بررسی اجمالی پیگمانها ـ رزینها ـ بایندرها و کاتالیستها در صنایع رنگ سازی

رنگ, در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیباشناسی وی ایفا می کند بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند

● مقدمه :

رنگ، در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیباشناسی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. رنگ با حفظ اهمیت ویژه و بی چون و چرای خود در مبانی زیبائیهای هنر قدمی در روزگار ما عامل پرتوانی در آراستن و جلوه گری همه آثار زندگی و زیبا گردانیدن و مطلوب نمودن کالاها و وسائلی است که بدست توانای انسان تولید میگردد. انسان در پهنه تولید، تزئین خانه ها، پوشاک و حتی نوشابه ها، آذین بندی مجالس جشن و سرور، در هنر نقاشی، صنایع کشتیرانی، امور ارتباطات، محصولات مصرفی، در صنایع فضائی و خلاصه در همه شئونات زندگی با رنگ سر و کار دارد.

بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبائی محیط، جهت حفاظت اشیاء در مقابل عوامل طبیعی و سببی از قبیل ضربه، خراش، سائیدگی، مواد شیمیائی، حلالها، آب و هوای جوی و غیره استفاده میگردد و بندرت دیده شده است که سطح یک جسم مورد دید را فقط با رنگ حفاظتی بپوشانند و از رنگ رویه تزئینی استفاده ننمایند.

صنعت رنگسازی قدمت طولانی دارد اوایل رنگ را بطریق ابتدائی از روغنهای گیاهی با استفاده از آسیابهای سنگی و دستی جهت نرم کردن رنگدانه ها تولید میکردند. اما امروزه با پیشرفت صنعت و تکنولوژی، صنعت رنگسازی پیشرفت شایانی نموده بطوریکه توانسته در میدان علم و صنعت جائی پرنفوذ برای خود باز نماید وبه جرات می توان گفت که یکی از ارکان مهم هر یک از تولیدات صنایع گوناگونی که به مصارف عمومی و یا خصوصی می رسند، می باشد.

بعضی از رنگها مثل آستریها بعلت داشتن مقدار زیادی پیگمان مات بوده که به منظور حفاظت از سطوح بکار میروند و برخی دیگر نیمه شفاف و شفاف می باشند که از آنان بر روی آستریها به هر دو منظور حفاظتی و تزئینی استفاده می گردد.

● خواص پیگمانها:

پیگمان در صنایع رنگسازی رل مهمی از قبیل ایجاد رنگ، پوشش، براقیت، سختی، مقاومت، حفاظت ، افزایش چسبندگی، و غیره را ایفا مینماید که در آستریها و رنگهای رویه مصارف بسیار دارد

ـ آستری:

عملکرد اصلی آن بیشتر در حفاظت از یک سطح است تا تزیین آن عملاً مات بوده و درصد پیگمان آن نیز خیلی زیاد است. هدف اصلی استفاده از یک آستری، صاف و یکنواخت نمودن سطوح و حفاظت آنان در مقابل زنگ زدگی میباشد. بتونه ها، سیلرها و آستریها همگی از یک خانواده اند.

ـ سیلر:

فی مابین آستری و رنگ رویه جهت افزایش چسبندگی بهتر و بیشتر آستری و رنگ رویه و همچنین افزایش ضخامت فیلم بکار میرود.

ـ رنگ رویه:

که بصورت مات، نیمه مات و براق بوده و بر روی سطوح آستری دار جهت هر دو منظور حفاظتی و تزئینی استفاده میگردد.

تولید و فروش موفق رنگهای ساختمانی و صنعتی تابعی است از شناخت کافی مواد اولیه، مراحل ساخت، نحوه کاربرد و استفاده رنگ و بعلاوه یک سری خواص جانبی دیگر که در رابطه با سه اصل فوق هستند .

آنچه را که یک فرمولیست باید در هنگام ارائه یک فرمول و آزمایشهای مربوطه به آن درباره پیگمانها بداند عبارتند از:

ـ ضریب شکست

ـ اندازه ذرات

ـ شکل ذرات

ـ قدرت جذب روغن

ـ براقیت

ـ قدرت پوشانندگی

ـ درجه سهولت مرطوب پذیری و پخش شوندگی

ـ فام

ـ قدرت رنگدهندگی

ـ وزن مخصوص

ـ وزن مخصوص ظاهری

ـ فعالیت فیزیکی و شیمیائی نسبت به حمل کننده ها

ـ سرخ فام پذیری یا بلیدینگ

ـ فلودینگ و فلوتینگ

ـ پایداری نوری

ـ خاصیت ضد زنگ زدگی

ـ منابع تولیدی

ـ قیمت

آنچه را که در رابطه با تمامی مواد اصلی باید بداند عبارتند از:

ـ شناخت بایندرها و یا رزینها

ـ شناخت پیگمانها

ـ حلالها

ـ درایرها یا خشک کننده ها

ـ کاتالیست ها

ـ اضافه شونده ها

ـ و نسبت هر پیگمان به یایندر

آنچه را که در رابطه با آزمایشات نهائی جهت تایید یک رنگ از برای فروش و یا تحویل آن به شخص یا موسسه سفارش کننده میبایستی بداند عبارتند از:

