Laboratuvardan gelen parlaklık: organik pigmentler

Kısa cevap

Bir boya tüpündeki PB15:3 ya da PR122 gibi bir kod, içindeki pigmentin Renk İndeksi'ndeki genel adıdır: ilk harfler pigmentin renk ailesini (PB mavi, PR kırmızı, PY sarı, PG yeşil), sayı o ailedeki sırasını, iki noktadan sonraki ek ise aynı maddenin farklı bir biçimini söyler; PB15:3, bakır ftalosiyanin mavisinin β kristal biçimidir. Bu kod size ticari renk adının söylemediğini söyler: iki farklı markanın aynı adla sattığı boyaların aynı pigmenti taşıyıp taşımadığını, bir rengin tek pigmentten mi karışımdan mı yapıldığını, ışık haslığı ve şeffaflık gibi davranışları hangi pigment ailesinden alacağını.

Karbonun dönüşü

MA-03 metalden renk alan pigmentleri anlattı. Bu ders, rengini MA-01'deki gibi konjuge karbon zincirlerinden ve halkalarından alan, ama çözünmeyen tanecikler olarak bir bağlayıcıda kullanılan pigmentlere bakıyor.

Organik pigmentin en ilginç özelliği, boyarmadde ile pigment arasındaki sınırda durmasıdır (MA-02). Molekül bir boyarmaddeninki kadar renkli ve yoğundur; ama molekülleri birbirine sıkıca istiflenip çözünmeyen bir kristal oluşturduğu için pigment gibi davranır.

Etiketteki kod

Boya tüplerinin üzerindeki "PB15" ya da "PR122" kodlarının arkasında bir yüzyıllık bir katalog vardır.

Genel ad ile anayapı numarası farklı şeyler anlatır. Genel ad bir ticari ürünü, anayapı numarası bir molekülü tanımlar. Bu farkın en iyi örneği bakır ftalosiyanin mavisidir.

Yani PB15:3'teki ":3", molekülün değil kristalin adıdır. Aynı bakır ftalosiyanin molekülü, farklı istiflenince biraz farklı bir mavi verir. Defeyt ve Strivay listenin boşluklarını da açıklar: γ biçimi olan PB15:5 ekonomik nedenlerle üretilmez; metalsiz ftalosiyanin PB16 ve kobalt ftalosiyanin PB75 ise bakırlı PB15'e göre çok daha az yaygındır.

Tüpü okumak

Bu bilgiyle bir boya etiketini bir tablo gibi okuyabiliriz. Aşağıdaki kodlar bu dersin ve MA-03'ün kaynaklarında geçen pigmentlerdir.

Bir tüpte tek bir kod varsa renk tek pigmentten yapılmıştır; iki ya da üç kod varsa bir karışımdır ve ressam o tüpü başka renklerle karıştırırken aslında üç dört pigmenti birlikte karıştırdığını bilir. En önemlisi, ticari ad pigmenti söylemez. Adında bir pigmentin adı geçen bir tüp, o pigmenti taşımayabilir; bunu yalnız kod gösterir.

Üç büyük aile

Azo pigmentleri. Molekülünde iki azot atomunun çift bağla bağlandığı azo grubunu taşıyan bu aile, modern sarıların, turuncuların ve kırmızıların önemli bir bölümünü oluşturur.

Ftalosiyaninler. Bu aile, bir bakır iyonunun büyük bir halka molekülün ortasına oturduğu yapısıyla, organik ve anorganik dünyanın arasında durur.

Ftalosiyanin yeşili PG7, mavi molekülün hidrojen atomlarının klorla değiştirilmesiyle elde edilir. Defeyt ve Strivay onun 14–15 klor atomu taşıyan bir bakır poliklor ftalosiyanin olduğunu ve 1936'dan beri ticari olarak bulunduğunu yazar; ColourLex ise ticari üretimin 1938'de başladığını not eder. Kaynaklar arasındaki bu iki yıllık fark, ilk ticari sunum ile düzenli üretimin başlangıcı arasındaki farktan kaynaklanıyor olabilir; kesin tarih bu iki kaynaktan belirlenemez.

Kinakridonlar. Kültürel miras bilimi için açık bir pigment veritabanı olan CHSOS, PR122'yi kinakridon sınıfından modern bir sentetik organik pigment olarak tanımlar ve 20. yüzyılın ortasında kinakridon kimyasının sanayide gelişmesiyle ortaya çıktığını belirtir. Mavimsi alt tonlu temiz bir macenta verir ve şeffaflığıyla bilinir.

Renk gücü, şeffaflık, ışık haslığı

Organik pigmentleri bir palette tanımanın en kolay yolu, nasıl davrandıklarına bakmaktır.

Şeffaflık, MA-02'deki saçılmayla açıklanır. Küçük tanecikler ışığı daha az saçar; ışık boya katmanının içinden geçip alttaki yüzeye ulaşır ve geri döner. Bu yüzden ftalosiyanin ya da kinakridon ince bir katmanda cam gibi parlak bir renk verir, ama alttaki çizgiyi örtmez. Örtmek için ya daha kalın katman ya da titanyum beyazı gibi saçıcı bir pigmentle karışım gerekir.

Renk gücü pratikte bir uyarıdır: yüksek renk gücü, bir karışıma az miktarda organik pigmentin bile rengi belirgin biçimde değiştirebileceği anlamına gelir. Toprak pigmentleriyle çalışmaya alışmış bir ressam için bu, miktar ayarının baştan öğrenilmesi demektir.

Bu, renk farkı formüllerinin (BI-20) bir tüpün etiketine kadar indiği yerdir: etiketteki ışık haslığı kategorisi, bir laboratuvarda ölçülmüş bir renk farkından gelir. Ftalosiyaninler bu açıdan çok güçlüdür: ColourLex iki ftalosiyaninin de ısıdan ve kimyasallardan etkilenmediğini ve son derece ışık haslığı taşıdığını yazar. Defeyt ve Strivay ise bir uyarı ekler: bakır ftalosiyanin maviler çoğu çözücüde çözünmese de aromatik çözücülerde kısmen çözünür. Bu yüzden eski bir tablonun restorasyonunda yanlış bir çözücü kristal kusurlarına ve renk değişimine yol açabilir.

Örnek — dövme mürekkebindeki mavi ve yeşil

Organik pigmentlerin en tartışmalı kullanım alanlarından biri deridir. Dövme mürekkeplerindeki pigmentler, MA-02'de anlatıldığı gibi derinin alt katmanında yıllarca kalır. Avrupa Birliği bu yüzden dövme ve kalıcı makyaj mürekkeplerine özel bir kısıtlama getirdi.

Bu kısıtlamanın arkasındaki iki kod, tam da bu dersin tablosundaki iki ftalosiyanindir. Yerlerine konacak güvenli bir seçeneğin bulunamaması, dövmecilerin mavi ve yeşil paletinin bu iki pigmente ne kadar bağlı olduğunu gösterir. Deri tonu da bu tabloya karışır: MA-02'deki hesap, melaninin mavi ve yeşil ışığı kırmızıya göre daha güçlü soğurduğunu göstermişti. Melanince zengin bir tende bu iki rengin ne kadar görünür kalacağı, pigmentin renk gücüne ayrıca bağlı olabilir; bunu ancak farklı tenlerde yapılmış ölçümler gösterebilir.

Organik pigmentlerin güvenliği tek bir cevapla kapanmaz. Sauer ve Kreiling, organik pigmentlerin çok düşük çözünürlüğünün ağızdan ya da solunum yoluyla alındıklarında vücuda geçmelerini sınırlayabileceği hipotezine dayanan bir değerlendirme stratejisi önerir. Ama dövmede pigment doğrudan derinin içine yerleştirilir; bu, o hipotezin kapsamadığı bir yoldur. Bu ders dövme ya da boya kullanımı hakkında sağlık önerisi vermez; güncel kurallar için yetkili kurumların duyurularına bakılmalıdır.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. Organik pigmentler rengini konjuge karbon yapılarından alır ama çözünmeyen kristaller olarak kullanılır; azo, ftalosiyanin ve kinakridon başlıca modern ailelerdir.
2. Tüpteki kod Renk İndeksi genel adıdır: harfler renk ailesini, sayı sırasını, iki noktadan sonraki ek aynı maddenin farklı bir biçimini gösterir. PB15:3, bakır ftalosiyanin mavisinin β kristal biçimidir; anayapı numarası 74160'taki "74" ftalosiyanin sınıfını gösterir.
3. Organik pigmentler genellikle küçük tanecikli, şeffaf ve renk gücü yüksektir; ışık haslıkları ASTM D4303 gibi hızlandırılmış testlerle CIE renk farkı üzerinden kategorilere ayrılır. PB15:3 ve PG7, AB'nin dövme mürekkebi kısıtlamasında seçenek bulunamayan iki pigment oldu.

