جا مانده جهان رنگ

به گزارش گروه رسانه‌ای شرق،

 ‌تولید رنگ در طول تاریخ راه درازی را پیموده است در این مسیر طولانی ایرانیان نقش پررنگی در تولید دانش رنگ داشته‌اند اما پس از انقلاب صنعتی ایران از بازار سودآور رنگ در جهان جا ماند.

قدیمی‌ترین شواهد مربوط به استفاده انسان از رنگ به دوره پارینه‌سنگی برمی‌گردد. در غارهای لاسکو و شووه فرانسه، انسان از اُخرای زرد و قرمز یا همان اکسید آهن، منگنز سیاه و زغال چوب برای نقاشی حیوانات استفاده کرده است. در غار بلومبوس در آفریقای جنوبی هم حدود ۷۵ هزار سال پیش، نشانه‌هایی از کارگاه‌های اولیه تولید رنگ پیدا شده که شامل سنگ‌ساب‌ها، پودر اُخرا و ظرف‌های صدفی است؛ این کشف نشان می‌دهد رنگ‌سازی در باستان یک فعالیت سازمان‌یافته بوده است. ترکیبات رایج در این دوران، اُخرای زرد و قرمز یا اکسید آهن طبیعی، سیاه کربنی از زغال، سفید استخوان از خردکردن استخوان سوخته و قهوه‌ای و بنفش طبیعی از منگنز بود.

این‌ ترکییات در واقع اولین «رنگ‌دانه‌ها» (Pigments) بودند و پایه شکل‌گیری صنعت رنگ محسوب می‌شوند. در فاصله سال‌های سه هزار قبل از میلاد تا ۳۰۰ میلادی مصر یکی از پیشرفته‌ترین تمدن‌ها در زمینه ساخت رنگ بوده است. آنها اولین رنگ مصنوعی جهان یعنی آبی مصری را ساخته‌اند که ترکیبی از سیلیکا، آهک، مس و قلیایی است. این رنگ حدود ۲۵۰۰ قبل از میلاد مسیح ساخته شد و اولین رنگ‌دانه شیمیایی ساخته‌شده به‌دست انسان است.

مصریان رنگ را با مواد چسبنده‌ای مانند صمغ عربی، سفیده تخم‌مرغ و موم عسل مخلوط می‌کردند.

این کار باعث تولید رنگ بادوام بسیار زیاد می‌شد. آنها رنگ را به صورت گسترده در معماری و نقاشی مقابر استفاده می‌کردند. رنگ‌های مصری هزاران سال حفظ شده‌اند و دلیل آن استفاده از مواد معدنی پایدار و روش‌های تثبیت رنگ مثل گرم‌کردن و مخلوط‌ کردن با آهک است.‌ مصری‌ها رنگ سفید را با گچ یا کلسیت، مشکی با دوده، زرد و قرمز با اکسید آهن، سبز با مالاکیت و آبی را با ترکیب ویژه آبی مصری می‌ساختند.

در میان رودان یا بین‌النهرین و تمدن‌های سومر، بابل و آشور اکسیدهای معدنی رایج بود و قیر طبیعی به رنگ سیاه در ایران و عراق فراوان بود و برای نقاشی، آب‌بندی و نوشتن به‌کار می‌رفت. در بین‌النهرین در کاخ‌ها، کاشی‌ها و مجسمه‌ها از لعاب‌های رنگی استفاده می‌کردند که پیش‌درآمد صنعت لعاب و رنگ سرامیک است. مشهورترین نمونه این ابتکارات در دروازه ایشتار در بابل دیده می‌شود که لعاب‌های آبی، زرد و سفید بادوام فوق‌العاده مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در ایران باستان هم رنگ‌سازی پشتوانه بسیار غنی دارد و آبی لاجورد یکی از رنگ‌هایی است که اصالت ایرانی دارد. در ایران همچنین رنگ‌های گیاهی مثل روناس (قرمز) و نیل روی سفال‌ها، دیوارها و پارچه‌ها استفاده شده است.

