વર્ણકો (pigments)

સામાન્ય રીતે પૃષ્ઠ-વિલેપન (surface coating) માટે વપરાતા રંગીન, કાર્બનિક અથવા અકાર્બનિક, જળ-અદ્રાવ્ય પદાર્થો. ઉદ્યોગમાં તેઓ શાહી (ink), પ્લાસ્ટિક, રબર, ચિનાઈ માટી(કામ)-ઉદ્યોગ, કાગળ તેમજ લિનોલિયમને રંગીન બનાવવા માટે વપરાય છે.

સામાન્ય રીતે વર્ણકો પેઇન્ટમાં રંગ, ચળકાટ અને અપારદર્શકતા લાવવા તથા ધાત્વીય દેખાવનો ઉઠાવ આપવા માટે ઉમેરાય છે. આ ઉપરાંત તેઓ ક્ષારણ (corrosion) પ્રતિરોધ તથા જીવાણુ-પ્રતિરક્ષા વધારવા તેમજ જ્વલનશીલતા ઘટાડવા પણ વપરાય છે. તેમનો ખૂબ અગત્યનો ગુણધર્મ જે પૃષ્ઠને રંગવામાં આવે તેને આવરી લઈને અપારદર્શકતા (hiding power or opacity) વધારવાનો છે. જુદા જુદા રંગના વર્ણકોની અપારદર્શકતા પણ અલગ અલગ હોય છે. સામાન્યત: ઘેરા રંગો વધુ અપારદર્શકતા ધરાવતા હોય છે. આ ઉપરાંત વર્ણકના કણનું કદ (particle size) પણ તેની અપારદર્શકતાને અસર કરે છે. આ માટે ઇષ્ટતમ (optimum) વર્ણક-કણ-કદ 0.2થી 0.4 માઇક્રોન હોવું જરૂરી છે. આને કારણે મહત્તમ અપારદર્શકતા તથા પ્રકાશ-પ્રકીર્ણન પ્રાપ્ત થઈ શકે છે.

વર્ણકો અદ્રાવ્ય ઘન પદાર્થો, તૈલી પદાર્થનું ઓછું અવશોષણ કરે (જેથી સૌથી વધુ ફેલાઈ શકે) તેવા નમૂનેદાર હોવા જોઈએ.

વર્ણકોને બે મુખ્ય વિભાગમાં વહેંચી શકાય : અકાર્બનિક તથા કાર્બનિક વર્ણકો.

અકાર્બનિક વર્ણકો : પૃષ્ઠ-વિલેપન (surface coating) માટે વપરાતા વર્ણકો નીચે દર્શાવ્યા છે :

સફેદ અપારદર્શક વર્ણકો : આ એક સૌથી વધુ વપરાતો સમૂહ છે. ટાઇટેનિય ડાયૉક્સાઇડ, ઝિંક ઑક્સાઇડ, લીથોપોન (28 %થી 30 % ZnS, બાકીનો BaSO₄), ઝિંક સલ્ફાઇડ, ઍન્ટિમની ઑક્સાઇડ, વ્હાઇટ લેડ વગેરેનો તેમાં સમાવેશ થાય છે.

શ્યામ વર્ણકો : કાર્બન બ્લૅક, લૅમ્પ બ્લૅક (કાજળ), ગ્રૅફાઇટ, કલિલી કાર્બન, આયર્ન બ્લૅક વગેરે.

વાદળી વર્ણકો : અલ્ટ્રામરીન, કૉપર થેલોસાયનીન, આયર્ન બ્લૂ, બ્લૂ લેડ, વગેરે.

લાલ વર્ણકો : રેડ લેડ (સિંદૂર), આયર્ન ઑક્સાઇડ્સ, કૅડમિયમ રેડ (કૅડમિયમ સલ્ફોસેલેનાઇડ) વગેરે.

ધાત્વીય વર્ણકો : ઍલ્યુમિનિયમ પાઉડર, ઝિંકનો ભૂકો, બ્રોન્ઝ(કાંસુ)નો પાઉડર વગેરે.

ધાતુરક્ષક વર્ણકો : સિંદૂર, બ્લૂ લેડ, ઝિંક, લેડ-ઑક્સાઇડ, બેરિયમ, પોટૅશિયમ ક્રૉમેટ.

પીળા વર્ણકો : લિથાર્જ, લેડ તથા ઝિંક ક્રૉમેટ, હંસા યલો, ફેરાઇટ યલો વગેરે.

નારંગી (orange) વર્ણકો : બેઝિક લેડ ક્રૉમેટ, કૅડમિયમ ઑરેન્જ, મોલિબ્ડેનમ ઑરેન્જ.

