Tekstil Liflerinin Boyanması

 

1.1. Renklendirme:

İstenilen ön terbiye işlemlerini görmüş olan tekstil yarı mamullerinin kullanıma hazır hale gelebilmesi için müşteri isteklerine uygun olarak renklendirilmesi gerekir. Renklendirme; düz boyama yada baskı şeklinde yapılır. Düz boyama  sonucunda kumaş üniform, homojen bir renk görüntüsü kazanır. Baskı ise bölgesel ve istenildiğinde çok renkli olarak yapılan bir renklendirme işlemidir.

1.2. Boyama yöntemleri :

1 – Kesikli Yöntemler : Jet, över flow, levent, tambur boyama makinalarında genellikle uzun boyama sürelerinde ve yüksek flotte  oranlarında partiler halinde yapılan boyama yöntemidir.

2 -Yarı Sürekli Yöntemler : İşlemin bir bölümü sürekli yapılırken bir bölümü de (kesikli) parti parti yapılır. Pad-Batch, Pad-Roll, Pad-jiger yöntemleri yan sürekli yöntemlerdendir.

Pad-Batch (Emdirme soğuk bekletme) yönteminde; kumaş fulardaki boyarmadde banyosundan geçirilerek, yaklaşık % 70 – 80 flotte kumaşta kalacak şekilde sıkma merdanelerinde sıkılıp doklara sarılır, üzeri polyetilen folye ile örtülür ve 24 saat  döndürülerek bekletilir.

Pad-Roll yönteminde; boya çözeltisi fularda kumaşa emdirildikten sonra, belirli sıcaklıktaki bekletme odalarında ( buhar  kamarasında) bekletilme yapılarak boyarmaddenin kumaşa fikse olması sağlanır. Pad- JİG ; yönteminde boya çözeltisi fularda kumaşa emdirildikten sonra,  JİGGER denilen özel boyama makinalarda kesikli olarak boyama tamamlanır.

3 -Kontinü Boyama Yöntemi : Boyama işleminin kesiksiz, sürekli olarak yapıldığı, boyanan kumaşın fıkse edildiği ve yıkanıp kurutulduğu yöntemlerdir. Bu yöntemler;

Pad-steam : Bu yöntemde  boyar madde kumaşa emdirildikten sonra bir buhar kamarasına girerek fıkse olur.

 

 

 

 

 

 

Şekil l : Pad steam boyama yöntemi.

 

Pad-Dry:-Emdirme, kurutma yöntemidir.

Termosol Boyama Yöntemi: Genellikle Poliester kumaşlar için bazen de naylon kumaşlarda kullanılır. Kumaş, emdirme işlemine tabi tutulduktan sonra sıra ile ara kurutma ve yüksek sıcaklıkta kısa sürede termosolleme işleminden geçirilir.

2. PAMUKLU MAMULLERİN BOYANMASI

Selülozik lifleri boyayan boyarmadde grupları:

Direkt (substatif ), Reaktif, Küp, Kükürt, Pigment, Azoik (naftol ve inkişaf) b.m. leridir. Direkt, reaktif, küp, kükürt boyarnıaddelerin sellüloz liflerini boyaması adsorbsiyon esasına dayanır. Bu şekilde boyarmaddelerin lifleri de adsorbsiyon esasına göre boyaması substantiflik olarak adlandırılır. Bunu sağlayan kuvvetler hidrojen köprüleri, vander walls kuvvetleri, dipol kuvvetleri gibi zayıf bağlardır. Substantif boyarmadde bulunan bir boya çözeltisine selüloz lifi daldırıldığında boyarmadde molekülleri assosiasyon yardımı ile liflerin etrafında toplanır ve bu parçacıklar adsorbsiyon yoluyla lif üzerine çekilir. Daha sonra boyarmadde molekülleri ve agregatlar lif içine alınarak kristalitlere ve selüloz zincirlerine bağlanırlar. Bir süre sonra lif üzerine alınan boyarmadde oranı ile banyoda kalan boyarmadde arasında bir denge oluşur. Boyamaya ne kadar devam edilirse edilsin life bağlanan ve liften ayrılan b.m. molekülü sayısı birbirine eşit olur.

