Un pigmento es un polvo que se utiliza para agregar color o cambiar la apariencia visual. Los pigmentos son total o casi insolubles y químicamente no reactivos en agua u otro medio; por el contrario, los tintes son sustancias coloreadas que son solubles o se disuelven en algún momento de su uso. [1] [2] Los tintes suelen ser compuestos orgánicos , mientras que los pigmentos suelen ser inorgánicos . Los pigmentos de valor prehistórico e histórico incluyen el ocre , el carbón y el lapislázuli .
En 2006 se comercializaron en todo el mundo alrededor de 7,4 millones de toneladas de pigmentos inorgánicos , orgánicos y especiales. [3] Según un informe de abril de 2018 de Bloomberg Businessweek , el valor estimado de la industria de los pigmentos a nivel mundial es de 30 mil millones de dólares. El valor del dióxido de titanio , utilizado para realzar el brillo blanco de muchos productos, se situó en 13.200 millones de dólares al año, mientras que el color rojo Ferrari está valorado en 300 millones de dólares cada año. [4]
Como todos los materiales, el color de los pigmentos surge porque absorben sólo determinadas longitudes de onda de la luz visible . Las propiedades de unión del material determinan la longitud de onda y la eficiencia de la absorción de luz. [5] La luz de otras longitudes de onda se refleja o dispersa. El espectro de luz reflejada define el color que observamos.
La apariencia de los pigmentos es sensible a la fuente de luz. La luz del sol tiene una temperatura de color alta y un espectro bastante uniforme. La luz del sol se considera un estándar para la luz blanca. Las fuentes de luz artificial son menos uniformes.
Los espacios de color utilizados para representar colores numéricamente deben especificar su fuente de luz. Las mediciones de color en laboratorio , a menos que se indique lo contrario, asumen que la medición se registró bajo una fuente de luz D65, o "Luz diurna 6500 K", que es aproximadamente la temperatura de color de la luz solar.
Otras propiedades de un color, como su saturación o luminosidad, pueden estar determinadas por las otras sustancias que acompañan a los pigmentos. Los aglutinantes y rellenos pueden afectar el color.
Los minerales se han utilizado como colorantes desde tiempos prehistóricos. [6] Los primeros humanos usaban pintura con fines estéticos, como decoración corporal. Se han encontrado pigmentos y equipos para moler pintura que se cree que tienen entre 350.000 y 400.000 años de antigüedad en una cueva en Twin Rivers, cerca de Lusaka , Zambia . El ocre , óxido de hierro, fue el primer color de pintura. [7] Un pigmento azul favorito se derivaba del lapislázuli . Los pigmentos a base de minerales y arcillas suelen llevar el nombre de la ciudad o región donde se extrajeron originalmente. La siena cruda y la siena tostada procedían de Siena , Italia , mientras que la sombra bruta y la siena tostada procedían de Umbría . Estos pigmentos se encontraban entre los más fáciles de sintetizar y los químicos crearon colores modernos basándose en los originales. Estos eran más consistentes que los colores extraídos de los yacimientos originales, pero los nombres de los lugares permanecieron. También se encuentran en muchas pinturas rupestres del Paleolítico y Neolítico el ocre rojo, el Fe 2 O 3 anhidro y el ocre amarillo hidratado (Fe 2 O 3 . H 2 O). [8] El carbón vegetal, o negro de humo, también se ha utilizado como pigmento negro desde tiempos prehistóricos. [8]
El primer pigmento sintético conocido fue el azul egipcio , del que se atestigua por primera vez en un cuenco de alabastro en Egipto que data de Naqada III ( alrededor del 3250 a. C.). [9] [10] Azul egipcio (frita azul), silicato de calcio y cobre CaCuSi 4 O 10 , elaborado calentando una mezcla de arena de cuarzo , cal , un fundente y una fuente de cobre , como la malaquita . [11] Ya inventado en el Período Predinástico de Egipto , su uso se generalizó hacia la IV Dinastía . [12] Era el pigmento azul por excelencia de la antigüedad romana ; sus huellas artísticas y tecnológicas desaparecieron a lo largo de la Edad Media hasta su redescubrimiento en el contexto de la campaña egipcia y las excavaciones en Pompeya y Herculano . [13] Los pigmentos sintéticos premodernos posteriores incluyen albayalde (carbonato de plomo básico, (PbCO 3 ) 2 Pb(OH) 2 ), [14] bermellón , cardenillo y amarillo plomo-estaño . El bermellón, un sulfuro de mercurio , se elaboraba originalmente moliendo un polvo de cinabrio natural . A partir del siglo XVII también se sintetizó a partir de los elementos. [15] Fue favorecido por viejos maestros como Tiziano . El amarillo indio alguna vez se produjo recolectando orina de ganado que había sido alimentado únicamente con hojas de mango . [16] Los pintores holandeses y flamencos de los siglos XVII y XVIII lo prefirieron por sus cualidades luminiscentes y, a menudo, lo utilizaron para representar la luz del sol . [ cita necesaria ] Dado que las hojas de mango son nutricionalmente inadecuadas para el ganado, la práctica de cosechar amarillo indio finalmente fue declarada inhumana. [16] Los tonos modernos de amarillo indio están hechos de pigmentos sintéticos. El bermellón ha sido parcialmente sustituido por rojos cadmio.
Debido al coste del lapislázuli , a menudo se utilizaban sustitutos. El azul de Prusia , el pigmento sintético moderno más antiguo, fue descubierto por accidente en 1704. [17] A principios del siglo XIX, los pigmentos azules sintéticos y metálicos incluían el ultramar francés , una forma sintética del lapislázuli . Ultramarine se fabricó tratando silicato de aluminio con azufre . También se introdujeron varias formas de azul cobalto y azul cerúleo . A principios del siglo XX se preparó el azul ftalo , un pigmento metaloorgánico sintético. Al mismo tiempo, azul real , otro nombre que alguna vez se dio a los tintes producidos a partir de lapislázuli, ha evolucionado para significar un color mucho más claro y brillante, y generalmente se mezcla con azul ftalo y dióxido de titanio , o con tintes azules sintéticos económicos.
El descubrimiento en 1856 de la malva , los primeros tintes de anilina , fue un precursor para el desarrollo de cientos de tintes y pigmentos sintéticos como los compuestos azo y diazo . Estos tintes marcaron el comienzo del florecimiento de la química orgánica, incluidos los diseños sistemáticos de colorantes. El desarrollo de la química orgánica disminuyó la dependencia de los pigmentos inorgánicos. [18]
Antes del desarrollo de los pigmentos sintéticos y del refinamiento de las técnicas para extraer pigmentos minerales, los lotes de color a menudo eran inconsistentes. Con el desarrollo de una industria del color moderna, los fabricantes y profesionales han cooperado para crear estándares internacionales para identificar, producir, medir y probar colores.
Publicado por primera vez en 1905, el sistema de color Munsell se convirtió en la base de una serie de modelos de color, proporcionando métodos objetivos para la medición del color. El sistema Munsell describe un color en tres dimensiones, tono , valor (luminosidad) y croma (pureza del color), donde el croma es la diferencia con el gris en un tono y valor determinados.
A mediados del siglo XX, se disponía de métodos estandarizados para la química de los pigmentos, como parte de un movimiento internacional para crear dichos estándares en la industria. La Organización Internacional de Normalización (ISO) desarrolla normas técnicas para la fabricación de pigmentos y tintes. Las normas ISO definen diversas propiedades industriales y químicas, y cómo realizar pruebas para comprobarlas. Las principales normas ISO que se relacionan con todos los pigmentos son las siguientes:
Otras normas ISO pertenecen a clases o categorías particulares de pigmentos, según su composición química, como pigmentos ultramarinos , dióxido de titanio , pigmentos de óxido de hierro, etc.
Muchos fabricantes de pinturas, tintas, textiles, plásticos y colores han adoptado voluntariamente el Color Index International (CII) como estándar para identificar los pigmentos que utilizan en la fabricación de colores particulares. Publicado por primera vez en 1925, y ahora publicado conjuntamente en la web por la Sociedad de Tintoreros y Coloristas ( Reino Unido ) y la Asociación Estadounidense de Químicos y Coloristas Textiles (Estados Unidos), este índice es reconocido internacionalmente como la referencia autorizada sobre colorantes. Abarca más de 27.000 productos bajo más de 13.000 nombres de índices de colores genéricos.
En el esquema CII, cada pigmento tiene un número de índice genérico que lo identifica químicamente, independientemente de sus nombres históricos y de propiedad. Por ejemplo, el azul de ftalocianina BN ha sido conocido por diversos nombres genéricos y de propiedad desde su descubrimiento en la década de 1930. En gran parte de Europa, el azul de ftalocianina se conoce mejor como Helio Blue o con un nombre patentado como Winsor Blue. Un fabricante de pintura estadounidense, Grumbacher, registró una ortografía alternativa (Thanos Blue) como marca comercial. Color Index International resuelve todos estos nombres históricos, genéricos y de propiedad conflictivos para que los fabricantes y consumidores puedan identificar el pigmento (o tinte) utilizado en un producto de color en particular. En el CII, todos los pigmentos de azul de ftalocianina se designan mediante un número de índice de color genérico como PB15 o PB16, abreviatura de pigmento azul 15 y pigmento azul 16; Estos dos números reflejan ligeras variaciones en la estructura molecular, que producen un azul ligeramente más verdoso o rojizo.
