), но на воздухе вновь её поглощает. Изумрудная зелень - один из наиболее широко применяемых пигментов для производства масляных красок.

Стронциевый крон по химическому составу представляет собой хромово-кислый стронций. Имеет красивый лимонно-жёлтый цвет. По стойкости к действию света превосходит другие хромовокислые пигменты, но при длительном облучении солнечным светом всё же заметно темнеет. Обладает определённой растворимостью в воде, полностью растворяется в минеральных кислотах и разлагается щелочами. К действию высоких температур очень устойчив. Из-за недостаточно высокой укрывистости и интенсивности применяют в небольшом количестве, главным образом в производстве художественных красок, а также грунтовок на основе некоторых искусственных смол.

Наталья Наумова, статья из журнала "Художественный совет" 3(49)2006 и 4(50)2006
0
0 комментариев
Войдите, чтобы иметь возможность оставлять комментарии.

Категории товаров

Наверх