קולופוניום

קוֹלוֹפוֹנְיוּם הוא צורה מוצקה של שרף המתקבלת מאורנים ומכמה צמחים אחרים, בעיקר מחטניים, המיוצר על ידי חימום שרף נוזלי טרי כדי לאדות את רכיבי הטרפן הנוזליים הנדיפים. הוא שקוף למחצה וצבעו משתנה מצהוב לשחור. בטמפרטורת החדר הקולופוניום שביר, אך הוא ניתך בטמפרטורת כיריים. הוא מורכב בעיקר מ שונות, במיוחד . המונח קולופוניום מגיע מהביטוי בלטינית: "colophonia resina", שפירושו "שרף מ" (ביוונית עתיקה: Κολοφωνία ῥητίνηē), עיר איונית עתיקה.

תכונות

הקולופוניום שביר ופריך, עם ריח אורנים קלוש. הוא בדרך כלל מוצק וזגוגי, אם כי כמה סוגים של קולופוניום ייצרו גבישים, במיוחד כשהם בתמיסה. טמפרטורת ההיתוך המעשית משתנה עם דגימות שונות, חלקן נוזליות למחצה בטמפרטורת מים רותחים, אחרות ניתכות ב-100 מעלות צלזיוס עד 120 מעלות צלזיוס. הוא דליק מאוד, בוער בלהבה מעושנת, ולכן יש לנקוט זהירות בהמסתו. הוא מסיס באלכוהול, אתר, בנזן וכלורופורם.

סיבון: הקולופוניום מורכב בעיקר מ, ומגיב עם בסיסים אלקליים ליצירת מלחים (רוזינטים או פינאטים) המכונים סבוני הקולופוניום.

ייצור
קולופוניום הוא מרכיב בשרף המופרש ממינים שונים של אורן, הידוע במסחר בתור טרפנטין גולמי. ההפרדה של השרף לשמן האתרי וקולופוניום נפוץ מתבצעת על ידי זיקוק בדוד נחושת גדול. השמן האתרי מתנדף בטמפרטורה של בין 100°C ° ל-160°C, ומשאיר קולופוניום נוזלי, שניגר דרך ברז בתחתית הדוד, ומטוהר על ידי מעבר דרך בד מסנן. צבעו של הקולופוניום משתנה בהתאם לגיל העץ ממנו שואבים את הטרפנטין ומידת החום המופעל בזיקוק, מחומר אטום, כמעט שחור גמור דרך דרגות חום וצהוב ועד למסה זגוגיתית חסרת צבע שקופה כמעט לחלוטין. הדרגות המסחריות הן רבות, הנעות לפי אותיות מ-A (הכהה ביותר) ל-N (חיוור במיוחד), עדיפות מהן זני W (זכוכית חלון) ו-WW (לבן מים), שלאחרונים יש בערך פי שלושה מהערך של תכונות משותפות.

שמן קולופוניום טול (Tall oil rosin) מיוצר במהלך זיקוק של  גולמי, תוצר לוואי של תהליך ייצור .

כאשר כורתים עצי אורן, "החלקים המכילים שרף של עצים שנפלו או שנכרתו כמו  ו, כאשר נותנים להם להישאר על הקרקע, עמידים לריקבון ללא הגבלת זמן". באמצעות שימוש ב או תהליכי המסה יכולה "פסולת גדם" זו לשמש לייצור מוצרים כולל קולופוניום. סוג זה של קולופוניום נקרא בדרך כלל קולופוניום עץ (wood rosin).