ـ درجه پخش پیگمان یا گرند رنگ

ـ ویسکوزیته

ـ وزن مخصوص

ـ فام

ـ پوشش

ـ فلو یا جاری شوندگی

ـ طرق مصرف مثل برس، اسپری، رولر کوتینگ، الکترواستاتیک و غیره

ـ درجه حرارت یا کاتالیست و یا شرایط لازم جانبی دیگر جهت تشکیل فیلم

ـ زمان خشک شدن

ـ سختی

ـ چسبندگی

ـ انعطاف پذیری

ـ ضربه خوری

ـ جوش زدن

ـ پایداری نوری و حرارتی

ـ مقاومت در مقابل آب و رطوبت

ـ مقاومت در مقابل سایش و سائیدگی و یا اسکراب فیلم حاصل

ـ سرعت ته نشینی

ـ زرد گرائی یا یلوئینگ فیلم در دراز مدت

ـ پایداری و خواص در دراز مدت و ...

● شرح مختصری درباره انواع خواص فیزیکی پیگمانها

▪ ضریب شکست

ضریب شکست یک جسم مثل یک پیگمان از لحاظ علمی عباتست از نسبت سرعت نور در هوا به سرعت نور در همان جسم

ضریب شکست

در جدول ذیل به ضریب شکست چند جسم اشاره شده است:

شعاعهای نورانی ممکن است بر اثر برخورد به یک سطح تجزیه، جذب، منعکس، و یا منکسر شوند بطوریکه ضریب شکست پیگمان سفید دی اکسید تیتان (۷۱/۲-۵۵/۲) بزرگتر از ضریب شکست بایندر یا تشکیل دهنده فیلمی است که در آن قرار دارد (۶۰/۱-۴۰/۱)، اکستندرها که اکثراً بصورت توده ای ترانسپارنت میباشند بصورت پودری سفید رنگ بوده و پوششی در رنگ ایجاد نمیکنند زیرا ضریب شکست آنان چندان فرقی با محیطی که در آن پخش میشوند ندارد.

بنابراین هرچه ضریب شکست یک پیگمان بیشتر باشد قدرت پوشش آن نیز بیشتر خواهد بود و به عکس. مثلا در میان پیگمانهای سفید، دی اکسید تیتانیم ضریب شکست بزرگتری از سایر دیگر پیگمانها سفید داشته و از اینرو قدرت پوشش بیشتری نیز دارد.

▪ اندازه ذرات:

پیگمانها ممکن است بطریق معدنی یا طبیعی و شیمیائی یا مصنوعی تهیه شوند که اندازه ذرات آنان بر خواص رنگ و فیلم نهائی حاصل از آنان اثرات ذیل را میگذارد:

ـ بر قدرت پوشانندگی

ـ بر قدرت رنگدهندگی

ـ بر براقیت فیلم حاصل

(ماگزیمم قطر یک ذره جهت ماگزیمم ضریب شکست و در نتیجه بیشترین براقیت میبایستی نصف طول موج نور در هوا یعنی حدود ۲/۰ الی ۴/۰ میکرون باشند.)

ـ بر سرعت ته نشینی

ـ بر ویسکوزیته رنگ از نقطه نظر قدرت جذب روغن ذرات

ـ فلودینگ و فلوتینگ

اندازه ذرات عموماً از میکرون (کربن سیاه) تا تقریباً ۵۰ میکرون مثل بعضی از اکستندرها متغیر است و هیچ پیگمانی وجود ندارد که اندازه تمامی ذرات آن یکسان و مساوی باشد بلکه در عوض اندازه ارائه شده توسط کارخانه سازنده میانگینی است از مجموعه اندازه های موجود.

قدرت جذب روغن نیز تابعی است از اندازه ذرات پیگمان زیرا که در یک وزن ثابت هرچه اندازه ذرات ریزتر باشند سطح قابل تماس بیشتر و در نتیجه مقدار جذب روغن توسط آنان افزایش مییابد

▪ شکل ذرات

همانطوریکه قبلا نیز اشاره شد پودرها یا طبیعی هستند و یا مصنوعی که نوع طبیعی از معادن بدست میآید و از این دو شکل این ذرات بصورت منظم نمیباشد و اما در عوض پودرهای مصنوعی بعلت دقت و کنترلی که در مراحل مختلف واکنشهای شیمیائی ساخت آنان میآید معمولا دارای خواص شیمیائی یکسان و شکلهای منظمتر و اندازه های مرتب تری از نوع معدنی هستند که ممکن است دارای شکل ظاهری کروی، مکعبی، گره ای یا قلنبه ای، سوزنی و صفحه ای یا ورقه ای باشند.

