رنگدانه (پیگمنت رنگی) | شرکت توسعه معادن و مواد معدنی آسیا Your SEO optimized title page contents

رنگدانه یا پیگمنت رنگی

رنگدانه (پیگمنت رنگی)

رنگدانه رنگی (پیگمنت رنگی) در تمام مواد عمده ای که برای بشر شناخته شده اند، مورد استفاده قرار می گیرد. محصولات ساختمانی، شیشه، کاغذ، صنایع رنگ و پوشش ها، مصرف کنندگان عمده رنگ دانه های مواد معدنی می باشند. کانی های رس و اکسید تیتان (تیتانیا) بیشتر از سیلیس، آلومین، کربنات کلسیم و اکسید روی به عنوان رنگدانه های سفید به کار می روند. به طور مشابه، اکسیدهای آهن و کرومات ها، نماینده رنگدانه های رنگی مهم هستند.
اکسیدهای آهن، از این نظر که تنها مواد معدنی رنگی برجسته ای هستند که در طبیعت یافت می شوند. در سال 2000 تولید جهانی رنگدانه های اکسیدآهن حدود 1.5 میلیون تن تخمین زده می شود. اکسیدهای آهن در سطح زمین به وفور یافت می شوند و از دوام بالایی برخوردارند. دوام اکسیدهای آهن در نمونه هایی زیادی از هنر قبل از تاریخ که در رنگ آمیزی غارها استفاده شده در نقاط مختلف دنیا منعکس شده است. در طی قرن ها، تمدن های گوناگون اکسیدهای آهن را به عنوان منبع عمده ی مواد تزئینی و لوازم حفاظتی، مورد استفاده قرار داده اند.

ویژگی های پیگمنت

ویژگی های مهم رنگدانه و پیگمنت ها علاوه بر رنگ، روشنی، مقاومت در برابر رنگ پس دادن، نسوز بودن رنگ، مقاومت در برابر بیرون زدگی و کدری وتوانایی رنگی کردن رنگ دانه سفید است. نسوز بودن رنگ بیانگر مقاومت پیگمنت در برابر رنگ پریدگی یا تغییر رنگ بر اثر قرار گرفتن طولانی مدت در برابر نور، مخصوصاً نور فرابنفش خورشید است. مقاومت در برابر بیرون زدگی وقتی که پوشش بالایی بر روی پوشش زیری اعمال می شود بیان می شود. ممکن است بعضی از رنگدانه ها اگر در حلال های پوشش بالایی رنگدانه قابل حل باشند در پوشش رنگدانه نفوذ کنند. کدری یا قدرت پوشش دادن خاصیت مهمی در خصوص رنگدانه های سفیدی از قبیل TiO2 می باشد که این خاصیت توانایی در فیلم خشک شده برای محو کردن هرگونه رنگ از زمینه است.
اندازه ذره و ضریب شکست رنگدانه، درجه کدری آن را تعیین می کند. هرچه ذرات کوچکتر باشند به همان اندازه تعداد فصول مشترک بین رنگ دانه ی پخش شده و چسب بیشتر خواهد بود. این امر پراکنش نور را تا زمانی که قطر ذرات حدود نصف طول موج نور، 0.2 تا 0.4 میکرومتر باشند، افزایش می دهد. حتی با ذرات کوچکتر قدرت پراکنش ناپدید می شود چون نور به طور ساده به اطراف آن ها می رود. کدری، با اختلاف ضریب شکست چسب و رنگدانه، نیز متناسب است. اختلاف بیشتر به درجه بالاتری از پراکندگی نور و در نتیجه کدری بالاتر منجر می شود. رنگ های لیسه کاری، قدرت پوششی بیشتری نسبت به رنگ های با درخشندگی بالا دارند، چون آن ها به طور شاخص با رنگدانه زیادی بارگذاری شده اند که ذرات رنگدانه هم واکنش کمی با هوا دارد و از آنجا که هوا ضریب شکست بسیار پایینی دارد، کدری بالا حاصل می شود.
واکنش پذیری شیمیایی، نیز می تواند عامل مهمی در انتخاب پیگمنت باشد. برای مثال بعضی پیگمنت ها با آلوده کننده های هوا واکنش می دهند و باعث تغییر رنگ می شوند. رنگدانه های مختلف می توانند با سایه رنگ مشابهی در نور درون خانه، ظاهر شوند ولی در نور بیرون رنگ های مختلفی را نشان دهند. این پدیده که متامریزم نامیده می شود به وسیله ویژگی های جذب طیف-نورسنجی، بین رنگدانه ها، به وجود می آید.
دو طبقه وسیع از رنگدانه های رنگ، وجود دارند: آلی و معدنی. در اکثر مواقع، چندین رنگدانه آلی و معدنی برای گروه رنگی مشابه وجود خواهد داشت.

رنگدانه های رنگی

رنگدانه های رنگی معدنی، بیشتر از رقبای آلی مورد استفاده قرار می گیرند. رنگ دانه های معدنی، پایداری حرارتی و ثابت بودن رنگ خوبی را فراهم می کنند ولی به علت گرانی ویژه نسبتاً بالا، معلق نگه داشتن یکنواخت آن ها مشکل است. بسیاری از رنگدانه های معدنی، برپایه سرب، کروم و کادمیوم استوار است و کاربردهای آن ها به علت احتمال سمی بودن محدود شده است. بعضی از رنگدانه های قابل ارائه توسط شرکت توسعه معادن و مواد معدنی آسیا عبارتند از:
رنگدانه های آلی ( نارنجی، زرد پرتقالی، زرد لیمویی)
رنگدانه های معدنی ( دوده، اخرا، سبز، آبی، گل ماش، امرا و صورتی)

کاربرد رنگدانه ها

رنگ ها و پوشش ها


انواع پوشش های صنعتی آنقدر زیاد هستند که نام بردن تک تک انها امکان پذیر نیست. چندین رنگ عمده وجود دارد که در آن ها اکسیدهای آهن خواص عالی را فراهم می کنند و کاربرد عمده ای دارند. آسترها از نظر درجه بارگذاری رنگدانه تفاوت دارند و به عنوان پایه، برای پوشش های بعدی عمل می کنند. رنگدانه های (پیگمنت رنگی) آستر، معمولا هماتیت ها هستند و به علت چگالی بالا، اندازه ذرات نسبتا بزرگ و جذب پایین روغن می توانند زیاد بارگذاری شوند. به منظور پوشش و نگهداری از تجهیزات خط آهن و ساختارهای فلزی نظیر پل ها عمدتا از هماتیت استفاده می شود. هماتیت موجود در رنگدانه بازدانده پدیده زنگزدگی آهن نیست بلکه به عنوان بخشی از سامانه کنترل خوردگی به کار می رود. رنگدانه های طبیعی در رنگ های بیرونی و درون خانه استفاده می شوند اما وسعت کاربری رنگ های مصنوعی را ندارند.
 

الکترونیک و چاپ


پیگمنت های رنگی اکسیدهای آهن طبیعی تاحد زیادی در تهیه فریت باریم (BaFe12O19) و به میزان کمتری در تهیه فریت روی منگنز (MnxZnyFe2O4) مورد استفاده قرار می گیرند. خواص مغناطیسی فریت روی منگنز، نسبت به ناخالصی ها بسیار حساس است لذا کاربرد اکسیدهای آهن طبیعی محدود است. مگنتیت یا هماتیت که تاحد زیادی پرعیارسازی شده، می تواند برای تهیه فریت های باریم، مورد استفاده قرارگیرد. مگنتیت پرعیارسازی شده وقتی که به طور ریزدانه آسیا شده باشد، در جوهرهای مغناطیسی به کار می رود.
 

لاستیک و پلاستیک


رنگ دانه های طبیعی (پیگمنت های رنگی)، بصورت محدود در لاستیک و بسیاری از پلاستیک های رایج از قبیل وینیل، فنولیک ها، پلی اورتان ها و اپوکسی ها مورد استفاده قرار می گیرند.