همه چیز درباره پودرهای رنگدانه آلی

رنگدانه‌ها موادی هستند که قادرند رنگ را به دیگر مواد، اجسام یا اشیاء منتقل کنند. آن‌ها ماده‌های رنگی‌ای هستند که برای بخشیدن رنگ به اشیاء یا مواد به کار می‌روند و معمولاً در آب و سایر حلال‌ها نامحلول‌اند. رنگدانه‌های آلی از زنجیره‌ها، ترکیبات و حلقه‌های کربنی تشکیل شده‌اند که این ساختارهای کربنی پایداری بالایی به آن‌ها می‌بخشد.

بیشتر رنگدانه‌هایی که استفاده می‌شوند، به‌صورت خشک و به‌صورت پودر خردشده بسیار ریز هستند و در صنایع تولیدی و هنرهای تجسمی کاربرد دارند. این پودر را با یک ماده چسباننده (بایندر) که معمولاً بی‌رنگ یا خنثی است مخلوط می‌کنند تا رنگ مایع یا روانی مانند «رنگ‌روغن» یا «لیکویید» به دست آید. بنابراین، عملاً تفاوتی بین «رنگدانه» و «پودر رنگدانه» وجود ندارد؛ هر دو برای هدف واحدی به کار می‌روند: انتقال رنگ.

تولیدکنندگان پودر رنگدانه آلی از همین پودرها برای ساخت رنگ‌ها و رنگدانه‌های خود استفاده می‌کنند. معمولاً فرایند تولید رنگدانه شامل شستشو، خشک‌کردن، پودرکردن و سپس مخلوط‌کردن با بایندر است.

طبقه‌بندی رنگدانه‌ها

رنگدانه‌ها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

1. طبیعی

2. سنتتیک (مصنوعی)

هر یک از این دو دسته نیز خود به دو زیرگروه تقسیم می‌شوند:

• آلی

• غیراُلی

رنگدانه‌های طبیعی غیراُلی شامل موادی مانند اکسید آهن و اکسید سرب هستند.
رنگدانه‌های سنتتیک غیراُلی شامل ترکیبات سولفیدی و کرومات‌ها می‌باشند.

رنگدانه‌های طبیعی آلی به دو نوع منشأ گیاهی و حیوانی تقسیم می‌شوند:

• گیاهی: مثلاً زعفران (کِسار) که حاوی ترکیبات آنتی‌اکسیدانی کروستین و کروسین است که به آن‌ها «رنگدانه‌های کاروتنوئیدی» گفته می‌شود. این رنگدانه‌ها در گیاهان و باکتری‌ها فراوان‌اند و رنگ‌های زرد، قرمز، نارنجی و بنفش ایجاد می‌کنند.

• حیوانی: مثلاً رنگدانه کارمین که رنگ قرمز روشنی می‌دهد و از پوسته حشرات کوکنیل استخراج می‌شود.

رنگدانه‌های سنتتیک آلی نیز به دو گروه «آزو» و «غیرازو» تقسیم می‌شوند:

• آزو: شامل هر رنگدانه آلی‌ای که در ساختار مولکولی‌اش گروه عاملی «–N=N–» داشته باشد، مانند برخی رنگ‌های پایه‌سریع و نارنجی‌های اسیدی.

• غیرازو: رنگدانه‌های آلی‌ای که فاقد گروه «–N=N–» هستند، مانند رنگ‌های پایه رسوبی، رنگ‌های اسیدی رسوبی، فتالوسیانین‌ها، رنگ‌های واتی کوئینونید و کویناکریدون.

عموماً رنگدانه‌های سنتتیک آلی از هیدروکربن‌های معطر مانند قطران‌های زغال‌سنگ و سایر مشتقات پتروشیمی تأمین می‌شوند.

