درباره پیگمنت ها بیشتر بدانیم

درباره پیگمنت ها بیشتر بدانیم

پيگمنت در صنعت رنگسازی رل مهمی از قبيل ایجاد رنگ پوشش براقيت است. سختی مقاومت حفاظت افزایش چسبندگی و غيره را ایفا می کند. پيگمنتها به دو صورت 1- معدنی (طبيعی و مصنوعی) 2- آلی (رنگی) و نيز پيگمنتهای غير پوششی یا اکستندر مثل کربنات کلسيم و باریت و تالک و... هم وجود دارد. پيگمنت سفيد پيگمنت معدنی طبيعی است. پيگمنت رنگی معدنی مصنوعی مثل کرم سبز و سرب قرمز اکسيد مس پيگمنت های فلزی معدنی مثل اکسيد زرد آهن اکسيد قرمز آهن اکسيد سياه آهن پيگمنت رنگی معدنی مصنوعی مثل پودر آلومينوم برنز وروی.

رنگدانه‌ها يا پيگمنت ها

مواد جامد تزئيني هستند که در شکل و اندازه‌هاي مختلف در حلالهاي مربوط به حالت معلق تهيه و بکار مي‌روند و مشتمل بر مواد سياه – سفيد و رنگي بوده ، موارد استفاده زيادي در رويه زدن ، رنگرزي انبوه و ديسپرسيون در هوا دارند پيگمنت در صنعت رنگسازي نقش مهمي از قبيل ايجاد رنگ پوشش براقيت سختي مقاومت حفاظت افزايش چسبندگي و غيره را ايفا مي کند موارد استعمال عمده پيگمانها در لاکها ، رنگهاي روغني ، ورني‌ها ، رنگهاي سلولزي ، رنگهاي پلاستيکي ، مرکبهاي چاپ و رنگرزي کاغذ و تاسيسات آهني مي‌باشد. صنايع پوششي عمده‌ترين موارد استعمال پيگمنت ها مي‌باشد. امروزه پوشش سطح وسايل فلزي و چوبي بناها ، وسايل نقليه و … اهميت فراواني دارد زيرا اين وسايل توسط رنگ از عوامل مختلف مثل هوا ،رطوبت و ترکيبات شيميايي محافظت مي‌شوند. وهمچنين در رنگ زدن اشيا به زيباتر شدن آنها کمک مي‌کند.
پيگمنتها به دو صورت:

1- معدني :
پيگمنت هاي معدنيرنگدانه‌هاي معدني طبيعي از پوسته زمين استخراج مي‌شوند، خرد شده ، شسته شده ، از لحاظ اندازه درجه‌بندي مي‌شوند. غالباً براي اين رنگدانه‌هاي طبيعي ، معادل مصنوعي هم وجود دارد، يعني رنگدانه از اجزاء ديگري در اثر يک فرايند شيميايي ساخته مي‌شود. ظاهراً از نظر شيميايي با نمونه طبيعي يکسان است، ولي اغلب خواص متفاوتي دارد و معمولاً به خاطر شکل بلوري مطلوبتر ، خلوص بيشتر و دانه‌بندي مطلوبتر ، مرغوبتر از نوع طبيعي مي باشد.


2- آلي :
پيگمنت هاي آليامروزه رنگدانه‌هاي آلي به مراتب بيشتر از رنگدانه‌هاي معدني مي‌باشند. بعضي از جديدترين رنگدانه‌ها ساختمان آلي فلزي دارند. بيشتر رنگدانه‌هاي آلي ،مواد شيميايي آلي هستند که روي يک هسته معدني هيدروکسيد آلومينيوم رسوب داده شده‌اند. از مهمترين رنگدانه‌هاي آلي مي‌توان به گروه فتالوسيانين‌ها اشاره کرد که طيف رنگهاي آبي و سبز را در بر مي‌گيرند و فتالوسيانين مس ، رنگدانه آبي مي‌باشد که به علت خواص مقاومتي خوب در برابر عوامل مختلف ، يک رنگدانه با ارزش به شمار مي‌رود . فتالوسيانين‌ها را از فتاليک و اوره سنتز مي‌کنند. رنگدانه‌هاي آلي ، به صورتي که امروزه در صنعت استفاده مي‌شوند، در طبيعت يافت نمي‌شوند و تقريباً همه آنها سنتزي مي‌باشند.

