پیگمنت مشکی؛ انواع روش های تولید
پیگمنت مشکی چیست؟
دوده (پیگمنت مشکی) دوده یک محصول آلی می باشد که از ته نشینی فاز بخار حاصل از تخریب هیدروکربنها در درجه حرارتهای بالا بدست می آید و بیشتر دوده ها در حدود ۹۸% کربن بوده و ۲٪ بقیه را اکسیژن و نیتروژن و سولفور تشکیل می دهد.
دوده در صنایع رنگ سازی به عنوان پیگمنت مشکی مورد استفاده قرار می گیرد. که یکی از مهمترین عوامل توزیع یکسان ذرات در رنگ می باشد.
این ماده در کمترین دما در حلالهای آلی حل می شود. دوده در صنایع رنگ سازی ، گرانول ، مستربچ ، پی.وی.سی، سیم و کابل ، لاستیک، لاستیک و چرم مصنوعی کاربرد دارد. این محصول در گریدهای Printon256, Printon156 و Printon1515 ارائه می گردد .
آشنایی با پودر پیگمنت مشکی کربن بلک
پیگمنت های مشکی در بین رنگدانه ها از اهمیت خاصی برخوردار هستند. چراکه امروزه علاوه بر تولید محصولات مشکی، در فرایند تینت کردن بسیاری از محصولات رنگی مورداستفاده قرار میگیرند.
پودر پیگمنت مشکی به روشهای مختلفی تولید میشود. جالب است که بدانیم در میان رنگدانه های مشکی، پیگمنت های بر پایه کربن که معمولاً با نام پیگمنت کربن بلک یا گاهی پیگمنت دوده شناخته شدهاند برتری خود را حفظ کردند و بیشترین خرید و فروش پیگمنت مشکی به آنها اختصاص دارد. در جدول زیر روشهای مختلف تولید رنگدانه مشکی و همچنین رنگدانه کربن بلک بیانشده است.
انواع روشهای تولید رنگدانه مشکی
روشهای تولید گوناگونی برای تولید پودر پیگمنت مشکی وجود دارد که روشهای کورهای، کانالی و دوده چراغی را میتوان برای پیگمنت کربن و روش استخراج از سنگ معدن را برای پیگمنت گرافیت و اکسید آهن مشکی نام برد. روش تولید مصنوعی اکسید آهن مشکی نیز وجود دارد.
روش کورهای تولید پیگمنت کربن بلک
در این فرایند تولید پیگمنت دوده مواد نفتی با میزان آروماتیک بالا به منطقه احتراق فوقالعاده داغ (۱۴۲۷ درجه سانتیگراد) در یک محفظه مخصوص تزریق میشوند. این مواد در اثر دمای بالا به کربن و محصولات داغ دیگری نظیر گاز و شعلههای ناشی از احتراق آن تجزیه میشود. سپس پیگمنت کربن بلک به منطقه خنککننده خارج از کوره دمیده میشود و بهوسیله سیلیکونها و فیلترهای کیسهای از سایر مواد گازی جدا میگردد. عواملی که در تولید رنگدانه کربن بلک میتواند متغیر باشد شامل طرح کوره، انتخاب ماده مورداستفاده، دمای کوره و نوع حرکت پودر پیگمنت مشکی میباشد.
این روش تولید رنگدانه مشکی جدیدترین و به طور قطع مهمترین روش تولید است. بیش از ۹۴ درصد تولید پیگمنت کربن بلک در آمریکا به همین روش تولید میشود. کارایی، میزان تولید بالا، در دسترس بودن مواد اولیه نفتی و کنترل شدید متغیرها را میتوان از جمله مواردی که سبب مصرف بالای این نوع از رنگدانه کربن بلک شده است، به حساب آورد.