در دوره هخامنشیان هم می‌بینیم که رنگ‌های معدنی مقاوم برای کاخ‌های تخت‌جمشید مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین هند باستان از اولین مراکز تولید رنگ‌های گیاهی است و تولید گسترده نیل که بعدها مهم‌ترین رنگ جهان شد در هند رخ داد. استفاده از زرد هلدی (Turmeric) و لاک قرمز (Lac Dye) در تمدن هند به وفور دیده می‌شود. در هند باستان رنگ‌ها کاربرد آیینی، دارویی و هنری پیدا می‌کنند. چین باستان تمدن کهن دیگری است که در حوزه رنگ‌سازی بسیار پیشرفته بود و توانست رنگ‌های معدنی با روش‌های حرارتی ایجاد کند. همچنین اختراع لاک چینی (Lacquer) از شیره درخت Rhus verniciflua از دیگر ابتکارات چین باستان است. چینی‌ها لاجورد را از افغانستان وارد کرده و برای تولید آبی یاقوتی استفاده می‌کردند. در یونان و روم باستان بخش بزرگی از روش‌های تولید رنگ هنری و معماری پایه‌گذاری شد. بزرگ‌ترین نوآوری یونان و روم باستان رنگ روغنی بود. آنها روغن بذرکتان و گردو را با رنگ‌دانه‌ها مخلوط می‌کردند و رنگ روغن به دست می‌آوردند. آبی و سبز از مالاکیت و آزوریت و ارغوانی سلطنتی رنگ‌های ویژه این تمدن است و نماد قدرت امپراتوری بود. آنها همچنین سفید سرب را از واکنش بخار سرکه با سرب

سمی به دست آوردند که بسیار محبوب بود. روم همچنین در تولید گچ رنگی به اوج رسید. در عصر متأخر باستان یعنی تا ۵۰۰ میلادی رنگ‌سازی پیشرفته‌تر شد و رنگ‌های معدنی خالص‌تر شدند. همچنین صادرات رنگ‌های ارزشمند به یک صنعت بین‌المللی تبدیل شد و لاجورد افغانستان یا طلای آبی جهان باستان به دیگر نقاط جهان صادر می‌شد.

قرون وسطی؛ نقطه آغاز صنعت رنگ

سده‌های میانه یا قرون وسطی بین سال‌های۵۰۰ تا ۱۵۰۰ میلادی یکی از مهم‌ترین دوره‌ها در تحول رنگ‌سازی است، زیرا هم روش‌ها تغییر کردند و هم بازار رنگ جهانی شکل گرفت. در این سال‌ها پس از سقوط امپراتوری روم، توسعه بسیاری از علوم متوقف یا کند شد، اما ساخت و کاربرد رنگ در هنر، معماری و نسخه‌آرایی حفظ شد. در این دوره رنگ‌ها عمدتا معدنی یا گیاهی بودند. تولید رنگ یک پیشه تخصصی و ارزشمند محسوب می‌شد و تجارت رنگ‌های خاص به‌ویژه آبی لاجورد و ارغوانی بسیار پررونق بود.

در آن زمان راهبان و کارگاه‌های کلیسا از بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان رنگ بودند و بین قرن ۶ تا ۱۲، بخش زیادی از تولید و مصرف رنگ در صومعه‌ها انجام می‌شد. همچنین راهبان برای تزئین کتاب‌های مقدس از رنگ‌هایی بسیار گران‌قیمت استفاده می‌کردند. مواد رایج در نسخه‌آرایی طلای ورقه‌ای، لاجورد طبیعی به عنوان گران‌ترین رنگ دنیا، الماسین یا شنجرف بود که به رنگ سرخ درخشان دیده می‌شد. رنگ زمینه اُخرای زرد و قرمز و سبز مالاکیت برای تذهیب گیاهی و سفید سرب برای هایلایت بود.