اکستندرهاو نيز پيگمنتهاي غير پوششي يا اکستندر مثل کربنات کلسيم و باريت و تالک و ... هم وجود دارد. پيگمنت سفيد پيگمنت معدني طبيعي است. پيگمنت رنگي معدني مثل اکسيد زرد آهن اکسيد قرمز آهن اکسيد سياه آهن پيگمنت رنگي معدني مصنوعي مثل کرم سبز و سرب قرمز اکسيد مس پيگمنت هاي فلزي معدني مصنوعي مثل پودر آلومينوم برنز وروي.


تفاوت پيگمنت آلي و معدني در خواص زير است :
يک فيلم براق و جذاب در فام هاي گوناگون با پيگمنت آلي بدست مي آيد تا با معدني خالص ترين پيگمنت سفيد دي اکسيد تيتانيم و سياه ترين پيگمنت سياه کربن بلک است که هر دو جزء پيگمنت معدني است و بدين ترتيب پيگمنت آلي به صورت سياه و سفيد موجود نمي باشد.
تعداد بسيار کمي از پيگمنت هاي آلي در بالاتر از 300 درجه سانتيگراد پايدار مي باشندکه ممکن است متلاشي يا ذوب گردند در حاليکه پيگمنت معدني بالعکس.

مهمترين ويژگي هايي که در انتخاب يک پيگمنت مورد توجه قرار ميگيرند، عبارتند از :
ويژگي هاي پيگمنت
  • طبيعت شيميايي
  • ساختار کريستالي
  • شکل ذرات
  • ابعاد ذرات و توزيع آن
  • ضريب شکست
  • مشخصات پخش شدگي
  • رنگ بندي و ساير مشخصات فيلم رنگ
  • مقاومت دربرابر شرايط مختلف جوي و نوري
  • مقاومت در برابر اسيدها و بازها
  • مقاومت در برابر حرارت
  • و ساير فاکتورهاي مهمي که در بخش ماندگاري و مقاومتي مد نظر هستند .

جدول مقايسه خواص رنگدانه‌هاي آلي و معدني

خاصيت مرجع دلايل
درخشندگي و روشني آلي جالبترين و روشنترين رنگها را فقط با رنگدانه‌هاي آلي مي‌توان به دست آورد.
رنگهاي سفيد و سياه معدني خالص‌ترين رنگدانه سفيد ، دي‌اکسيد تيتانيوم ، براقترين و سياهترين آنها کربن مي باشد. جزء رنگهاي معدني طبقه‌بندي مي‌شود. رنگدانه‌هاي سياه و سفيد آلي وجود ندارد.
غير نفوذ کننده معدني ترکيبات معدني حلاليت ناچيزي در حلالهاي آلي دارند.
مقاومت نوري معدني پيوندهاي ظرفيتي در ترکيبات معدني در مقابلuv پايدارتر از پيوندهاي ظرفيتي ترکيبات آلي هستند.
پايداري حرارتي معدني ترکيبات آلي اندکي در دماي C ° 300 يا بالاتر پايدارهستند اغلب در دماهاي پايين تجزيه شده يا ذوب مي‌شوند.
عمل ضد خورندگي معدني تمام رنگدانه‌هاي ضد خورنده معدني هستند.

پيگمنتها سفيد:

مواد معدني فلزات سرب روي تيتانيوم مي باشند. و وقتي کاملا سفيد به نظر خواهند رسيد که تمامي طول موجهاي قابل ديد تابش بر خود را منعکس نمايند. از ميان پيگمنت هاي سفيد فقط کربنات بازي سرب و اکسيد روي هستند که خصلت واکنش پذيري با اسيد هاي موجود در بعضي از رزينها را دارندو بقيه رنگدانه هاي سفيد بي اثرند
فيلم حاصل از پيگمنت سفيد به غير از اکسيد روي مصرفي بر سطوح بيروني در دراز مدت حالت زردي يا يلوئينگ به خود ميگيرند.بنابراين استفاده از حدود 10 درصد اکسيد روي همراه ديگر پيگمنتهاي سفيد به علت جذب اشعه نور خورشيد نه تنها زرد گرايي فيلم را به کلي از بين خواهد برد بلکه از فاسد شدن فيلم نيز جلوگيري ميکند.از کربنات بازي سرب بعنوان استابلايزر استفاده مي گردد.

اکسيد روي:
اکسيد روياز اکسيد روي جهت جهت کنترل کپک زدگي يلويينگ ساييدگي گچ و خاک شوندگي فيلم استفاده مي نمايند. از عيوب آن مصرف بيش از حد آن در ساخت يک رنگ مقاومت فيلم حاصل را در برابر آب کاهش مي دهد و ثانيا در هواي در هواي رطوبتي وآغشته بهSO2 به سولفات روي تبديل که اين امر نه تنها باعث جوش زدگي فيلم بلکه رنگ رويه بعدي را بصورت لايه اي از خود جدا خواهد کرد.اکسيد روي بر اثر گرما به رنگ زرد در مي آيد و سرد بلعکس.


