Η ΡΗΤΙΝΗ -- "ΔΕΝΕΙ" ΤΙΣ ΧΡΩΣΤΙΚΕΣ, ΠΑΡΕΧΕΙ ΠΡΟΣΦΥΣΗ, ΑΝΤΟΧΗ ΚΑΙ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΦΙΛΜ ΤΟΥ ΣΤΕΓΝΟΥ ΧΡΩΜΑΤΟΣ

Η ρητίνη, ή "πρώτη ύλη", ή φορέας, ή συνδετικό υλικό, είναι ένα πολύ σημαντικό συστατικό που επηρεάζει σχεδόν όλες τις ιδιότητες του χρώματος, ειδικά

• την πρόσφυση και τις σχετικές ιδιότητες όπως αντοχή στο σπάσιμο και το ξεφλούδισμα
• άλλες σημαντικές ιδιότητες όπως αντοχή στο πλύσιμο, στην κιμωλίαση, και την εξασθένηση της απόχρωσης
• ιδιότητες της εφαρμογής, όπως άπλωμα και ομοιόμορφο στρώσιμο, δημιουργεία φίλμ και δημιουργεία γυαλάδας

Χωρίς παρουσία χρωστικών, οι περισσότερες ρητίνες θα δημιουργούσαν ένα διάφανο ή ημιδιάφανο και γυαλιστερό φιλμ; ορισμένες ρητίνες χρησιμοποιούνται χωρίς χρωστικές στην κατασκευή διάφανων βερνικιών. Επίσης τα αστάρια πλαστικών χρωμάτων περιέχουν αραιωμένη ρητίνη (βινυλική ή ακρυλική) χωρίς χρωστικές.

Ρητίνες Λαδομπογιάς - Βερνικοχρωμάτων

Ρητίνες Πλαστικών (Ακρυλικές, Βινυλικές, κτλ)

Οι χρωστικές μειώνουν την γυαλάδα της ρητίνης. Με σταδιακή αύξηση της ποσότητας των χρωστικών, και χρησιμοποιόντας μεγαλύτερα σωματίδια χρωστικών, μπορούμε να επιτύχουμε διαφορετικά επίπεδα γυαλάδας:

1. Γυαλιστερό (ή στιλπνό -ελάχιστη ποσότητα χρωστικών)
2. Ημι-γυαλιστερό
3. Σατινέ ή Βελουτέ
4. Χαμηλή Γυαλάδα
5. Ματ (η μεγαλύτερη ποσότητα χρωστικών)

Η γυαλάδα στο χρώμα προσδιορίζετε με μετρήσεις της αντανακλαστικότητας υπό διαφορετικές γωνίες από την κατακόρυφο (σε γυάλινη επιφάνεια = 100):

Η μέτρηση στους 20° περιγράφει το "βάθος της γυαλάδας" σε γυαλιστερά και ημιγυαλιστερά χρώματα. Η μέτρηση στους 60° που είναι η πιο συχνή, χρησιμοποιείτε στα περισσότερα χρώματα εκτός από τα εντελώς ματ. Η μέτρηση στους 85° περιγράφει την γυαλάδα σε χρώματα σατινέ, βελουτέ, και χαμηλής γενικά γυαλάδας.

Τα χρώματα κατηγοροποιούνται ως ματ, σατινέ, ή γυαλιστερά και έχουν τιμές γυαλάδας που περιέχονται στον παρακάτω πίνακα. Αυτό δεν σημαίνει ότι ένα χρώμα θα έχει διαφορετικές τιμές, αλλά ή τιμή κάθε χρώματος είναι σχεδιασμένη να βρίσκετε στις κατηγορίες όπως περιγράφονται παρακάτω. Για παράδειγμα, ένα συγκεκριμένο σατινέ χρώμα μπορεί να έχει μια τιμή γυαλάδας 15 στους 20°, και 55 στους 60°.

Τα εργοστάσια χρωμάτων χρησιμοποιούν μιά παράμετρο που λέγετε PVC (Pigment Volume Concentration ή Ογκομετρική Συγκέντρωση Χρωστικών) για να προσδιορίσουν τη σχετική αναλογία των χρωστικών σε σχέση με την ρητίνη κατά την κατασκευή των χρωμάτων. Ο όρος PVC είναι ο λόγος του όγκου (και όχι του βάρους) των συνολικών χρωστικών και ρητίνης, και υπολογίξετε ως εξής:

Όγκος Χρωστικών
PVC % = --------------------------------------------- X 100
Όγκος Χρωστικών + Όγκος Ρητίνης

Τυπικές τιμές του PVC που σχετίζονται με διαφορετικά επίπεδα γυαλάδας είναι:

Είναι προφανές ότι υπάρχει μεγάλο εύρος στη ποσότητα χρωστικών που χρησιμοποιούνται στην παρασκευή χρωμάτων ματ. Τα καλύτερης ποιότητας ματ χρώματα, για εσωτερικές και εξωτερικές επιφάνειες, θα έχουν γενικά τιμές PVC περίπου 38 - 50 %. Επειδή τα ματ αυτά χρώματα έχουν μεγαλύτερη ποσότητα ρητίνης αναλογικά με τα χρωστικά, θα έχουν μεγαλύτερη αντοχή σε σχέση με ματ χρώματα με μεγαλύτερες τιμές PVC, δηλαδή θα έχουν καλύτερες αποδόσεις σε ιδιότητες όπως αντοχή στο πλύσιμο και κατακράτηση σκόνης για εσωτερικά χρώματα, και αντοχή στην κιμωλίαση, στο ξεθώριασμα, αντοχή στους μύκητες, και γενική αντοχή σε εξωτερικές επιφάνειες. (Τα προιόντα για εσωτερικές ή εξωτερικές επιφάνειες πρέπει να χρησιμοποιούνται αντιστοίχως)

Αρκετά συνεργεία χρωματισμού και ελαιοχρωματιστές συχνά επιλέγουν χρώματα ματ με μεγάλο ποσοστό χρωστικών πιγμέντων για καινούργιες εσωτερικές επιφάνειες για να κρύψουν ανομοιομορφίες στην κατασκευή, όπως αρμούς σε γυψοσανίδες, κτλ. για να έχουν ομοιόμορφα αποτελέσματα. Σε εξωτερικές επιφάνειες, ματ χρώματα με υψηλές τιμές PVC, έχουν μικρότερες αντοχές σε σχέση με χρώματα με μικρότερες τιμές PVC, ειδικά σε κλίματα που πιάνει πάγο, ή σε ξύλινες επιφάνειες.

Οι προδιαγραφές για σατινέ χρώματα περιορίζουν το εύρος των τιμών PVC που μπορούν να χρησιμοποιηθούν, σε σύγκριση με το εύρος των χρωμάτων ματ. Ορισμένα τεχνικά φυλλάδια, προδιαγραφές ή MSDS (δελτία ασφαλείας) προσδιορίζουν την τιμή  PVC του προιόντος.

Ρητίνες για Λαδομπογιές και Ακρυλικά Χρώματα

1. Λαδομπογιές

Η ρητίνη στις λαδομπογιές είναι από φυτικά λάδια που στεγνώνουν, ή οξειδώνονται και αλληλοδικτυόνονται όταν εκτείθονται στον αέρα, σχηματίζοντας έτσι τις επιθυμητές ιδιότητες του χρώματος. Τα λάδια αέρος που χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για χρώματα και βερνίκια περιλαμβάνουν το λινέλαιο (με κατεργασία λιναρόσπορου και διύλυση) το λάδι tung (από καρπούς κινέζικων δέντρων), λάδι σόγιας (από σπόρους σόγιας). Σήμερα, λίγα χρώματα κατασκευάζονται μόνο με λάδια; αλλά είναι βασισμένα σε τροποποιημένα λάδια (οργανικά οξέα και αλκοόλες) που ανομάζονται αλκυδικά (alkyds = organic acids and alchohols). Τα χρώματα αυτά ονομάζονται γενικώς βερνικοχρώματα, και οι ρητίνες είναι γνωστές και ως γλυκεροφθαλικές. Τα αλκυδικά στεγνώνουν γρηγορότερα και με μεγαλύτερη σκληρότητα από τα φυσικά λάδια. Ορισμένα χρώματα, ειδικά εξωτερικά υποστρώματα, είναι συνδυασμός φυσικών λαδιών και αλκυδικών για να πετύχουν την κατάλληλη ελαστικότητα. Ο όρος "λαδομπογιά" χρησιμοποιείτε στην πράξη και αναφέρετε και στα λάδια και στα ακλυδικά χρώματα.