מכיוון ששמן הטרפנטין והאורן מזיקוק הרסני "מזדהמים במקצת במוצרי זיקוק אחרים", נהוג להשתמש בתהליכי המסה. בתהליך זה, מרסקים גדמים ושורשים ומשרים בקצה הקל של חלק הנפטא הכבד (רותח בין 90 מעלות צלזיוס ל-115 מעלות צלזיוס) מבית זיקוק לנפט גולמי. נפוץ מיצוי זרם נגדי רב-שלבי. בתהליך זה, בהתחלה נפטא טרייה יוצרת מגע עם עץ שנשטף בשלבי ביניים, ונפטא עמוסה בקולופוניום משלבי ביניים יוצרת מגע עם עץ לא שטוף לפני  כדי לשחזר נפטא מהקולופוניום, יחד עם חומצות שומן, טרפנטין, ומרכיבים אחרים שהופרדו מאוחר יותר באמצעות זיקוק בקיטור. עץ שנשטף עובר אידוי לצורך שחזור נפטא נוספת לפני שריפה. לאחר שחזור הממס, "שמני הטרפן מופרדים ב ומוחזרים בעיקר כטרפנטין מזוקק, דיפנטן ושמן אורן. השרידים הבלתי נדיפים מהתמצית הם קולופוניום עץ בצבע כהה למדי. שדרוג הקולופוניום מתבצע בשיטות הבהרה שבדרך כלל עשויות לכלול סינון-שכבות או טיפול ב של תמיסת קולופוניום-ממס".

בקנה מידה גדול, קולופוניום מטופל על ידי זיקוק הרסני לייצור ספיריט קולופוניום, פינולינה (pinoline) ושמן קולופוניום. האחרון נכנס להרכבם של חלק משמני הסיכה המוצקים, ומשמש גם למהול שמנים אחרים.

האזור העיקרי של מיצוי השרף לקולופוניום כולל את אינדונזיה, דרום סין (כגון גואנגדונג, גואנגשי, פוג'יין, יונאן וג'יאנגשי), והחלק הצפוני של וייטנאם. קולופוניום סיני מתקבל בעיקר מהטרפנטין של  (Pinus massoniana) ו (Pinus elliottii).

מדינות דרום-מזרח ארצות הברית וחוף המפרץ של ארצות הברית הן אזור הייצור הראשי השני. קולופוניום אמריקאי מתקבל מהטרפנטין של  (Pinus palustris) ו (Pinus taeda). במקסיקו, רוב הקולופוניום מופק ממיצוי חי של כמה מינים של עצי אורן, אך בעיקר , ,  ו-. רוב הייצור מרוכז במערב-מרכז מדינת מיצ'ואקאן.

מקור האספקה העיקרי באירופה הוא ב במחוזות צרפת ז'ירונד ולאנד בצרפת, שם מגדלים בהרחבה את  (Pinus pinaster). בצפון אירופה מתקבל הקולופוניום מ (Pinus sylvestris), וברחבי מדינות אירופה מתקבלת אספקה מקומית ממינים אחרים של אורן, כאשר אורן ירושלים (Pinus halepensis) חשוב במיוחד באזור הים התיכון.

ב-2020 הוערך שוק הקולופוניום העולמי ב-1.22 מיליארד דולר אמריקאי, כשהיצואניות העיקריות בשנה זו היו: סין, ברזיל, פורטוגל, ארצות הברית ואינדונזיה, והיבואניות העיקריות היו סין, גרמניה, יפן, הודו והולנד.

שימושים

 

בנוסף לשימוש הרב בהכנת סבון, הקולופוניום משמש בעיקר לייצור לכות (כולל לכות עדינות לכינור),  ודבקים שונים. הוא משמש גם להכנת שעווה של סנדלרים, לזיפות חביות בירה לאגר ולמטרות רבות אחרות כגון אספקת משטחי תמיכה לכלי בדיל, כלי נחושת, או אפילו כלי כסף וזהב בעת הבלטה או חריטה שלהם. נקודת ההיתוך הנמוכה יחסית שלו וצורתו המוצקה מאפשרות יציקת קולופוניום נוזלי לתוך הכלי, וכשהוא מקורר מאפשר הבלטה או חריטה של הכלי מבלי לעוות את הכלי - גם אם יש לכלי קליפה דקה למדי. לאחר מכן, ניתן לחמם את החפץ בתנור, ולשפוך את הקולופוניום לשימוש חוזר. ניתן לשטוף בקלות כל שכבת קולופוניום שנותרה עם אלכוהול או ממיסים אחרים.