ليتوپن:
ليتوپنمخلوط 29% سولفيد روي و 71%سولفات باريم مي باشد.در مقابل نور خورشيد حساسيت دارد و به رنگ سياه تبديل ميشود.اين مشکل را مي توان با افزايش حدود 15% نمک کبالت برطرف نمود. ليتوپن به همراه TiO2 علاوه بر ارزاني اثرات جانبي مفيد ديگري از قبيل برس خوري بهتر،يکنواختي بهتر و براقيت عالي بر جاي ميگذارد.



اکسيد آنتي موان:
اکسيد آنتي موانامروزه ازآن بيشتر در ساخت رنگهاي نسوز و يا تاخير انداز حرارت استفاده مي کنند.






دي اکسيد تيتانيم:
دي اکسيد تيتانيومدر دو نوع روتايل و آناتاز موجود است. نوع روتايل 20 الي 30 درصد قدرت پوشش بيشتري از نوع آناتاز دارد نوع آناتاز با اينکه سفيد تر است اما جهت ساخت مصارف بيروني بعلت ميل به گچي شدن توصيه نمي شود براي شناسايي مقداري از آن را با اسيد سولفوريک مرطوب نموده سپس چند قطره پراکسيد ئيروژن اضافه کرده ايجاد رنگ نارنجي يا زرد مايل به نارنجي مي کند.



اکستندرها:
فيلر هاپيگمنتهاي سفيد معدني هستند که بعلت داشتن ضريب شکست بسيار پايين فاقد هرگونه پوششي بوده و بعلت پايين آوردن قيمت حفظ ماتي و جلوگيري از ته نشيني و تنظيم ويسکوزيته مصرف ميشوند.اکستندرها (فيلر) هايي که قدرت جذب روغن بيشتري دارند ممکن است به جهت افزايش ويسکوزيته در رنگ مورد استفاده قرار گيرند مثل کربناتها و سيليکات ها و سولفات ها.

کربنات کلسيم(گچ سفيد):
کربنات کلسيماين فيلر از آنجاييکه اندکي بازي است، ميبايستي با رزينهاي اسيدي و با پيگمنتهاي رنگي از قبيل کرم سبز و موليبيدات نارنجي که با بازها حساسيت دارند بکار نرود.




سولفات باريم (باريت)(بلانک فيکس):
باريتوزن ظاهري زياد و داراي جذب روغن کم است و بنابراين در رنگ سريع تهنشين شده وجهت جلوگيري ازتهنشيني آن ميبايستي از مواد ضد تهنشيني مثل استئارات آلومينيوم استفاده نمود.نوع طبيعي به باريت معروف است از آنجاييکه جذب روغن کمي دارد خاصيت پرکنندگي خوبي داشته جهت افزايش پيگمنت به بايندر در رنگهاي مات و نيمه مات ترافيک استفاده ميگردد .بدون اينکه باعث افزايش ويسکوزيته گردد.باريت حفظ براقيت سمباده خوري و استفاده در رنگ هاي مقاوم مواد شيميايي است.نوع مصنوعي يا رسوبي آن به بلانک فيکس معروف است.يون باريم اين فيلر در رزينهاي وينيلي عمل تثبيت کنندگي را ايفا مي کند.



تالک (سيليکات منيزيم):
تالکبيشتر در رنگهاي رويه مصرف دارد و در مقابل اسيد و باز خنثي است و در رزينها بسادگي خيس شده نيازي به آسياب نمي باشد .از اين فيلر بعنوان قابليت سمباده خوري و همچنين يک عامل مات کننده بکار ميرودذراتشان سوزني شکل و به آساني تهنشين ميشوند و زود هم پخش مي شوندسختي و چسبندگي خوبي به فيلم ميدهند به همين دليل در رنگهاي ترافيک مصرف دارد.استفاده از آن در رنگهاي سفيد که باساچمه هاي استيلي پرميل مي شوند مناسب نبوده زيرا بعلت مقاومت در برابر سايش باعث تيرگي رنگ سفيد مي شوند.

