Perleťové pigmenty působí prostřednictvím světelné interference – tenké vrstvy oxidu titaničitého nebo oxidu železitého nanesené na slídovém nebo syntetickém substrátu interagují s přicházejícím světlem a vytvářejí efekty třpytu, hloubky a posunu barev, díky nimž jsou tyto materiály tak přitažlivé. Ale právě tento optický mechanismus je také přesně důvodem, proč na omezeních substrátu tolik záleží. Stejná šarže pigmentu může v jedné aplikaci vypadat brilantně a v jiné neuspokojivě plochá a ve většině případů není na vině samotný pigment.
Jako výrobce s více než desetiletými zkušenostmi s výrobou kosmetických a průmyslových efektových pigmentů vidíme tento problém u nových zákazníků trvale. Úskalí mají tendenci se shlukovat kolem tří oblastí: neodpovídající omezení substrátu, špatně pochopené požadavky na průhlednost a okno procesu, které je buď příliš úzké, nebo nesprávně nastavené. Pochopení každého z nich předtím, než začnete s fnebomulací, ušetří značný čas na vývoj a náklady na materiál.
Omezení substrátu je jakákoliv fyzikální nebo chemická vlastnost vašeho základního materiálu, která omezuje, jak se perleťový pigment může projevit. Mezi nejčastěji přehlížená omezení patří drsnost povrchu, základní barva, index lomu a chemická kompatibilita.
Perleťové pigmentové destičky musí ležet rovně a rovnoběžně s povrchem substrátu, aby se vytvořil koherentní odraz světla. Na hrubém povrchu – jako je dřevo bez základního nátěru, texturovaný plast nebo hrubý papír – se destičky náhodně naklánějí a ztrácíte zrcadlový lesk, který dodává materiálu jeho charakteristický lesk. Studie na automobilových krycích systémech ukazují, že přechod z Ra (průměrná drsnost) 0,8 µm na 2,5 µm může snížit naměřenou intenzitu jiskry o 30–40 %. V kosmetických aplikacích se ekvivalentní problém objevuje u lisovaných práškových receptur, kde hrubé částice plniva narušují orientaci destiček.
Praktická oprava: před nanesením perleťové vrstvy naneste těsnící nebo základní nátěr pro snížení nerovností povrchu. U lisovaných prášků obvykle obnovuje orientaci vyhodnocení distribuce velikosti částic plniva a snížení D90 pod 20 µm.
Toto je jediný nejčastější zdroj neočekávaného posunu barev. Rušivé pigmenty – zejména naše Přírodní interferenční perleťové pigmenty — produkují svou barvu odrazem specifických vlnových délek od přední strany destičky a zároveň přenášejí komplementární vlnové délky na substrát pod ní. Na bílém nebo téměř bílém substrátu se tyto vysílané vlnové délky odrážejí zpět a vidíte jak interferenční barvu, tak její doplněk současně. Na tmavém podkladu se procházející světlo pohltí a zůstane viditelná pouze barva přímého odrazu. Modrý interferenční pigment nanesený na černou barvu se může jevit téměř čistě modrý; stejný pigment přes bílou bude vykazovat silný oranžovo-zlatý podtón z přenášeného doplňku. Ani jeden výsledek není špatný – jsou to prostě různé optické režimy a barvu substrátu si musíte vybrat záměrně.
Některé substrátové systémy – zvláště vysoce kyselá nebo alkalická prostředí nebo ty, které obsahují silná rozpouštědla – mohou napadnout povlakové vrstvy na pigmentových destičkách. To je pravděpodobnější problém s materiály nižší kvality. Naše perleťové pigmenty průmyslové kvality procházejí testováním stability pH v rozmezí 4–10 a specifické funkční třídy jsou navrženy pro vyšší chemickou odolnost. Pokud váš substrát nebo pojivový systém leží mimo tento rozsah, konzultujte s námi před formulací spíše než řešení problémů po výrobě.
Transparentnost – konkrétně průhlednost pojiva, nosiče nebo matrice, ve které je pigment suspendován – není jen kosmetická preference. Je to funkční požadavek, aby efekty založené na interferenci vůbec fungovaly.
