A gyöngyházfényű pigmentek fényinterferencián keresztül fejtik ki hatásukat – a csillámra vagy szintetikus hvagydozóra bevont vékony titán-dioxid- vagy vas-oxid-rétegek kölcsönhatásba lépnek a bejövő fénnyel, és olyan csillogást, mélységet és színeltolódást keltenek, amelyek annyira vonzóvá teszik ezeket az anyagokat. De pontosan ez az optikai mechanizmus is az oka annak, hogy a szubsztrát korlátai annyira fontosak. Ugyanaz a pigment-adag az egyik alkalmazásban ragyogónak, a másikban csalódást keltően laposnak tűnhet, és a legtöbb esetben nem maga a pigment a hibás.
Több mint egy évtizedes kozmetikai és ipari minőségű hatáspigmentek gyártásában szerzett tapasztalattal rendelkező gyártóként folyamatosan látjuk ezt a problémát az új vásárlók körében. A buktatók általában három terület köré csoportosulnak: a nem illeszkedő hordozókényszerek, a félreértett átlátszósági követelmények és a túl szűk vagy helytelenül beállított folyamatablak. Ha mindegyiket megérti a formulázás megkezdése előtt, jelentős fejlesztési időt és anyagköltséget takarít meg.
A hordozókényszer az alapanyag bármilyen fizikai vagy kémiai tulajdonsága, amely korlátozza a gyöngyházfényű pigment kifejeződését. A leggyakrabban figyelmen kívül hagyott korlátozások közé tartozik a felületi érdesség, az alapszín, a törésmutató és a kémiai kompatibilitás.
A gyöngyházfényű pigmentlemezkéknek simán és párhuzamosan kell feküdniük a hordozó felületével, hogy koherens fényvisszaverődést hozzanak létre. Egy durva felületen – például alapozatlan fán, texturált műanyagon vagy durva papíron – a lemezkék véletlenszerűen megdőlnek, és elveszítjük azt a tükrös fényt, amely az anyag jellegzetes fényét adja. Az autóipari fedőbevonat-rendszereken végzett tanulmányok azt mutatják, hogy a 0,8 µm-es Ra-értékről (átlagos érdesség) 2,5 µm-re való áttérés 30-40%-kal csökkentheti a mért szikraintenzitást. A kozmetikai alkalmazásokban az ekvivalens probléma a préselt porkészítményeknél jelentkezik, ahol a durva töltőanyag részecskék megzavarják a vérlemezkék orientációját.
Gyakorlati megoldás: a gyöngyházfényű réteg felhordása előtt vigyen fel tömítő- vagy alapozóréteget a felületi egyenetlenségek csökkentésére. A préselt porokban a töltőanyag szemcseméret-eloszlásának értékelése és a D90 20 µm alá csökkentése általában visszaállítja az orientációt.
Ez a váratlan színeltolódás egyetlen leggyakoribb forrása. Interferencia pigmentek – különösen a miénk Természetes interferencia gyöngyházfényű pigmentek — színüket úgy állítják elő, hogy meghatározott hullámhosszakat visszavernek a vérlemezke elülső felületéről, miközben komplementer hullámhosszokat továbbítanak az alatta lévő hordozóra. Fehér vagy csaknem fehér hordozón az átvitt hullámhosszak visszaverődnek, és egyszerre látja az interferencia színét és annak komplementerét. Sötét hordozón az áteresztett fény elnyelődik, és csak a közvetlen visszaverődés színe marad látható. A feketére felvitt kék interferencia pigment szinte tiszta kéknek tűnhet; ugyanaz a pigment a fehér felett erős narancssárga-arany aláfestést mutat a továbbított komplementtől. Egyik eredmény sem rossz – egyszerűen eltérő optikai rezsimekről van szó, és tudatosan kell kiválasztania a hordozó színét.
Egyes szubsztrátumrendszerek – különösen erősen savas vagy lúgos környezetek, vagy amelyek erős oldószereket tartalmaznak – megtámadhatják a pigmentlemezkék bevonórétegeit. Ez nagyobb valószínűséggel gyengébb minőségű anyagoknál lesz probléma. Ipari minőségű gyöngyházfényű pigmentjeink pH-stabilitási teszten esnek át 4-10 tartományban , és a specifikus funkcionális minőségeket a nagyobb vegyszerállóság érdekében tervezték. Ha a hordozó- vagy kötőanyag-rendszere kívül esik ezen a tartományon, konzultáljon velünk a formulázás előtt, ne pedig a gyártás utáni hibaelhárítással.
Az átlátszóság – különösen annak a kötőanyagnak, hordozónak vagy mátrixnak az átlátszósága, amelyben a pigment fel van függesztve – nem csupán kozmetikai preferencia. Funkcionális követelmény ahhoz, hogy az interferencia alapú effektusok egyáltalán működjenek.