در آن دوره راهبان اروپایی از رساله‌های رومی و یونانی درباره رنگ‌ها استفاده می‌کردند، منابعی مثل رساله Materia Medica نوشته دیوسکوریدوس که اطلاعاتی درباره استخراج و ساخت رنگ‌دانه‌ها را در برداشتند. در قرون وسطی، برای اولین بار بازار جهانی رنگ‌ها شکل گرفت و لاجورد افغانستان از طریق جاده ابریشم به ونیز و جنوا می‌رسید و سپس به کارگاه‌های هنرمندان فروخته می‌شد و نیل هند و سودان به مصر، عربستان و اروپا صادر می‌شد. همچنین رنگ ارغوانی صورتی از لبنان می‌آمد و تنها امپراتوران اجازه استفاده از آن را داشتند. قرمز کارمین از حشره کوکینیل در اسپانیا و شمال آفریقا تهیه می‌شد و رنگ‌های آلی گیاهی مانند زعفران، روناس، اسپرک و لاک در بازار آن زمان پررونق بود.

این شبکه تجاری باعث شد رنگ‌ها نه‌تنها مصرف شوند، بلکه تولید صنعتی اولیه آنها شکل بگیرد.

در این دوره همچنین چند پیشرفت مهم رخ داد: اول توسعه روش‌های شست‌وشو، آسیاب و تصفیه رنگ‌دانه‌ها به این صورت که کارگران تخصصی، سنگ‌ها را آسیاب و غربال می‌کردند و ناخالصی‌ها را می‌گرفتند. این کار باعث شد رنگ‌ها خالص‌تر، پایدارتر و براق‌تر باشند.

دوم رنگ‌های مصنوعی اولیه تولید شدند. در این دوره قرمز شنجرف که در اصل معدنی بود، در قرون وسطی به‌صورت مصنوعی هم ساخته شد و این یکی از اولین رنگ‌های شیمیایی انسان پس از آبی مصری است. سوم اینکه در این دوره تنوع چسب‌ها و بایندرها گسترده شد و چسب‌های مختلفی برای ترکیب با رنگ استفاده می‌شد؛ مثل صمغ عربی، سفیده تخم‌مرغ، زرده تخم‌مرغ (پایه رنگ تمپرا)، کازئین (از شیر)، چسب حیوانی (ژلاتین طبیعی) و روغن خشخاش و گردو. این بایندر یا رزین‌ها پایه پیشرفت رنگ‌های هنری در رنسانس شدند.

در قرون هفت تا ۱۴ میلادی ایران و جهان اسلام نقش مهمی در توسعه صنعت رنگ داشتند و جهان اسلام در این دوره پیشرو در شیمی و تولید رنگ بود.

دانشمندان ایرانی مانند جابر بن حیان درباره رنگ‌دانه‌‌ها و روش‌های تصفیه آنها نوشتند و تولید رنگ‌های گیاهی و معدنی در بغداد، تبریز، نیشابور و سمرقند رونق داشت. همچنین استفاده از رنگ در معماری اسلامی از جمله در کاشی‌کاری به اوج رسید. در اروپا در کشورهای شمالی مثل انگلستان، آلمان و فرانسه، رنگ‌های معدنی بیشتر استفاده می‌شدند و در ایتالیا، به علت نزدیکی به ونیز مرکز تجارت شرق، رنگ‌های گران‌قیمت در دسترس بود.

در چین در تولید لاک و رنگ‌های معدنی تصفیه‌شده بسیار پیشرفته بود و این فناوری‌ها بعدها از طریق جاده ابریشم گسترش یافتند. در سال‌های پایانی قرون وسطی مقدمات رنسانس و سرآغاز تحول بزرگ صنعت رنگ شکل می‌گیرد. مهم‌ترین رخدادهای صنعت رنگ در این زمان تکامل رنگ‌های روغنی در فلاندرز یا همان بلژیک و هلند امروز بود و هنرمندانی مانند یان فان ایک روش‌های پایدارسازی روغن بذرکتان با رنگ‌دانه‌ها را کامل کردند.

این اختراع باعث شد رنگ‌ها دیر خشک شوند و امکان ایجاد سایه‌روشن شفاف‌تر و لایه‌پذیرتر داشته باشند و بیشتر در هنر و معماری استفاده شوند و در مجموع این تحولات بستر توسعه صنعت رنگ مدرن شود.

