Farvestoffer. Etiket fra 1926. Naftol AS/BS er fortsat et vigtigt mellemprodukt ved fremstilling af røde azofarvestoffer til farvning af bomuld.

.

Farvestoffer.

.

Farvestoffer er intenst farvede forbindelser, der især anvendes til farvning af tekstiler og malevarer. Der skelnes mellem farvestoffer og pigmenter: Farvestoffer er opløselige, pigmenter er uopløselige i det opløsningsmiddel, hvori de anvendes. Grænsedragningen er dog vanskelig for organiske pigmenter, idet deres opløselighed ofte er afhængig af temperatur og opløsningsmiddel. Således anvendes ordet farvestof ofte om både de opløselige og de uopløselige farvestoffer — pigmenter.

Stoffernes farver beror på lysabsorption i den synlige del af lysspektret. Fx er et rødt farvestof en kemisk forbindelse, hvis molekyler absorberer alt andet lys end rødt, således at kun rødt lys kastes tilbage fra stoffet (hvide farvestoffer tilbagekaster alt lys, sorte absorberer alt lys). Lysabsorptionen i organiske forbindelser beror på stoffets kemiske sammensætning, og en nødvendig forudsætning for lysabsorption er tilstedeværelse af umættede atomgrupper i stoffets molekyler, såkaldte kromoforer, fx azo-, nitroso- og ketogrupper (hhv. −N=N−, −N=O og =C=O). Et stofs anvendelse som farvestof beror endvidere på dets evne til at blive bundet til det materiale, som ønskes farvet, fx ved adsorption eller kemisk reaktion.

Fremstilling af farvestoffer

Farvestoffer af naturlig oprindelse har været kendt siden antikken, fx alizarin (rødt, fra krapplanten), indigo (blåt, fra indigoplanten) og purpur (dibromindigo, fra purpursnegle); men naturlige farvestoffer blev i sidste halvdel af 1800-t. stort set udkonkurreret af syntetisk fremstillede stoffer. Brug af naturlige farvestoffer er i dag i det væsentlige begrænset til farvning af håndværksfremstillede tekstiler og til farvning af nærings- og nydelsesmidler. Det første syntetiske farvestof var det violette mauvein, opdaget i 1856 i England af W.H. Perkin, og i 1859 fulgte det rødviolette fuchsin, opdaget i Frankrig af F.E. Verguin (1814-64), begge stoffer blev fremstillet med anilin som udgangsmateriale. I 1868 blev den kemiske struktur af alizarin klarlagt, og i 1869 gennemførte A.v. Baeyer den første syntese af indigo. Hermed indledtes en industriel revolution uden fortilfælde, først og fremmest i Tyskland, hvor farvestoffabrikation blev grundlag for skabelse af store kemiske virksomheder, især Agfa, Bayer, Farbwerke Hoechst og Badische Anilin und Soda Fabrik (BASF). Omkring år 1900 var der i Tyskland udtaget 15.000 farvestofpatenter, og den tyske andel af verdensmarkedet for farvestoffer oversteg 80%. Langt de fleste af de i dag benyttede farvestoftyper blev opdaget i den periode. Væsentlige forudsætninger for udviklingen var de store videnskabelige fremskridt inden for den organiske kemi og den lette adgang til vigtige råvarer som benzen, naftalen, antracen mv., alle hidrørende fra oparbejdning af stenkulstjære.

Inddeling af farvestoffer

En almindeligt benyttet inddeling af farvestoffer er baseret på den kemiske struktur af de kromofore grupper. Stoffer, der indeholder en eller flere azogrupper (azofarvestoffer, udgør den største og vigtigste farvestofkategori. Azogruppen er forbundet til to radikaler, begge oftest af aromatisk karakter, og azofarvestoffer fremstilles med vidt varierende kemisk struktur og i farver, der spænder over hele spektret. De udmærker sig ved stor farvestyrke og holdbarhed og er økonomiske i anvendelse. Ketonfarvestoffer er en anden vigtig kategori omfattende antrakinonfarvestoffer (bl.a. alizarin) og indigoide farvestoffer. Antrakinonfarvestoffer er relativt dyre og af relativt svag farvestyrke. Indigo anvendes fortsat i stort omfang, først og fremmest til blåfarvning af denim til jeans mv., hvor indigos relativt lave lys- og vaskeægthed bidrager til at give varen det eftertragtede falmede udseende. Ftalocyaniner er en vigtig kategori af grønne og blå farvestoffer udviklet i 1900-t. Kemisk er de analoge til klorofyl, men udmærker sig til forskel fra dette og andre naturlige pigmenter ved stor holdbarhed, og de har fundet udbredt anvendelse i trykfarver og bilmaling.

En anden almindeligt benyttet inddeling af farvestoffer er baseret på de mekanismer, som binder stoffet til det farvede materiale. Direkte (substantive) farvestoffer er anioniske forbindelser, der er velegnede til farvning af bomuld og hør, til hvis neutrale cellulosemolekyler stofferne bindes ved adsorption eller ved brintbindinger. Sure farvestoffer, fx azofarvestoffer indeholdende sulfonsyregrupper eller fenolgrupper, er velegnede til farvning af uld og silke, til hvis proteinmolekyler stofferne bindes ved saltdannelse. Reaktive farvestoffer, udviklet med begyndelse i 1956, er stoffer indeholdende en særligt reaktiv gruppe, fx monoklortriazin. Gruppen kan indgå i en covalent kemisk binding, fx med hydroxylgruppen i bomulds cellulosemolekyler. Kypefarvestoffer er betegnelsen på vanduopløselige stoffer, fx indigo, som bruges i vandig opløsning på reduceret, farveløs form, og hvor farvestoffet gendannes på det farvede materiale ved efterfølgende oxidation. Disperse farvestoffer er vanduopløselige stoffer; de påføres fra en vandig dispersion og er den vigtigste kategori af stoffer til farvning af syntetiske hydrofobe fibre, især polyesterfibre.

Nogle vigtige uorganiske pigmenter

Hvide pigmenter

navn og formel oprindelse og egenskaber anvendelse
Blyhvidt, Pb(OH)2,2PbCO3 Det ældste kendte dækkende pigment. Ikke syrebestandigt, giftigt. Tidligere kunstnerfarve og tidligere det vigtigste hvide pigment.
Titanhvidt, TiO2 1870. Det vigtigste pigment overhovedet. Ugiftigt. Største brydningsindeks af alle hvide pigmenter. Fremstillet industrielt siden 1917. Maling, papir, linoleum, keramik, kosmetik m.m.
Tungspat, BaSO4 1700-t., Italien. Upåvirkeligt af syrer og baser. Fyldstof, ikke-dækkende pigment. Fortætningspigment til malingsfilm. Ofte sammen med blyhvidt.
Zinkhvidt, ZnO 1824, England. Reagerer med syrer og baser. Svampehæmmende. Mindre dækkende end titanhvidt. Sammen med titanhvidt, øger stabiliteten i oliemaling i lille omfang.

Blå pigmenter

navn og formel oprindelse og egenskaber anvendelse
Berlinerblåt, Fe4(Fe(CN)6)3·16H2O 1704, Tyskland. Udmærket lysægthed, stor absorptionskoefficient og god dækkeevne. Kunstnerfarve.
Ultramarin, Na8Al6Si6O24S2 Har været kendt i mere end 5000 år som finmalet lazursten (lapis lazuli). Absolut lysægte og varmebestandigt. Ringe dækkeevne. Kunstnerfarve. Syntetisk ultramarin anvendes i farve- og lakindustri.
Cobaltblåt, Thénards blåt, CoAl2O4 1777, Sverige, 1803, Frankrig. Meget varmebestandigt og lysægte. Syre- og basebestandigt. Kunstnerfarve.

Grønne pigmenter

navn og formel oprindelse og egenskaber anvendelse
Chromoxidgrønt, Cr2O3 1809. Varmebestandigt. God lysægthed og udmærket dækkeevne. Snavset grøn nuance. Maling og lak. Camouflagemaling.
Scheeles grønt, CuHAsO3 1778 af C.W. Scheele. Ringe lys- og vejrægthed. Giftigt. Historisk interesse. Muligvis årsag til kejser Napoleons død på St. Helena.
Malakit, CuCO3,Cu(OH)2 Fra de ældste tider. 3000 f.Kr., Egypten. Reagerer med syrer. Farven kendes fra ir på kobbertage. Tidligere brugt som kunstnerpigment og til kosmetik.

Gule pigmenter

navn og formel oprindelse og egenskaber anvendelse
Jernoxider, FeO(OH), okker, Fe(OH)3, umbra (brun) Disse jordfarver hører til de ældste naturlige farvemidler. Lysægte, men ikke varme- og syrebestandige. Ved opvarmning tabes krystalvand, og det bliver rødt Fe2O3. Brugt til tusinde år gamle hulemalerier. Kosmetikfarver. Bruges i trælak og imprægneringsolie. Til toning af hvid maling.
Chromgult, PbCrO4 Omkring år 1800. Det vigtigste gule pigment. God lysægthed, men mørkner efterhånden. Angribes af syrer og baser. Giftigt på grund af stort blyindhold. Tidligere i malevarer, plastvarer og i malet legetøj.
Cadmiumgult, CdS Omkring 1818, Frankrig. Stor lysægthed, meget varmebestandigt, opløses af syrer. Giftigt på grund af tungmetallet Cd. Kunstnerfarve. Tidligere brugt til farvning af plast, stabiliserer plastprodukter.

Røde og orange pigmenter

navn og formel oprindelse og egenskaber anvendelse
Jernoxidrødt, Fe2O3 Har været brugt siden antikken. Alle ægtheder er særdeles gode, ligeså dækkeevnen. Opløses af syrer. I alle typer bindemidler, toning af røde organiske blandinger. Kosmetik m.m.
Cinnober, HgS Siden forhistorisk tid. Ringe lysægthed. Giftigt på grund af kviksølv. Kunstnerfarve. Brugt rituelt af bl.a. indianerne.
Blymønje, mønje, Pb3O4 Kendt siden antikken. Som farvende pigment nedbrydes det let. Giftigt. Tidligere rustbeskyttelsespigment.
Chromorange, PbCrO4,PbO Omkring år 1800. Se chromgult. Tidligere til oliefarver, lakker og trykfarver.
Cadmiumorange og cadmiumrødt, CdS, CdSe Cadmiumsulfid-selenid bliver mere rødt, jo højere indholdet af selenid er. Stor lysægthed og temperaturstabilitet. Giftigt pga. cadmium. Automobillakker. Kunstnerfarve. Indfarvning af plast. Må ikke bruges til fødevarebeholdere.

Sorte pigmenter

navn og formel oprindelse og egenskaber anvendelse
Carbon black, sod, C Siden 1864 fremstillet ved ufuldstændig forbrænding af mineralolieprodukter. Findes i mange kvaliteter. Kornstørrelse ned til 0,01 μm. Maling, toning, trykfarve.
Jernoxidsort, Fe3O4 Ægtheder som jernoxidrødt. Grundmaling.

Kilde: Henrik Parbo Bag den farvede virkelighed, 1986

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig