پیگمنت های صدفی Necreous pigments
پیگمنت های صدفی به علت دارا بودن درخشش بدین گونه نامگذاری شده اند.
ذرات رنگدانه صدفی، ورقه های کوچک مسطح شفاف و نازکی هستند با ضریب شکست بالا که اکثر نور تابیده شده را انعکاس می دهند و مقداری جزئی از آن را عبور می دهند. انعکاس حاصل آینه ای بوده که زاویۀ تابش و بازتابش یکسان دارد. این رنگدانه ها وقتی بر روی سطح قوس دار واقع می شوند تنوع رنگی را به نمایش در می آورند و فام رنگی از ترکیبی بی رنگ، تشکیل می گردد.
می توان از یک سطح با خصوصیات شفاف و مسطح (مثل میکا) استفاده نمود و از طریق شکست نور در لایه های متعدد، فام های مختلف ایجاد نمود. ذرات پیگمنت در این حالت دانه ای شکل، مسطح، شفاف و با ضریب شکست بالا می باشند. برای ایجاد بیشترین براقیت و درخشش، پیگمنت ها باید به طور موازی و در یک ردیف به طور منظم قرار گیرند. ارتباط بین سطح و گوشه ها(که موجب بازتابش پراکنده می شوند) می تواند توسط اندازه ذرات پیگمنت کنترل گردد.
پیگمنت های بزرگتر، پوشش کمتر اما براقیت بیشتری دارند، در مقابل پیگمنت های کوچکتر، پوشش خوب و درخشش مات و ملایمی دارند، پیگمنت های مرواریدی، پیگمنت های شفافی هستند که دارای خاصیت درخشش Lustre به عنوان یک ویژگی اضافی نسبت به دیگر پیگمنت ها هستند. این پیگمنت ها دارای ذرات کوچک و نازک با قطر نسبی بزرگ و سطوح صاف هستند. خواص مشخصی مانند ساختمان ظاهری، ضریب شکست بالا، شفافیت و درخشش و در محیط شفاف را درخششی شبیه مروارید ها یا صدف ها به علت بازتابش چند باره نور تولید می کنند.
پیگمنت های صدفی دارای یک هسته مرکزی از جنس میکا هستند که توسط یک یا چندین لایۀ اکسیدی محصور شده اند.
میکا یک ماده معدنی ورقه ای شکل و طبیعی است و به عنوان یک حامل (زمینه) برای لایه های اکسیدی بعدی جهت ایجاد شکست بالا بکار میرود.
پیگمنت های اکسیدی فلزی اثر طبیعی مرواریدها را به ساده ترین صورت ممکن تقلید کرده و امکانایجاد رنگ های تزئینی جدید را در هرشکل فراهم می سازند.
پیگمنت های صدفی را به سه گروه طبقه بندی می کنند:
پیگمنت های لایه لایه ای:
این پیگمنت های بر پایۀ تیتانیوم دی اکسید-میکا (Tio۲-Mica) هر دو سطح زیرین رویۀ میکا دارای یک لایه بوده، که ممکن است به شکل آناتاز و یا روتیل باشد. فرم روتیل معمولا ً حاوی یک مقدار کمی از اکسید قلع می باشد و لایۀ Tio۲ بدون هیچ واسطه ای به سطح میکا می چسبد. میکا معمولا ً از نوع پتاسیم آلومینیم سیلیکات Muscovite می باشد و گاهی نیز ممکن است از نوع منیزیوم آلومینیوم و سیلیکات Phlogopite باشد.
در انواع دیگری از پیگمنت Tio۲-Mica، پیگمنت متعاقبا ً با مواد رنگ زای جذبی پوشش می شود تا گونه ای از پیگمنت ترکیبی ایجاد کنند.
در ابتدا این نظریه وجود داشت که در صورت ایجاد دی اکسید تیتانیوم مسطح به شکل تک کریستال، به دلیل بالا بودن ضریب شکست این ماده، می توان از این پیگمنت که مهم ترین رنگ دانه سفید بوده و دارای مقاومت نوری خوب، قیمت کم، مقاومت حرارتی و شیمیایی خوب است و غیر رسمی نیز می باشد، برای تولید رنگ دانه صدفی استفاده کرد. اما تمام کوشش ها برای تولید دی اکسید تیتانیوم به حالت کریستال مسطح با شکست مواجه شد. میکا ماده ای است که در تمام جهان یافت می شود و دارای نا خالصی ناچیزی است و می تواند به لایه های نازک و مسطح و قابل انعطاف تبدیل شود.
۱-پیگمنت های مرواریدی (صدفی) سفید- نقره ای
سوسپانسیون مایع میکا قبل از پوشش دادن با Tio۲ درخشش ندارد. ضریب شکست میکا در حدود ۱/۶ بوده و اختلاف ضریب شکست آن با محمل بسیار ناچیز می باشد. اما هنگامی که یک نمک تیتانیوم، روی میکا هیدرولیز می شود، سوسپانسیون ابتدا به صورت مات یا نیمه شفاف در می آید و با ادامه واکنش درخشندگی جذاب تر می گردد. در این مرحله اگر واکنش قطع شود و پیگمنت ها جدا شوند، پیگمنت های درخشان سفسد-نقره ای به دست می آید. ضمانت پوشش دی اکسید تیتانیوم حدود ۶۰-۴۰ نانومتر است. به علت درخشش سفید-نقره ای، آنها مهم ترین گروه پیگمنت های صدفی را تشکیل می دهند و با توجه به اندازۀ ذرات، حالت مات ابریشمی، درخشان Shine و متلالو و درخشنده (Brilliant and glittering) دارند. در صورت اختلاط این نوع پیگمنت ها با انواع شفاف، می توان هر نوع فام را با یک درخشش سفید-نقره ای ایجاد کرد. اگرچه اغلب آنها را می توان بدون رنگ های افزودنی دیگر نیز کرد
۲-پیگمنت های تداخلی Interference Pigments
هنگامی که فرآیند پوشش دادن دی اکسید تیتانیوم روی میکا در مرحلۀ تولید پیگمنت های سفید-نقره ای ادامه یابد نوعی از رنگ های جالب به وجود می آید. یعنی اگر مقدار دی اکسید تیتانیوم رسوب داده شده بر روی میکا، بیش تر شود، ذرات پیگمنت تبدیل به زرد طلائی کم رنگ می شوند.
با اضافه شدن بیش تر دی اکسید تیتانیوم رنگ مذکور محو شده و جای آن را قرمز مسی و سپس بنفش می گیرد. با ادامۀ واکنش رنگ آبی درخشان به وجود می آید که سپس به فیروزه ای و سر انجام به سبز تبدیل می گردد. اگر مقدار بیشتری از Tio۲ پوشش داده شود، ترتیب رنگ های مجذوب کننده مذکور دوباره شروع و تکرار می شوند.
۳-پیگمنت های درخشان صدفی به رنگ قرمز، مسی و برنزی
اثرات رنگی روی میکا را به غیر از دی اکسید تیتانیوم با اکسیدهای فلزی دیگر نیز می توان ایجاد نمود. تنها کافی است که ضریب شکست آنها بالا باشد و امکان پوشش دادن میکا با آن وجود داشته باشد. اکسید فلزی آهن به شکل هماتیت دارای ضریب شکست ۲/۹ است. بنابراین یکی از شرایط را داراست. پوشش دادن میکا به وسیلۀ هماتیت به عنوان کریستال درخشان امکان پذیر است و می تواند در مرحلۀ تولید کنترل شود. مشابه با روش هیدرولیز نمودن دی اکسید تیتانیوم روی میکا در ساخت پیگمنت های صدفی Tio۲، محلول نمک آهن نیز می تواند در مخلوط سوسپانسیون میکا روی آن هیرولیز شود. سپس اکسید آهن هیدراته تولید شده در درجۀ حرارت های بالا آبگیری شود.
اثر و رنگ پیگمنت های تولید شده توسط این روش به دو خاصیت جذب و تداخل بستگی دارند یعنی توسط این پیگمنت ها هر دو اثر جذب و تداخل را می توان با Mica-Fe۲O۳ ایجاد نمود.
ضخامت لایه اکسید آهن می تواند در حین تولید کنترل شود، بنابراین رنگ جذبی قرمز یا قرمز مایل به قهوه ای هماتیت توسط یک رنگ تداخلی در زاویه زودگذر پوشیده می شود و رنگ های برنزی، مسی و انواع قرمز حاصل می گردند. در لایه های نسبتا ً ضخیم، یعنی جایی که رنگ های محدودۀ بالا ایجاد می شوند، تولید پیگمنت های اکسید آهن – میکا (قرمز- بنفش) و حتی (قرمز- سبز) امکان پذیر می شوند.
