Pigment
Pigment, suda tamamen veya hemen hemen çözünmeyen renkli bir malzemedir. Bunun tersine, boyalar genelde, en azından kullanımlarının bir aşamasında çözünürdür. Boyalar genellikle organik bileşik pigmentler ise genellikle inorganik bileşikdir. Tarih öncesi ve tarihi değeri olan pigmentler arasında koyu sarı, odun kömürü ve lapis lazuli bulunur. Sanayide olduğu kadar sanatta da kalıcılık ve istikrar istenen özelliklerdir. Kalıcı olmayan pigmentler kaçak olarak adlandırılır. Kaçak pigmentler zamanla veya ışığa maruz kaldıkça solarken bazıları sonunda kararır. Pigmentler boya, mürekkep, plastik, kumaş, kozmetik, gıda ve diğer malzemeleri renklendirmede kullanılır. İmalat ve görsel sanatlar 'da kullanılan çoğu pigment kuru renklendirici'dir ve genellikle ince bir toz halinde öğütülür. Boyada kullanım için bu toz, pigmenti askıya alan görece nötr veya renksiz bir malzeme olan bağlayıcıya (veya araca) eklenir ve boyaya yapışkanlık verir. Genellikle aracında çözünmez olan (bir süspansiyonla sonuçlanan) bir pigment ile kendisi bir sıvı olan veya aracında çözünen boya arasında bir ayrım yapılır (bir solüsyonla sonuçlanır). Renklendirici, ilgili araca bağlı olarak bir pigment veya bir boya görevi görebilir. Bazı durumlarda pigment, bir metalik tuzla çözülebilir bir boyanın çökeltmesi ile boyadan üretilebilir. Oluşan pigmente göl pigmenti denir. Biyolojik pigment terimi, çözünürlüklerinden bağımsız olarak tüm renkli maddeler için kullanılır. ⓘ
Ekonomik etki
2006 yılında dünya çapında yaklaşık 7,4 milyon ton inorganik, organik ve özel pigment pazarlanmıştır. 2018'de yaklaşık 14,86 milyar ABD doları olarak tahmin edilen pigment pazarının 2019'dan 2026'ya kadar %4,9'un üzerinde bir YBBO ile artacağı öngörülmektedir. Pigmentlere yönelik küresel talep 2009 yılında yaklaşık 20,5 milyar ABD dolarıydı. Bloomberg Businessweek'in Nisan 2018 tarihli bir raporuna göre, pigment endüstrisinin küresel olarak tahmini değeri 30 milyar dolardır. Birçok ürünün beyaz parlaklığını arttırmak için kullanılan titanyum dioksitin değeri yılda 13,2 milyar dolar, Ferrari kırmızısı renginin değeri ise her yıl 300 milyon dolar olarak belirlenmiştir. ⓘ
Fiziksel ilkeler
Tüm malzemeler gibi pigmentlerin rengi de görünür ışığın yalnızca belirli dalga boylarını emdikleri için ortaya çıkar. Malzemenin bağlanma özellikleri ışık emiliminin dalga boyunu ve etkinliğini belirler. Diğer dalga boylarındaki ışık yansıtılır veya dağılır. Yansıyan ışık spektrumu renk'i tanımlar. ⓘ
Pigmentlerin görünümü kaynak ışığına duyarlıdır. Güneş ışığının yüksek renk sıcaklığı ve oldukça homojen spektrumu vardır. Güneş ışığı, beyaz ışık için standart olarak kabul edilir. Yapay ışık kaynakları daha az tekdüzedir. ⓘ
Renkleri sayısal olarak temsil etmek için kullanılan renk uzayları, ışık kaynaklarını belirtmelidir. Lab rengi ölçümleri, aksi belirtilmedikçe ölçümün bir D65 ışık kaynağı veya kabaca güneş ışığının renk sıcaklığı olan "Daylight 6500 K" altında kaydedildiğini varsayar. ⓘ
