COLORI

COLORE:- Fisica del colore

- Cromofori

- Pigmenti e Coloranti

- Organici ed Inorganici

PASTE COLORANTI:+ Composizione

+ Fabbricazione

+ Test in laboratorio

Il colore è la percezione visiva generata dai segnali nervosi che i fotorecettori dellaretina inviano al cervello quando assorbono le radiazioni elettromagnetiche dideterminate lunghezze d’onda e intensità nel cosiddetto spettro visibile o luce

COLORE

Fisica del COLORE e LUCEUna qualunque sostanza ci appare colorata solo in presenza di luceperché è formata da molecole in grado di assorbire selettivamente laluce incidente a ben determinate fasce di lunghezze d’onda, riflettendoil resto.

Nel caso del bianco, che nonè una luce monocromatica,ma un insieme di radiazionimonocromatiche, tutte lelunghezze d'onda vengonoriflesse, mentre nel nerotutte le lunghezze d'ondavengono assorbite.

Facciamo un esempio….

Un esempio semplice perspiegare il concetto può esserequello del Verde della Clorofilla:

- La luce bianca del sole irradiala foglia

- La clorofilla assorbe partedelle lunghezze d’onda dellaluce (quelle del verde) eriflette le altre

- L’occhio percepisce l’effettodell’interazione tra luce emateria.

Un fotone colpisce una molecola dipigmento (la clorofilla in questo caso)

Un elettrone eccitato passa da uno statofondamentale ad uno stato eccitato

Solo i fotoni di una ben determinataenergia sono in grado di farlo e sonoquelli corrispondenti alle lunghezzed'onda assorbite.

La luce riflessa sarà priva di questelunghezze d'onda e ci apparirà colorata.

L'energia assorbita dall'elettrone vienenormalmente restituita a lunghezzed'onda che cadono all'esterno dellafascia visibile (ad esempionell’infrarosso) e quindi non saràpercepibile 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 uncromoforo, ne sviluppa e/o ne rinforza il colore e trasforma lasostanza 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:

BISMUTO VANADATO

FTALOCIANINA

DICHETO PIRROLO PIRROLO

Bi3+

Le sostanze cromofore più utilizzate sono pigmenti e coloranti.

I pigmenti sono costituiti da granelli di materiali insolubili nella fase disperdente, conla quale formano un impasto più o meno fluido e impartiscono al mezzo il loro coloree opacità.

Anche i coloranti allo stato puro si presentano sotto forma di polveri, però sonosolubili nella fase disperdente.

•ORGANICI ED INORGANICI

Classificazione tecnica1. coloranti acidi2. coloranti basici3. coloranti diretti4. coloranti sostantivi5. coloranti a mordente6. coloranti premetallizzati7. coloranti reattivi8. coloranti allo zolfo9. coloranti al tino

Classificazione chimica1. azo coloranti2. nitroso coloranti3. nitro coloranti4. coloranti del difenilmetano5. coloranti del trifenilmetano6. coloranti indigoidi7. coloranti antrachinonici8. coloranti dello stilbene9. coloranti azinici10. coloranti ossazinici11. coloranti tiazinici12. coloranti della mono- e triclorotriazina

INORGANICI• I primi noti sin da antichità

• Più opachi e più stabili ebassa tossicità.

• Difetto è che mancano dibrillantezza

• Esempi: Ossidi di ferrogiallo, rosso, nero emarrone. Importante è ilbiossido di Titanio. Inoltre icomplessi del cobalto e delRame

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 neiGirasoli)

• Malveina primo pigmento organicoprodotto (Perkin 1856)

MALVEINA

• Colori più puri e brillanti e unaforza colorante superiore.

• Molte sfumature che copronol’intero spettro del visibile.

• Facilità nel variare la naturachimica.

• Di contro minor potere coprente,resistenza alla migrazione, alcalore 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)

NOMENCLATURADi seguito si riportano i termini più ricorrenti nel settore vernici/pitture in italiano, con l'eventuale corrispettivoin inglese, con una succinta spiegazione.

• Additivo (additive): composto che viene aggiunto in piccole quantità nella formulazione di un prodottoverniciante 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 dispersonel veicolo.

• Componenti volatili (volatile constituents): composti facenti parte di un prodotto verniciante che, a causadella loro sufficientemente alta tensione, nel tempo abbandonano per evaporazione un film di prodottoverniciante.

• Diluente (diluent): composto di basso peso molecolare, bassa viscosità e relativamente alta tensione divapore, 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 perevaporazione dei componenti volatili.

• Legante (binder): componente non volatile di un prodotto verniciante costituito da oli, o da resine o dapolimeri 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 edeventualmente cariche finemente dispersi nel veicolo, la cui trasformazione da liquido a solidoavviene per evaporazione dei componenti volatili o per ossidazione o per polimerizzazione dellegante o per la combinazione del primo fattore con uno degli altri due.

• Plastificante (plasticizer): composto chimico che viene aggiunto in quantità significative ad unprodotto verniciante per aumentarne la plasticità e la flessibilità.

• Prodotto verniciante: termine generale per indicare un qualsiasi materiale liquido che, una voltaapplicato 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 prodottoverniciante che rimangono a formare il film dopo l'evaporazione dei componenti volatili.

• Rivestimento (coating): membrana protettiva ottenuta mediante la applicazione di uno o piùstrati di pittura fino al raggiungimento dello spessore desiderato.

