تعریف رنگدانه (پیگمنت)
پیگمنت (در لفظ انگلیسی: Pigment) و به صورت کلی رنگدانه یکی از ارکان اصلی در صنعت رنگ می‌باشد. پیگمنت یا همان رنگدانه ذرات جامد پودری و بسیار ریزی است که در تهیه رنگ مورد استفاده قرارگرفته و اساساً نامحلول است. ایجاد رنگ و پوشش‌دهی در رنگ‌ها به‌وسیله رنگدانه تأمین می‌شود. یعنی در قلب هر قطره رنگ، هر نخ پارچه، هر ذره قاب گوشی شما با رنگ روشن یک پیگمنت وجود دارد. پیگمنت‌ها ترکیباتی هستند که به مواد افزوده می‌شوند تا به آن‌ها رنگ دهند. در این تعریف باید دقت نمود که یک پیگمنت نباید لزوماً دارای رنگ باشد، بلکه باید دانست که بعضی از ذراتی که به‌عنوان رنگدانه به کار می‌روند اغلب بی‌رنگ هستند و پوشش ایجاد نمی‌کنند. قبلاً این رنگدانههای بدون پوشش را رنگدانهی پرکننده می‌نامیدند، زیرا تنها برای کاهش قیمت، مورد استفاده قرار می‌گرفتند. در حال حاضر پیگمنت‌های پرکننده خاصی تولید می‌شوند که برخی ویژگی‌های مفید را به رنگ بدهند. بنابراین به نظر نمی‌رسد که اصطلاح پرکننده کلمه مناسبی باشد، هر چند که این اصطلاح در صنعت به‌طور گسترده به‌کار می‌رود. تعریف رنگدانه نشان می‌دهد که این ترکیبات باید اصولاً در محمل یا رنگ‌پایه نامحلول باشند، اما برخی از موادرنگی محلول در حلال‌ها به نام ماده رنگزا یا همان Dye و برخی مواد قیری وجود دارند که از این تعریف مستثنی هستند. این مواد محلول به منظور ایجاد رنگ در برخی از پوشش‌ها به‌کار می‌روند و نمی‌توان آن‌ها را در گروه پیگمنت‌ها قرار داد. اگر از بعد فیزیکی بخواهیم رنگدانه و مکانیزم رنگ‌دهی آن را بررسی کنیم، ماده‌ای است که می‌تواند به‌طور انتخابی طول موج خاصی را جذب نماید و رنگ نور انتقال و انعکاس پیدا کرده را عوض نماید. بدین طریق رنگ ( فام ) آن محمل تغییر خواهد کرد.
ویژگی‌های رنگدانه:
1. ساختار کریستالی
2. ماهیت شیمیایی
3. مقاومت بالا در برابر حرارت
4. مقاومت بالا در برابر اسیدها و بازها
5. مقاومت در برابر اشعه ها
6. شکل ظاهری و سایزبندی مختلف
7. طیف رنگی بالا
8. قابلیت بخش‌پذیری
رنگدانهها از نظر شکل ظاهری و فرم دانه با یکدیگر متفاوت هستند. رنگدانهها در شکل‌های مختلفی از جمله سوزنی، مکعبی، کروی، گره‌گره یا ورقه‌ای موجود هستند. از رنگدانههای با شکل ظاهری سوزنی و تیغ مانند به علت قدرت چسبندگی بالا در لایه زیرین رنگ استفاده می‌شود. جالب است بدانید ذرات کربن به شکل کروی و رنگدانههای آلومینیوم و میکا، به شکل ورقه‌ای هستند. هر رنگدانه، جرم (وزن) مخصوص به خود را دارد و دانستن وزن آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. هنگام فرموله کردن رنگ، باید از میان پیگمنت‌های موجود، رنگ‌دانه‌ای را انتخاب کنیم که وزن کمتری دارد، زیرا این رنگدانهها حجم بیشتری را اشغال می‌کنند و در نتیجه از لحاظ اقتصادی مناسب‌تر هستند.