از آنجائیکه فرم ذرات در پخش آنان موثر است از اینرو در قدرت پوشانندگی آنان نیز اثر میگذراد. مثلا نوع سوزنی شکل ممکن است که بر فیلم فشار وارد آورده و بصورت دانه های نوک تیز از آن بیرون بزند که از اینرو ممکن است براقیت آنرا کاهش ودر عوض چسبندگی خوبی با رنگ رویه ایجاد نماید و لذا بهتر است که از این فرم ذرات در ساخت آستریها بیشتر استفاده گردد. ظاهر براق و نفوذ ناپذیری رنگهای آلومینیومی نوع لیفینگ یا «هم پوشش» نیز بستگی به اتصال گوشه ذرات صفحه ای شکل پیگمان های آلومینیومی دارد. میکانیز دارای چنین شکلی است و از اینرو خاصیت نفوذ ناپذیری خوبی در قبال آب دارد.

▪ قدرت جذب روغن:

ذرات یک پیگمان زمانیکه در مایع حل کننده یا بایندری قرار میگیرند و توسط میکسری پخش میشوند مقداری از بایندر را بدور خود جذب مینمایند بطوریکه در حالت اختلاط خوب قشری از مایع مزبور دور هر ذره را احاطه مینماید . حالت ایده آل پخش موقعی بدست میآید که بایندر قدرت مرطوب کنندگی و پیگمان خصلت مرطوب پذیری عالی ای داشته باشند. خاصیت ذرات پودر در جذب بایندر به اطراف خود متفاوت بوده و بایندرها نیز در خاصیت ایجاد قشر بدور ذرات با هم متفاوت میباشند بنابراین، مینیمم مقدار رزین لازم جهت مرطوب نمودن یک سطح معینی از ذرات پیگمان از برای هر پیگمان متفاوت بوده و تابعی از نوع رزین، طبیعت سطح پیگمان، مقدار کار لازم، فشار وارد جهت اجرای این امر، و زمان لازم جهت میکسر میباشد.

روش استاندارد جهت تعیین قدرت جذب یک پیگمان بدین ترتیب است که به ۱۰۰ گرم از آن به اندازه ای از زوغن بذرک بصورت قطره قطره و با حالت میکس با فشار زیاد اضافه مینمایند که تا مخلوط بصورت خمیر درآید. در این صورت مقدار روغن اضافه شده برحسب گرم را قدرت جذب روغن آن پیگمان گویند. هرچه قدرت جذب روغن پودری بیشتر باشد اثر آن پودر در یکنواخت تر نمودن رنگ بیشتر خواهد بود و قدرت جذب روغن با ویسکوزیته نسبت مستقیم دارد.

▪ براقیت:

جهت شناخت بهتر مکانیزم فیلم یک رنگ ابتدا بهتر است که مختصراً یادآوری شود که نور یک نوع انرژی بوده و نوع قابل دید و یا سفید آن جزء خیلی کوچک یک طیف الکترومغناطیسی است که ارزانترین منبع تولیدی آن خورشید میباشد. نور و گرما هر دو به یک طریق تولید میگردند و اختلاف آنان فقط در مقدار انرژیهای آنان است. تابش یک نور بر سطحی، ممکن است که توسط آن سطح جذب، منعکس، منکسر و یا ترکیبی از آنان باشد. و این انعکاس نور تابش بر سطح فیلم یک رنگ است که بر براقیت آن اثر مستقیمی می گذارد بدین صورت که هر چه انعکاس نور بیشتر باشد براقیت آن فیلم نیز بیشتر است و بالعکس و یا بعبارت ساده تر براقیت یک فیلم وقتی ماگزیمم است که زاویه تابش برابر با زاویه انعکاس باشد.

علت اینکه چرا اگر انعکاس نور از سطح یک فیلم ماگزیمم باشد براقیت آن فیلم نیز ماگزیمم است اینست که انعکاس کامل نور تابش بر جسمی، تمامی زوایای آن جسم را بر چشم منعکس مینماید و از اینرو جسم کاملا براق به نظر میرسد. و اگر جسمی ناصاف باشد همانند فیلم حاصل از رنگی که پیگمان بکار رفته در ساخت آن کاملا پخش نشده باشد مقداری از شعاعهای انعکاس

را منکسر و از اینرو تمامی نور تابش شده به چشم نرسیده و لذا براقیت فیلم کاهش مییابد. انعکاس کامل نور تابع ضریب شکست، اندازه ذرات، فرم ذرات و درجه پخش پیگمان بکار رفته در ساخت رنگ فیمل حاصل از آن و همچنین خشک شدن کامل فیلم و زاویه تابش خود نور میباشد.

▪ قدرت پوشانندگی:

میزان مخفی نگهداشتن سطحی توسط پوشش با یک لایه از رنگ را قدرت پوشش آن رنگ گویند. جهت پوشش یک سطح عموماً یک لایه از رنگ کافی است و اگر به لایه های بیشتری نیاز باشد نبایستی ضخامت آن بیشتر از حدی باشد که عموماً جهت تشکیل یک فیلم صاف و دلپذیر مورد نیاز است. قدرت پوشانندگی تابعی است از ضریب انکسار و اندازه و فرم ذرات پیگمان در بایندر که هر چه ذرات ریزتر باشند تعداد آنان در واحد حجمی بیشتر و در نتیجه قدرت پوشش بیشتر میگردد و همچنین هرچه ضریب شکست پودر بیشتر باشد قدرت پوشانندگی آن نیز بیشتر خواهد بود.

قدرت پوشش یک رنگ عبارتست از متر مربع از سطحی که با یک لیتر از رنگ به ضخامت کافی پوشانیده گردد و قدرت پوشش یک پیگمان متر مربع از سطحی است که توسط یک کیلو گرم از پیگمان که در رنگ پخش شده است پوشانیده گردد.

البته توجه داشته باشید بدین صورت نیست که هر چه از درصد پیگمان بیشتری در ساخت رنگی استفاده نمائید پوشش آن بهتر است بلکه بعکس مقدار قابل استفاده دارای حدی است و جهت بهتر شدن آن به دیاگرام ذیل توجه نمائید.

به عنوان مثال پیگمان سفید دی اکسید تیتانیم موقعی ماگزیمم پوشش را ایجاد مینماید که غلظت حجمی پیگمان آن (PVC) چیزی حدود ۱۰% باشد و قدرت پوشش یک پیگمان موقعی ماگزیمم است که قطر ذرات آن حدود نصف طول موج اشعه نور باشد که بر فیلم حاصل از آن میتابد. و بطور خلاصه درجه حائل پیگمانها نسبت به نور بستگی به شرایط ذیل دارد:

ـ تفاوت ضریب انکسار پیگمان و محیطی که در آن پخش میشود.

ـ اندازه و فرم ذرات

ـ فاصله ذرات پیگمان در حال تعلیق

▪ درجه سهولت مرطوب پذیری و پخش شوندگی:

در اینمورد باید حالت بهم پیوستگی یا تجمعی پیگمانها را که ناشی از اثر نیروهای بین مولکولی و یا نیروهای جاذب موجود بین سایر موارد رنگ میباشد خاتمه داده و از بین برد. در این امر سه عامل رل اساسی را ایفا مینمایند که یکی خصلت مرطوب پذیری خود پیگمان و دیگری خصلت مرطوب کنندگی بایندر یا رزینی که پیگمان در آن پخش میشود و آخری کار لازم جهت تحقق بخشیدن به این امر است که توسط دستگاههائی از قبیل میکس، پرمیل، سند میل، بال میل، داینومیل و غیره انجام میگیرد. توجه داشته باشید که این دستگاهها باعث جداسازی تجمعی پیگمانها ازهم و پخش آنان در رزین میگردند نه اینک ساختمان مولکولی آنان را بشکنند. شرح مختصری از هر یک از آسیابهای فوق الذکر در پایان همین فصل آمده است. سطح رنگدانه ها نسبت به مایعات بسیار حساس میباشد بطوریکه بعضی آبدوست یا ئیدروفیلیک (Hydrophilic) بوده که بسهولت با آب مرطوب میشوند تا مایعات آلی، بعضی دیگر آبدوست نبوده و بسهولت با مایعات آلی مرطوب مشوند تا آب به آنها ئیدروفوبیک (Hydrophilic) گویند. بهترین حالت پخش رنگدانه ها حالتی است که هوای موجود فی مابین ذرات آنان کاملاً با حمل کننده ای پر گردد و تا عمل پخش رنگدانه در حمل کننده تسریع گردد. پخش خوب پیگمانها تاثیر بسیار زیادی بر براقیت، فام، قدرت پوشانندگی، روانی، سرعت ته نشین شدن و سایر خواص مقاومتی دیرگ رنگ دارد.

یکی از مقاصد مهم بکار گرفتن پیگمانها در ساخت یک رنگ بوجود آوردن فام یا رنگهای دلخواه است. اصولاً لازم است رنگ را به صورت علمی تعریف نموده تا بتوان به خاصیت فوق بیشتر و بهتر پی برد. رنگها اشعه های نورانی ای هستند که بعد از عبور از عدسیهای چشم و برخورد به نقطه زرد یا مرکز اعصاب دریافتی چشم حس میشوند و یا به بیان ساده تر دیده میشوند. این نور سفید که از خورشید و یا یک منبع نورانی دیگری تابش میشود متشکل از رنگهای مختلفی است که در اثر ترکیب با یکدیگر تشکیل نور سفید یا نور کامل را داده اند.

همین نور در اثر برخورد با یک محیط شفاف (منشور) بنورهای قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی و بنفش (همانند قوس و قزح) تجزیه میگردند.

طول موج رنگ بنفش برابر است با ۴۶۵-۴۰۰ میکرون

طول موج رنگ آبی برابر است با ۵۱۰-۴۶۵ میکرون

طول موج رنگ سبز برابر است با ۵۸۰ -۵۱۰ میکرون

طول موج رنگ زرد برابر است با ۵۹۰-۵۸۰ میکرون

طول موج رنگ نارنجی برابر است با ۶۲۰-۵۹۰ میکرون

طول موج رنگ قرمز برابر است با ۷۰۰-۶۲۰ میکرون

رنگهای فوق را رنگهای اصلی مینامند که ترکیب آنها با یکدیگر رنگهای متنوع و متعددی را که در طبیعت دیده میشوند بوجود میآورند. دلیل علمی دیدن اشیاء بصورت رنگی بدین ترتیب است که وقتی شیئی در معرض نور سفید قرار میگیرد قسمتی از رنگهای نور سفید را جذب و قسمتی را منعکس مینماید، لذا فیمل برنگ شعاعهائی دیده میشود که منعکس شده اند. وقتیکه نوری به یک سطحی برخورد مینماید ممکنست کاملاً از سطح عبور نماید، منعکس گردد، منکسر شود جذب و یا پخش گردد .

▪ قدرت رنگ دهندگی:

در ساخت اکثر رنگهای رنگی پیگمان سفید نیز بکار رفته که جهت تبدیل آنان به فام رنگی دلخواه از خمیرهای پیگمانی که اصطلاحاً به آنها پیست میگویند (توسط عمل تینت نمودن و یا استفاده از پیگمانهای رنگی بطور مستقیم) استفاده مینمایند. اگر به مقدار زیادی از یک پیست پیگمان رنگی، جهت رساندن یک رنگ سفید به فام دلخواه نیاز باشد اصطلاحاً میگویند که قدرت رنگدهندگی آن پیگمان رنگی کم است. قدرت رنگدهندگی یک پیگمان تناسبی با قدرت پوشش ندارد و نسبتاً پیگمانهائیکه از قدرت پوشش کمتری برخوردارند قدرت رنگدهندگی بیشتری دارند همانند پیگمانهای رنگی آلی ترانسپارنت.

▪ وزن مخصوص:

وزن حجمی یک پودر که عبارتست از وزن یک گالن از آن پودر بر حسب کیلوگرم یا پاند بر گالن را وزن مخصوص آن پودر گویند که وزن مخصوص پودرها با هم متفاوت بوده و این تفاوت میتواند بمقدار بسیار زیادی باشد. اصولاً پودرها بصورت وزنی خریداری میشوند و در حالیکه رنگ حاصل از آنان بصورت حجمی فروخته میشود و بدین ترتیب جهت محاسبه قدرت تمام شده یک رنگ لازم است که حتماً وزن مخصوص پودرها معلوم و مشخص باشد. دانستن وزن مخصوص که علاوه بر محاسبه قدرت در موارد متعدد دیگری هم مورد استفاده قرار میگیرد.

▪ وزن مخصوص ظاهری:

وزن مخصوص ظاهی یک پودر عبارتست از تعداد گالنی که توسط ۱۰۰ پاند از پیگمانی و یا تعداد لیتری که توسط ۹۸۴/۱۱ کیلوگرم از آن پیگمان اشغال میگردد. آگاهی از وزن مخصوص ظاهری امری است لازم و ضروری زیرا که دو پیگمان ممکن است بر حسب وزنی دارای قیمت یکسانی باشند اما آن پیگمانی که وزن مخصوص ظاهری بیشتری دارد، بوضوح حجم بیشتری از رنگ را تولید خواهد نمود و در نتیجه (از آنجائیکه رنگها بصورت حجمی فروخته میشوند تا وزنی) مقورن به صرفه تر خواهد بود.

● طبقه بندی پیگمانها:

۱) پیگمانهای معدنی

۲) پیگمانهای آلی

۳) پیگمانهای غیر پوششی یا اکستندرها

۱-۱) پیگمانهای سفید معدنی (طبیعی) که عبارتند از:

کربنات بازی سرب سفید، سولفات بازی سرب سفید، سیلیکات بازی سرب سفید، اکسید روی، سولفید روی، لیتپون، آکسید آنتی مونی و دی اکسید تیتانیم (البته بعضی نیز دی اکسید تیتانیم را جزء پیگمان سفید نوع معدنی مصنوعی قرار داده اند)

۲-۱) پیگمانهای رنگی معدنی طبیعی:

اکسید زرد آهن، اکسید قرمز آهن، اکسید قهوه ای آهنف اکسید سیاه آهن، سینای خام، سینای سوخته، آمبر خام، آمبر سوخته و غیره

۳-۱) پیگمانهای رنگی معدنی مصنوعی:

اکسید های مصنوعی آهن، کرم زرد و نارنجی، کرم سبز، آهن آبی، مولیبدات نارنجی، سرب قرمز، روی زرد، اکسید کرم سبز، اکسید آبدار کرم، آلترامارین آبی، کرمات روی، اکسید مس، رنگهای کادمیمی و غیره.

۴-۱) پیگمانهای فلزی معدنی مصنوعی:

پودر وپیست آلومینیومی، پودر نرم برنز، پودر فلزی روی

۲) پیگمانهای آلی

عوامل آزوی نامحلول، آزواسیدها، آنترا کوئینون ها، اندیکو، فتالوسیانین ها، و پیگمانهای سیاه کربن بلک و لمپ بلک (بعضی پیگمانهای سیاه را با وجود اینکه کربن در ساخت آنها بکار رفته است جزء پیگمانهای معدنی مصنوعی طبقه بندی نموده اند).