‌

رنگ و انقلاب صنعتی 

نقطه عطف صنعت رنگ در زمان انقلاب صنعتی یعنی قرن هجدهم و تا اواخر قرن نوزدهم بود و رنگ‌سازی را از کارگاه‌های خرد و هنری به صنعتی، شیمی‌محور و مبتنی بر تولید انبوه تبدیل کرد. سه عامل کلیدی این تحول را رقم زدند؛ دسترسی فراوان به مواد خام شیمیایی جدید مثل قطران زغال‌سنگ به‌عنوان منبع آنیلین، توسعه علم شیمی آلی و فرایندهای سنتز که ساده‌سازی و امکان تولید رنگ‌های مصنوعی را فراهم کرد و بازارهای بزرگ تولیدات صنعتی مثل کشتی، راه‌آهن و ماشین‌آلات، ساختمان که نیاز به پوشش‌ها و رنگ‌های محافظ و تزئینی را افزایش داد.

در این زمان کشف مَووین از سوی ویلیام هنری پرکین در ۱۸۵۶ میلادی یک نقطه‌ عطف بود؛ او هنگام تلاش برای سنتز کینین، از قطران زغال‌سنگ (منبع آنیلین) رنگ بنفش تولید کرد. این رنگ نخستین رنگ آنیلینی صنعتی بود و مسیر «رنگ‌های آلی مصنوعی» را باز کرد و در مدت چند سال بازار پوشاک و نساجی را دگرگون کرد و به‌سرعت موجب ایجاد کارخانه‌های تولید رنگ‌های آلی شد.

پس از پرکین، موجی از سنتزهای آلی و کشف رنگ‌های جدید (آنیلین‌ها، آزوها و...) و به‌ تبع آن تأسیس کارخانجات بزرگ رنگ و ماده خام صنعتی آغاز شد.

در این دوره هم پیگمنت‌های معدنی به‌ صورت صنعتی تولید شدند و هم رنگ‌های آلی مصنوعی پدید آمدند.

انقلاب صنعتی فقط «رنگ جدید» به ارمغان نیاورد و روش تولید را هم تغییر داد. در این دوره آسیاب‌ها و آسیاب‌های مرطوب (wet mills)، هم‌زدن مکانیکی، پخش‌کننده‌های (dispersers) اولیه و تجهیزات بسته‌بندی صنعتی امکان تولید مداوم و با کیفیت تکرارپذیر را فراهم کردند. مراکز تولیدی به کارخانه‌های بزرگ تبدیل شدند و بسته‌بندی رنگ توسعه یافت.

در دوره انقلاب صنعتی هرچند روغن‌های سنتی مثل روغن کتان همچنان در نقاشی به کار می‌رفتند اما تولید صنعتی نیاز به بایندرها و رزین‌هایی داشت که با خواص ویژه مثل خشک‌شدن، چسبندگی، مقاومت به آب و حلال سازگار بودند؛ این زمینه بعدها به‌سرعت با توسعه رزین‌های صنعتی و پلیمریزاسیون گسترش یافت.

در این برهه زمانی همچنین کشف رنگ‌های آنیلینی باعث شد شرکت‌های شیمیایی بزرگ آلمانی مثل BASF، Bayer و دیگران پایه‌گذاری شوند یا تخصص‌شان را در رنگ و رنگدانه توسعه دهند. این شرکت‌ها تولید صنعتی آنیلین و رنگ را سازمان‌دهی و به صادرات و استانداردسازی کمک کردند.

علاوه‌بر‌این به‌ واسطه سرمایه‌گذاری در تحقیق و فرایندهای شیمیایی، دامنه رنگ‌ها را سریعا گسترش دادند و بازارهای جهانی را به‌ دست گرفتند.

