رنگدانه های مرواریدی از طریق تداخل نور کار می کنند - لایه های نازک دی اکسید تیتانیوم یا اکسید آهن که روی میکا یا بستر مصنوعی پوشانده شده اند با نور ورودی تعامل می کنند و باعث ایجاد درخشش، عمق و اثرات تغییر رنگ می شوند که این مواد را بسیار جذاب می کند. اما این مکانیسم نوری دقیقاً به همین دلیل است که محدودیتهای بستر بسیار مهم هستند. همان دسته رنگدانه می تواند در یک کاربرد درخشان و در کاربرد دیگر به طرز ناامیدکننده ای صاف به نظر برسد و در بیشتر موارد خود رنگدانه ایرادی ندارد.
به عنوان یک تولید کننده با بیش از یک دهه تجربه در تولید رنگدانه های اثر آرایشی و صنعتی، این موضوع را به طور مداوم در بین مشتریان جدید مشاهده می کنیم. تلهها معمولاً در سه حوزه جمع میشوند: محدودیتهای زیرلایه ناهماهنگ، الزامات شفافیت نادرست، و پنجره فرآیندی که خیلی باریک یا نادرست تنظیم شده است. درک هر یک از آنها قبل از شروع فرمولاسیون باعث صرفه جویی قابل توجهی در زمان توسعه و هزینه مواد می شود.
محدودیت بستر هر خاصیت فیزیکی یا شیمیایی ماده پایه شما است که نحوه بیان رنگدانه مرواریدی را محدود می کند. رایج ترین محدودیت هایی که نادیده گرفته می شوند عبارتند از زبری سطح، رنگ پایه، ضریب شکست و سازگاری شیمیایی.
پلاکت های رنگدانه مرواریدی باید صاف و موازی با سطح بستر قرار بگیرند تا بازتاب نور منسجم ایجاد کنند. روی یک سطح ناهموار - مانند چوب بدون پرایم، پلاستیک بافت دار یا کاغذ درشت - پلاکت ها به طور تصادفی کج می شوند و براقیت خاصی را از دست می دهید که به ماده درخشندگی خاصی می بخشد. مطالعات روی سیستمهای پوشش رویی خودرو نشان میدهد که حرکت از Ra (متوسط زبری) 0.8 میکرومتر به 2.5 میکرومتر میتواند شدت جرقه اندازهگیری شده را تا 30 تا 40 درصد کاهش دهد. در کاربردهای آرایشی، مشکل مشابه در فرمول های پودر فشرده ظاهر می شود که در آن ذرات پرکننده درشت جهت گیری پلاکت ها را مختل می کنند.
رفع عملی: قبل از وارد کردن لایه مرواریدی، یک پوشش سیلر یا پرایمر برای کاهش بی نظمی سطح اعمال کنید. در پودرهای فشرده، ارزیابی توزیع اندازه ذرات پرکننده و کاهش D90 به زیر 20 میکرومتر معمولاً جهت گیری را بازیابی می کند.
این تنها شایع ترین منبع تغییر رنگ غیرمنتظره است. رنگدانه های تداخلی - به ویژه ما تداخل طبیعی رنگدانه های مرواریدی - رنگ خود را با انعکاس طول موج های خاص از سطح جلوی پلاکت در حالی که طول موج های مکمل را به بستر زیر آن منتقل می کند، تولید می کند. روی یک بستر سفید یا تقریباً سفید، آن طول موج های ارسالی به عقب منعکس می شود و شما هم رنگ تداخل و هم مکمل آن را به طور همزمان می بینید. در یک بستر تاریک، نور عبوری جذب می شود و فقط رنگ بازتاب مستقیم قابل مشاهده است. یک رنگدانه تداخل آبی که روی سیاه اعمال می شود ممکن است تقریباً آبی خالص به نظر برسد. همان رنگدانه روی سفید، ته رنگ نارنجی-طلایی قوی از مکمل منتقل شده را نشان می دهد. هیچ یک از این نتایج اشتباه نیست - آنها به سادگی رژیم های نوری متفاوتی هستند، و شما باید رنگ بستر خود را عمدا انتخاب کنید.
