Was ist der Unterschied zwischen einem Pigment und einem Farbstoff?

Im Allgemeinen unterscheiden wir Pigmente und Farbstoffe durch ihren Unterschied in der Löslichkeit. Tatsächlich ist es üblich anzunehmen, dass Farbstoffe lösliche Substanzen sind in dem Medium, in das sie eingeführt werden, während Pigmente fein geteilte kristalline Feststoffe sind, die sich in Form von unlöslichen Pulvernpräsentieren. Dieser Unterschied in der Löslichkeit beeinflusst den Färbeprozess, der für Farbstoffe und Pigmente unterschiedlich ist.

So sind Farbstoffe farbige Substanzen, die während des Anwendungsprozesses in Lösung gehen und eine Farbe allein durch selektive Absorption von Licht verleihen. Pigmente hingegen ermöglichen es, eine Lösung, ein Textil oder ein kosmetisches Produkt durch selektive Absorption und/oder Streuung von Licht zu färben. Im Gegensatz zu Farbstoffen, deren Eigenschaften fast ausschließlich durch ihre chemische Struktur definiert sind, hängen die Eigenschaften von Pigmenten auch von den physikalischen Eigenschaften ihrer Partikel ab, wie ihrer Größe und Form.

Definitionen:

• Selektive Absorption : Das Prinzip der selektiven Lichtabsorption basiert auf der molekularen Struktur von Farbstoffen und bestimmten Pigmenten. Die Doppelbindungen in ihrer Struktur ermöglichen es ihnen, bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts zu absorbieren, was zu einer elektronischen Übergang führt, d.h. dem Übergang eines Elektrons von einem Energieniveau zu einem anderen. Dieser elektronische Übergang ist die Ursache für die wahrgenommene Farbe.

• Lichtstreuung : Als eine spezifische Färbungsmethode von Pigmenten basiert die Lichtstreuung auf der Fähigkeit der Pigmente, sichtbares Licht zu reflektieren. Diese Eigenschaft hängt von ihren physikalischen Eigenschaften ab, das heißt von der Größe und Form der Partikel, die das Pigmentpulver bilden.

Neben der Löslichkeit gibt es weitere Unterschiede zwischen Pigmenten und Farbstoffen, beginnend mit ihrer chemischen Natur. Pigmente sind hauptsächlich anorganische Salze und Oxide, wie Eisen- und Chromoxide, die normalerweise in Form von Kristallen oder Pulver in einem Anwendungsmedium verteilt sind. Pigmente neigen auch dazu, beständiger als Farbstoffe zu sein. Sie sind tatsächlich sehr langlebig und stabil gegenüber Hitze und Licht.

Andererseits sind Farbstoffe organische Verbindungen, während dies für Pigmente keineswegs immer der Fall ist. Tatsächlich wird geschätzt, dass 95% der Pigmente anorganische Moleküle sind. Zur Erinnerung, eine Verbindung ist organisch, wenn und nur wenn sie Kohlenstoffatome in ihrer Struktur enthält.

Trotz der oben gegebenen Hinweise ist es nicht immer einfach, Pigmente von Farbstoffen im kosmetischen Bereich zu unterscheiden, und es gibt tatsächlich keine offizielle Unterscheidung zwischen diesen beiden Verbindungen in der Verordnung (EG) Nr. 1223/2009 des Europäischen Parlaments und des Rates. Tatsächlich werden in dieser Verordnung alle Farbstoffe und Pigmente unter dem allgemeinen Begriff "Farbstoff" zusammengefasst, der wie folgt definiert ist: "Substanzen, die ausschließlich oder hauptsächlich dazu bestimmt sind, das kosmetische Produkt, den gesamten Körper oder Teile davon durch Absorption oder Reflexion des sichtbaren Lichts zu färben; Oxidationshaarfarbstoff-Vorläufer werden ebenfalls als Farbstoffe betrachtet".

Die Verordnung (EG) Nr. 1223/2009 erlaubt die Verwendung von etwa 150 Pigmenten und Farbstoffen in kosmetischen Produkten, die in Anhang IV aufgeführt sind. Es gibt 4 regulatorische Abteilungen:

• Die in allen kosmetischen Produkten zugelassenen Farbstoffe.

• Die in allen kosmetischen Produkten zugelassenen Farbstoffe, außer denen, die für die Anwendung rund um die Augen bestimmt sind.

• Farbstoffe, die ausschließlich in Produkten zugelassen sind, die nicht dazu bestimmt sind, mit den Schleimhäuten in Kontakt zu kommen.

• Farbstoffe, die nur in Produkten zugelassen sind, die kurzzeitig mit der Haut in Berührung kommen, das heißt, in Produkten, die abgespült werden müssen.

Diese Pigmente und Farbstoffe sind in der Richtlinie nach ihrer Farbindexnummer oder Colour Index (CI) aufgeführt und werden so in den INCI-Zutatenlisten der Produkte genannt. Die Farbindexnummer gibt wertvolle Informationen über die Herkunft der Farbstoffe. Tatsächlich haben die mineralischen Farbstoffe und Pigmente einen CI, der mit CI 77XXX beginnt, mit Ausnahme von Kohlenstoff (CI 77266). Beispiele hierfür sind CI 77891 Weiß (Titandioxid), CI 77492 Gelb (Eisenoxid) oder CI 77007 Blau (Lazurit). Die naturbelassenen Pigmente und Farbstoffe sind durch ihren CI gekennzeichnet, der mit 75XXX beginnt, wie CI 75370 Karminrot (Cochenille) oder CI 75810 Grün (Chlorophyll). Die Nomenklatur ist dann vielfältiger für die organischen Farbstoffe und Pigmente, wie CI 19140 Gelb (Azofarbstoff), CI 14700 Rot (Azofarbstoff) und CI 60730 Violett (Anthrachinon).

• Verordnung (EG) Nr. 1223/2009 des Europäischen Parlaments und des Rates. Amtsblatt der Europäischen Union (2009).

• GÜRSES M. S. & al. Farbstoffe und Pigmente: Ihre Struktur und Eigenschaften. Farbstoffe und Pigmente (2016).

• GARCIA JARES C. & al. Analyse von Farbstoffen in Kosmetika: Herausforderungen und aktuelle Entwicklungen. Kosmetik (2018).

• HEFFORD R. J. W. Farbstoffe und Tönungen für die Kosmetikindustrie. Handbuch für Textil- und Industriefärbung (2011).