Колористика

Эффектные ЛКП: «перламутр» и «ксираллик»

Автомобильные краски перламутр и ксираллик

Перламутр — внутренний слой известковых раковин пресноводных и морских моллюсков, еще с древних времен служил людям для декорации различных предметов обихода и изготовления украшений. Его неповторимая чистота и нежность красок, редкий блеск и завораживающая игра оттенков во все времена притягивали внимание человека.

Своими уникальными радужными цветовыми переливами перламутр обязан не какому либо красящему веществу, а лишь строению самой раковины, состоящей из мельчайших пластинок арагонита, расположенных параллельными слоями и разделенных преломляющими световые потоки тончайшими прослойками органических веществ.

Неудивительно, что человек во все времена стремился найти способ искусственного изготовления покрытий, которые напоминали бы по виду природный перламутр и жемчуг. Например, некий француз по имени Jaquin еще в 1655 году занялся производством фальшивых жемчугов из стекла, для изготовления которых ему приходилось добывать около 120 грамм жемчужной эссенции из килограмма чешуи рыбы уклейки (от 8000 рыб).

Вполне возможно, что именно благодаря этому достойному французу современный человек имеет возможность любоваться красотой многочисленных перламутровых покрытий, встречающихся где угодно — от лака на ногтях прелестных дам, до лакокрасочного покрытия на кузове автомобиля.

Попробуем разобраться, почему перламутровые покрытия намного приятнее и привлекательнее тех же «металликов» или монохромных цветов.

Интерференция света как принцип достижения перламутрового эффекта

В основе перламутрового эффекта лежит физическое понятие интерференции света.

Интерференция — интересное и красивое явление. Если не вдаваться в подробности, то смысл этого явления заключается в отражение лучей света от прозрачных параллельных плоскостей, которые находятся друг от друга на микроскопическом расстоянии, сопоставимом с длинной волны того или иного участка цветового спектра.

Расстояние между этими плоскостями настолько мало, что наш глаз не способен увидеть его и воспринимает два отраженных от нижней и верхней плоскости луча как одно целое.

Интерференция

Интерференция падающего и отраженного лучей света

Расстояние между первой и второй плоскостями влияет на то, какой участок цветового спектра будет отражаться и какой оттенок перламутра будет воспринимать наш глаз. Иными словами, если расстояние между плоскостями пропорционально волне из синего участка спектра, то мы будем наблюдать синий цвет, красного — красный.

При изменении угла наблюдения эти цвета меняются. Так, если смотреть на интерферирующую плоскость под прямым углом, то расстояние между отражающими поверхностями визуально кажется меньше, и мы видим один цвет, соответствующий длине волны данного отраженного участка спектра (с уменьшением расстояния оттенок смещается в фиолетовую область спектра).

Прямой угол

Под прямым углом расстояние между плоскостями кажется меньше и мы видим один цвет (уходящий в фиолетовую область спектра)

Если мы смотрим на плоскость под более острым углом, то расстояние между отражающими поверхностями визуально увеличивается, и мы видим другой оттенок (с увеличением расстояния оттенок отклоняется в сторону красного).

Острый угол

Под острым углом расстояние между плоскостями кажется больше и цвет меняется, уходя в сторону красного

Вот это изменение интенсивности лучей при малейших движениях глаза, этот цветовой перелив и воспринимается мозгом как «жемчужный» эффект.

В жизни полно примеров интерференции света. Например, лужа в которую пролили бензин — она будет переливаться всеми цветами радуги, пока волнение воды не успокоится и прозрачная пленка бензина не ляжет на воде слоем одной толщины.

Бензин в луже

Или, скажем, мыльный пузырь. Свет отражается от обеих стенок пузыря и где стенка тоньше, цвета уходят в фиолет, где толще — мы наблюдаем красноватое пятно.

Мыльные пузыри

Наиболее наглядный пример явления интерференции света – мыльные пузыри

Общее правило для повторения этого эффекта — две или несколько отражающих плоскостей, размещенных параллельно и на очень малом расстоянии друг от друга.

Компоненты перламутровых красок произведены именно по такому принципу.

По сути, каждая перламутровая частичка — это миниатюрная призма, с помощью которой Ньютон в свое время впервые разложил свет на семь его составляющих. Только перламутровый пигмент не полностью раскладывает свет на его составные цвета, а делает это выборочно.

а) преломление световых лучей призмой Ньютона; б) преломление световых лучей в зерне перламутра

Благодаря этому мы видим не просто цвет перламутровых пигментов, а свет определенного цветового диапазона, который преломляется в частичках перламутра и улавливается нашим глазом.

Структура компонентов перламутровых красок

Учитывая темпы роста объемов производства эмалей, содержащих перламутровые компоненты, что-то подсказывает, что если бы перламутр для этих красок добывали из чешуи рыб и морских раковин, то от этих источников давно не осталось бы и следа. На минутку представим себе бескрайние фермы по выращиванию моллюсков или армию специально обученных ныряльщиков, погружающихся в пучину морских вод за жемчугом, и улыбнемся абсурдности подобной идеи.

На самом деле основным сырьем для промышленного производства перламутров является природная слюда (минерал мусковит). Это так называемые «минеральные перламутры».

Слюда "мусковит"

Слюда «мусковит» — основа перламутровых красок

Тончайшие (не более 0,15 мкм) листочки такой слюды покрывают слоем прозрачного и способного к интерференции вещества, в качестве которого обычно выступает оксид какого-либо металла. Например, диоксид титана используется для получения белых оттенков, оксиды железа позволяют синтезировать красные цвета, оксиды хрома — желтые.

Структура перламутрового компонента. Пластинки слюды образуют нижнюю площадь отражения, а слой оксида металла — верхнюю (она первой отражает свет)

На рисунке ниже схематично показано, как световой поток, попадая на перламутровые частицы, проникает через оксидное покрытие, наталкивается на поверхность слюды и отражается от множества ее граней. Лучи разного цвета демонстрируют явление интерференции света.

Слюда

Частица минерального перламутра прозрачна, и из-за этого краска на его основе имеет низкую укрывающую способность. Поэтому такие перламутры являются трехслойными (подложка+краска+лак). Первым слоем на поверхность наносится цветная базовая подложка, далее следует слой полупрозрачного «перламутра» и завершает данный «бутерброд» — прозрачный лак.

Перламутр

Перламутр отличается от металлика в первую очередь более нежным, благородным блеском

Частицы природной слюды имеют грубую форму и их сложный рельеф не способен полностью отразить световой поток. На множестве граней свет частично рассеивается и немного мешает проявиться интерференции.

Этого недостатка лишено следующее поколение перламутровых компонентов — «ксираллики».

Ксираллик (xirallic)

«Ксираллики» или, как их еще любят называть, «ксералики» — представляют собой частицы полученного синтетическим путем оксида алюминия, которые также покрывают оксидами металлов. В силу своего искусственного происхождения частицы «ксираллика» имеют правильную форму, в отличие от частиц слюды, что дает больше возможностей для получения «спецэффектов» в красках.

Почему? Потому что свет отражается от гладкой пластинки, как от зеркала — не рассеиваясь. Это, в свою очередь, способствует лучшему проявлению интерференции света.

Ксералик

Если посмотреть на эти компоненты под сильным увеличением, то мы отчетливо увидим разницу в структуре «классического» перламутра (слева) и «ксираллика».

Перламутр и ксералик под микроскопом

Размер частиц у них примерно одинаков, а вот результат отражения света значительно отличается. В минеральном перламутре свет, отражаясь от частиц, рассеивается в разные стороны, в результате чего общий оттенок получается мутноватым. А вот в «ксералике» свет практически зеркально отражается от ровных частиц, без рассеивания, благодаря чему достигается более насыщенный и яркий общий оттенок.

Автомобильные краски ксералик

Краски, приготовленные с использованием компонентов «ксираллик», отличаются особым блеском и цветопереливом, которых невозможно добиться с использованием традиционных перламутровых частиц

Схема компонентов «перламутр» и «ксираллик»

Минеральный перламутр (слюда)

Синтетический перламутр (ксералик)

Современная лакокрасочная индустрия не останавливается на достигнутом и предлагает новые, все более сложные и фантастические компоненты, относящиеся к линиям эксклюзивных или «экстрим»-цветов. Подобные оттенки в народе давно прозвали цветами-хамелеонами, за их свойства кардинально менять оттенок несколько раз в зависимости от угла зрения и условий освещения. Об этих цветах мы поговорим в следующий раз.

Загрузить больше
  • Эффектные ЛКП: «перламутр» и «ксираллик»

    Особенности красок с эффектом "перламутр" и "ксираллик", принципы достижения эффектов, структура компонентов.
  • Принцип работы металликов

    Эффектные ЛКП: «металлик»

    Особенности автомобильных красок "металлик", принципы достижения эффекта металлического блеска.
Load More In Колористика

Один комментарий


  1. Павел

    11.08.2016 в 14:57

    спасибо, крашу не первый год, но все читаю с удавльствием

    Ответить

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Нажимая на кнопку "Отправить", я принимаю пользовательское соглашение и подтверждаю, что ознакомлен и согласен с политикой конфиденциальности данного сайта.

Для вас есть подарок!