Наряду с сажей в качестве пигментов применяют различного рода черни.
Чернями называют продукты, полученные в результате прокаливания без доступа воздуха различных твердых органических веществ животного и растительного происхождения.
Свойства полученных таким образом продуктов зависят как от исходного материала, так и от температуры прокаливания.
Если органическое вещество нагревать до высокой температуры без доступа воздуха, то происходит его разложение. Это разложение всегда протекает по одной схеме: сложное органическое вещество распадается и выделяет более простые летучие вещества, со-‘ держащие меньше углерода, чем исходное органическое вещество; остаток же постепенно обогащается углеродом. При достаточной продолжительности процесса остаток содержит только углерод и минеральные вещества (золу), а все другие элементы, входившие в состав неходкого вещества, улетучиваются в виде более простых соединений. Так, например, процессы, протекающие при нагревании древесины без доступа воздуха {сухая перегонка), можно представить себе в виде последовательного отщепления воды от углевода:
CgHioOg —► C6H804 -f Н20 при ^ 185°
С6На04 —> С6Н603 + НаО при 22(Р С6Н603 —> СбН402 4- Н20 С6Н402 —► С6НяО 4” Н20 при CsH20 —► 6С 4- Н20
В конечном результате в виде нелетучего осадка остается углерод со всеми минеральными веществами, прочие же составные части, входившие в состав древесины, выделяются в виде летучих веществ (водяных паров). В действительности, реакции, протекающие при сухой перегонке, значительно сложнее. Течение их определяется условиями сухой перегонки.
В качестве сырья для получения черней применяют кости животных, виноградные косточки, гребни виноградных кистей и т. д. Из костей готовят жженую кость, из отходов виноделия — виноградную чернь.
Лучший пигмент получается из костей молодых животных. Обработка костей для изготовления черней начинается с извлечения из них жира. Обезжиренные кости тщательно промывают горячей водой, сушат и размалывают на бегунах.
При размоле наиболее рыхлые части костей превращаются в тонкий порошок; его отсеивают от более плотных частей, которые тонко измельчают на мельницах и подвергают обжигу. Обжиг размолотой кости производят либо в ретортах, либо в тиглях без доступа воздуха. Полученный продукт состоит из 8—!0% аморфного углерода, 75% среднего фосфорнокислого кальция Саз(Р04)2, 2% среднего фосфорнокислого магния Mg3(PO^)2 и 15% углекислого кальция СаСОз. Его подвергают тщательному мокрому измельчению на жерновах или в шаровых мельницах, после чего отмучивают, отделяют фильтрованием от воды и сушат.
Полученная по такому способу жженая кость представляет собою хороший, укрывистый, интенсивно черный пигмент, пригодный для высококачественных малярных и художественных работ. Этот пигмент обладает отличной светопрочностью.
Лучшие сорта жженой кости обращаются в продаже под названием слоновая кость. Как показывает само название, этот пигмент изготовлялся первоначально из отходов обработки слоновой кости. В настоящее время слоновую кость готовят из обыкновенной жженой кости, обрабатывая последнюю соляной кислотой. Соляная кислота, не действуя на углерод, который является красящим началом этого пигмента, растворяет содержащиеся в нем соли:
Са3(Р04)2 +4НСІ —► Са (Н2Р04)2 + 2СаС12 Mg3 (Р04)2 + 4НС! —► Mg (Н2Р04)2 + 2MgCla CaC03 + 2HC1 -—► CaCI2 + C02 + H20
После обработки соляной кислотой жженую кость тщательно промывают водой до исчезновения в промывной воде следов кислоты и растворимых солей. После многократной промывки пигмент отделяют от остатков воды и затем сушат. Полученная по такому способу слоновая кость содержит незначительное количество минеральных веществ (золы), нерастворимых в кислотах, и состоит почти исключительно из аморфного углерода.
Вследствие отсутствия в этом пигменте минеральных веществ он еы только совершенно светоустойчив, но и стоек к действию кислот и щелочей.