લીલા વર્ણકો : ક્રોમિયમ ઑક્સાઇડ, ક્રોમ ગ્રીન, થેલોસાયનીન ગ્રીન, થેલોસાયનીન બ્લૂ સાથે ઝિંક ક્રૉમેટ.

ભૂખરા (brown) વર્ણકો : બર્ન્ટ (બાળેલું) અંબર.

કાર્બનિક વર્ણકો : ખૂબ પુરાણા સમયથી ધાતુઓ, લાકડું, પથ્થર, પ્લાસ્ટિક તથા અન્ય વસ્તુઓને રંગવા માટે અદ્રાવ્ય રંગીન ખનિજો વર્ણકો તરીકે વપરાતાં આવ્યાં છે. રંગક-ઉદ્યોગ(dye industry)ના વિકાસ સાથે પાકા તથા ઘેરા રંગો આપતા વર્ણકો પણ શોધાતા ગયા.

1935માં થેલોસાયનીન વર્ણકોની એક નવી વર્ણમૂલક/રંગમૂલક (chromophoric) પ્રણાલી ઉદ્યોગમાં દાખલ થઈ; જેના પરિણામે અનેક નવા નવા વર્ણકો વપરાશમાં આવતા ગયા. જલીય તથા બિનજલીય રંગ/પ્રલેપો(paints)માં, છાપકામ માટે વપરાતી શાહીમાં, ચામડાની પરિષ્કૃતિ (ફિનિશિંગ) માટે તેમજ પ્લાસ્ટિક નીપજો તથા અન્ય પ્રવિધિઓમાં વર્ણકો વપરાઈ રહ્યા છે. પેઇન્ટ (પ્રલેપ) તરીકે વર્ણકો એકલા જ અથવા ઝિંક ઑક્સાઇડ કે ટાઇટેનિયમ ઑક્સાઇડ જેવા સફેદ વર્ણક સાથે વાપરી શકાય છે. છાપકામ માટેની શાહી ધાતુના પતરા ઉપર વપરાય છે. કાપડ-ઉદ્યોગમાં વર્ણકો રેઝિન બંધક (binder) સાથે છાપકામ માટે ખૂબ વપરાય છે. સેલ્યુલોઝ પલ્પ/લૂગદીમાં વર્ણક દાખલ કરીને રંગીન કાગળ બનાવવામાં આવે છે. તે જ રીતે સંશ્ર્લેષિત રેસાઓ, પ્લાસ્ટિક, રબર વગેરેનું રંગકામ પણ મોટા પાયે થાય છે. આ ઉપરાંત વર્ણકો, સૌંદર્ય-પ્રસાધનોમાં સાબુ, મીણ, ચૉક, ક્રેયૉન્સ વગેરેમાં પણ વપરાય છે. ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં વર્ણકના સુયોગ્ય સ્ફટિકીય બંધારણ તથા તેના કણોના પરિમાપ અંગે ખૂબ કાળજી રાખવામાં આવે છે.

વર્ણકોના રંગના ટકાઉપણા(fastness)નું વર્ગીકરણ રંગકોની માફક જ કરાય છે. પ્રકાશ, ઉષ્મા, દ્રાવકો, પાણી, ઍસિડ, આલ્કલી તથા રાસાયણિક એજન્ટો સામે તેમનું ટકાઉપણું અગત્યનાં છે.

કાર્બનિક વર્ણકોના પ્રકારો :

ધનાયની રંગકોનાં લેઇક્સ (lakes) : જેમાં એક કે બે ધનાયની સમૂહો હોય તેવા D⁺ X^– બંધારણ ધરાવતા રંગકો (જેમાં D⁺ વર્ણધારક પ્રણાલી તથા X^– = el^– પરમાણુ હોય છે.) ટૅનિક ઍસિડ અથવા ફૉસ્ફોટંગસ્ટોમોલિબ્ડિક ઍસિડ (PTMA) સાથે અદ્રાવ્ય વર્ણકો બનાવે છે. આવા અદ્રાવ્ય વર્ણકોને લેઇક્સ કહે છે. BASF કંપનીએ આવા ઘણા ધનાયની રંગકો PTMA દ્વારા અવક્ષેપન કરીને વિકસાવ્યા છે તથા તેમને FANAL (permanent) વર્ણકો તરીકે બજારમાં મૂક્યા છે. આ વર્ણકો સ્થાયીપણાની ઉત્તમ ગુણવત્તા ધરાવે છે. આમાંના ઘણા વર્ણકો મેલેચાઇટ ગ્રીન, મિથાઇલ વાયોલેટ, વિક્ટોરિયા બ્લૂ તથા રહોડામાઇન Bને PTMA વડે અવક્ષેપ કરાતાં લેઇક્સ બને છે.

