تعاریف مرسوم در صنعت, مقالات

پیگمنت (رنگدانه) چیست؟ + انواع پیگمنت

پیگمنت‌ها موادی هستند که با داشتن خاصیت ایجاد رنگ، برای تغییر خواص ظاهری سطوح مورد استفاده قرار می‌گیرند. پیگمنت‌   یا رنگدانه ها  کاملا یا به صورت جزئی در آب و دیگر محمل‌ها انحلا‌ناپذیر هستند و امکان انجام واکنش شیمیائی را ندارند. پیش‌بینی می‌شود با رشد سالانه‌ %3/5، تا سال 2032 ارزش بازار جهانی پیگمنت‌ها به 4/45 میلیارد دلار برسد. مانند تمام مواد دیگر، رنگ پیگمنت‌ها ناشی از این مسئله است که گروه‌های تشکیل‌دهنده‌ی ساختار شیمیائی آنها برخی طول موج‌های نور مرئی را جذب می‌کنند. مقدار جذب پرتو و بازه‌ی طول موج آن به پیوندهای تشکیل‌دهنده‌ی ساختار پیگمنت بستگی دارد. بقیه‌ی پرتوی تابیده‌شده به ماده که جذب پیگمنت نشده است، بازتاب یافته یا منتشر می‌شود. طیف نور بازتاب‌یافته، رنگی که توسطی مشاهده‌کننده و چشم دیده می‌شود را نشان می‌دهد. ظاهر پیگمنت علاوه بر ساختار شیمیائی آن به منبع نور تابیده‌شده نیز بستگی دارد. نور خورشید با داشتن طیف تابشی نسبتا یکنواخت به عنوان استاندارد نور سفید شناخته می‌شود. بقیه لامپ‌ها و منابع نوری طیف تابشی غیریکنواخت تری دارند. به همین جهت فضای رنگ‌های تعریف شده برای توصیف رنگ‌ها باید منبع نوری مورد نظر خود را حتما معرفی و مشخص کنند. برای مثال فضای رنگ CIELAB (L*a*b*) در صورتیکه چیز دیگری گزارش نشده باشد، رنگ‌ها را تحت نور منبع نوری D65 بررسی می‌کند. لذا در تجربه‌ی ما از دیدن رنگ‌ها علاوه بر سیستم بینائی، ساختار شیمیائی ماده‌ی رنگی و منبع نوری نیز اثرگذار هستند. یک ماده‌ی رنگی ممکن است تحت یک منبع نوری خاص توسط دو فرد مختلف، متفاوت دیده و درک شود. همچنین همان ماده رنگی ممکن است در دید یک فرد خاص، تحت منبع نوری‌های مختلف متفاوت به نظر برسد. درک سیستم بینائی انسان از رنگ وابسته به منبع نوری نیز هست لذا تحت یک منبع نوری ممکن است دو سطح، همرنگ به نظر برسند اما تحت یک منبع نوری دیگر بین آنها تمایز وجود داشته باشد. به این پدیده متاماریزم گفته می‌شود. همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌شود اختلاف رنگ قطعات تحت منبع نوری‌های مختلف متفاوت است.

قدمت استفاده از پیگمنت‌ها از لحاظ تاریخی به زمان‌های بسیار دور بازمی‌گردد؛ انسان‌های نخستین بین 350000 الی 400000 سال پیش از مواد رنگی جهت رنگ‌کردن بدن خود استفاده می‌کرده‌اند. پیش از توسعه‌ی روش‌های نوین آمایش و تولید پیگمنت‌های معدنی، نوسانات بسیاری در رنگ و کیفیت آنها به مرور زمان مشاهده می‌شد. اما با گذشت زمان و بهبود این روش‌ها و همچنین ارائه‌ی استانداردهای بین‌المللی مختلف تولید، اندازه‌گیری و مصرف پیگمنتها، این نوسانات کیفیت کاهش یافت. مدل‌های مختلفی جهت توصیف خواص ظاهری مواد ارائه شده‌اند. مانسل در سال 1905، پیشنهاد داد هر رنگ با سه مولفه‌ی فام (Hue)، روشنی (Lightness) و خلوص یا اشباعیت (Chroma) توصیف شود. سیستم‌های رنگی دیگری نیز برای این منظور طراحی شده‌اند که مهمترین‌های آنها CIE XYZ، CIE RGB، CIE LUV، CIE UVW و CIE LAB هستند.

پیگمنت‌ها در صنایع مختلف مانند جوهر‌های چاپ و بسته‌بندی، پوشش‌ها، رنگ‌های ترافیکی، خودروئی، ساختمانی و کشاورزی، مستربچ‌های رنگی و صنایع پلاستیک و لاستیک، لوازم‌التحریر و مواد هنری، نساجی و … مورد استفاده قرار می‌گیرند.