سيليکات آلومينوم(کائولين يا خاک چيني):
سيليکات آلومينيومبه علت خصلت ميل مرطوب پذيري با آب در ساخت رنگهاي امولسيوني و پلاستيک جهت ايجاد برس خوري و يکنواختي و افزايش مقاومت در مقابل آب و از لحاظ شيميايي نيز خنثي هستند.در رنگ پلاستيک کائولين قابليت پخشي در مدت انبار بودنو کنترل خوردگي قوطي و مقداري خاصيت پوششي دارد.که ميتوان 10 الي 20 از حجم پيگمنت سفيد رنگهاي پلاستيک و اکرليک و يا حتي آلکيد رابا سيليکات جايگزين کرد و جهت جلوگيري از حالت جدايي رزين پلي وينيل استات و پيگمنت ها در دراز مدت در رنگهاي پلاستيک بکار ميرود و گاهي از آن بعنوان ماده ضد سايش استفاده ميکنند.

سيليکات مضاعف آلومينوم و پتاسيم(ميکا):
ميکا
به رنگ طوسي و مغز پسته اي بوده در رنگهاي پلاستيک باعث چسبندگي و برس خوري بهتر و در رنگهاي روغني باعث کنترل گچ و خاک شوندگي ميشود. رل اصلي ميکا در اصل بر اثر ميکس باعث سهولت پخش سريعتر پيگمنت تهنشين شده در هنگام مصرف ميگردد همچنين از آن ميتوان در صورت خراب نکردن حالت ليفينگ جهت کاهش قيمت رنگهاي آلومينيومي نوع ليفينگ استفاده نمود. اما در مقابل رنگي که حرارت و آتش مد نظر باشدحضور ميکا واقعا لازم و کارش بسيار مفيد است.

سيليس يا سيليک:
سيليکات
در رنگهاي ترافيک و اپوکسي کف و مقاوم در مقابل سايش مصرف ميگرد.
  • سيليس طبيعي :
  • بعلت بد پخش شدن مصرف کم دارد و جذب روغن بسيار کم داردو در ساخت پوليشها ورنگهاي مصرفي بر کف منازل و عرشه کشتيها (بعلت مقاومت سايشي استفاده ميگردد).
  • نوع دياتومه :
  • قدرت جذب روغن زياد بهمين خاطر در رنگهاي مات و نيمه مات مصرف ميگردد.در رنگهاي پلاستيک و عايق حرارت نيز استفاده ميگردد. بخاطر نوع شکل جهت مصرف در رنگهاي مقاوم در مقابل آب و مواد شيميايي مناسب نبوده و بعکس جهت ساخت رنگهاي نفوذ پذيري و نشري مناسبند و از ايجاد کراکينگ در فيلم نيز جلوگيري بعمل مي آورند.
  • سليس طبيعي :
  • غير قابل حل درآب و مقاوم در مقابل بسياري از مواد شيميايي ميباشد. قدرت مات کنندگي و قدرت جذب روغن بالايي دارد و در رنگهاي پلي استر غير اشباع مانع از شره شدن رنگ ميگردد از اين فيلر در لاک ها و وارنيش ها ي مات مخصوص چوب و ترکيبات پوليش کننده استفاده فراوان مي گردد.
پنبه نسوز (آزبست):
آزبست
اين فيلر سيليکات هاي معدني هستندکه ترکيب آنان از سيليکات هاي منيزيم ساده گرفته تا کمپلکسهاي سيليسي منيزيم و آهن و سديم متغير است .که بصورت اليافهاي پشمي با قدرت جذب روغن بسيار زياد بيشتر در رنگهاي عايق حرارتي و رنگهاي آسفالت پشت بام ها مصرف ميگردد.



استئارات آلومينوم:
استئارات آلومينوم
بعنوان يک ماده روان سازنده و پخش کننده مصرف ميگردد واز آنجاييکه تمايل زيادي به ژل کردن رزينها دارد و بايد به مقدار کم مصرف شود. مقدار مصرفي آن حدود 25% کل وزن پيگمنت مصرفي نتايج رضايت مندي دارددر ساختمان بتونه ها از حالت بليدينگ و جدا شدن رزين از پيگمنت جلوگيري بعمل مي آورد. از ديگر خواص آن دفع آب و افزايش ويسکوزيته و ضد تهنشيني خصوصا در بتونه ها مي باشد و از آن بعنوان ضد کف در حفاري چاه ها نفتي نيز استفاده مي شود.


سيليکات کلسيم:
سيليکات کلسيم
قدرت جذب روغن متوسط از آن ميتوان بعنوان بافر در ساخت رنگهاي لاتکس استفاده نمود باعث افزايش پوشش در بيشتر رنگهاي محلول در آب ميگردد. از نوع مصنوعي ان مي توان بعنوان يک ماده مات کننده نيز استفاده کرد.

نظرات کاربران