انواع رنگدانه‌های آلی

1. رنگدانه‌های کربنی

   • مثال‌ها:

     • کربن بلک (Carbon Black) از گاز طبیعی

     • استیلن بلک (Acetylene Black) از کلسیم کاربید

     • لامپ بلک (Lamp Black) از دوده حاصل از سوخت ناقص روغن‌های طبیعی

2. رنگ‌های دریاچه‌ای (Lake Pigments)

   • رنگ‌هایی که از رسوب دادن رنگ‌های محلول با نمک‌های فلزی به‌دست می‌آیند، مانند دریاچه نیلی، کارمین دریاچه‌ای و صورتی مادرز.

3. رنگدانه‌های غیرقطبی (Non-ionic)

   • اغلب از نوع آزیویک و شامل:

     • دیازوها و مونوآزوها (رنگ‌های قرمز مایل به زرد)

     • پلی‌سیکل‌ها

     • فتالوسیانین‌ها (آبی و سبز)

     • پرویلن و پیریونات (Perylene/Perynone)

     • آنتراکینون‌ها

     • کویناکریدون‌ها (قرمز، بنفش، نارنجی)

     • دی‌اوکزازین‌ها (بنفش)

     • تیوایندیگو (Thioindigo)

     • ایزوایندولینون‌ها (زرد، نارنجی، قرمز)

     • پیراانتورن (Pyranthrone)

     • کوینوفتالون (Quinophthalone)

4. رنگدانه آلیزارین

   • استخراج‌شده از ریشه گیاه مادِر (Madder) و معروف به «مادر قرمز»، که طیف‌های قرمز تا قرمز مایل به بنفش ارائه می‌دهد.

تفاوت رنگدانه‌های آلی و غیراُلی

• درخشندگی و کیفیت رنگ: آلی‌ها معمولاً روشن‌تر و زنده‌ترند، اما نسبت به نور و گرما سریع‌تر محو می‌شوند.

• پایداری در برابر نور و حرارت: غیراُلی‌ها پایداری بیشتری در برابر نور و حرارت دارند.

• حلالیت و پایداری شیمیایی: آلی‌ها در حلال‌های آلی و گرما راحت‌تر تجزیه و حل می‌شوند؛ غیراُلی‌ها پایدارترند.

• محدوده رنگ: غیراُلی‌ها طیف گسترده‌تری فراهم می‌کنند.

• فرایند تولید و هزینه: تولید آلی‌ها پیچیده‌تر و گران‌تر است.

• پخش‌پذیری: آلی‌ها سخت‌تر پراکنده می‌شوند.

• ثبات رنگ (Fastness):

  • آلی‌ها: مقاومت نور و حرارت از ضعیف تا متوسط

  • غیراُلی‌ها: مقاومت نور و حرارت خوب؛ در ثبات شیمیایی غیراُلی‌ها ضعیف‌تر و آلی‌ها قوی‌ترند.

• استحکام: آلی‌ها عموماً از نظر مقاومت مکانیکی قوی‌ترند.

• به‌دلیل پایداری و کاربردهای بیشتر، تولیدکنندگان معمولاً رنگدانه‌های غیراُلی را ترجیح می‌دهند، هرچند در برخی کاربردها از ترکیب آلی و غیراُلی نیز استفاده می‌شود تا کیفیت رنگ مطلوب‌تر شود.

کاربردها و مصارف پودرهای رنگدانه آلی

• رنگ‌آمیزی و تون‌دهی پرکننده‌های چوب

• پرداخت نهایی چوب

• تهیه جوهر، رنگ، محصولات لاستیکی، پلاستیکی و واکس

• رنگرزی پارچه و محصولات نساجی

• تولید لوازم آرایشی مانند رژگونه، سایه چشم و رژ لب

• رنگ‌آمیزی بتن، رزین‌های پلاستیکی، بتونه‌های چوب و رنگ‌های اپوکسی

ویژگی‌های پودرهای رنگدانه آلی

• شفافیت با رنگ‌های روشن و غنی

• وزن سبک و حجم رنگی بالا

• ریز بودن ذرات (تا حدود ۰٫۰۱ میکرون)

• مقاومت نسبی در برابر خیس شدن (نامحلول در آب)

• قدرت رنگ‌دهی بالا