BONA Lak Pigmentler

BONA Lak Pigmentler

Mehmet Namık Kayaalp / Kimya Mühendisi - Ecelak Boya Kimya Ltd. Şti.


Bu pigmentler, tüm grup için genel bir bağlama bileşeni olarak kullanılan 2-hidroksi-3-naftoik asitten adlarını almışlardır. Bu bileşik, aynı zamanda beta-oksinaftoik asit (BONA) olarak da bilinir. BONA pigment laklarının tarihi β-naftol pigment lakları ile paralellik gösterir. İlk olarak bağlama elemanı olarak Schmitt ve Burkard tarafından 1887’de sentezlenen 2-hidroksi-3-naftoik asit kullanımıyla ilgili yazılı kanıtlar 1893 tarihine dayanır. Buna karşılık, bu bileşik, ancak 1902 yılında AGFA tarafından boyar madde sentezinde kullanılmaya başlanmıştır. (anilin →BONA).

1903 yılında AGFA’da R. Gley ve O. Siebert tarafından keşfedilen Pigment Kırmızı 57, pazardaki en önemli organik pigmentlerin biri haline gelmiştir. İlk olarak, sarımsı kırmızı sodyum tuzu formunda elde edilen ürün, tüketici tarafından kalsiyum veya baryum tuzuna dönüştürülmekteydi.

İlk olarak, bu "laklar” inorganik taşıyıcı malzemeler üzerine çökeltilmekteydi. İlginç olarak, bu renklendirici grubu aslında boyalarda pigment olarak kullanılmaktaydı. Tekstil pazarında uygulanması daha sonra olmuştur. Günümüzde, en büyük satış hacmine sahip olanları büyük çoğunlukta kalsiyum ve baryum tuzları, ama aynı zamanda manganez ve daha az sıklıkla stronsiyum tuzlarıdır. Bu gruptaki teknik olarak önemli pigmentler (beta-naftol pigment laklarına benzer olarak) diazonyum bileşenleri olarak aminosülfonik asitler içerir. Bu nedenle, bu pigmentler her zaman tuz oluşumu için, iki asidik grup ihtiva etmektedir.

Özellikleri

Performans açısından, BONA pigment laklar en yakın olan B-naftol pigment laklara benzemektedir. BONA pigment lakları kendi β-naftol muadillerine göre daha mavimsi kırmızı tonlar ("yakut”, "kestane”) verebilmektedirler ve aynı zamanda ışığa daha dayanıklıdırlar. Bu özellikle mangan tuzları için geçerlidir. Fakat pigment özelliklerinin, alkali sabun ve asit dayanımı,solvent ve migrasyon dayanımı ve ısı stabilitesi gibi diğer yonleri, cok benzerdir. BONA pigment laklar yuksek bir boyama gücüne sahip urunlerdir.

 

Kullanımı

Bu grup icindeki pigmentlerin buyuk bir kısmı baskı mürekkeplerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ağırlıklı olarak boyalarda kullanılan bazı urunler de vardır. BONA pigment laklar plastikler ve diğer ceşitli malzemeler icin renklendirici olarak kullanılabilir.

 

Ticari Olarak Bulunabilen BONA Pigment Laklar

Β-naftol pigment laklar ile benzer olarak, buyuk hacimde pazarlanan BONA pigment laklar sadece sınırlı sayıdadır. Ancak bu pigmentden ikisi, pigment sektorunde onemli bir pozisyonda yer almaktadır. Tabloda piyasada bulunan BONA pigment laklar listelenmiştir.



Bu serideki butun pigmentler (P.R.64 ve P.Br.5 dışında iki asit fonksiyonu icerir: Bir sulfonik asit grubu ve bir karboksilik asit kısmı. Presipitasyon genellikle kalsiyum veya mangan ile sağlanır fakat daha ender olarak baryum, stronsiyum veya magnezyum ile de sağlanabilir. Sulfonik asit fonksiyonu, hemen hemen her zaman azo grubuna gore orto konumunda bulunur. Pigment Kırmızı 48 ve 57 de dahil olmak uzere ticari olarak önemli pigmentler de azo koprusune gore para pozisyonunda bir metil grubuna sahiptir. Manganez laklar stronsiyum veya baryum laklardan her zaman daha mavidir. Bunlar genellikle kalsiyum tuzlarından daha da mavimsi gorunur.