برخی از سیستم های بستر - به ویژه محیط های بسیار اسیدی یا قلیایی، یا آن هایی که حاوی حلال های قوی هستند - می توانند به لایه های پوشش روی پلاکت رنگدانه حمله کنند. به احتمال زیاد این مشکل در مواد با درجه پایین تر است. رنگدانه های مرواریدی درجه صنعتی ما تحت آزمایش پایداری pH در محدوده 4 تا 10 قرار می گیرند. و گریدهای کاربردی خاص برای مقاومت شیمیایی بالاتر طراحی شده اند. اگر سیستم بستر یا بایندر شما خارج از آن محدوده قرار دارد، قبل از فرمولبندی به جای عیبیابی پس از تولید، با ما مشورت کنید.
شفافیت - به ویژه شفافیت بایندر، حامل یا ماتریکسی که رنگدانه در آن معلق است - فقط یک اولویت آرایشی نیست. این یک نیاز کاربردی برای اثرگذاری بر اساس تداخل است.
پلاکت های مرواریدی برای عملکرد به دو چیز نیاز دارند: مسیری برای ورود نور به لایه و مسیری برای خروج نور منعکس شده و عبوری. یک بایندر سفید مات، نور ورودی را قبل از اینکه بتواند به طور منسجم با سطح پلاکت تعامل داشته باشد، پراکنده می کند و به طور موثر اثر تداخل را از بین می برد. چیزی که باقی می ماند ظاهری گچی و پراکنده است که هیچ شباهتی به درخشش قابل مشاهده در خود پودر رنگدانه ندارد.
در فرمولاسیون رنگ و پوشش، رایج ترین عامل شفافیت، بارگذاری بیش از حد TiO2 در پوشش پایه یا سیستم ترکیبی است. TiO2 بیشترین پراکندگی رنگدانه سفید در استفاده تجاری است. حتی در بارگذاریهای کمتر از 2 تا 3 درصد در همان لایه، TiO2 میتواند شفافیت مؤثر بایندر را به اندازهای کاهش دهد که رنگ تداخلی را تا بیش از نصف کاهش دهد. اگر هم به قدرت پوشاندن و هم به رنگ مرواریدی نیاز دارید، روش صحیح این است که آنها را در لایه های جداگانه اعمال کنید: یک پوشش پایه مات و به دنبال آن یک لایه رویه مروارید شفاف. این یک روش استاندارد در پالایش خودرو است و به طور فزاینده ای در لوازم آرایشی تزئینی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
برای کاربردهایی که فرمولاسیون بدون TiO2 واقعاً مورد نیاز است - چه به دلایل نظارتی، زیبایی شناختی یا پردازشی - ما یک فرمول اختصاصی ارائه می دهیم رنگدانه مرواریدی رایگان TiO2 محدوده، از جمله سری Snow Velvet Silver-White و چندین گزینه فلزی و آفتاب پرست، که به طور خاص برای ارائه درخشندگی و رنگ بدون دی اکسید تیتانیوم طراحی شده اند.
شفافیت همچنین به غلظت رنگدانه مربوط می شود. بسیاری از فرمولسازان تصور میکنند که افزایش بارگذاری رنگدانه باعث افزایش روشنایی میشود - تا حدی این درست است، اما بالاتر از یک غلظت بحرانی پلاکتها شروع به سایه انداختن روی یکدیگر میکنند و انتقال نور از طریق لایه را کاهش میدهند. برای اکثر اندازه های استاندارد ذرات (10-60 میکرومتر)، محدوده بارگذاری بهینه معمولی در سیستم های مایع 1 تا 5 درصد وزنی است . فراتر از آن فشار بیاورید و غالباً اثر را فلات یا حتی کاهش خواهید دید. نمرات درشت تر با درخشش بالاتر، مانند ما رنگدانه مرواریدی ستاره الماس ، ممکن است پنجره بهینه باریک تری داشته باشد زیرا پلاکت های منفرد منطقه بیشتری را اشغال می کنند.
