استفاده از پیگمنت در صنایع مختلف چگونه است؟
پیگمنت‌ها، مواد جامدی هستند که به واسطه خاصیت رنگدهی خود، در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شوند. این ترکیبات، نه تنها جنبه تزیینی دارند، بلکه می‌توانند خواص فیزیکی و شیمیایی محصولات را نیز بهبود بخشند. انتخاب پیگمنت های مناسب، می‌تواند تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر دوام و کیفیت محصولات داشته باشد.
پیگمنت و صنایع پلاستیک
اضافه کردن پیگمنت به پلاستیک، در اغلب موارد، در مراحل ابتدایی فرایند شکل‌دهی پلاستیک انجام می‌گیرد. به طور معمول، رنگدانه‌ها به شکل پودر یا مایع متراکم به رزین پلاستیکی پایه اضافه می‌گردند. برای آن که پیگمنت به‌طور یکنواخت در تمام ماده پلاستیکی توزیع شود، می‌توان این اختلاط را در دستگاه‌های میکسر مخصوص انجام داد. در برخی موارد، برای سهولت در فرایند رنگ‌آمیزی و دستیابی به پراکندگی بهتر، پیگمنت‌ها به شکل مستربچ مورد استفاده قرار می‌گیرند. مستربچ‌ها، پیگمنت‌هایی هستند که از پیش در یک رزین حامل پراکنده شده‌اند.
انواع مختلفی از پیگمنت‌ها در صنایع پلاستیک به کار می‌روند که بر اساس ترکیب شیمیایی و خواص رنگی‌شان دسته‌بندی می‌شوند. برای رنگ آمیزی پلاستیک همانند مستربچ، عمدتاً از دو نوع پیگمنت استفاده میشود، پیگمنت‌های آلی که رنگ‌های زنده و شفافی ایجاد می‌کنند و پیگمنت‌های معدنی که پایداری حرارتی و نوری بالاتری دارند و رنگ‌های مات تری را به وجود می‌آورند. به منظور دستیابی به بهترین نتیجه در رنگ آمیزی محصولات پلاستیکی، انتخاب نوع پیگمنت باید بر اساس کاربرد نهایی محصول، خواص رنگی مورد انتظار و فرایند تولید صورت پذیرد.
پیگمنت و صنعت سرامیک
در صنعت سرامیک و کاشی، پیگمنت‌ها به‌عنوان مواد رنگی، نقش بسیار پر اهمیتی در تعیین رنگ و طرح نهایی محصولات ایفا می‌کنند. به طورکلی، پیگمنت‌ها در دو مرحله اصلی به مواد سرامیکی اضافه می‌شوند.
مرحله بدنه
در این مرحله، پیگمنت‌ها به پودر بدنه سرامیک (مخلوط خاک رس، فلدسپات و سایر مواد اولیه) افزوده می‌شوند. این کار معمولاً در ابتدای فرایند تولید و قبل از شکل‌دهی قطعات سرامیکی انجام می‌گیرد. افزودن پیگمنت به مواد تشکیل دهنده قطعه، رنگ را به طور یکپارچه در کل ساختار آن توزیع می‌کند و این ویژگی سبب میشود که در صورت خراشیدگی یا ساییدگی سطح، رنگ اصلی همچنان پابرجا بماند. رنگدانه یا پیگمنت‌های مورد استفاده در این مرحله باید مقاومت حرارتی بالایی داشته باشند تا در دمای پخت بالا، رنگ خود را از دست ندهند.
مرحله لعاب
در این مرحله، پیگمنت‌ها به‌منظور ایجاد رنگ های متنوع و طرح‌های جذاب، به لعاب سرامیک اضافه می‌گردند. لعاب، پوششی شیشه‌ای است که بر روی بدنه سرامیک قرار می‌گیرد و علاوه بر ایجاد زیبایی ظاهری، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سطح سرامیک را نیز تقویت می‌کند. پیگمنت های مورد استفاده در لعاب می‌توانند متنوع‌تر از پیگمنت‌های بدنه باشند و بسته به نوع لعاب و دمای پخت، انتخاب می‌شوند. در صنعت سرامیک و کاشی، پیگمنت‌های متعددی مورد استفاده قرار می‌گیرند که این مواد، بر پایه ساختار شیمیایی و رنگ های حاصل از آن‌ها، به دسته های گوناگونی تقسیم‌بندی می‌شوند.
