Общие требования к пигментам в производстве
искусственных кож
От красящей способности пигмента зависит его количество, необходимое для
получения определенного цветового тона при окрашивании. Если пигмент
обладает высокой красящей способностью, то желаемая окраска может быть
достигнута при использовании незначительного количества пигмента,
наносимого очень тонким слоем, при этом свойства пленки не ухудшаются
вследствие избыточного количества пигмента. Такие пигменты особенно
благоприятны для получения печатной краски.
Но при использовании пигментов с высокой красящей способностью
необходимо соблюдать большую точность дозировки. Чтобы избежать трудностей при точном
отвешивании очень небольшого количества пигмента, его часто смешивают с
другими веществами, такими, как связующие вещества, наполнители или
пластификаторы, получая пигментную заправку.
Цветность (колоритность), а также красящая способность отдельных
пигментов зависят не только от их химического состава, но и от величины
частиц. С уменьшением величины частиц увеличивается их общая поверхность
и, следовательно, красящая способность. Если же «истицы будут слишком
маленькими, т.е. меньше половины длины световой волны (от 0,2 — 0,4 мкм
до 200—400 нм), то красящая способность снижается. Величина частиц
пигмента должна находиться в пределах 0,2—2 мкм. Изготовители пигмента
не должны упускать из вида это обстоятельство.
Отдельные частицы пигмента склонны к образованию так называемых
вторичных частиц. С помощью перемешивающих устройств или устройств для
гомогенизации вторичные частицы необходимо опять расщеплять в первичные,
чтобы не снижать красящую способность пигментов. Так, например, при
растирании пигментов можно наблюдать, что с увеличением гомогенизации
увеличивается их красящая способность, которая, однако, может опять
снизиться при слишком сильном перетирании.
Кроющей способностью, или укрывистостью. пигментов называется их
способность при окраске закрывать грунт, на который наносят краску,
чтобы грунт не просвечивал сквозь нанесенный слой. Так как при прочих
равных условиях укрывистость пигмента зависит от разности показателей
преломления его и пленкообразователя, то один и тот же пигмент в одном
пленкообразователе может быть лессирующим (или прозрачным), а в другом
кроющим. На практике иногда приходится встречаться с изменением
укрывистости пигмента в зависимости от изменения свойств
пленкообразователя (среды). Например, карбонат кальция (мел) имеет
показатель преломления п = 1,6, который мало отличается от показателя
преломления воды (п ~ 1,35), поэтому он плохо укрывает до тех пор, пока
вода не испарится.
Высыхание покрытия приводит к образованию пустот (пор), заполненных
воздухом, показатель преломления которого равен 1 (разность равна 0,6),
и мел начинает укрывать.
Карбонат кальция в мягком ПВХ укрывает очень плохо, так как разность
показателей преломления составляющих
этой системы недостаточно велика, чтобы вызывать достаточное рассеяние
света.
Укрывистость пигментов может зависеть не только от количества света,
отраженного от поверхности частиц, но и от способности пигмента
поглощать падающий на него свет. Например, технический углерод не
отражает свет, а поглощает его весь и вместе с тем является пигментом с
высокой укрывис-тостью. Известно также, что добавка к оксиду цинка до
40% талька (3MgO • 4Si02 • Н2 О) почти совершенно не снижает его
укрывистости.
Кроющая способность зависит также и от размера частиц пигмента.
Например, прозрачный полиметил метакрилат при измельчении становится
нещэозрачным, а при дальнейшем размельчении превращается в белый
порошок.
Диспергирование пигментов в полимерных композициях. Пигменты должны
иметь определенный размер частиц и равномерно распределяться в
обрабатываемом материале. Но так как маленькие частицы пигментов имеют
склонность к агрегированию, их используют вместе с диспергатора-ми
(ПАВ). Для определенных областей применения, например лаков, печатных
красок и других систем, используют гомогенизированные (по размеру
частиц) пигменты, которые изготовлены поставщиком в соответствии с
последующим применением. Такие системы можно диспергировать в полимерной
композиции с помощью простого размещения.
Процесс диспергирования не следует смешивать с размалыванием или
растиранием пигментов, при котором достигается дальнейшее размельчение
агрегированных пигментов, т.е. вторичных частиц.
Теплостойкость пигментов, применяемых в промышленности искусственной
кожи, должна быть не ниже 200° С, так как обычно термопластичная
обработка смесей ведется при такой температуре. Однако устойчивость
пигмента зависит не только от температуры, но* и от продолжительности ее
воздействия. Непродолжительное воздействие высоких температур пигмент
может выдержать без существенного изменения цветового тона.
Светостойкость пигментов имеет немаловажное значение, так как под
действием света цвет некоторых пигментов в большей или меньшей степени
изменяется. У органических пигментов изменение цвета почти всегда
сопровождается увеличением содержания белого цвета, т.е. понижением
насыщенности (до серого или белого). Такое изменение цвета органических
пигментов называют выцветанием. Большинство несветостойких пигментов при
длительном освещении темнеет. Изменение цвета пигментов при действии на
них света не следует смешивать с изменением цвета окрашенной пленки,
подвергнутой облучению, так как последнее изменение обусловлено
изменением цвета не пигмента, а пленкообразователя.
Перед использованием пигментов необходимо проверить их на
светостойкость.
Устойчивость к миграции — один из основных показателей качества
пигментов. Под миграцией понимается появление пигмента на поверхности
покрытия (пленки), а также переход его при контакте в соседние цветные
или белые слои пленки. Диспергированный в окрашенной пленке пигмент
диффундирует из области с повышенной концентрацией в область низкой
концентрации, например в прилегающую пластифицированную белую пленку.
Миграция пигментов зависит от их конституции и концентрации, температуры
обработки, а также от вида и количества пластификатора.
Пигменты для искусственной кожи на основе ПВХ не должны растворяться в
пластификаторах и других вспомогательных веществах.
Неорганические пигменты практически нерастворимы в большинстве
растворителей, тогда как большая часть органических пигментов
обнаруживает определенную растворимость во многих растворителях. Отсюда
проистекает лучшая миграционная устойчивость неорганических пигментов.
Кроме лучшей миграционной устойчивости неорганические пигменты
обнаруживают лучшую тепло- и светостойкость, а также лучшую кроющую
способность. Но если нужно добиться высокой прозрачности, чистоты и
яркости, то используют органические пигменты, которые имеются в самых
разнообразных цветовых тонах, в том числе и светящихся. Они дают
значительно более яркую окраску, чем неорганические пигменты. Благодаря
более тонкому помолу и более мягким частицам они обеспечивают также
более легкое образование пленки и диспергирование.