کاربرد رنگدانه های مرواریدی در مواد بسته بندی پلاستیکی
مقدمه:با پیشرفت و توسعه تکنیک های قالب گیری پلاستیک، محصولات پلاستیکی به طور فزاینده ای متنوع و پر جنب و جوش می شوند. استفاده از رنگدانه های مرواریدی در پلاستیک ها نیز رواج بیشتری یافته است. رنگدانه های مرواریدی نیمه شفاف هستند و خواص نوری آنها باید در حین استفاده به دقت در نظر گرفته شود و برای دستیابی به اثر مرواریدی مطلوب مورد استفاده قرار گیرد. این مقاله بینش هایی را در مورد کاربرد رنگدانه های مرواریدی در پلاستیک به اشتراک می گذارد.
رنگدانه های مرواریدی
ماده اولیه اولیه برای رنگدانه های مرواریدی میکای طبیعی است. میکا به دقت به پودرهای ریز با اندازه های مختلف خرد می شود، با دی اکسید تیتانیوم پوشانده می شود تا لایه هایی با ضخامت های مختلف تشکیل شود و سپس در دمای بالاتر از 700 درجه همراه با پردازش ویژه پخته می شود. این رنگدانههای مروارید نیمه شفاف، بسیار پایدار و تقریباً از نظر شیمیایی خنثی تولید میکند. آنها در طول استفاده تحت تأثیر دما نیستند. ساختار پلاکتی آنها تضمین می کند که در رزین خونریزی، شکوفا یا ذوب نمی شوند.
رنگدانه های مرواریدی غیر سمی-و ذاتاً عاری از اجزای فلزی هستند و برای تولید رنگ های مختلف کاملاً بر اصول شیمیایی تکیه دارند. با کنترل اندازه ذرات میکا و ضخامت پوشش می توان یک سری رنگدانه های مرواریدی با محدوده اندازه ذرات مختلف در سری های سفید، فلزی و طلایی به دست آورد.
1. خصوصیات
در مقایسه با رنگدانه های دیگر، درخشش مروارید نرم منحصر به فرد رنگدانه های مرواریدی اثر بی نظیری را ارائه می دهد. ساختار سطح ویژه، ضریب شکست بالا و شفافیت خوب به آنها اجازه می دهد تا جلوه بصری مشابهی درخشش مروارید طبیعی در محیط های شفاف ایجاد کنند.
خواص شیمیایی، حرارتی و مکانیکی عالی رنگدانه های مرواریدی امکان کاربرد گسترده آنها را در رنگ، جوهر، پلاستیک و زمینه های مختلف دیگر فراهم می کند. آنها سطح کاملا جدیدی از کیفیت رنگ را به این محصولات ارائه می کنند. پودرهای مرواریدی غیر سمی و برای انسان{2}}بی ضرر هستند و برای بسته بندی مواد غذایی و اسباب بازی های کودکان مناسب هستند. اسیدها و قلیاهای رقیق نمی توانند رنگدانه های مرواریدی را فرسایش دهند. آنها دوستدار محیط زیست هستند زیرا عملاً در آب نامحلول هستند، فاقد فلزات سنگین هستند و به عنوان غیر خطرناک برای آب طبقه بندی می شوند. محصولات مرواریدی غیر-اشتعالپذیر هستند، خود به خود-اشتعال نمییابند، رسانا نیستند و میتوانند تا دمای 800 درجه را تحمل کنند. آنها همچنین میتوانند در سیستمهای قابل درمان با اشعه (پرتو الکترونی، پخت UV) در پوششهای واکنشپذیر استفاده شوند. ساختار شیمیایی محصولات مرواریدی به آنها قابلیت پخش عالی می دهد و آنها را برای استفاده در پوشش های{14} مبتنی بر آب مناسب می کند.
2. انتخاب مواد
از آنجایی که رنگدانه های مرواریدی نیمه شفاف هستند و برای دستیابی به اثر مرواریدی خوب به بازتاب نور خارجی نیاز دارند، توصیه می شود پلاستیک هایی با شفافیت نسبتاً بالا انتخاب کنید. پلاستیک های زیر معمولا استفاده می شوند و ویژگی مشترک آنها شفافیت خوب است. پس از افزودن رنگدانه های مرواریدی، نور می تواند از لایه سطحی پلاستیک عبور کند تا به پلاکت های رنگدانه مرواریدی برسد و باعث انعکاس و شکست شود. به عنوان مثال می توان از انواع پلی اتیلن مانند HDPE و LDPE، پلی پروپیلن (PP)، آکریلات مانند PMMA، پلی استرهای اشباع مانند PET، پلی کربنات ها (PC)، پلی وینیل کلرید (PVC)، پلی استرهای غیر اشباع مانند AK، رزین های اپوکسی (EPT) و پلی اورتان ها (PU) نام برد. پلاستیک های با شفافیت کم یا بدون شفافیت، مانند ABS، اثرات مرواریدی کمتری را نشان می دهند، اما این بدان معنا نیست که نمی توانند از رنگدانه های مرواریدی استفاده کنند. به سادگی نیاز به دوز بالاتری دارد.
در مورد انتخاب رنگدانه های مخلوط، رنگدانه های مرواریدی نباید با رنگدانه های مات معمولی (مانند رنگدانه های کروم، کادمیوم، سفید تیتانیوم) مخلوط شوند. رنگدانه های مرواریدی در رزین های پلاستیکی شفاف و نیمه شفاف استفاده می شود که جلوه رنگ بصری جذابی را ایجاد می کند. آنها به طور گسترده در ظروف لوازم آرایشی، بسته بندی های مختلف، اسباب بازی ها، مواد تزئینی، فیلم های مختلف و سایر محصولات پلاستیکی استفاده می شوند.
3. رنگ آمیزی رزین های پلاستیکی با رنگدانه های مرواریدی
روش های زیادی برای رنگ آمیزی رزین های ترموپلاستیک وجود دارد. در این میان مستربچ های مرواریدی بهترین گزینه هستند. رنگ آمیزی مستقیم ساده است اما اغلب کیفیت را تضمین نمی کند.
① رنگ آمیزی مستقیم پودر رزین:
برای رنگ پودری، رنگدانه را مستقیماً در مخلوط کن مخلوط کنید تا یکدست شود. دو نوع میکسر وجود دارد: درام-نوع و پر سرعت-. هنگام استفاده از میکسر با سرعت بالا، رنگدانه های معمولی و سایر مواد افزودنی باید به پودر رزین اضافه شده و به طور یکنواخت مخلوط شوند. پودر مروارید را باید درست قبل از پایان اختلاط اضافه کنید. این به این دلیل است که ساختار پلاکتی رنگدانه های مرواریدی به راحتی تحت نیروی برشی بالا آسیب می بیند و اثر مرواریدی را تحت تأثیر قرار می دهد.
② رنگ آمیزی مستقیم گلوله های رزین:
رنگدانه های مرواریدی را نمی توان مستقیماً به گلوله های رزین اضافه کرد. در عوض، باید از عوامل جفت کننده مایع برای تثبیت آنها بر روی سطح ذرات رزین استفاده کرد و یک پیوند فیزیکی یا شیمیایی ایجاد کرد. این عوامل کوپلینگ شامل انواع نرم کننده ها و روغن های معدنی تصفیه شده می باشد. علاوه بر این، امولسیفایرها یا حلالهای با نقطه جوش بالا برای بهبود خیساندن سطحی میتوانند اضافه شوند. به طور معمول، دوز عامل جفت کننده 0.2-0.5٪ وزن رزین است. اگر به پراکندگی یکنواختتر رنگدانه مرواریدی در رزین نیاز باشد، میتوان 1% پودر پلی اتیلن با وزن مولکولی کم را به مخلوط رنگدانه-رزین اضافه کرد.
حداکثر سطح اضافه با این روش 2٪ است. بیش از این مقدار هیچ فضایی برای جذب بیشتر روی سطح رزین باقی نمی گذارد و باعث پراکندگی رنگدانه اضافی می شود.
③ مخلوط کردن مایع کیورینگ:
همچنین میتوان رنگدانههای مرواریدی را با حلالها، افزودنیها و رنگدانههای آلی از قبل-ترکیب کرد تا رنگدانههای مایع، یعنی خمیرهای مرواریدی را تشکیل دهند. در صورت تهیه خمیر با رنگدانه های آلی، رنگدانه های آلی باید قبل از مخلوط شدن با رنگدانه های مرواریدی، ابتدا به ظرافت مشخص شده آسیاب شوند. ته نشین شدن رنگدانه های مرواریدی در خمیر باید ترجیحاً با استفاده از افزودنی های ضد ته نشین مناسب برطرف شود. خمیر باید قبل از استفاده به خوبی هم زده شود تا از غلظت یکنواخت رنگدانه مرواریدی اطمینان حاصل شود.
④ رنگ آمیزی با مستربچ های مرواریدی:
روش مستربچ بهترین نتایج رنگ آمیزی را به همراه دارد. برای تهیه مستربچ می توان از هر دو پودر رزین ریز و درشت استفاده کرد. از آنجایی که افزودن پودر مروارید باعث کاهش شاخص جریان مذاب می شود، معمولاً از پلیمر حامل با شاخص جریان مذاب بالاتر و سیالیت بهتر و وزن مولکولی کمتر از رزین رنگی استفاده می شود. آماده سازی مستربچ ها می تواند پیوسته یا دسته ای-سبک باشد. تولیدات صنعتی معمولاً از اکسترودرهای دوقلو-پیچ برای تولید مداوم استفاده میکنند.
4. ملاحظات کاربردی
با توجه به ویژگی های منحصر به فرد پردازش و استفاده رنگدانه های مرواریدی در مقایسه با رنگدانه های معمولی، برای دستیابی به بهترین اثر مرواریدی به طور کلی باید به شرایط زیر توجه داشت:
① شفافیت رزین پلاستیکی که رنگ می شود باید خوب باشد (یا براقیت بالایی داشته باشد).
② هنگام مخلوط کردن با رنگدانه های مرواریدی تا حد امکان از رنگدانه های شفاف استفاده کنید.
③ آسیب به پلاکت های رنگدانه مروارید را در طول پردازش به حداقل برسانید.
④ از پراکندگی کامل رنگدانه های مرواریدی و جهت موازی پلاکت ها نسبت به سطح پلاستیک اطمینان حاصل کنید.
علاوه بر شرایط فوق، ویژگی های رزین پلاستیک و روش فرآوری نیز بر عملکرد براقیت نهایی محصول تأثیر خواهد داشت.