تاریخچه مختصری از کاربرد استئارات آلومینیوم بعنوان اجزاء ساخت رنگ

ابتدائی ترین و ساده ترین رنگ های روغنی حاصل ترکیبی از رنگدانه و روغن های خشک شونده بوده اند. سرانجام خشک کن ها، رزین ها، پرکن ها، و بعضی اوقات مواد ناخالص و معلق کمکی نیز به آن افزوده شده اند.

استئارات آلومینیوم یکی از اجزاء سازنده رنگ است که در قرن بیستم بکار گرفته شد. ژلاتینه شدن حلال های نفت بوسیله صابون آلومینیوم حداقل از اواخر قرن نوزدهم شناخته شده بوده است اما  استئارات آلومینیوم، تا مدت ها بعد برای تغییر خواص رنگ مورد استفاده قرار نگرفت.

در سال 1901 چـرچ استفاده از “نمک آلی اسید اولئیک آلومینا” را، برای جلوگیری از “ته نشین شدن” ماده قرمز رنگ هنگام عبور از لوله را یادآور شد. تا دهه های بعدی، حتی در پروتکل آزمایشات گـاردنـر سال 1911،که از نخستین سری کتاب ها در مورد استاندارد صنعتی برای آنالیز رنگ محسوب می شود، هیچ نامی از این ماده یا مواد مشابه ذکر نشده است.

استفاده از استئارات آلومینیوم به جلوگیری از جدا شدن رنگدانه معلق در نفت کمک نموده، موجب کاهش میزان نفت مورد نیاز برای خیساندن رنگدانه شده و با افزایش غلظت رنگ از طریق تشکیل ژل با نفت، باعث کاهش رنگدانه مورد نیاز می شود.

تحقیقات در مورد استفاده از استئارات آلومینیوم و روی بعنوان کمک کننده به خرد کردن رنگدانه و جلوگیری از ته نشین شدن یا جدا شدن رنگدانه از حامل(واسطه) در سال 1920 منتج به درخواست حق ثبت انحصاری (patent) شد و در 23 جولای 1922 حق امتیاز آن در آمریکا(U.S.patent #1,421,625) به Clarence A. Ward اعطاء شد.

استئارات آلومینیوم در گستره 1 تا 5% وزن افزوده می شود. حق امتیاز (patent #1,428,273) آمریکا بیانگر چند گونگی این دستورالعمل است اما بکار گیری روغن های معدنی اشباع نشده بعنوان واسطه (حامل) و صابون آلومینیوم (استئارات، palmitate و غیره) که نفت را ژله ای نماید، در 5 سپتامبر 1922 برای  Fanchem W. A. Collings صادر شد.

کتاب راهنمای 1923 نقاشان تجاری این صابون ها را در لیست خود نیاورده بود اما چهارمین چاپ دستورالعمل تست رنگ کاردنر در سال 1927 قید نمود که : “طی سال های اخیر مقادیر قابل ملاحظه ای استئارات آلومینیوم در صنایع رنگ و جلا استفاده شده است. (گاردنر 1927 ص 664).”

یک دستورالعمل تست بریتانیائی سال 1927، در ذکر استئارات آلومینیوم یا طبقه مواد آن قصور ورزید. (فوکس و بوئلز 1927) بنابراین حداقل تا اواسط دهه 1920 استئارات آلومینیوم برای استفاده تجاری و بطور ضمنی برای استفاده در رنگ های هنری موجود بود.

در رابطه با خیساندن رنگدانه ها، بطور معمول مقدار کمی اسید چرب موجود در نفت فشرده به تشکیل صابون در میانجی رنگدانه و پراکندگی و بهبود خصوصیات ته نشینی کمک می کند. تخم کتان تصفیه شده با اسید چرب پائین خود که به واسطه رنگدانه پوشش داده شده با صابون فلزی مشکل ته نشینی ایجاد می کند.

زمان اولین استفاده از استئارات آلومینیوم مشخصا در رنگ های هنری معلوم نیست اما بطور مستقیم در سال 1942 در بررسی مواد رنگی ذکر شده است. (گیتنز و استود 1942) و در نوشته ای از لویسون در 1949 که نوشت: “… استفاده از استئارات آلومینیوم بطور معمول برای چندین دهه بطور روشن اظهار شده است.” (لویسون 1949 ص 826).

او همچنین یاد آور شد که صابون می تواند در مقادیر بالای 2% مواد آسیاب شده بدون رنگدانه رنگی رقیق شده اضافه شود.

بر خلاف استئارات کلسیم و روی که بصورت نمک 100% خالص موجود می باشند، استئارات آلومینیومی که بصورت تجاری استفاده می شود ماده مرکبی است که مشمول فن قیاس اوزان اتمی (stoichiometry) نمی شود. آلومینیوم سه ظرفیتی ممکن است با یک یا دو آنیون استئارات با باقیمانده بار الکتریکی که بوسیله آنیون های هیدروکسیل خنثی شده باشد، یکجا شود. (الیوت 1946، پیل پل 1971).

چنین بنظر می رسد که سیستم های آبگون برای تهیه یا به کار بردن نمک گیری منجر به دسته ای از تولیدات شوند که شامل مقادیر متنوعی از استئارات، هیدروکسیل و واحد هایی از آب شوند. (پیل پل 1963).

در سیستم های بدون آب لازم است که تهیه استئارات ها بالاتر از نمک باشد. تهیه تجاری استئارات آلومینیوم در هر جائی ممکن است حاوی 2 تا 7% وزن اسید استئاریک باشد (پیل پل 1971، ویتکو 1999).

آنالیز وزن 2 نمونه تجاری بوسیله نویسنده 2 و 3% اسید استئاریک آزاد نشان داد. آماده سازی اولیه ممکن است محتوی مقادیر قابل توجهی از palmitate (از اسید روغن خرما) باشد. از آنجا که اسید استئاریک تجاری بکار رفته در تهیه صابون های فلزی فقط حدود 90% خالص هستند، سایر اسید های چرب(پالمیتیک، اولئیک، لینولئیک و …) نیز بعنوان ناخالصی یافت شدند (پیل پل 1971).

آلومینیوم استئارات روغن های غیر گیاهی را در حرارت حل کرده و اگر مقدار بالائی و به قدر کافی کنسانتره صابون بکار رفته باشد، در زمان سرد کردن، عمل ژله شدن اتفاق می افتد. در جریان معمول ساخت رنگ ها، قبل از اضافه کردن نفت استئارات آلومینیوم با رنگدانه آسیاب می شود.

در یک سری از آزمایشات گاردنر اثرات صابون های فلزی را روی رنگدانه ها تست نمود و دریافت که استئارات آلومینیوم سطح ذرات رنگدانه را پوشش داده و به جلوگیری از ته نشین شدن آن و نیز کاهش مقدار نفت مورد نیاز برای خیساندن رنگدانه کمک نمود.

مقدار استئارات آلومینیوم مورد نیاز برای پوشش رنگدانه بر اساس وزن متغییر است اما یک محلول 2% وزنی استئارات آلومینیوم (وزن استئارات /وزن نفت) از یک محلول 5/0 یا 4% در اصلاح سطح (رنگدانه) موثر تر است. (گاردنر 1930).

صابون ها سطح رنگدانه را پوشش داده و با اثر فضائی (steric effects) یا مکانیسم شارژ الکتریکی ذرات را از متراکم شدن حفظ کرده. (پیل پل 1966). و رنگدانه را بصورت معلق نگاه می دارد.

با افزایش مقادیر استئارات آلومینیوم، مخلوط نفت و رنگدانه چسبناک (viscous) شده و با بکار گیری مقدار مناسبی استئارات آلومینیوم رنگ می تواند در کنسانتره کمتری از رنگدانه ژل شود. (مایر 1965). این روش می تواند برای درست کردن یک رنگ با هزینه کمتر بکار گرفته شود زیرا مقدار کمتری از رنگدانه گران قیمت مورد نیاز خواهد بود.

یک امتیاز برجسته بکار گرفتن استئارات آن است که زمانی که نفت و رنگدانه زمان طولانی درظرف رنگ می مانند، از هم جدا نمی شوند.

در حال حاضر، تولید کنندگان رنگ های هنری اغلب در فرمولاسیون خود از استئارات آلومینیوم استفاده می کنند بدون آن که نام آن را در لیست اجزاء تشکیل دهنده کالای خود ذکر نمایند.

❌ کپی مطالب،نمودارها،تصاویر و … صرفا با درج منبع بلامانع است .