با صنعتی‌شدن تولید رنگ، کاربردهای آن بسیار گسترده شد؛ اسکله‌ها، کشتی‌ها، قطارها، پل‌ها و ماشین‌آلات صنعتی نیازمند پوشش محافظ (ضدزنگ، ضدآب) شدند و رنگ‌ها به جزئی حیاتی از چرخه تولید صنعتی تبدیل شدند.

همچنین استفاده از رنگ در ساختمان و دکوراسیون جنبه عمومی پیدا کرد و از قصرها و بناهای مجلل سفارشی به فضای زندگی عموم مردم رسید و رنگ دیوار و کاغذدیواری‌های ارزان‌قیمت رنگارنگ قرن ۱۹ و بعضی با پیگمنت‌های سمی محبوبیت پیدا کردند.

گذشته از این، رنگ‌های شیمیایی برای پارچه و چاپ که بازار عظیمی بود تولید انبوه را تجربه کردند. هرچند که بسیاری از پیگمنت‌های کارآمد قرن هجدهم و نوزدهم مثل سرب سفید، اکسید سرب، و پیگمنت‌های آرسنیکی سبز سمی بودند و تولید و استفاده انبوه آنها موجب مسمومیت کارگری، آلودگی منازل و مشکلات پزشکی شد؛ در نتیجه از اواخر قرن ۱۹ و اوایل قرن ۲۰ فشار برای جایگزینی افزایش یافت و مقررات ویژه و استانداردهای تولید رنگ شکل گرفت. در‌واقع گزارش‌ها و رویدادهای مسمومیت مثلا موارد مرگ مرتبط با کار با پیگمنت‌های آرسنیکی سبب حساسیت عمومی و در نهایت سیاست‌گذاری و تحقیق برای رنگ‌های کمتر سمی شد.

در نهایت اینکه تولید انبوه رنگ نیازمند استانداردسازی شد و معیارهای تولید رنگ مثل ثبات نوری، پوشش‌دهی، زمان خشک‌شدن و... به بخشی از مهارت صنعتی تبدیل شد. همچنین شیمی‌دانان صنعتی وارد کار شدند و شیمی پیگمنت‌ها و پایداری رنگ‌ها را به‌ صورت سیستماتیک مطالعه کردند؛ این جریان به توسعه طیف رنگ‌های امروزی انجامید و پس از آن دغدغه‌های جدیدی در بازار و صنعت رنگ جهان ایجاد شد و به فرایندهای نوظهوری انجامید.

‌جهان مدرن رنگ با عبور از انقلاب صنعتی، دست به نوآوری‌های تازه در این صنعت زده است‌.

حالا در این صنعت، رنگ‌های مبتنی بر نانو رواج گسترده دارند. استفاده از نانومواد برای ایجاد پوشش‌هایی با دوام بسیار بالا، مقاومت در برابر سایش، اشعه UV، رطوبت و شرایط سخت است. این فناوری امکان ساخت رنگ‌هایی می‌دهد که هم محافظتی‌ هستند و هم دوام آنها نسبت به رنگ‌های سنتی خیلی بیشتر است.

رنگ‌های خودتمیزشونده و آنتی‌می‌کروبی، پدیده دیگر صنعت رنگ مدرن است. این رنگ‌ها با افزودن ذرات نانو مثل نقره، مس، اکسید روی و... قابلیت دفع گردوغبار، آلودگی و حتی از بین بردن باکتری یا قارچ روی سطح را دارند و برای محیط‌های بهداشتی، بیمارستانی، مدارس و فضاهای عمومی مناسب هستند.‌

رنگ‌های بادوام و مقاوم به شرایط محیطی و بیرونی هم با توجه به اقلیم‌ها و شرایط سخت جوی مثل گرما، سرما، باران و تابش UV ساخته می‌شوند. این رنگ‌ها با فرمولاسیون نانو و رزین‌های خاص ساخته می‌شوند تا دوام و مقاومت بالاتری در برابر هوازدگی، رطوبت و فرسودگی داشته باشند.

در این میان اما رنگ‌های بهداشتی، پایدار و دوستدار محیط زیست جایگاه ویژه در صنایع رنگ کشورهای توسعه یافته به خود اختصاص داده‌اند.

