• pigmentek
• tulajdonságok

A pigmentek fontosabb jellemzői

Szín

A színt, színérzetet az idézi elő, hogy az anyagok a látható fény (400-700 nm) bizo­nyos részeit abszorbeálják és a nem abszorbeált, ill. visszavert részek okozzák a szín­benyomást. A színárnyalatot a kötőanyag megváltoztatja, így jól érzékelhető különbséget ta­pasztalunk, ha ugyanazt a pigmentet különböző kötőanyagba bedörzsölve vizsgáljuk.

A szín meghatározása a mindennapi életben történhet:

• szemmel, egy etalonpigmenttel történő összehasonlítással (szubjektív).
• a gyakorlatban elterjedtek a különböző színminta gyűjtemények, melyek egyértelművé teszik a színkommunikációt.
• színmérő számokkal történő leírással (objektív színmérő módszerek).

Szemcsealak, kristályforma

A pigment szemcsék lehetnek amorf vagy kristályos szerkezetűek, sőt ugyanaz a pigment több kristálymódosulatban is előfordulhat (pl. titán-dioxid: rutil és anatáz, krómsárga: rombos és monoklin).

A kristályforma nagymértékben befolyásolja a pigment egyes tulajdonságait. Pl. a rutil típusú titán-dioxidnak jobb a fedőképessége és a fényállósága, míg az anatáz módosulatnak kisebb a keménysége. A lemezes szerkezetű fém pigmentek nagy fe­dőképességüket annak köszönhetik, hogy a pigment lemezkék a festékrétegben irá­nyítottan helyezkednek el, és így jobban ellenállnak a külső hatásoknak.

A szemcsék alakjának megállapítása a pigment gyártásban ellenőrző eszközként, a pigment keverék azonosításában vizsgáló módszerként jelentkezik (pl. mikroszkóp, mikrofotografálás, elektronmikroszkópos és röntgenvizsgálatok).

Szemcseméret

A pigmentek szemcsemérete döntően befolyásolja a fajlagos felületet, az olaj­szükségletet és a színezőképességet. Pigmentek esetén a megengedhető maximális szemcseméret a felhasználási körülményektől függően általában 1-60 μm között vál­tozik. Zománcok, nyomdafestékek készítéséhez általában 10 μm-nél kisebb szem­csenagyságú pigmenteket alkalmaznak, a fal- és cementfestékekhez viszont ennél jóval durvább szemcsenagyság is elfogadható. A durva (> 60 μm) és egészen fi­nom (< 1 μm) pigmenteknek általában rossz a fedőképességük. Kivétel a korom, mely < 1 μm tartományban is alkalmas pigmentálásra.

A szemcseméret függ az előállítás módjától. A bányatermékek őrleményei rend­szerint durvább szemcséjűek, míg a nedves úton előállított pigmentek kristályszem­cséi vizes szuszpenzióban igen finomak. A szárítási folyamat során azonban ezek a primer részecskék agglomerátumokká, ill. aggregátumokká állnak össze, melyeket a kötőanyagba való bedolgozáskor a kívánt mértékre diszpergálnak el.

A szemcseméret meghatározása történhet szitaelemzéssel vagy például ülepedési sebesség, ill. fotometriás adszorpció méréssel, fény- és elektronmikroszkóppal.

Sűrűség (mértékegysége: g/cm³ vagy kg/m³)

A pigment sűrűségét térfogategységnyi anyag tömegeként definiálják. Mivel a pigmentek sűrűsége a kémiai összetétel függvény, ennek alapján már közelítőleg megállapíthatjuk azok szerves vagy szervetlen eredetét. A szerves pigmentek sűrű­sége 1,2 – 2,0 g/cm³, a szervetleneké 2-10 g/cm³, mely nagymértékben meghatározza a pigmentek ülepedési hajlamát. A sűrűség meghatározása piknométerrel történik.

Laza és tömörített litersúly (mértékegysége: kg/m³)

Laza litersúly (töltősűrűség): az egységnyi térfogatba lazán betöltött pigment tö­mege. Gyakorlatban sokszor ennek az értéknek a reciprokát (csomagolási térfogat) adják meg: az egységnyi tömegű (100 g) pigment által betöltött térfogatot. Tömörített litersúly (tömörített sűrűség): az egységnyi térfogatba kopogtatással tömörített pigment tömege.

Olajszám (mértékegysége: g/100 g)

Az olajnak g-ban kifejezett mennyisége, amely szükséges ahhoz, hogy 100 g pig­menttel összedolgozva összefüggő pépes anyagot alkosson, és egy üveglapon még éppen ne kenődjön el. (A pigment szemcsék összfelületének nedvesítéséhez szüksé­ges olajmennyiség.)

A szemcsék által alkotott pórustérfogat kitöltéséhez szükséges további olaj­mennyiség adja az ún. kenési pontot, ennél nagyobb mennyiség pedig, amely a pasz­tát már folyóssá teszi, a folyási pontot.

Színezőképesség

A színezőképesség a pigmentnek az a tulajdonsága, hogy más pigmentekhez ke­verve azok eredeti színét különböző mértékben megváltoztatja. Meghatározására fe­hér pigment esetén a vizsgálandó anyagot korommal vagy ultramarinnal meghatáro­zott arányban összekeverik, és az így kapott új színeket hasonlítják össze. Színes pig­menteket fehérrel (pl. TiO₂) hígítva vizsgálják.

