پروژه کارآفرینی تولید رنگ های سرامیکی

 خلاصه طرح

1 معرفی محصول

در صنعت سرامیک سازی اصولا از رنگدانه برای جلا و تزئین استفاده می شود. در این صنعت رنگدانههای مختلف که بر پایه اکسیدهای فلزی استوار میباشند با اکسید سرامیکی (سیلیس) ترکیب شده و اصطلاحا لعاب سرامیک را تشکیل میدهد. لعاب تولید شده را روی سرامیک پوشش میدهند و در کوره های مخصوص سرامیک پخت میشود. از آنجا که بخش لعاب سازی را اغلب شرکتهای سرامیک سازی انجام میدهند، در این گزارش پایه رنگی این لعاب که رنگدانه میباشد مورد بررسی قرار گرفته است. اصولا تولید لعاب، فرایند اختلاط ساده بوده و دارای تکنولوژی پیچیده ای نمیباشد و در حال حاضر نیز تولید لعاب در واحدهای مجزا مرسوم نیست.

تولید یک رنگدانه تنها به یک صنعت خاص ارتباط ندارد و در طیف وسیعی از صنایع استفاده میشود. در این گزارش سعی شده است رنگدانه هایی که بیشتر مورد توجه صنعت سرامیک سازی می باشند مورد بررسی قرار گیرند. البته این رنگدانه ها در سایر صنایع نیز کاربرد داشته که برای هر محصول کاربردهای دیگر آن نیز اشاره شده است.

جنبه های عمومی

تعریف. کلمه “pigment” (که در فارسی به آن رنگدانه گفته میشود) از اصطلاح لاتین

“pigmentum” ریشه گرفته است و در اصل به مفهوم ماده مولد رنگ است. لیکن بعدها مفهوم این کلمه گستردهتر شد و تزئینات رنگی (مانند لوازم آرایشی) را نیز در برگرفت. در اواخر قرون وسطی، این کلمه همچنین برای هر نوع افشره گیاهی، به ویژه افشرههایی که برای رنگآمیزی استفاده میشد، به کار برده میشد. این کلمه هنوز در اصطلاح بیولوژیکی به همین مفهوم به کار میرود، یعنی برای اجزاء رنگی گیاهان یا حیوانات، که به شکل دانههای بسیار کوچک در سلولها یا غشاهای سلولی، به شکل رسوب در بافتها و یا به شکل معلق در مایعات بدن آنها وجود دارند.

مفهوم جدید این کلمه در قرن بیستم شکل گرفت. بنا بر استانداردهای پذیرفته شده، pigment به مادهای گفته میشود که از ذرات کوچکی تشکیل شده است که در عمل در محیط مورد استفاده، نامحلول

بوده و به علت خواص رنگ کنندگی، حفاظتی یا مغناطیسی آن به کار میرود. pigment و dye هر دو از “مواد رنگزا” محسوب میشوند. مواد رنگزا به موادی گفته میشود که به دلیل خواص رنگزایی آنها مورد استفاده قرار میگیرند. ویژگی که رنگدانهها را از رنگهای آلی محلول متمایز میکند، حلالیت کم آنها در حلالها و چسبها است. رنگدانهها را میتوان به کمک ترکیب شیمیایی و خواص نوری یا تکنیکی آنها شناسایی کرد.

تاریخچه. رنگدانههای غیر آلی طبیعی از زمانهای ماقبل تاریخ مورد شناسایی قرار گرفتهاند. حدود

2000 سال قبل از میلاد مسیح،ُاخرای طبیعی سوزانده میشد (گاهی به صورت مخلوط با سنگ معدن منگنز) تا رنگدانههای قرمز، بنفش و سیاه مورد استفاده در سفالگری به دست آید. سولفید ارسنیک و زرد ناپلز (آنتیموانات سرب) اولین رنگدانههای زرد شفاف بودند. اولترامارین یا لاجورد و لاجورد مصنوعی (آبی مصری و اسپینل آلومینیم کبالت) اولین رنگدانههای آبی بودند. مرمر سفید، مرمر سبز و یک هیدروکسی کلرید مس سنتزی اولین رنگدانههای سبز بودند. لعابهای رنگی برای آجر و به عبارتی رنگدانههای سرامیکی به صورت گستردهای توسط کلدانیان مورد استفاده قرار میگرفت. کلسیت، برخی از فازهای سولفات کلسیم و کائولن رنگدانههای سفیدی بودند که در آن زمان مورد استفاده قرار میگرفتند.

فنون نقاشی، لعاب کاری، شیشه سازی و رنگآمیزی در مصر و بابل پیشرفت کردند. یک نوع لاجورد مصنوعی (سیلیکات مس و کلسیم) هنوز به نام آبی مصری معروف است. سولفید آنتیموان و گالنا (سولفید سرب) عمدتاً به عنوان رنگدانه سیاه، شنگرف به عنوان رنگدانه قرمز و شیشه کبالت و اکسید آلومینیم کبالت ساییده شده به عنوان رنگدانههای آبی مورد استفاده قرار میگرفتند. بنا بر عقیده Plutarch، یونانیها و رومیها هنر رنگآمیزی را چندان مهم نمیشمردند و تلاش کمی برای توسعه رنگدانههای جدید نمودند.

از زمان مهاجرت انسان (قرن چهارم تا ششم میلادی) تا اواخر قرون وسطی هیچ پیشرفت قابل توجهی در زمینه مواد رنگزا به وجود نیامد. رنگدانه زرد ناپلز و برخی از مواد رنگزای خاص برای رنگآمیزی منسوجاتی که از مشرق زمین میآمدند، تنها ابداعات آن زمان بودند. پیشرفت بیشتر در زمینه رنگدانهها ابتدا

در اوایل دوره رنسانس صورت گرفت. Carmine توسط اسپانیاییها از مکزیک آورده شد. لاجورد فرنگی، safflore و شیشههای آبی حاوی کبالت در اروپا ابداع شدند.

انواع رنگدانه ها

اصولا رنگدانهها دارای انواع و اقسام مختلفی می باشند که بر حسب کاربرد مورد استفاده قرار میگیرند. در این بخش سعی شده است بیشتر تقسیم بندی در مورد رنگدانه های سرامیکی صورت گیرد. در این تقسیم بندی رنگدانه ها به دو گروه سفید و رنگی تقسیم شده اند و در هر گروه نیز چند رنگدانه مهم که بیشترین کاربرد را در صنعت سرامیک دارد، مورد بررسی قرار گرفته است.

رنگدانه های سفید

اکسید تیتانیم

اکسید روی (سفید روی)

رنگدانههای رنگی

رنگدانههای اکسید آهن

رنگدانههای کادمیم

سولفید کادمیم

زرد کادمیم

سولفوسلنید کادمیم (قرمز کادمیم)

سولفید جیوه کادمیم (سینابار کادمیم)

در جدول زیر دسته بندی رنگدانه ها بطور عموم انجام گرفته است. در این گزارش رنگدانه های رنگی و سفید که کاربرد بیشتری در صنعت سرامیک دارند مورد بررسی دقیق تر قرار گرفتهاند