EXAMINATION OF THE IMPACTS OF PIGMENT OBTAINED FROM BROWN INKJET DYES USED IN CERAMIC TILE PRODUCTION ON MASSE AT 1200°C

Yıl 2024, Cilt: 9 Sayı: 18, 37 - 50, 31.07.2024

Cihan Yavaş Leyla Kubat

Öz

With the diverse application of digital printing technologies in the ceramic industry, solvent-based
inks have become highly preferred. Solvent-based inkjet dyes offer advantages due to their rapid
drying characteristics; however, they also raise some environmental concerns. The use of recycled
solvent-based brown inkjet dye pigments in ceramic tile production was examined. The objective
is to investigate the recyclability of the residual pigments accumulated during the manufacturing
processes. Recycling solvent-based brown inkjet dye pigments and incorporating them into ceramic
tile production hold significant potential for reducing environmental pollution and achieving
economic savings. Utilizing factory waste can reduce raw material costs and provide savings in
waste management expenses. Consequently, this study presents new opportunities for sustainable
production and waste management in the ceramic industry. During the experimental studies, brown
inkjet dye pigments used in ceramic tile production were processed using different solvents and
subjected to various tests. The solvents used include synthetic thinner, cellulosic thinner, water,
gasoline and diesel fuel. The solvent-based pigment residue remaining in the brown inkjet paint barrels
was subjected to heat treatment on a thin steel tray, and the resulting layer was scraped off using a
spatula. Thus, brown pigment powders were obtained. To homogenize the grain sizes, these pigments
were subjected to a dry-rotation process in the mill for three minutes and were then sieved through
a 125-micron mesh. To use the sieved brown pigment powders, masse granules used in the ceramic
tile industry were pressed into 10x5 cm dimensions to form test plates. The brown pigment powders
were applied on these test plates and tested at 1200°C. The experiments revealed that pigments
processed with gasoline and cellulosic thinner displayed a more homogenous distribution and less
agglomeration. On the other hand, tests performed using other solvents resulted in more uneven
color distribution and greater agglomeration. These results indicate that different solvents exhibit
significant differences in their capacity to preserve the structural integrity of pigments. Furthermore,
it was observed that after heat treatment at high temperatures, recycled pigments displayed positive
results in terms of color stability and durability. Moreover, the experimental studies offer valuable
information for examining the impacts of different solvents on brown dye pigments, understanding
the characteristics of dyes used in the ceramic industry and utilizing them more efficiently. This
study supports sustainability efforts in the industry by contributing to the optimization of material
consumption in the ceramic industry and reducing environmental impacts.

Anahtar Kelimeler

Brown solvent-based inkjet paint, pigment, ceramic tile industry, mass, solvents, upcycling

SERAMİK KARO ÜRETİMİNDE KULLANILAN KAHVERENGİ İNJEKT BOYADAN ELDE EDİLEN PİGMENTİN 1200°C’DE MASSE ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Öz