Perleťové destičky potřebují ke svému fungování dvě věci: cestu pro vstup světla do vrstvy a cestu pro výstup odraženého a procházejícího světla. Neprůhledné bílé pojivo rozptyluje přicházející světlo dříve, než může koherentně interagovat s povrchem destiček, čímž účinně ničí interferenční efekt. Co zůstává, je difúzní, křídový vzhled, který nevypadá jako jiskra viditelná v samotném pigmentovém prášku.
Ve složení barev a nátěrů je nejběžnějším zabíječem průhlednosti nadměrné množství TiO₂ v základním nátěru nebo směsném systému. TiO₂ je bílý pigment s nejvyšším rozptylem při komerčním použití. Dokonce i při zatížení 2–3 % ve stejné vrstvě může TiO₂ snížit účinnou transparentnost pojiva natolik, že sníží interferenční sytost o více než polovinu. Pokud potřebujete jak krycí schopnost, tak perleť, správným postupem je aplikovat je v samostatných vrstvách: neprůhledný základní lak a poté transparentní perleťový vrchní lak. To je standardní postup v automobilovém lakování a stále více se používá také v dekorativní kosmetice.
Pro aplikace, kde je skutečně vyžadována formulace bez TiO₂ – ať už z regulačních, estetických nebo zpracovatelských důvodů – nabízíme speciální Perleťový pigment bez TiO₂ řada, včetně řady Snow Velvet Silver-White a několika metalických a chameleonových variant, speciálně navržených tak, aby dodávaly lesk a barvu bez oxidu titaničitého.
Průhlednost také souvisí se samotnou koncentrací pigmentu. Mnoho formulátorů předpokládá, že zvýšení obsahu pigmentu zvýší jas – do určité míry je to pravda, ale nad kritickou koncentrací se krevní destičky začnou navzájem stínit, čímž se sníží propustnost světla vrstvou. Pro většinu standardních velikostí částic (10–60 µm), typický optimální rozsah zatížení v kapalných systémech je 1–5 % hmotnosti . Zatlačte za to a často uvidíte, že efekt se ustálí nebo dokonce zhorší. Hrubší třídy s vyšší jiskrou, jako je naše Hvězdný diamantový perleťový pigment , může mít ještě užší optimální okno, protože jednotlivé krevní destičky zabírají větší plochu.
Dokonce i dobře navržená receptura může selhat, pokud tomu neodpovídá výrobní proces. Procesní okno – rozsah teplot, smykové rychlosti, doby míchání a podmínky aplikace, ve kterých trvale dosáhnete cílového vzhledu – je třeba definovat a ověřit, nikoli předpokládat.
Perleťové destičkové pigmenty jsou fyzicky křehké. Míchací zařízení s vysokým střihem – perlové mlýny, vysokorychlostní dispergátory s otáčkami nad 2 000 ot./min. nebo prodloužené míchací cykly – mohou narušit strukturu destiček, snížit průměrnou velikost částic a zničit poměr stran, který vytváří lesk. Destička, která začíná na průměrném průměru 50 µm a je zmenšena na 15 µm smykovým zpracováním, ztratí většinu své jiskry a bude vypadat více saténově nebo matně. Pro perleťové začleňování je obecně preferováno nízkosmykové lopatkové míchání nebo jemné planetární míchání. Pokud vaše výrobní linka vyžaduje kroky s vysokým smykem pro další přísady, přidejte perleťový pigment co nejpozději v pořadí.
Pro zákazníky, kteří potřebují snadnější manipulaci během procesu bez rizika smyku, naše Disperzní perleťový pigment Sortiment je předem upraven pro zlepšení smáčení a snížení aglomerace, což umožňuje přijatelnou disperzi při nižším smyku než neošetřené druhy.