[BM]_lif «[BM]_banyo

Banyo sıcaklığı artırıldığında dengenin oluşma hızı artar. Ancak sıcaklık artıkça adsorbsiyon azalacağından denge banyo tarafına kayar. Banyoda daha fazla boyarmadde kalır. Düşük sıcaklıkta denge geç oluşmasına karşın lif tarafına kayar. Dengeyi lif tarafına kaydırmanın diğer bir yolu banyoya NaCl, Na2 SO4 veya (Na₂ SO₄ 10 H₂O Glauber tuzu) ilave edilir. Bunun nedeni boyama sırasında alınan boyarmadde iyonları değil, boyarmadde, molekülleri olduğundan tuz ilavesiyle boyarmaddenin iyonlaşması azaldığından banyoda molekül halde bulunan boyarmadde miktarının artmasıdır.

La Chaterie prensibine göre bir tarafta aynı yüklü iyonlar arttığında denge ters tarafa kayar. Flotte oranı artıkça denge sağ tarafa kayar. Banyoda kalan b.m. miktarı artar.

2.1. Reaktif Boyarmaddeler

Uygun koşullar altında, lif ile kimyasal reaksiyona girerek, kovalent bağ kurma özelliğine sahip tek boyarmadde sınıfıdır. Pamuklu mamullerin boyanmasında günümüzde yeterli haslıklara sahip en yaygın kullanılan boyarmadde sınıfıdır. Ancak şimdi, yaygın olmasa da; yün, ipek, naylon, akrilik ve karışımları içinde kullanılmaktadır. Bunların bazı avantajları; yıkama ve ışığa mükemmel haslıkları ve canlı, parlak renkleridir. Bu renklerle ancak asit boyarmaddelerin ipek üzerinde verdiği sonuçlar rekabet edebilir.

Direkt boyarmaddelerden pahalı olmakla birlikte; yüksek ölçüde tekrarlanabilirlik, parlak nüanslar ve çok düzgün boyama sağlamak, çok yüksek yaş haslıkları avantajına sahiptirler. Kombinasyon boyamalar için ve hemen hemen tüm kontinü metotlar için uygun olmaları bir avantajdır.

Bu boyarmaddelerde hızlı ve basit aplikasyon teknikleri ekonomik açıdan önemlidir. Reaktif boyarmaddeler pamuk, rayon, viskon, keten ve yün üzerinde parlak koyu nüanslarda geniş bir renk spekturumuna sahiptirler. Daha az olarak reaktif boyarmaddeler, naylon, ipek, ve asetatlarda kullanılabilir.

2.2. Reaktif Boyarmaddenin Liflere Olan Substantifliği:

Reaktif boyarmaddenin liflere olan subsantifliği (lifler tarafından flotteden alınma kabiliyeti) şu faktörlere bağlıdır.

a) Boyarmadde molekülünün yapısı

b) Selüloz lifinin cinsi

c) Flotte oranı ve flottedeki boyarmadde konsantrasyonu

d) Flotte temperatürü

e) Flottenin PH’sı

f) Elektroliz (tuz) ilavesidir. Bu faktörlere kısaca göz atalım :

a) Selüloz liflerine karşı substantifliği fazla olan boyarmadde moleküllerine örneğin (substantif boyarmaddelere) reaktif grup ilave ederek elde edilecek reaktif boyarmaddelerin lifler tarafından alınması fazla olacak ve böylece suyla reaksiyona giren veya flottede kalan kısmın oranı azalacaktır. Fakat diğer taraftan suyla reaksiyona girerek (hidrolize uğrayarak) selülozla kovalent bağ meydana getirebilme özelliğini kaybetmiş bulunan boyarmadde kısmı da, normal bir substantif boyarmadde gibi lifler tarafından alınacağından, boyamanın bitiminde yapılacak sabunlama, durulama sırasında malzemeden tamamen uzaklaştırılmayacaktır. Bu uzaklaştırılmayan kısım kullanma sırasındaki yıkamalarda akacağından, tüm boyamanın yaş haslığı düşük olacaktır. Bu nedenle reaktif boyarmaddelerin substantifliğinin yüksek olması gerekir. Fakat liflerin içerisinde difuzyon kabiliyetleri yüksek olmalıdır.