Ο σχηματισμός του φιλμ στις λαδομπογιές και τα ακλυδικά χρώματα σχηματίζονται σε δύο στάδια: Όταν το χρώμα απλώνετε στην επιφάνεια

1. ο διαλύτης εξατμίζετε και αφήνει την ρητίνη και τις χρωστικές στην επιφάνεια; και
2. η ρητίνη μετά "στεγνώνει" ή οξειδώνετε καθώς αντιδρά με το οξυγόνο του αέρα.

Το πρώτο στάδιο είναι το στέγνωμα στην αφή και γίνεται σε μερικές ώρες. Το δεύτερο γίνεται σε μερικές μέρες αλλά συνεχίζει σε όλο το χρόνο ζωής του χρώματος. Το στέγνωμα, ή η οξείδωση, είναι αυτό που δημιουργεί την σκληρή και ανθεκτική επιφάνεια στις λαδομπογιές και τα αλκυδικά χρώματα. Η οξείδωση αυτή όμως μπορεί σε βάθος χρόνου να σκληρήνει την επιφάνεια του χρώματος σε τέτοιο βαθμό που μπορεί να σπάσει και να ξεφλουδίσει. Η οξείδωση επίσης δημιουργεί κιτρίνισμα, το οποίο συνήθως εξασθενεί με τον ήλιο, αλλά μπορεί να είναι εμφανές σε επιφάνειες υπό σκιά, πχ σε ντουλάπες, πίσω από κάδρα, κτλ.

2. Ακρυλικές Ρητίνες

Τα περισσότερα υδατοδιαλυτά χρώματα εξωτερικών επιφανειών είναι ακρυλικά ή ακρυλικής βάσης. Η ρητίνη σε ένα ακρυλικό χρώμα είναι ένα πολυμερές υλικό σε υδατική διασπορά. Η διασπορά αυτή είναι ένα γαλακτώδες υγρό, που ονομάζετε latex στην βιομηχανία χρωμάτων, γιατί μοιάζει με το φυσικό latex από τα δέντρα καουτσούκ, χωρίς να έχει όμως καμία άλλη σχέση με το φυσικό καουτσούκ (latex). Το γαλάκτωμα αυτό λέγεται επίσης emulsion, και σε μερικές χώρες, πχ στην Αγγλία, τα ακρυλικά χρώματα αναφέρονται ώς emulsion paints.

• Σημ. Εκτός από την εμφάνιση, η ακρυλική ή βινυλική πρώτη ύλη που χρησιμοποιείτε στα χρώματα, δεν έχει καμία άλλη σχέση ή ομοιότητα με το φυσικό  latex (καουτσούκ) που χρησιμοποιείτε σε μερικά είδη από γάντια, που υπάρχουν αναφορές ότι μπορεί να προκαλέσουν αλλεργικά συμπτώματα σε ορισμένους χρήστες.

Τα εργοστάσια χρωμάτων αναμειγνύουν τις χρωστικές σε μεγάλα καζάνια και στη συνέχεια προσθέτουν την ακρυλική πρώτη ύλη (ρητίνη). Έτσι το χρώμα, αποτελείται από ένα μείγμα των χρωστικών και της ρητίνης, μαζι με ορισμένα βελτιωτικά πρόσθετα και τον διαλύτη που είναι κυρίως το νερό (δείτε στην παρακάτω παράγραφο).

Ο σχηματισμός του φιλμ στα ακρυλικά χρώματα, γίνετε με την εξάτμιση του νερού μετά την εφαρμογή. Κατά την διάρκεια της εξάτμισης, τα σωματίδια των χρωστικών και η ρητίνη αγκαλιάζονται σε ένα σώμα. Καθώς τα τελευτέα υπολοίματα του υγρού εξατμίζονται, τριχοειδής δυνάμεις μαζεύουν την μάζα αυτή με μεγάλη δύναμη, η οποία πήζει και συσσωματώνει τα σωματίδια της χρωστικής σε ένα συνεχές φιλμ. Το στάδιο αυτό που ονομάζεται συσσωμάτωση, φαίνετε γραφικά στην πιο κάτω εικόνα:

