Barvy jsou pigmentované tekuté , zkapalnitelné nebo tmelové kompozice (například bitumenové ), které po nanesení na podklad v tenké vrstvě vytvrdnou do trvanlivého filmu. Nejčastěji se používá k ochraně, barvení a texturování povrchu předmětu. Barvu lze vyrobit nebo zakoupit v široké škále barev a v různých typech charakterizovaných technikou malby (např. akvarel nebo graffiti ). Barva se obvykle skladuje, prodává a nanáší v tekuté formě, ale většina typů zasychá jako pevná látka. Většina barev je buď na olejové nebo vodní bázi a každá má jiné vlastnosti a jiné rozpouštědlo. [1] Barvy na vodní bázi a barvy na bázi oleje vytvrzují různě v závislosti na okolní teplotě, povrchu lakovaného předmětu a dalších faktorech (např. vystavení UV záření ). Natíraný předmět musí mít teplotu nad 10 °C, protože některé složky barvy se po nanesení na povrch chemicky přeměňují polymeračními a polykondenzačními reakcemi . Specializované venkovní barvy/základní nátěry lze aplikovat při nižších teplotách [2] .
Nejčastěji se pod pojmem „barvy“ rozumí suspenze pigmentů nebo jejich směsi s plnivy, v pojivu - lněný olej , PVA emulze , latexy nebo jiné filmotvorné látky . Barvy se nanášejí přímo na stávající materiál nebo na podklad (nátěr) .
Malování bylo jedním z nejstarších umění lidstva. Některé jeskynní malby, malované červeným nebo žlutým okrem, hematitem, oxidem manganu a dřevěným uhlím, mohly být vytvořeny již před 40 000 lety. [3] V letech 2003 a 2004 ohlásili jihoafričtí archeologové objev v jeskyni Blombos 100 000 let staré umělé směsi na bázi okru, kterou lze použít jako barvu. [4] [5] Další vykopávky ve stejné jeskyni vedly v roce 2011 ke zprávě o kompletní sadě nástrojů pro broušení pigmentů a výrobu hmoty podobné primitivní barvě, uchovávané po dobu 70 000 let. [5] [6]
Bylo zjištěno, že vnitřní stěny 5000 let starého Ness Brodgara obsahují jednotlivé kameny obarvené žlutě, červeně a oranžově pomocí okrového pigmentu vyrobeného z hematitu smíchaného s živočišným tukem , mlékem nebo vaječným bílkem. [7] [8]
Starověké barevné stěny v egyptské Dendeře, které byly roky vystaveny živlům, mají stále zářivou barvu, stejně zářivou, jako když byly namalovány před 2000 lety. Egypťané smíchali své barvy s lepidlem a nanášeli je odděleně od sebe, aniž by se mísily nebo mísily. Zdá se, že použili šest barev: bílou , černou , modrou , červenou , žlutou a zelenou . Nejprve pokryli celou plochu bílou barvou, poté vzor natřeli černou barvou, s výjimkou světel hlavní barvy. Na červenou používali karmín , obvykle tmavý odstín. Nejstarší známé olejomalby jsou buddhistické nástěnné malby vytvořené kolem roku 650 našeho letopočtu. Díla jsou umístěna v jeskynních místnostech vytesaných do skal v afghánském údolí Bamiyan, „za použití oleje z vlašských ořechů a máku“. [9] Plinius zmiňuje některé malované stropy ve své době ve městě Ardea , které byly vyrobeny před založením Říma. Po tolika staletích vyjádřil velké překvapení a obdiv nad jejich čerstvostí.
Ve 13. století se používal olej na zdobení temperových obrazů. Cennino Cennini popsal ve 14. století malířskou techniku využívající malbu temperou , pokrytou tenkou vrstvou oleje. Pomalé schnutí organických olejů bylo dobře známo raným evropským umělcům. Obtíže při získávání a zpracování materiálů však vedly k tomu, že se používaly jen zřídka (a skutečně pomalé sušení bylo považováno za nevýhodu [10] ). Vlámský vzdělaný nebo ovlivněný Antonello da Messina, kterému Vasari mylně připisoval zavedení olejové barvy do Itálie [11] , se zdá, že zlepšil vzorec přidáním litharge nebo oxidu olovnatého. Stále přežívajícím příkladem olejomalby domů ze 17. století je Ham House v Surrey v Anglii , kde byl použit základní nátěr, několik základních nátěrů a propracovaný dekorativní nátěr; směs pigmentu a oleje by se rozdrtila v hmoždíři na pastu. Umělci to dělali ručně a byli vystaveni otravě olovem z olovnaté běloby .
V roce 1718 vynalezl Marshall Smith v Anglii „stroj nebo motor na broušení barvy“. Neví se přesně, jak to fungovalo, ale šlo o zařízení, které dramaticky zvýšilo účinnost mletí pigmentu. Emerton a Manby brzy začali inzerovat výjimečně levné barvy vyrobené pomocí technologií šetřících práci:
Jedna libra barevné hlíny v koňském mlýně obarví dvanáct yardů práce, zatímco barevná hlína jakýmkoli jiným způsobem nevykoná polovinu tohoto množství.
Na počátku průmyslové revoluce, v polovině 18. století, byla barva mleta v parních mlýnech a byla nalezena alternativa k pigmentům na bázi olova ve formě bílého derivátu oxidu zinečnatého. Malování interiérů domů se v průběhu 19. století stávalo stále více normou, a to jak z dekorativních důvodů, tak i proto, že barva účinně zabraňovala hnilobě zdí vlhkosti. Lněný olej se také stále častěji používal jako levné pojivo. V roce 1866 se společnost Sherwin-Williams ve Spojených státech otevřela jako hlavní výrobce barev a vynalezla barvu, kterou lze použít přímo z plechovek bez předchozí přípravy.
Umělé pryskyřice nebo alkydové kompozice byly vynalezeny až poté, co byl na trzích druhé světové války nedostatek lněného oleje. Nenákladné a snadno vyrobitelné, také dobře držely barvu a dlouho vydržely. [12]
Barvy lze použít k barvení povrchů plátna k vytvoření obrazů, nástěnných maleb , k získání dekorativních nátěrů. Po zaschnutí, absorpci nebo polymeraci barvy tvoří barevný jednotný film, obvykle opakní nebo průsvitný.
Existují specializované barvy na lidské tělo - barvy na vlasy, laky na nehty , make -up , tetovací barvy .
Speciální druhy barev se používají i v cukrářském - potravinářském barvení .
Specializované typy nátěrových pigmentů jsou účinné [13] :
Dalším velmi důležitým účelem barev je ochrana materiálu lakovaného povrchu před vnějšími faktory. Chrání kovy před korozí a dřevo před ztrátou vlhkosti nebo jejím přebytkem, hnilobou a hmyzem [14] .
Pigmenty jsou nedílnou součástí barev a emailů. Barva laku, jeho krycí schopnost a také odolnost vůči atmosférickým vlivům, chemikáliím a vysokým teplotám závisí na povaze pigmentu. Pigmenty mají určitou barvu díky schopnosti selektivně odrážet viditelné světelné paprsky. Světlo viditelného spektra dopadající na povrch laku prochází průhledným podkladem, částečně se odráží od povrchu filmu v celém rozsahu spektra a vytváří efekt lesklého, lesklého povrchu . Pigment absorbuje světlo selektivně: jedna část paprsků, které tvoří spektrum denního světla, je absorbována a druhá část se odráží od povrchu pigmentu a vytváří v našich očích určitý barevný vjem. Pokud například pigment absorbuje převážně červenou část spektra a odráží zbytek, pak je povrch vnímán jako zelený . Pigment, který odráží téměř všechno světlo dopadající na něj ve viditelné části spektra, se jeví jako bílý a pigment, který pohlcuje světelné paprsky dopadající na něj v celém viditelném spektru, se jeví jako černý. Je třeba vzít v úvahu tři základní barvy – purpurovou, azurovou a žlutou ( systém míchání barev CMYK ). Jejich smícháním získáte fialovou, oranžovou, zelenou. Nanášení jedné průhledné barvy na jinou barvu se nazývá „ glazování “. Je třeba mít na paměti, že vzájemným smícháním pigmentů získáme stejnoměrně zbarvený nátěr pouze tehdy, když jsou indikátory hustoty pigmentu blízko. Barevné nátěry - chromatické; kombinace černé a bílé jsou achromatické barvy.
Moderní pigmenty používané k barvení tkanin jsou prakticky průhledné v infračervené oblasti, aby se zvýšil přenos tepla z lidského těla, takže některé videokamery v nočním režimu mohou výrazně zvýšit průhlednost některých oděvů. Studium pigmentů v UV a IR je důležitým prvkem při zkoumání pravosti uměleckých produktů. [patnáct]
Pojiva v malbě (kromě fresky a silikátové malby) jsou živočišná nebo rostlinná lepidla rozpuštěná, emulgovaná nebo suspendovaná ve vodě nebo jiném rozpouštědle, pryskyřice, uhlovodíky rozpustné ve vodě nebo olejích, vytvrzovací oleje, polymery. Pojiva slouží v barvách jako filmotvorné látky - látky, které po vytvrzení vytvářejí pevný, odolný film, který ve svém složení zachovává pigmenty a plniva. Barvy se dělí na krycí, neboli korpusové - vytvářející neprůsvitnou vrstvu, a lazurovací - poskytující průhlednou nebo průsvitnou vrstvu.
Hlavním účelem ředidla je rozpustit polymer a regulovat viskozitu barvy. Je těkavý a není součástí nátěrového filmu. Řídí také tokové a aplikační vlastnosti a v některých případech může ovlivnit stabilitu barvy v kapalném stavu. Jeho hlavní funkcí je nosič netěkavých složek. Těžší oleje (jako je lněné semínko), jako v interiérových barvách na olejové bázi, vyžadují pro aplikaci ředivější olej nebo sušicí olej. Tyto těkavé látky dočasně dávají své vlastnosti - po odpaření rozpouštědla se zbývající barva fixuje na povrchu.
Tato složka je volitelná, protože některé barvy neobsahují ředidlo [16] .
Voda je hlavním ředidlem pro vodou ředitelné barvy, a to i pro pomocná rozpouštědla.
Barvy na bázi rozpouštědel, nazývané také olejové barvy, mohou mít různé kombinace organických rozpouštědel jako ředidel, včetně alifatických, aromatických , alkoholů , acetonu a minerálních lihovin . Specifickými příklady jsou organická rozpouštědla, jako je ropný destilát, xylen , terpentýn apod. Někdy také jako ředidla slouží těkavé nízkomolekulární syntetické pryskyřice.
Expandovaný perlit se používá při výrobě barev jako matovací přísada. Má nižší hustotu než křemelina a vyšší kapacitu adsorpce vlhkosti.
Perlitové plnivo dokonale splňuje všechny požadavky na výrobu texturovaných barev a nátěrů:
Existují různé technologie pro výrobu barev, které mění barvu. Termochromní barvy a nátěry obsahují materiály, které při vystavení teplu nebo odstranění z něj mění tvar, a tak mění barvu.
Tekuté krystaly byly použity v takových barvách, například v pásech a páskách teploměrů používaných v akváriích a v termostanicích a brčkách pro novinky/propagační materiály. Fotochromní materiály se používají k výrobě brýlí a dalších výrobků. Stejně jako termochromní molekuly, fotochromní molekuly mění konformaci, když je aplikována nebo odstraněna světelná energie, a tak mění barvu.
Barvu měnící barvy lze také vyrobit přidáním halogenchromových sloučenin nebo jiných organických pigmentů. Jeden patent [17] zmiňuje použití těchto indikátorů pro pokrytí stěn světlými barvami. Když je barva mokrá, má růžovou barvu, ale po zaschnutí se vrátí do své původní bílé barvy. Jak je uvedeno v patentu, tato vlastnost barvy umožňuje správné a rovnoměrné nanesení dvou nebo více vrstev na stěnu. Předchozí vysušené kabáty budou bílé, zatímco nový vlhký kabát bude výrazně růžový. Společnost Ashland Inc. představila v roce 2005 odlévací žáruvzdorné povlaky s podobným principem.
Elektrochromní barvy mění barvu, když jsou vystaveny elektrickému proudu. Nissan údajně pracuje na elektrochromickém laku na bázi paramagnetických částic oxidu železa. Vlivem elektromagnetického pole paramagnetické částice mění svou vzdálenost, mění barvu a reflexní vlastnosti. Elektromagnetické pole bude generováno z vodivého kovu karoserie vozu. Elektrochromní barvy lze také nanášet na plastové podklady s použitím jiné nátěrové chemie. Technologie zahrnuje použití speciálních barviv, která mění tvar, když elektrický proud prochází samotnou fólií. Tato nová technologie se používá k ochraně proti oslnění stisknutím tlačítka v oknech osobních letadel.
Barva se také může měnit v závislosti na úhlu pohledu pomocí iridescence, například v ChromaFlair.
Podle analytického odhadu vyrobil svět v roce 2007 barvy a laky v hodnotě 91,2 miliard USD [18]
Celková roční spotřeba barev v Rusku je asi 1 milion tun [19] . Dovážené barvy představují asi 170 tisíc tun [20] .
VOC v barvách jsou považovány za škodlivé pro životní prostředí, zejména pro lidi, kteří s nimi pravidelně pracují. Expozice VOC byla spojena s chronickou encefalopatií vyvolanou rozpouštědly , i když tato souvislost byla poněkud kontroverzní [21] .
Kontroverzní rozpouštědlo 2-butoxyethanol se také používá v průmyslu nátěrových hmot. [22] Země jako Rusko , Kanada , Čína , EU , Indie , Spojené státy americké a Jižní Korea mají definice složek třídy VOC, jakož i předpisy omezující použití některých nebo celé skupiny VOC v nátěrových hmotách a souvisejících spotřební zboží. [23] [24]
Spojené státy americké vyvinuly barvy a povrchové úpravy s nízkým obsahem těkavých organických látek (VOC) . Pod tlakem nových předpisů a patentového systému se nové nátěrové produkty staly ve Spojených státech široce dostupné a nákladově efektivnější . Zkoumají se dopady nových produktů na lidské zdraví a životní prostředí. [25]
PCB byly detekovány v roce 2009 ve vzorcích vzduchu odebraných v Chicagu , Philadelphii , Arktidě a na několika místech v okolí Velkých jezer. Tato globální znečišťující látka je bez problémů sledována v odpadních vodách výroby barev a laků. Rozsáhlá kontaminace PCB naznačuje těkání sloučeniny z lakovaných povrchů, střech atd. PCB je přítomno ve spotřebních výrobcích, včetně novin, časopisů a kartonových krabic, které obvykle obsahují barevné pigmenty. Existuje tedy hypotéza, že kongenery PCB jsou přítomny jako vedlejší produkt v některých komerčně dostupných pigmentech [26]