Minél nagyobb egy pigment színezőereje, annál gazdaságosabban használható fel. A színezőerőt meghatározó tényezők közé tartozik többek között a kémiai összeté­tel, a szemcseméret-eloszlás, az átlagos szemcseméret és a szemcsék alakja.

Fedőképesség

Pigmentek fedőképességén azt a tulajdonságot értjük, hogy meghatározott kö­tőanyagban diszpergálva, valamilyen alapra felhordva annak eredeti színét elfedik.

A pigmentek fedőképességét 1 m² fedéséhez szükséges grammban kifejezett pig­ment mennyiséggel adjuk meg. A fedőképesség függ a pigment és a kötőanyag tö­résmutatója közötti különbségtől. Minél nagyobb ez a különbség, annál nagyobb a fedőképesség.

A diszperzitásfok növelésével nő a fedőképesség addig, amíg a szemcseméret el nem éri az általa kisugárzott, ill. reflektált fény hullámhosszát. Ekkor a fedő pigmen­tek fedőképessége csökken.

Fény- és időjárásállóság

A fényállóság a pigmentnek az a tulajdonsága, hogy a napfény hatásának milyen mértékben áll ellen. Fény hatására egyes pigmentek színüket változtatják. Ez a válto­zás lehet a szín kifakulása vagy sötétedése. A pigmentek fényállóságát mindig a kér­déses kötőanyagban kell megvizsgálni. A fényállóságot a 8 fokozatú gyapjúskálával mérik. A skála számozása 1 – 8-ig terjed, ahol a 1. fokozat a legrosszabb, a 8. a legjobb fényállóságú.

A pigmentek időjárásállósági tulajdonságai magukban foglalják a fényállóságot, de ehhez járulnak még az időjárás egyéb hatásai is, pl. szél, csapadék, fagy… Az idő­járásállóságot 1 – 5-ig terjedő számokkal fejezik ki, ahol 5 a legjobb, 1 a legrosszabb időjárásállóságot jelenti. Vizsgálata: Xenotest vagy QUV gyorsított időjárásállóság vizsgáló készülék.

Hőállóság

A pigmentek hőállóságán azt a legmagasabb hőmérsékletet értjük, amelyen a pig­ment adott időn belül színét még nem változtatja meg. A hőállóságnak igen nagy je­lentősége van, részben hőre keményedő zománcok esetén, ahol a beégetés hőmérsékletét a pigmentnek jól kell tűrnie, másrészt speciális festékeknél, ahol tar­tós hőigénybevétel van (pl. radiátorzománcoknál).

Ma már nemcsak egyes szervetlen pigmentek kiváló hőállóságúak (pl. króm-oxid­zöld, vas-oxid-vörös, keverék-oxid pigmentek), hanem az új típusú szerves pigmen­tek között is találunk viszonylag jó hőállóságúakat (pl. izoindolinon, kinakridon pig­mentek).

Kémiai ellenállóképesség

A pigmentek fal- és cementfestékekben történő felhasználásakor elsőrendű kívá­nalom a kiváló lúgállóság. A savállóságot ritkábban, általában csak a levegőben található CO₂, H₂S, SO₂-dal szemben követelik meg.

Vízüvegtűrés: a szilikátfestékekhez használt vízüveg lúgos és mésztűrő pig­menteket igényel. Emellett vízüvegbe való belekeverés esetén nem szabad beduz­zadnia. (Nem vízüvegtűrők pl. az ólomtartalmú, valamint a gipsszel szaporított pigmentek.)

A pigmentek oldószer- és olaj állóságán a festékben alkalmazott oldószerek, kötő­anyagok, lágyítók oldó hatásával szembeni ellenállást értjük. A nem megfelelő oldószerállóság kivirágzást, kivérzést idézhet elő.

Kivirágzás: a bevonat felületén létrejött por alakú, letörölhető pigment­réteg képződés. A por letörlése után újabb pigmentréteg diffundál a felületre.

Kivérzés: a jelenség a színezett és a fehér festékréteg között lép fel. A pigment a színes festékrétegből a fehérbe vándorol, és azt elszínezi.

Kiúszás: a pigment keverék alkotórészeinek különválását jelenti a még nedves fes­tékrétegben. Ennek oka lehet a sűrűségkülönbség, eltérő szemcseméret, kötőanya­gokban való különböző diszpergálhatóság stb.

Diszpergálhatóság

A pigmentek diszpergálhatósága meghatározott kötőanyagba való bedörzsölhetőségüket jelenti. A diszpergálhatóság függ a kötőanyag fajtájától, a polaritási viszo­nyoktól, a pigmentszemcsék (agglomerátumok, aggregátumok) keménységétől és a diszpergálás során jelen lévő nyíróerőtől.

A pigmentek diszpergáltsági foka hatással van a bevonat fényére, a színárnyalat­ra, színezőerőre és a fedőképességre. A festékek fizikai tulajdonságai nagymértékben javíthatók a megfelelő pigment­kötőanyag-arány alkalmazásával (optimális pigment térfogat-koncentráció).

Könnyen diszpergálható pigmentek: felületkezelt, mikronizált, flush-paszták, pig­ment készítmények: paszták, mesterkeverékek, chips-ek.

Egyéb tulajdonságok:

Fajlagos felület, vízoldható tartalom, szuszpenziós pH, nedvességtartalom.