تفاوت رنگ و رنگدانه(پیگمنت)

پیگمنت ماده ای است که در اثر جذب انتخابی طول موج، رنگ را تغییر می­دهد. هدف اصلی استفاده از رنگدانه ها تأمین رنگ برای مواد است. بعضی از افراد اغلب رنگدانه ها و رنگها را یکسان می­دانند اما کاملاً متفاوت هستند. تفاوت عمده بین هر دو از نظر حلالیت است. از یک طرف ، رنگ ها عمدتا در بازار پارچه و کاغذ مورد استفاده قرار می گیرند در حالی که رنگدانه ها در صنایع مانند رنگ آمیزی رنگ، جوهر، مواد آرایشی و پلاستیکی کاربرد دارند.

در حالی که یک رنگ می تواند به خودی خود در یک مایع حل شود، رنگدانه ها می توانند با کمک یک چسب در مایعات حل شوند. رنگ ها در درجه اول در صنعت نساجی و کاغذ استفاده می­شوند، رنگدانه ها در صنایعی مانند رنگ آمیزی رنگ، جوهر، مواد آرایشی و پلاستیکی استفاده می­شوند.

انواع رنگدانه ها

بر اساس روش فرمولاسیون آنها، رنگدانه ها را می توان به دو نوع طبقه بندی کرد: رنگدانه های غیرآلی و رنگدانه های آلی

  رنگدانه های آلی

این نوع رنگدانه ها به طور طبیعی وجود دارند و قرن هاست که از آنها استفاده می­شود. آنها از نظر ساختار شیمیایی کاملاً ساده هستند. نام آنها ارگانیک است زیرا حاوی مواد معدنی و فلزی هستند که به آنها رنگ می­بخشد. تولید کنندگان رنگدانه های آلی آنها را از طریق یک فرآیند ساده که از شستشو، خشک کردن، پودر شدن و ترکیب در فرمولاسیون تولید می­شوند، تولید می­کنند.

در مقایسه با رنگدانه های معدنی، استفاده از این رنگدانه ها کمتر اتفاق می افتد و به همین دلیل تعداد محدودی از تامین کنندگان رنگدانه های آلی وجود دارد. این رنگدانه ها هنگامی استفاده می­شود که قدرت رنگ مورد نیاز زیاد نباشد.

رنگدانه های غیر آلی

همانطور که با نام آن حدس می­زنید، این نوع رنگدانه ها دقیقاً نوع مخالف رنگدانه های آلی هستند. این رنگدانه ها به عنوان “رنگدانه های مصنوعی” نیز شناخته می­شوند. آنها در آزمایشگاه ها فرموله می­شوند و دامنه وسیعی از کنترل را به تولید کنندگان رنگدانه های غیر آلی ارائه می­دهند. رنگدانه های معدنی توسط فرآیندهای شیمیایی نسبتاً ساده مانند اکسیداسیون تولید می­شوند.

تأمین کنندگان رنگدانه معدنی این نوع رنگدانه ها را عمدتا به صنایع رنگ، پلاستیک، الیاف مصنوعی و جوهر عرضه می­کنند. در مواردی که به رنگهای روشن نیاز است، از رنگدانه های آلی استفاده می­شود زیرا مقاومت بالای رنگ را تقویت می کند. رنگدانه های غیر آلی شامل رنگدانه های سفید مات هستند که معمولاً برای روشن شدن رنگ های دیگر و همچنین ایجاد تیرگی استفاده می شوند. دو نوع رنگدانه دیگر، رنگدانه های فلزی و رنگدانه های صنعتی هستند.

رنگدانه های فلزی، همانطور که در نام آن مشخص است، شامل رنگدانه های فلزی مانند رنگدانه های روی و آلومینیوم است. در حالی که رنگدانه های صنعتی رنگدانه هایی هستند که به طور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند و شامل رنگدانه های آلی ، غیر آلی و فلزی هستند.رنگدانه را نمی توان مستقیماً روی ماده ای قرار داد و باید از ماده رقیق کننده استفاده شود.

رنگ دهنده طبیعی از منابع گیاهی

رنگدانه های گیاهی در چهار دسته اصلی طبقه بندی می­شوند: کلروفیل ها، آنتوسیانین ها، کاروتنوئیدها و بتالائین ها.

رنگدانه و رنگ

بیشتر رنگدانه ها رنگهای خشک هستند که معمولاً به صورت پودر ریز در می­آیند. این پودر به یك چسباننده نسبتاً خنثی یا بی رنگ اضافه می شود كه رنگدانه را به حالت تعلیق درآورده و باعث ایجاد یك پوشش می­شود (آنچه از نظر فنی سوسپانسیون كلوئیدی نامیده می­شود).

رنگ ها نیز رنگ دهنده هستند اما در محیط محلول هستند و با استفاده از یک واکنش شیمیایی مواد را رنگ می­کنند و نه با تشکیل یک پوشش. رنگ ها معمولاً شیمی خاصی را برای استفاده با مواد بسیار خاص (بیشتر پارچه، الیاف مو و پلاستیک) دارند.

ساختار کریستالی

همه رنگدانه ها، به استثنای موارد نادر، ساختارهای بلوری ثابتی دارند که نه تنها اندازه و شکل آنها بلکه رنگ آنها را نیز تعیین می­کند. رنگدانه هایی با ترکیب شیمیایی یکسان اما با رنگ متفاوت وجود دارند که به دلیل تشکیل کریستال متفاوت است (به آنها چند شکل می­گویند).

کوچکترین واحدهای کریستال ذرات اولیه نامیده می شوند ، این ذرات به قدری کوچک هستند که جذابیت سطحی زیادی برای یکدیگر دارند. این باعث می شود که آنها به هم بچسبند و آگلومره ایجاد کنند ، تهیه رنگدانه ها به شکل ذرات اولیه عملی نیست زیرا بیشتر شبیه دود است تا یک پودر.

مخلوط کردن با چسب و جدا کردن این سنگدانه ها به ذرات اولیه اصلی ، پراکندگی رنگدانه (در سوسپانسیون کلوئیدی) نامیده می­شود.

شکل ذرات

شکل یک ذره توسط ترکیب شیمیایی و ساختار بلوری آن تعیین می­شود. ذرات اولیه معمولاً کروی نیستند اما اشکال مختلفی دارند: گره ای ، کروی ، منشوری ، استوانه ای. این اشکال بسته به اندازه طول ، عرض یا ارتفاع ، می­توانند ابعاد مختلفی داشته باشند. به طور معمول ما در مورد قطرهای متوسط ذرات اولیه صحبت می کنیم ، مهم نیست که چه شکلی دارند.

اندازه ذرات

اندازه ذرات اولیه بسیار اندک است ، بنابراین باید در واحد های مشابه طول (میکرومتر = 1000/1 میلی متر) باکتری یا حتی طول موج تابش مادون قرمز اندازه گیری شود. دامنه های معمول برای قطر متوسط ذرات اولیه عبارتند از:

•      کربن سیاه – 0.01 تا 0.08 میکرومتر

•      دی اکسید تیتانیوم – 0.22 تا 0.24 میکرومتر

•      آلی – 0.01 تا 1.00 میکرومتر

•      غیرآلی – 0.10 تا 5.00 میکرومتر

اندازه ذرات رنگدانه بر رنگ، روشنایی، شفافیت و توزیع ذرات و پایداری پراکندگی آن تأثیر می­گذارد.

به عنوان مثال سفید تیتانیوم (روتیل)، به عنوان یک کریستال قابل مشاهده و شفاف است، اما در ذرات میکرون سفید مات است که همه ما می شناسیم.