A gyöngyházfényű vérlemezkék működéséhez két dologra van szükség: egy útra, amelyen keresztül a fény behatol a rétegbe, és egy utat a visszavert és áteresztett fénynek a kilépéshez. Az átlátszatlan fehér kötőanyag szétszórja a bejövő fényt, mielőtt az koherens kölcsönhatásba léphetne a vérlemezkék felületével, hatékonyan tönkretéve az interferenciahatást. Marad a diffúz, krétás megjelenés, amely egyáltalán nem hasonlít magában a pigmentporban látható csillogáshoz.
A festék- és bevonatkészítményekben a legáltalánosabb átlátszóság-gyilkos a túlzott TiO₂-terhelés az alapbevonatban vagy a kevert rendszerben. A TiO₂ a legjobban szóródó fehér pigment a kereskedelmi forgalomban. Még 2–3%-os terhelésnél is ugyanabban a rétegben a TiO₂ eléggé csökkentheti a kötőanyag tényleges átlátszóságát ahhoz, hogy több mint felére csökkentse az interferencia színárnyalatát. Ha fedőerőre és gyöngyházfényre egyaránt szüksége van, akkor a helyes megközelítés, ha ezeket külön rétegekben hordja fel: egy átlátszatlan alaplakk, majd egy átlátszó gyöngyházfényű fedőlakk. Ez bevett gyakorlat az autók utánfényezésében, és egyre inkább elterjedt a dekorkozmetikumokban is.
Olyan alkalmazásokhoz, ahol valóban szükség van TiO₂-mentes készítményre – akár szabályozási, esztétikai vagy feldolgozási okokból –, ajánlunk TiO₂ mentes gyöngyházfényű pigment sorozat, beleértve a Snow Velvet Silver-White sorozatot és számos fémes és kaméleon opciót, amelyeket kifejezetten úgy terveztek, hogy fényt és színt biztosítsanak titán-dioxid nélkül.
Az átlátszóság magára a pigmentkoncentrációra is vonatkozik. Sok formulátor azt feltételezi, hogy a pigment terhelés növelése növeli a fényességet – egy bizonyos pontig ez igaz, de egy kritikus koncentráció felett a vérlemezkék elkezdik árnyékolni egymást, csökkentve a fényáteresztést a rétegen. A legtöbb szabványos részecskemérethez (10–60 µm) a tipikus optimális terhelési tartomány folyékony rendszerekben 1-5 tömeg%. . Lépjen túl ezen, és gyakran látni fogja a hatás fennsíkját, vagy akár le is romlik. Durvább minőségek nagyobb csillogással, mint a miénk Star Diamond Pearlescent Pigment , még szűkebb lehet az optimális ablak, mert az egyes vérlemezkék nagyobb területet foglalnak el.
Még egy jól megtervezett formula is meghibásodhat, ha a gyártási folyamat nem illeszkedik hozzá. A folyamatablakot – a hőmérsékletek, a nyírási sebességek, a keverési idők és az alkalmazási feltételek tartományát, amelyeken belül folyamatosan eléri a kívánt megjelenést – meg kell határozni és érvényesíteni kell, nem pedig feltételezni.
A gyöngyházfényű vérlemezke pigmentek fizikailag törékenyek. A nagy nyíróerejű keverőberendezések – gyöngymalmok, 2000 ford./perc feletti nagy sebességű diszpergátorok vagy meghosszabbított keverési ciklusok – megtörhetik a vérlemezke szerkezetét, csökkentve az átlagos részecskeméretet és tönkretéve a csillogást létrehozó képarányt. Az 50 µm-es átlagos átmérőnél kezdődő, majd nyírási feldolgozás során 15 µm-re csökkentett vérlemezkék elvesztik csillogásának nagy részét, és szaténabbnak vagy mattabbnak tűnnek. Gyöngyházfényű bedolgozáshoz általában előnyben részesítik az alacsony nyírású lapátkeverést vagy a gyengéd bolygókeverést. Ha az eljárási vonal nagy nyíróerejű lépéseket igényel más összetevők esetében, akkor a lehető legkésőbb adja hozzá a gyöngyházfényű pigmentet a sorrendben.
Azoknak az ügyfeleknek, akiknek egyszerűbb, nyírási kockázat nélküli kezelésre van szükségük, a mi Diszperziós gyöngyházfényű pigment tartomány előkezelt a nedvesítés javítása és az agglomeráció csökkentése érdekében, ami elfogadható diszperziót tesz lehetővé kisebb nyíróerő mellett, mint a kezeletlen minőségek.