Dijital baskı teknolojilerinin seramik sektöründe yaygınlaşmasıyla birlikte, solvent bazlı inkjet boyalar
daha fazla tercih edilmektedir. Solvent bazlı inkjet boyalar, hızlı kuruma özellikleri nedeniyle avantaj
sağlamaktadır ancak içerisindeki zararlı maddelerin insan sağlığını tehdit etmesi ve atık kontrolünün
işletmenin maliyetini arttırması dezavantajını taşımaktadır. Bu çalışmada, seramik karo üretiminde
kullanılan solvent bazlı kahverengi inkjet boyanın üretim süreçlerinde biriken atıkların pigmente
dönüştürülmesi ile tekrar kullanılabilirliği araştırılmıştır. Solvent bazlı kahverengi inkjet boya
pigmentlerinin ileri dönüşüme katkıda bulanacak biçimde geri kazanılması ve seramik sektöründe
özel üretimde veya sanatsal çalışmalarda kullanılabilirliği araştırmanın parçasıdır.
Fabrikaların mevcut atıkları değerlendirmesi, hammadde maliyetlerini düşürebilir ve atık yönetimi
maliyetlerinde tasarruf sağlayabilir. Bu çalışma, seramik sektöründe sürdürülebilir üretim ve atık
yönetimi konusunda yeni öneriler sunmaktadır. Seramik karo sektöründe kullanılan kahverengi
inkjet boya pigmentleri farklı çözücülerle işlenmiş ve çeşitli testlere tabi tutulmuştur. Deneylerde
kullanılan çözücüler arasında selülozik tiner, sentetik tiner, su, benzin ve dizel yakıt yer almaktadır.
Kahverengi inkjet boya depolama kabının dibinde kalan solvent bazlı atıklar, ince çelik bir tepsi
üzerinde ısı işlemine tabi tutulmuş ve ardından spatula yardımıyla kazınarak kahverengi toz boya
pigmentleri elde edilmiştir. Bu pigmentlerin, tane boyutlarını eşitlemek için değirmen içinde
kuru öğütme işlemine tabi tutulmuş ve 125 mikron kalınlığında bir elekten geçirilmiştir. Elekten
geçirilen kahverengi toz pigmentlerinin uygulanabilmesi için pres yöntemiyle deneme plakaları
oluşturulmuştur. Oluşturulan deneme plaklarına kahverengi toz pigmentler ile uygulama yapılmış
ve 1200°C sıcaklıkta pişirilerek test edilmiştir. Deney sonuçları, benzin ve selülozik tiner ile işlenen
pigmentlerin daha homojen bir dağılım ve daha az topaklanma gösterdiğini ortaya koymuştur.
Diğer çözücülerle yapılan deneylerde ise renk dağılımının daha dengesiz ve topaklanmanın daha
fazla olduğu gözlemlenmiştir. Bu, farklı çözücülerin pigmentlerin yapısal bütünlüğünü koruma
yeteneğinde önemli farklar olduğunu göstermektedir. Ayrıca ileri dönüştürülmüş pigmentlerin
yüksek ısıl işlem koşullarında renk stabilitesi ve dayanıklılık açısından olumlu sonuçlar alınmıştır.
Ek olarak, yapılan deneysel çalışmalar çeşitli çözücülerin kahverengi boya pigmentleri üzerindeki
etkilerinin incelenmesine, seramik sektöründe kullanılan boyaların özelliklerinin anlaşılmasına ve
daha etkili kullanımına yönelik öneriler sunmaktadır. Bu çalışma, seramik endüstrisinde malzeme
kullanımının optimize edilmesine ve çevreye zararlı etkilerinin azaltılmasına, atık yönetimi
maliyetinin düşürülmesine katkıda bulunmakta, sektördeki sürdürülebilirlik politikası yönündeki
çabaları desteklemektedir.

Anahtar Kelimeler

Kahverengi solvent bazlı inkjet boya, pigment, seramik karo sektörü, masse, çözücüler, ileri dönüşüm.

Kaynakça

• Altay, B. (2010). Dijital Baskı Sisteminde Kullanılan Baskıaltı Malzemelerinin Renk Evrenine Etkisinin Tespiti 2010. Yayımlanmamış Doktora Tezi. Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Beşergil B. (2008). Yakıtlar ve Yağlar. Ankara: Gazi Kitabevi
• Gençkaya, E. (2011). Mürekkep Püskürtmeli Baskı Sistemlerinde Solvent Bazlı ve UV Bazlı Mürekkeplerin Tekstil ve Branda Üzerinde Yapılan Baskılarda Görüntü Kalitesine Etkisi. Yayımlanmamış Doktora Tezi. Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Haskins, M. (2023). What Are Solvent Inks? Easy Tech Junkie, 18 Nisan 2023. https://www.easytechjunkie. com
• Hayta, P. ve Oktav, M. (2020). Yenilenebilir kaynakların mürekkep üretiminde kullanılabilirliğinin incelenmesi. Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(2), 805-810.
• Karasu, B., Karabulut, D., Biçer, A., Varol, U. ve Oytaç, Z. (2019). Seramik Sektöründe İnk-Jet Dekorasyon Uygulamaları. El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi, 6(3), 691-711.
• Koçak Özeskici, S., Avcıoğlu, C. ve Nükte, M. (2019). Inkjet Dijital Baskı Teknolojisi ile Deneysel Seramik Karo Tasarımı Uygulaması. Dumlupınar Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 67-80.
• Küçükoğlu, E. (2015). Kahverengi pigmentlerin inkjet mürekkepleri için öğütülmesi ve karakterizasyonu. Yayımlanmamış Doktora Tezi. Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
• Li, J., Rossignol, F., & Macdonald, J. (2015). Inkjet printing for biosensor fabrication: combining chemistry and technology for advanced manufacturing. Lab on a Chip, 15(12), 2538-2558.
• Uğur, E. (2018). İnkjet (Mürekkep Püskürtmeli) Dijital Baskı Teknolojilerin Çalışma Sisteminin Tanımlaması ve Kullanım Alanlarının Kategorizasyonu. Journal of Social, Humanities and Administrative Scienes, 75-85.
• Yıldız, Ş. (2009). Sub-kronik Tiner Bağımlısı Ratlarda Karaciğer ve akciğer Dokularında Bazı Biyokimyasal Parametrelerdeki Değişim ve bunlara α-Lipoik Asitin Etkisinin Araştırılması. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.