Pigment perłowy - Polski Serwis Naukowy

Pigmenty perłowe – jedna z podstawowych grup pigmentów (pozostałe to pigmenty absorpcyjne, metaliczne oraz fluorescencyjne i fosforescencyjne).

Pigmenty te można podzielić na jednobarwne i wielobarwne. W pigmentach jednobarwnych występuje zjawisko jednoczesnego załamania, odbicia i przepuszczenia promieni świetlnych w wyniku czego powstaje efekt mieniących się barw (zob. rys.2). Zjawisko mienienia się barw obserwować można w naturze, np. mieniące się łuski ryb i jest one wywołane naturalną guaniną. W szczególny sposób efekt ten występuje w pigmentach perłowych wielobarwnych (zob. rys. 1), działających jak pryzmat, który rozczepia światło na barwy tęczy.

Ryby, ryby właściwe (Pisces) – tradycyjna nazwa zmiennocieplnych kręgowców wodnych oddychających skrzelami, posiadających szczęki i poruszających się za pomocą płetw. Niezwykle zróżnicowane pod względem budowy zewnętrznej i wewnętrznej, ubarwienia oraz przystosowania do warunków środowiska. Stanowią najliczniejszą grupę współcześnie żyjących kręgowców (ponad połowę). Na świecie znanych jest ponad 30 tys. współcześnie żyjących, naukowo opisanych gatunków. Ryby są najstarszymi kręgowcami świata, pojawiły się około 480 mln lat temu. W Polsce występuje około 120 gatunków.

Absorpcja – w optyce proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję. Natężenie światła wiązki przechodzącej przez substancję ulega zmniejszeniu nie tylko w wyniku absorpcji, lecz również na skutek rozpraszania światła. O ile jednak promieniowanie rozproszone opuszcza ciało, to część zaabsorbowana zanika powodując wzrost energii wewnętrznej tego ciała.

W przypadku pigmentów perłowych jednobarwnych, jeśli załamaniu i odbiciu ulega fala o barwie żółtej, to pozostała część światła o barwie dopełniającej przenika przez pigment. Jeśli taki pigment użyto do lakieru i pokryto nim czarną powierzchnię, wówczas barwa dopełniająca ulegnie absorpcji i zostanie wyeksponowana barwa żółta. Jeśli zaś lakierowane podłoże będzie białe to w praktyce barwa dopełniająca zostanie częściowo pochłonięta, a częściowo odbita osłabiając efekt działania pigmentów perłowych.

Pryzmat – bryła z materiału przezroczystego o co najmniej dwóch ścianach płaskich nachylonych do siebie pod kątem (tzn. kątem łamiącym pryzmatu).

Poligrafia jest dziedziną techniki zajmującą się procesami wytwarzania druków. Na przestrzeni wieków zachodziły w niej zmiany, aż osiągnęła ona dzisiejszy etap przemysłowy, którego rozwój zachodzi w jeszcze szybszym tempie. Przemysł poligraficzny jest szczególną dziedziną produkcyjną – obejmuje on opracowywanie wzorców (form drukowych) oryginałów tekstowych i rysunkowych, i drukowanie za ich pomocą kopii, w większości na potrzeby masowego odbiorcy. Jak każdą dziedzinę produkcyjną, tak i poligrafię można określić poprzez wykorzystywane technologie, charakterystykę wyrobów i powiązania z innymi dziedzinami gospodarki.

