안료(pigment)는 플라스틱에 특정 색상을 주기 위해 폴리머polymer 베이스에 첨가되는
불용성(용해되지 않는) 유기 혹은 무기 입자입니다. 자연으로부터의 유기 안료는 분산되기 어려운 응집체(안료 입자들의 덩어리들)을 형성하는 경향이 있습니다.이와같은 응집체는 최종 산물에 구멍들과
작은 알갱이들을 일으킬 수 있습니다.
반면에, 무기 안료들(금속 산화물metal oxide와 황화물sulphides, 카본블랙carbon black 등 과 같은)은
수지(resin)에 더 쉽게 분산됩니다. 무기 안료들 사이에서 이산화티타늄 (Tio2)는 플라스틱 산업에서
가장 많이 쓰이는 안료입니다.
플라스틱을 위한 안료의 성능/ 특성
플라스틱을 위한 안료의 주된 성능 특성은 다음과 같은 요소들에 의해 결정됩니다:
#1. 내후성 / 열화Aging
햇빛과 몇가지 인공적인 빛의 노출은 플라스틱 제품들의 유용 수명에 부작용을 가질 수 있습니다.
따라서, 실외에서 많이 쓰이는 폴리머polymer는 자외선 차단과 내후성이 강한 안료들을 요구합니다.
실제로 내후성을 평가하기 위해 관련있는 기후 지역에서 옥외폭로시험Outdoor Exposure Test를
이용해야합니다. 이것은 항상 확실하게 실행 가능하지는 않습니다.
널리 쓰여지는 대안은 가속시험입니다: CYCLE WOM 119
광 안정제 시스템The light stabilizer system은 최종 산물을 위해 안료 배합과 지정 속도 기준과 함께
고려되어야합니다.
#2. 내광성 Light Fastness
내광성은 실내 어플리케이션(직접적인 물의 접촉을 제외한 자외선 노출)에 쓰였을 때의 플라스틱 제품들의
내광견뢰도(耐光堅牢度)1color fastness의 측정입니다. 안료가 좋은 내광성을 지녔을 때,
항상 좋은 내후성을 지녔다는 말은 아닙니다.
1.염색물의 빛에 대한 안정성. 염색물의 실용상 안정성 평가에는 각종 염색견뢰도를 평가하게 되는 데 내광은 내세탁과 함께 가장 기본적인 내성이다. 기초적으로는 섬유 고분자 기질상 염료의 광화학 반응으로 인한 변퇴색과 그 평가(출처: 네이버사전)
실외 사용을 위한 안료의 선택은 다음과 같은 요소에 따라 달라집니다:
▶폴리머Polymer 유형
▶안료의 농도
▶이산화티타늄Titanium Dioxide의 유무 (일반적으로 색바램을 가속화시킴)
▶필요한 내광성
▶사용조건
안료 성능은 다음과 같은 요소에 따라 영향을 받습니다:
▶물품의 표면
▶열처리 이력
▶안정화 패키지Stabilization package
일반적으로 무기 안료들은 유기안료들보다 우수한 내광성을 표출합니다. 아래의 표는 유기안료들의 주요 종류의 내광성의 순위를 나열합니다.
#3. 뒤틀림warping / 핵생성nucleation, 그리고..
결정화도degree of crystallinity 와 결정화crystallization의 속도는 플라스틱 물품의 최종 특성을 결정합니다.
유기 안료들은, 특히 HDPE 사출성형법injection molding에서, 플라스틱 공정과정의
쿨링 단계cooling phase동안 이와같은 변수parameter들에 영향을 미치는 것으로 잘 알려져있습니다.
이것은 다음과 같은 것들을 초래할 수 있습니다:
▶감소된 역학적 안정성mechanical stability
▶치수안정성dimensional stability에서의 영향
·뒤틀림warping
·수축
이러한 현상들이 중대하게 여겨지는 대표적인 적용에는 컨테이너, 상자, 그리고
뚜껑과 마개들이 있습니다.
안료들은 그들의 HDPE 사출성형법의 수축에서의 영향에 따라서 세 개의 그룹으로 나누어질 수 있습니다.
뒤틀리는 기질은 다음과같이 설명되었습니다:
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뒤틀리지 않음 |
랩 실험에서도 현장에서도 중대한 영향력은 없음 |
|
살짝 뒤틀림 |
랩 실험에서는 약간의 영향이 발견되었으나, 현장에서는 성공적으로 쓰임 |
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뒤틀림 |
눈에 띄는 영향, 랩실험과 현장 모두에서, 그리고 이 적용 방법으로는 추천되지 않거나 특정한 뒤틀림 감소제와 혼합해서만 사용 추천 |
#4. 투명도Transparency
대채적으로, 투명도는 안료의 입자 크기를 최대한 줄임으로써 얻어집니다.
이것은 입자들이 코팅과함께 형성되자마자 그들을 둘러싸면서 이루어지고 이것은 결정의 생성을 예방합니다 .
가장 이러한 코팅을 위해 흔하게 쓰이는 제품은 송진rosin 혹은 송진 파생물derivative들입니다.
이것은 특히 높은 투명도를 필요로하는 잉크ink 안료들을 인쇄printing하는 데 유용합니다,
그리고 이러한 안료들은 분산이 더 쉽게 된다는 추가 이점을 가지고있습니다. .
산화철Iron oxide 안료들은 불투명opaque하거나 투명transparent할 수 있습니다.
투명도의 다양성은 높은 수준의 투명도가 마감처리를 매력적이게 보이게 해주고,
그들의 내후성 저항력이 그들이 화합될 수 있는것들과 함께 안료의 내후성weatherability을 상승시키는
메탈릭한 마감처리metallic finish에 많이 쓰이기때문에 무기 안료inorganic pigment들의 중요한 그룹입니다.
이것은 상승효과synergistic effect로써 잘 알려져있습니다. 입자에 따른 투명한 산화철은 대부분 입자가
작습니다, 그리고 크리스탈 결정형crystal shape의 입자 모양을 가지고 있습니다.
투명성에서의 분산의 효과
분산 과정은 입자들의 응집체들을 개별 주요 입자들로 해체시키는 것을 포함하면서 투명도에
영향을 끼칠 수 있습니다. 하지만, 주된 입자들은 분산 과정에서 갈라지지 않습니다.
우리가 할 수 있는 일은 오로지 본래 입자 크기의 안료들의 완전한 사용을 만드는 것입니다.
좋은 분산은 작은 입자의 투명도를 최적화시킬 것입니다.
투명도 측정
투명도는 흑백 대조표 위에 코팅을 적용하고 색의 차이를 측정함으로써 단순히 평가됩니다.
더 큰 색의 차이가, 더 높은 투명도를 보여줍니다.
플라스틱에 쓰이는 안료의 그룹
안료그룹은 주로 다음과 같이 분류됩니다:
유기 안료organic pigment
무기 안료inorganic pigment
카본 블랙carbon black
백색 안료white pigment
특수효과 안료special effect pigment
알루미늄 안료aluminum pigment
그 외의 안료
(주)삼양화인에서는 Tio2(이산화티타늄)부터 산화철(Iron dioxide), 각종 유기와 무기 안료들및
다양한 화학제품들을 취급하고 있습니다. 또한, 고객의 니즈에 맞춘 신제품개발에도 힘쓰고있습니다.
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