Pigmentler Tipleri Pigment Kırmızı 48 Tipleri

Ticari olarak bulunabilen tipleri arasında çeşitli metaller ile olan "laklar” olarak, baryum (P.R.48:1), kalsiyum (P.R.48:2), stronsyum (P.R.48:3), mangan (P.R.48:4), ve magnezyum tuzları (P.R.48:5) sayılabilir. Baryum / kalsiyum tuzları gibi "karma” laklama ile elde edilen türleri de vardır. Ticari olarak ilgi uygulama alanına bağlıdır, ancak pigmentler genel olarak önemli pigmentlerdir. Bu tip pigmentler, özellikle İngilizce dilinde birçok farklı yaygın olarak görülen ad ile bilinmektedir. En iyi bilinen tanımı, "2B toner” adının, pigmentin ilk pazarlandığı ad olarak bir sodyum tuzu olan Permanent Kırmızı 2B adından türetildiği açıkça görülmektedir.

Pigment Kırmızı 48:2

1986 yılında, ABD’de Gravür Teknik Derneği P.R.48:2’yi gravür ambalaj mürekkepleri için standart proses kırmızısı olarak benimsemiştir. P.R.48:2, kalsiyum tuzu olarak, rubin olarak da ifade edilebilen mavimsi kırmızı tonlar verir. P.R.48:2, P.R.48:1’den büyük ölçüde daha mavidir, P.R.48:4’ten belirgin olarak daha mavidir ve P.R.57:1’den farkedilebilecek kadar daha sarıdır. Dayanım özellikleri olarak, örneğin, organik çözücülere dayanımı açısından, pigment karşılık gelen baryum tuzlarına yaklaşmaktadır. Baskılarda sterilizasyon dayanımı bakımından ve ayrıca sabun dayanımı bakımından da P.R.48:1’den daha aşağıdadır. Öte yandan, P.R.48:2, P.R.48:1’e göre belirgin bir şekilde daha fazla ışığa dayanıklıdır. 1/1 SD’ye göre yapılan P.R.48:2 tipo bas-kılar, örneğin, Blue Scale’sında 4-5. basamağa denk gelir, fakat karşılık gelen P.R.48:1 örnekleri sadece basamak 3-4’e ulaşabilmektedir. Bu iki tip pigment neredeyse tamamen aynı uygulama alanlarında kullanılmaktadır. P.R.48:2 ayrıca baskı mürekkeplerinde bulunmaktadır, özellikle de NC bazlı ambalaj mürekkeplerinde. Bu pigmentler, PR49 tiplerinin şartnameleri karşılamaya yeterli ışığa dayanınımı olmadığı durumlarda dergi kapakları gibi alanlarda, üç ve dört renk baskısında, özellikle ABD’de kullanılmaktadır.

P.R.48:2 boyalarda daha az olarak kullanılmaktadır. Boyalarda, diğer uygulama alanlarında olduğu gibi, kalsiyum tuzu baryum lakı gibi görev alır. Her ikisinde de, örneğin, aynı hızda üzerine kaplama yapılabilir. Her iki pigment için uygun uygulama alanlarının listesi aynıdır. PR48:2 ayrıca fırın boyalar, selülozik boyalar ve benzeri sistemlerde kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra, aynı zamanda emülsiyon boyalarda da kullanılır. Baryum ve kalsiyum tuzları tam tonlarında eşit ölçüde ışığa karşı dayanım sergilerken, beyazlı açılımlarda çok önemli bir fark vardır. Artan miktarlarda TiO2, P.R.48:2’yi, P.R.48:1’den ışığa karşı çok daha fazla duyarlı kılmaktadır.

Pigment Kırmızı 48:4

Bir mangan tuzu olan P.R.48:4, belirgin bir biçimde PR:48:2’ten daha sarımsı ve PR:48:3’ten daha mavimsi tonda kırmızı renkler verir. Bu pigment değişik uygulamalarda, özellikle boyalarda kullanılır. Örtücü tonda bir kırmızı renk elde etmek için PR:48:4 çoğunlukla molibdat oranj ile karıştırılarak kullanılır. Bu karışım pigment öteki 48 tipi pigmentlerden özellikle tam tonlarda belirgin biçimde daha iyi ışık haslığında ve daha dayanıklıdır.