حتی یک فرمول خوب طراحی شده می تواند شکست بخورد اگر فرآیند تولید با آن مطابقت نداشته باشد. پنجره فرآیند - محدوده دما، نرخ برش، زمان اختلاط و شرایط کاربردی که در آن به طور مداوم به ظاهر هدف دست خواهید یافت - باید تعریف و تایید شود، نه اینکه فرض شود.
رنگدانه های پلاکتی مرواریدی از نظر فیزیکی شکننده هستند. تجهیزات اختلاط با برش بالا - آسیاب مهرهها، پخشکنندههای پرسرعت با سرعت بالای 2000 دور در دقیقه یا چرخههای اختلاط طولانیتر - میتوانند ساختار پلاکت را شکسته، اندازه متوسط ذرات را کاهش دهند و نسبت ابعادی که درخشندگی ایجاد میکند را از بین ببرند. پلاکتی که با قطر متوسط 50 میکرومتر شروع می شود و از طریق پردازش برشی به 15 میکرومتر کاهش می یابد، بیشتر درخشندگی خود را از دست می دهد و بیشتر ساتن یا مات به نظر می رسد. اختلاط پارویی کم برش یا اختلاط سیارهای ملایم معمولاً برای ترکیب مروارید ترجیح داده میشود. اگر خط فرآیند شما به مراحل با برش بالا برای سایر مواد نیاز دارد، رنگدانه مرواریدی را تا جایی که ممکن است دیرتر به ترتیب اضافه کنید.
برای مشتریانی که نیاز به جابجایی آسانتر در حین فرآیند بدون ریسک برشی دارند، ما پراکندگی رنگدانه مروارید محدوده از قبل برای بهبود خیس شدن و کاهش تراکم، اجازه می دهد تا پراکندگی قابل قبول در برش پایین تر از درجه های تیمار نشده، تیمار شده است.
در کاربردهای پوشش و رنگ، دمای خشک شدن بر جهت گیری پلاکتی تأثیر می گذارد. خشک کردن اجباری هوا در دمای بالای 80 درجه سانتیگراد می تواند الگوهای همرفت متلاطم را ایجاد کند که باعث می شود پلاکت ها تراز ضعیفی داشته باشند. ، در حالی که خشک شدن بسیار آهسته محیط اجازه می دهد تا خود تراز و جهت گیری بهتری داشته باشد. سیستمهای قابل درمان با اشعه ماوراء بنفش یک چالش خاص را ارائه میدهند: جلوی درمان سریع میتواند پلاکتها را قبل از ته نشین شدن در جهت وسط منجمد کند. قبل از ژل کردن یا استفاده از درمان دو مرحله ای (قرار گرفتن در معرض نسبی اشعه ماوراء بنفش و سپس درمان کامل) اغلب در بهبود جهت گیری در سیستم های UV موثر است.
روش کاربرد مستقیماً تعیین می کند که آیا پلاکت ها به درستی جهت گیری می کنند. کاربرد اسپری عموماً جهت گیری بهتری نسبت به کاربرد برس یا غلتکی برای سطوح پلاکتی بزرگ یا پردرخشش ایجاد می کند، زیرا اتمیزه شدن اسپری و ته نشین شدن بعدی به پلاکت ها اجازه می دهد تا به صورت افقی قرار گیرند. ضخامت لایه خشک مورد نظر برای اکثر پوشش های مرواریدی 15 تا 30 میکرومتر است ; به طور قابل توجهی کمتر از این محدوده و ممکن است چگالی رنگدانه کافی نداشته باشید. در بالای آن و خطر افتادگی و نقص های بافتی را دارید که سطح صاف مورد نیاز برای درخشندگی را مختل می کند.