קולופוניום משמש לפעמים גם כחיזוק פנימי עבור חפצי מתכת עם קליפה דקה מאוד – דברים כמו פמוטים מכסף, נחושת או בדיל, או פסלים, שם ממיסים אותו, יוצקים אותו לתוך חפץ חלול בעל קליפה דקה, ומשאירים אותו להתקשות.

סוג הקולופוניום המשמש עם כלי מיתר קשת נקבע לפי קוטר המיתרים. בדרך כלל זה אומר שככל שהמכשיר גדול יותר, הקולופוניום צריך להיות רך יותר. לדוגמה, קולופוניום של קונטרבס הוא בדרך כלל רך מספיק כדי להיות גמיש עבור תנועות איטיות. קולופוניום בס שנותר ללא שינוי למשך מספר חודשים יראה עדות לזרימה, במיוחד במזג אוויר חם יותר.

קולופוניום הוא מרכיב בדיו להדפסה, נייר צילום ונייר למדפסות לייזר, לכות, דבק, סבון, סודה, תלחים ו.

קולופוניום יכול לשמש כחומר הזגה בתרופות ומסטיקים. זה מסומן במספר E E915. גליצרול אסטר (E445) המכיל קולופוניום יכול לשמש כמתחלב במשקאות קלים. בתרופות, קולופוניום מהווה מרכיב במספר פלסטרים ומשחות.

בתעשייה, קולופוניום הוא תלחים המשמש בהלחמה. הלחמת בדיל-עופרת בשימוש נפוץ באלקטרוניקה מכילה 1 עד 2% קולופוניום לפי משקל בתור ליבת התלחים, המסייעת למתכת המותכת לזרום וליצירת חיבור טוב יותר על ידי הפחתת שכבת התחמוצת המוצקה העקשנית שנוצרת על פני השטח חזרה למתכת. זה נראה לעיתים קרובות כמשקע שרוף או שקוף סביב הלחמה חדשה.

תערובת של זפת וקולופוניום משמשת לייצור משטח שעליו מלוטשת זכוכית בעת יצירת רכיבים אופטיים כגון עדשות.

קולופוניום מוסף בכמויות קטנות בשמן פשתן ("מסטיק") המסורתיים, המשמש בעבודות בנייה.

כשמערבבים אותו עם שעוות ושמנים, קולופוניום הוא המרכיב העיקרי של עשן מיסטי (mystic smoke), סוג של מסטיק שכאשר משפשפים אותו ומותחים אותו לפתע, נראה שהוא מייצר תימרות עשן מקצות האצבעות.

קולופוניום נמצא בשימוש נרחב בשל יכולת הגברת החיכוך שלו בכמה תחומים:
נגני כלי קשת משפשפים גושי קולופוניום על שיער הקשת שלהם כדי שיוכל לאחוז במיתרים ולגרום להם "לדבר", או לרטוט בבירור. מדי פעם מוסיפים לקולופוניום חומרים כמו דונג דבורים, זהב, כסף, בדיל או  כדי לשנות את תכונות החיכוך שלו ואת הטון שניתן לייצר. ניתן למרוח אבקת קולופוניום על שיער חדש, למשל עם כרית לבד או בד, כדי להפחית את הזמן שלוקח להכניס מספיק קולופוניום לתוך השיער. לעיתים קרובות מושחים קולופוניום מחדש מיד לפני הנגינה בכלי. קולופוניום בהיר יותר מועדף בדרך כלל עבור כינורות וויולות, ובאקלים עם לחות גבוהה, בעוד שקולופוניום כהה יותר מועדף לצ'לו, ולנגנים באזורים קרירים ויבשים. ישנם גם סוגים ספציפיים לקונטרבסים.
ניתן למרוח קולופוניום של כינור על הגשרים בכלי נגינה אחרים, כמו בנג'ו ובנג'ול, על מנת למנוע מהגשר (שמוצמד, ולא מודבק) לזוז בזמן נגינה נמרצת.
ידוע כי רקדני בלט, פלמנקו ו משפשפים את קצות הנעליים והעקבים שלהם באבקת קולופוניום כדי להפחית החלקה על רחבות ריקוד מעץ נקיות או על במות תחרות/מופע. הוא שימש בעבר באותו אופן בסיף ועדיין משמש ככזה על ידי מתאגרפים.
מתעמלים ושחקני כדוריד משתמשים בו כדי לשפר את האחיזה. מטפסי מצוקים השתמשו בו במקומות מסוימים.
מרימי משקולות אולימפיים משפשפים את סוליות מגפי הרמת המשקולות שלהם בקולופוניום כדי לשפר את האחיזה על הבמה.
הוא נמרח על משטח המסלול בקו הזינוק של מסלולי מרוצי דראג כדי לשפר את האחיזה.
 משפשפים קולופוניום על החבל והכפפה לאחיזה נוספת.
זורקי הכדור בבייסבול וכדורת עשויים להשתמש בשקית בד קטנה של אבקת קולופוניום לשליטה טובה יותר בכדור. שחקני בייסבול משלבים לפעמים קולופוניום עם קרם שיזוף, ויוצרים חומר דביק מאוד שמאפשר אחיזה רבה יותר בכדור מאשר הקולופוניום לבדו; השימוש בחומר כזה מהווה הפרה של חוקי ליגת הבייסבול.
ניתן למרוח קולופוניום על הידיים בלוליינות אווירית כגון חבל (אקרובטיקה) וריקוד על עמוד כדי להגביר את האחיזה.

שימושים נוספים שאינם מבוססים על חיכוך:
באמנות יפה משתמשת בקולופוניום עבור תחליב טמפרה וכרכיב בינוני לציור בצבע שמן. הוא מסיס בשמן של טרפנטין ותחליפי טרפנטין, ויש לחמם אותו.
בטכניקת הדפסה, נעשה שימוש בקולופוניום בטכניקת אקווטינטה על לוח התצריב על מנת ליצור משטחים בגווני אפור.
בקליעה בחץ וקשת, כאשר מייצרים מיתר חדש או מעבירים אותה בשעווה למטרות תחזוקה, קולופוניום עשוי להיות קיים בתערובת השעווה. זה מספק כמות של דביקות למיתר כדי להחזיק את הגדילים המרכיבים אותו יחד ולהפחית בלאי ושפשוף.
ספרים של כלבים משתמשים באבקת קולופוניום כדי לסייע בהסרת שיער עודף מעומק תעלת האוזן.
מותגים מסוימים של  משתמשים בתמיסה של קולופוניום וגומי כדבק.

אסטרים של גליצרול, סורביטול ומניטול של קולופוניום משמשים כבסיסי מסטיק ליישומים רפואיים. ההתפרקות והתאימות הביולוגית של קולופוניום וחומרים ביולוגיים מבוססי קולופוניום נבדקו באין ויטרו וב.

השפעות בריאותיות
חשיפה ממושכת לאדי קולופוניום המשתחררים במהלך ההלחמה עלולה לגרום ל (שנקראה בעבר מחלת קולופוניום בהקשר זה) אצל אנשים רגישים, אם כי לא ידוע איזה מרכיב באדים גורם לבעיה. התסמינים כוללים גם  של אפיתל הסימפונות.

חשיפה ממושכת לקולופוניום, על ידי טיפול במוצרים מצופים בקולופוניום, כגון מדפסת לייזר או נייר צילום, עלולה לגרום לסוג של  תעשייתית.

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

שרפים