Budowa pigmentów perłowych

Pigmenty perłowe produkuje się na bazie płytek miki. W zależności od grubości płytki otrzymuje się różne barwy interferencyjne. Pigmenty te zazwyczaj napyla się określoną warstwą pigmentów absorpcyjnych o określonej grubości warstwy. Powlekając płytki miki tlenkiem żelaza w zależności od grubości warstwy uzyskuje się metaliczne barwy od brązu poprzez miedź do czerwieni. Powlekając analogicznie dwutlenkiem tytanu uzyskuje się barwy od srebrnej poprzez żółtą, czerwoną, niebieską do zielonej. Płytki miki można powlekać kombinacjami warstw obu tych tlenków jak innymi tlenkami, np. tlenkiem chromu, uzyskując różne efekty barwne. Najintensywniejsza barwa interferencyjna widoczna jest wówczas, gdy na płytki miki spogląda się pod kątem odbicia promieni świetlnych. Jeśli barwą interferencyjną była barwa np. niebieska a absorpcyjną czerwona, wówczas patrząc pod kątem odbicia na powierzchnie pokrytą pigmentem obserwujemy jako dominującą barwę niebieską, ale spoglądając pod innym kątem możemy dostrzegać jako dominującą barwę czerwoną. Jeśli użyje się płytek miki o stosunkowo dużych powierzchniach, wówczas doświadczyć można iskrzenia się barw. Przy płytkach o małych powierzchniach wystąpi miękki i jedwabisty połysk. Pigmenty o większych powierzchniach cechuje mniejsza siła krycia niż pigmenty o powierzchniach mniejszych. Szczególną odmianą pigmentów perłowych są pigmenty dające efekt wielobarwny, zależny od kąta patrzenia i kąta oświetlenia. Pigment ten jest wytworzony z syntetycznie wyprodukowanych płytek z dwutlenku krzemu (SiO2) o ściśle określonej grubości i wielkości mieszczącej się w przedziale 5-50 μm, powlekanych dwutlenkiem tytanu (TiO2). Za pomocą tych pigmentów uzyskuje się barwy od subtelnej turkusowej poprzez błyszczące srebro do odcieni czerwieni.

Tlenek tytanu(IV) (ditlenek tytanu, dawniej dwutlenek tytanu), TiO2 – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek tytanu na stopniu utlenienia IV. Ma wiele zastosowań, najczęściej wykorzystywany jest jako biały pigment do farb i środek wybielający papier.

Srebro (Ag, łac. argentum) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Jest srebrzystobiałym metalem, o największej przewodności elektrycznej i termicznej. W przyrodzie występuje w stanie wolnym, a także w minerałach, takich jak argentyt czy chlorargyryt. Większość wydobywanego srebra występuje jako domieszka rud miedzi, złota, ołowiu i cynku.

rys. 1. Pigment perłowy wielobarwny

rys. 2. Pigment perłowy jednobarwny

Zastosowanie pigmentów perłowych

Pigmenty perłowe są niepalne, odporne chemicznie, światłotrwałe, odporne na zmiany temperatur, nietoksyczne. Zatapia się je w tworzywach sztucznych, używa w farbach i lakierach. Warunkiem wystąpienia pożądanych efektów interferencyjnych jest to, aby kawałki miki układały się równolegle do powierzchni pokrywanego przedmiotu. Możliwe to jest przy odpowiedniej grubości warstwy farby czy lakieru na tyle wolno schnącej, że płytki miki zdążą się na skutek grawitacji odpowiednio ułożyć, tj. równolegle do podłoża. Pigmenty perłowe znajdują zastosowanie w poligrafii przy druku i lakierowaniu, w przemyśle samochodowym przy jednowarstwowym lakierowaniu karoserii z efektem zbliżonym do barw metalicznych, w przemyśle meblarskim, ceramicznym itd.

Miedź (Cu, łac. cuprum) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa miedzi po łacinie (a za nią także w wielu innych językach, w tym angielskim) pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności wydobywano ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim (łac. cyprum aes), a następnie cuprum. Posiada 26 izotopów z przedziału mas 55-80. Trwałe są tylko dwa: 63 i 65.

Interferencja (łac. inter – między + ferre – nieść) to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla wszystkich rodzajów fal, we wszystkich ośrodkach, w których mogą rozchodzić się dane fale. W ośrodkach nieliniowych oprócz interferencji zachodzą też inne zjawiska wywołane nakładaniem się fal, w ośrodkach liniowych fale ulegając interferencji spełniają zasadę superpozycji.

Pigmenty perłowe są najnowszym rodzajem pigmentów – pierwotnie, od połowy lat 70. XX wieku stosowano je w lakierach samochodowych, gdzie w tej chwili mają już ugruntowaną pozycję. W poligrafii torują sobie drogę od połowy lat 90.

Pigmenty perłowe można aplikować różnymi technikami druku, ale ta technika, która umożliwia grubszą aplikację pigmentu daje lepsze efekty optyczne, zatem najlepsze rezultaty otrzymuje się w sitodruku, następnie we wklęsłodruku, fleksodruku, a na końcu w offsecie.