સારણી 1 : ધનાયની રંગકોમાંથી ફૉસ્ફોટંગસ્ટોમોલિબ્ડિક ઍસિડ લેઇક્સ

રંગાંક (colour index)		પિતૃરંગકનું નામ
નામ	નંબર
વર્ણક યલો 18	49005	બેઝિક યલો T
વર્ણક બ્લૂ 2	44045	વિક્ટોરિયા બ્લૂ B
વર્ણક લાલ 82	45150	ર્હોડામાઇન B
વર્ણક વાયોલેટ 3	42535	મિથાઇલ વાયોલેટ

ઋણાયની રંગકોનાં લેઇક્સ : D^– X⁺ જેવા ઋણાયની રંગકોમાંથી અવક્ષેપન કરીને આવાં લેઇક્સ મેળવવામાં આવે છે. D^– X⁺ માં D^– ઋણાયની સમૂહ ધરાવતો રંગક અણુ તથા X⁺ ધાતુ છે. અવક્ષેપન કૅલ્શિયમ કે બેરિયમ જેવા ભારે ધાતુના ક્ષાર દ્વારા કરવામાં આવે છે. આનાં કેટલાંક ઉદાહરણ સારણી 2માં આપ્યાં છે.

આ વર્ણકો ઍસિડ તથા આલ્કલી પ્રત્યે વધુ સંવેદક હોવાથી તેમનો સ્થાયીપણાનો ગુણ નબળો હોય છે, પણ દ્રાવક સામે તે પ્રતિકાર કરી શકે છે.

ધાતુના સંકીર્ણો (Metal complexes) : આ સમૂહના વર્ણકોનું પ્રકાશ સામે ટકાઉપણું ઉત્તમ પ્રકારનું હોય છે, પરંતુ અન્ય ગુણધર્મો થોડા નિમ્ન પ્રકારના હોય છે. આ સંકીર્ણો સમન્વિત (coordinated) અથવા કિલેટ (chelate) સંયોજનો છે તથા તેમાં નાઇટ્રોજન તથા ઑક્સિજન પરમાણુ ધરાવતા ઇલેક્ટ્રૉન દાતા સમૂહોની આવશ્યકતા હોય છે. આનું એક ઉદાહરણ છે વર્ણક ગ્રીન B (સી. આઈ. ગ્રીન B 10006) જેને 1-નાઇટ્રોસો – 2-નેપ્થોલમાંથી ફેરિક ક્ષાર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.

સી. આઈ. વર્ણક બ્રાઉન 2, 12071ને મૉનો એઝો રંગક પેરાનાઇટ્રોએનિલીન તથા 2નેપ્થોલમાંથી કૉપરના સંકીર્ણ તરીકે મેળવવામાં આવે છે.

સારણી 2

રંગાંક નામ	નંબર	બંધારણ	લેક બનાવતી ધાતુ
પિગમેન્ટ રેડ 48	15865		Ca, Ba, Mn
પિગમેન્ટ રેડ 49	15630		Ca, Ba
પિગમેન્ટ રેડ 53	15585		Ba
પિગમેન્ટ રેડ 57	15850		Ca
પિગમેન્ટ રેડ 90	45380
પિગમેન્ટ બ્લૂ 24	42090		Ba

સી. આઈ. વર્ણક રેડ 83 બનાવવા માટે એલિઝરીનને ઍલ્યુમિનિયમ અને કૅલ્શિયમ, ક્રોમિયમ અથવા આયર્નની જરૂર પડે છે.

ધાતુરહિત તટસ્થ સંકીર્ણો (metal free neutral complexes) : વર્ણકોના આ મોટા સમૂહમાં મૉનો એઝો તથા ડિસ એઝો સંયોજનો વૅટ (vat) રંગકો સાથે હોય છે. જે વૅટ રંગક અણુઓમાં દ્રાવ્યતા માટે જરૂરી SO₃H કે −COOH સમૂહો હોતાં નથી તેઓ રંગોની વિવિધતા દર્શાવે છે તથા ઍસિડ કે આલ્કલી પ્રતિકારી હોય છે; પરંતુ દ્રાવકો તથા સુઘટ્યતાકારકો પ્રત્યે નિર્બળ સ્થાયીપણું ધરાવે છે. ભારતમાં આ વર્ણકો ખૂબ પ્રચલિત છે.

મૉનો એઝો વર્ણકો : હંસા યલો 9 (Hansa yellow G. C. I. pigment yellow 1, 11680)

4-એમીનો-3-નાઇટ્રો ટૉલ્યુઇન તથા એસિટો એસિટેનિલાઇડમાંથી હંસા યલો 10G (Hansa yellow 10G CI pigment yellow 3, 11710)

4-ક્લૉરો-2-નાઇટ્રોએનિલીન તથા 2-ક્લોરોએસિટો એસિટાની-લાઇડમાંથી

સી. આઈ. પિગમેન્ટ યલો7 CI pigment yellow-7 12780 ઘેરો સોનેરી વર્ણક છે.

2, નાઇટ્રોએનિલીન તથા 2, 4 ડાઇહાઇડ્રૉક્સિ ક્વીનોલીનમાંથી

સી. આઈ. પિગમેન્ટ ઑરેન્જ 6, 12730 અગત્યનો પાયરેઝોલોન વર્ગનો વર્ણક છે.

4-એમીનો-3-નાઇટ્રોટૉલ્યુઇન તથા 3 મિથાઇલ 1 ફિનાઇલ પાયરાઝોલોનમાંથી

સી. આઈ. પિગમેન્ટ ઑરેન્જ 5, 12075 ખૂબ વપરાશમાં છે.

2, 4 ડાઇ નાઇટ્રોએનિલીન તથા 2-નેપ્થોલમાંથી

સી. આઈ. પિગમેન્ટ રેડ R, 12310 નેપ્થોલ ASમાંથી મેળવાય છે.

2, 5 ડાઇક્લોરોએનિલીન તથા 3-હાઇડ્રૉક્સિ-2-નેપ્થાનીલાઇડ (નેપ્થોલ AS)માંથી

ડિસ એઝોવર્ણકો : આ વર્ણકો છાપકામ માટેની શાહી તથા રબર અને પ્લાસ્ટિકમાં રંગ તરીકે ખૂબ વપરાય છે.

સી. આઈ. પિગમેન્ટ યલો 12, 21090

3, 3´ ડાઇક્લોરો બેન્ઝિડીન તથા બે મોલ એસિટો એસિટાની-લાઇડમાંથી

સી. આઈ. પિગમેન્ટ ઑરેન્જ B 21110 પર્મેનન્ટ ઑરેન્જ G પાયરેઝોલ વ્યુત્પન્ન છે.

3, 3´ ડાઇક્લોરો બેન્ઝિડીન તથા 1-ફિનાઇલ-3-મિથાઇલ પાયરેઝોલોનમાંથી

વલ્કન યલો 9, (CI pigment yellow 14, 21095) O-એસિટોએસિટ-O-ટૉલ્યુઇડીનમાંથી તથા C. I. pigment yellow 17, 21105 એસિટોએસિટ O-એનીસીડીનને ડાએઝો 3, 3´  ડાઇક્લોરોબેન્ઝિડીન સાથેના સંઘનનથી મેળવાય છે.

અન્ય વર્ણકોમાં 4-ક્લોરો-2-નાઇટ્રો એનિલીનનું ફોર્માલ્ડિહાઇડ સાથે સંઘનન કરવાથી સી. આઈ. પિગમેન્ટ યલો 11 મળે છે, જે નાઇટ્રોવર્ણક છે. એનિલીનનું કૉપર કે વેનેડિયમની હાજરીમાં ઉપચયન કરીને એમાઇન વર્ણક મેળવાય છે. દા.ત., એનિલીન બ્લેક. ઇન્ડેન્થ્રોન જેવા કેટલાક વૅટ રંગકો પણ વર્ણક તરીકે વપરાય છે.

ઉચ્ચ ગુણવત્તા(grade)વાળા વર્ણકો : ICI દ્વારા 1935માં મોનેસ્ટ્રાલ બ્લૂ બજારમાં મુકાયેલ જે પાકો રંગ હતો તથા તેનું બંધારણ ક્લૉરોફિલ તથા હેમીન વર્ણધારક(chromophores)ને મળતું આવે છે.

કૉપર થેલોસાયનીન અનેક રીતે બનાવી શકાય છે. તેનું ક્લોરિનેશન પાકા રંગનો લીલો વર્ણક આપે છે.

આધુનિક ઉચ્ચ ગુણવત્તા ધરાવતા વર્ણકો નીચે દર્શાવેલા રાસાયણિક વર્ગના હોય છે.

વર્ણધારક (chromophore)	વર્ણકનો રંગ
એઝો યુગ્મન (coupling) તથા સંઘનન	પીળો, નારંગી તથા લાલ
4, 5, 6, 7-ટેટ્રાક્લૉરો આઇસો-	લીલાશ પડતો, પીળો, નારંગી,
ઇન્ડોલ-1-ઑન	લાલ, ભૂખરો
એન્થ્રાક્વીનોન	પીળો, નારંગી, જાંબલી
પેરિનોન, પેરિલીન	નારંગી, લાલ, જાંબલી
ક્વીનાક્રીડોન	જાંબલી, મેજન્ટા (scarlet, સિંદુરી)
ડાયૉક્સાઝીન	જાંબલી
થેલોસાયનીન	વાદળી, લીલો

એઝો વર્ણકો : આ વર્ણકોનું સ્થાયીપણું ઉત્તમ હોય છે.

ડ્યૂ પોન્ટ કંપનીએ નિકલ એઝો યલો માર્કેટમાં દાખલ કરેલ.

ગાઈગી(Geigy)એ એઝોરેડના ધાતુક્ષાર તરીકે નીચેનો વર્ણક દાખલ કરેલો. વર્ણક Ca ક્ષાર હોય છે.

એનિલીન 2, 5 ડાઇસલ્ફોનિક ઍસિડ તથા નેપ્થોલ AS-BO દ્વારા બને છે.

હેક્ઝટ (Hoecht) દ્વારા નીચેનો વર્ણક મુકાયેલો : બેન્ઝિડીન યલો

એઝોસંઘનન વર્ણકો : સીબા (CIBA) દ્વારા 2-મોનો એઝો વર્ણકોના સંઘનનથી બનાવાયા છે.

આ પ્રકારના ઘણા વર્ણકો બનાવાયા છે; જેમનાં બંધારણો શોધાયાં નથી પણ તેઓ પાકા પીળા, નારંગી, લાલ, ભૂખરા રંગની વિવિધ છાયા (shades) આપે છે. આ વર્ણકો બહુલકો રંગવા માટે ઑટોમોબાઇલમાં વપરાતા ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા લેકર્સ (પ્રલાક્ષ) માટે વપરાય છે.

એઝોમિથાઇન વર્ણકો : પિગમેન્ટ BP 1261590

2, 2-ડાઇહાઇડ્રૉક્સિ એઝો મિથાઇલ રંગકના Cu સંકીર્ણો. ટેટ્રાક્લૉરો આઇસો ઇન્ડોલીન-3-ઓન વર્ણકો : –

ગાઈગી દ્વારા આ નવી રંગધારક પ્રણાલી વિકસાવાઈ છે.

આ પાકા રંગકો લીલાશ પડતા પીળાથી નારંગી શેડમાં મળે છે.

પેરિલીન તથા પેરિનૉન રંગકો : આ વર્ણકો નૅપ્થેલીન  1, 4, 5, 8-ટેટ્રાકાર્બૉક્સિલિક ઍસિડ તથા Oફિનિલીન ડાઇએમાઇનમાંથી મેળવાય છે.

સી. આઈ. વૅટ ઓરેન્જ 7, 71105, પેરિલીન વર્ણકો પેરિલીન 3, 4, 9, 10  ટેટ્રાકાબૉર્ક્સિલિક ઍસિડમાંથી મેળવવામાં આવે છે.

R = C₆H₄OCH₃ લાલ રંગ      બૉરડ્યૂ (Bordeaux)

R = CH₃ મરૂન (ઘેરો લાલ) રંગ        R = H

ક્વિનેક્રિડોન વર્ણકો : ડ્યૂ પોન્ટે 1958માં આ વર્ણકો દાખલ કર્યા. તેમનાં વિવિધ સ્ફટિક-સ્વરૂપો ઉપર રંગનો આધાર રહે છે. દા.ત., γ-સ્વરૂપ લાલ તથા β-સ્વરૂપ જાંબલી હોય છે. તેમનામાંના પડોસી અણુઓ સાથે H બંધ બનાવવાની ક્ષમતાને કારણે તેઓ સ્થાયીપણામાં ઉત્તમ હોય છે.

થાયૉઇન્ડિગો વર્ણક : ઉદા. થાયૉઇન્ડિગો બોરડ્યૂ

ડાયૉક્સેઝીન વર્ણકો : હેક્ઝટ દ્વારા આ વર્ણક દાખલ કરાયો છે.

એન્થ્રાક્વિનોન વર્ણકો : અનેક વૅટ રંગકો ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા વર્ણકો તરીકે વપરાય છે. દા.ત., ઇન્ડેન્થ્રોન, ફ્લેવેન્થ્રોન, હેલોજનો ડાઇબેન્ઝએન્થ્રોન સલ્ફોનેમાઇડ વગેરે.

જ. પો. ત્રિવેદી