۳) اکستندرها:

کربنات کلسیم، سولفات باریم (باریت)، سیلیکات منزیم (تالک)، سیلیکات آلومینیوم (کائولن)، سیلیکات مضاعف آلومینیوم و پتاسیم (میکا)، سیلیسها، پنبه نسوزها، پشم شیشه ها و غیره.

تفاوت پیگمانهای طبیعی و مصنوعی:

ـ پیگمانهای طبیعی به فرم طبیعی یا کریستالی موجود میباشند و در صورتیکه پیگمانهای مصنوعی را میتوان به فرمهای دلخواه تولید نمود.

ـ پیگمانهای طبیعی ممکن است ناخالصی هائی از قبیل سیلیکا داشته باشند که جدا کردن آنان از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نباشد و اما پیگمانهای مصنوعی یا کاملاً خالص اند و یا ناخالصی بسیار ناچیزی دارند.

ـ اندازه ذرات انواع معدنی ممکن است درشت بوده و یکدست نباشند در صورتیکه تولید انواع مصنوعی را میتوان در اندازه ذرات یکنواخت کنترل نمود.

و تفاوت پیگمانهای معدنی و آلی در خواص ذیل است:

۱) یک فیلم براق و جذاب و در فامهای گوناگون را میتوان با پیگمانهای آلی بدست آورد تا پیگمانهای معدنی.

۲) خالص ترین پیگمان سفید دی اکسید تیتانیم و سیاه ترین پیگمان سیاه کربن بلک است که هر دو را جزء پیگمانهای معدنی بحساب می آورند و بدین ترتیب هیچ پیگمان آلی ای به صورت سیاه و سفید موجود نمیباشد.

۳) بندهای غیر اشباع پیگمانهای معدنی کمتر از پیگمانهای آلی بوده و لذا در مقابل نور خصوصاً ماوراء بنفش از خود مقاومت بیشتری نشان میدهند.

۴) تعداد بسیار کمی از پیگمانهای آلی در بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد پایدار میباشند که ممکن است متلاشی یا ذوب گردند و در حالیکه پیگمانهای معدنی بعکس حتی در درجه حرارتهای بسیار بالاتر نیز مقاومند.

یک شخص ممکن است از این مقایسه چنان تجسم نماید که بنابراین از مصرف پیگمانهای آلی میبایستی صرفنظر نمود ولی ناگفته نماند که بند ۱ در ساخت بسیاری از رنگها از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است و از اینرو پیگمانهای آلی مصرف فراوانی در صنایع رنگسازی دارند.

▪ انواع وسائل بکار رونده در تعیین و تنظیم غلظت یا ویسکوزیته رنگها:

اندازه گیری ویسکوزیته رنگها معمولا بوسیله سه دستگاه فوردکاپ، امیلاء و K.U ویسکومتر انجام میپذیرد.

ـ فورد کاپ ویسکومتر: (FORD CUP)

از این دستگاه اغلب برای اندازه گیری ویسکوزیته تینرها، کلرها، وارنیش ها و رنگهای رقیق استفاده میگردد. برای کار کردن با فورد کاپ ترمومترو کرونومتر حتماً مورد نیاز است.

برای استفاده از این دستگاه بایستی درجه حرارت رنگ را تا حد استاندارد تنظیم کرد و حتی درجه حرارت خود فورد کاپ نیز نبایستی با درجه حرارت رنگ زیاد تفاوت داشته باشد. رنگ با درجه حرارت استاندارد را بداخل فورد کاپ به حجم صد سانتیمتر مکعب در حالیکه با انگشت محکم سوراخ ته آنرا

گرفته ایم ریخته و سپس ویسکوزیته بر حسب مدت زمان خالی شدن رنگ به ثانیه که به وسیله کرونومتر اندازه گیری میشود گزارش میگردد. کرنومتر با برداشتن انگشت از روی سوراخ کاپ شروع به اندازه گیری زمان مینماید و با مشاهده ریزش رنگ بصورت قطره قطره متوقف میگردد.

ـ امیلاء EMELA

از این دستگاه عموماً جهت اندازه گیری ویسکوزیته رنگها با ویسکوزیته متوسط استفاده میگردد. ویسکوزیته رنگهای خیلی رقیق و خیلی غلیظ را نمیتوان با این دستگاه اندازه گرفت.

دستگاه امیلاء تشکیل شده از یک موتور که باعث چرخیدن دیسکهای اندازه گیری می شود. مقاومت رنگ در مقابل دیسک بوسیله عقربه روی صفحه مدرج منعکس میشود که غلظت رنگ را نشان میدهد. برای اندازه گیری غلظت یکی از دیسکهای استاندارد شده با شماره های ۱و۲و۴و۸ را نسبت به نوع رنگ انتخاب و سیم را به لبه آن وصل و سپس توسط سیم به دستگاه متصل نمائید. اندازه دیسکها طوری است که اگر رنگی با دیسک شماره ۱ غلظتی مساوی با ۴۰ را نشان دهد با امیلاء شماره ۴ غلظت آن ۱۰ خواهد بود. کلید روشن کردن دستگاه در پشت آن قرار دارد و در دست چپ امیلاء پیچی وجود دارد که برای مطابقت کردن صفر دستگاه بکار میرود. اگر چنانچه قسمتی از دستگاه که رنگ در زیر آن قرار میگیرد آغشته به رنگ خشک باشد میتوان آنرا جدا کرده و شستشو داد.

