در دنیای رنگ ها پیگمنت های میکایی پودرهایی درخشان و با طیف رنگی گسترده را به تصویر می کشند. این پیگمنت ها نوعی از پیگمنت های تداخلی با ویژگی های بازتابی و انکسار نور زیاد هستند. پیگمنت های تداخلی مبتنی بر میکا در سال 1960 با محصولاتی معرفی شدند که بر پایه دی اکسید تیتانیم روی بستری از موسکویت ساخته شده بودند. اکنون 80% پیگمنت های تداخلی فروخته شده در سطح دنیا به پیگمنت های میکایی متعلق است. این مقاله ساختار شیمیایی و ویژگی های نوری پیگمنت های میکایی را مورد بررسی قرار می دهد و در بخش بعد زمینه های کاربرد آنها را معرفی می نماید.
ساختار پیگمنت های میکایی
بسته به چگونگی تعامل پیگمنت ها با نور آنها را به سه دسته تقسیم می کنند: پیگمنت های جاذب نور، پیگمنت هایی با افکت فلزی و پیگمنت های تداخلی. اصل مهم در پیگمنت های جاذب نور که شامل پیگمنت های آلی و معدنی سنتی هستند، بر جذب یا پراکنده سازی پرتوهای نوری استوار است. پیگمنت هایی با افکت فلزی پیگمنت های معاصر هستند که از آلومینیم، روی، مس یا برنج ساخته شده اند. پیگمنت های تداخلی که پیگمنت های میکایی جز آنها هستند، امواج نور را جهات مختلف منعکس و پراکنده می کنند که باعث تداخل آنها با یکدیگر می شود.
در زمین شناسی میکاها به گروهی از کانی های دگرگونی اطلاق می شوند. مواد معدنی و سنگ های معمولی با قرار گرفتن در معرض گرما و فشار شدید به سنگ ها و مواد معدنی دگرگون شده تبدیل می شوند که گروهی از آن کانی های میکایی هستند. میکاها به شکل های بسیار متفاوت در زمین وجود دارند، بنابراین بیش از 20 نوع ماده معدنی مختلف به شکل میکا از زمین استخراج می شود. واژه میکا در صنعت رنگ پیشرفته نام عمومی برای کل گروه های میکا است.
میکاها در رده فیلو سیلیکات های معدنی قرار دارند که همگی از نظر ساختار بلوری مونو کلینیک هستند. این ساختار شامل یک لایه پیچیده آلومینیمی 8 وجهی است که میان دو لایه اکسید سیلسیم چهار وجهی قرار گرفته (ساندویچ شده) است. کریستال ها به وسیله یون های پتاسیم (کالیم) و با پیوندهای کوئوردینانسی (هم آرا کننده) با هم ترکیب و به صورت لایه های زیاد روی هم انباشته شده اند.
پیوندهای ضعیف میان یون های پتاسیم باعث می شود تا بتوان به راحتی میکاها را لایه لایه و از هم جدا کرد. کوچکترین لایه مرکب از کریستال هایی با ساختار ساندویچ شده و یون های پتاسیم در هر دو طرف این ساختار است و تقریبا 1 نانومتر ضخامت دارد. میکاها در تجارت با نام موسکویت و به شکل پرک هایی با ضخامت 500-200 نانومتر به فروش می رسند.
کریستال های میکاها به صورت خالص سفید یا بی رنگ هستند اما در طبیعت به علت ناخالصی ممکن است قهوه ای، آبی، سبز، صورتی یا قرمز باشند. ناخالصی های همراه آنها عبارتند از: دی اکسید تیتانیم و فلزات کروم، آهن، آلومینیم، نیکل، روی، مس و کبالت. این فلزات یک لایه اکسید در سطح پولک های میکاها پدید می آورند و آنها را رنگارنگ می کنند. پیگمنت های میکا به صورت مصنوعی نیز ساخته می شوند در این فرایند با اکسیدهای فلزی سطح کریستال های میکا را می پوشانند. برای مثال دی اکسید تیتانیم یا اکسید آهن را بر روی سطح شفاف کریستال میکا با استفاده از فرایندهای شیمیایی مرطوب قرار می دهند. پیگمنت های میکایی مصنوعی از پیگمنت های طبیعی پایداری نوری و حرارتی بهتری دارند.
جلوه رنگین کمانی و ویژگی های نوری پیگمنت های میکا به دلیل ساختار خاص آنها است که باعث تداخل پرتوهای نور می شود. تداخل نور پدیده ای فیزیکی است که در آن امواج نور به هنگام پراکندگی و انعکاس نور از سطح این پیگمنت ها بر روی یکدیگر می افتند. افکت نهایی رنگ، مانند حباب صابون یا لکه روغن بر سطح آب است. پیگمنت ها بسته به منبع نور و محل ناظر تغییر رنگ می دهند. از دیگر دلایل تغییر رنگ آنها مربوط به ضخامت لایه اکسید فلزی است که پرک های میکا را می پوشاند. برای مثال لایه دی اکسید تیتانیم با ضخامت 50 نانومتر قوس و قزح نقره ای ایجاد می کند. هنگامی که ضخامت روکش افزایش یابد، جلوه رنگین کمانی رنگ به سمت زرد، قرمز، آبی و سبز تغییر می نماید.
زمینه های کاربردی پیگمنت های میکایی
پیگمنت های میکا جذاب ترین پیگمنت ها برای پوشش های صنعتی و خودروسازی، صنایع چاپ، پلاستیک، کاشی و سرامیک هستند.
در صنعت رنگ پیگمنت میکا به عنوان یک پیگمنت توسعه دهنده برای (Extender Pigment) دیگر پیگمنت ها استفاده می شود. پیگمنت های توسعه دهنده باعث سهولت بخشیدن به پراکندگی پیگمنت های دیگر و ایجاد سوسپانسیون در رنگ می شوند، کدورت و گچی شدن رنگ را کاهش می دهند و از چروک شدن و ترک خوردگی رنگ لایه رنگ جلوگیری می کنند، مقاومت لایه رنگ در برابر آب و هوا را افزایش می دهند و زمینه درخشان تری به رنگ می بخشند. همچنین پیگمنت های میکا چسبندگی رنگ هایی با پایه آبی و روغنی را افزایش می دهند.
در محصولات آرایشی- بهداشتی رنگ می تواند یکی از راه های جذب مشتریان و مزیت رقابتی باشد. یکی از محبوبترین گزینه ها در این بین استفاده از پیگمنت های میکا برای رنگ آمیزی محصولات زیبایی و حمام است. هر چند این پیگمنت ها سمی نیستند اما برخی شرایط برای کاربرد آنها محدودکننده هستند. برای مثال در محیط هایی با pH بالا و در فرایند صابون سازی سرد ساختار کریستالی آنها تغییر می کند و رنگ اصلی شان از دست می رود. این تغییر همواره نامطلوب نیست. برای مثال پیگمنت مرجانی میکا در فرایند سرد صابون سازی رنگ هلویی ایجاد می کند و میکای آبی سلینی به رنگ جذاب اسطوخودودس تغییر می کند. از این پیگمنت ها در محصولات آرایشی مانند رژ لب و سایه چشم نیز استفاده می شود.
یکی از کاربردهای جذاب این پیگمنت ها استفاده از آنها در اپوکسی رزین های ساختمانی مانند کفپوش ها، اپوکسی رزین های تزیینی مانند میزهای چوبی و صنایع دستی مانند جواهرآلات رزینی است.
پیگمنت های میکا را می توان به عنوان جایگزین صفحات فلزی و برنزی برای بازسازی تابلوهای هنری و صنایع دستی چوبی دو و سه بعدی در خسارت های جزیی و کوچک استفاده کرد.
در میان پیگمنت های میکای موجود در بازار آیرودین (Irodin، طبق مرک آلمان) یکی از پر مصرف ترین پیگمنت ها است. این پیگمنت هسته میکای پوشیده شده از یک یا چند لایه دی اکسید تیتانیم است که ضریب شکست نور آن 6/1 و نارسانا است، تا 800 درجه سانتیگراد را تحمل می کند و در برابر دما، نور و اشعه UV پایدار است. این پیگمنت به صورت پودر خشک در رنگ های سفید- نقره ای، قرمز و برنز با تن رنگ معدنی آن و درخشش طلایی به فروش می رسد و می توان آن را در حامل های آبی یا وارنیش های مختلف پراکنده و به صورت اسپری یا برس بر روی سطوح استفاده کرد.
