SunChemical A/S og farver

SunChemical A/S og farverFigur 1. Det synlige spektrum (til venstre) og farvecirklen (til højre).Det, øjet opfatter som lys, ligger i bølgelængdeområdet mellem 380 og 740 nm. Farvecirklenviser en farves komplementærfarve i den diametralt modsatte position.AF DORTE EVERLANDSunChemical er en afverdens største producenteraf grafisketrykfarver og pigmenter. PåSunChemical A/S i Køge produceresorganiske pigmenterog pigmentdispersioner 1 . Pigmentergiver farve til stort setalt, hvad vi omgiver os med ihverdagen: aviser og ugeblade,emballage og plast, billak ogvægmaling, kosmetik, ink jetog trykte tekstiler for bare atnævne nogle få eksempler.SunChemical A/SSunChemical A/S hed KemiskVærk Køge (KVK) indtil 1992,hvor fabrikken blev købt afden amerikanske SunChemi-1 En pigmentdispersion er et koncentrat,hvor pigment er blevet for-dispergeret(fint fordelt/revet) i et bindersystem. Denkan både være på fast og flydende form,og i både vand og organiske solventer.1cal koncern. Fabrikken blevgrundlagt i 1933 af Sadolin &Holmblad A/S. På grund afpladsproblemer og høje vandpriseri København var Sadolin& Holmblad A/S nødsagettil at finde et andet sted at udvidederes produktion. Valgetfaldt, af flere årsager, på enstrandeng lidt nord for Køge:der var gode pladsforhold(som det kan ses af billedet påFigur 2), en udbygget infrastruktur,mulighed for vandtilførselog prisen var fordelagtig.Så allerede dengangbegyndte man at outsource sinproduktion.I starten blev der primærtproduceret farver og mælkesyre– sidstnævnte til konserves-og fødevareindustrien.Under 2. verdenskrig, hvor dervar stor varemangel, måtteKVK, som så mange andre,tilpasse sig, og begyndte derforat fremstille erstatningsvarersåsom smagsstoffer ogkrydderier. Det var også pådet tidspunkt, at produktionenaf pesticider og herbiciderstartede.Efterhånden som fabrikkenekspanderede, voksede der etlokalsamfund op i densnærhed, og i dag er fabrikkenomgivet af beboelse og butikker.Nogle af husene blev i sintid bygget til de ansatte påKVK.Da SunChemical kun varinteresseret i pigmentproduktionblev alt andet solgt fra iforbindelse med overtagelsen i1992. I dag produceres derderfor kun pigment og pigmentdispersioner i Køge.Dispersionerne laves i alleregnbuens farver, og findes påbåde fast og flydende form.De sælges under handelsnavnesom Predisol ® og Flexiverse ®

Figur 2. Lokation i hhv. 1934 og 2003.Området er udviklet meget, og efterhånden som fabrikken ekspanderede, voksede der et lokalsamfundop i dens nærhed. I dag er fabrikken omgivet af beboelse og butikker. Nogle af husene blev i sintid bygget til de ansatte på KVK.og sælges primært til malingogtrykfarveproducenter.Udover selve produktionener der også en afdeling i Køge,der udvikler nye produkter ogprocesser. Af nyudvikledeprodukter kan nævnes dispersionertil industriel ink jet ogplastic coating. Sidstnævnteanvendes til farvning af bl.a.computere og mobiltelefoner.PIGMENTHISTORIEUdviklingen af organiske syntetiskefarvestoffer begyndteomkring 1850. Udgangsstoffetvar stenkulstjære, og farverneskulle anvendes til tekstilfarvning.Det første produkt opstodved en tilfældig opdagelse,da englænderen William H.Perkin ville lave quinin. Underen oxidation af anilin, som varforurenet med toluidin, dannedeset violet farvestof, derblev kaldt mauvein.Den første azoforbindelseblev opdaget i 1858, men enindustriel produktion begyndteførst i starten af 1900-tallet.En anden vigtig gruppe farvestofferblev opdaget af et holdforskere hos Scottish Dyes Ltd.i 1927, nemlig phthalocyaninerne.En mørk urenhed varblevet fundet i et af de udgangsstoffer,de anvendte iproduktionen, og da de fikisoleret urenheden viste detsig, at være et uopløseligtmørkeblåt stof.Op gennem det 20. århundredeer der så kommet andregrupper af pigmenter til –f.eks quinacridon-, perylen- ogsenest diketopyrrolopyrrolpigmenter.I dag går der årtiermellem, at pigmenter med enhelt ny kemisk struktur serdagens lys.PIGMENTKEMIFarvekemi er opdelt i to områder:farvestoffer (dyes) ogpigmenter. Et pigment er defineretved at være uopløseligt i2det medium (vand, solvent,polymer, voks, osv.) det anvendesi, hvorimod farvestoffernealtid er opløselige. Derfindes både organiske 2 oguorganiske pigmenter. Carbonblack (sort) og TiO 2 (hvid) erde mest anvendte af de uorganiske.SunChemical producererprimært organiske pigmenter,men også en smule jernoxidog aluminiumpigment.For at forstå, hvad der giverpigmenter farve, må man førstkende et par egenskaber vedvores farvesans. Det, øjetopfatter som lys, ligger ibølgelængdeområdet mellem380 og 740 nm. På Figur 1 sesde forskellige farvers rækkefølgeindenfor det synligeområde (til venstre) og farvecirklen(til højre), hvorkomplementærfarven findes i2 Organisk kemi beskæftiger sig medmolekyler, der indeholder carbon (kulstof).Organiske pigmenter er farvede uopløseligestoffer, der ligeledes indeholdercarbon.