Δημιουργεία Φιλμ Ακρυλικού Χρώματος

Ο μηχανισμός του σχηματισμού του φιλμ, είναι αυτό που επιτρέπει την αραίωση με νερό και τον καθαρισμό των επιφανειών και των εργαλείων με νερό, ενώ δημιουργεί παράλληλα ένα αδιάβροχο και με μεγάλη ανθεκτικότητα και αντοχή στις καιρικές συνθήκες φιλμ πολύ σύντομα μετά την εφαρμφογή. Το φιλμ των ακρυλικών χρωμάτων διατηρεί μικροσκοπικούς πόρους που του επιτρέπουν να "αναπνέει", δηλαδή, αφήνει τους υδρατμούς (αλλά όχι το νερό) να διαπεράσουν το φιλμ. Τα ακρυλικά χρώματα για το λόγο αυτό έχουν μεγαλύτερη ανοχή στην υγρασία που για διάφορους λόγους έρχετε από το υπόστρωμα. Σε αντίθεση οι αλκυδικές λαδομπογιές έχουν πολύ μικρότερη, εως ελάχιστη ή μηδαμινή, διαπερατότητα στους υδρατμούς, γιατί δημιουργούν ένα σκληρό φίλμ, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται φουσκάλες και σκασίματα όταν εφαρμόζονται σε νωπό ή όχι εντελώς στεγνό υπόστρωμα. water-based paints that are not acrylic based include watercolours, poster paints, tempera, and most finger paints

Από την άλλη μεριά, τα ακρυλικά χρώματα μπορεί να κάνουν φουσκάλες από την βροχή, την υγρασία, ή άλλες πηγές νερού στην εξωτερική επιφάνεια του χρώματος, εάν το χρώμα

• έχει περιορισμένη ικανότητα πρόσφυσης
• έχει περαστεί πάνω σε σκονισμένη επιφάνεια με αποτέλεσμα να υπάρχει ελλειπής πρόσφυση
• δεν υπήρχε αρκετός χρόνος να στεγνώσει πλήρως
  

Κάτω από αυτές τις συνθήκες, η τάση για φουσκάλες θα είναι μεγαλύτερη στις περιπτώσεις που έχουν προστεθεί μεγάλες σχετικά ποσότητες χρωστικών για ορισμένες έντονες ή σκούρες αποχρώσεις.

Ο μηχανισμός σχηματισμού του φιλμ στα ακρυλικά χρώματα έχει ορισμένους περιορισμούς. Επειδή η πρώτη ύλη - ρητίνη - έχει θερμοπλαστικές ιδίοτητες (μαλακώνει σε υψηλότερες θερμοκρασίες, και το αντίστροφο), όταν εφαρμόζονται σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες γίνονται πολύ σκληρά για να επιτύχουν ένα συνεχές και ανθεκτικό φιλμ. Αυτός είναι και ο λόγος που οι κατασκευαστές, συνιστούν μια ελάχιστη θερμοκρασία εφαρμογής (συνήθως στους 10° C) για τα ακρυλικά χρώματα. Επίσης εάν οι συνθήκες είναι τέτοιες που τα χρώματα στεγνώνουν πολύ γρήγορα λόγω ζέστης, η δημιουργεία του φιλμ και η αντοχή μειώνονται, καθώς το γρήγορο στέγνωμα μειώνει την κινητικότητα των σωματιδίων πριν το φιλμ προλάβει να σχηματισθεί. Συνθήκες που προκαλούν υπερβολικά γρήγορο στέγνωμα σε εξωτερικές επιφάνειες, είναι η υψηλή θερμοκρασία, ο αέρας, η χαμηλή υγρασία, ο χρωματισμός υπό δυνατό ήλιο, και ο χρωματισμός σε επιφάνειες με μεγάλο πορώδες.

