دید رنگ از نور

صنعت رنگ تاریخچه‌ای به قدمت دوران غارنشینی انسان دارد. برای تهیه آن از عناصر شیمیایی مختلفی استفاده می‌شود که بسته به کاربرد متفاوت می‌شوند. رنگ کاربردهای مختلفی در تزئين خانه‌ها، پوشاک، صنایع غذایی، هنری، صنايع کشتيراني و امور ارتباطات، محصولات مصرفي در صنايع هوا-فضا دارد. از رنگ علاوه بر ايجاد زيبايي محيط، جهت حفاظت و مرمت اشيا در مقابل عوامل محیطی استفاده مي‌شود.
تاريخچه
 
اجزاي تشکيل دهنده رنگ‌ها
هر رنگ از دو قسمت اصلي رنگدانه و حامل رنگ تشکيل شده است. رنگدانه ماده رنگي نامحلول در آب است. خاک رس ناخالص رنگي و پودر برف از سنگهاي رنگي مثالی از رنگدانه‌ها هستند. حامل رنگ نیز مايعي است که با رنگدانه مخلوط می‌شود. سفيده تخم مرغ، چسب عسل محلول قند حامل‌ رنگ هستند. امروزه متداول‌ترين حامل‌هاي رنگدانه‌ها را آب يا روغن تشکيل مي‌دهد. از اين‌رو رنگها را به دو دسته رنگ‌هاي روغني و رنگ‌هاي آلي تقسيم مي‌کنند. در میان ترکیبات آلی، مواد شیمیایی رنگی که حامل رنگ شناخته می‌شوند دارای گروه‌های معینی هستند. این گروه‌ها عبارتند از آزوها، کربونیل‌ها، نیتروها، آزومین‌ها، آزوکس‌ها، آتنیل‌ها، و نیتروزوها. حامل رنگ توسط برخی مولکول‌های دیگر که معروف به رنگ‌افزاها هستند، شدت رنگشان تغییر می‌یابد. این رنگ‌افزاها عبارتند از: گروه متوکسی، هیدروکسیل، آمین‌های نوع اول، دو و سوم. گروه کلره، برومو، و آیدو. مثلا: رنگ آلیزارین دارای دو حلقه بنزن، دو گروه کربونیل (رنگ‌زا)، و دو گروه هیدورکسیل یا رنگ‌افزاها می‌باشد.
رنگ‌ها در برابر نور و سایر پدیده‌های محیطی نیاز به حفاظت دارند که اهمیت شناخت ماهیت آن‌ها را بالا می‌برد. به عنوان مثال، رنگ روغنی وقتی کهنه می‌شود تا حدودی شفاف می‌شود. از طرفی به رنگ‌ها عمق بخشیده و تیره‌تر می‌شوند. شدت ظهور این پدیده به میزان رنگدانه، خواص فیزیکی و شیمیایی، و بست دارد که در ادامه با آن‌ها بیشتر آشنا می‌شویم.
 انواع رنگدانه
اکسيدها
•    ليمونيت ( Fe2O3.2H2O ) براي تهيه رنگ قرمز مصرف مي‌شود و يکي از قديمي‌ترين رنگدانه‌هاست.
•    هماتيت ( Fe2O3 ) براي تهيه رنگ قرمز روشن بکار مي‌رود.
•    دي‌اکسيد تيتان ( TiO2 ) براي تهيه رنگ سفيد روشن و بسيار مرغوب که در هوا تيره نمي‌شود، بکار مي‌رود. معمولا آن را با سولفات باريم مخلوط مي‌کنند.
•    اکسيد روي ( ZnO ) که از مهم‌ترين رنگدانه هاي سفيد است و از تجزيه کربنات روي و يا سوزاندن فلز روي در هوا حاصل مي‌شود.
•    سرنج ( Pb2O3 ) که رنگ سرخ يا قرمز تيره دارد و بيشتر براي پوشانيدن سطح قطعات فولادي به‌منظور حفاظت آنها از زنگ زدن کاربرد دارد.
سولفيد روي و ليتوپن
سولفيد روي براي تهيه رنگ سفيد مات مصرف مي‌شود و از مزاياي آن ، اين است که بر خلاف سفيداب سرب در هوا سياه نمي‌شود. اين رنگدانه معمولا در تجارت بصورت مخلوطي از سولفيد روي و سولفات باريم به نام ليتوپن مصرف دارد که رنگ سفيد بسيار مرغوب است.
سفيداب سرب
اين رنگ دانه عمدتا شامل Pb(OH)2 , PbCO3 که از قرن ها پيش شناخته شده بود. قدرت پوشش آنها زياد است، ولي در هوا به‌علت وجود H2O به مرور سياه مي‌شود. براي تبديل مجدد آن به رنگ سفيد مي‌توان از تاثير پراکسيد هيدروژن بر آن استفاده کرد.
دوده چراغ و زغال استخوان
يکي از اجزاي رنگ سياه و مرکب است و براي تغيير رنگ سفيد به ميزان دلخواه نيز مصرف مي‌شود.
رنگدانه‌هاي فلزي
•    مانند پودر آلومينيم در روغن جلا که از آن براي حفاظت وسايل آهني و فولادي استفاده مي شود
•    برنز آلومينيم ( آلياژ Al, Cu ) در روغن جلا که از آن ، براي ايجاد رنگ بسيار زيباي طلايي براي دور قابها و غیره استفاده مي‌شود.
رنگدانه‌هاي الوان
•    رنگدانه‌هاي آبي: مهم‌ترين اين اين رنگدانه‌ها، آبي پروس و آبي نيلي يا لاجورد است. آبي پروس يکي از مهم‌ترين رنگهاي آبي است. لاجورد نيز يکي از رنگ‌هاي آبي مرغوب است که از حرارت دادن مخلوط کائولين، کربنات سديم، گوگرد و زغال سنگ در غياب هوا حاصل مي‌شود.
•    رنگ دانه هاي زرد: مهم ترين اين رنگدانه‌ها، کرومات روي و کرومات سرب است. از قطران زغال سنگ نيز رنگدانه‌هاي الواني بصورت نمک‌هاي نامحلول فلزات بدست مي‌آيد که در هيدروکسيد آلومينين بصورت ژله مي‌بندد. اين ژله را پس از خشک کردن به‌صورت پودر با رنگدانه‌هايي نظير کربنات کلسيم و سيلسس مخلوط مي‌کنند و در انواع رنگهاي مورد نياز بکار مي‌برند.

