ООО 'Имидж-Галант' / Online библиотека / Глава 6 / Пигменты и пигментные пасты /  Отделка кож / Глава 6 / Пигменты и пигментные пасты
ООО 'Имидж-Галант' / Online библиотека / Глава 6

     Для придания нужного цвета отделочной пленке применяют пигменты - нерастворимые в воде, тонкодисперсные порошки определенного цвета, в том числе белого и черного. Пигменты могут быть природного происхождения и синтетические. Каждая из этих групп в свою очередь включает органические и неорганические (минеральные) пигменты.
     Органические пигменты - это антрахиноновые и фталоцианиновые красители, нерастворимые в воде, а также нерастворимые в воде соли кислотных и прямых красителей, получаемые осаждением их на субстрате - гидроксиде алюминия или взаимодействием с солями кальция и бария.
     По степени дисперсности пигменты принято подразделять на две группы - кроющие и прозрачные.
     Кроющие пигменты - их функцию определяет само название - придание покрытию на коже цвета самих пигментов. Кроющая способность пигментов обусловлена светорассеянием и зависит от разницы между коэффициентами преломления пигмента и воздуха, а также от степени дисперсности пигмента. Грубодисперсные пигменты (с величиной частиц 3 мкм) поглощают свет в малой степени и их оптический эффект очень слаб, применение их приводит к появлению серого оттенка покрытия. Оптимальная величина частиц пигмента составляет от 0,8 до 1,5 мкм. Чем выше степень дисперсности пигмента, тем выше укрывистость пленки и тем более чистый и насыщенный тон она придает коже.
     При высокой степени дисперсности пигмента и удовлетворительной стабильности дисперсий в пленке исключается образование вторичных агломератов и тем самым достигается хороший оптический эффект.
     Прозрачные (транспарентные) пигменты имеют частицы размером меньше 0,5 мкм (оптимальная величина 0,2 мкм), т. е. менее длины световых волн. Благодаря этому они обладают высокой свето-, термо- и миграционной устойчивостью. При такой степени дисперсности удается получить прозрачный пигментный слой очень чистой и интенсивной окраски. Большая часть света, падающая на прозрачную пигментную пленку, поглощается и лишь незначительная часть рассеивается, причем отражение происходит только с поверхности. Покрывная пленка, содержащая прозрачные пигменты, не подчеркивает дефекты лицевой поверхности кожи, а, наоборот, нивелирует их. Прозрачные пигменты используют при анилиновой отделке.
     В покрывных красках для кожи используют следующие минеральные пигменты: титановые белила (ТiO2), пигменты на основе оксида железа (редоксайды), которые дают широкую гамму расцветок - от желтых до красных и темно-коричневых.
     Наиболее распространенные органические пигменты - фталоцианиновый, желтый светопрочный, оранжевый прочный, тиоиндиго красный С (паратонер), кубовый алый 2Ж, кубовый ярко-зеленый 2Ж, тиоиндиго красно-коричневый Ж (последние четыре обладают хорошей укрывистостью, яркой интенсивной окраской, не дают бронзирования).
     Органические пигменты по сравнению с неорганическими обладают большей насыщенностью и чистотой цвета.
     Кубовый бордо С при отделке кожи дает красивый равномерный цвет. Он имеет следующее строение:

     Тиоиндиго красный - пигмент синевато-красного цвета, отличающийся высокой укрывистостью и светостойкостью.