Διάφοροι τύποι ακρυλικών ρητινών: Υπάρχουν πολλά είδη πολυμερών που προσθέτονται σε ακρυλικές ρητίνες και σχηματίζονται συμπολυμερης ρητίνες. Αυτές που χρησιμοποιούνται συχνά είναι:

1. 100 % Ακρυλικές (πλαστικά) - PMMA, polymethyl-methacrylate
   
2. Βινυλικές (πλαστικά εσωτερικών χώρων) - PVA, polyvinyl acetate
3. Ακρυλικές - βινυλικές (PVA-PMMA)
   
4. Συμπολυμερή (ακρυλικές-στυρενίου, PVA-VEOVA, ακρυλικές-βινυλικές, κτλ.)

Οι κατασκευαστές έχουν αρκετές ρητίνες να επιλέξουν στο στάδιο του σχεδιασμού. Αυτές διαφέρουν στην ικανότητα πρόσφυσης, στο μέγεθος των σωματιδίων, στη ροή, το άπλωμα και το στρώσιμο, στην σκληρότητα, το ποσοστό των στερεών, την τιμή, και άλλα χαρακτηριστικά.

Υποθέτοντας ότι διαλέγουμε τη κατάλληλη ρητίνη για την κάθε εφαρμογή, και εάν όλα τα άλλα είναι ίδια (προετοιμασία της επιφάνειας, εφαρμογή, κτλ), οι 100 % ακρυλικές ρητίνες παρέχουν γενικά αξεπέραστες επιδόσεις σε διάφορες ιδιότητες εξωτερικών χρωμάτων:

Ως αποτέλεσμα από τις ιδιότητες αυτές, τα 100 % ακρυλικά χρώματα συχνά συνηστώνται για εξωτερικές επιφάνειες όπου απαιτείται κορυφαία ποιότητα. (Η 100 % ακρυλική ρητίνη είναι σημαντικά πιο ακριβή από τα βινυλικά πλαστικά, ή τα συμπολυμερή). Για εσωτερικές επιφάνειες, οι ακρυλικές ρητίνες προσφέρουν πλεονεκτήματα ως προς την πρόσφυση σε συνθήκες υγρασίας, αντίσταση σε υγρούς λεκέδες (λεκέδες όπως καφές, χυμοί φρούτων, γάλα, κρασί, κτλ.), αντοχή στο μπλοκάρισμα (συγκόλληση), και αντοχή στα αλκαλικά απορριπαντικά (πχ. αυτά που περιέχουν αμμωνία). Παρόλα αυτά, κυρίως λόγω διαφοράς κόστους, τα βινυλικά ακρυλικά, ή τα συμπολυμερή είναι αυτά που επικρατούν στην αγορά χρωμάτων για εσωτερικές επιφάνειες, ενώ τα 100% ακρυλικά περιέχονται συνήθως στις κορυφαίες σειρές προιόντων. Η τάση είναι προς την εφαρμογή υψηλών προδιαγραφών ακρυλικών για εσωτερικούς χώρους, και για απαιτητικούς χώρους όπως τα μπάνια ή οι κουζίνες, αλλά και σε άλλους χώρους όπου η ευκολία στον καθαρισμό είναι επιθυμητή.

Μια επίσης κατηγορία ακρυλικής ρητίνης είναι τα ακρυλικά στυρενίου. Το στυρένιο συμπεριλαμβάνετε στον βασικό ιστό της ακρυλικής ρητίνης για αυξημένη αντοχή στην υγρασία, δημιουργεία γυαλάδας, και μείωση του κόστους; παρόλα αυτά, η ποσότητα του στυρενίου που μπορεί να αναμειχθεί είναι περιορισμένη καθώς σε υψηλότερα επίπεδα υπάρχει η τάση για κιμωλίαση ή σκασίματα, με γενική εξασθένηση του χρώματος. Οι ρητίνες αυτές χρησιμοποιούνται σε αστάρια μπετού, γυαλιστερά χρώματα και χρώματα που εφαρμόζονται κατευθείαν σε μέταλλα.

Άλλοι τύποι ρητίνης που χρησιμοποιούνται σε χρώματα και βερνίκια οικοδομικά ή επιπλοποίιας είναι:

1. Πολυουρεθάνης, ενός ή δύο συστατικών
   
2. Εποξικές, δύο συστατικών
   
3. Εστέρες κυτταρίνης
4. Χλωριωμένου καουτσούκ (πχ. μονωτικά ταράτσας)
   
5. Πολυεστέρες
6. Σιλικόνες
7. Γλουτολίνη