جهت کار با دستگاه امیلاء ابتدا آنرا توسط سوئیچ مخصوص روشن و سپس توسط پیچ صفر، دستگاه را تنظیم نمائید و بعد آنرا خاموش و دیسک مورد نظر را به آن وصل کنید بطوریکه با سیم اتصال امیلاء مجموعه ای شبیه به ۵ فارسی را تشکیل دهد. رنگ را در داخل استکان شیشه ای تا حد یک سانتیمتر پائین تر از خط زیری (لبه پائینی) بریزید و سپس درجه حرارت آنرا تنظیم نمائید. بعد از تنظیم درجه حرارت بلافاصله غلظت رنگ بایستی اندازه گیری شود و از اینرو استکان را فوراً به محل اتصال متصل نمائید بطوریکه دیسک مورد نظر در درون آن قرار گیرد. در این زمان دستگاه را روشن نمائید و بعد از گذشت ۱۰ ثانیه و چند نوسان عقربه اندازه گیری دستگاه امیلاء، عدد مقابل عقربه را بخوانید. اگر دیسک در حال دوران بیش از ۱۰ ثانیه در داخل رنگ قرار بگیرد، باعث ایجاد حرارت گردیده و از اینرو ویسکوزیته واقعی بدست نخواهد آمد.

ویسکوزیته رنگ حاصل بر حسب عدد خوانده شده و با توجه به نوع شماره دیسک بکار رفته گزارش میگردد، مثلاً اگر حلقه آویز بکار رفته شماره ۱ و عدد خوانده شده ۳۸ باشد، ویسکوزیته رنگ بصورت ذیل گزارش میشود:

در موقع اندازه گیری ویسکوزیته یک رنگ با امیلاء به موارد ذیل بایستی توجه کامل بشود

ـ صفر دستگاه تنظیم باشد.

ـ درجه حرارت تنظیم باشد.

ـ استکان بمیزان یک سانت پایین تر از خط زیری مندرج بر خود، از رنگ پر شود.

ـ رنگ باید قبلاً کاملاً میکس شده باشد.

ـ هنگام اندازه گیری، دیسک باید کاملاً وسط استکان قرار گیرد.

ـ رنگ بایستی فاقد هرگونه پوسته، حباب هوا و تکه های رنگ باشد.

ـ مقدار غلظت بایستی خیلی سریع خوانده شود زیرا چرخش دیسک در داخل مایع ایجاد حرارتی تقریباً معادل یک درجه سانتیگراد در هر دقیقه میکند.

▪ K.U ویسکومتر یا کربز استورمر:

از این دستگاه جهت اندازه گیری ویسکوزیته رنگها با ویسکوزیته زیاد استفاده میگردد. این دستگاه از یک پروانه کوچک تشکیل شده که تا یک حد معینی در داخل رنگ قرار میگیرد و هنگام روشن کردن دستگاه این پروانه به چرخش درمیآید. مقاومت رنگ در برابر چرخش پروانه مقدار غلظت رنگ را مشخص میکند. دکمه ای که دستگاه ار برای چرخیدن آزاد میکند نمیتواند وزنه های ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ گرمی را تحمل کند بنابراین وزنه ها باید درست در هنگام اندازه گیری گذاشته شوند و دستگاه بعد از استفاده بلافاصله تمیز گردد.

روش کاربرد دستگاه بدین صورت است که بعد از تنظیم دستگاه بطور عمودی، رنگ را به درجه حرارت استاندارد لازم رسانیده و آنرا در داخل یک قوطی یک لیتری ریخته و چنان در زیر دستگاه قرار داده که میکسر دستگاه تا علامت مشخصه در رنگ درون آن قرار گیرد. سپس وزنه ها را بر روی شاخص پنجاه گرمی چنان کم و زیاد نموده که با حرکت شاخص بسوی پائین، حرکت خطوط رنگی داخل حباب، عمودی یا ثابت بنظر آید (نه به چپ و نه به راست بچرخند). در این حالت وزن کل وزنه ها را به گرم بدست آورده و از روی جدول مربوطه، ویسکوزیته رنگ را برحسب K.U محاسبه و گزارش نمائید.

در هنگام کار با دستگاه K.U نکات ذیل را مدنظر داشته باشید:

ـ درجه حرارت خیلی دقیق تنظیم گردد.

ـ رنگ بایستی قبلاً کاملاً میکس شده باشد.

ـ رنگ بایستی عاری از حباب هوا و پوسته باشد.