همانطور که ذکر شد پیگمنت‌ها، رنگدانه‌هائی هستند که انحلال‌ناپذیر بوده و در بستر خود پخش می‌شوند. پیگمنت‌ها، مخصوصا آنهائیکه در طبیعت وجود دارند، برای سالیان طولانی جهت بهبود خواص ظاهری مورد استفاده قرار می‌گیرند اما در چند دهه‌ی اخیر پیگمنت‌های مصنوعی نیز به طور گسترده‌ای در صنایع مختلفی مانند چاپ، پوشش‌ها، صنایع پلاستیک، نساجی و … به کار رفته‌اند. پیگمنت‌ها با ساختار شیمیائی منحصر به فرد خود این امکان را دارند تا با افزوده‌شدن به سیستم‌های مختلف، برای اهداف مشخصی، خواص ظاهری سطوح مختلف را تغییر دهند. برخی پیگمنت‌های معمول صرفا جهت بهبود ظاهر سطوح مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ اما برخی دیگر از آنها مانند پیگمنت‌های فعال ترموکرومیک این امکان را دارند حین تغییر شرایط دمائی، خواص ویژه‌ای از خود نشان دهند. برخی دیگر از پیگمنت‌ها نیز از خواص مهندسی‌شده‌ای برخوردار هستند؛ مانند پیگمنت‌های مهندسی‌شده‌ی دما بالا، پیگمنت‌های ضدخوردگی فلزات، پیگمنت‌های متالیک، پیگمنت‌های فلوئورسنت و …

رنگدانه‌ها بر حسب نحوه‌ی تعامل و برهمکنش با بستر خود به دو دسته‌ی پیگمنت و دای تقسیم می‌شوند؛ پیگمنت‌ها در سیستم پخش می‌شوند اما دای‌ها امکان انحلال در سیستم را دارند. پیگمنت‌ها بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی می‌شوند؛ بر اساس منشاء تهیه‌ی آنها، پیگمنت‌ها به دو دسته‌ی آلی و غیرآلی تقسیم می‌شوند. پیگمنت‌های غیرآلی را می‌توان به دو دسته‌ی پیگمنت‌های رنگی و سفید تقسیم کرد. شکل زیر دسته‌بندی مواد رنگزا را نشان می‌‎‎دهد.

جهت انتخاب پیگمنت مناسب، ابتدا باید به کاربرد مورد نظر توجه کرد. هر کاربرد شرایط ویژه‌ای داشته و لازم است در انتخاب پیگمنت این نکته مد نظر قرار گیرد. پیگمنت آبی مورد استفاده در صنایع نساجی و مورد استفاده در جوهر چاپ با هم تفاوت دارند. نکته‌ی دیگر که در انتخاب پیگمنت باید مورد توجه قرار گیرد فرآیند تولید محصول است؛ باید اثر پارامترهای فرآیندی مانند دما و تجهیزات اختلاط روی خواص پیگمنت حتما مورد توجه قرار گیرد تا بتوان از پیگمنت و خواص آن بهترین استفاده را کرد. طراح علاوه بر خواص مورد نیاز محصول نهائی و شرایط فرآیندی مورد استفاده جهت تولید باید با الزامان قانونی و بهداشتی نیز آشنا باشد تا بتواند پیگمنت صحیحی انتخاب کند. برخی کاربردها مانند بسته‌بندی مواد غذائی یا تجهیزات پزشکی لازم است استانداردهای ویژه‌ای داشته باشند و مقررات مختلفی در این زمینه توسط مراجع قانونی وضع شده است. جهت انتخاب پیگمنت مناسب باید کاربرد مورد نظر، فرآیند تولید، مقررات و فرمولاسیون، مباحث اقتصادی و … مورد توجه قرار گیرند.

طراح پس از بررسی نکات ذکر‌شده باید آشنائی دقیقی با پیگمنت‌ها و اثر هر کدام روی خواص محصول مورد نظر داشته باشد؛ در زمینه‌ی انتخاب پیگمنت باید پارامترهایی مانند قدرت رنگدهی و خواص نوری و حرارتی، آمایش سطحی و کیفیت پخش، تمایل به مهاجرت و سازگاری، خواص پشت‌پوشی و شفافیت، مقاومت حلالی و شیمیائی، مقاومت به صابون‌ها و اسیدها، چگالی و … مد نظر قرار گیرند.

جهت دریافت مشاوره و راهنمائی در زمینه‌ی انتخاب پیگمنت مناسب با کار خود و خرید آن می‌توانید با کارشناسان مجموعه توسعه پردیس سبز در ارتباط باشید.

02188105568
کارشناس فروش:
09120809581
کارشناس فنی :
09120809582

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *