Sedefasti pigmenti djeluju kroz interferenciju svjetlosti — tanki slojevi titan dioksida ili željeznog oksida presvučeni na liskun ili sintetičku podlogu stupaju u interakciju s dolaznim svjetlom, proizvodeći efekte svjetlucanja, dubine i promjene boje koji ove materijale čine tako privlačnima. Ali taj optički mehanizam također je upravo razlog zašto su ograničenja supstrata toliko važna. Ista serija pigmenta može izgledati briljantno u jednom nanošenju i razočaravajuće ravno u drugom, au većini slučajeva sam pigment nije kriv.
Kao proizvođač s više od desetljeća iskustva u proizvodnji kozmetičkih i industrijskih pigmenata s efektom, ovaj problem dosljedno vidimo kod novih kupaca. Zamke se obično grupiraju oko tri područja: neusklađena ograničenja supstrata, pogrešno shvaćeni zahtjevi transparentnosti i procesni prozili koji je ili preuzak ili netočno postavljen. Razumijevanje svakog od njih prije nego što započnete s formulacijom značajno će uštedjeti vrijeme razvoja i troškove materijala.
Ograničenje supstrata bilo koje je fizičko ili kemijsko svojstvo vašeg osnovnog materijala koje ograničava način na koji se sedefasti pigment može izraziti. Ograničenja koja se najčešće zanemaruju uključuju hrapavost površine, osnovnu boju, indeks loma i kemijsku kompatibilnost.
Pločice sedefastog pigmenta moraju ležati ravno i paralelno s površinom podloge kako bi generirale koherentnu refleksiju svjetlosti. Na hrapavoj površini — kao što je neobrađeno drvo, teksturirana plastika ili grubi papir — pločice se nasumično naginju, a vi gubite zrcalni sjaj koji materijalu daje karakterističan sjaj. Studije o sustavima završnih premaza za automobile pokazuju da pomicanje s Ra (prosječne hrapavosti) od 0,8 µm na 2,5 µm može smanjiti izmjereni intenzitet svjetlucanja za 30-40%. U kozmetičkim primjenama, isti se problem pojavljuje u formulama prešanog praha gdje grube čestice punila ometaju orijentaciju trombocita.
Praktično rješenje: nanesite brtvilo ili temeljni premaz kako biste smanjili površinske nepravilnosti prije nanošenja sedefastog sloja. U prešanim prahovima, procjena raspodjele veličine čestica punila i smanjenje D90 na ispod 20 µm obično vraća orijentaciju.
Ovo je najčešći izvor neočekivane promjene boje. Interferencijski pigmenti — posebno naši Prirodni interferencijski biserni pigmenti — proizvode svoju boju reflektirajući određene valne duljine s prednje strane pločice dok odašilju komplementarne valne duljine na podlogu ispod. Na bijeloj ili gotovo bijeloj podlozi, te emitirane valne duljine se reflektiraju natrag, a vi vidite i interferencijsku boju i njen komplement istovremeno. Na tamnoj podlozi propuštena svjetlost se apsorbira, a vidljiva ostaje samo boja izravne refleksije. Plavi interferencijski pigment nanesen preko crne može izgledati gotovo čisto plavo; isti će pigment preko bijelog pokazati jak narančasto-zlatni podton iz prenesenog komplementa. Nijedan rezultat nije pogrešan — to su jednostavno različiti optički režimi i morate pažljivo odabrati boju podloge.
Neki sustavi supstrata - osobito visoko kisela ili alkalna okruženja, ili oni koji sadrže jaka otapala - mogu napasti slojeve premaza na pigmentnoj pločici. Vjerojatnije je da će to biti problem s materijalima niže kvalitete. Naši sedefasti pigmenti industrijske kvalitete podvrgavaju se testiranju pH stabilnosti u rasponu od 4-10 , a posebne funkcionalne razine su projektirane za veću otpornost na kemikalije. Ako je vaš supstrat ili sustav veziva izvan tog raspona, posavjetujte se s nama prije formuliranja umjesto da rješavate probleme nakon proizvodnje.
Prozirnost — posebno prozirnost veziva, nosača ili matrice u kojoj je pigment suspendiran — nije samo kozmetička preferencija. To je funkcionalni zahtjev da bi učinci temeljeni na smetnjama uopće djelovali.
Sedefasti trombociti trebaju dvije stvari da bi funkcionirali: put kojim svjetlost ulazi u sloj i put za reflektirano i propušteno svjetlo da izlazi. Neprozirno bijelo vezivo raspršuje dolazno svjetlo prije nego što ono može koherentno stupiti u interakciju s površinom trombocita, učinkovito uništavajući učinak interferencije. Ono što ostaje je difuzni, kredasti izgled koji nimalo ne liči na iskru vidljivu u samom pigmentnom prahu.
U formulacijama boja i premaza, najčešći ubojica prozirnosti je prekomjerno opterećenje TiO₂ u osnovnom premazu ili miješanom sustavu. TiO₂ je bijeli pigment s najvećim raspršivanjem u komercijalnoj upotrebi. Čak i kod opterećenja od samo 2-3% u istom sloju, TiO₂ može smanjiti efektivnu prozirnost veziva dovoljno da smanji interferenciju kromatike za više od polovice. Ako vam je potrebna i pokrivna moć i biserni sjaj, ispravan pristup je da ih nanesete u odvojenim slojevima: neprozirni osnovni sloj nakon kojeg slijedi transparentni sedefasti gornji sloj. Ovo je standardna praksa u lakiranju automobila, a sve se više primjenjuje iu dekorativnoj kozmetici.
Za primjene u kojima je doista potrebna formulacija bez TiO₂ — bilo iz regulatornih, estetskih ili razloga obrade — nudimo namjenski Sedefasti pigment bez TiO₂ asortiman, uključujući Snow Velvet Silver-White seriju i nekoliko metalik i kameleon opcija, posebno dizajniranih za pružanje sjaja i boje bez titan dioksida.
Prozirnost se također odnosi na samu koncentraciju pigmenta. Mnogi formulatori pretpostavljaju da će povećanje količine pigmenta povećati svjetlinu - do određene točke to je istina, ali iznad kritične koncentracije trombociti počinju zasjenjivati jedni druge, smanjujući prijenos svjetlosti kroz sloj. Za većinu standardnih veličina čestica (10–60 µm), tipični optimalni raspon opterećenja u tekućim sustavima je 1–5% težine . Nadmašite to i često ćete vidjeti plato učinka ili čak smanjenje. Grublji razredi s većim sjajem, kao što je naš Star Diamond Pearlescent Pigment , može imati čak i uži optimalni prozor jer pojedinačni trombociti zauzimaju više područja.
Čak i dobro osmišljena formula može propasti ako proizvodni proces nije usklađen s njom. Procesni prozor — raspon temperatura, brzina smicanja, vremena miješanja i uvjeti primjene unutar kojih ćete dosljedno postići željeni izgled — treba biti definiran i potvrđen, a ne pretpostavljen.
Sedefasti pigmenti trombocita fizički su krhki. Oprema za miješanje s velikim smicanjem — mlinovi s kuglicama, raspršivači velike brzine koji rade iznad 2000 okretaja u minuti ili produženi ciklusi miješanja — mogu slomiti strukturu pločica, smanjujući prosječnu veličinu čestica i uništavajući omjer širine i visine koji stvara sjaj. Trombocit koji počinje s prosječnim promjerom od 50 µm i smanji se na 15 µm obradom smicanjem izgubit će većinu svog sjaja i izgledat će više satenski ili mat. Miješanje s lopaticom niskog smicanja ili nježno planetarno miješanje općenito se preferira za biserno ugrađivanje. Ako vaša procesna linija zahtijeva korake visokog smicanja za druge sastojke, dodajte sedefasti pigment što je kasnije moguće u nizu.
Za kupce koji trebaju lakše rukovanje u procesu bez rizika od posmicanja, naš Disperzijski biserni pigment asortiman je prethodno obrađen kako bi se poboljšalo vlaženje i smanjilo aglomeriranje, dopuštajući prihvatljivu disperziju pri nižem smicanju od netretiranih razreda.
U primjenama premaza i boja, temperatura sušenja utječe na orijentaciju pločica. Prisilno sušenje na zraku iznad 80°C može blokirati turbulentne konvekcijske obrasce koji ostavljaju trombocite loše poravnate , dok vrlo sporo sušenje u okolini omogućuje bolje samoniveliranje i orijentaciju. Sustavi koji se mogu stvrdnuti UV-om predstavljaju poseban izazov: fronta za brzo stvrdnjavanje može zamrznuti trombocite u sredini prije nego što se slegnu. Prethodno geliranje ili korištenje dvostupanjskog stvrdnjavanja (djelomično izlaganje UV zračenju nakon čega slijedi potpuno stvrdnjavanje) često je učinkovito u poboljšanju orijentacije u UV sustavima.
Metoda primjene izravno određuje jesu li trombociti ispravno usmjereni. Nanošenje raspršivanjem općenito daje bolju orijentaciju od nanošenja četkom ili valjkom za vrste s velikim pločicama ili visoke svjetlucavosti, jer raspršivanje i naknadno taloženje omogućuju da se pločice poravnaju vodoravno. Ciljana debljina suhog filma za većinu sedefastih premaza je 15-30 µm ; znatno ispod ovog raspona i možda imate nedovoljnu gustoću pigmenta; iznad njega i riskirate opadanje i nedostatke teksture koji narušavaju glatku površinu potrebnu za sjaj.
| Parametar | Preporučeni raspon | Posljedica prekoračenja |
|---|---|---|
| Brzina smicanja miješanja | < 500 o/min (lopatica/planetarna) | Prijelom trombocita, gubitak sjaja |
| Punjenje pigmenta (tekuće) | 1–5 % težine | Samosjenčanje, smanjena svjetlina |
| Temperatura sušenja | 40–80°C (prisilni zrak) | Loša orijentacija trombocita, zamagljenost |
| Debljina suhog filma | 15–30 µm | Nedovoljna gustoća ili opuštenost/tekstura |
| Vezivo TiO₂ punjenje (isti sloj) | < 1 mas.% | Gubitak prozirnosti, ravan izgled |
Pigmenti za promjenu boje — često zvani kameleonski pigmenti — uključuju ista ograničenja kao i standardni biserni materijali, ali s većom osjetljivošću na svaki od njih. Budući da njihov vizualni učinak ovisi o prikazivanju jasno različitih nijansi pod različitim kutovima gledanja, svaki faktor koji smanjuje jasnoću reflektiranog signala također smanjuje percipiranu udaljenost putovanja boje.
Boja podloge ima izvanredan učinak: kameleonski pigmenti obično trebaju neutralnu do tamnu podlogu kako bi pokazali svoj puni raspon pomaka . Na bijeloj ili svijetloj podlozi, sekundarna reflektirana boja razrijeđena je refleksijom podloge, a pomak može izgledati prigušeno. Proizvodimo široku paletu pigmenti kameleon koji mijenjaju boju u različitim kristalnim strukturama i stupnjevima veličine čestica, au našim tehničkim uputama specificiramo preporučenu tamnost podloge za svaku seriju kako bismo pomogli kupcima da pravilno dizajniraju svoj sustav od samog početka.
Procesni prozor za kameleon pigmente također je čvršći. Djelomično poravnanje trombocita proizvodi slabiji, manje usmjereni pomak boje; čak i skromna oštećenja od smicanja ili loša orijentacija smanjit će kutnu razliku s, recimo, 60° na 30°, što može značiti razliku između dramatične priče o proizvodu i efekta koji je jedva vidljiv u gotovim proizvodima.
Najpraktičniji savjet koji možemo ponuditi je da ugradite validaciju supstrata i procesa u svoj vremenski okvir razvoja umjesto da to tretirate kao završni korak kontrole kvalitete. konkretno:
Naš tehnički tim radi izravno s klijentima kako bi podržao ovu vrstu strukturiranog razvoja, posebno za račune koji rade sa složenijim ocjenama kao što je naš Ray-3D magnetski biserni pigment or funkcionalni stupnjevi otpornosti na vremenske uvjete gdje je osjetljivost procesa veća. Ako rješavate bilo koji od ovdje opisanih izazova supstrata, prozirnosti ili procesnog prozora, potičemo vas da se rano javite — često možemo identificirati ograničenje brže od produženog pokušaja i pogreške u vašem laboratoriju.