Bir rengin doygunluk veya hafiflik gibi diğer özellikleri, pigmentlere eşlik eden diğer maddeler tarafından belirlenebilir. Bağlayıcılar ve dolgular rengi etkileyebilir. ⓘ
Pigment moleküllerinin harekete geçmesi için belirli bir enerji gereklidir. Renklerin oluşmasındaki diğer tüm aşamalarda olduğu gibi, pigmentlerle ışık arasında da ilişki vardır; dünyaya ulaşan güneş ışığı canlılarda renk molekülü olarak bilinen söz konusu pigment molekülleri için önemli rol oynar. ⓘ
Gözün retinasında bulunan koni hücrelerinin üç ana rengi (kırmızı (%60), yeşil (%30) ve mavi (%10) ) algılamasının nedeni de içlerinde bulunan özel pigment molekülleridir. Pigmentlerin renkler için gerçekleştirdikleri en hayati işlem, kendilerine gelen ışığın renk enerjisini elektrik sinyaline çevirmeleridir; insan gözünde renk diye tanımlanan olgular aslında gözde bulunan pigmentlerin kendilerine gelen ışığın dalga boyunu elektrik sinyali olarak beyne iletmeleridir. Görünür ışığın sahip olduğu enerji düzeyi, canlıların derilerinde, derilerini kaplayan pullarında, tüylerinde veya kürklerinde bulunan pigment moleküllerini harekete geçirmek için gereken enerji düzeyine eşittir. Görünür ışığın aralığı içinde olan ve belirli renklere karşılık gelen dalga boyları bu pigmentleri harekete geçirerek canlıların renklerini oluşturur. Çiçeklerin yapraklarındaki renk çeşitliliğinin nedeni ise yapılarında bulunan pigment moleküllerinin ışığa karşı verdikleri tepkidir. ⓘ
Canlılarda bulunan pigmentlerin (biyolojik pigmentler) bazıları doğaldır. Birkaçı zehirlidir, bir bölümü hücrelerde dejenerasyon ve sonunda fibrozis yapar. Pigmentlerin bir bölümü çevre kirliliğinin sonucudur, birkaçı da ölen hücrelerin kalıntılarıdır. ⓘ
Tarihçe
Mineraller tarih öncesi çağlardan beri renklendirici olarak kullanılmıştır. İlk insanlar boyayı vücut süslemesi gibi estetik amaçlarla kullanmışlardır. Zambiya, Lusaka yakınlarındaki Twin Rivers'da bulunan bir mağarada 350.000 ila 400.000 yıllık olduğuna inanılan pigmentler ve boya öğütme ekipmanları rapor edilmiştir. Aşı boyası, demir oksit, ilk boya rengiydi. Tercih edilen mavi pigment lapis lazuli'den elde edilmiştir. Mineral ve kil bazlı pigmentler genellikle ilk çıkarıldıkları şehir ya da bölgenin adını taşır. Ham Sienna ve Yanık Sienna İtalya'nın Siena kentinden, Ham Umber ve Yanık Umber ise Umbria'dan geliyordu. Bu pigmentler sentezlenmesi en kolay olanlar arasındaydı ve kimyagerler orijinalleri temel alarak modern renkler yarattılar. Bunlar orijinal cevher kütlelerinden çıkarılan renklerden daha tutarlıydı, ancak yer adları kaldı. Ayrıca birçok Paleolitik ve Neolitik mağara resminde Kırmızı Aşı Boyası, susuz Fe2O3 ve hidratlı Sarı Aşı Boyası (Fe2O3.H2O) bulunur. Kömür ya da karbon siyahı da tarih öncesi çağlardan beri siyah pigment olarak kullanılmaktadır. ⓘ