     Фталоцианиновый голубой представляет собой комплексное соединение тетрабензотетраазопорфина с медью, содержащее 5 % связанного хлора. Он отличается интенсивным синим цветом и высокой укрывистостью.
     Пигмент зеленый относится к группе нитрозопигментов и имеет такое строение:

     Тиондиго красно -коричневый Ж обладает высокой укрывистосью и не дает бронзирования

     В качестве черного пигмента наряду с нигрозином находит применение технический углерод (сажа), основной составной частью которого является углерод высокой степени дисперсности. Размер его частиц колеблется в пределах 0,05-0,4 мкм, но он склонен к агрегированию.
     Степень дисперсности пигмента влияет на его оттенок. Лучшим считается черный пигмент с синеватым оттенком, менее хорошим - пигмент с коричневым оттенком и плохим - пигмент с серым оттенком. Технический углерод гигроскопичен и способен удерживать до 15 % влаги, он трудно диспергируется в воде, но легко - в пластификаторах, применяемых в нитроцеллюлозных красках. Вследствие высокой степени поглощения света технический углерод обладает достаточно хорошей укрывистостью, например, казеиновый краситель на техническом углероде ДГ-100 имеет укрывистость 3,8 г/м2 при обеспечении глубокого черного цвета.
     Как уже указывалось, минеральные пигменты представляют собой сочетания оксидов металлов, например зеленый пигмент имеет такой состав TiO2 · LiO2 · Na2O · СоО · NiO · SbO, желтый с коричневым оттенком - TiO2 · СоО · SbO, пигменты ряда А12Оз · Сг2О3 имеют розовый цвет, СоО · Mg · А12О3 - голубой [77].
     Сочетание оксидов кобальта и других металлов позволяет получить пигменты широкой гаммы расцветок и высокой степени дисперсности.
     Неорганические пигменты не бронзят, добавка их к органическим пигментам резко уменьшает бронзирование последних.
     Основной характеристикой кроющих пигментов является укрывистость, которая выражается количеством пигмента в г/м2, необходимого для образования непрозрачного слоя на стеклянной пластине.
     Укрывистость пигментов, затертых на растворе казеина, не должна превышать следующих значений, г/м2