Lille PS(25-100 nm)Medium PS(75-150 nm)Stor PS(150-225 nm)Lille PS(25-100 nm)Medium PS(75-150 nm)Stor PS(150-225 nm)Figur 4. Sammenhæng mellem partikelstørrelse og transparens.Disse egenskaber afgøres afbåde den kemiske opbygningaf pigmentet og af dets fysiskeegenskaber. Et pigment eksistereraltid på partikelform, ogkrystallinitet og partikelstørrelse(PS) er et par af de vigtigstefysiske egenskaber.Tager man det samme pigmentmed forskellig PS vil dervære forskel på transparens ogfarvekraft. Små partikler givertransparente pigmenter ogstore partikler giver dækkendeog mere lysægte pigmenter.Figur 4 illustrerer dette for etgult azopigment (C.I. PigmentYellow 14). Som det ses harpartikelstørrelsen også indflydelsepå nuancen.Til trykfarve anvendes typisktransparente pigmenter,hvorimod der til f.eks. vægmaling bruges dækkende. Defleste foretrækker nemlig atmale så få gange som muligt,og man ønsker heller ikke atfarven på ens vægge falmer,når de udsættes for sollys.Størstedelen af de organiskepigmenter sælges som tørtpulver. Disse består af enA B Cblanding af primære partikler(A), aggregater (B) og agglomerater(C), se Figur 5.Når en lysstråle rammer enkrystal, reflekteres den ikkeabsorberededel fra de yderstemolekyllag, og lyset trængerikke ret langt ind i krystallen,den inderste del af denne harderfor ikke nogen betydningfor de rent farvemæssigeegenskaber. Så for at udnyttepigmentet bedst muligt ogopnå den højest mulige farvekraftskal agglomeraterne reduceres.Det er det, der sker,når man laver en dispersion. Idenne proces rives agglomeraternefra hinanden og partiklernebliver mindre og mereensartede. Rivningen er typisken mekanisk proces på f.eks.perlemølle eller 3-valse-værkog kræver et højt energiinput,da tiltrækningskraften mellemkrystallerne er ganske store.PIGMENTMARKEDETPå verdensplan blev der i2010 produceret omkringFigur 5. Primær partikel (A), aggregat (B) og agglomerat (C)For at udnytte pigmentet bedst muligt og opnå den højest muligefarvekraft skal agglomeraterne reduceres.4

250.000 tons organiske pigmenter.Af disse blev ca. 67 %anvendt i trykfarve, 16 % imaling, 10 % i plast og resteni specielle applikationer, såsomkosmetik, papir og indfarvningaf såsæd. Der forventesen stigning på 3 % på verdensplanover de næste år.Forholdet mellem de forskelligeapplikationer vil dogændres, da færre og færremennesker i vesten læser trykteaviser, og forbruget afmaling og plast er stigende iden tredje verden.Om forfatterenDorte Everland er udviklingschefpå SunChemical A/S, er uddannetcivilingeniør i kemi fra DTU og hardesuden en eMBA fra DTU Business.Referencer1. Herbst W. & Hunger K. ”IndustrialOrganic Pigments”, VCH VerlagsgesellschaftmbH, 1993.2. Vinther A. & Larsen P. ”What everyinkmaker should know about pigments”,Polymer Paint Colour Journal, August22 & September 19, 1984.5