صناعات الدهانات

صناعات الدهانات

صناعات الدهانات، سنتعرف في هذا المقال على طريقة وكيفية صناعة الدهانات، وتعريف الدهانات وأنواعها وتركيبها، والأسس الكيميائية لتركيبها، وخواصها الفيزيائية.

1- تعريف الدهانات

الدهان مزيج لمواد غير ذوابة ومعلقة في وسط زيتي سائل، أو معلقة في مستحلبٍ مائي، ويتألف الوسط السائل من مجموعة مواد عضوية أو لاعضوية، يعطي بتعرضه للهواء وعبر تفاعلات بلمرة أو أكسدة أو جفاف طبقةً متماسكةً Film يتمتع بقوة التصاق مع السطح المطلي، وتصنف الدهانات في صنفين رئيسين:

• دهانات زيتية معلقة: يكون الوسط السائل فيها زيتا دسماً غير مشبع في بعض روابطه، ويستخدم لطلاء جميع السطوح.
• أما الدهانات المائية المستحلبة: يتكون وسطها استحلابها السائل من الماء، لذا لا يمكننا استخدامها مع السطوح المعدنية أو اللدنة لكبر عامل توترها السطحي مع الماء.

2- تركيب الدهانات: يتألف الدهان من:

أ- مكونات الغشاء:

تلعب هذه المواد دور الوسط الحامل لباقي مكونات الدهان، كما تلعب دور العامل الرابط، وقد تكون طبيعية أو صناعية:

• مكونات الغشاء الطبيعية: ومنها بعض الريزينات الطبيعية كالصموغ الطبيعية والتي منها صمغ مدغشقر وصمغ الكونغو وصمغ الماستيك، والكازئين، والزيوت النباتية الجفوفة مثل زيت بذر الكتان، زيت الصويا، زيت جوز الهند، زيت الخروع. ويتوجب على هذه الزيوت أن تحقق جملة من المواصفات التالية كي تصلح لصناعة الدهانات:

المواصفات الوجب تحقيقها في الزيوت لتدخل صناعة الدهانات
رقم اليود	رقم الحموضة	رقم التصبن	قرينة الانكسار
> 145	3- 8	~ 190	N25: 1.48

• مكونات الغشاء الصناعية: وتشمل الصموغ الصنعية والقطران والصموغ الاكريليكية والأوريتانية والصموغ الألكيدية والمطاط المكلور ومشتقات السيليلوز (استيرات وايتيرات السيليلوز).

ب – خافضات اللزوجة:

وهي المذيبات المحضرة من الفحوم الهيدروجينية أو الكيتونية التي تضاف للدهانات، لخفض لزوجتها وبالتالي تسهيل عمليات تحضيرها وتطبيقها، وبما أنها تتبخر في نهاية العملية، فعليها أن تحقق جملة من المواصفات:

• درجة غليان منخفضة نسبياً، وضغط بخار مرتفع على ألا يكون سريع التطاير كي لا يخلف بتطايره غشاءً غير أملس أو رواسب دهنية.
• خامل تجاه مكونات الدهان الأخرى، ولا يؤثر سلباً على ثبات المعلق.
• رخيص الثمن، وسهل التداول ومنخفض السمية، ورائحته مقبولة.

وأكثر المذيبات تداولاً روح التربنتين (التنر)، والنفتا الثقيلة (النفط)، وبعض المذيبات العضوية كالكزيلول، ورابع كلور الكربون، وكلور الميتيلين، وثنائي كلور البنزن، والأغوال الدنيا والايترات والأسيتون.

			CCl4	CH2Cl2
Para	Meta	Ortho
الكزيلول Xylol			رابع كلور الكربون	ثنائي كلور الميتيلين	ثنائي كلور البنزن

أما مع الدهانات المائية المستحلبة فيستعمل الماء نفسه كوسط بعثرة وكخافض لزوجة.

جـ- مسرعات الجفاف:

وهي مجموعة المواد المسرعة لتفاعلات البلمرة أو الأكسدة، مما يسرع من عملية الجفاف وتشكل الغشاء (Film) الحامل للملونات بعد تطبيقه، ومن أهم هذه المواد نجد بعض أملاح الكوبالت والمنغنيز والرصاص، وبعض الراتنجات وبعض مركبات زيت الكتان والبنتا ارتريتول (Pentaerythritol: C(CH₂OH)₄)، ولكل من المواد المذكورة آلية عمل خاصة، إذ يتكاثف البنتا ارتريت مع زمر كربوكسيل الحموض في الزيت ليربط أربعة سلاسل مع بعضها مقوياً ترابط الشبكة الزيتية المتبلمرة، أما مسرعات الجفاف بالأكسدة فهي حوامل أكسجين حلولة بالزيت وتضاف بنسبة تصل حتى 2% من وزن الزيت.

د – الملدنات:

تلعب بعض أنواع الزيوت الخاصة دوراً مهماً في رفع لدونة الأغشية بعد جفافها، وهي خاصة مهمة جداً لبعض الأصناف التي تتطلب دهانات مرنة مثل بعض ألعاب الأطفال التي قد تتعرض لعمليات ضغط والتواء، إذ تحول هذه الإضافات من تكسر وتقشف طبقة الدهان، وتضاف بنسبٍ تتراوح بين 20-70% بحسب الحاجة، وتعد القلفونة* وزيت الخروع وثنائي الفتالات من أكثر المواد استعمالاً في هذا المجال.

 * القلفونة:

مادةٌ تستخرج من عدة أنواع من أشجار الصنوبر التي تنمو في أمريكا الشمالية وأوربة، ويتراوح لونها بين الأصفر الفاتح والبنّي القاتم والأحمر الداكن، وهناك ثلاثة أنواع رئيسة من هذه المادة:

• فالصمغ الراتنجي يتم إنتاجه بتقطير المادة الراتنجية التي يتمّ جمعها من الأشجار الحيّة، ويتم الحصول على خام المادة الراتنجية بإحداث شق طولي فيها فيتدفق منها الراتنج.
• والنوع الثاني هو الراتنج الخشبي الذي يُستخرج من جذوع الشجر المتبقي بعد القطع باستعمال المذيبات.
• أما النوع الثالث فهو الراتنج الكبريتي، ويسمى أيضًا زيت الصنوبر الراتنجي، وهو مُنْتَج ثانوي يتخلّف عن صناعة لب الخشب.

ويستعمل راتنج القلفونة في العديد من الأغراض الصناعية، وأكثر ما يشيع استخدامه مع كربونات الصوديوم في تغطية الورق بمادة غروية؛ لمنع امتصاص الورق للرطوبة، كما يستعمل في تحضير الدهانات، والورانيش، والمواد اللاصقة، والمواد المانعة للتسرب في أغراض العزل، فضلاً عن أحبار الطباعة.

هـ – المواد المالئة: للمواد المالئة أدوار مهمة جداً، منها:

1. إعطاء الدهان القدرة على التغطية ومقاومة العوامل الجوية.
2. إكساب الدهان القوام اللزج للتحكم باستخدامه.
3. امتصاص الأشعة الضوئية وعكسها لحماية شبكة البوليمر الزيتية بعد الجفاف، وتعد الأشعة فوق البنفسجية أخطر هذه الأشعة وأكثرها أثراً.
4. كثيراً ما تلعب دور العامل الملون.
5. أيضًا كثيراً ما تضاف لخفض كلفة المواد المشكلة للأغشية.

وغالباً ما تستخدم كمواد مالئة بعض الأكاسيد والمركبات اللاعضوية، ويشترط فيها أن تحقق جملة الشروط:

• الكلفة المنخفضة والثباتية العالية.
• ألا تؤثر سلباً على سرعة البلمرة أو الجفاف أو الأكسدة.
• أن تكون قادرة على تشكيل معلق مع الزيت أو الماء.

ومن أهم هذه المواد نجد: الكاؤولين والسيليكا والجبس والباريت (كبريتات الباريوم) وأكسيد التيتانيوم والأميانت والميكا وأكسيد التوتياء وكربونات الرصاص وكربونات الكالسيوم والتالك.

ز – مثبتات المعلق:

كما سبق وذكرنا فالدهان عبارة عن معلق لموادٍ عضوية ولاعضوية في وسطٍ سائل، وقد يكون المعلق غير ثابت مع الزمن، لذا تضاف له مثبتات بكميات صغيرة بهدف المحافظة على ثبات المعلق، ونجد من هذه المواد الصابون المعدني للحموض الدسمة للدهانات الزيتية، والصابون الأمونيومي للدهانات المائية.

و – الملونات:

تضاف المواد الملونة للدهانات بهدف:

• منح الدهان لوناً جذاباً.
• امتصاص الأشعة الضوئية الواردة باتجاه طبقة الدهان ما يؤدي لخفض معدلات النفوذية، وتجعل فيلم الدهان أكثر قساوة ومتانة ومقاومة للحرارة مما يطيل من عمر الدهان، ومن أهم الشروط الواجب توافرها في الملونات:
• الكلفة المنخفضة مع قوة تلوين وقدرة على التغطية
• السمية المنخفضة
• الثبات الكيميائي تجاه الضوء والحرارة وتقلبات الجو.
• تشكيلها معلق مع مكونات الدهان الأخرى.

الملونات والأصبغة المستخدمة في صناعات الدهانات

ويتم تداول الملونات عادة على شكل مسحوق شديد النعومة وغير قابل للذوبان، في المحلات الحاملة المستخدمة في صناعات الدهانات، وهي مواد عضوية أو لاعضوية تعرف باسم Tomer، أو ملونات عضوية محمولة على حوامل لاعضوية مثل هيدروكسيد الألمنيوم أو كبريتات الباريوم أو الطين، وعلى هذه الصورة يتم تحضير صباغ اللك (صباغ أحمر حيواني أو نباتي).

أما الأصبغة العضوية المستخدمة في صناعات الدهانات فنجد منها أصبغة الآزو ومعقدات الفتالوسيانين، وقد تستخدم الأصبغة منفردةً أو ممزوجة للحصول على اللون المطلوب، ويبين الجدول (1) بعض الأصبغة الهامة المستعملة في الدهانات:

الجدول (1): بعض الأصبغة الهامة المستعملة في الدهانات

بعض الملونات المستعملة في الدهانات
الصباغ	التركيب الكيميائي	المواصفات
الليتوبون	BaSO4 70% & ZnS 30%	أبيض غير مقاوم للعوامل الجوية
كربونات الرصاص القاعدية	PbCO3. Pb(OH)2	أبيض، سام، مقاوم للعوامل الجوية
أكسيد التيتانيوم	TiO2	أبيض، قوي التغطية، مقاوم للعوامل الجوية
أكسيد الزنك	ZnO	أبيض، غير سام، لا يتأثر بالضوء، ضعيف التغطية
أخضر الزمرد	CrO3. H2O	أخضر مقاوم لتأثير الضوء والعوامل الجوية
أزرق مونسترال	المعقد النحاسي الفتالوسيانيني	أزرق مخضر قوي التغطية
السيرقون	PbO2. Pb3O4	برتقالي اللون، سام
أحمر البندقية	ناتج تكليس FeSO4	أحمر آجري جميل، مقاوم لتأثير الضوء

3- تحضير الدهانات الزيتية صناعياً:

كما سبق وذكرنا فالدهانات معلق ثابت قدر الإمكان لملونٍ أو أكثر، وتحدد نعومة الأصبغة جودة درجة تبللها بمكونات الغشاء وقدرة تغطيتها وتلوينها للدهان، ولا نحصل عملياً على نعومة تزيد عن 5 ميكرونات لجعلها غروية ما أمكن، وتتم صناعات الدهانات وفق الخطوات:

1. تذاب مكونات الغشاء في المذيب، أو تعلق فيه بوساطة خلاطات خاصة ليتشكل الورنيش.
2. تُمزج الملونات مع الورنيش الناتج مزجاً كاملاً للحصول على عجينة متجانسة ومتراصة وترسل للمطاحن الكروية.
3. تنقل العجينة المتجانسة الناتجة من المرحلة السابقة إلى مطاحن كرات لسحق المكونات الصلبة من الأصبغة والمواد المالئة ولتطحن طحناً رطباً لضمان تبلل كامل المكونات بمكونات الغشاء.

المنتج عبر مرشحات لتخليصه من الشوائب الخشنة، ويعبأ ويسوق.

الفرق بين صناعات الدهانات والورانيش

تنويه: الفرق بين الدهانات والورانيش: تطبق الدهانات والورانيش بشكل طبقات رقيقة على السطح المطلي، وتتحول هذه الطبقات بعد جفافها لغشاءٍ لدن نسبياً يشكل الطبقة الواقية أو التزينية أو كلتيهما، وتدعى الطبقات أو الأغشية الشفافة بالورنيش، أما الطبقات أو الأغشية الكتيمة فتدعى دهانات، وفي حين أننا نرى أن الورنيش لماع نجد أن الدهانات غير لماعة، وتتعلق درجة لمعان الدهان بعوامل عديدة مثل نسبة الزيت في الدهان، ويختلف الورنيش عن الدهانات في تركيبه، فالورنيش مؤلف من المادة المكونة للغشاء (الصمغ) والمذيب، بينما يتألف الدهان من ورنيشٍ حاوٍ على ملونات ومواد مالئة ومواد ملدنة.

4- اختبار الدهانات:

يهدف تطبيق الاختبارات على الدهانات للتأكد من النقاط التالية:

1. جودة المواد الأولية المستخدمة.
2. الاختيار والتطبيق الصحيح للمواد الأولية.
3. تمتع الغشاء الناتج بالمواصفات الفيزيائية والكيميائية المطلوبة.

ولذلك يجري تطبيق الاختبارات التالية:

أ – الخواص الفيزيائية للدهانات: وتشمل:

1. تحديد كثافة الدهان بواسطة مقياس الكثافة.
2. أيضًا تحديد لزوجة الدهان وقوامه بالطرق المعروفة.
3. تحديد مدة الجفاف: ونميز فيها ثلاث مراحل:

• الجفاف الأولي: وتقاس مدته بتعيين زمن بداية تطبيق الدهان حتى الزمن الذي لا يعلق عنده الرمل المقذوف على غشاء الدهان، وتحسب المدة بين التوقيتين.
• أيضًا الجفاف المتوسط: وتقاس مدته بتعيين زمن بداية تطبيق الدهان ثم تعيين الزمن الذي لا يؤثر الدولاب المسنن الخاص على الغشاء عند مروره على سطحه، وتحسب المدة بين التوقيتين.
• الجفاف التام: وتقاس مدته بحساب الفرق بين زمن تطبيق الدهان والزمن الذي لا يتأثر عنده الغشاء بحكه بالظفر.

ب – الفحوص الكيميائية للدهانات:

وتشمل هذه الفحوص تعيين كمية المذيب، والمادة المشكلة للأغشية، والملونات في الدهان، كما نقوم بتعيين طبيعة هذه المركبات.

• تطبق عملية تقطير على كمية (30-50) غ من الدهان لتعيين نسبة المذيب فيه.
• يتم استخلاص كمية المادة المكونة للغشاء بمذيب خاص (كالايتر).
• يمدد الدهان لتعيين الملونات ثم يفصل الملون بالتثفيل أو الترشيح.

جـ – اختبارات التقادم:

يعد تعريض الأغشية للتقلبات الجوية من الاختبارات الأقرب للحقيقة، إلا أن مثل هذه الاختبارات تتطلب زمناً طويلاً، لذا نلجأ لتطبيق شروط مشابهة للتقلبات الجوية على الأغشية وبطرائق سريعة نسبياً، وتستعمل لهذه الغاية أسطوانات دوارة تثبت عليها العينات المفحوصة من الدهانات، وتعرض للشروط الجوية المصطنعة.

5- تحضير بعض الألكيدات المستخدمة في صناعات الدهانات:

تهدف التجربة إلى تغيير موجه بخواص الاسترات المستخدمة في عمليات الطلاء، إذ يتوجب أن تتمتع الألكيدات المستخدمة في صناعات الدهانات بما يلي:

1. انحلالية كبيرة في المذيبات.
2. قدرة الألكيد على تشكيل بنية شبكية بالطلاء قدر الإمكان عند درجات حرارة منخفضة.

ويمكننا الحصول على هذه الخواص وبشكل مرضٍ عند تحوير استرات الحموض الدسمة الموجودة في الزيوت النباتية.

أ – الأسس الكيميائية لتحضير الألكيدات:

تُحضر الألكيدات عادة بطريقتين، وهما طريقة الحمض الدسم، والطريقة الغولية.

١. طريقة الحمض الدسم:

يعد الزيت الحمضي أولاً، ومن ثم تضاف للمفاعل جميع مكونات التفاعل في آنٍ معاً، الغول المتعدد الوظيفة، والحمض المتعدد الوظيفة، والزيت الحمضي المعدل، وترفع درجة الحرارة حتى 220-250 ْم، وفي حال استعمال الغليسرين كغول متعدد الوظيفة مع بلا ماء حمض الفتاليك، تتم استرة الوظيفة الهيدروكسيلية الأولية أولاً، لأنها أكثر فعالية من الوظيفة الهيدروكسيلية الثانوية، ومن ناحية أخرى نجد أن بلا ماء حمض الفتاليك أكثر فعالية من الحمض الأحادي الوظيفة للزيت المعدل، ولهذا يتمكن الحمض الزيتي الدسم من التفاعل مع الوظيفة الهيدروكسيلية الثانوية فقط بالغليسرين وفق آليات التفاعلات التالية (مواقع الهجوم على زمر هيدروكسيل الغليسرين):

موقع هجوم الحمض المتعدد الوظيفة ←		هيدروكسيل أولي
موقع هجوم الحمض الدسم المعدل ←		هيدروكسيل ثانوي
موقع هجوم الحمض المتعدد الوظيفة ←		هيدروكسيل أولي

لذلك يفترض أن تكون بنية الألكيد الممكن الحصول عليه بهذه الطريقة على الشكل:

حيث R بقية الحمض الدسم المحور.

وأتت التسمية Alkyd من نحت كلمتي غول Alcohol مع كلمة حمض Acid للدلالة على مبدأ تحضيره.

٢. الطريقة الغولية:

يمكننا بهذه الطريقة الحصول على الألكيدات المشتركة دون اللجوء لتحطيم الزيوت، وتتم هذه العملية على مرحلتين.

– المرحلة الأولى: يتفاعل الزيت النباتي مع الغول المتعدد الوظيفة بوجود وسيط قلوي في الدرجة 220-250 ْم، فمثلاً ومع    الغليسرين:

– المرحلة الثانية: نحصل على متعدد الغليسريد بتفاعل أحادي الغليسريد مع بلا ماء حمض الفتاليك، حيث يدخل أحادي الغليسريد بالتفاعل كغول ثنائي الوظيفة، ونحصل في نهاية التفاعل على جزيء ألكيد خطي:

ماء	الغليبتال “بوليستر”		بلا ماء حمض الفتاليك		أحادي الغليسريد

الحصول على مزيج أحادي وثنائي الغليسريد في صناعات الدهانات

يمكننا بتغيير نسب المواد الأولية المتفاعلة في المرحلة الأولى الحصول على مزيج أحادي وثنائي الغليسريد، حيث يلعب هذا الأخير دور الفاصم للسلسلة، وبالتالي التحكم بالوزن الجزيئي للسلسلة.

تحتوي الحموض الدسمة على روابط مضاعفة سهلة التأكسد بأكسجين الهواء، لذا فإنه من الممكن أن تحصل عملية بلمرة مؤكسدة للروابط الثنائية أثناء عملية اصطناع الألكيد، وهو تفاعل غير مرغوب فيه كونه يؤدي لتفرع الجزيئات، وبالتالي الحصول على بنية شبكية، وبالتالي ترتفع كثافة المنتج ويزداد لونه عمقاً بدلاً عن شفافيته، كما تتراجع الانحلالية وقد تؤدي للجلتنة، لذا فإننا نعمد لتطبيق التفاعل في جوٍ خامل، ويضبط انتهاء تفاعل المرحلة الأولى بالعين المجردة من خلال انحلال المنتج بالايتانول باعتبار أن الزيت الأولي غير حلول بالايتانول على العكس من الغليسريد.

أما انتهاء المرحلة الثانية فيتم تحديدها باستقراء رقم الحموضة، يمكننا بتغيير نسب المواد الأولية المتفاعلة في المرحلة الأولى الحصول على مزيج أحادي وثنائي الغليسريد، حيث يلعب هذا الأخير دور الفاصم للسلسلة، وبالتالي التحكم بالوزن الجزيئي للسلسلة.

6- العمل المخبري:

أ – تحضير ألكيد مشترك طويل:

سنتبع في تحضيره الطريقة الغولية، وتستغرق العملية 20-30 دقيقة.

• المرحلة الأولى:

خذ 8.96 غ زيت نباتي، 2.18 غ غول متعدد (الغليسرين)، كمية بسيطة من وسيط التفاعل، سخن بلطف – يفضل على حمام زيتي – في بيشر سعة 150 مل، ونرفع الحرارة حتى 250 ْم باختيار التوافقية بأخذ عينة من المزيج التفاعل ونضيف لها ايتانول نقي 100% بنسبة 1:1، ونمزج العينة بأنبوب اختبار فإذا حصلنا على محلول عكر (دليل عدم تمام التفاعل) نتابع التسخين، وإذا لم يحصل عكر نجري اختبار التوافقية بنسبة تمديد (1 عينة : 5 كحول مطلق)، فإذا حصل عكر نستمر بالتسخين حتى 260 ْم، وبعد 5 دقائق نعيد الاختبار للتأكد من تمام التفاعل في هذه المرحلة نحصل على غليسريد أحادي.

• المرحلة الثانية:

نبرد منتج المرحلة الأولى حتى 180 ْم ونضيف 3.88 غ من الحمض المتعدد الوظيفة (درجة انصهاره 137-140 ْم) على دفعات مع المحافظة على درجة الحرارة 180-230 ْم على ألا ترتفع عن 260 ْم، وتتم إضافة المذيب خلال 10-15 دقيقة، اترك الوعاء ليبرد، فنحصل في هذه المرحلة على مزيج نسبة الألكيد فيه 50-75% والباقي مذيب.

إذا أخذنا 1-1.5 غ من هذا المزيج المتشكل وجففنا عند الدرجة 125 ْم لمدة ساعة نجد أن نسبة المواد الصلبة 93-98%.

ملاحظة: تجنب أبخرة التفاعل.

ب – تحضير ألكيد مشترك:

يؤخذ 4 غ من الغليسرين، 3 غ من بلا ماء حمض الفتاليك، وتمزج المواد في وعاء معدني صغير بوساطة قضيب زجاجي، وتسخن بهدوء على حمام زيتي عند الدرجة 130 ْم وهي درجة انصهار بلا ماء حمض الفتاليك، وفي هذه المرحلة يضاف 4 غ من الحمض الدسم الساخن، ونتابع التسخين لمدة 25 دقيقة أو حتى الحصول على قوام لزج خفيف، ونبرد المزيج المتشكل.

يمكن أن يتراوح قوام المنتج بين الزيتي واللزج الخفيف أو المتوسط بحسب زمن التفاعل، ولكل منتج استعمال، فيمكن للمنتج الزيتي مثلاً أن يُعَامل حرارياً مع زيت بذر الكتان لنحصل على ألكيد جديد يدخل في صناعات الدهانات.

ملاحظة: لا تدع الغول الدسم يسخن بشدة. وقارن التفاعل المذكور مع تفاعل تحضير الغليبتال (باب البوليميرات).

الجدول (2): نماذج لبعض وصفات صناعة الدهانات الزيتية

معلومات عامة عن صناعات الدهانات
المواد الخام المستعملة في تحضير الألكيدات: الغليسيرين، البنتا ارتريت، بلا ماء حمض المالئيك، زيت الكتان، زيت الصويا
التركيب التقريبي لدهان أساس عادي
ثنائي أكسيد التيتانيوم” تيتان “	أكسيد الزنك	كربونات الكالسيوم” اسبيداج “		راتنج ألكيد طويل” من زيت الصويا “		مجففزيركون	مجففكوبالت		مجفف كالسيوم	نفط
10 %	2 %	41 %		34 %		0.5 %	0.2 %		0.3 %	12 %
تركيب دهانات نهائية
المادة			دهان غير لامع %		دهان نصف لامع %			دهان لامع %
ثاني أكسيد التيتانيوم			15		20			24
كربونات الكالسيوم			35		23			5
أكسيد الزنك			1.5		2.5			2
سيليكا مطحونة طحن غروي			1.5		–			–
مادة سيليكا ناعمة			5		3.5			–
ألكيد صويا متوسط			–		17			34
مادة ألكيد صويا طويل			26.5		21			43
مجفف زيركون			0.5		0.5			0.6
نفط			15		12.5			8.6

 7- الطباعة بالبيغمنت

تطبق تقنيات عديدة في طباعة الأقمشة، فمنها ما يقوم على الصباغ بتقنيات متنوعة بتنوع نوع الأقمشة والخيوط المصنوعة منها ما بين خيوط طبيعية كالقطن أو الصوف، وما بين التركيبية كالبولي استر والبولي أميد… ومنها تقنية البيغمنت.

تحتل الطباعة بالبيغمنت مكانة مرموقة وهامة لاقتصاديتها وميزاتها التقنية كعاملي وفر الزمن والطاقة لعدم احتياجنا عمليات غسيلٍ لاحقة.

ويتم تطبيقها على الأقمشة والملبوسات والأوعية الزجاجية والبلاستيكية والمعدنية على السواء، كما يمكننا إدراجها ضمن نطاق تقنية تحضير الدهان المائي المستحلب أو الزيتية، آخذين بعين الاعتبار الفروقات التقنية التالية:

أ – طريقة التطبيق:

يتم تطبيق الدهان بالفرشاة أو بأجهزة الرذ (البخ) أو الرولو، في حين أننا نضطر بالطباعة لشابلونات حريرية أو معدنية (تقنية الروتاري) ما يستلزم منا العمل بشكل فيزيائي جامد، أو ما يسمى معجونة الطباعة ذات المحتوى المائي أو العضوي الأقل من نسبهما في الدهان السائل.

ب – الميزات الفيزيائية:

يتم استخدام الدهان على سطوح ثابتة كالجدران وما كان على شكلها، في حين تتعرض الملبوسات خاصة للامتطاط والاحتكاك المائي عبر عمليات الغسيل، أو الاحتكاك الجاف أثناء الارتداء ما يستلزم منا مادة رابطة ذات قدرات التصاق جيدة وفي الآن عينه أن تكون طرية ولدنة، وهذا ما لا يتوفر في البولي ﭬينيل أسيتات PVAc ما اضطرنا للأخذ بالبولي أكريلات PAc كمادة يمكننا التحكم بمواصفاتها من خلال التحكم بطول ودرجة تشابك سلاسلها البوليميرية عند الطباعة بتقنيات الطباعة بالمعجونة المائية.

عادًة، يتم تحضير البيغمنتات على شكل سوائل مبعثرة وبتراكيز مُختارة ليسهل مزجها وانسجامها مع أيٍ من المكونات الأخرى المستخدمة في تحضير معاجين الطباعة. وبأبعاد غروية دقيقة للغاية ” دون 3 ميكرون ” لضمان ثباتها للخزن أولاً وتجانس وثبات لزوجتها ثانياً، إضافة لتحضيرها بتركيبةٍ صديقةٍ للبيئة لخلوها من مركبات ألكيل فينول إيتوكسيلات.

جـ – وصفات تحضير معاجين الطباعة:

• يتم تحضير وصفات الطباعة بمجموعتين من المواد: أساسية، ومساعدة.
• المكونات الأساسية: البيغمنت ” للتلوين”. البيندر ” للربط “. المثخن ” لضبط حدود الرسم أو منع الرحلان “، أما المكونات المساعدة: المثبتات ، المطريات، عوامل الاستحلاب، مضادات الرغوة، المزلقات.

هـ- البيندر:

عبارة عن بوليميرات مبعثرة غير ذوابة بالماء (غالباً ما تكون من نمط البولي أكريلات)، ذات قدرة لصق ممتازة فيما بين سلاسلها لتشكيلها روابط عرضية لضمان أفضل قوة ربط بين سلاسلها القصيرة. ويجب أن تتميز بسهولة تطبيقها وثباتها العالي تجاه الكيماويات مع قابليتها العالية للتوليف مع المكونات الأخرى لمعجونة الطباعة وصولاً لثباتيات عالية على الاحتكاك والغسيل والتنظيف الجاف.

آلية تشكل طبقة البيندر: تتم على مرحلتين:

• المرحلة الأولى: انصهار جزيئات البيندر وتشكيل طبقة جيلاتينية أثناء التجفيف، أما المرحلة الثانية: تغطي طبقة الفيلم المتشكلة البيغمنت ما يجعله ملتصقاً بالشعيرات.

د – المثخن الصنعي:

يتم تحضير المثخن الصنعي عادةً ككوبوليمير اكريليكي بوزن جزيئي عالي بوظيفة كربوكسيلية في سلسلته، ويتحول بمجرد إضافته للماء لهيدرات بوليميرية بادئاً برفع لزوجة الوسط، وننصح للوصول لدرجة اللزوجة العظمى بتحريكه بسرعة ولأطول زمنٍ ممكن، ونرى في الجدول (3) وصفةً لتركيب معجونة نظامية:

الجدول (3)

وصفة تحضير معجونة الطباعة بالبيغمنت بوزن 1000 غرام
المادة	بيندر	بيندر صنعي	عامل استحلاب	ماءات النشادر (عامل قلونة)	ماء
غرام	80-150	14-17	5	3-5 غ حتى pH: 8~9	حتى 1000 غ

وترتبط كمية البيندر اللازم إضافتها للمعجونة بمحتواها من البيغمنت، كما يتوجب علينا بعد إنهاء عملية الطباعة تطبيق عملية تجفيف لنتبعها بمرحلة التثبيت عند درجة الحرارة 150 ْم، على أنه كثيراً ما يتم مزجه مع البيندر الطبيعي الذي يتم تحضيره من ألجينات الصوديوم.

[/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]