اطلاعات عمومی در مورد رنگدانه ها

رنگدانه ­های معدنی چه هستند؟ امروزه کدام رنگدانه معدنی بیشتر از همه استفاده دارد؟

امروزه، کاربرد رنگدانه­ ها به صورتی فزاینده در مرکز توجه ­اند، خصوصاً در صنایع پوشرنگ، پلاستیک، نساجی، کود و غیره. انتخاب رنگدانه خوب و مناسب بخش مهمی از فرایند تصمیم­گیری در مورد کیفیت خروجی یک کسب و کار است. بنابراین، اکنون با هم به این مسئله می­پردازیم که بتوان به صورت عمقی این محصول را شناخته و از این تجربه حین انتخاب بهره بگیریم.

مفهوم رنگدانه ­های صنعتی:

رنگدانه­های صنعتی مواد شیمیایی هستند که در قالب پودری از رنگ دهنده ­ها فشرده شده­اند. در محیطی که باید در آن توزیع شوند از پراکنش خوب و انحلال­ناپذیری خوبی برخوردارند، و با اختلاط در محلول­هایی مثل رنگ­ها، رزین­ها و غیره استفاده می­شوند تا به محصول نهایی رنگ دهند.

در حال حاضر، انواع بسیار متفاوتی از رنگ­های صنعتی وجود دارند که به شکل­های مختلفی تولید می­شوند: پودر، واکس، آبی، .... اما فرم پودری آن هنوز هم ترجیح دارد، چرا که مزایای چشم­گیری دارد همچون:

سهولت  استفاده: چون به فرم پودری است، هنگام استفاده از آن تنها لازم است آنرا با محصول رنگی مخلوط کرد، بدون اینکه مراحل آماده­سازی پیچیده­ای داشته باشد، بدون اینکه برای انجام این مرحله نیاز به تخصص زیادی نیاز باشد.

سهولت انبار و حمل و نقل : فقط رنگدانه را در محفظه­ های پلاستیکی یا شیشه­ای نگه­دارید، در مکانی خشک و دور از نور نگهداری کنید. آلودگی این محصول به ناخالصی­ها بسیار دشوار است (برعکس واکس و آب).

قیمت پایین: در میان رنگهای صنعتی، این رنگدانه از ارزانترین قیمت برخوردار است.

طبقه­بندی: رنگدانه­ های صنعتی دو نوع عمده هستند که به ترتیب زیر است.

• رنگ­های آلی: ترکیبات جامد پودری که رنگهای مختلفی را ایجاد می­کنند. شامل این اسامی:

رنگدانه آزو-N=N-)): این رنگها غالباً در صنعت پلاستیک استفاده می­شوند، به این خاطر که کاملاً در پلاستیک حل می­شوند. به هر صورت، آزوها این عیب را دارند که به راحتی نشت می­کنند، و به این دلیل اغلب یا یونهای فلزی یا گروههای عاملی­ای مثل آمید (-NHCO-) تلفیق می­شوند تا مقاومت به مهاجرت آنها را افزایش داد. رنگهای معمول این دسته زرد، نارنجی و قرمز هستند.

رنگدانه فتالوسیانین [-C₆H₄(CN)₂)]: که به صورت عامتر به نام کاپر فتالوسیانین (فتالوسیانین مس) شناخته می­شوند. برخی از مزایای برجسته­ی این نوع رنگدانه­ها عبارتند از: ضدآب بودن، مقاومت حرارتی خوب، جابجایی پذیری استاندارد، اسیدیته و قلیائیت استاندارد. بنابراین، رنگدانه فتالوسیانین نیز به صورتی گسترده در بسیاری صنایع مورد استفاده قرار می­گیرند. رنگهای معمول این نوع رنگدانه: آبی و سبز تیره.

رنگدانه آنتراکوئینون: غالبترین رنگینه از این خانواده آلیزارین (ترکیبات نارنجی-قرمزی هستند که بلورهای نورانی درخشنده دارند) است. خانواده آنتارکوئینون به طور گسترده­ای در صنعت نساجی مورد استفاده قرار می­گیرد.

رنگدانه­ی رنگینه: از آنجا که این رنگدانه متحرک است، در پلاستیک­هایی با دمای گذار شیشه­ای بالاتر از دمای اتاق مثل PS، PMMA، و UPVC  مورد استفاده قرار می­گیرند.

مزایا: رنگدانه آلی از روی شفافیت، تازگی و ثبات رنگ بالا (دمای پایدار، مقاومت بازی و مقاومت اسیدی) مشخصه­یابی می­شود.

عیوب: در مقایسه با رنگدانه معدنی، رنگدانه آلی از قیمت به نسبت بالایی برخوردار است. به علاوه، تحت تابش نور مستعد اکسید شدن است و به راحتی با عوامل آب و هوایی تحت تاثیر قرار می­گیرد.

• رنگدانه­ های معدنی: یا از دسته فلزات آهنی هستند یا نمک نامحلول فلزی هستند. شامل: سفید ( TiO₂)، سیاه (سیاه کربن)، رنگدانه رنگی معدنی.

سفید اکسید تیتانیم (TiO₂): اکسید تیتانیم در صنعت پلاستیک به صورت بسیار گسترده­ای مورد استفاده قرار می­گیرد. از این نوع رنگدانه دو نوع وجود دارد: رنگ­پوش و غیر رنگ­پوش. اصطلاح قدرت پوشانندگی به توان رنگ در مات کردن رنگ زیرین ارتباط دارد. چند عوامل که قدرت مات­سازی یا پوشانندگی را تحت تاثیر قرار می­دهند عبارتند از: 1) رنگ انتخاب شده، 2) کیفیت رنگ، 3)ضخامت رنگی که بکار گرفته شده.

• پودر سفید غیر پوش رنگ: ضریب انعکاس پایینی دارد، بنابراین می­تواند کدری کمی ایجاد کند، به عنوان فیلر استفاده می­شود، قیمت آن به نسبت پایین است. مواد سفید غیر پوش رنگ که به صورت معمول استفاده می­شوندکربنات کلسیم، تالک، کِلِی و سیلیکا هستند.
• پودر سفید پوش رنگ: ضریب انعکاس بالایی دارد، قادر است در محصولات پلاستیکی کدری ایجاد کند. مهمترین جزء سازنده­ TiO₂ است، چون تابش UV را به شدت جذب می­کند، بنابراین این نوع اکسید تیتانیم این مزیت را دارد که کدری بالا و رنگی سفید (بازتاب بیشینه، کمینه جذب)، ایجاد می­کند مقاومت به پیرشدگی خوب دارد و غیر سمی است. به علاوه، به صورت تجاری چندین رنگدانه­ی سفید رنگ­پوش مانند اکسید روی (ZnO)، سولفیت روی (ZnSO₃)، لیتوفن (مخلوطZnS و BaSO₄)، اکسید قلع و ... هستند.
• سیاه: معرفترین رنگدانه در این دسته سیاه کربن (سیاه چارکول) است. این رنگدانه مهمترین رنگدانه­ی سیاه است، که در صنعت پلاستیک (البته بعد از TiO₂) بسیار زیاد مورد استفاده قرار می­گیرد. به علاوه، کربن سیاه می­تواند در بهبود هدایت الکتریکی یا عایق کاری پلیمر سهیم باشد. به خصوص، هزینه­ی این رنگ در قیاس با زمینه­ی کلی پایین است.

رنگدانه­ های معدنی رنگی: این رنگها به اقسام زیر هستند:

اکسید آهن: در سیستم رنگدانه ­های معدنی مهمترین رنگ از دسته اکسیدهای آهن هستند. طیفی رنگی آنها از زرد، قرمز تا قهوه­ای و سیاه است. این گونه از رنگدانه­ ها یا از کانی طبیعی یا از گونه معدنی سنتزی تولید می­شوند. مثال­هایی از این اکسیدهای آهن عبارتند از: اکسید آهن قرمز (هماتیت که Fe₂O₃ به فرم بلوری در نظر گرفته می­شوند)، اکسید آهن زرد (هیدروکسید اکسید آهن- FeO(OH) عموماً با نام ژئوتیت شناخته می­شوند)، اکسید آهن قهوه­ای (مخلوط FeO و Fe₂O₃).

رنگ اکسید آهن از نظر ماندگاری در گذر زمان، ظاهری مات، مقاومت در برابر نور UV عالی، و قیمت پایین در میان سایر رنگینه ­ها متمایز است. در هر صورت، شدت رنگ و درخشندگی آن ضعیف است و این سبب مصرف محدود آن می­شود.

اکسید کروم (Cr₂O₃): اکسید کروم به رنگ تک اکسیدی با رنگ سبز پررنگ، قابلیت رنگینه­ای ضعیف ولی مقاومت در برابر حرارت کم تعلق دارد.

اکسید فازی مخلوط: مقاومت در برابر گرما، مقاومت در برابر شرایط جوی مختلف، ثبات رنگ و درخشندگی نسبی رنگ. برخی از رنگهای معمول همچون: آلومینات کبالت آبی، طلایی آنتیموان تیتانیم هستند.