Красный С 10 Крон свинцовый желтый 40

Фталоцианиновый голубой 9 Редоксайд 4,5

Алый 15 Технический углерод ДГ-100 4,0

Титановые белила 50

     Укрывистость зависит от степени дисперсности пигментов, она возрастает с уменьшением размера частиц лишь до тех пор, пока размер их не станет равным длине ? волны света, отражаемого или излучаемого пигментом. После этого укрывистость резко снижается, а при размерах частиц, равных 0,5?, пигмент становится совершенно прозрачным.
     Максимальная укрывистость красных пигментов достигается при размерах частиц 550-580, зеленых - 500-530, синих - 440-480 нм, белых - в пределах 403-700 нм, что соответствует всему диапазону длин волн видимой части спектра. Пигмент должен иметь оптимальную степень дисперсности, термостойкость в пределах 100-120°С, обладать светостойкостью, обеспечивать получение окраски чистого тона. Многие органические пигменты склонны к бронзированию (особенно после горячего прессования кожи), добавление к ним минеральных пигментов и наполнителя (каолина) способствует ликвидации этого дефекта. Пигменты также должны быть устойчивы к действию воды, формальдегида и органических растворителей.
     Нужный цвет обычно получают комбинацией нескольких пигментов, органических и неорганических.
     Согласно исследованиям, проведенным в ЦНИИКПе, такие пигменты, как желтый прочный К, алый 2Ж, тиоиндиго оранжевый КХ, тиоиндиго красно-коричневый Ж, будучи введены в состав казеиновых концентратов, не дают бронзирования в покрытиях на коже. Весьма перспективно сочетание в концентратах смеси органических и минеральных пигментов, при этом органические пигменты обеспечивают стабильность концентратов и яркость тона покрывной пленки, а минеральные - устраняют бронзирование.
     В качестве примера смешанных пигментов можно привести такие: красный С и крон свинцово-молибдатный оранжевый повышенной светостойкости (в соотношении 1:1), алый 2Ж и оксид титана (1 :1), голубой фталоцианиновый и оксид титана IV (7:1).
     Применение концентратов, содержащих смешанные пигменты, в составе покрывных красок позволяет получить кожу красивого внешнего вида, с приятным грифом и без бронзирования покрытий после горячего прессования [74].
     Непосредственно в дисперсию полимеров пигмент вводить нельзя, так как он вызывает ее коагуляцию. Их применяют в виде паст, содержащих, помимо пигмента, связующее вещество (защитный коллоид) и другие добавки.
     Пигментные пасты - тонко диспергированные пигменты, тщательно перемешанные со связующим веществом. В качестве связующего применяют коллоидные растворы казеина для казеиновых концентратов, метилцеллюлозу и сопак. Связующее вещество защищает частицы пигмента от флоккуляции и осаждения в растворах покрывных красок, а также способствует упрочнению связи пигмента с пленкообразователями.
     Казеиновые концентраты - тщательно перетертая смесь пигментов или красителей с 20%-ным раствором казеина с добавлением бората натрия, диспергатора, смачивателя, пластификатора и антисептика. Они хорошо сочетаются с эмульсионными пленкообразователями, разбавляются теплой водой, обеспечивают стабильность рабочих растворов покрывных красок и равномерность окраски.
     Однако пигментные концентраты на казеине нестабильны при минусовых температурах, требуют обязательного введения антисептиков. Кроме того, казеин является пищевым продуктом и его необходимо заменять синтетическими материалами.
     В настоящее время для приготовления пигментных паст используют сопак - синтетический связующий материал, представляющий собой сополимер бутилакрилата, метилметакрилата (45:55) и метакриловой кислоты. В зависимости от ее количества различают три марки: сопак-1, сопак-2, сопак-3 (20, 30, 40 % метакриловой кислоты от массы двух других компонентов соответственно). Используется сопак в виде водно-щелочного раствора. В результате обработки щелочью происходит ионизация карбоксильных групп и набухание полимерных частиц, вязкость дисперсии (латекса) сильно увеличивается. Если содержание карбоксильных групп достаточно велико, то дисперсия превращается в раствор.
     Практически сопак получают нейтрализацией дисперсии МБМ-20 аммиачной водой до рН = 9,5-10 при непрерывном перемешивании.
     Сопак-1-защитный коллоид и модификатор, выпускается в виде дисперсии с содержанием 11-22% сухого остатка и рН = 2,2-3. При нейтрализации аммиачной водой до указанного выше рН дисперсия переходит в раствор.


Красный С
Пигменты 100 Смачиватель ОС-20 0,3

Сопак-1 20 Триэтаноламинализариновое масло 0,5

Ализариновое масло 3,0 Вода 100

     Пигментные пасты на основе сопака хорошо сочетаются с эмульсионными пленкообразователями. При добавлении небольшого количества сопака-1 в дисперсии полиакрилатов вязкость последних повышается, они становятся более устойчивыми при действии электролитов. Введение сопака также рационально при использовании так называемых бесказеиновых пигментных паст на базе водорастворимого сульфометилированного новолака ПФЛХ (понизитель вязкости полифенольный лесохимический, МРТУ 13-05-18-66). Он обладает поверхностно-активными свойствами, облегчает диспергирование пигментных частиц, сохраняя стабильность паст во времени. Отличительной особенностью пигментных паст на основе ПФЛХ является отсутствие коагуляционных процессов. Однако для исключения седиментации концентрация пигмента должна составлять 70-90 %. При более низком содержании пигмента со временем наблюдается образование осадка, которое носит обратимый характер. Для предотвращения седиментации пигмента добавляются защитные коллоиды - высоко карбоксилированные, частично сшитые полиакрилаты (сопак-4, сопак-5) [74].
     Следует отметить, что соотношение количества пигмента и пленкообразователя существенно влияет на укрывистость и, следовательно, толщину покрытия.
     В ЦНИИКПе разрабатываются пигментные концентраты без связующего, но с большой добавкой защитного коллоида (метилцеллюлозы, КМЦ, полиакриламида, поливинилового спирта) и ПАВ. Концентраты на основе метилцеллюлозы позволяют улучшить адгезионные свойства покрытия и его термостойкость [74].