v./m. (-fen), (ook: pigment), stof die kleur geeft, chemische verbinding die in staat is kleur te verlenen aan materialen zoals textiel, papier, leder, kunststof, cosmetica, en voedsel.
(e) CHEMISCHE TECHNOLOGIE. Kleur ontstaat als gevolg van een wisselwerking tussen licht en materie. Absorptie betekent dat de desbetreffende lichtenergie in het molecule kan worden omgezet in een andere energievorm. De mogelijkheid om de energie van het licht te absorberen doet zich voor bij onverzadigde verbindingen waarin valenties kunnen worden herverdeeld tussen resonantiehybriden (afb.).
De onverzadigde moleculaire groepen, de chromofore groepen, moeten dikwijls nog gecombineerd worden met andere auxochrome groepen die de kleur verschuiven naar het gewenste gebied in het zichtbare licht (→kleur, SCHEIKUNDE). Uitgaande van deze grondslag kan men een beperkt aantal moleculaire configuraties aangeven waarvan men het immense aantal natuurlijke en synthetische kleurstoffen afgeleid kan denken. Hierop berust de indeling van de kleurstoffen naar chemische constitutie (tabel 1).
De eis dat een kleurstof zich min of meer permanent aan het substraat moet kunnen hechten, stelt aan het kleurstofmolecule eveneens bepaalde eisen, die uiteraard afhankelijk zijn van de aard van dit substraat. Hierop berust de indeling van de kleurstoffen naar de verftechnische eigenschappen.
Verder moet een kleurstof veelal aan bepaalde eisen van lichteenheid, wasechtheid e.d. voldoen. INDELING VAN KLEURSTOFFEN NAAR VERFTECHNISCHE EIGENSCHAPPEN.
Basische kleurstoffen. Dit zijn doorgaans zouten van organische basen. De voor de kleur verantwoordelijke groep bevindt zich in het kation. Dit kation kan met elektro-negatieve groepen reageren, b.v. met de aminozuren in wol en zijde. Ook acrylvezels kunnen met basische kleurstoffen worden geverfd. Cellulosevezels kunnen niet zonder meer met deze kleurstoffen worden geverfd.
Zure kleurstoffen. De meeste zijn natriumzouten van sulfonzuren. De kleurdragende groep bevindt zich in het anion en heeft dus een negatieve lading. In zuur milieu kunnen deze kleurstoffen reageren met de basische groepen in wol en nylon. Voor cellulosevezels hebben ze weinig affiniteit.
Directe kleurstoffen of substantieve kleurstoffen. Dit zijn evenals de meeste zure kleurstoffen natriumzouten van sulfonzuren. Zij behoren vrijwel alle tot de azokleurstoffen. Een scherpe scheiding tussen zure en directe kleurstoffen is niet te maken. De directe kleurstoffen hebben echter wel affiniteit voor cellulose en hechten slecht op wol. Beitskleurstoffen. Deze hebben als zodanig weinig affiniteit voor het substraat.
Ze moeten met behulp van een beits aan de vezel worden gehecht. Kuipkleurstoffen. Deze zijn onoplosbaar in water. De gereduceerde vorm, leukoverbinding, is echter wel oplosbaar en heeft affiniteit voor cellulosevezels. De leukoverbinding wordt in de vezel door oxidatie weer omgezet in de onoplosbare kleurstof die op deze wijze in de vezel wordt gefixeerd. Indigosolkleurstoffen of leuko-esterkleurstoffen. Dit zijn door verestering met zwavelzuur gestabiliseerde en oplosbaar gemaakte leukoverbindingen van kuipkleurstoffen. Na het verven kunnen ze evenals de kuipkleurstoffen door oxidatie worden gefixeerd.
Naftolkleurstoffen of ontwikkelings kleurstoffen. Dit zijn kleurstoffen die in situ op de vezel uit twee componenten worden opgebouwd. Eerst wordt met een naftolderivaat geverfd en vervolgens wordt hieraan een diazocomponent gekoppeld. Hierbij wordt in en op de vezel een onoplosbaar pigment gevormd.