Los siguientes son algunos de los atributos de los pigmentos que determinan su idoneidad para procesos y aplicaciones de fabricación particulares:
Las muestras se utilizan para comunicar los colores con precisión. Los tipos de muestras vienen dictados por los medios, es decir, impresión, computadoras, plásticos y textiles. Generalmente, el medio que ofrece la gama más amplia de tonos de color se utiliza ampliamente en diversos medios.
Los estándares de referencia se proporcionan mediante muestras impresas de tonos de color. PANTONE , RAL , Munsell , etc. son estándares de comunicación del color ampliamente utilizados en diversos medios como impresión, plásticos y textiles .
Las empresas que fabrican masterbatches de color y pigmentos para plásticos ofrecen muestras de plástico en chips de color moldeados por inyección. Estas fichas de color se suministran al diseñador o al cliente para que elija y seleccione el color de sus productos de plástico específicos.
Las muestras de plástico están disponibles en varios efectos especiales como perla, metálico, fluorescente, brillante, mosaico, etc. Sin embargo, estos efectos son difíciles de replicar en otros medios como impresiones y pantallas de computadora. Se han creado muestras de plástico mediante modelado 3D para incluir varios efectos especiales.
La apariencia de los pigmentos con luz natural es difícil de replicar en la pantalla de una computadora . Se requieren aproximaciones. El sistema de color Munsell proporciona una medida objetiva del color en tres dimensiones: tono, valor (o luminosidad) y croma. Las pantallas de computadora en general no muestran el croma real de muchos pigmentos, pero el tono y la luminosidad se pueden reproducir con relativa precisión. Sin embargo, cuando la gamma de la pantalla de una computadora se desvía del valor de referencia, el tono también está sistemáticamente sesgado.
Las siguientes aproximaciones suponen un dispositivo de visualización en gamma 2.2, utilizando el espacio de color sRGB . Cuanto más se desvíe un dispositivo de visualización de estos estándares, menos precisas serán estas muestras. [20] Las muestras se basan en las medidas promedio de varios lotes de pinturas de acuarela de un solo pigmento, convertidas del espacio de color Lab al espacio de color sRGB para ver en una pantalla de computadora. La apariencia de un pigmento puede depender de la marca e incluso del lote. Además, los pigmentos tienen espectros de reflectancia inherentemente complejos que harán que la apariencia de su color [21] [ se necesita una mejor fuente ] sea muy diferente dependiendo del espectro de la fuente de iluminación , una propiedad llamada metamerismo . Las mediciones promedio de muestras de pigmentos solo arrojarán aproximaciones de su apariencia real bajo una fuente de iluminación específica. Los sistemas de visualización de computadoras utilizan una técnica llamada transformaciones de adaptación cromática [22] para emular la temperatura de color correlacionada de las fuentes de iluminación, y no pueden reproducir perfectamente las intrincadas combinaciones espectrales vistas originalmente. En muchos casos, el color percibido de un pigmento queda fuera de la gama de las pantallas de computadora y se utiliza un método llamado mapeo de gama para aproximarse a la apariencia real. El mapeo de gama compensa cualquier precisión de luminosidad , tono o saturación para representar el color en la pantalla, dependiendo de la prioridad elegida en la intención de representación ICC de la conversión .
En biología , un pigmento es cualquier material coloreado de células vegetales o animales. Muchas estructuras biológicas, como la piel , los ojos , el pelaje y el cabello, contienen pigmentos (como la melanina ). La coloración de la piel de los animales a menudo se produce a través de células especializadas llamadas cromatóforos , que animales como el pulpo y el camaleón pueden controlar para variar el color del animal. Muchas condiciones afectan los niveles o la naturaleza de los pigmentos en las células vegetales, animales, de algunos protistas o de hongos . Por ejemplo, el trastorno llamado albinismo afecta el nivel de producción de melanina en los animales.
La pigmentación en los organismos sirve para muchos propósitos biológicos, incluido el camuflaje , el mimetismo , el aposematismo (advertencia), la selección sexual y otras formas de señalización , la fotosíntesis (en las plantas) y propósitos físicos básicos como la protección contra las quemaduras solares .
El color del pigmento se diferencia del color estructural en que el color del pigmento es el mismo desde todos los ángulos de visión, mientras que el color estructural es el resultado de una reflexión selectiva o iridiscencia , generalmente debido a estructuras multicapa. Por ejemplo, las alas de las mariposas suelen contener color estructural, aunque muchas mariposas tienen células que también contienen pigmento.
Los tintes son sustancias coloreadas que son solubles o se disuelven durante el proceso de aplicación e imparten color mediante la absorción selectiva de la luz. Los pigmentos son partículas sólidas orgánicas o inorgánicas finamente divididas coloreadas, incoloras o fluorescentes que generalmente son insolubles y esencialmente no se ven afectados químicamente por el vehículo o medio en el que se incorporan.