Hava ve fırın kurumalı boyalarda, örnek olarak bir yıl dış ortam dayanımı için teste tutulduğunda Blue Scale üzerinden 7 ve Grey Scale üzerinden 4-5 derecelerdedir. Renk tonu dış hava koşulları altında koyulaşır. Bunun gibi koyu tonlarda daha sıkı şartları karşılayabilir ve hatta otomobil tamir boyaları gibi uygulamalarda bile kullanılabilir. Solvent dayanımı açısından ise, PR48: 4 öteki PR:48 türleri kadar iyi sonuç vermez. Asit ve alkali-ye ve kirece fark edilebilir şekilde daha az dayanıklıdır. Öte yandan, üst üste kat atarak boyamada dayanımı tatmin edicidir. Pigment mangan metali içerdiği için, oksidatif kurumalı boya sistemlerinde kuruma işlemini hızlandırabilir. Plastik endüstrisinde P.R.48:4 çoğunlukla PVC ve poliolefinlerde kullanılır.

PE içinde iyi bir renklendirme gücü olan bir pigment için, %1 TiO2 içeren bir 1/3 SD örnek formüle edilmesi için sadece %0.18 oranında P.R.48:4 gerekmektedir. Bu tür renklendirmeler tipine bağlı olarak, 5 dakika süre ile 200’den 290°C’ye kadar ısıya dayanıklıdır. Daha yüksek sıcaklıklar daha az ısı dayanımlı çeşitlerinin rengini kısmen dönüşebilir olarak sarımsı tonlara doğru kaydırır ve ayrıca daha donuk renkler yapar. Ancak, ekonomik değerlendirmeler yüzünden renklendirme mükemmeliyeti ve fiyat arasında dengeyi bulmak gerekmektedir.

P.R.48:4 polipropilen içine verildiğinde sıklıkla plastiğin kırılganlaşmasıyla oluşan yaşlanmaya yol açabilir ki bu tip malzemeler içinde kullanımı engellenmelidir. Polietilen içindeki etkisi daha azdır. Daha yüksek işlem sıcaklıklarında PE ekstrüzyon ürünlerinin büzülmesini, PR:48:4 pratik olarak etkilemez. Bu pigment ayrıca, segonder asetat iplikleri, fiberler ve uygulama gereksinimlerini karşılanacak herhangi bir yerdeki filmlerin renklendirilmesinde kullanılabilir.

P.R.48:4, plastifiye PVC’lerde çiçeklenme yapmaz ve yaklaşık tümüyle kanamaya karşı dayanımlıdır. Renklendirme gücü de bu plastiklerde içinde iyiye eşittir. PVC kablo yalıtımında kullanımı için istenen dielektrik özellikleri sağladığı için PR:48:4 bunun için uygundur. Baskı mürekkeplerinde yapısındaki mangan içeriği nedeniyle PR:48:4 ofset baskı mürekkepleri gibi oksidatif kurumalı sistemlerde kurumayı hızlandırır. Bu tip sistemlerde kurutucu miktarının hesaplanmasında bu etki dikkate alınmalıdır.

Baskı mürekkeplerinde bu pigment, alkaliye, aside ve sabuna karşı yeterli dayanımda değildir ve üzerine vernik atılmasını tolere etmede ve sterilizasyonda başarılı değildir. Bu karşılık PR:48:4 baskı mürekkeplerinde iyi renklendirme gücü sağlar. %18’lik bir pigment 1/1 SD standart film kalınlığında basılmış dayanıklı tipo baskı için yeterlidir. Öte yandan 1/3 SD baskı yapmak için %9’luk bir pigment oranı kullanılır. Baskılar, Blue Scale ışık haslığı değerlendirmesinde 4’e eşdeğerdir.

Kaynakça:

Industrial Organic Pigments W. Herbst, K. Hunger.
Organic Coating Technology-II, H.F.Payne, J.Wiley and Sons Inc.-Newyork 1960.
Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry Vol.A-20 VCH Publishers, Inc.-1992.
Special Chem Bulletin, 2008.