رنگ‌های کم‌‎VOC یا بدون VOC یکی از انواع این رنگ‌ها هستند. VOC به ترکیبات آلی فرّار گفته می‌شود که پس از رنگ‌کاری در هوا پخش شده و می‌توانند بر کیفیت هوای داخل ساختمان تأثیر بگذارند. رنگ‌های مدرن با فرمولاسیون جدید، VOC خیلی کمتر یا تقریبا صفر دارند و برای فضاهای مسکونی، اداری یا بیمارستانی مناسب‌تر هستند.

رنگ های زیست‌پایه یا مبتنی بر مواد طبیعی یکی دیگر از انواع رنگ‌های مدرن هستند. برخی از تولیدکنندگان به‌جای حلال‌ها و مواد شیمیایی سنتی، از روغن‌های گیاهی، رزین‌های طبیعی یا مواد قابل تجزیه زیستی استفاده می‌کنند که هم برای محیط زیست بهتر است و هم سلامت کاربران را تأمین می‌کند.

رنگ‌های هوشمند پدیده دیگری از صنایع رنگ جهان مدرن هستند که کاربردی فراتر از زیبایی دارند.

رنگ‌های هوشمند رنگ‌هایی هستند که به دما، رطوبت، نور یا شرایط محیطی واکنش نشان می‌دهند و به عنوان مثال رنگ‌های ترموکرومیک رنگهایی هستند که با تغییر دما تغییر رنگ می‌دهند یا رنگ‌های پوششی با خواص عایق حرارتی و صوتی هستند.

بعضی رنگ‌های مدرن هم پوشش‌های حساس به شرایط محیطی هستند و طوری طراحی می‌شوند که در صورت ترک یا آسیب، سیگنال بدهند یا تغییر رنگ دهند و در واقع به نوعی اعلام می‌کنند که زمان نگهداری و تعمیر سطوح فرا رسیده است.

گذشته از این، در فرایندهای تولید صنعت رنگ جهان فناوری‌های نوینی به کار گرفته شده است که از آن جمله می‌توان به استفاده از ربات‌ها، سیستم‌های پاشش پیشرفته، ابزارهای دقیق و دیجیتال اشاره کرد که برای کنترل ضخامت، یکنواختی، کیفیت و کاهش هدررفت رنگ کاربرد دارند. این موضوع در صنایع خودرو، هوافضا، ساختمان و تولیدات صنعتی بسیار مهم است و توجیه اقتصادی و فنی دارد.

همچنین از تکنولوژی‌های جدید در تولید رزین و ترکیب رنگ می‌توان به نسل جدید مونومرها (specialty monomers) برای رزین‌های پایه آب اشاره کرد که باعث چسبندگی بهتر، مقاومت در برابر خوردگی و دوام طولانی‌تر می‌شوند.

البته صنایع مدرن رنگ به این ابتکارات و نوآوری‌ها رضایت نداده و پژوهش‌ها نشان می‌دهند پوشش‌هایی در حال توسعه‌ هستند که اگر دچار خراش یا ترک شوند، به‌ طور خودکار خود را ترمیم می‌کنند و این موضوع برای صنایع حساس مثل هوافضا، دریایی یا ماشین‌آلات کاربردی‌ است.

همچنین رنگ‌هایی با رنگ ساختاری مبتنی بر زیست‌پلیمرها در دستور کار صنایع رنگ مدرن جهان است؛ مثلا در یکی از تازه‌ترین پژوهش‌ها محققان با استفاده از لایگنین (یک بیوپلیمر طبیعی) فیلم‌های بسیار نازکی ساخته‌اند که بدون رنگدانه، با اثر تداخل نور رنگ تولید می‌کنند، یعنی رنگی ایجاد می‌شود که به‌جای رنگدانه با ساختار فیزیکی فیلم ساخته می‌شود. این روش پایدار و دوستدار محیط زیست است و حتی قابلیت حساسیت به رطوبت دارد.

آخرین مطالب منتشر شده در روزنامه شرق را از طریق این لینک پیگیری کنید.