تفاوت رنگدانه و رنگ
معمولا مواد رنگی را به دو دسته پیگمنت‌ها (رنگدانهها) و رنگ‌ها طبقه‌بندی می‌کنند. رنگدانه با رنگ متفاوت است. تفاوت آن‌ها در این است که رنگدانهها فقط سطح اجسام را رنگی می‌کنند و در آب حل نمی‌شوند، در حالی که رنگ‌ها باید جذب ماده مورد رنگرزی شوند. پیگمنت‌ها غالباً مقاوم‌تر از رنگ‌ها هستند و می‌توانند قرن‌ها رنگ خود را حفظ کنند و در برابر گرمای زیاد، نور شدید و قرار گرفتن در معرض آب و هوا یا عوامل شیمیایی مقاومت کنند. رنگدانهها در صنایعی مانند رنگ‌آمیزی رنگ، جوهر، مواد آرایشی و پلاستیکی استفاده می‌شوند و رنگ‌ها در صنعت نساجی و کاغذ به‌کار می‌روند.
انواع رنگدانهها
معمولاً رنگدانهها براساس انواع شیمیایی به رنگدانههای معدنی یا آلی طبقه‌بندی می‌شوند، اما این رنگدانههای آلی یا معدنی می‌توانند طبیعی یا سنتزی (مصنوعی) باشند. اکثر پیگمنت‌های معدنی نسبت به پیگمنت‌های آلی روشن‌تر هستند و دوام بیشتری دارند. امروزه رنگدانههای آلی به مراتب بیشتر از رنگدانههای معدنی وجود دارند. بعضی از جدیدترین رنگدانهها، ساختمان آلی فلزی دارند. بیشتر رنگدانههای آلی، مواد شیمیایی آلی هستند که روی یک هسته‌ی معدنی هیدروکسید آلومینیوم رسوب داده شده‌اند. از مهم‌ترین رنگدانههای آلی می‌توان به گروه فتالوسیانین‌ها اشاره کرد که طیف رنگ‌های آبی و سبز را در بر می‌گیرند و فتالوسیانین مس، رنگدانه آبی است که به علت خواص مقاومتی خوب در برابر عوامل مختلف، یک رنگدانهی با ارزش به شمار می‌رود. پیگمنت‌های آلی در قدیم از منبع طبیعی (پوسته زمین) استخراج می‌شدند و قرن‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفتند اما امروزه اکثر پیگمنت‌های آلی مورد استفاده، مصنوعی هستند. رنگدانههای مصنوعی به دلیل دارا بودن خلوص بالاتر و سایزبندی دانه‌ها، معمولا از رنگدانههای طبیعی بهتر و مرغوب‌تر می‌باشند.
تفاوت‌های رنگدانههای آلی و معدنی
1. به دلیل اینکه رنگدانه سفید و سیاه آلی وجود ندارد، خالص‌ترین سیاه و سفیدها از رنگدانههای معدنی هستند.
2. رنگدانههای معدنی در مقابل خورندگی موادشیمیایی و uv مقاومت بهتری نسبت به رنگدانههای آلی دارند.
3. رنگدانههای آلی مقاومت حرارتی بالایی (300 درجه سانتی‌گراد) نسبت به رنگدانههای معدنی دارند اما در دمای پایینی ذوب شده و تجزیه می‌شوند.
کاربرد رنگدانهها
امروزه پوشش سطح وسایل فلزی، چوبی و... با استفاده از رنگدانهها صورت می‌گیرد؛ زیرا یکی از خاصیت‌های پیگمنت‌ها، محافظت از سطوح در مقابل رطوبت و تماس مواد شیمیایی و زیبایی چشمگیر اجسام می‌باشد. به همین جهت صنایع پوششی، عمده‌‌ترین موارد استعمال پیگمنت‌ها هستند. از رنگدانهها در لاک‌ها، رنگ‌های روغنی، ورنی‌ها، رنگ‌های سلولزی، رنگ‌های پلاستیکی، مرکب‌های چاپ و رنگرزی کاغذ و تاسیسات آهنی استفاده می‌شود.