- پیگمنت‌های اکسید فلزی: این گروه از پیگمنت‌ها از اکسید فلزاتی همچون آهن، کروم، کبالت، مس، منگنز و تیتانیوم ساخته شده‌اند و می‌توانند رنگ‌های گوناگونی از جمله قرمز، سبز، آبی، قهوه‌ای، سیاه و زرد را ایجاد کنند. به‌طور مشخص، اکسید آهن برای تولید رنگ‌های قرمز و قهوه‌ای، اکسید کروم برای رنگ سبز، اکسید کبالت برای رنگ آبی و اکسید مس برای رنگ‌های سبز و فیروزه‌ای به کار می‌روند.
- پیگمنت‌های ترکیبی: پیگمنت‌های ترکیبی، دسته‌ای از پیگمنت‌های پیچیده هستند که از ترکیب دقیق اکسیدهای فلزی گوناگون به دست می‌آیند. این دسته از پیگمنت‌ها امکان ایجاد رنگ‌های منحصربه‌فرد و خاص را فراهم می‌کنند. به‌عنوان نمونه، پیگمنت‌های اسپینل و زیرکونیوم در این گروه قرار می‌گیرند.
- پیگمنت‌های معدنی طبیعی: برخی از مواد معدنی طبیعی مانند رس‌های رنگی و خاک‌های معدنی نیز به‌عنوان پیگمنت در سرامیک و کاشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پیگمنت‌ها معمولاً رنگ‌های خاکی و طبیعی‌تری ایجاد می‌کنند.
نوع پیگمنت مورد استفاده در سرامیک یا کاشی، باید باتوجه به عواملی نظیر نوع محصول، دمای پخت، رنگ دلخواه و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مورد نیاز انتخاب شود.
پیگمنت در صنایع نساجی
انتخاب پیگمنت مناسب در صنایع نساجی، یکی از عوامل تعیین‌کننده کیفیت و ماندگاری رنگ پارچه‌ها است. پیگمنت‌ها که ذرات رنگی نامحلول در آب هستند، با رنگ‌های رنگ‌زا که محلول هستند، تفاوت دارند. به همین دلیل، پیگمنت‌ها معمولاً در مراحل انتهایی فرایند رنگرزی نساجی، به‌صورت سطحی بر روی الیاف قرار می‌گیرند.
برای به کارگیری پیگمنت در نساجی، سه مرحله اصلی طی میشود، در ابتدا، الیاف به کمک مواد شیمیایی خاص کاتیونیزه شده و بار مثبت پیدا می‌کنند. سپس، پیگمنت که دارای بار منفی است، در حمام رنگرزی به الیاف جذب می‌گردد. در نهایت، با استفاده از بایندرها، پیگمنت به سطح الیاف چسبیده و رنگ تثبیت میشود و مقاومت سایشی و شستشوی پارچه افزایش می‌یابد.
صنعت نساجی برای ایجاد رنگ‌های متنوع و باکیفیت در منسوجات، از انواع مختلف پیگمنت‌ها استفاده می‌کند. این پیگمنت‌ها، بر اساس ساختار شیمیایی، به دو دسته آلی و معدنی تقسیم می‌شوند. در صنعت نساجی، انتخاب پیگمنت مناسب بستگی به نوع الیاف، رنگ مورد نظر و کاربرد نهایی پارچه دارد. پیگمنت‌ها به دلیل سهولت استفاده و امکان ایجاد طرح‌های متنوع چاپی، به طور گسترده در چاپ پارچه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این‌حال، به دلیل سطحی بودن رنگ‌آمیزی با پیگمنت، ممکن است مقاومت سایشی و ثبات شستشوی رنگ در مقایسه با رنگ های رنگ زا کمتر باشد که با استفاده از بایندرهای مرغوب و فرایندهای تثبیت مناسب، می‌توان این محدودیت را کاهش داد.
کاربرد پیگمنت در تولید محصولات آرایشی
محصولات آرایشی و بهداشتی، بدون وجود پیگمنت‌ها، فاقد رنگ و جذابیت خواهند بود. این ذرات رنگی ریز و غیرمحلول، با ایجاد تنوع رنگی و افزودن خواص ظاهری و عملکردی، نقش بسیار مهمی در تولید این محصولات ایفا می‌کنند.
رنگدهی به محصولات آرایشی
پیگمنت ها، به‌عنوان اصلی ترین عامل ایجاد رنگ، در فرمولاسیون محصولات آرایشی به کار گرفته می‌شوند. این مواد با جذب و بازتاب انتخابی طول موج‌های نور، رنگ‌های متنوعی را ایجاد می‌کنند. در واقع، پیگمنت‌ها ذرات ریز جامد و نامحلولی هستند که به صورت پراکنده در پایه محصولات آرایشی مانند کرم‌ها، لوسیون‌ها و پودرها قرار می‌گیرند و رنگ نهایی محصول را تعیین می‌کنند.