Bilinen ilk sentetik pigment Mısır mavisidir ve ilk kez Mısır'da Naqada III'e (MÖ 3250 civarı) tarihlenen kaymaktaşı bir kâsede görülmüştür. Mısır mavisi (mavi frit), kalsiyum bakır silikat CaCuSi4O10, kuvars kumu, kireç, bir flaks ve malakit gibi bir bakır kaynağı karışımının ısıtılmasıyla yapılır. Mısır'ın Predynastic Dönemi'nde icat edilmiş olup, 4. Hanedanlık döneminde kullanımı yaygınlaşmıştır. Roma antik çağının en mükemmel mavi pigmentiydi; sanat teknolojisine dair izleri, Mısır seferi ve Pompeii ve Herculaneum'daki kazılar bağlamında yeniden keşfedilene kadar Orta Çağ boyunca kayboldu. Daha sonraki premodern sentetik pigmentler arasında beyaz kurşun (bazik kurşun karbonat, (PbCO3)2Pb(OH)2), vermilyon, verdigris ve kurşun-kalay sarısı bulunmaktadır. Bir cıva sülfür olan vermilyon, başlangıçta doğal zinober tozunun öğütülmesiyle elde edilmiştir. 17. yüzyıldan itibaren elementlerden de sentezlenmiştir. Titian gibi eski ustalar tarafından tercih edilmiştir. Hint sarısı bir zamanlar sadece mango yapraklarıyla beslenen sığırların idrarının toplanmasıyla üretiliyordu. XVII. ve XVIII. yüzyılların Hollandalı ve Flaman ressamları, ışıldayan nitelikleri nedeniyle bu rengi tercih etmiş ve genellikle güneş ışığını temsil etmek için kullanmışlardır. Mango yaprakları sığırlar için besleyici açıdan yetersiz olduğundan, Hint sarısı hasadı uygulamasının sonunda insanlık dışı olduğu ilan edildi. Hint sarısının modern tonları sentetik pigmentlerden yapılmaktadır. Vermillion kısmen kadmiyum kırmızısı ile değiştirilmiştir. ⓘ
Lapis lazuli'nin maliyeti nedeniyle, genellikle ikame maddeler kullanılmıştır. En eski modern sentetik pigment olan Prusya mavisi 1704 yılında tesadüfen keşfedilmiştir. 19. yüzyılın başlarında sentetik ve metalik mavi pigmentler arasında lapis lazuli'nin sentetik bir formu olan Fransız ultramarini de vardı. Ultramarin, alüminyum silikatın kükürt ile muamele edilmesiyle üretilmiştir. Kobalt ve Cerulean mavisinin çeşitli formları da kullanılmaya başlandı. 20. yüzyılın başlarında sentetik bir metalo-organik pigment olan Phthalo Blue hazırlandı. Aynı zamanda, bir zamanlar lapis lazuli'den üretilen renk tonlarına verilen bir başka isim olan Kraliyet Mavisi, çok daha açık ve parlak bir rengi ifade edecek şekilde gelişmiştir ve genellikle Ftalo Mavisi ve titanyum dioksitten veya ucuz sentetik mavi boyalardan karıştırılır. ⓘ
1856'da ilk anilin boyası olan leylak renginin keşfi, azo ve diazo bileşikleri gibi yüzlerce sentetik boya ve pigmentin geliştirilmesinin öncüsü olmuştur. Bu boyalar, renklendiricilerin sistematik tasarımları da dahil olmak üzere organik kimyanın gelişmesini sağladı. Organik kimyanın gelişimi inorganik pigmentlere olan bağımlılığı azaltmıştır. ⓘ
- Pigmentlerdeki gelişmeleri gösteren resimler
Johannes Vermeer'in Sütçü Kız tablosu (yaklaşık 1658). Vermeer, bu canlı tabloda da görüldüğü gibi, kurşun-kalay sarısı, doğal ultramarin ve kök boya gibi pahalı pigmentleri seçerken cömert davranmıştır.
Titian, Assunta'nın yaklaşık 1518'de tamamlanan yağlıboya tablosundaki kırmızıları yaratmak için tarihi pigment Vermilion'u kullanmıştır.
Tintoretto'nun Köle Mucizesi (1548 civarı). Usta bir boyacının oğlu olan Tintoretto, dramatik renk efektleri elde etmek için cochineal böceğinden elde edilen Carmine Red Lake pigmentini kullanmıştır.
Paul Cézanne'ın Kendi Portresi. 19. yüzyılın sonlarında çalışan Cézanne, kendinden öncekilere kıyasla çok daha geniş bir renk paletine sahipti. ⓘ
Üretim ve endüstriyel standartlar
Sentetik pigmentlerin geliştirilmesinden ve mineral pigmentlerin çıkarılmasına yönelik tekniklerin iyileştirilmesinden önce, renk partileri genellikle tutarsızdı. Modern renk endüstrisinin gelişmesiyle birlikte, üreticiler ve profesyoneller renklerin tanımlanması, üretilmesi, ölçülmesi ve test edilmesi için uluslararası standartlar oluşturmak üzere işbirliği yaptılar. ⓘ
İlk olarak 1905 yılında yayınlanan Munsell renk sistemi, renk ölçümü için objektif yöntemler sağlayan bir dizi renk modelinin temeli oldu. Munsell sistemi bir rengi ton, değer (açıklık) ve kroma (renk saflığı) olmak üzere üç boyutta tanımlar; burada kroma, belirli bir ton ve değerde griden farktır. ⓘ
20. yüzyılın ortalarına gelindiğinde, endüstride bu tür standartlar yaratmaya yönelik uluslararası bir hareketin parçası olarak pigment kimyası için standartlaştırılmış yöntemler mevcuttu. Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) pigment ve boya üretimi için teknik standartlar geliştirmektedir. ISO standartları çeşitli endüstriyel ve kimyasal özellikleri ve bunların nasıl test edileceğini tanımlar. Tüm pigmentlerle ilgili başlıca ISO standartları aşağıdaki gibidir:
- ISO-787 Pigmentler ve genişleticiler için genel test yöntemleri.
- ISO-8780 Dispersiyon özelliklerinin değerlendirilmesi için dispersiyon yöntemleri. ⓘ
Diğer ISO standartları, ultramarin pigmentleri, titanyum dioksit, demir oksit pigmentleri ve benzerleri gibi kimyasal bileşimlerine dayalı olarak belirli pigment sınıfları veya kategorileri ile ilgilidir. ⓘ
Birçok boya, mürekkep, tekstil, plastik ve renk üreticisi, belirli renkleri üretirken kullandıkları pigmentleri tanımlamak için bir standart olarak Uluslararası Renk Endeksi'ni (CII) gönüllü olarak benimsemiştir. İlk olarak 1925 yılında yayınlanan ve şu anda Boyacılar ve Renkçiler Derneği (Birleşik Krallık) ve Amerikan Tekstil Kimyagerleri ve Renkçileri Derneği (ABD) tarafından ortaklaşa olarak web'de yayınlanan bu indeks, renklendiriciler konusunda uluslararası alanda yetkili referans olarak kabul edilmektedir. 13.000'den fazla jenerik renk indeksi adı altında 27.000'den fazla ürünü kapsamaktadır. ⓘ
CII şemasında her pigment, tescilli ve tarihi isimlerden bağımsız olarak kimyasal olarak tanımlayan genel bir indeks numarasına sahiptir. Örneğin, Phthalocyanine Blue BN, 1930'larda keşfedilmesinden bu yana çeşitli jenerik ve tescilli isimlerle bilinmektedir. Avrupa'nın büyük bölümünde ftalosiyanin mavisi daha çok Helio Mavisi veya Winsor Mavisi gibi tescilli bir isimle bilinmektedir. Amerikalı bir boya üreticisi olan Grumbacher, alternatif bir yazım şeklini (Thanos Blue) ticari marka olarak tescil ettirmiştir. Colour Index International, üreticilerin ve tüketicilerin belirli bir renk ürününde kullanılan pigmenti (veya boyayı) tanımlayabilmeleri için tüm bu çelişkili tarihi, jenerik ve tescilli isimleri çözmektedir. CII'de, tüm ftalosiyanin mavisi pigmentleri, pigment mavisi 15 ve pigment mavisi 16'nın kısaltması olan PB15 veya PB16 olarak genel bir renk indeksi numarasıyla belirtilir; bu iki numara, biraz daha yeşilimsi veya kırmızımsı bir mavi üreten moleküler yapıdaki küçük varyasyonları yansıtır. ⓘ
