Королевский синий — относительно редкий и малоизвестный пигмент с интересной историей. Впервые он был получен в 18 веке и был одним из самых ранних синтетических синих пигментов. Понимание того, что придает королевскому синему его отличительный цвет, дает представление об истории и химии пигментов.
Королевский синий, также известный как саксонский синий или парижский синий, — это искусственный синий пигмент, полученный путем нагревания калийных квасцов со смальтой или оксидом кобальта. Пигмент был впервые получен в 1757 году Джоном Холкером и запатентован в Англии Джеймсом Колбруком. Позднее он был усовершенствован и производился более широко Уильямом Дьюсбери на фарфоровом заводе в Дерби.
Королевский синий классифицируется как кобальтовый синий пигмент. Он производится путем обжига смеси калийных квасцов, оксида кобальта и смальты при высокой температуре между 850-900 °C. Алюмокалиевые квасцы действуют как флюс в процессе обжига и позволяют оксиду кобальта растворяться и реагировать с кремнеземом в смальте, образуя кристаллы алюмината кобальта, которые обеспечивают синий цвет.
Основным активным ингредиентом, обеспечивающим синий цвет в пигменте Kings blue, является алюминат кобальта(II), имеющий химическую формулу CoAl2O4. Алюминат кобальта относится к группе неорганических пигментов, называемых кобальтовыми синими, которые содержат кобальт, связанный с алюминатом.
Кристаллы алюмината кобальта в пигменте Kings blue имеют структуру шпинели. Он состоит из кубической плотноупакованной решетки атомов кислорода, при этом ионы кобальта занимают некоторые октаэдрические пустоты, а ионы алюминия занимают тетраэдрические пустоты в структуре.
Помимо алюмината кобальта, пигмент Kings blue содержит некоторые остаточные компоненты из исходных ингредиентов, используемых при его производстве:
| Калийные квасцы | KAl(SO4)2·12H2O |
| Оксид кобальта | CoO или Co3O4 |
| Смальта | Мятое синее стекло, содержащее CoO, SiO2, K2O |
Кристаллы алюмината кобальта придают Kings blue характерный синий цвет. цвет, в то время как другие компоненты в значительной степени инертны и обеспечивают объем пигментного порошка.
Пигмент Kings blue обладает следующими важными свойствами:
– Насыщенный синий цвет – яркий синий цвет получается в результате электронных переходов ионов кобальта (II) в кристаллах алюмината кобальта.
– Нерастворим в воде – соединение алюмината кобальта устойчиво к деградации.
– Химически инертен – устойчив к свету, щелочам и слабым кислотам, что делает его пригодным для фресок и декоративной живописи.
– Низкая красящая способность – размер частиц относительно большой, поэтому цвет не сильно поглощается.
Нерастворимость и химическая инертность алюмината кобальта делают Kings blue более долговечным и постоянным по сравнению с более ранними синими пигментами, полученными из солей металлов или красителей. Однако он также имеет относительно низкую красящую силу и кроющую способность.
Первоначальный процесс производства пигмента Kings blue включал совместное нагревание сырых ингредиентов алюмокалиевых квасцов, оксида кобальта (из кобальтовой руды) и смальты в тиглях над печью.
Типичный рецепт содержал:
– 100 частей алюмокалиевых квасцов
– 50 частей оксида кобальта
– 50 частей смальты
Алюмокалиевые квасцы служили флюсом для понижения температуры плавления других компонентов. Смесь нагревали до температуры 850–900 °C, достаточно высокой, чтобы расплавить компоненты, не разлагая оксид кобальта.
Нагревание расплавленной смеси вызывало неорганическую реакцию между оксидом кобальта и диоксидом кремния (кремнеземом), содержащимся в смальтовом стекле. Это привело к образованию крошечных кристаллов алюмината кобальта(II) (CoAl2O4) по всей расплавленной пигментной смеси.
После обжига расплавленную пигментную смесь выливали из тиглей и давали ей остыть и затвердеть. Затем ее разбивали, измельчали, промывали и прессовали для получения грубого комковатого порошка, содержащего микроскопические синие кристаллы алюмината кобальта, диспергированные в бесцветной матрице.
Важным шагом в изготовлении Kings blue было производство смальты — синего матового стекла, содержащего кобальт. Смальту получали путем измельчения синего стекла кобальтового цвета в мелкий порошок.
Используемое синее стекло было окрашено оксидом кобальта, который добавляли в расплав стекла. Кобальт использовался в качестве стабильного синего красителя для стекла с древних времен. Кобальтовое синее стекло отливали в лепешки или палочки и давали остыть перед измельчением.
