مقدمه
پیگمنتها ماده اصلی پوشش ها و لاک ها و جوهرهای چاپ هستند که امروزه برای مصارف مختلف طراحی و تولید میشوند. این ترکیبات در سطحی که رنگ میکنند، نفوذ نمیکنند و تنها آن را میپوشانند. «دیسپرس شدن که به پراکنده و معلق شدن پیگمنت ها در مایعاتی مانند رزین ها و حلالها گفته میشود»، مهمترین مرحله در فرایند تولید رنگهای پوششی ولاک ها است. در این مرحله انتخاب پیگمنت و مواد افزودنی مناسب و بهینه سازی شرایط دیسپرس شدن، تعیین کننده میزان بازده خط تولید، عملکرد، کیفیت و ویژگیهای نهایی محصولات تولید شده است و از مشکلات بالقوه به هنگام نگهداری و کاربرد این محصولات جلوگیری میکند.
فرایند دیسپرس شدن پیگمنتها
فرایند دیسپرس شدن شامل تر کردن و شکستن ذرات پیگمنت ها، پراکنده و پایدار کردن آنها است. این فرایند مشکلترین مرحله در ساخت لاک ها و پوش رنگ ها است زیرا در فرمولاسیون این محصولات میان کشش سطحی مایعاتی که به عنوان مواد تر کننده و مواد پراکنده کننده استفاده میشوند و کشش سطحی مواد جامد یا همان پیگمنت ها تفاوت وجود دارد با این وجود ذرات کوچک پیگمنت باید به خوبی تر و کاملاً در مایعات افزودنی پراکنده شوند و در بلند مدت نیز پراکنده باقی بمانند.
1- مرحله تر کردن (Wetting)
اغلب پیگمنت هایی که برای تولید رنگهای پوششی و صنعتی به فروش میرسند به شکل آگلومره های نرم (Agglomerates) هستند. از دلایل اینکه چرا پیگمنت ها به صورت آگلومره تولید و عرضه میشوند میتوان به جلوگیری از تولید گرد و غبار و آسانتر شدن نقل و انتقال آنها اشاره کرد. ساختار آگلومره ها مرکب از ذرات اولیه پیگمنت، هوا و رطوبت است. در واقع رطوبت و هوا این ذرات را به شکل گلوله های نا منظم، متخلخل و در اندازه های مختلف (میلیمتر و میکرون) شکل داده است. زمانی که مایع تر کننده با آگلومره ها تماس مییابد، این مایع جایگزین رطوبت و هوای میان ذرات میشود.
کارایی تر کردن به میزان کشش سطحی پیگمنت ها به عنوان مواد جامد در برابر کشش سطحی مایع تر کننده و ویسکوزیته (گرانروی) مخلوط نهایی وابسته است. برای اینکه پیگمنت ها به درستی تر شوند، کشش سطحی مایع تر کننده باید کمتر از انرژی آزاد سطح ذرات پیگمنت باشد، بنابراین سیستمهای تر سازی بر پایه حلال سریعتر از سیستم های تر سازی بر پایه آب عمل میکنند زیرا سطحی حلال ها در مقایسه با تنش سطحی آب تنش کمتر است.
2- مرحله شکستن آگلومره ها (Breakdown) و جدا سازی (separation)
در آلگومره ها (بر خلاف کلوخه ها) پیوند میان ذرات سست است و ذرات پیگمنت از گوشه ها به یکدیگر متصل هستند. در این مرحله به سیستم انرژی داده میشود تا در اثر ضربه ها و نیروهای برشی پیوند میان ذرات آگلومره بشکند و ذراتی با ابعاد کوچکتر تشکیل شود. در حالت ایده آل این ذرات به ابعاد اولیه پیگمنت برمیگردند. به این ترتیب سطح تماس مایع پراکنده کننده و ذرات پیگمنت افزایش مییابد. اگر آگلومره ها به درستی شکسته و در مایع پراکنده شوند، شدت رنگی که تولید میشود، براقیت و قدرت پوششی آن افزایش مییابد. در این زمینه تیغه هایی با قدرت برشی بالا (تیغه های Cowl) مفید عمل میکنند.
3- پراکنده کردن ذرات پیگمنت (Dispersion) و پایدار سازی آنها (Stabilization)
به هنگام شکستن و پراکنده کردن ذرات پیگمنت به سیستم انرژی داده میشود به همین دلیل سیستم تلاش میکند تا این انرژی داده شده را در طول زمان پس دهد و به حالت اولیه با انرژی کم برگردد. بنابراین در طول زمان ذرات پیگمنت به هم میپیوندند تا ذرات بزرگتری تشکیل دهند که فلیکول (Flocculates) نامیده میشود.
این امر در بلند مدت باعث کاهش کیفیت رنگ پوشها و لاک ها مانند کاهش براق بودن و استحکام آنها میشود و ویژگی های فیزیکی مانند میزان روان بودن و سیالیت آنها را تغییر میدهد. بنابراین در مرحله دیسپرس شدن باید متغیرهای موثر بر پایداری مانند قابلیت پراکنده شدن پیگمنت ها، انرژی ورودی، ترکیبات فرمولاسیون و تعاملات میان پیگمنت ها را کنترل کرد تا احتمال ایجاد محصولات پایدار را افزایش داد.
بر اساس آنچه که گفته شد کلید دستیابی به محصولات پایدار و با عملکرد بهینه در حوزه رنگهای پوششی، جوهرهای چاپ و لاکها در انتخاب پیگمنت های درست، انتخاب افزودنی های مناسب و به خدمت گرفتن ابزارهای مناسب برای پراکنده سازی کامل پیگمنت ها است. مشاوران شرکت توسعه پردیس سبز در زمینه انتخاب پیگمنت های مناسب برای تولید محصولات پایدار در خدمت شما هستند تا بر اساس هدفها و نیازهای خود بهترین گزینه ها را انتخاب کنید.
برای مشاوره فنی میتونید با کارشناسان ما در تماس باشید
کارشناس فنی :
09120809582
بیشتر مقالات آموزشی بزارید