Влияние дисперсности па оптические свойства пигментов

Общие сведения о химической природе пигментов и оптических свойствах краски

Цвет и кроющая способность

Цвет - это то свойство пигмента, ради которого он применяется в полиграфии как составная часть красок; пигмент - прежде всего носитель цвета. Цвет зависит главным образом от химической природы пигментов и в некоторой степени от его дисперсности, определяющей условия отражения света. Основной цветовой тон пигмента характеризуется длиной волны той части светового спектра, которая в максимальной степени отражается частицами пигмента. [2] Однако функции пигмента в краске не ограничиваются только областью цвета. Как в дальнейшем будет показано, пигмент обусловливает и другие свойства красок - как физические, так и химические.

Проблема изучения цвета очень широка и захватывает области многих наук: физики, изучающей световые явления, то есть цвет в части, касающейся внешнего раздражителя; физиологии, изучающей функции органов, воспринимающих световые раздражения; психологии, изучающей психологические факторы, поскольку они участвуют в нашей окончательной оценке видимого цвета.

На долю химии выпадают не менее сложные и ответственные задачи: химия изучает вещества, являющиеся носителями цвета, изучает их строение и связь строения c окраской. Всякое изменение в строение вещества сильно отражается на оптических свойствах его, на способности поглощения видимой части спектра. K химии красящих веществ, конечно, не относится изучение цветовых явлений, вызванных не поглощением, a интерференцией и дифракцией света, так как эти явления не связаны непосредственно c химическим строением вещества.

Перед химией красящих веществ стоит и еще одна важнейшая задача: получение красящих веществ для различных практических целей. Для осуществления этой задачи химики должны бы руководствоваться теорией, устанавливающей закономерную связь окраски со строением.

Окраска (спектры поглощения) и другие оптические свойства вещества (как, например, молекулярная рефракция) теснейшим образом связаны c его химическим составом и строением. Этим в настоящее время пользуются для установления индивидуальности химического соединения и его строения.дисперсных системах к влиянию химической природы и строения вещества на его оптические свойства присоединяется еще влияние степени дисперсности вещества. Так, например, коллоидные растворы неокрашенных веществ и мутные среды вообще имеют в отраженном свете синеватый оттенок, так как цвет коллоидных растворов определяется не только поглощением света, но и его рассеянием (в рассеянном свете наибольшую интенсивность имеют лучи c наименьшей длиной волны, то есть синие и фиолетовые). B проходящем свете такие растворы окрашены в дополнительные к рассеянному свету цвета, то есть в красноватые или оранжевые. Коллоидный же раствор окрашенных веществ получает яркую окраску (например, коллоидные растворы берлинской лазури). [1]

Влияние дисперсности па оптические свойства пигментов

Переходя к вопросу o влиянии дисперсности на цветовые свойства у одного и того же пигмента, мы должны прежде всего отметить, что с изменением дисперсности изменяется оттенок цвета. Всем хорошо известно, что более крупные, темноокрашенные кристаллы всех веществ становятся светлее при измельчении, так как главная масса падающего на них белого света отражается от образовавшихся многочисленных граничащих c воздухом поверхностей и поглощение лучей определенной длины волны происходит в меньшей степени («альбедо» сильно увеличивается).

Так, например, ализарин в крупных кристаллах красновато-оранжевого цвета, а в виде порошка - грязно-желтого цвета. На цвет пигментов, принадлежащих к классу окисей и гидратов окисей, большое влияние оказывает во многих случаях степень их дисперсности: мелкоизмельченная Fe₂О_З имеет красный цвет, а в сильно прокаленном и кристаллическом состоянии она блестяще-серая. Обычная Сr₂О₃ - зеленого цвета, в кристаллах же она имеет почти черный цвет. Так как с повышением температуры цвет окислов темнеет и может совершенно измениться, то во многих случаях изменение оттенка цвета является сложным явлением, обусловлены многими факторами. Так, например, ZnO при низкой температуре-белого цвета, а в сильно нагретом состоянии-желтого; РЬ0 соответственно желтого цвета и красного; РЬ₃О₄ при низкой температуре ярко-красного цвета и фиолетового, a затем черного. При охлаждении белая окраска ZnO восстанавливается не полностью; желтый оттенок остается, так как окись цинка в результате нагревания делается более плотной.

Цветовые свойства во многих случаях зависят как от степени дисперсности пигмента, так и от изменений строения и формы его частиц; во многих случаях все эти факторы действуют одновременно и, возможно, даже в разных направлениях[3].

Поскольку цветовые свойства y одного и того же пигмента помимо его химической природы зависят от многих факторов, в том числе от условий его получения и рН среды, для практического получения пигментов c постоянными цветовыми свойствами необходимо строжайшим образом соблюдать технологический режим производства.

Нередко еще для обозначения цветов принимают самые различные определения, не имеющие никакого отношения тс природе световых лучей, без которых не существует цвета. Различные цвета в зависимости от яркости и насыщенности их называют теплыми и холодными, глубокими, бледными, мутными и т.п. Нередко цвет определяется путем сравнения с окраской предметов, часто встречаемых или обладающих особенной чистотой окраски. Таковы названия для голубого цвета небесный, морской, васильковый; для красного-огненный, пурпурны, малиновый, вишневый и т.д. Таковы же названия бирюзовый, изумрудный, коралловый, пепельный и т.д. Эти обозначения обладают тем достоинством, что сразу дают представление о цветовом тоне. Однако цвет огня, моря, плодов и т.п. чрезвычайно изменчив и не может служить образцом для точного определения цвета, которое, например, требуется в цветоделительном процессе. Поскольку в окончательной оценке цвета существенную роль играют психофизиологические фактоpы, методы измерения цвета поcтроeны на физиологических основаниях; в этом и заключается причина сложности одних методов и недостаточной точности других.

Как показано выше, цвет веществ зависит от многих факторов; поэтому, в зависимости от освещения и положения цветного предмета, цвет его может быть совершенно различным; таким образом, цвет не влияет характерным свойством вещества, во всех других отношениях вполне определенного. Действительно, ввиду возможности физиологического обмана, определенный цветовой тон нельзя считать точным характерным свойством вещества.