b) Genellikle rej enere selüloz liflerinin boyarmaddeyi flotteden alabilme kabiliyeti pamuk liflerine nazaran daha fazladır. Diğer taraftan rejenere selüloz lifleri fazla şiştiklerinden bunlarda boyarmaddenin liflerin içerisine difuzyon kabiliyeti azalmaktadır. Bilhassa sıkı dokunmuş kumaşlarda ve bobinlerde liflerin içerisine iyi nüfuz etmiş boyamaların eldesi zorlaşmaktadır. Merserize pamuklu mamullerin, merserize edilmemişlere nazaran boyarmadde alabilme kabiliyetleri de oldukça daha iyidir.

c) Flotte oranı kısıldıkça ve flottedeki boyarmadde konsantrasyonu arttıkça, örneğin fulardda yapılan empregnasyonlarda şartlar, uzun flottede yapılan (jigger, haspel, apparat) bir boyamaya nazaran daha elyerişli olmaktadır Empregnasyonda boyarmadde kumaşın üzerine düzgün olarak aktarıldığında difüzyon yolu kısalmakta, flottede az su bulunduğundan suyla reaksiyona girme imkânı kısalmaktadır. Boyamanın düzgünlüğü empregnasyon şartlarının düzgünlüğüne bağlıdır. Burada isteğe göre reaksiyon hızının yavaş, orta veya hızlı olacak şekilde ayarlanması mümkündür.

Uzun flottede yapılan boyamalarda ise reaksiyon hızını (boyama hızını) çok yavaş veya hızlı tutmanın mahzurları vardır. Bu nedenle reaktif boyarmaddelerde, genellikle empregnasyon esasına göre yapılan yarı kontinü boyama metotları tercih edilmektedir.

d) Flotte temperatürü yükseldikçe boyarmadde_ile lifler arasındaki reaksiyon hızı (10° C temperatür yükseltilmesi reaksiyon hızını 2-3 misli arttırır) artar. Fakat diğer taraftan yükseltilen temperatürle boyarmaddenin suyla olan reaksiyonunun hızı da artmaktadır ve buradaki artış daha fazladır. Yüksek tempretürde ve kuvvetli bazlarla çalışılan metotlarda liflere bağlanmış olan boyarmaddenin bir kısmı da çözülebilmekte ve liflere affinitesi olmayan duruma geçebilmektedir.

Netice olarak temperatürü yükseltmenin reaksiyon hızını, dolayısıyla boyama hızını arttırdığından, fakat bazı mahzurları da beraberinde getireceğini söyleyebiliriz.

Çeşitli reaktif boyarmadde markalarında kullanılan, çeşitli reaktif grupların selüloz makro molekülleriyle reaksiyona girme temperatürleri çok farklıdır. Bunların bir kısmı soğukta reaksiyona girebilirken, diğer bir kısmı ancak ılık ve bir kısmı da sıcakta reaksiyona girebilmektedirler. Boyama için en uygun temperatür, yalnız reaktif grubun cinsine bağlı olmayıp boyarmadde kısmının yapısıyla da ilgili olduğundan, aynı reaktif gruba sahip çeşitli boyarmaddeler kendi aralarında da farklılık gösterirler. Bu nedenle kataloglarda genellikle her boyarmadde için en uygun boyama temperatürü ayrıca belirtilmektedirler.

e) Genellikle PH değerinin büyümesi reaksiyon hızının artmasına yol açmaktadır, hatta bazı markalarda kullanılan bazın cinsi (kuvveti) reaksiyonun meydana gelebilme temperatürüne bile tesir etmektedir. Örneğin Cibacron boyarmaddeleri orta kuvvetteki bazların mevcudiyetinde ancak yüksek tempratürler de tepkimeye girerken, kuvvetli bazların fazla miktarlarının mevcudiyetinde oda temperatüründe bile reaksiyona girebilmektedirler.

Fakat diğer taraftan boyarmaddenin hidrolize uğrama hızı da PH değerine bağlıdır. Reaktif boyarmadde çözeltileri tek başlarına hidrolize karşı, genellikle uzun müddet dayanıklı oldukları halde, baz ilavesinden sonra bu dayanıklılıkları ortadan kalkmaktadır. Bu nedenle reaktif boyarmaddelerle yapılan boyamalarda baz ilavesi mümkün derece geç yapılır.

f) Selüloz liflerinin boyanmasında flotteyeeloktrolit (tuz) ilavesi boyarmaddenin substantifliğini arttırır. Reaktif boyarmaddelerin normal substantiflikleri (a) şıkkında anlatılan nedenle düşük olduğundan, bunlarla uzun flottede yapılan boyamalarda tuz ilave ederek substantifliğin arttırılması gerekmektedir

2.3. Pamuklu Mamullerin Reaktif Boyarmadde İle Boyanması Boyama Metotları

Reaktif grubun cinsine göre, reaktif boyarmaddelerin aktiflikleri de çok farklık gösterdiklerinden, hepsinin ayrı şartlarda boyanabilmeleri imkânsızdır. Burada diskontinü ve kontinü boyama metotlarından en fazla tatbik sahası bulunanların ana prensiplerini anlatıp, piyasada çok rastlanan boyarmaddelerden bazılarıyla bu metoda göre boyama yapılırken dikkat edilmesi gereken birkaç mühim hususa değineceğiz

2.3.1. Çektirme Yöntemine Göre (Uzun Flotte Oranında Yapılan) Boyamalar

Jigger, haspel veya aparatlarda yapılan bu tip boyamalarda reaktif boyarmaddelerle her zaman yeterli neticeler alabilmek mümkün değildir. Reaktif boyarmaddelerin substantiflikleri çok fazla olmadığından, flottede kalan boyarmadde miktarı fazla olmakta ve lifler tarafından alınan boyarmaddenin bir kısmı da hidrolize uğrayarak liflere bağlanmayan (fıkse olmayan) şekle dönüşmektedirler. Boyarmadde fabrikaları genellikle reaktif boyarmaddelerini substantiflikleri orta az, çok az olanlar diye 3-4 gruba ayırmakta ve bu substantiflikleri çok az olan boyarmaddelerin uzun flotte oranında yapılan boyamalarda kullanılmasını tavsiye etmektedirler.

Lifler tarafından alınan boyarmadde miktarını arttırmak için alınan iki tedbir flotte oranını mümkün derece kısa tutmak ve flotteye bol miktarda tuz ilâve etmektir. Tuz olarak kalsine sodyumsülfat ve sofra tuzu iyi neticeler vermektedirler. Dikkat edilmesi gereken husus deniz suyundan elde edilen sofra tuzu kullanılırsa, bunun bir kısmında magnezyum ve kalsiyum bileşiklerinin de bulunduğudur. Flotteye bazikliği sağlamak için sodyum fosfat ilâve edilirse magnezyum fosfat ve kalsiyum fosfat çökmekte, bunların mamulden uzaklaştırılması zor olmaktadır. Baziklik sudkostikle sağlanıyorsa magnezyum hidroksit ve kalsiyum hidroksit çökmek de, bunlar ise iyi bir durulamayla uzaklaştırabilmektedirler. Bu nedenle deniz suyundan elde edilmiş sofra tuzunun kullanıldığı hallerde, trisodyumfosfat yerine sudkostik kullanılması tavsiye edilebilir, l Kg sofra tuzunun ihtiva ettiği magnezyum ve kalsiyum iyonlarının hidroksit olarak çökmesi için, ortalama 48 mit sudkostiğe (38oBe’lik) ihtiyaç olduğundan, bu miktarın reçetede belirtilene ilâveten flotteye konulmasını da unutmamalıdır. Aynı tavsiye sert sular kullanıldığında da geçerlidir.

