Helmiäispigmentit toimivat valon interferenssin kautta – kiille- tai synteettiselle alustalle päällystetyt ohuet titaanidioksidi- tai rautaoksidikerrokset ovat vutaiovaikutuksessa tulevan valon kanssa tuottaen hohtavan, syvyyden ja värin muutosvaikutuksia, jotka tekevät näistä materiaaleista niin houkuttelevia. Mutta tämä optinen mekanismi on myös juuri se, miksi substraattirajoitukset ovat niin tärkeitä. Sama pigmenttierä voi näyttää loistavalta yhdessä sovelluksessa ja pettymyksellisen tasaiselta toisessa, eikä useimmissa tapauksissa itse pigmentissä ole vikaa.
Valmistajana, jolla on yli vuosikymmenen kokemus kosmeettisten ja teollisuuslaatuisten vaikutuspigmenttien tuotannosta, näemme tämän ongelman jatkuvasti uusien asiakkaiden keskuudessa. Sudenkuopat ryhmittyvät yleensä kolmen alueen ympärille: yhteensopimattomat substraattirajoitukset, väärinymmärretyt läpinäkyvyysvaatimukset ja prosessiikkuna, joka on joko liian kapea tai väärin asetettu. Jokaisen ymmärtäminen ennen muotoilun aloittamista säästää merkittävästi kehitysaikaa ja materiaalikustannuksia.
Substraatin rajoitus on mikä tahansa perusmateriaalisi fyysinen tai kemiallinen ominaisuus, joka rajoittaa helmiäispigmentin ilmentymistä. Yleisimmin huomiotta jätettyjä rajoituksia ovat pinnan karheus, perusväri, taitekerroin ja kemiallinen yhteensopivuus.
Helmiäispigmenttihiutaleiden on sijaittava tasaisesti ja yhdensuuntaisina substraatin pinnan kanssa koherentin valon heijastuksen aikaansaamiseksi. Karkealla pinnalla – kuten pohjamaalaamattomalla puulla, teksturoitulla muovilla tai karkealla paperilla – verihiutaleet kallistuvat satunnaisesti ja menetät peilimäisen kiillon, joka antaa materiaalille sen ominaisen kiillon. Autojen pintamaalausjärjestelmiä koskevat tutkimukset osoittavat, että siirtyminen Ra-arvosta (keskimääräinen karheus) 0,8 µm arvoon 2,5 µm voi vähentää mitattua kimallusintensiteettiä 30–40 %. Kosmeettisissa sovelluksissa vastaava ongelma ilmenee puristetuissa jauhekoostumuksissa, joissa karkeat täyteainehiukkaset häiritsevät verihiutaleiden orientaatiota.
Käytännön korjaus: levitä tiiviste- tai pohjamaali vähentääksesi pinnan epätasaisuuksia ennen helmiäiskerroksen lisäämistä. Puristetuissa jauheissa täyteaineen hiukkaskokojakauman arvioiminen ja D90:n pienentäminen alle 20 µm:n tyypillisesti palauttaa orientaation.
Tämä on yleisin yksittäinen odottamattomien värimuutosten lähde. Häiriöpigmentit – erityisesti meidän Luonnolliset häiriöt helmiäispigmentit — tuottavat värinsä heijastamalla tiettyjä aallonpituuksia verihiutaleen etupinnalta ja lähettämällä samalla komplementaarisia aallonpituuksia alla olevaan substraattiin. Valkoisella tai lähes valkoisella alustalla lähetetyt aallonpituudet heijastuvat takaisin, ja näet samanaikaisesti sekä interferenssin värin että sen komplementin. Tummalla alustalla läpäisevä valo absorboituu ja vain suora heijastusväri jää näkyviin. Mustan päälle levitetty sininen interferenssipigmentti voi näyttää lähes puhtaalta siniseltä; sama pigmentti valkoisen päällä näyttää vahvan oranssi-kultaisen pohjasävyn lähetetystä komplementista. Kumpikaan tulos ei ole väärä – ne ovat yksinkertaisesti erilaisia optisia tiloja, ja sinun on valittava alustan väri tarkoituksella.
Jotkin alustajärjestelmät – erityisesti erittäin happamat tai emäksiset ympäristöt tai ne, jotka sisältävät vahvoja liuottimia – voivat hyökätä pigmenttihiutaleen päällystekerroksiin. Tämä on todennäköisemmin ongelma huonompilaatuisten materiaalien kanssa. Teollisuuslaatuisille helmiäispigmenteillemme tehdään pH-stabiilisuustesti välillä 4–10 , ja tietyt toiminnalliset laatuluokat on suunniteltu parantamaan kemikaalien kestävyyttä. Jos alustasi tai sideainejärjestelmäsi on tämän alueen ulkopuolella, ota yhteyttä meihin ennen muotoilua sen sijaan, että suoritat vianetsintää tuotannon jälkeen.