بست

بست لغتی عمومی است که برای توصیف ماده‌ای به کار می‌رود که با کمک پیوند غیر فلزی آن، دو ماده هم‌جنس و غیرهمجنس را متصل می‌کنند. در شیمی به آن عامل شیرازه، و در هنر به عنوان واسطه شناخته می‌شود. به عنوان مثال بست روغن بزرک به عنوان ماده واسطه در نقاشی رنگ روغن، رنگدانه‌ها را به هم متصل کرده و به زمینه می‌چسباند. بست در رنگماده رنگ روغن همچون محیط انتشاری برای رنگدانه‌ها عمل می‌کند و پس از جذب و پلیمری شدن، رنگماده را مانند آرایه‌ای دو بعدی در برگرفته و فیلم رنگماده یا به اصطلاح لایه رنگ را تشکیل می‌دهد.

رنگ‌هاي روغني
در اين نوع رنگ‌ها، رنگدانه را در يک روغن خشک شونده که استر گليسيرين با اسيدهاي چرب، نظير اسيدهاي اولئيک و يا لينولنيک مي‌باشد، حل مي‌کنند. اين روغن‌‌ها در هوا اکسيده شده، به ترکيبات سير شده تبديل مي‌شوند و لايه‌اي سخت مقاوم و محافظ تشکيل مي‌دهند که از نفوذ آب در رنگدانه جلوگيري مي‌کنند.
رقيق‌کننده
براي رقيق کردن و سهولت کاربرد رنگ بکار مي‌رود و معمولا يک حلال هيدروکربني نظير ترپنتين است که به روغن تربانتين شهرت دارد.
خشک کننده
يکي از اجزاي رنگ‌هاي روغني است که در حقيقت نقش کاتاليزور را در تسريع اکسيداسيون و خشک شدن رنگ‌ها را دارد و معمولا مخلوطي از اکسيد‌هاي سرب، منگنز و کبالت در ( روغن بزرک ) بصورت استر مصرف مي‌شود.

رنگ‌هاي پلاستيکي
با اضافه کردن رزين‌هاي سنتزي نظير رزين حاصل از فنل و فرمالدئيد که خاصيت پلاستيکي دارد، در روغن جلا، رنگ‌هاي پلاستيکي حاصل مي‌شود. اين نوع رنگ‌ها به خاطر دوام و قابل شستشو بودن، اهميت و کاربردهاي زيادي دارند.
رنگ‌هاي لعابي يا مات
با اضافه کردن رنگ‌هايي نظير TiO2 به روغن جلا آن را به صورت مات درآورده، بعد براي مات کردن هر نوع رنگي بکار مي‌رود.
رنگ اتومبيل
اين نوع رنگ‌ها، بايد اين ويژگي را داشته باشند که به‌سرعت در هوا خشک شوند. براي اين منظور، رنگدانه را در حلال‌هاي آلي بسيار فرار نظير استات آميل، استات اتيل يا استات بوتيل حل مي‌کنند. براي رنگ‌هاي متال (فلزي)، از رنگدانه‌هاي فلزي استفاده مي‌شود.
رنگ‌هاي محلول در آب
اين نوع رنگ‌ها از معلق کردن رنگدانه‌ها در آب مخلوط با يک چسب محلول در آب تهيه مي‌شوند. از رنگ‌هاي روغني ارزان‌‍تر هستند و قابل شستشو نمي‌باشند.