Eksempel på hvordan fargen til et grønt pigment kan oppstå. Når hvitt lys treffer et grønt pigment, vil bare de grønne bølgelengdene reflekteres mens de blå og røde bølgelengdene absorberes.
Eikeblader
Blader fra eik. Det er fargestoffet klorofyll som gir bladene den grønne fargen.
Av /Unsplash.

Fargestoffer er organiske og uorganiske stoffer som reflekterer lys i den synlige del av spekteret og som brukes for å gi gjenstander og materialer farge.

Faktaboks

Fargestoffer som blir brukt som uløselige pulvere i maling, trykkfarger, plast, gummi, og lignende, kalles pigmenter. Fargestoffer brukes mest til fibrer og stoffer, men også til en rekke andre formål, for eksempel til blekk, stempelfarger, trykksverte, fargepasta, kosmetikk, eller næringsmidler. Begrepet pigment brukes også om den naturlige fargen til mennesker og dyr.

Typiske partikkelstørrelser varierer fra noen få nanometer til flere titalls mikrometer. Fargen på pigmentet er bestemt av hvilke bølgelengder i det innkommende lyset som absorberes og reflekteres. Både materialegenskapene til fargestoffet og størrelsen på partiklene i pulveret påvirker fargen. Noen pigmenter er laget for å gi spesielle lysfenomener, slik som perleglanspigmenter. Det finnes også pigmenter som er fluorescerende eller fosforiserende til bruk i for eksempel selvlysende maling.

Det er vanlig å benytte pigmenter som ikke bare setter farge på et stoff, men også bidrar til å gi det spesielle egenskaper. For eksempel tilsetter man ofte pigmenter til plastprodukter for å gjøre dem mer bestandige mot ultrafiolett stråling. Til maling tilsettes ofte korrosjonshemmende pigmenter. I maling- og lakkteknologien er oljeabsorpsjonstallet og den kritiske pigmentvolumkonsentrasjon (KPVK) viktige for hvor mye pigment som kan blandes inn. I malingsindustrien blir også fyllstoffer eller ekstendere ofte betegnet som pigmenter, selv om disse ikke nødvendigvis brukes som fargestoffer.

Pigmenter kan deles inn i uorganiske og organiske pigmenter.

Uorganiske pigmenter

En blanding av pigmenter; titanhvitt (hvitt pulver), sot (svart pulver) og fluorescein (rødt pulver) og kresolrødt (glinsende pulver).

Uorganiske pigmenter omfatter de naturlige jordfarger eller jordpigmenter som oker, umbra, og grafitt. Videre finnes det mange kunstig fremstilte oksider, kromater, sulfater, sulfider og silikater bestående av aluminium, titan, jern, sink, krom, bly, kobolt og så videre. Eksempler på slike pigmenter er titanhvitt, sinkhvitt, kromgult, mønje, koboltblått og ultramarin. Rene metaller i pulverform, for eksempel aluminium, sink, bronse og stål, brukes ofte som pigmenter. Sot er også et mye brukt pigment i plast og gummi.

Organiske pigmenter

Organiske pigmenter fremstilles stort sett syntetisk og spiller en stadig større rolle på grunn av sin fargekraft, og fordi en del av de nevnte tungmetallholdige uorganiske pigmentene er giftige. Imidlertid er dekkevnen til organiske pigmenter oftest ikke så god som hos de uorganiske. Viktige typer organiske pigmenter er antrakinon-, azo-, dioksazin-, ftalocyanin-, kinakridon- og perylenpigmenter.

Organiske fargestoffer

Organiske fargestoffer er som regel stoffer som virker direkte fargende, spesielt på fiberstoffer som bomull, ull, lin og silke.

De er vanligvis løselige i vann eller de kan overføres til vannløselige forbindelser som så felles ut på eller forbinder seg med det materialet som skal farges.

Syntetiske fargestoffer

Syntetiske fargestoffer har ofte vært kalt tjærefargestoffer eller anilinfargestoffer fordi de opprinnelig ble fremstilt fra steinkulltjærens bestanddeler, i første rekke av anilin.

Naturlige fargestoffer som alizaron, indigo, klorofyll og hematoksylin ble utvunnet av plantemateriale, mens andre, som antikkens purpur og karminsyre, stammer fra dyremateriale. En del av disse naturlige fargestoffer fremstilles nå syntetisk.