ایجاد پوشش و پنهان سازی عیوب پوست
برخی از پیگمنت‌ها علاوه بر رنگدهی، خاصیت پوشانندگی نیز دارند. این ویژگی به ویژه در محصولاتی مانند کرم‌پودر و کانسیلر اهمیت دارد. پیگمنت‌های پوشاننده می‌توانند عیوب پوست مانند لک ها، قرمزی، تیرگی و ناهمواری‌های رنگی را به طور موقت پنهان کنند.
محافظت از پوست در برابر اشعه ماورا بنفش
برخی از پیگمنت‌های معدنی مانند اکسید آهن و دی‌اکسید تیتانیوم، خاصیت محافظت از پوست در برابر اشعه ماورا بنفش (UV) را دارند. این پیگمنت‌ها به‌عنوان فیلترهای فیزیکی عمل کرده و اشعه‌های مضر خورشید را منعکس یا پراکنده می‌کنند. به همین دلیل، در تولید ضد آفتاب‌ها و محصولات آرایشی حاوی SPF (فاکتور محافظت در برابر آفتاب) از این نوع پیگمنت ها استفاده میشود. این امر به محافظت از پوست در برابر آسیب های ناشی از نور خورشید مانند آفتاب‌سوختگی، پیری زودرس و افزایش خطر ابتلا به سرطان پوست کمک می‌کند.
بهبود بافت و پخش‌پذیری محصولات آرایشی
علاوه بر رنگ و خواص محافظتی، پیگمنت‌ها می‌توانند به بهبود بافت و پخش‌پذیری محصولات آرایشی نیز کمک کنند. برخی از پیگمنت ها به‌عنوان پرکننده‌ها عمل کرده و بافت محصول را نرم‌تر و یکنواخت‌تر می‌سازند. علاوه بر این، تعدادی از پیگمنت ها در پخش بهتر و روان‌تر محصول روی پوست نقش دارند و از ظاهرشدن لکه های ناخواسته و تجمع رنگ در یک ناحیه معین جلوگیری می‌کنند. اهمیت این ویژگی‌ها به‌طور خاص در محصولاتی نظیر کرم پودر و رژگونه که نیازمند پخش یکنواخت هستند، به چشم می‌خورد.
پیگمنت های ضدخوردگی
این مواد با ایجاد یک لایه محافظتی، هم به‌صورت فیزیکی و هم به صورت شیمیایی، از رسیدن عوامل مخرب مانند رطوبت، اکسیژن و مواد شیمیایی به سطح زیرین جلوگیری می‌کنند. به منظور مقابله با پدیده زنگ زدگی و افزایش دوام بدنه‌های خودرو، صنعت خودروسازی از پیگمنت‌های ضدخوردگی در فرایند رنگ‌آمیزی استفاده می‌کند.این پیگمنت‌ها با ایجاد یک لایه محافظ، از تماس مستقیم فلز با عوامل خورنده جلوگیری می‌کنند و طول عمر خودروها را افزایش می‌دهند. وابستگی صنایع دریایی به این پیگمنت‌ها بسیار زیاد است، چرا که سازه‌های دریایی همواره در معرض آب‌شور و شرایط سخت محیطی قرار دارند.
در صنعت ساخت‌وساز نیز، این پیگمنت‌ها برای حفاظت از پل‌ها، ساختمان‌ها و زیرساخت‌های فلزی در برابر رطوبت، مواد شیمیایی و سایر عوامل مخرب محیطی به کار می‌روند. همچنین صنایع نفت، گاز و پتروشیمی نیز برای حفاظت از لوله‌ها، مخازن و تجهیزات خود در برابر خوردگی ناشی از مواد شیمیایی و شرایط محیطی، به استفاده از پیگمنت‌های ضدخوردگی روی آورده‌اند.
سخن آخر
صنایع گوناگون، باتوجه به نیازهای ویژه خود، از انواع متفاوتی از پیگمنت‌ها استفاده می‌کنند. هر کدام از این دسته ها، ویژگی‌های منحصر به فردی دارند که آن‌ها را برای کاربردهای خاص، مناسب می‌سازد. انتخاب نوع پیگمنت، بستگی به عواملی مانند ثبات رنگ، مقاومت در برابر مواد شیمیایی، همخوانی با محیط مورد استفاده و مسائل اقتصادی دارد.