در فام های برنزی، مسی و قرمز، رنگ قرمز- قهوه ای ذاتی پیگمنت عملا ً توسط همان رنگ های تداخلی زرد، مسی و قرمز تشدید می شود. این کار باعث بهتر نمایان شدن و قوی تر شدن رنگ در زاویه زودگذر می شود. پیگمنت های قرمز- بنفش و قرمز- سبز، به دلیل ضخیم بودن لایه اکسید آهن، رنگ تداخلی بنفش یا سبز را در زاویه زودگذر و رنگ قرمز- قهوه ای هماتیت را در دیگر جهات ایجاد می کند.
در مقایسه با پیگمنت های دی اکسید تیتانیوم – میکا، پیگمنت های اکسید آهن – میکا دارای مقاومت بهتری در برابر شرایط جوی هستند (زیرا هماتیت در برابر نور فعال نمی شود) و به علت ضریب شکست بالاتر براقیت بیش تری دارند. به علاوه این پیگمنت قدرت پوشش بهتری نسبت به میکا – دی اکسید تیتانیوم می دهد که در بسیاری از موارد یک برتری محسوب می شود. بسته به مواد استفاده شده و پارامترهای واکنش، دیگر اکسیدهای فلزی آهن مانند پیگمنت Fe۲O۳ نیز می تواند در پوشش میکا به کار روند. البته این مواد به علت خاصیت مغناطیسی فقط در موارد خاص به کار می روند. یک مورد خاص از آن در تولید لوازم آرایشی سیاه رنگ است، که پیگمنت مذکور می تواند به جای کربن بلک (دوده) به کار برده شود.
کاربرد پیگمنت های صدفی در پلاستیک
پیگمنت های صدفی به پلاستیک ها جلوه ای خاص می دهند که دستیابی به این ظاهر به طرق دیگر امکان پذیر نیست.
در برخی حالات اثر رنگی حاصل از پیگمنت صدفی در پلاستیک ها با تغییر زاویه دید تغییر می کند که این حالت اثر رنگین کمانی نامیده می شود.
با این حال می دانیم که پیگمنت های صدفی به علت خواص هندسی و فیزیکی با پیگمنت های مرسوم دیگر تفاوت دارند. بنابراین حصول درخشش بهینه در طی کل فرآیندهای انجام شونده روی پلاستیک، این خواص باید مورد توجه قرار گیرند. شرایط مهمی که برای حصول درخشش بهینه در پلاستیک های محتوی پیگمنت های صدفی باید مورد توجه قرار گیرد عبارتند از:
الف) شفاف بودن ماتریسپلاستیک
ب) پخش شدن (Dispersion) کامل قطعات مسطح پیگمنت (Platelet’s)
ج) موازی قرار گرفتن صفحات پیگمنت در پلاستیک
البته علاوه بر عوامل ذکر شده ویژگی های پلاستیک ها و فرایند شکل دهی آنها نیز می توانند نتیجه را متأثر سازند.
پیگمنت کردن پلیمرهای پلاستیکی
امروزه معمولا ً تنها PVC است که فرایند شکل دهی آن مستقیما ً از پودر به محصول نهایی می باشد.
دیگر موارد قالب گیری تقریبا ً همیشه به صورت گرانول (ذرات درشت) هستند. برای پیگمنت کردن پودرها به طور ساده افزودن پیگمنت به پودر مخلوط کن (Mixer) و هموژن کردن مخلوط کاملا ً معمول است. مخلوط کن های سرعت بالا، ماشین های مناسب تری هستند.
در مخلوط کن های سرعت بالا زمان مخلوط کردن باید کوتاه نگه داشته شود تا از تخریب صفحات مسطح پیگمنت جلوگیری شود.
پیگمنت کردن مستقیم دانه های (گرانول) پلاستیک:
وقتی پودر پیگمنت صدفی خشک در دانه های پلاستیک با همدیگر به طور مستقیم فرایند داده می شوند. معمولا ً در ترکیب جوابش اجزا رخ می دهد. یک روش خوب، که در عمل قابل اجرا نیز هست. قراردهی و تثبیت پیگمنت روی ذرات پلاستیک با یک عامل اتصال دهنده مایع است.
مواد مناسب برای این کار، نرم کننده ها و روغن های معمولی خاص هستند که برای تأثیر بهتر افزودنی هایی که ترشوندگی را بهبود می دهند، مثل امولسیفایرها یا حلال ها با نقطه جوش بالا هم می توانند افزوده گردند. مقدار عامل اتصال دهنده لازم ۰/۲ تا ۰/۵ نسبت به پلاستیک می باشد.
پیگمنت کردن دانه های پلاستیک با استفاده از Master Batch
پیگمنت کردن با ذرات پلیمری صدفی (Master Preal Luster Batch) راهی برای حصول بهترین نتایج در پلیمرهای ترمولاستیک در انواع روش های قالب گیری است. در این فرایند محمل پیگمنت از نظر شیمیایی همان ماده ای است که در کاربرد پایانی (قالب گیری) به کار می رود.
پیگمنت کردن دانه های پلاستیک با خمیر پیگمنت های صدفی
پیگمنت های صدفی می توانند به صورت مایعات رنگی تغلیظ شده نیز به کار روند. در فرموله کردن رنگ های مایع تمایل سطح نسبتا ً بزرگ پیگمنت به رسوب کردن باید مورد توجه قرار گیرد. به ویژه باید از تشکیل بستر رسوب جامد جلوگیری شود. این اثر به راحتی با عامل تیکسوتروپ کننده انجام می شود.
کاربرد پیگمنت های صدفی در پوشش ها
پیگمنت های صدفی در سیستم های پوشش های آب پایه
اثرات رنگین کمانی و متالیک مدت ها پیش وجود داشته و هر روز توجه بیشتری را جلب می نماید. این سیستم های جذاب تاکنون توسط مصرف پیگمنت های آلومینیومی برنزی در پوشش های حلالی به دست می آمدند، اما در سال های اخیر به دلیل توجه به قوانین زیست محیطی جاری در کشورهای مختلف چون قنون Rule 66 در آمریکا و TA-Luff در آلمان که خواستار کاهش محتوی بالای حلال های آلی می باشند. سیستم های حلالی در حال محدود شدن می باشند.
از سوی دیگر پخش آلومینیم در محمل آبی به دلیل پتانسیل الکتروشیمیایی مربوطه در آب پایدار نیست و بنابراین صفحات پیگمنت آلومینیومی هدف بالقوه ای جهت حمله عوامل خورنده ستند. بنابراین تحت شرایط معین صفحات پیگمنت مذکور با آب واکنش داده و هیدروژن تولید می شودو در نهایت براقیت آینه ای آنها از بین رفته و خاکستری رنگ می شوند.اگرچه امروزه تولید کننده های پیگمنت آلومینیومی موفقیت هایی در پایدارسازی آنها کسب کرده اند، اما هنوز مشکلات حل نشده ای در ارتباط با آنها وجود دارد که در هنگام مصرف در پوشش های بر پایه آب مشاهده می شوند. پیگمنت های صدفی به دلیل پایداری بهتر در برابر آب و عدم به کارگیری فلزات سنگین مشکل محدودیت زیست محیطی و خاکستری رنگ شدن را ندارد و می توانند با ایجاد خاصیت متالیک و رنگین کمانی دلخواه در پوشش های آب پایه به کار روند. در کاربرد پیگمنت های صدفی در محمل های آب پایه دو اصل عمده بید در نظر گرفته شود:
-فافیت مواد پوششی
-شکل پیگمنت ها
پیگمنت های صدفی در مرکب چاپ
پیگمنت های صدفی بنابر ویژگی های خاصی که دارند امروزه در صنعت مرکب چاپ قتابل جایگزینی نیستند این پیگمنت ها برای شکل دادن به محصولات و ارائه طرح های خاص نقش حیاتی دارند. تصور صنعت چاپ بدون وجود پیگمنت های صدفی امکان پذیر نیست. همچنین تأثیری که این پیگمنت ها در به وجود آوردن محصولات خاص دارند انکار ناپذیر است. مصرف این پیگمنت ها در صنایع بسته بندی، کالاهای نساجی، کاغذ دیواری و روکش ها، وسایل خانگی، کاغذهای با کیفیت بالا و قطعات کارتنی به شکل فزاینده ای وجود دارد.
انواع صدف پیگمنت های صدفی به رنگهای (Pearlescent Effect Pigments)
فروش پیگمنت صدف سفید
فروش پیگمنت صدف طلایی
فروش پیگمنت صدف بنفش
فروش پیگمنت صدف آبی
انواع رنگ فت اروپایی (رنگینه های حلال) (Solvent dyes)
برای اطلاع از قیمت پیگمنت صدفی با ما در تماس باشید.