Değer rakamları
Aşağıda, pigmentlerin belirli üretim süreçleri ve uygulamaları için uygunluklarını belirleyen bazı özellikleri yer almaktadır:
- Işık haslığı ve ultraviyole ışıktan kaynaklanan hasara karşı hassasiyet
- Isı stabilitesi
- Toksisite
- Renklendirme gücü
- Boyama
- Dağılım (bir Hegman ölçer ile ölçülebilir)
- Opaklık veya şeffaflık
- Alkalilere ve asitlere karşı direnç
- Pigmentler arasındaki reaksiyonlar ve etkileşimler ⓘ
Renk Örnekleri
Renk örnekleri, renkleri doğru bir şekilde iletmek için kullanılır. Renk örneği türleri baskı, bilgisayar, plastik ve tekstil gibi ortamlar tarafından belirlenir. Genel olarak, en geniş renk tonu gamını sunan ortam, çeşitli ortamlarda yaygın olarak kullanılır. ⓘ
Basılı renk örnekleri
Referans standartları, renk tonlarının basılı renk örnekleriyle sağlanır. PANTONE, RAL, Munsell, vb. baskı, plastik ve tekstil gibi çeşitli ortamlarda yaygın olarak kullanılan renk iletişim standartlarıdır. ⓘ
Plastik renk örnekleri
Plastikler için renk masterbatchleri ve pigmentler üreten şirketler, enjeksiyon kalıplı renk çiplerinde plastik renk örnekleri sunmaktadır. Bu renk çipleri tasarımcıya veya müşteriye kendi özel plastik ürünleri için renk seçmesi için verilir. ⓘ
Plastik renk örnekleri inci, metalik, floresan, ışıltı, mozaik vb. gibi çeşitli özel efektlerde mevcuttur. Ancak bu efektlerin baskı ve bilgisayar ekranı gibi diğer ortamlarda kopyalanması zordur. Plastik kartelalar çeşitli özel efektler içerecek şekilde 3D modelleme ile oluşturulmuştur. ⓘ
Bilgisayar renk örnekleri
Pigmentlerin doğal ışıktaki görünümünü bilgisayar ekranında taklit etmek zordur. Yaklaşık değerler gereklidir. Munsell Renk Sistemi üç boyutta objektif bir renk ölçümü sağlar: ton, değer (veya açıklık) ve kroma. Bilgisayar ekranları genel olarak birçok pigmentin gerçek kromasını gösteremez, ancak ton ve açıklık göreceli doğrulukla yeniden üretilebilir. Bununla birlikte, bir bilgisayar ekranının gaması referans değerden saptığında, renk tonu da sistematik olarak yanlı olur. ⓘ
Aşağıdaki yaklaşımlar, sRGB renk uzayını kullanan gama 2.2 değerinde bir görüntüleme cihazı varsaymaktadır. Bir görüntüleme cihazı bu standartlardan ne kadar saparsa, bu renk örnekleri o kadar az doğru olacaktır. Renk örnekleri, bilgisayar ekranında görüntülenmek üzere Lab renk uzayından sRGB renk uzayına dönüştürülen birkaç lot tek pigmentli suluboya boyanın ortalama ölçümlerine dayanmaktadır. Bir pigmentin görünümü markaya ve hatta partiye bağlı olabilir. Ayrıca pigmentler, metamerizm adı verilen bir özellik olan kaynak aydınlatmanın spektrumuna bağlı olarak renk görünümlerini büyük ölçüde farklı hale getirecek doğal olarak karmaşık yansıtma spektrumlarına sahiptir. Pigment örneklerinin ortalama ölçümleri, belirli bir aydınlatma kaynağı altında gerçek görünümlerinin yalnızca yaklaşık değerlerini verecektir. Bilgisayar görüntüleme sistemleri, aydınlatma kaynaklarının ilişkili renk sıcaklığını taklit etmek için kromatik adaptasyon dönüşümleri adı verilen bir teknik kullanır ve orijinal olarak görülen karmaşık spektral kombinasyonları mükemmel bir şekilde yeniden üretemez. Birçok durumda, bir pigmentin algılanan rengi bilgisayar ekranlarının gamutunun dışında kalır ve gerçek görünüme yaklaşmak için gamut eşleme adı verilen bir yöntem kullanılır. Gamut eşleme, dönüştürmenin ICC işleme amacında seçilen önceliğe bağlı olarak, rengi ekranda oluşturmak için açıklık, renk tonu veya doygunluk doğruluğundan herhangi birini takas eder. ⓘ