Смальта производилась в Саксонии, Германия, которая была центром производства стекла с XVI века. Саксонская смальта высоко ценилась за свой глубокий синий цвет и равномерную грануляцию. Это был важный экспортный товар из Саксонии для производителей пигмента Kings blue.
Происхождение пигмента Kings blue восходит к середине XVIII века в Европе. В то время химики стремились разработать новые синтетические синие пигменты, чтобы заменить дорогостоящий ультрамарин, изготавливаемый из лазурита.
Ключевые события в истории Kings blue включают в себя:
1757 — Джон Холкер впервые получил синий пигмент, нагревая вместе калийные квасцы, кобальт, черный оксид кобальта и смальту. Он запатентовал этот процесс в Англии.
1773 — Джеймс Коулбрук посчитал пигмент Холкера слишком фиолетовым. Он улучшил формулу, используя кобальтовую руду вместо смальты, чтобы получить более яркий синий цвет, и зарегистрировал его как британский патент.
1776 — Уильям Дьюсбери из Королевского фарфорового завода в Дерби еще больше усовершенствовал рецепт, используя более низкую температуру обжига 750 °C. Это дало пигмент под названием Дьюсбери или Derby Blue.
1778 — Дьюсбери зарегистрировал свою версию как оксид кобальтового синего. Он продавался в коммерческих целях как художественный пигмент.
1779 – Пигмент был назван Kings blue в честь визита короля Георга III на фабрику в Дерби, где он увидел процесс изготовления пигмента.
Итак, вкратце, Kings blue был конечным результатом последовательных экспериментов с использованием соединений кобальта для создания синих пигментов, завершившихся надежной формулой Дьюсбери, обжигаемой при относительно низкой температуре в глиняных тиглях.
Одним из первых применений пигмента Kings blue было производство английского фарфора и керамики. Фарфоровый завод Дерби, принадлежавший Уильяму Дьюсбери, стал ведущим производителем пигмента для использования в своих керамических изделиях.
Kings blue идеально подходил для декорирования фарфора и фаянса. Он был стабилен при температурах обжига керамики и придавал приятный синий цвет нарисованным или напечатанным рисункам под прозрачной глазурью. Пигмент мог давать ряд синих оттенков в зависимости от методов нанесения.
Пигмент был быстро принят другими английскими гончарными мастерами в конце 18 века, стремящимися повторить успешный декорированный синим фарфор Дерби. По сравнению со смальтой, королевский синий давал более яркие, более плотные синие области, свободные от полосатости, вызванной плохой дисперсией частиц смальты.
Пигмент королевский синий также продавался как художественная краска торговцами красками в конце 1700-х и начале 1800-х годов. Пигмент давал холодный зеленовато-синий цвет, более мягкий, чем кобальтовый синий. Он обладал хорошей укрывистостью и хорошо смешивался с другими цветами.
Пигмент иногда использовался художниками, включая Томаса Гейнсборо, для небесных фонов. Он представлял собой экономичную альтернативу дорогому ультрамарину на основе лазурита. Kings blue также использовался печатниками для окраски гравюр и отпечатков в синий цвет.
Однако Kings blue впал в немилость у художников, поскольку ему не хватало глубины, насыщенности и силы оттенка кобальтового синего. Более чистые и интенсивные синтетические пигменты кобальтового синего вытеснили Kings blue в 19 веке.
Сложное и трудоемкое производство Kings blue привело к его упадку в начале 19 века. Его обогнали новые синтетические кобальтовые синие, которые было проще производить в более чистых оттенках. Последнее известное производство было на Derby Porcelain в 1820 году.
Более столетия после этого Kings blue был почти забыт как утраченный пигмент. Только в конце 20 века интерес возродился среди искусствоведов, исследующих ранний английский фарфор. Научный анализ в 1990-х годах подтвердил состав и свойства забытого пигмента.
С тех пор наблюдается возрождение в воссоздании пигмента Kings blue с использованием оригинальных методов 18-го века. Современное производство позволило более полно понять этот важный ранний синий пигмент, который проложил путь для будущих разработок цвета.
Подводя итог, можно сказать, что Kings blue — это исторически значимый кобальтовый синий пигмент, впервые синтезированный в Англии 18-го века. Его главным компонентом является алюминат кобальта, который производит небольшие синие кристаллы, диспергированные в стекловидной матрице. Синий цвет пигмента возникает из-за переходов кобальта (II). Хотя в основном его использовали на английском фарфоре, Kings blue также использовался некоторыми художниками, прежде чем его заменили более современные кобальтовые пигменты. После того, как он ушел в небытие, недавний интерес возродил пигмент и методы его воссоздания с использованием оригинальных рецептов. Понимание королевского синего дает представление об инновациях в области синтетических синих пигментов, полученных из соединений кобальта.