Oxidatiekleurstoffen. Ook deze worden in situ in de vezel gevormd. Men gaat uit van aromatische aminen die in zuur milieu worden geoxideerd. Reactieve kleurstoffen. Deze zijn in staat met de moleculen van het substraat, b.v. met de hydroxylgroepen van cellulose, een covalente binding te vormen.
Zwavelkleurstoffen. Dit zijn complexe zwavelbevattende organische verbindingen. Ze moeten voor het verven, evenals de kuipkleurstoffen, door reductie in een oplosbare leukovorm worden gebracht. Ingrainkleurstoffen. Dit zijn derivaten van ftalocyanine die in situ op de vezel worden ontwikkeld. Disperse kleurstoffen.
Dit zijn pigmenten die in fijnverdeelde, gedispergeerde vorm in de vezel worden gebracht. Ze zijn speciaal ontwikkeld om synthetische vezels te kunnen verven.
Pigment kleurstoffen. Dit zijn onoplosbare pigmenten die met behulp van een kunsthars aan de vezel worden gehecht.
GESCHIEDENIS. Het ligt voor de hand om op historische gronden een onderscheid te maken tussen de natuurlijke en de synthetische kleurstoffen. Natuurlijke kleurstoffen werden reeds sinds de vroegste tijden toegepast. Naast minerale pigmenten werden kleurstoffen uit het plantenen dierenrijk gebruikt. Deze kleurstoffen bestaan chemisch gezien meestal uit diverse componenten. De meeste van de oude verftechnieken vereisten groot vakmanschap. Een aantal natuurlijke kleurstoffen die in het verleden van betekenis zijn geweest, is in tabel 2 samengevat.
Synthetische kleurstoffen ontstaan uit reacties tussen chemische stoffen. Orceïne werd reeds ca. 1300 bereid uit orcinol, verkregen uit korstmossen, door intensieve behandeling met ammoniak en lucht. Maar ook het mauveïne, de bekende kleurstof uit het begin van het industriële tijdperk, werd in 1856 bij toeval ontdekt door de Engelsman W.H.Perkin bij een poging om kinine te bereiden uit de fenolfractie van de koolteer. Allengs werd er echter meer bewust getracht kleurstoffen te synthetiseren. In 1859 ontdekte de Fransman François Emmanuel Verguin het fuchsine. Daarna is m.n. in Duitsland de kleurstofindustrie tot grote bloei gekomen.
In 1868 werd de synthese van alizarine gevonden, na 1876 werd de groep der azokleurstoffen ontsloten en tussen 1880 en 1900 werd de synthese van indigo tot het produktiestadium ontwikkeld. Ook in Zwitserland ontstond een bloeiende kleurstofindustrie. In Duitsland sloten vijf grote verfindustrieën zich aaneen tot een machtig concern, de →IG Farbenindustrie AG. Dit concern werd na deTweede Wereldoorlog echter weer ontbonden. Tegenwoordig zijn de belangrijkste kleurstoffabrikanten: in Duitsland de →Badische Anilinund Sodafabrik AG, Farbenfabriken →Bayer AG en Hoechst; in Zwitserland →Ciba-Geigy AG CFMC (Francolor); in Engeland →Impérial Chemical Industries Limited (ICI) en in de VS E.I.→Dupont de Nemours and Company, en →Eastman Kodak Company.
LITT: Society of Dyers and Colorists, Colour index (3e dr. 1975); K.Venkataraman, The chemistry of synthetic dyes, I-V(1952-71); E.R.Trotman, Dyeing and Chemical technology of textile fibres (4e dr. 1970).
VOEDINGSMIDDELEN. De kleur van voedingsmiddelen wordt bepaald door van nature voorkomende kleurstoffen in het weefsel. Zo wordt de kleur van plantaardige produkten veroorzaakt door o.a. →chlorofyl, →carotenoïden, →anthocyanen. Aan industrieel bereide voedingsmiddelen, zoals margarine, vermicelli en suikerwaren worden kleurstoffen toegevoegd. In verband met toenemende bezwaren (mogelijke carcinogene werking) en wijzigingen in de wettelijke voorschriften, wordt de toepassing van synthetische kleurstoffen in toenemende mate beperkt. Er is daarom een stijgende belangstelling voor het gebruik van natuurlijke kleurstoffen, zoals annatto, caroteen, betamine (de kleurstof uit rode bieten).