پودر کرومات سرب: محدوده رنگ سبز-زرد تا زرد-قرمز. این پودر رنگی مقاوم به آب و هوا و درخشان می­دهد، که بیشتر در صنایع رنگ کاربرد دارد.

آبی سیر (فرادریا): فرمی کمپلکسی از آلومینوسیلیکات سدیم زئولیتیکی، که روشن و مقاوم به حرارت است، اندکی به اسیدها نیز مقاومت دارد. به صورتی گسترده مورد استفاده قرار می­گیرد، و رنگ سبز-قرمزی بسیار درخشان در رزین می­دهد.

مزایا: رنگدانه ­های معدنی معمولاً تحت تابش نور و آب و هوا ماندگاری دارند و مقاومت حرارتی بالایی داشته و به حلال­ها مقاوم هستند. قیمت آنها از گونه­های آلی ارزان­تر است.

معایب: رنگ آنها به درخشانی رنگدانه آلی نیست.

برخی از دیگر رنگدانه­ های آلی:

علاوه بر رنگدانه­ های آلی و معدنی که در بالا به آنها اشاره شد، برخی رنگهای خاص نیز هستند که در اینجا به آنها اشاره می­کنیم:

• رنگهای متالیک: نکته مهم در مورد این رنگها این است که دارای فلس­های آلومینیومی توزیع شده هستند، که رنگها به صورت همزمان با رنگهای متالیک یا در ترکیب با رنگدانه آلی که به آنها افکت متالیک جدیدی می­دهد استفاده می­شوند.
• رنگ تلألو کننده معمولاً از قبل در یک پلاستیسایزر مایع یا رزین رزینی پخش می­شود، زیرا فلس­های آلومینیومی خشک تمایل به انفجار دارند. هنگام پخش کردن رنگ­های تلألو کننده به درون سوبسترای پلیمری، نیروی برشی باید کم شود تا از شکستن یا تغییر ساختار آنها که افکت رنگی را دستخوش تغییر می­کند پرهیز شود.
• رنگهای فلئورسنت: یک خاصیت ویژه اینگونه رنگ-ها توانایی آنها در تبدیل کردن نور UV به محدوده نورهای مرئی است. این رنگ­ها شیدهای بسیار ملونی دارند که این خاصه را مدیون سطح به شدت بالای بازتابنده­ی نور هستند.
• رنگ ناکر/ Nacre: مهمترین پیگمنت در این دسته شامل پولک­های نازک میکا است که با TiO₂ای پوشیده شده که در برابر نور تا حدودی بازتابنده و در بخش­هایی شفاف هستند. بازتابش همزمان چندین لایه با سوگیری­های مختلف، رنگی با تلالؤ صدفی ایجاد می­کند. وقتی که ضخامت دانه­بندی به اندازه مناسب باشد، چنین رنگی با پدیده­ی تداخل ایجاد می­شود. وقتی این رنگ­ها با پلاستیک مخلوط شوند، سرعت میکس مجموعه باید به گونه­ای باشد تا از شکستن ساختار پولکی خودداری شود.

هنگام انتخاب رنگدانه ­های صنعتی دقت کنید

تا اینجا تنها مروری مفصل بر در مورد رنگدانه­های صنعتی داشتیم. سوال این است که من چگونه می­توانم گزینه انتخابی یک رنگ خاص را بهینه کنم؟ برای یافتن پاسخ درست به این سوال باید به موارد زیر توجه کنیم:

• بر اساس نیازتان انتخاب کنید. بنابراین پیش نیاز آن است که بدانیم از کدام رنگ برای کدام محصول استفاده کنیم تا از هدررفت جلوگیری شود.
• مقدار کافی: به عنوان یک عادت، مشتری­ها معمولاً در حجم­های بالا خرید می­کنند تا با قیمت معقول خریداری کنند. در هر صورت، در فرایند استفاده هدر دادن رنگدانه آسان است.
• تامین کننده: امروزه رنگدانه­ های صنعتی رایج زیادی در بازار موجود است. به منظور اینکه بتوانیم محصولاتی را بخریم که استانداردهای کیفی را دارند، ضروری است تامین­کننده­ای خوش­نام پیدا کنیم.

........................................................................................................

شرکت فرایند پودر الوان با بیش از 30 سال سابقه در تولید انواع رنگدانه­ های میکرونیزه صنعتی و برخورداری از تیم کارشناسی مجرب و دانش فنی عمیق در این زمینه، همواره یکی از تامین کنندگان مورد اعتماد صنایع مختلف بوده و مفتخر است مشاوره فنی در خصوص بهترین و اقتصادی تری راه حلهای ممکن را به مشتریان عزیز ارائه نماید.