Kendini sına

1. (Kolay) PB, PR, PY ve PG harfleri neyi gösterir?
2. (Kolay) Renk İndeksi ne zaman ve kim tarafından yayımlanmaya başladı?
3. (Orta) Bir boya tüpündeki pigment kodu size ne söyler?
4. (Orta) Organik pigmentler neden genellikle şeffaftır ve bu bir ressam için ne anlama gelir?
5. (Zor) PB15, PB15:3 ve 74160 numaraları arasındaki ilişki nedir?
6. (Zor) AB'nin dövme mürekkebi kısıtlamasında PB15:3 ve PG7'ye neden ayrı bir geçiş süresi tanındı?

Cevaplar

1. Pigmentin renk ailesini: PB mavi, PR kırmızı, PY sarı, PG yeşil («Etiketteki kod»).
2. 1924'te, İngiltere'deki Boyacılar ve Boyacı Ustaları Derneği tarafından («Etiketteki kod»).
3. İçindeki pigmentin Renk İndeksi genel adını söyler: renk ailesi, sıra numarası ve gerekirse kristal biçimi. Böylece rengin tek pigmentten mi karışımdan mı yapıldığını, ticari adın arkasında hangi pigmentin olduğunu ve ışık haslığı, şeffaflık gibi davranışları hangi aileden alacağını anlarsınız («Tüpü okumak»).
4. Tanecikleri küçük olduğu için ışığı az saçarlar; ışık katmandan geçip alttaki yüzeye ulaşır. Bu, ince katmanlarda parlak ve derin renk verir ama örtmek için kalın katman ya da saçıcı bir beyazla karışım gerekir («Renk gücü, şeffaflık, ışık haslığı»).
5. PB15 bakır ftalosiyanin mavisinin genel adıdır ve altı türü kapsar; PB15:3 bunlardan β kristal biçimidir. 74160 ise hepsinin paylaştığı anayapı numarasıdır ve molekülü tanımlar («Etiketteki kod»).
6. Çünkü Risk Değerlendirme Komitesi, yalnız bu iki pigment için daha güvenli ve teknik olarak yeterli seçeneklerin henüz bulunmadığı sonucuna vardı; sektöre güvenli bir seçenek bulup geçmesi için 24 ay tanındı («Örnek — dövme mürekkebindeki mavi ve yeşil»).

Kaynaklar

• Museum of Fine Arts, Boston, «Colour Index», CAMEO Materials Database.
• Defeyt, C. ve Strivay, D., «PB15 as 20th and 21st Artists' Pigments: Conservation Concerns», e-Preservation Science 11: 6 vd., 2014.
• Linstead, R. P., «Phthalocyanines. Part I. A new type of synthetic colouring matters», Journal of the Chemical Society, 1934, s. 1016 vd.
• ColourLex, «Arylide yellow», «Phthalocyanine blue», «Phthalocyanine green», colourlex.com.
• «Organic and Inorganic Pigment Characteristics», The Artist's Magazine, Mayıs 2009; Artists Network.
• ASTM D4303, «Standard Test Methods for Lightfastness of Colorants Used in Artists' Materials».
• European Chemicals Agency, «Tattoo inks and permanent make-up», echa.europa.eu.
• Sauer, U. G. ve Kreiling, R., «The Grouping and Assessment Strategy for Organic Pigments (GRAPE): Scientific evidence to facilitate regulatory decision-making», Regulatory Toxicology and Pharmacology 109: 104501, 2019.

Sonraki adım

MA-05, bu dersin şeffaflık tartışmasının öbür ucuna, dünyanın en çok kullanılan pigmentine geçiyor: titanyum dioksit beyazının yüksek kırılma indisi ve güçlü saçılmayla nasıl örttüğünü, kurşun beyazının yerini nasıl aldığını ve boya, kâğıt, plastik ve gıdadaki kullanımını, gıdadaki düzenleyici tartışmalarla birlikte anlatıyor. EC-05 ise aynı beyazın piyasasına bakıyor: titanyum dioksit üretiminin maliyetlerini, klorür ve sülfat süreçlerini ve kapasite fazlasının fiyatları nasıl etkilediğini ele alıyor.