Reaktif boyarmaddelerle uzun flottede yapılan boyamalar esasında üç adımdan meydana gelmektedir:

- Boyarmaddenin lifler tarafından alınması

- Boyarmaddenin liflere bağlanması (fıksajı)

- Hidrolize uğramış, fıkse olmamış boyarmadde kısmının uzaklaştırılması

Birinci adım olan boyarmaddenin lifler tarafından alınması, boyarmaddenin liflere olan substantifliğinin bir neticesi olduğuna göre, substantif boyarmaddelerde öğrendiğimiz hususlar burada da geçerlidir. Düşük temperatürlerde lifler tarafından alınan boyarmadde miktarı yüksek temperatürdekine nazaran daha fazladır. Yüksek temperatürlerde ise daha fikse olmamış boyarmaddenin hareketliliği artacağından düzgünleşme fazla olur.

Tuz ilâvesi substantifliği arttırdığından, boyarmaddenin düzgün alınmasının iyi olmadığı hallerde, tuzun hepsini başlangıçta koymak yerine boyarmaddenin lifler tarafından alınması ilerledikçe porsiyon ilâvesi yerinde olur.

Birinci adımda lifler tarafından alınan boyarmadde miktarı ne kadar fazla olursa, ikinci adımda liflere fikse olan boyarmadde miktarı da o kadar fazla olur. Boyarmaddenin fiksajı flotteye baz olarak genellikle haspel veya aparatda yapılan boyamalarda (Flotte oranı 1:8 ile 1:30 arasındadır.)

Pamuklu mamul için: Trisodyum fosfat (10 – 20 gr/lt) veya Sudkostik (1-3 ml/lt) 38° Be’lik Soda (5 – 15 gr / t ) kalsine, veya Sudkostik (5 ml/lt) 38° Be’lik

Rejenere selülozlar için: Soda (10-20 gr/lt) kalsine veya Sudkostik (3-4 ml/lt) 38° Be’lik, Jiggerlerde yapılan boyamalarda (Flotte oranı 1:3 – 1:5) ise bütün lifler için

Kalsine soda 5-10 gr/lt Sudkostik 2-10 ml/lt (38° Be’lik) karışımı tavsiye edilmektedir. Boyama temperatürü ve süresi çeşitli boyarmadde markalarına göre değişiklikler göstermektedir. Bu nedenle genel bir açıklama yapmak mümkün değildir. Birkaç örnek vererek farklılıkları ve çeşitli varyasyonları anlatmaya çalışacağız.

Cibacron (Ciba – Geigy) boyarmaddelerinden isimlerinin sonuna E harfi bulunanlar uzun flotte oranında yapılan boyamalar için bilhassa uygundurlar, A harfi bulunanlar bütün metotlar için uygundurlar.

En uygun fıksaj temperatürü boyarmaddeye ve kullanılan bazın cinsine göre 60-90° C arasmda değişil. Rksa} süresi genellikle 45 – 60 dakikadır.

Flotteye Cibacron Katalysator CCB ilâve edildiğinde en uygun fıksaj temperatürü 15° C’a düşer. Bu taktirde boyamaya baştan itibaren 35° C da yapılır, veyahut 80° C da başlanıp boyarmaddenin lifler tarafından alınması ( 40 dakika ) 35° C a kadar soğutulur. Fiksaj süresi 60 – 80 dakikadır.

Katalysator ilâve edilmeden yapılan boyamalar şartlara göre üç şekilde yürütülebilir.

A) En basit çalışma şekline göre flotte en uygun boyama temperatürüne kadar ısıtılır ve bütün boyarmadde ve tuz konulduktan sonra boyamaya başlanır, temperatürü bütün boyama boyunca sabittir.

B) Rejenere selüloz liflerinin şişmelerinin fazla olması nedeniyle boyarmaddenin difüzyon kabiliyetinin düştüğünü, liflerin içerisine nüfuz etmiş düzgün boyama eldesinin zor olduğunu daha önce de belirtmiştik. Bu nedenle bunların boyanmasında, 25 C başlayarak liflerin şişmesinin mümkün derece az olmasını sağlayan boyama metodu tavsiye edilir.

 

 

 

 

 

 

Cibacron Boyarmaddeleriyle B Varyasyonuna göre boyarmadde grafiği

C) Eğer her hangi bir nedenle boyarmaddenin lifler tarafından alınması yavaşlatılmak isteniyorsa (düzgün alınmayı arttırmak gerekiyorsa) boyamaya 40-50° C da başlanıp boyarmaddenin lifler tarafından alınması adımında (60 dakika) yavaş yavaş en uygun boyama temperatürüne kadar ısıtılır. Tuz ilavesi başlangıçta değil, porsiyonlar halinde boyama ilerledikçe yapılır.

Remazol (Hoechst) boyarmaddeleriyle yapılan boyamalarda en uygun boyama temperatürü 20-60^Q C dır. Genellikle 60° C da yapılan boyama en fazla tercih edilen çalışma şeklidir. En uygun boyama temperatürüne gelindikten sonra;

20° C da yapılan boyamada 2 saat,

40° C da yapılan boyamada 1/2 saat

60° C da yapılan boyamada l saat boyanır.

Haspel ve apparadda yapılan boyamalarda soğuk flotteye başlangıçtan itibaren bütün boyarmadde, tuz ve baz konulur 10-30 dakika içerisinde boyama temperatürüne kadar ısıtılır ve bu temperatürde yukarıda belirtilen sürece boyamaya devam edilir.

Jiggerde yapılan boyamalarda boyama temperatürüne kadar ısıtılmış flotteye

1. pasaj boyarmaddenin yansı

2. pasaj boyarmaddenin yarısı

3. pasaj tuzun yansı

4. pasaj tuzun yarısı

5. pasaj bazın yarısı

6. pasaj bazın yarısı ilave edilir ve yukarıda belirttiğimiz sürece boyamaya devam edilir.

Genellikle Remazol boyarmaddeleriyle yukarıda anlatılan metotlara göre iyi neticeler alınmaktaysa da viskon ipliklerin boyanmasında, bilhassa eski tip apparadlarda düzgünlük ve her yere tam nüfuz etmemiş boyamalar meydana gelmesi zorlukları ortaya çıkabilir. Bu taktirde sodyum bikarbonat metodu tatbik edilir. Bunun için 60° C a kadar ısıtılmış flotteye boyarmadde ve tuz konularak boyamaya başlanır. Sonra 20′şer dakika aralıklarla (20., 40., 60. dakikalarda) şu ilaveler yapılır.

20. dakikada 2 gr/lt Sodyum bikarbonat ve 0,5 ml/lt Sudkostik 38° Be’lik

40. dakikada 1,5 ml/lt Sudkostik 3 8° Be’lik

60. dakikada l – 2 ml/lt Sudkostik 3 8° Be’lik

Boyamaya 40 dakika daha devam edilir.

Procion MX boyarmaddeleri (ICI) reaksiyona girme isteği fazla olan boyarmaddelerdir. Bunlarla 30- 40° C da iyi boyamalar elde edilebilir. Pamuklularda boyamaya 40° C da başlanır ve flotteye önce boyarmadde konur, l O dakika sonra tuz, 20 -30 dakika daha sonrada soda ilâve edilir ve 30 – 60 dakika daha boyamaya devam edilir.

Rejenere selülozlar için eskiden soğuk soda metodu tavsiye edilmekteyse de, halen sıcak bikarbonat metodu tavsiye edilmektedir. Buna göre boyamaya 50° C da başlanır ve flotteye önce boyarmadde konur, 10 dakika sonra tuz, 10 dakika daha sonra da sodyum bikarbonat (2,5 – 30 gr/lt) konur. %1 likten daha koyu olan boyamalarda bikarbonat ilâvesinden 45-130 dakika sonra, konulan bikarbonatın yansı kadar kalsine soda ilâve edilir. Baz ilâvesinden sonraki tüm boyama süresi 75-150 dakikadır.

