Barwniki mineralne

Farby i barwniki są stosowane przez artystów od czasów prehistorycznych. Aż do bieżącego wieku ogromna większość barwników była pochodzenia mineralnego.

Pigmenty (barwniki) są substancjami nadającymi farbom ich właściwą barwę. Niektóre pigmenty służą do otrzymania jednej barwy, z innych można otrzymać szereg różnych odcieni.

PRZYGOTOWANIE

Przez tysiące lat minerały odgrywały ważną rolę w przygotowywaniu farb i innych materiałów artystycznych. Na całym świecie malarze zwykle gruntowali płótno lub drewno przez pokrycie ich warstwą drobno zmielonego gipsu lub kredy. Farby nakładano na podłoże wykonywane z białego węglanu ołowiu otrzymywanego z minerału cerusytu. Technika ta zaczęła stwarzać problemy wraz z nadejściem rewolucji przemysłowej w XIX wieku. Rozwój przemysłu spowodował uwolnienie do atmosfery dużych ilości siarkowodoru, który w reakcji z białym węglanem ołowiu przeobrażał go w czarny siarczek ołowiu. Odkryto ponadto trujące własności soli ołowiu, co spowodowało konieczność zastąpienia barwników ołowiowych innymi pigmentami.

Wiele farb zawiera wypełniacze — substancje będące nośnikami środków barwiących, odgrywające także ważną rolę w ich osadzaniu na podłożu. Jako wypełniaczy stosuje się wiele substancji pochodzenia mineralnego, najczęściej kaolin lub kredę.

BIAŁY BARWNIK

Najważniejszym białym pigmentem jest współcześnie dwutlenek tytanu. Stosuje się dwa typy bieli tytanowej: jedną otrzymuje się z rutylu, drugą z anatazu lub ilmenitu. Pigment otrzymany z rutylu jest lepszy do wyrobu farb emulsyjnych i z połyskiem. Pigment z anatazu daje doskonałą biel, ale nie jest zbyt odporny na działanie czynników atmosferycznych i jest stosowany głównie do malowania wnętrz.

Cynkit (minerał o składzie ZnO — tlenek cynku) jest znany jako pigment do farb artystycznych pod nazwą biel chińska Stosuje się go szczególnie w ciepłym, wilgotnym klimacie, gdyż posiada własności grzybobójcze. Siarczek cynku jest także białym pigmentem, ale ustępuje pod względem trwałości bieli tytanowej.

OCHRA

Jednym z ważniejszych mineralnych pigmentów od czasów starożytnych jest substancja nazywana ochrą. Chociaż nazwa ta pochodzi od greckiego słowa okbros, co znaczy „jasnożółty” obejmuje się nią naturalne pigmenty o szerszej palecie barw, które są ziemistymi odmianami tlenków żelaza. Pigment, znany jako brunatna ochra, otrzymuje się z limonitu; czerwona ochra zawiera głównie hematyt, zaś żółta ochra ma skład zbliżony do goethytu. Wszystkie te substancje są pospolicie spotykanymi w przyrodzie minerałami zawierającymi tlenki żelaza.

SIENNA

Pigment o nazwie sienna jest zwykle brunatny i pochodzi z okolic Sienny we Włoszech, od które) wziął swoją nazwę. Sub-stancja ta ma zmienny skład chemiczny, ale zawiera zazwyczaj nie mniej niż 40% i nie więcej niż 70% tlenków żelaza oraz nieznaczne ilości dwutlenku manganu. Jeśli wydobytą kopalinę, znaną jako „surowa sienna”, poddać ogrzewaniu w wysokiej temperaturze, ulegnie ona dehydratacji i przejdzie w jaśniejszy pomarańczowo-czerwony pigment zwany „sienną paloną”.

UMBRA

Umbra jest innym naturalnym pigmentem zawierającym tlenki Żelaza, Ma on brunatną, ciemniejszą barwę od sienny i pochodzi głównie z Cypru. Nieprzetwarzany pigment jest znany jako „surowa umbra". Po wyprażeniu otrzymuje się „paloną umbrę” o barwie nawet ciemniejszej niż wyjściowa.

ŻÓŁCIEŃ KADMOWA

Siarczek kadmu daje pigment znany jako żółcień kadmowa. Obecnie większość tego pigmentu otrzymuje się syntetycznie, ale można go uzyskać również z występującego w przyrodzie minerału greenockitu.

CYNOBER

Ważny, czerwony pigment otrzymywano z cynobru (minerał o składzie siarczku rtęci). Współcześnie intensywnie czerwone pigmenty otrzymuje się syntetycznie na bazie selenku kadmu. Pigment ten artyści określają nazwą „czerwień kadmowa”.

Żółte i zielone pigmenty można otrzymać przez przeróbkę minerału chromitu (złożony tlenek żelaza i tytanu, zawierający często także domieszki magnezu i glinu).

LAPIS LAZULI

Niebieskie pigmenty występują w przyrodzie rzadziej niż żółte łub czerwone. Błękity i zielenie stosowane przez malarzy, są niekiedy oparte o związki miedzi występujące w przyrodzie jako minerały lub produkty ich przeróbki. Ceniony niebieski pigment otrzymuje się z lapis lazuli (minerału o nazwie lazuryt, który jest zawierającym siarkę glinokrzemianem sodu i wapnia).

Ultramaryna jest znanym od starożytności pigmentem otrzymywanym pierwotnie przez zmielenie lapis lazuli wydobywanego ze złóż w Afganistanie. Obecnie uzyskuje się go syntetycznie przez prażenie mieszaniny kaolinu i siarczanu sodowego z dodatkiem sody, węgła i siarki. Chociaż ultramaryna odznacza się generalnie intensywną, jasno-niebieską barwą, można uzyskać także odcienie fioletu przez prażenie powyższej mieszaniny z dodatkiem chlorowodoru.

CZARNE PIGMENTY

Czarne pigmenty otrzymuje się z węgla drzewnego i innych odmian węgla. „Czernie węglowe" powstają przez kontrolowane, niecałkowite spalanie oleju lub gazu ziemnego przy ograniczonym dopływie tlenu. Tworzy się wówczas powszechnie znana sadza, będąca bezpostaciową odmianą węgla.