پایداری رنگ

پایداری رنگ خصوصیتی از رنگدانه مانند دای و پیگمنت است که میزان استقامت از محو و فید شدن آن را در مقابل نور توصیف می کند. دای ها و پیگمنت ها برای مثال در رنگرزی پارچه ها، پلاستیک ها، یا سایر مواد و رنگ های صنعتی و جوهر های چاپ استفاده می شوند.

سفید کردن رنگ در اثر تشعشعات فرابنفش در ساختار شیمیایی مولکولی رنگ جسم است. بخشی از مولکولکه مسئول رنگ جسم است کروموفور یا رنگ بر نامیده می شود.

نوری که به سطح رنگی می خورد یا پیوندشیمیایی رنگدانه ها را می شکند یا تغییر می دهد، که باعث می شود رنگ ها سفید یا تغییر کنند. به پروسه تغییر رنگ فوتوداگرافی می گویند. موادی که در مقابل این تاثیر مقاومت می کنند را مقاوم در برابر نور می گویند. طیف الکترومغناطیسی خورشید شامل طول موج های از امواج گاما گرفته تا امواج رادیویی است. انرژی بالای تشعشعات فرابنفش به خصوص کمرنگ شدن دای ها را سرعت می بخشد.

انرژی فوتون ناشی از بازتاب نور فرابنفش که توسط اتمسفر ازن جذب نمی شود، تجزیه انرژی پیوند یگانه کربن-کربن را افزایش می دهد که بعث شکست پیوند و کمرنگ شدن رنگ می شود.  رنگدانه های معدنی پایداری بیشتری نسبت به رنگ دانه های آلی دارند. رنگدانه های مشکی معمولاً بیشترین مقاومت را در مقابل نور دارند.

پایداری با در قرار دادن در معرض یک منبع نور در یک دوره زمانی مشخص و مقایسه آن با نمونه اصلی اندازه گیری می شود.

فرآیند شیمیایی

در حین کمرنگ شدن، مولکول های رنگدانه تحت فرآیندهای مختلف شیمیایی قرار می گیرند که باعث محو شدن می شود. وقتی یک فوتون uv با یک مولکول رنگدانه واکنش نشان می دهد، مولکول از حالت پایه به فعال تغییر پیدا می کند. اکسیژن سه تایی اتمسفری با مولکول رنگدانه واکنش می دهد تا اکسیژن مفرد و اکسیژن سوپراکسید رادیکال شکل گیرد. این دو اکسیژن هر دو قابلیت نابود کردن رنگدانه ها را دارند. از معمولترین فرآیندهای شیمیایی می توان به موارد زیر شاره کرد:

نورکافت یا فتولیز : تجزیه فتوشیمی است که یک واکنش شیمیایی است که ترکیب توسط فوتون ها شکسته می شود.

فتواکسیداسیون: اکسیداسیون فتوشیمی است که یک مولکول رنگدانه وقتی توسط فوتون فعال می شود تحت یک فرآیند اکشید قرار می گیرند.

فتواکسایش:  اکسایش یا کاهش فتوشیمی است که یک مولکول رنگی با یک پیوند دو طرفه غیر اشباع  یا پیوند سه گانه (به طور معمول به آلکین ها)  به عنوان یک کروموفور در کاهش حضور هیدروژن و فوتون های انرژی کافی عمل می کند، تشکیل یک سیستم کروموفوریک اشباع. اشباع طول سیستم کروموفوریک را کاهش می دهد و منجر به محو رنگ آمیزی می شود.

حساس به نور: حساس سازی فتوشیمی است که مواد سلولزی رنگی مثل فیبرهای گیاهی وقتی در معرض نور خورشید قرار می گیرند به دای اجازه می دهند تا هیدروژن را از سلولز ها خارج کنند که در نتیجه رنگدانه در حضور اکسیژن اتمسفر اکسید  می شود.

مقیاس های اندازه گیری و استانداردها

بعضی از سازمان ها استانداردهایی برای میزان پایداری رنگدانه ها و مواد منتشر کرده اند. امتحان کردن معمولاً توسط در معرض قرار گرفتن کنترل شده در مقابل نور خورشید یا نور مصنوعی (معمولاً لامپ زنون) انجام می شود. آبرنگ ها، جوهر ، پاستل، و مداد رنگی ها معمولاً مستعد کمرنگ شدن در مرور زمان هستند. در نتیجه انتخاب پیگمنت یا رنگدانه ای با پایداری بالا در این رسانه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. معروفترین مقیاس های اندازه گیری پایداری مقیاس پشم آبی، مقیاس خاکستری و مقیاس سازمان استاندارد آمریکا یا ASTM هستند.