Dirbtinis akmuo (įskaitant kvarcinį akmenį ir kieto paviršiaus medžiagas) tapo pagrindiniu pasirinkimu aukščiausios klasės dekoratyvinių medžiagų rinkoje dėl savo puikių fizinių savybių, turtingų dekoratyvinių ir aplinkosauginių savybių.Aliuminio hidroksidas (ATH)yra pagrindinis funkcinis užpildas ir antipirenas dirbtinio akmens kompozicijose, o jo fizikinės ir cheminės savybės tiesiogiai lemia galutinio produkto kokybę ir konkurencingumą rinkoje. Tarp jų baltumas ir dalelių dydžio pasiskirstymas yra du pagrindiniai ir tarpusavyje susiję techniniai parametrai, turintys didelę įtaką estetinei gaminių vertei ir mechaninėms charakteristikoms atsižvelgiant į optikos ir fizinės mechanikos matmenis. Šiame straipsnyje bus išsamiai išanalizuoti konkretūs aliuminio hidroksido reikalavimai ir pagrindiniai principai dirbtiniam akmeniui medžiagų mokslo požiūriu.
Baltumas yra ne tik baltumo laipsnis, bet ir kiekybinis rodiklis, visapusiškai matuojantis medžiagos gebėjimą išsklaidyti matomą šviesą. Jo skaitinė vertė tiesiogiai lemia dirbtinio akmens pagrindo spalvų grynumą, ryškumą ir vėlesnio dažymo tikslumą.
· Baltumo vertė: Aukštos klasės dirbtinio akmens gamybai paprastai reikalingas ne mažesnis kaip 92 % aliuminio hidroksido Hunter baltumo koeficientas, o ideali vertė viršija 94 %. Kiekvienas baltumo padidėjimas procentiniu tašku yra labai svarbus norint pagerinti galutinio produkto spalvą.
·Atspalvio kontrolė: aukštos kokybės ATH turi turėti grynai neutralią baltą spalvą, vengiant pageltimo (teigiama b vertė) arba neryškumo (neigiama b vertė). Atspalvio nuokrypis gali atskleisti partijos spalvų skirtumus arba paveikti spalvos miltelių spalvų perteikimo efektą, kai naudojamas didelis plotas.
Baltumas iš esmės yra miltelių paviršių optinio elgesio atspindys:
· Atspindėjimas ir sklaida: didelis baltumas atsiranda dėl efektyvaus ir tolygaus išsklaidyto krintančios matomos šviesos (bangos ilgis apie 400–700 nm) atspindžio (išsklaidos)aliuminio hidroksidasdalelės, o ne veidrodinis atspindys ar sugertis. Tam reikia, kad pati medžiaga būtų itin didelio cheminio grynumo.
·Pagrindinė priemaišų kontrolė: spalvoti metalo jonai yra baltumo „priešas“.
· Geležis (Fe₂O3): yra svarbiausia ribinė priemaiša, kurios kiekis paprastai yra mažesnis nei 30 ppm (0,003 %). Geležies jonai stipriai sugeria mėlynai žalią šviesą, todėl medžiaga tampa geltonai raudona.
· Kitos priemaišos, tokios kaip titanas, manganas ir kiti pereinamojo metalo elementai, taip pat turi būti griežtai kontroliuojami.
· Kristalų struktūra ir paviršiaus būsena: Išbaigta ir taisyklinga kristalų struktūra yra palanki reguliariam šviesos sklaidai. Degimo procesas (dehidratacijos laipsnio kontrolė) ir paviršiaus apdorojimas (ar nėra užteršimo) gamybos proceso metu turi tiesioginės įtakos baltumui.
· Pilkos ir tamsios pagrindinės spalvos: negalima gaminti aukščiausios klasės gaminių, kurie būtų grynai balti ir šviesūs.
·Spalvos iškraipymas: pridėtas spalvos pudras reikia sumaišyti su pagrindo „balta drobe“. Žemo baltumo ir mišrių spalvų pagrindas gali užteršti tikslinę spalvą, todėl spalvos bus netikslios ir spalvos bus nuobodžios.
·Partijos spalvų skirtumas: baltumo svyravimai yra viena iš pagrindinių matomų skirtingų produktų partijų spalvų skirtumų priežasčių.
Dalelių dydis ir jo pasiskirstymas yra miltelių inžinerijos pagrindas, lemiantis užpildymo elgesį, sąsajos sukibimo būseną ir aliuminio hidroksido mikrostruktūrą dervos sistemose.
·Tipinis dalelių dydžio diapazonas: Aliuminio hidroksido, naudojamo dirbtiniams akmenims (ypač kvarcui), vidutinis dalelių dydis (D50) paprastai yra 20–40 μm. Pernelyg grubus (>50 μm) gali lengvai sukelti paviršiaus šiurkštumą ir matomas daleles; Per smulkus (<10 μm) žymiai padidina klampumą, sumažina užpildymo kiekį ir gali atsirasti defektų dėl aglomeracijos.
· Dalelių dydžio pasiskirstymas (PSD): svarbesnis už vieną D50 vertę. Idealus paskirstymas yra „siauras paskirstymas“ arba „protingas įvertinimas“.
·Siauras pasiskirstymas: koncentruotas dalelių dydis yra naudingas norint gauti vienodą ir nuoseklią išvaizdą ir veikimą.
· Stambių dalelių efektas: tinkamas stambių dalelių kiekis gali tarnauti kaip „skeleto“ atrama, tačiau per daug arba per stambios dalelės gali tapti įtempių koncentracijos taškais, sumažinti stiprumą, o po poliravimo gali susidaryti „duobės“ arba „smėlio skylės“.
· Paviršiaus tekstūra ir apdirbamumas:
· Vienodas ir vidutinio dydžio dalelių dydis yra būtina sąlyga norint pasiekti subtilų ir šilkinį šlifuotą dirbtinio akmens paviršių.
· Protingas dalelių dydžio pasiskirstymas gali optimizuoti mišinio reologines savybes, todėl jis turi gerą takumą ir kompaktiškumą vakuuminio vibracijos suspaudimo metu, išvengiant delaminacijos ar burbuliukų.
Dirbtinio akmens gamintojams, renkantisaliuminio hidroksidasužpildai, baltumas ir dalelių dydis turi būti sistemingai vertinami kaip bekompromisis pagrindiniai rodikliai:
1. Pirmenybė teikiama aukšto baltumo ir grynumo užtikrinimui: baltumas ≥ 92% (aukštos klasės ≥ 97%), vidutinis dalelių dydis D50 = 5-50 μm (pagrindinis 8-14 μm), vienodas dalelių dydžio pasiskirstymas ir griežta priemaišų kontrolė yra pagrindiniai reikalavimai, dažniausiai naudojami pasaulinėje rinkoje.
2. Smulki dalelių dydžio duomenų analizė: ne tik pažiūrėkite į D50, bet ir paprašykite pilnų dalelių dydžio pasiskirstymo kreivių (geriausia D10, D50, D90 ir kt.) ir aptarkite tinkamiausią dalelių dydžio schemą su tiekėjais pagal jų pačių formulę ir proceso įrangos charakteristikas.