روش تولید کانالی رنگدانه کربن بلک
تولید این نوع از پیگمنت دوده کربنی مستلزم سوخت ناقص هزاران شعله است که از سوختن گاز در کانالهای آهنی که به صورت خانهای از مشعل درآمده است، میباشد. این سازههای پوشیده از صفحه فلزی با ارتفاع کوتاه و طولانی، هر کدام دارای ردیفهایی از لولهگذاری، سر مشعلها ، کانالها و سیستمهای جمعآوری میباشند که به صورت گروههایی در یک ساختمان کانالی مخصوص به خود قرار دارند. اندازه و شکل سر مشعل، فاصله آن تا کانال و نیز دما، پایهی کنترل کیفی پیگمنت کربن بلک در این سیستم است. میزان هوای محدودی که برای احتراق وجود دارد، ایجاد سطوح نسبتاً اسیدی نموده و دارای میزان بالاتری از اکسیژنی است که از طریق شیمیایی جذبشده است.
این روش تولید، یک روش تولید قدیمی برای رنگدانه مشکی محسوب میشود. اما در طول زمان اصلاحاتی در طراحی، ساخت مشعل و نوع تغذیه آنها به وجود آمده است. با افزایش قیمت گاز، به احتمال زیاد سهم تولید پودر پیگمنت مشکی با این روش کاهش خواهد یافت. نکته قابلتوجه دیگری که باید توجه داشت آن است که در این روش نمیتوان رنگدانه مشکی به نرمی رنگدانه کربن بلک تولیدشده به روش کورهای را داشت.
روش دوده چراغی تولید رنگدانه مشکی
روش ظرف مخصوص درباز، احتمالاً قدیمیترین روش تولید شناختهشده برای رنگدانه مشکی است. این روش به وسیله روش کورهای بهبود یافت و جایگزین شد. پودر پیگمنت مشکی که به این روش تولید میشود اساساً زبر است.
پیگمنت مشکی حاصل از حرارت
در این روش یک جو کاهنده وجود دارد. پیگمنت کربن بلک حاصل از این روش پیگمنت های درشت و صافی هستند که تقریباً هیچ شکل هندسی و ساختمانی ندارند. قدرت رنگدهی این نوع رنگدانه کربن بلک فوقالعاده پایین است. به دلیل جذب روغن پایین آنها، این نوع پودر پیگمنت مشکی به عنوان پرکنندههای ارزانقیمت مقاوم در برابر دما و نور در محصولاتی نظیر خمیرها، پرکنندهها و آسترهای مخصوص مصرف میشوند. این نوع رنگدانه مشکی معمولاً همراه با رنگدانه های کربنی حاصل از روش کورهای و کانالی جهت بهبود مقامت در برابر هوا مصرف میشوند.
روش استیلن
فرایند تولید رنگدانه مشکی با استفاده از استیلن بدینصورت است که توده استیلن به وسیله حرارت در غیاب اکسیژن به وسیله واکنش حرارت زا شکسته میشوند و به این طریق این فرایند ادامه مییابد. پودر پیگمنت مشکی استیلنی نسبتاً نرم است و پیگمنت دارای شکل ساختاری میباشد. این پیگمنت ها خلوص بالایی دارند و نیمههادی خوبی هستند. اما کاربرد آنها به دلیل جذب روغن فوقالعاده بالایشان، محدود است.
پودر پیگمنت حاصل از استخوان
این نوع از رنگدانه کربن بلک هنوز هم تولید میشوند و همانگونه که از نام آنها پیداست، از طریق زغال کردن استخوانها در جوی کاهنده به وجود میآیند. میزان کربن موجود در پیگمنت مشکی تولیدی از این روش بین ۸ الی ۱۷ درصد است و بقیه را اکثراً فسفات کلسیم تشکیل میدهد. اساساً این نوع رنگدانه مشکی نشانگر انواع ابتدایی پیگمنت های پرکن یا همان فیلر هستند. این نوع پیگمنت کربن بلک به طور فوقالعادهای از نظر قدرت رنگدهی پایین است و تمایل جزئی به رو آمدن و شناور شدن در سطح رنگ دارد. این رنگدانه کربن بلک نسبتاً آسان دیسپرس میشود و به علت محتویات پرکنهای موجود در ساختارشان، براقیت پوشش را کاهش میدهند.
