Красители vs пигменты

Мы привыкли вольготно использовать термины и обозначения, не особо задумываясь над их смыслом, а ведь таким образом мы не только вносим некоторую сумятицу в диалог со знающим человеком, но и сами лишаем себя понимания предмета.

Сегодня попытаемся разобраться, в чем же разница между красителями и пигментами и чем нам грозит неправильное применение этих веществ.

На косметическом рынке можно увидеть множество предложений с красителями для мыла, свечей, с пигментами, пигментными красителями, пищевыми красителями, глиттерами, перламутрами… Однако в реальности, чтобы понять физические свойства красителя или пигмента, нужно окунутся в технологию производства. Мы не будем вдаваться глубоко в данный предмет – не будет чертежей мельниц для пигментов или классификаций по хромофорным группам. Строго говоря, для производства мыла, свечей или кондитерки и шоколада нужно уяснить только несколько важных моментов.

Краситель – это вещество, которое окрашивает конечный продукт, растворяясь в нем, то есть, вступая в химическую реакцию с основой. Он обязательно обладает свойством миграции. Например, пищевой краситель обладает прекрасными красящими свойствами и одинаково хорошо окрашивает пищу, мыло или свечи. Однако в мыльной основе он будет неизменно мигрирующим. Дело в том, что химическая реакция его растворения не заканчивается после застывания мыла, и если такой кусок мыла положить на лист белой бумаги, то через какое-то время бумага под ним окрасится в цвет мыла.

Пигмент – это мелкодисперсное вещество, которое инертно химически к среде и окрашивает только благодаря своей пылеобразной форме. Так как никаких химических реакций не происходит, а фрагмент пигмента хоть и очень мелкий, все же крупнее молекул, никакой миграции при окрашивании происходить не может. Конечно никто не отменял процесса диффузии, поэтому сами слои той же мыльной основы с годами могут проникать друг в друга перенося и пигмент, но данный эффект столь незначителен и растянут во времени, что им смело можно пренебречь. Тем более что происходит не перемещение пигмента между слоев, а смешение окрашенных слоев между собой.

Итак, с этим мы разобрались: краситель – мигрирующий, пигмент – не мигрирующий. Что же еще желательно знать об этих веществах.

Теперь рассмотрим эти два класса более подробно.

Краситель

Красители обычно — органические вещества. Их можно получить даже в домашних условиях. Органика извлекается из насекомых и растений. Такие красители растворимы в воде, маслах и спирте. Отличительная особенность красителя — способность пропитывать окрашиваемый материал, поэтому их используют в пищевой промышленности, при окраске тканей, бумаги, древесины, меха, волос и кожи. Они используют процессы диффузии и дают цвет по всему объёму, фиксируясь тем или иным способом на активных центрах — процессы сорбции.

Красители растворимы в красильной среде (растворителе). В процессе окрашивания они проникают внутрь материала и образуют более или менее прочную связь с волокнами. У красителей также есть разделение по различным классам.

Самый известный в повседневной жизни вид красителя – пищевые красители. Они безопасны, так как разрешены для применения в пищевых продуктах, они дают очень яркие и интенсивные цвета, они мигрирующие и не очень стойкие. Это водорастворимые красители и продаются они, как правило, в жидком виде, однако бывают доступны и порошками.

Есть жирорастворимые красители – это синтетические соединения. Они прекрасно подходят для окрашивания свечей ручной работы и также обладают яркими оттенками, они более устойчивы и, как следует из названия, не растворяются в воде, зато прекрасно расходятся в парафине, воске, или стеарине. Впрочем, даже обычное масло отлично ими окрашивается. Используются они не только для свечей, но и для окраски пластмасс, бензинов, искусственных кож, резины, технических жиров, масел, материалов бытовой химии (мастик, лаков, обувных кремов и др.). Иногда они используются и в кондитерской и косметической промышленностях, но в таком случае, такой краситель должен иметь соответствующий сертификат безопасности. Мыло окрашивается такими красителями особенно хорошо, однако они сильно мигрируют. Поставляются с производства в порошке.

Важный момент таких красителей – концентрация. Это действительно высококонцентрированные вещества, в некоторых случаях производитель даже указывает расход от 7 до 10 г. на тонну! По это самой причине нередко для конечного потребителя, который хочет просто сделать свечи ручной работы, их приходится предварительно подготавливать – его разводят в том же парафине, воске, стеарине или маслах, делая своеобразный концентрат красителя уже в основном веществе. Таким красителем удобно пользоваться, отрезая от парафинового куска необходимое количество красителя на одну-две свечи. Кроме того это гораздо безопаснее и чище, ведь порошкообразные вещества не только невероятно пыльные и красящиеся, но и не безопасные при дыхании.

Бывают еще спирторастворимые, ацетонрастворимые, дисперсные, кислотные, сернистые, протравные красители и так далее. Как несложно догадаться, в их названии заложено свойство растворения в каких-либо веществах. Данные классы нам не интересны, так как в косметике и пище не применяются.

Распространенным представителем органики является краплак, извлекаемый из корней марены или крапа. Еще одно вещество растительного происхождения — индиго, получаемое из вайды. Современная промышленность также производит синтетическое индиго. Из морских моллюсков получают светло-коричневые цвета. Методом прокаливания из органического сырья можно получить черные красящие вещества. Существует большое количество природных красителей - красный сандал, кверцитрон, кармин, сепия, кампешевое дерево и т.д. Кампешевое дерево растет в Южной Америке, сандал - в Южной Азии, сепию добывают из каракатиц, кармин - из кошенили (крошечных насекомых).

Можно получить красители и из менее экзотических источников. Как было сказано выше, получить органический краситель в домашних условиях несложно - измельчить растения или какие-либо их части и долго кипятить в воде, чтобы получился концентрированный отвар.

Например:

Красный краситель можно получить из стебля зверобоя (отвар надо подкислить) или из корня подмаренника, из вымоченной ольховой коры или корней конского щавеля (прибавить к готовому отвару немного алюминиевых квасцов - иначе цвет будет тусклым).

Синий краситель дома можно получить из лекарственного растения - корней девясила. Для этого корни надо сначала подержать в нашатырном спирте - водном растворе аммиака. Синий краситель можно добыть также из цветов живокости и корней птичьей гречишки.

Зеленый краситель извлекают из листьев трилистника (лекарственная трава). Не такой яркий, но, тем не менее, красивый серо-зеленый краситель можно получить из листьев и стеблей манжетки, перед приготовлением отвара их необходимо тщательно измельчить.

Желтый краситель дают многие растения: дрок красильный, орешник (кора), ольховидная крушина (кора, листья, ягоды), подмаренник (цветы). Из плодов барбариса получается желтый краситель с лимонным оттенком.

Коричневый краситель известен нашим бабушкам издавна. Помните, как яйца красят на Пасху, отваривая их с луковой шелухой. Так что если отварить в воде сухую кожуру репчатого лука, то получается коричневый краситель разных оттенков - от почти желтого до темно-коричневого. Другой источник такого красителя - сухая кора жостера.

Фиолетовый краситель, конечно же, дают ягоды черники и ежевики, он не очень стоек, но вполне может пригодиться для акварельных красок. Оранжевый краситель получается из стеблей и листьев чистотела.

Черный краситель прекрасно выходит при добавлении железного купороса в любой из выше приготовленных отваров - почти все отвары содержат дубильные вещества типа танина, и в присутствии солей двухвалентного железа они становятся черными. Ну а второй способ - отвар из ягод и корней воронца. Для органики характерна меньшая прочность в сравнении с минеральными красителями.

Пигмент

Пигменты большей частью — мелкая дисперсия минералов, разумеется, они нерастворимы. В краске они находятся в связующем веществе (воде, олифе, нитроцеллюлозе и др.). Если говорить о минеральных красках, то свойства краски зависят больше от основания, чем от пигмента, и связь с окрашиваемым материалом обеспечивает связующее.

Однако пигменты – это не только минералы, помимо природных неорганических пигментов бывают синтетические, металлические и даже органические (биологические) пигменты. Хороший пример пигмента – глиттер и перламутр. Да-да, это тоже пигмент. Вообще самые известные у мыловаров пигменты – это перламутр, глиттер и диоксид титана (используется как белый краситель не только в мыловарении, но и в косметике в общем). И как знают многие мыловары, они никуда не мигрируют. Просто все тут зависит от размера частиц. Глиттер – это крупные частицы, перламутр – это перемолотый глиттер. Пигмент - это измельченный перламутр. На самом деле не так, это самостоятельные в большинстве своем неорганические соединения, но для понимания процесса можно сделать такое допущение.

Ну а пигментные пасты – это перетертый пигмент в еще более мелкую фракцию. Есть даже водные пигментные пасты, однако это совсем не значит, что в воде действительно растворен пигмент – мы ведь теперь знаем, что он нерастворим. Это взвесь, суспензия пигмента в воде - специальными мельницами пигмент перетирают до такого состояния, что он не может осесть в виде осадка в водной среде. Собственно тут и начинается самое интересное - путь красителя для мыла. Но мы к нему еще вернемся, а пока продолжим про пигменты.

Наиболее известные пигменты – это диоксид титана, свинцовые и цинковые белила (белые), охра, сурик, киноварь, аурипигмент, желти кобальтовая, неаполитанская, цинковая и проч. (красные и желтые), берлинская лазурь, ультрамарин, азурит, индиго, кобальт синий (синие), кобальтовая зелень, ярь-медянка, брауншвейгская зелень, зеленый крон (зеленые), сажа, уголь, сажа газовая, франкфуртская чернь (черные), марганцовая коричневая, кассельская коричневая умбра, колькотар (коричневые). Итак, пигменты бывают минеральными – как правило, это такие мутные тона, хоть и разного цвета. Если взять старый советский пластилин, сейчас такой тоже бывает – там все цвета приглушенные, «грязные», типа кирпичного – это и есть минеральный пигмент. Синтетический пигмент дает большую палитру цветов, на примере того же пластилина – современные неоновые, кислотные цвета, впрочем он же может быть и в пастельных тонах, и бледный – это синтетические или синтетически-минеральные пигменты (они бывают комбинированные).

Кроме того пигменты делятся по способу получения: пигменты на основе оксида железа, пигменты на основе оксида хрома, пигменты на основе свинца, меди и сажи и отдельно стоят белые пигменты. Не все пигменты одинаково полезны! Какие-то пигменты можно применять в косметическом производстве, какие-то только для окраски цементов и бетонов, третьи в минеральных красках, четвертые… В общем видов много, и зависят они от чистоты конечного материала, от способа получения. Тот же диоксид титана бывает разных марок, одни применяются для окрашивания пластиков и резин, а другие для кремов, мыла и губной помады с пудрой.

Что же можно сказать о пигментах для косметики и мыла в частности. Главным образом перед продажей они требуют специальной подготовки. То есть, чтобы получить из пигмента/пигментной пасты пигментный краситель, который продается в магазине в розницу, нужно его правильно приготовить. Как правило, для приготовления пигментного красителя (в дальнейшем ПК) для мыла используют именно водорастворимую пигментную пасту (в дальнейшем ПП). Во-первых, красящие частицы в них наиболее мелкие, во-вторых, с ними проще работать, чем с сухими пигментами. Заметьте: те ПК, которые вы приобретаете у нас, уже готовы к работе! Их не нужно разводить, подготавливать, перемешивать с чем-либо еще, они добавляются в растопленную мыльную основу прямо из тары. Вся подготовка от пигментной пасты по ПК происходит до продажи!

Дело в том, что добавлять пасту напрямую в мыло не получится. Это было проверено опытным путем. Ее концентрация настолько велика, что при добавлении капли ПП в растопленную основу на один кусок мыла (~100 г.), она не успевает полностью равномерно расходиться до отвердения основы. Получается интенсивный цвет мыла с крупинками пигмента.

Для создания ПК используют разные способы, кто-то хочет получить жидкий краситель, кто-то пастообразный. В зависимости от требований, используются разные компоненты-фундаменты, дружественные мыльной основе. Пастообразные красители, как правило, нельзя использовать в мыле «с нуля», так как они содержат основу. В зависимости от свойств ПП, ПК могут быть как замутняющие, так и не замутняющие основу. Это свойство важно, если необходимо сделать прозрачное цветное мыло – обращайте внимание на характеристики, как правило, данный параметр всегда указан. Щелочестойкость ПК важна при изготовлении мыла «с нуля».

Есть еще интересный вид пигмента или красителей – суперконцентраты, мастербатчи, СКП или маточная смесь. Для производства косметики они абсолютно бесполезны, а вот для любителей полепить из Полиморфуса (поликапролактона) это настоящая находка. Суперконцентраты — это концентраты пигментов, красителей и других активных веществ на основе полимера, воска, или парафинов, используемые для придания изделиям из пластмасс цвета, оттенка или специфических свойств.

Впрочем, если помните, выше мы рассказывали о жирорастворимых красителях для свечей. Так вот, по сути, кусочки сильноокрашенного парафина и есть те же мастребатчи. Соответственно основой суперконцентрата выступает некое связующее вещество, которое способно высвобождать пигмент или краситель в тех же условиях, при которых производится продукт. Для свечей – это концентрированный краситель в самом парафине, который расплавится вместе с основой для свечи (парафине, воске, геле), для пластика поликапролактона – это гранулы самого поликапролактона, окрашенные концентратом, которые также размягчатся вместе с основной массой для лепки.

Удобство таких красителей видно невооруженным глазом – ничего не пачкается и не красится, нет вредной пыли, легко отмерить необходимую дозировку.