Läpinäkyvyys – erityisesti sen sideaineen, kantajan tai matriisin läpinäkyvyys, johon pigmentti on suspendoitu – ei ole vain kosmeettinen mieltymys. Se on toiminnallinen vaatimus, että häiriöpohjaiset tehosteet toimisivat ollenkaan.
Helmiäisverihiutaleet tarvitsevat kaksi asiaa toimiakseen: valon pääsyn kerrokseen ja polun heijastuneen ja läpäisevän valon poistumiseen. Läpinäkymätön valkoinen sideaine hajottaa tulevan valon ennen kuin se voi olla vuorovaikutuksessa koherentisti verihiutaleiden pinnan kanssa, mikä tuhoaa tehokkaasti häiriövaikutuksen. Jäljelle jää hajanainen, kalkkimainen ulkonäkö, joka ei näytä yhtään samalta kuin itse pigmenttijauheessa näkyvä kimallus.
Maali- ja pinnoitekoostumuksissa yleisin läpinäkyvyyden tappaja on liiallinen TiO2-kuormitus pohjamaalissa tai sekoitusjärjestelmässä. TiO₂ on kaupallisessa käytössä eniten sirottava valkoinen pigmentti. Jopa niinkin alhaisilla kuin 2–3 %:n kuormituksella samassa kerroksessa TiO₂ voi vähentää sideaineen tehollista läpinäkyvyyttä niin paljon, että interferenssikroma vähenee yli puoleen. Jos tarvitset sekä peittovoimaa että helmiäisväriä, oikea tapa on levittää ne erillisinä kerroksina: läpinäkymätön pohjamaali ja sen jälkeen läpinäkyvä helmiäispintamaali. Tämä on vakiokäytäntö autojen korjausmaalauksessa, ja se otetaan käyttöön yhä enemmän myös koristekosmetiikassa.
Sovelluksiin, joissa TiO₂-vapaata koostumusta todella tarvitaan – joko sääntely-, esteettisistä tai käsittelysyistä – tarjoamme TiO₂-vapaa helmiäispigmentti valikoima, mukaan lukien Snow Velvet Silver-White -sarja ja useita metalli- ja kameleonttivaihtoehtoja, jotka on erityisesti suunniteltu tuottamaan kiiltoa ja väriä ilman titaanidioksidia.
Läpinäkyvyys liittyy myös itse pigmentin pitoisuuteen. Monet formuloijat olettavat, että pigmentin lisääminen lisää kirkkautta – tiettyyn pisteeseen asti tämä on totta, mutta kriittisen pitoisuuden yläpuolella verihiutaleet alkavat varjostaa toisiaan, mikä vähentää valon läpäisyä kerroksen läpi. Useimmat standardihiukkaskoot (10–60 µm) Tyypillinen optimaalinen kuormitusalue nestejärjestelmissä on 1–5 painoprosenttia . Työnnä sen pidemmälle ja näet usein tehosteen tasannen tai jopa heikkenevän. Karkeammat arvot, joissa on korkeampi kimallus, kuten meidän Star Diamond Pearlescent Pigmentti , voi olla vielä kapeampi optimaalinen ikkuna, koska yksittäiset verihiutaleet vievät enemmän aluetta.
Jopa hyvin suunniteltu kaava voi epäonnistua, jos valmistusprosessia ei soviteta siihen. Prosessiikkuna – lämpötilojen, leikkausnopeuksien, sekoitusaikojen ja levitysolosuhteiden vaihteluväli, joissa saavutat jatkuvasti tavoiteulkomuodon – on määriteltävä ja validoitava, ei oletettava.
Helmiäisverihiutalepigmentit ovat fyysisesti hauraita. Suuren leikkausvoiman sekoituslaitteet - helmimyllyt, nopeat dispergaattorit, jotka pyörivät yli 2 000 rpm, tai pitkät sekoitusjaksot - voivat murtaa verihiutaleiden rakenteen, mikä vähentää keskimääräistä hiukkaskokoa ja tuhoaa kiiltoa luovan kuvasuhteen. Verihiutale, jonka keskimääräinen halkaisija on 50 µm ja joka on pienentynyt 15 µm:iin leikkausprosessoinnin seurauksena, menettää suurimman osan kiiltostaan ja näyttää satiinisemmalta tai mattaiselta. Pienen leikkausvoiman omaava melasekoitus tai lempeä planeettasekoitus on yleensä edullinen helmiäissekoituksessa. Jos prosessilinjasi vaatii korkean leikkausvoiman vaiheita muille ainesosille, lisää helmiäispigmentti mahdollisimman myöhään järjestyksessä.
Asiakkaille, jotka tarvitsevat helpompaa käsittelyä ilman leikkausriskiä, meidän Dispersio helmiäispigmentti alue on esikäsitelty kostutuksen parantamiseksi ja agglomeroitumisen vähentämiseksi, mikä mahdollistaa hyväksyttävän dispersion pienemmällä leikkausvoimalla kuin käsittelemättömät laatut.