| پارامتر | محدوده توصیه شده | عواقب زیاده روی |
|---|---|---|
| نرخ برش اختلاط | < 500 دور در دقیقه (پادلو/سیاره ای) | شکستگی پلاکت، از دست دادن درخشش |
| بارگذاری رنگدانه (مایع) | 1-5 درصد وزنی | سایه خود، کاهش روشنایی |
| دمای خشک شدن | 40-80 درجه سانتیگراد (هوای اجباری) | جهت گیری ضعیف پلاکت، مه |
| ضخامت فیلم خشک | 15-30 میکرومتر | چگالی ناکافی یا افتادگی/بافت |
| بارگیری TiO2 Binder (همان لایه) | < 1 درصد وزنی | از دست دادن شفافیت، ظاهر صاف |
رنگدانه های تغییر رنگ - که اغلب رنگدانه های آفتاب پرست نامیده می شوند - شامل همه محدودیت هایی مانند مواد مروارید مروارید استاندارد هستند، اما با حساسیت بالاتر به هر یک. از آنجایی که اثر بصری آنها به نشان دادن رنگهای کاملاً متفاوت در زوایای دید متفاوت بستگی دارد، هر عاملی که وضوح سیگنال منعکسشده را کاهش دهد، فاصله سفر رنگ درکشده را نیز کاهش میدهد.
رنگ زیرلایه جلوه بزرگتری دارد: رنگدانه های آفتاب پرست معمولاً به یک بستر خنثی تا تیره نیاز دارند تا محدوده تغییر کامل خود را نشان دهند . در یک بستر سفید یا رنگ روشن، رنگ بازتاب شده ثانویه توسط بازتاب زیرلایه رقیق می شود و تغییر ممکن است خاموش به نظر برسد. ما طیف گسترده ای از رنگدانه های آفتاب پرست تغییر رنگ در ساختارهای کریستالی مختلف و درجات اندازه ذرات، و در راهنمای فنی خود، تاریکی بستر توصیه شده را برای هر سری مشخص میکنیم تا به مشتریان کمک کنیم سیستم خود را از ابتدا به درستی طراحی کنند.
پنجره فرآیند برای رنگدانه های آفتاب پرست نیز تنگ تر است. هم ترازی جزئی پلاکت باعث ایجاد تغییر رنگ ضعیف تر و جهت کمتر می شود. حتی آسیب برشی متوسط یا جهت گیری ضعیف، تفاوت زاویه ای را از مثلاً 60 درجه به 30 درجه کاهش می دهد، که می تواند به معنای تفاوت بین یک داستان محصول چشمگیر و اثری باشد که به سختی در کالاهای نهایی قابل مشاهده است.
عملی ترین توصیه ای که می توانیم ارائه کنیم این است که به جای اینکه آن را به عنوان مرحله نهایی QC تلقی کنیم، اعتبارسنجی بستر و فرآیند را در جدول زمانی توسعه خود بسازیم. به طور مشخص:
تیم فنی ما مستقیماً با مشتریان کار می کند تا از این نوع توسعه ساختاریافته پشتیبانی کند، به ویژه برای حساب هایی که با درجه های پیچیده تر مانند ما کار می کنند. رنگدانه مرواریدی مغناطیسی Ray-3D یا درجه های عملکردی مقاومت در برابر آب و هوا که در آن حساسیت فرآیند بالاتر است. اگر در حال کار بر روی هر یک از چالشهای زیرلایه، شفافیت یا پنجره فرآیندی هستید که در اینجا توضیح داده شده است، ما شما را تشویق میکنیم زودتر با آنها تماس بگیرید - ما اغلب میتوانیم این محدودیت را سریعتر از آزمون و خطای طولانی در آزمایشگاه شما شناسایی کنیم.