|
#990024
Tirya kırmızısı
|
PR106 - #E34234
Vermilion (orijinal)
|
#FFB02E
Hint sarısı ⓘ
|
|---|
|
PB29 - #003BAF
Ultramarin mavisi
|
PB27 - #0B3E66
Prusya mavisi ⓘ
|
|---|
Biyolojik pigmentler
Biyolojide pigment, bitki veya hayvan hücrelerinin herhangi bir renkli materyalidir. Deri, göz, kürk ve saç gibi birçok biyolojik yapı pigment (melanin gibi) içerir. Hayvan derisinin renklenmesi genellikle kromatofor adı verilen ve ahtapot ve bukalemun gibi hayvanların renklerini değiştirmek için kontrol edebildikleri özelleşmiş hücreler aracılığıyla gerçekleşir. Birçok durum bitki, hayvan, bazı protista veya mantar hücrelerindeki pigmentlerin seviyelerini veya doğasını etkiler. Örneğin, albinizm adı verilen bozukluk hayvanlarda melanin üretim seviyesini etkiler. ⓘ
Organizmalarda pigmentasyon, kamuflaj, taklit, aposematizm (uyarı), cinsel seçilim ve diğer sinyal biçimleri, fotosentez (bitkilerde) ve güneş yanığından korunma gibi temel fiziksel amaçlar dahil olmak üzere birçok biyolojik amaca hizmet eder. ⓘ
Pigment rengi yapısal renkten farklıdır, çünkü pigment rengi tüm görüş açıları için aynıdır, oysa yapısal renk, genellikle çok katmanlı yapılar nedeniyle seçici yansıma veya yanardönerliğin sonucudur. Örneğin, kelebek kanatları tipik olarak yapısal renk içerir, ancak birçok kelebeğin pigment içeren hücreleri de vardır. ⓘ
Elementel bileşime göre pigmentler
- Kadmiyum pigmentleri: kadmiyum sarısı, kadmiyum kırmızısı, kadmiyum yeşili, kadmiyum turuncusu, kadmiyum sülfoselenid
- Krom pigmentleri: krom sarısı ve krom yeşili (viridian)
- Kobalt pigmentleri: kobalt menekşe, kobalt mavisi, serulean mavisi, aureolin (kobalt sarısı)
- Bakır pigmentleri: Azurit, Han moru, Han mavisi, Mısır mavisi, Malakit, Paris yeşili, Ftalosiyanin Mavi BN, Ftalosiyanin Yeşil G, verdigris
- Demir oksit pigmentleri: sanguine, caput mortuum, oksit kırmızısı, kırmızı aşı boyası, sarı aşı boyası, Venedik kırmızısı, Prusya mavisi, ham sienna, yanmış sienna, ham umber, yanmış umber
- Kurşun pigmentleri: kurşun beyazı, cremnitz beyazı, Napoli sarısı, kırmızı kurşun, kurşun-kalay sarısı
- Manganez pigmentleri: manganez menekşe, YInMn mavisi
- Cıva pigmentleri: vermilyon
- Titanyum pigmentleri: titanyum sarısı, titanyum beji, titanyum beyazı, titanyum siyahı
- Çinko pigmentleri: çinko beyazı, çinko ferrit, çinko sarısı
- Alüminyum pigment: Alüminyum tozu
- Karbon pigmentleri: karbon siyahı (asma siyahı, lamba siyahı dahil), fildişi siyahı (kemik kömürü)
- Ultramarin pigmentleri (sülfür bazlı): ultramarin, ultramarin yeşili tonu ⓘ
Biyolojik ve organik
- Biyolojik kökenleri: alizarin, gamboge, cochineal kırmızısı, gül kurusu, çivit mavisi, Hint sarısı, Tirya moru
- Biyolojik olmayan organik: kinakridon, macenta, ftalo yeşili, ftalo mavisi, pigment kırmızı 170, diarilid sarısı ⓘ
Ayrıca bkz.
- Taş Devri sanat listesi
- Taş devri sanatı
- Eksiltici renk ⓘ