ـ شفت میکسر بایستی تا حد علامت ، داخل رنگ قرار گیرد. نه بیشتر و نه کمتر.

ـ وزنه ها باید طوری گذاشته شوند که خطوط کاملاً ثابت به نظر آیند.

▪ پیگمانهای رنگی

معمولترین طبقه بندی پیگمانها بر مبناء نوع رنگ یا فام آنهاست اما می توان آنان را بر مبناء شیمیائی (آلی و غیر آلی) و طبیعی و مصنوعی و نهایتاً رنگ یا فام طبقه بندی نمود

اساساً دو نوع رنگدانه معدنی یعنی طبیعی و مصنوعی وجود دارد که رنگدانه های معدنی در معادن

موجود بوده و در قسمتهای مختلف دنیا از معادن استخراج می گردند و اکثراً همراه با ناخالصی هائی از قبیل آهن، منگنز و سیلیکاتها می باشند. رنگدانه های رنگی معدنی طبیعی در انواع قرمز، زرد، قهوه ای و سیاه با شدت فامهای گوناگون در طبیعت موجود می باشند، رنگدانه های رنگی معدنی مصنوعی اکثراً روشنتر، درخشانتر، ریزتر و گرانقیمت تر از انواع مشابه معدنی طبیعی می باشند.

▪ پیگمانهای رنگی معدنی (طبیعی و مصنوعی)

اوایل اکسیدهای آهن بطور طبیعی در فامهای مختلف از معادن تولید می گردیدند اما امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی هم به صورت معدنی با کیفیت بهتر و هم به صورت مصنوعی تولید می گردند. تمامی اکسیدهای آهن بطور اهم غیر سمی، نان بلیدینگ و ارزان قیمت بوده و وابسته به صنعت نفت نمی باشند اما در خواص دیگر با هم متفاوتند. مثلاً نوع قرمز مقاومت خوبی در برابر حرارت دارد در صورتی که نوع ئیدزات زرد آن در حرارت بالاتر از C ۱۸۰ دی ئیدراته گشته و تغییر رنگ میدهد. مجموعه خواص خوب فوق الذکر همراه با ارزانی قیمت مصارف آنان را در صنایع رنگسازی افزایش داده و در صورت امکان ایجاد کی فام مناسب دلخواه، اغلب دست اندرکاران صنایع رنگسازی ترجیح می دهند که از اکسید آهن استفاده نمایند.

▪ اکسید طبیعی سیاه آهن

از خرد و نرم کردن سنگ آهن معدن منگنیت به دست می آید و براساس خاصیت مغناطیسی طبقه بندی می شود و حدود ۹۲ الی ۹۵ درصد دارد.

این پیگمان همانند رنگدانه کربن سیاه فلوتینگ نمی کند و بیشتر در ساخت رنگهای فلزی بسیار ارزانقیمت و یا رنگهای عایق گرما و حرارت بکار می رود زیرا که هیچکدام از دیگر رنگدانه های مشکی مثل لمپ بلک و کربن جهت این کار مناسب نمی باشند و از آنجائیکه بسهولت با آب مرطوب می شود لذا در ساخت رنگهای پلاستیک مشکی بکار می رود و تا C ۱۵۰ نیز در مقابل حرارت پایدار می باشد.

▪ اکسید طبیعی قهوه ای آهن (آمبر خام سوخته و سینای سوخته)

آمبر خام از سنگ معدنی که حدود ۵۰ درصد اکسید منگنز و حدود ۲۰ الی ۳۵ درصد سیلیکات دارد بدست می آید و در حالت پودر نرم دارای رنگ قهوه ای متمایل به سبز سیر می باشد که همین فام در فیلم یک رنگ تقریباً سیاه بنظر می آید.

آمبر سوخته از اکسیده کردن یا سوزانیدن آمبر خام بدست می آید که در این عمل آب آمبر خام تبخیر شده و به آمبر سوخته قهوه ای سیر تبدیل می گردد. آمبر ها قدرت جذب روغن بیشتری از دیگر پیگمانهای طبیعی داشته و به سختی در یک وهیکل پخش می گردند. آمبرها ممکنست با وهیکلهای رزینی واکنش انجام داده و از اینرو می بایستی در مقدار مصرف آنان دقت کافی بعمل آید. در مقابل نور ثبات خوبی دارند اما نوع خام آن در دمای بالاتر از ۱۷۰ الی C ۱۸۰ قهوه ای تر می گردد. از آمبرها بطور وسیعی در ساخت انواع بی رنگ کننده ها و فیلرهای چوبی استفاده می گردد.

سینای سوخته نیز البته از کلسینه نمودن سینای خام بدست می آید و از آنجائیکه رنگ زرد آن دارای سایه قهوه ای تری از سینای خام است از اینرو جزء اکسید قهوه ای آهن طبقه بندی شده است و موارد مصرفش همانند سینای خام می باشد.

نگار لایق تهرانی

علی ابدام


شما در حال مطالعه صفحه 1 از یک مقاله 4 صفحه ای هستید. لطفا صفحات دیگر این مقاله را نیز مطالعه فرمایید.