Pinnoite- ja maalisovelluksissa kuivumislämpötila vaikuttaa verihiutaleiden orientaatioon. Pakotettu ilmakuivaus yli 80 °C:ssa voi lukita turbulenttisia konvektiokuvioita, jotka jättävät verihiutaleet huonosti kohdakkain , kun taas erittäin hidas kuivuminen ympäristössä mahdollistaa paremman itsetasoittumisen ja suuntautumisen. UV-kovettuvilla järjestelmillä on erityinen haaste: nopeasti kovettuva eturintama voi jäädyttää verihiutaleet keskisuunnassa ennen kuin ne ovat asettuneet. Esigeeliytyminen tai kaksivaiheisen kovetuksen käyttö (osittainen UV-altistus, jota seuraa täysi kovetus) on usein tehokas parantamaan suuntausta UV-järjestelmissä.
Levitysmenetelmä määrittää suoraan, suuntautuvatko verihiutaleet oikein. Ruiskulevitys tuottaa yleensä paremman suunnan kuin sivellin tai tela levitys suurille verihiutaleille tai erittäin kimalteleville laaduille, koska ruiskutussumutus ja sitä seuraava laskeutuminen mahdollistavat verihiutaleiden kohdistuksen vaakasuoraan. Kuivakalvon tavoitepaksuus useimmille helmiäispinnoitteille on 15-30 µm ; huomattavasti alle tämän alueen ja sinulla saattaa olla riittämätön pigmenttitiheys; sen yläpuolella ja vaarana on painuminen ja rakennevirheet, jotka häiritsevät kiiltoon tarvittavaa sileää pintaa.
| Parametri | Suositeltu alue | Ylityksen seuraus |
|---|---|---|
| Sekoitusleikkausnopeus | < 500 rpm (mela/planeetta) | Verihiutaleiden murtuma, kimalteen menetys |
| Pigmentin kuormitus (neste) | 1–5 painoprosenttia | Itsevarjostus, vähennetty kirkkaus |
| Kuivauslämpötila | 40-80°C (pakotettu ilma) | Huono verihiutaleiden suuntaus, samea |
| Kuivakalvon paksuus | 15–30 µm | Riittämätön tiheys tai notko/rakenne |
| Sideaineen TiO₂ lataus (sama kerros) | < 1 painoprosentti | Läpinäkyvyyden menetys, tasainen ulkonäkö |
Värinsiirtopigmentit – joita usein kutsutaan kameleonttipigmenteiksi – sisältävät kaikki samat rajoitukset kuin tavalliset helmiäismateriaalit, mutta herkkyyttä jokaiselle niistä on suurempi. Koska niiden visuaalinen vaikutus riippuu selvästi erilaisten sävyjen näyttämisestä eri katselukulmissa, mikä tahansa tekijä, joka vähentää heijastuneen signaalin selkeyttä, vähentää myös havaittua värin kulkuetäisyyttä.
Alustan värillä on suuri vaikutus: kameleonttipigmentit tarvitsevat tyypillisesti neutraalista tummaan substraatin näyttääkseen täyden vaihtoalueensa . Valkoisella tai vaalealla alustalla toissijainen heijastunut väri laimenee substraatin heijastuksen vaikutuksesta, ja siirtymä voi näyttää vaimealta. Tuotamme laajan valikoiman väriä vaihtavat kameleonttipigmentit eri kiderakenteissa ja hiukkaskokoluokissa, ja teknisessä ohjeessamme määritämme jokaiselle sarjalle suositellun alustan tummuuden, jotta asiakkaat voivat suunnitella järjestelmänsä oikein alusta alkaen.
Myös kameleonttipigmenttien prosessiikkuna on tiukempi. Osittainen verihiutaleiden kohdistus tuottaa heikomman, vähemmän suunnatun värisiirtymän; Pienetkin leikkausvauriot tai huono suuntaus vähentävät kulmaeroa esimerkiksi 60°:sta 30°:een, mikä voi tarkoittaa eroa dramaattisen tuotetarinan ja lopputuotteessa tuskin näkyvän vaikutuksen välillä.
Käytännöllisin neuvo, jonka voimme tarjota, on rakentaa substraatin ja prosessin validointi kehitysaikajanallesi sen sijaan, että käsittelet sitä viimeisenä laadunvalvontavaiheena. Erityisesti:
Tekninen tiimimme työskentelee suoraan asiakkaiden kanssa tukeakseen tällaista jäsenneltyä kehitystä, erityisesti tileillä, jotka työskentelevät monimutkaisemmilla arvosanoilla, kuten Ray-3D magneettinen helmiäispigmentti or säänkestävyys toiminnalliset laatuluokat missä prosessin herkkyys on suurempi. Jos käsittelet jotakin tässä kuvatuista alustan, läpinäkyvyyden tai prosessiikkunan haasteista, kehotamme sinua ottamaan yhteyttä ajoissa – voimme usein tunnistaa rajoitteen nopeammin kuin laboratoriossasi laajennettu kokeilu ja virhe.