Bevonat- és festékfelviteleknél a száradási hőmérséklet befolyásolja a vérlemezkék orientációját. A 80 °C feletti kényszerlevegős szárítás turbulens konvekciós mintázatokat zárhat be, ami miatt a vérlemezkék rosszul illeszkednek , míg a nagyon lassú környezeti száradás jobb önszintezést és tájolást tesz lehetővé. Az UV-sugárzással keményedő rendszerek sajátos kihívást jelentenek: a gyors térhálósodási front képes lefagyasztani a vérlemezkék középső tájolását, mielőtt azok megtelepednének. Az előgélesítés vagy a kétlépcsős kikeményítés (részleges UV-expozíció, majd teljes térhálósodás) gyakran hatékonyan javítja a tájolást az UV-rendszerekben.
Az alkalmazás módja közvetlenül meghatározza, hogy a vérlemezkék megfelelően orientálódjanak-e. A permetezés általában jobb tájolást eredményez, mint az ecsettel vagy hengerrel történő felhordás a nagy vérlemezkék vagy a nagy szikrázó minőségek esetében, mivel a permetezéssel történő porlasztás és az ezt követő ülepítés lehetővé teszi a vérlemezkék vízszintes elrendezését. A legtöbb gyöngyházfényű bevonat megcélzott száraz rétegvastagsága 15-30 µm ; jelentősen ez alatt a tartomány alatt van, és előfordulhat, hogy nem elegendő a pigment sűrűsége; felette, és kockáztatja a megereszkedést és a textúra hibákat, amelyek megzavarják a csillogáshoz szükséges sima felületet.
| Paraméter | Ajánlott tartomány | A túllépés következménye |
|---|---|---|
| Keverési nyírási sebesség | < 500 ford./perc (lapát/bolygó) | Thrombocytatörés, csillogásvesztés |
| Pigment töltés (folyadék) | 1-5 tömeg% | Önárnyékoló, csökkentett fényerő |
| Szárítási hőmérséklet | 40-80°C (kényszer levegő) | Rossz vérlemezke orientáció, homályosság |
| Száraz rétegvastagság | 15-30 µm | Nem megfelelő sűrűség vagy megereszkedés/textúra |
| Kötőanyag TiO₂ töltés (ugyanaz a réteg) | < 1 tömeg% | Az átlátszóság elvesztése, lapos megjelenés |
A színeltoló pigmentek – amelyeket gyakran kaméleon pigmenteknek neveznek – ugyanazokat a korlátokat jelentik, mint a hagyományos gyöngyházfényű anyagok, de mindegyikre nagyobb érzékenységgel. Mivel a vizuális hatásuk attól függ, hogy a különböző látószögekben egyértelműen eltérő árnyalatokat mutatnak-e, minden olyan tényező, amely csökkenti a visszavert jel tisztaságát, csökkenti az érzékelt színtávolságot is.
Az alapszínnek túlméretezett hatása van: A kaméleon pigmenteknek általában semlegestől sötétig terjedő hordozóra van szükségük, hogy teljes eltolási tartományukat megmutassák . Fehér vagy világos színű hordozón a másodlagos visszavert színt felhígítja a hordozó visszaverődése, és az eltolódás elnémultnak tűnhet. Széles választékot gyártunk színváltó kaméleon pigmentek különböző kristályszerkezeteken és részecskeméret-kategóriákon keresztül, és műszaki útmutatónkban minden sorozathoz megadjuk az ajánlott hordozósötétséget, hogy segítsük az ügyfeleket a kezdetektől fogva helyesen megtervezni rendszerüket.
A kaméleon pigmentek eljárási ablaka is szűkebb. A vérlemezke részleges igazítása gyengébb, kevésbé irányú színeltolódást eredményez; még a szerény nyírási sérülések vagy a rossz tájolás is csökkenti a szögkülönbséget, mondjuk 60°-ról 30°-ra, ami különbséget jelenthet a drámai terméktörténet és a készterméken alig látható hatás között.
A leggyakorlatiasabb tanács, amit kínálhatunk, az, hogy építse be a szubsztrátumot és a folyamatérvényesítést a fejlesztési ütemtervbe, ahelyett, hogy végső minőségellenőrzési lépésként kezelné. Pontosabban:
Technikai csapatunk közvetlenül együttműködik az ügyfelekkel, hogy támogassa ezt a fajta strukturált fejlesztést, különösen azoknál a fiókoknál, amelyek összetettebb fokozatokkal dolgoznak, mint pl. Ray-3D mágneses gyöngyházfényű pigment or időjárásállósági funkcionális fokozatok ahol nagyobb a folyamatérzékenység. Ha az itt leírt szubsztrátum-, átlátszósági vagy folyamatablak-problémák valamelyikén dolgozik, javasoljuk, hogy mielőbb forduljon hozzánk – gyakran gyorsabban tudjuk azonosítani a korlátot, mint a kiterjesztett próba és hiba a laborban.
Vegye fel velünk a kapcsolatot
Mozgó