هرچه این ذرات کوچکتر باشند، انرژی سطح آنها بیشتر خواهد بود و بنابراین احتمال جمع شدن آنها با هم بیشتر است. همانطور که گفته شد، رنگدانه هایی که بیشتر در معرض لخته شدن هستند، آنهایی هستند که دارای ذرات اولیه کوچکتر مانند رنگدانه های سیاه کربن و آلی هستند.

عملکرد رنگدانه ها

اندازه ذرات در ویژگی رنگ نقش اساسی دارد، زیرا رنگدانه های کوچکتر سطح بیشتری را در برابر نور نشان می­دهند، به آنها قدرت رنگ آمیزی بیشتری می بخشد و حتی در یک فیلم بسیار نازک نیز می تواند رنگ غنی داشته باشد.

تفاوت در خلوص یا یکنواختی شکل یا توزیع اندازه یک رنگدانه خاص، عامل ایجاد مزاحمت در رنگ آمیزی است.

ضخامت لایه یا بار رنگدانه نقشی اساسی در شفافیت رنگ دارد، اما فقط به عنوان یک اثر جانبی در کاهش نور پراکنده از طریق جذب بعدی و مکرر.

آنچه در درجه اول باعث شفاف نشان دادن رنگ می­شود، توانایی رنگدانه در پراکندگی نور است. با کوچکتر شدن یک ذره، نور به طور مثرتری پراکنده می­شود تا زمانی که به اندازه مطلوب و مشخصی برسد و پس از آن درصد نور پراکنده به شدت افت می­کند. در کمتر از این آستانه ، ذره رنگدانه به طور فزاینده ای شفاف رشد می­کند در حالی که به طور همزمان به حداکثر مقاومت رنگی می­رسد.

از آنجا که پراکندگی نور در مرز دو ماده با ضریب شکست بسیار متفاوت، بیشتر است ، هرچه شاخص رنگدانه به محیطی که اطراف آن را احاطه کرده نزدیک شود ، شفافیت بیشتری نشان می دهد. “شفافیت” رنگدانه یا قدرت پنهان سازی در واقع به نسبت بین ضریب شکست رنگدانه و محیط اطراف آن بستگی دارد. رنگدانه ها هنگامی شفاف به نظر می رسند که این نسبت نزدیک به 1،0 باشد.

بنابراین بهترین رنگ برای لعاب تقریباً همیشه آنهایی هستند که ضریب شکست نسبتاً کمی دارند ، مانند رنگدانه های آلی. از آنجا که ضریب شکست چسب نقش مهمی در محدود کردن پراکندگی نور دارد ، داشتن ذرات در یک فیلم رنگی (سطح مساحت) برای ایجاد یک لعاب شفاف نورانی بسیار مهم است.

مواد فلورسنت در یک طول موج نور را جذب می­کنند و در انرژی دیگر نور انرژی را ساطع می­کنند. غالباً انرژی نور در محدوده UV ، خارج از محدوده بینایی جذب شده و در محدوده بینایی ساطع می­شود. مواد براق کننده نوری که در کاغذ و منسوجات استفاده می شود نمونه هایی از این موارد هستند.

پوشش های جلوه ای فلزی معمولاً حاوی آلومینیوم یا پوسته های فلزی دیگری هستند که به عنوان آینه های کوچکی عمل می کنند، آنها فقط یک اثر رنگی غیر انتخابی خاکستری را به خود اضافه می­کنند، اما براساس شکل ذرات و توزیع اندازه آنها، می­توانند هنگام مشاهده نمونه از چندین مورد، زاویه را تغییر دهند.

پوشش های جلوه ای مرواریدی معمولاً دارای پوسته های نیمه شفاف میکا هستند که به آنها اجازه می­دهد مقداری نور از سطح آنها عبور کند و نور را نیز جذب و پراکنده کند. اثر خالص این است که امواج نور را خم کنید و یک اثر مانند روغن روی آب ایجاد کنید.

منابع

http://modernistencaustic.com

https://www.meghmaniglobal.com