Při nátěrech a nátěrech ovlivňuje orientaci destiček teplota sušení. Sušení nuceným vzduchem nad 80 °C může zablokovat turbulentní konvekční vzory, které zanechávají krevní destičky špatně zarovnané , zatímco velmi pomalé okolní schnutí umožňuje lepší samonivelaci a orientaci. Systémy vytvrditelné UV zářením představují specifickou výzvu: fronta rychlého vytvrzení může zmrazit destičky ve střední orientaci, než se usadí. Pro zlepšení orientace v UV systémech je často účinné předgelování nebo použití dvoufázového vytvrzení (částečné vystavení UV záření následované úplným vytvrzením).
Aplikační metoda přímo určuje, zda se destičky správně orientují. Aplikace sprejem obecně poskytuje lepší orientaci než aplikace štětcem nebo válečkem pro druhy s velkými destičkami nebo vysoce jiskřivými, protože rozprašovací atomizace a následné usazování umožňují destičkám horizontální vyrovnání. Cílová tloušťka suchého filmu pro většinu perleťových nátěrů je 15–30 µm ; výrazně pod tímto rozsahem a můžete mít nedostatečnou hustotu pigmentu; nad ním a riskujete prověšení a defekty textury, které narušují hladký povrch potřebný pro lesk.
| Parametr | Doporučený rozsah | Důsledek překročení |
|---|---|---|
| Rychlost smyku při míchání | < 500 ot./min (pádlo/planetární) | Zlomenina krevních destiček, ztráta jiskry |
| Plnění pigmentu (kapalina) | 1–5 % hmotn. | Samozastínění, snížený jas |
| Teplota sušení | 40–80 °C (horký vzduch) | Špatná orientace krevních destiček, zákal |
| Tloušťka suchého filmu | 15–30 µm | Nedostatečná hustota nebo prověšení/textura |
| Nanášení pojiva TiO₂ (stejná vrstva) | < 1 % hmotn. | Ztráta průhlednosti, plochý vzhled |
Pigmenty s barevným posunem – často nazývané chameleonové pigmenty – zahrnují všechna stejná omezení jako standardní perleťové materiály, ale s vyšší citlivostí na každý z nich. Protože jejich vizuální efekt závisí na zobrazení zřetelně odlišných odstínů při různých pozorovacích úhlech, jakýkoli faktor, který snižuje jasnost odraženého signálu, také snižuje vnímanou vzdálenost přenosu barev.
Barva podkladu má mimořádný efekt: Pigmenty chameleon obvykle potřebují neutrální až tmavý substrát, aby ukázaly svůj plný rozsah posunu . Na bílém nebo světle zbarveném substrátu se sekundární odražená barva zředí odrazem substrátu a posun se může jevit jako tlumený. Vyrábíme široký sortiment barevné chameleonové pigmenty napříč různými krystalovými strukturami a třídami velikosti částic a v našich technických pokynech specifikujeme doporučenou tmavost substrátu pro každou sérii, abychom zákazníkům pomohli správně navrhnout jejich systém od začátku.
Procesní okno pro chameleonové pigmenty je také těsnější. Částečné zarovnání krevních destiček vytváří slabší, méně směrový barevný posun; i mírné poškození smykem nebo špatná orientace sníží úhlový rozdíl řekněme z 60° na 30°, což může znamenat rozdíl mezi dramatickým příběhem produktu a efektem, který je u hotového zboží sotva viditelný.
Nejpraktičtější rada, kterou můžeme nabídnout, je zabudovat ověření substrátu a procesu do vaší časové osy vývoje, spíše než to považovat za konečný krok kontroly kvality. Konkrétně:
Náš technický tým spolupracuje přímo se zákazníky na podpoře tohoto druhu strukturovaného vývoje, zejména u účtů pracujících se složitějšími stupni, jako je náš Ray-3D magnetický perleťový pigment or funkční třídy odolnosti proti povětrnostním vlivům kde je procesní citlivost vyšší. Pokud se zabýváte některým ze zde popsaných problémů se substrátem, průhledností nebo procesním oknem, doporučujeme vám oslovit včas – často dokážeme omezení identifikovat rychleji než dlouhé pokusy a omyly ve vaší laboratoři.