• Solvente (solvent): composto di basso peso molecolare, bassa viscosità e relativamente altatensione, che fa parte dei componenti volatili o ne costituisce la totalità, miscelabile in tuttirapporti con il legante.

• Veicolo (vehicle): parte liquida di una pittura composta dal legante, dai componenti volatili e daeventuali additivi liquidi.

• Vernice (varnish): prodotto verniciante trasparente, la cui trasformazione da liquido a solidoavviene per azione combinata della evaporazione dei componenti volatili e per reazione diossidazione o di polimerizzazione del legante.

• Voc: composti organici volatili nelle vernici.

FABBRICAZIONE:Una pittura viene prodotta incorporando e disperdendo finemente nelveicolo le varie parti solide. Si compone di 3/4 fasi:

1) Bagnatura/Umettamento: Tale operazione di pre-miscelazione servea eliminare l'aria in prossimità delle “superfici” esterne delle particelledi pigmento e/o cariche. Ovviamente questo si ottiene introducendolentamente le parti solide nel veicolo, aiutandosi con additiviumettanti. Generalmente in questa fase si utilizzano giranti a bassavelocità o impastatrici a planetario.

• 2) Macinazione: In questa fase si eliminano tutti gli aggregati di particellesolide tramite rottura meccanica. Ottenendo la completa separazione inparticelle primarie. Le macchine utilizzate possono essere diverse aseconda 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 ilmovimento continuo a diverse velocità, si garantisce la separazionepermanente di ogni singola particella solida nel veicolo/legante.

• 4) Allungamento e diluizione: Verificata nuovamente la macinazionesi aggiungono gli eventuali additivi, il completamento del correttorapporto pigmento/legante, l'aggiunta del solvente/diluente previstiin formulazione. Contemporaneamente si completa anche ladispersione. Non sempre necessaria, questa operazione è di solitocondotta 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 fissadi una pittura.

• Viscosità: indica la consistenza di un prodotto a una temperatura fissata, ne suggerisce lamodalità di applicazione ed è un buon parametro per giudicare la ripetibilità delleproduzioni.

• Grado di dispersione: valuta le dimensioni delle particelle di pigmenti e cariche dispersinella 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 datospessore di una data pittura a una data temperatura e umidità essicca al grado di "fuoripolvere" (cioè quando granelli di polvere sparsi su di esso non rimangono aderenti), o algrado di "secco al tatto" (cioè quando sulla pittura non rimangono impronte dopo uncontatto), o al grado di "duro in profondità".

• Rub out: Un test effettuato per determinare se vi è una flocculazione del pigmento osbavature nella vernice fresca.

• Punto di tinta: verifica la concordanza del colore del film di pitturaapplicata e essiccata con un colore di riferimento. Il paragonenormalmente vien fatto dal colorimetro.

DELTA E

• Potere coprente: dice quale è lo spessore minimo e, di conseguenza, la quantitàminima per unità di superficie che occorre applicare perché la pittura nascondaqualunque colore sottostante.

• Elasticità o flessibilità: valuta l'allungamento a rottura di un film depositato su unsupporto sottoposto a deformazione per stiramento in condizioni stabilite.

• Resistenza all'urto: è la massima energia fornita per urto in certe condizioni a unapittura applicata su un dato supporto che non ne causa la rottura.

• Resistenza all'abrasione: misura la quantità di pittura asportata da un corpoabradente o da una caduta di sabbia in condizioni definite.

• Durezza: indica la resistenza della pittura a lasciarsi scalfire e penetrare da unaltro materiale.

• Aderenza: permette di valutare la capacità di adesione di una pittura al supportosu cui è stata applicata. La valutazione viene fatta attraverso metodi indiretti odirettamente misurando la forza necessaria per staccare la pittura dal supporto.

• Resistenza alla nebbia salina: è una prova universalmente nota e diffusa anche sepiuttosto discussa e serve a valutare la capacità protettiva di una pittura neiconfronti della corrosione dei metalli.

• Resistenza catodica: è un metodo elettrochimico che consente di valutare lacapacità di un rivestimento ad opporsi alla propagazione della corrosione quandoquesta inizia da un punto scoperto.

• Resistenza all'invecchiamento accelerato: viene valutata per mezzo di variemacchine che consentono di sottomettere pannelli rivestiti a diverse azioniaggressive: dall'irraggiamento con lampade che imitano la luce del sole, allacreazione di atmosfere chimicamente aggressive, dalla simulazione di pioggeacide e no, ai cicli termici. Queste macchine vanno dallo Xenotest, al QV, dalKesternich al Weatherometer.

CARATTERISTICHE

REOLOGIA: Scienza che studia la deformazione e lo scorrimento deimateriali. E’ connessa con la caratterizzazione delle proprietàmeccaniche sotto varie condizioni di deformazione e scorrimento.

TIXOTROPIA: fenomeno presentato da alcuni gel, che passano allo statoliquido per effetto di semplice agitazione, per poi tornare a coagularequando 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 vengadanneggiato

- la perfetta adesione del nuovo strato dopo la completa essiccazione oindurimento 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…• COSA GENERA IL COLORE

• COSA SONO I CROMOFORI

• CROMOFORI PER COLORARE SONO I PIGMENTI E I COLORANTI

• LORO ORIGINE ORGANICA ED INORGANICA

• COSA SONO LE PASTE COLORANTI

• DA COSA SONO COMPOSTE

• COME SI FANNO

• COME LE ANALIZZIAMO

GRAZIE