Pigments inorganiques et pigments organiques

Les couleurs occupent une place importante dans notre vie quotidienne. Qu'il s'agisse des vêtements, des cosmétiques et des décorations dont nous nous entourons, des aliments que nous mangeons ou de la façon dont nous communiquons, la couleur est un élément essentiel de la vie, servant à la fois des objectifs esthétiques et fonctionnels. C'est pourquoi la fabrication des couleurs est un élément important de l'industrie - mais comment la couleur est-elle produite ? Les colorants utilisés dans la fabrication des textiles et des cosmétiques sont produits à partir de pigments. Les pigments sont des matières solides insolubles qui améliorent l'apparence d'un support ou lui donnent de la couleur. Comme ils sont insolubles, ils sont ajoutés au milieu en les broyant en une fine poudre et en les mélangeant à la solution. Les pigments modifient la façon dont la lumière se transmet ou se reflète sur une surface en absorbant certaines longueurs d'onde de la lumière. Il existe deux principaux types de pigments : les pigments organiques et les pigments inorganiques. Il est important de comprendre ce que sont ces types de pigments et en quoi ils diffèrent.

Dans cet article, vous apprendrez :

Pigments inorganiques
Liste d'exemples de pigments inorganiques
Pigments organiques
Liste d'exemples de pigments organiques
Principales différences entre les pigments organiques et inorganiques
Comment décider d'utiliser des pigments organiques ou inorganiques ?
Pigments organiques et inorganiques sur le marché

Pigments inorganiques

Les pigments inorganiques ne sont pas basés sur des chaînes et des anneaux de carbone. Ils sont constitués de minéraux broyés à sec, généralement des métaux et des sels métalliques. En raison de leur composition, les pigments inorganiques sont généralement plus opaques et plus insolubles que les pigments organiques. En général, les pigments inorganiques sont les plus couramment utilisés dans l'industrie, en raison de leur résistance à la lumière et de leur faible coût.

Les pigments inorganiques ont tendance à être un choix populaire dans l'industrie pour de nombreuses raisons, mais ils ont leurs inconvénients.

Propriétés des pigments inorganiques

Les propriétés positives et négatives les plus importantes des pigments inorganiques sont les suivantes :

Excellente résistance à la décoloration: L'un des avantages des pigments inorganiques est leur excellente résistance à la décoloration lorsqu'ils sont exposés à la lumière. Ils ont également tendance à être plus résistants à la décoloration lorsqu'ils sont exposés à l'air libre et à la chaleur.
Rentabilité: Les pigments inorganiques sont généralement moins chers à produire, en particulier dans les grandes quantités nécessaires aux applications industrielles. Cela est dû en grande partie aux réactions chimiques relativement simples nécessaires pour produire des pigments inorganiques.
Faible tonalité: Bien que les pigments inorganiques aient tendance à bien conserver leur couleur, la couleur qu'ils produisent eux-mêmes est souvent terne. L'amélioration de la tonalité et de la luminosité n'est souvent possible qu'en mélangeant les pigments inorganiques avec des pigments ou des colorants organiques.
Toxicité: Les pigments inorganiques ont tendance à être plus nocifs pour l'environnement en raison de la présence de sels de plomb dans leur composition. Certains sont même carrément toxiques , comme les pigments à base de plomb.

: Le dioxyde de titane est l'un des pigments inorganiques les plus utilisés. Ce pigment blanc opaque a été mis au point au 20e siècle et est extrêmement populaire en raison de son excellente qualité de couleur, de son pouvoir couvrant élevé, de sa nature non toxique et de son coût raisonnable. Il est le plus souvent utilisé aujourd'hui pour donner de l'opacité et éclaircir d'autres couleurs. Le dioxyde de titane est le plus souvent désigné sous le nom de blanc de titane.

: Les pigments de dilution du blanc sont couramment utilisés dans l'industrie pour améliorer certaines propriétés tout en maintenant les coûts à un niveau bas. Parmi ces pigments, on peut citer le carbonate de calcium, le sulfate de calcium et les argiles de Chine. La silice diatomée est un autre type courant d'extenseur blanc fabriqué à partir de restes de vie marine.

: Les pigments noirs sont principalement créés à partir de particules de carbone. Par exemple, le noir de carbone est le pigment le plus couramment utilisé dans les encres d'imprimerie noires.

: Également connus sous le nom de pigments naturels d'oxyde de fer, les pigments de terre d'oxyde de fer comprennent à la fois des oxydes et des hydroxydes d'oxyde de fer. Ce groupe de pigments crée les ocres, siennois et ombres terreux que l'on trouve le plus souvent dans les peintures. L'hématite est l'oxyde de fer le plus couramment utilisé pour les couleurs rouges comme la terre de sienne, tandis que l'hydroxyde de goethite se retrouve dans les ocres jaunes. Les oxydes de fer et de manganèse sont utilisés pour produire des teintes brunes.

: Le chimiste français Nicolas-Louis Vaquelin a découvert le chrome en 1797 et l'a baptisé ainsi parce qu'il permettait de créer de nombreux composés colorés. En 1809, l'oxyde de chrome a été utilisé comme émail dans les usines de porcelaine, et il a été utilisé comme pigment dans les peintures dès 1812. Sur le marché moderne, les composés de chrome sont utilisés pour produire des jaunes, des oranges et des verts éclatants.

: Plusieurs composés du cadmium sont aujourd'hui utilisés dans l'industrie pour produire une gamme de jaunes, d'oranges, de rouges et de marrons. Ces composés sont le plus souvent utilisés pour colorer les plastiques , mais ils sont également utilisés dans les céramiques, le verre et la peinture.

: L'aluminium et le bronze sont souvent utilisés dans l'industrie pour créer des encres métalliques.

: Ce pigment à base de fer est également appelé bleu de Prusse, un nom qui trouve son origine au XVIIIe siècle dans le fait que ce composé était utilisé pour teindre les uniformes de l'armée prussienne. Composé de cations de fer, d'anions de cyanure et d'eau, le bleu de fer prend sa couleur bleu foncé par oxydation.

Pigments organiques

Les pigments organiques sont basés sur des chaînes et des anneaux de carbone. Si certains contiennent des éléments inorganiques comme stabilisateurs, les pigments organiques se définissent principalement par ce facteur. Ces chaînes de carbone solides les rendent également très stables.

Les pigments à base de carbone sont dérivés d'animaux, de légumes ou de la chimie organique synthétique. Alors que les pigments traditionnels étaient généralement créés à partir de la flore et de la faune, la majorité des pigments modernes sont issus de la chimie organique de synthèse. Les pigments organiques synthétiques sont le plus souvent dérivés d'hydrocarbures aromatiques, notamment de goudrons de houille et d'autres produits pétrochimiques.

Qualités des pigments organiques

Les pigments organiques se distinguent par les qualités suivantes :

Qualité de la couleur : Bien que la plupart des pigments organiques soient considérés comme transparents, leur tonalité est inégalée. Les pigments organiques se caractérisent par des couleurs vives et riches. Malgré leur transparence, ils permettent souvent d'obtenir des teintes puissantes.
Prix élevés : Les pigments organiques ont tendance à être plus chers à produire, en particulier les pigments organiques synthétiques. La production de pigments synthétiques nécessite une grande quantité de traitements chimiques, ce qui augmente le coût par volume.
Résistance variable à la lumière : Il existe de nombreuses variétés de pigments organiques, mais la plupart d'entre eux ont tendance à mal se comporter lorsqu'ils sont exposés à la lumière. Si certains résistent bien à l'exposition à la lumière et à la chaleur, beaucoup se décolorent avec le temps.

Les pigments organiques ont tendance à être moins populaires dans la plupart des industries que les pigments inorganiques, à l'exception des peintures d'artistes. Toutefois, les pigments organiques sont fréquemment utilisés à moindre échelle en combinaison avec des pigments inorganiques, car cette méthode améliore la qualité de la couleur d'un produit.

: Produit à partir de la racine de la garance, qui produit également la teinture d' alizarine , le cramoisi d'alizarine est un pigment synthétique qui s'est imposé au début du 19e siècle. Également connu sous le nom de rouge de garance, ce pigment peut être utilisé pour produire différentes nuances de rouge et de rouge-violet.

: Les pigments azoïques se caractérisent par le fait qu'ils contiennent un groupe d'azote, mais ils sont historiquement importants car ils constituent l' un des premiers pigments organiques synthétiques . Les pigments azoïques, dont la couleur est nettement plus stable que celle de nombreux autres types de pigments organiques, sont à l'origine de nombreux pigments organiques rouges, orange et jaunes présents sur le marché aujourd'hui.

: Les phtalocyanines de cuivre dominent l'industrie des pigments depuis leur introduction en 1935 . Caractérisé par une teinte brillante, une résistance élevée, un faible coût et une étonnante solidité des couleurs malgré son origine organique, ce pigment est couramment utilisé pour produire des bleus et des verts intenses.

: Découvert dans les années 1950, le quinacridone est un pigment commun utilisé dans l'industrie et la peinture pour produire des rouges et des violets. Contrairement à de nombreux pigments organiques, la quinacridone présente une excellente stabilité à la lumière, à la chaleur, aux alcalis et aux solvants.

Principales différences entre les pigments organiques et inorganiques

Les pigments organiques et inorganiques sont intrinsèquement différents au niveau chimique, mais les différences vont encore plus loin. Lorsque vous comparez les deux types de pigments, tenez compte des différences suivantes entre les pigments organiques et les pigments inorganiques :

Luminosité
Stabilité chimique
Couleur
Coût
Dispersion
Absorption de la lumière
Taille
Surface

: Les pigments organiques sont généralement plus brillants et de meilleure qualité tonale que les pigments inorganiques. Toutefois, cette couleur a tendance à ne pas durer. Pour les produits de longue durée, les producteurs préfèrent les pigments inorganiques car ils ont tendance à mieux conserver leur couleur en présence de lumière et de chaleur que les pigments organiques.

: Si les pigments organiques sont très stables en eux-mêmes, ils se dissolvent en présence de solvants organiques et chauffent plus facilement que les pigments inorganiques. Par conséquent, les pigments inorganiques ont tendance à être plus fiables dans diverses applications.

: La variété des couleurs disponibles varie entre les pigments organiques et inorganiques - les pigments inorganiques se déclinent en une gamme plus large que les pigments organiques.

: Les colorants pigmentaires inorganiques sont plus économiques que les colorants organiques. Cette différence de coût s'explique en grande partie par les différences de fabrication. Alors que les pigments organiques doivent subir un traitement chimique important pour obtenir un produit final, les processus requis pour les pigments inorganiques sont comparativement minimes.

: Les pigments inorganiques sont plus faciles à disperser que les pigments organiques. Par conséquent, les pigments inorganiques sont plus faciles à utiliser dans la production à grande échelle et peuvent être utilisés pour une plus grande variété d'applications.

: Les pigments agissent en absorbant sélectivement les longueurs d'onde de la lumière, mais le processus par lequel cela se produit diffère entre les pigments organiques et les pigments inorganiques. Dans les pigments organiques, les systèmes conjugués de doubles liaisons au sein des molécules absorbent la lumière. Dans les pigments inorganiques, en revanche, la lumière est absorbée par transfert d'électrons.

: Les pigments organiques et les pigments inorganiques diffèrent par la taille de leurs particules - les pigments inorganiques ont des tailles moyennes de particules nettement plus grandes que les pigments organiques. Les particules plus grosses diffusent plus efficacement la lumière, l'empêchant de passer à travers la substance, ce qui se traduit par une meilleure opacité. C'est pourquoi les pigments organiques sont considérés comme transparents alors que les pigments inorganiques sont opaques.

: Si les pigments organiques ont tendance à être plus petits que les pigments inorganiques, leur surface est généralement plus grande. Par conséquent, les pigments organiques ont tendance à créer des couleurs plus fortes et plus vives.

Comment décider d'utiliser des pigments organiques ou inorganiques ?

Lorsqu'il s'agit de déterminer le type de pigment à utiliser pour votre projet, vous devez tenir compte des différences entre les pigments organiques et inorganiques et de la manière dont ils affecteront votre produit. Il est important de tenir compte de ces facteurs et de les classer par ordre d'importance pour décider du type de pigment à utiliser. Par exemple, si votre projet nécessite des couleurs vives et qu'il est peu probable qu'il soit exposé à des conditions extérieures, les pigments organiques peuvent constituer le meilleur choix. En revanche, si l'éclat des couleurs n'est pas aussi important que la résistance des couleurs, les pigments inorganiques peuvent être la meilleure option pour votre application.

En général, les trois facteurs suivants sont les plus importants :

: Déterminez si l'opacité de la couleur est importante pour votre projet. Les pigments organiques sont transparents, tandis que les pigments inorganiques sont opaques. Cela signifie qu'une seule couche de pigment organique peut ne pas être suffisante pour créer une bonne couche de couleur, mais qu'une seule couche de pigment inorganique peut fournir une couverture suffisante pour dissimuler la couche de couleur.

: Si l'éclat des couleurs est important pour votre projet, rappelez-vous que les pigments organiques ont tendance à créer des couleurs plus vives que les pigments inorganiques. Dans certains cas, les pigments ou colorants organiques peuvent être utilisés avec des pigments inorganiques pour créer des couleurs plus vives.

: Si votre projet doit être exposé à la lumière et aux intempéries et que vous souhaitez qu'il conserve sa qualité de couleur, les pigments inorganiques peuvent être plus appropriés. Alors que les pigments organiques sont plus brillants, les pigments inorganiques résistent mieux à la lumière du soleil, aux intempéries et à l'exposition aux produits chimiques. Il existe quelques exceptions à cette règle, et il convient donc d'envisager des pigments organiques résistants à la lumière si l'éclat est aussi important que la résistance.

Pigments organiques et inorganiques sur le marché

Bien que les pigments organiques et inorganiques aient des propriétés et des avantages très différents, ils connaissent tous deux une excellente croissance sur le marché. Le marché des pigments organiques était évalué à environ 3,51 milliards de dollars en 2017 , et les projections montrent qu'il atteindra 4,89 milliards de dollars d'ici 2024, avec un taux de croissance annuel composé de 4,8 % entre 2018 et 2024 . L' industrie des pigments inorganiques, quant à elle, était évaluée à environ 20,7 milliards de dollars en 2017 , et le marché mondial devrait croître à un taux de croissance annuel composé de 3,7 % entre 2018 et 2026.

La différence de valeur marchande est en grande partie liée aux propriétés de stabilité et de dispersion des particules des pigments inorganiques, qui les rendent plus utiles pour les industries de la peinture et des cosmétiques. L'industrie des pigments inorganiques a connu récemment un certain ralentissement en raison des préoccupations environnementales liées aux sous-produits métalliques du processus de production, mais cela n'a représenté qu'un recul mineur sur le marché.

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