Andre viktige syntetiske fargestoffer er for eksempel anilinsvart, anilinblått, antracenblått, biebrichskarlagen, bismarckbrunt, krysoidin, gruppene diazofargestoffer og indantrenfargestoffer, fuksin og rosanilin. Disse syntetiske fargestoffene er nyskapninger som ikke har noe naturlig sidestykke, og antallet er svært stort.

Klassifisering av fargestoffer

Kjemisk klassifiseres fargestoffene etter sin fargende (kromofore) gruppe. Eksempler er

  1. Nitrofargestoffer, for eksempel pikrinsyre og naftolgult.
  2. Azofargestoffer, med azogruppen, -N=N-, for eksempel diamantsvart, bismarckbrunt, kongorødt og ekterødt. Azofargestoffer utgjør en svært stor gruppe.
  3. Ketonfargestoffer med en eller flere ketongrupper, C=O, eller derivater av denne. Herunder kommer alizaringult og indigo.
  4. Kinonfargestoffer inneholder to keton- eller substituerte ketongrupper i en ring. I denne gruppe finnes de viktige og bestandige antracenfargestoffene, for eksempel indantrenfargestoffer, purpurin og alizaron, trifenylmetanfargestoffer, med mer.

Fargestoffer klassifiseres også etter sine egenskaper ved fargingen, eller etter hvordan de må brukes:

  1. Vannløselige fargestoffer, som farger fibrene direkte, herunder de basiske, sure og substantive (direkte) fargestoffer.
  2. Tungt vannløselige fargestoffer som først må overføres i løselig form, kypefargestoffer og svovelfargestoffer.
  3. Beisefargestoffer eller adjektive fargestoffer, som krever et bindemiddel eller en beis på fibrene for å feste seg, f.eks. jern- eller krombeis (se beising).
  4. Utviklings-fargestoffer blir utfelt eller fremkalt på fibrene i uløselig form.

Ektheten eller bestandigheten av et fargestoff er meget viktig. Det skilles mellom lys-, vann-, vaske-, alkali- og syreekthet.

Moderne fargestoffer har en meget stor bestandighet, i mange tilfeller er den større enn fibrenes, spesielt for indantrenfargestoffer.

Historisk utvikling

Grunnlaget for fremstilling av syntetiske fargestoffer ble lagt da man på begynnelsen på 1800-tallet lærte seg å utvinne og fremstille fenol og anilin fra steinkulltjæren. William Henry Perkin fremstilte i 1856 det første syntetiske fargestoff, mauvein, ved oksidasjon av anilin, og i de følgende 20 år ble andre anilinfargestoffer, azofargestoffer og kinonfargestoffer syntetisert.

Den industrielle produksjon av fargestoffer ble særlig utviklet i Tyskland, som i årene 1900–1914 leverte tre fjerdedeler av verdens fargestoffbehov. Under første verdenskrig ble vestmaktene nødt til å produsere fargestoffer selv, og tyskernes monopolstilling opphørte. De viktigste tyske fargestoff-fabrikker ble slått sammen i I.G. Farbenindustrie, og Tyskland hadde i 1936 en produksjon av syntetiske fargestoffer på 100 000 tonn (cirka 40 prosent av verdensproduksjonen). Etter annen verdenskrig har USA, Storbritannia og Sveits dominert verdensmarkedet for fargestoffer.

Fargestoffindustrien var omkring 1900 en av de viktigste grunnpilarer for utviklingen av moderne kjemisk industri. De syntetiske fargestoffene ble skapt i laboratoriene ved systematisk forskning, og fabrikasjonen av fargestoffer ble basert på resultater som noen av datidens dyktigste organiske kjemikere hadde oppnådd. Forskning i egne forskningslaboratorier ble, ved siden av forskning ved universiteter og andre vitenskapelige institusjoner, en nødvendighet for fabrikkene, den gav grunnlaget for fremgangen både i produksjonen av fargestoffer og av en rekke andre nye kjemiske produkter. Utviklingen av fargestoffindustrien ble – også fra begynnelsen av – i høyere grad enn i de fleste andre industrier basert på beskyttelse av metoder og produkter ved patenter.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg