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54.2_ Nuovi Prodotti_ Le porporine del futuro: i pigmenti micacei

“E gli uomini non arrivano! Sarebbe ora, e da tempo!
E me ne sto qui oziosa, tutta imbellettata di biacca e
con la tunica bella, cantandomi una canzone e
facendo la graziosa, per accalappiare qualcuno che
passi…”
Aristofane, Ecclesiazuse, Anno 329 a.C.

Il mercato della vanità, ossia il settore cosmetico, è in prima fila nella ricerca di materiali chepossano esaltare la bellezza, perché, si sa, questa non ha prezzo, ed è da sempre fonte di immensi guadagni. Se duemila anni fa le donne erano disposte a spalmarsi sul volto la tossica biacca, oggi non è più possibile proporre pigmenti che, proprio per loro fine in questo campo, stanno a contatto con la pelle (e nel caso dei tatuaggi, anche sotto). L’iridescenza naturale dei pesci aveva stimolato la fantasia di ingegnosi alchimisti, come un certo Jaquin, che nel 1650 mise sul mercato l’Essenza d’Oriente, un pigmento ottenuto tritando proprio le squame di pesce pazientemente raccolte. Dovremo arrivare ad un completo sviluppo della chimica per ottenere pigmenti perlescenti, con i sali di mercurio ed arsenico arrivati esattamente un secolo fa, e che per la loro natura non erano certo adatti al settore cosmetico. Sarà necessario aspettare ancora un mezzo secolo per arrivare a materiali stabili e atossici: i pigmenti micacei.

Oltre ai pigmenti denominati perlescenti (nati per replicare l’effetto naturale della luce incidente su perle e madreperle), ce ne sono altri che danno “effetti speciali”, come gli iridescenti, i cangianti e gli interferenti. Si tratta sempre di prodotti che a rigore non possono fregiarsi del termine “pigmento”, dato che sono ottenuti fissando dei coloranti su un inerte, e quindi definibili come “lacche”. Utilizzeremo comunque il termine “pigmento”, perché così sono commercialmente conosciuti.
Grazie alla loro stabilità, i pigmenti micacei possono sostituire le vecchie porporine, che presentano il difetto di ossidarsi e cambiare colore nel tempo. Dato che i pigmenti micacei sono coperti da strati di ossidi, non sono soggetti ad ossidazione. Sono stabili fino ad 800°C, resistenti agli acidi e alle basi, ai solventi e alle radiazioni ultraviolette.
Per quanto riguarda la tossicità, i micacei sono conformi alle legislazioni più severe, dato che ai materiali impiegati nei cosmetici vengono richiesti i più alti standard di sicurezza.
A partire dagli anni ’90 sono stati protagonisti di una continua crescita, nonostante che le complesse modalità di sintesi fanno sì che il costo di questi pigmenti sia molto elevato.
La grande famiglia dei micacei sfrutta una tipologia di minerali lamellari, basata su una successione di piani di silice (tetraedri di SiO4) alternati a cationi metallici (Fe o Al), denominati miche. Tra le miche la più usata in questo campo è la muscovite, di formula H2KAl3(SiO4)3, già classificata come pigmento bianco (PW 20, C.I. 77019), ma opportunamente modificata per incrementarne la stabilità e variare il colore, dando luogo a diversi effetti.
Per la loro stesura possono essere utilizzati tutti i leganti, dalla gomma arabica all’acrilico, dall’olio alla tempera. Il risultato ottico finale è influenzato dal tipo di legante, dalle modalità applicative e dal colore del materiale sottostante, e risente anche dal tipo di illuminante e dall’angolo di osservazione. Per questo si consiglia, al momento di effettuare il ritocco, di porsi quanto più possibile nella posizione in cui potrà trovarsi un osservatore. Come per la foglia d’oro stesa sui boli di vario colore, la semitrasparenza dei pigmenti micacei fa sì che, applicati in strato sottile, il colore di fondo influenzi pesantemente l’effetto finale.

Possiamo suddividere i micacei in gruppi che si differenziano in base alle tipologie di materiali stratificati, e di conseguenza agli effetti ottici che si possono ottenere.
- Pigmenti perlescenti: Già in partenza la mica mostra una leggera iridescenza, che viene però esaltata dopo un processo di micronizzazione e successivo rivestimento con un doppio strato di biossido di titanio (da cui il nome titanato di mica), che impartisce un colore argentato o perlescente, esaltato dalla loro dispersione in acrilici o altri polimeri.
- Pigmenti iridescenti: Detti anche colori metallici, sono nati per imitare l’effetto delle porporine (bronzing powders), senza però essere soggetti all’ossidazione tipica di queste ultime. Le porporine, costituite da fini particelle di bronzo, non possono essere utilizzate in medium acrilici, dato che l’alcalinità delle dispersioni accelera il loro degrado. Sulla mica non solo viene fissato lo strato di biossido di titanio, o di ossidi di ferro, ma viene anche applicato un secondo strato di coloranti trasparenti. Questo strato di colorante determina la tonalità percepita, che può variare dalle tonalità dell’oro a quelle del rame e del bronzo. Sono più coprenti dei pigmenti perlescenti, e possono essere miscelati con altri colori acrilici trasparenti per ottenere effettimetallizzati, non solo in acrilico, ma anche in olio, acquerello e tempera.
- Pigmenti interferenti: Lo spessore dello strato di titanio deposto sulla mica può essere regolato con estrema precisione tramite lo sviluppo delle nanotecnologie, ed è tale che si crea un fenomeno di interferenza con la radiazione luminosa, simile a quello che si ha in un sottile strato di olio steso sull’acqua. Si ha quindi una diversa riflessione, e diversi colori, a seconda dell’angolo di osservazione.

In CTS abbiamo selezionato tre colori, che possono essere miscelati tra loro, e anche con altri pigmenti, in modo da ottenere varie sfumature. Maggiore la quantità di pigmento tradizionale, minore sarà l’effetto metallico ottenuto.

Caratteristiche chimico-fisiche dei pigmenti micacei CTS

Nome Composizione Densità apparente Dimensione Assorbimento d'olio
Oro Antico Mica+TiO2+Fe2O3 20-26 g/100 ml 10-60 μm 60-80 g/100 g olio
Oro Zecchino Mica+TiO2+Fe2O3 17-23 g/100 ml 10-60 μm 60-80 g/100 g olio
Argento Perlescente Mica+TiO2 15-21 g/10 ml 10-60 μm 60-80 g/100 g olio

Dato il loro utilizzo nell’arte contemporanea, si è reso necessario mettere a punto dei metodi analitici adatti alla loro identificazione, come nel caso delle opere del 1965-1967 del portoghese De Sousa: contenevano la tossica plumbonacrite Pb5(CO3)3O(OH)2, mentre opere successive al 2000 erano a base del meno tossico, più metallico e brillante ossicloruro di bismuto, BiOCl. Questo studio [1] ha mostrato indirettamente l’evoluzione di questo settore verso materiali a minor tossicità.

Bibliografia
Eva Mariasole Angelin, Sara Babo, Joana Lia Ferreira, Maria João Melo; “Raman microscopy for the identification of pearlescent pigments in acrylic works of art”, Journal of Raman Spectrometry, 2019;50:232–241.

Posted in: Bulletin
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