Procion HE boyarmaddeleri (ICI) bilhassa uzun flotte oranındaki boyamalar için tavsiye edilen boyarmaddelerdir. (Procion H boyarmaddelerinin bir kısmı da kullanılabilir) Burada boyama temperatürü pamuklularda 80° C civarında, rejenere selülozlarda 75 – 85° C civarındadır. Boyamaya 40° C da başlanır ve önce boyarmadde, 10 dakika sonra tuz, 20 dakika sonra çözülmüş soda ilâve edilir. 20 dakika içerisinde boyama temperatürüne kadar ısıtılır. Bu temperatürde 30-60 dakika boyamaya devam edilir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Procion H ve H-E boyarmaddeleriyle boyama grafiği

Bazı procion H ve H-E boyarmaddeleriyle HT- boyama apartlarında çalışılabilir. Buralarda boyarmaddenin alınması adımı 120° C da yapıldığından kalın ve sıkı dokunmuş malzemede bile düzgün ve liflerin içerisine iyi nüfuz etmiş boyamalar eldesi kolaylaşır. Baz ilâvesinden önce (fıksaj adımı flotteye) kadar soğutulur.

Drimarön-X (Sandoz) boyarmaddeleri uzun flottede yapılan boyamalar için tavsiye edilmektedirler. Boyama temperatürü pamuklu mamuller için 90 °C kaynar, rejenere selülozlardan mamuller için 80-90 °C’dur. Bunlarla boyama çeşitli varyasyonlara göre yapılabilir.

 

Bu boyarmaddelerle haspel ve aparatlarda yapılan boyamalarda ya boyamaya 60° C da başlanıp bütün boyarmadde, tuz ve soda başlangıçta konur. 45 dakika içerisinde temperatür 90° C kaynama derecesine kadar çıkarılır ve 45 dakika bu temperatürde boyamaya devam edilir. Veyahut aşağıdaki grafiğe göre çalışılır ki yaygın olan çalışma şekli budur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Drimaren – X boyarmaddeleriyle haspel ve aparatta yapılan boyamanın grafiği

Ağır pamuklu ve rejenere selülozdan yapılmış mamullerin boyanmasında 60-80° C da başlanır, tuz ilâvesi porsiyonlar halinde yapılır. Temperatür 90° C kaynama derecesine kadar çıkarılır ve baz ilâvesi boyamaya başladıktan 60 dakika sonra yapılır. Boyamaya 45 dakika daha devam edilir.

Piyasaya son olarak çıkarılan Drimaren (Sandoz) boyarmaddeleri de uzun flottede yapılan boyamalar için tavsiye edilmektedirler. Burada boyarmaddenin selüloz lifleriyle reaksiyona girme temperatürü düşük olduğundan, boyama 40° C da yapılır.

Levafıx-E (Bayer) boyarmaddeleri de uzun flottede yapılan boyamalarda kullanılabilirler ve 40° C da selüloz liflere bağlanırlar. Bunlarda genellikle önce tuz da ilâve edilerek boyarmaddenin lifler tarafından alınması (30 – 45 dakika), sonra 40 – 50° C da baz ilâve edilerek boyarmaddenin liflere fıksajı sağlanır (30..90 dak.).

Primazin (BASF) boyarmaddeleriyle haspel veya aparatlarda boyamalar her zaman tavsiye edilmez. Bunların substantiflikleri düşük olduğundan ilâvesi gereken tuz miktarı çok yüksektir (250 gr/lt). Jiggerde ise şu şekilde çalışılabilir: Boyamaya 20° C da başlanır ve temperatür 45° C a çıkarılırken tuz ilâvesi yapılır. 45° C da porsiyonlar halinde baz ilâve edilir, temperatür 80 – 90° C a çıkarılır ve boyamaya 30-40 dakika daha devam edilir.

Boyamaların bitirilmesi bütün reaktif boyarmaddelerde kısmen birbirine benzemektedir. İyi bir durulama ve sabunlama ile liflere fıkse olmamış boyarmadde kısmının uzaklaştırılması lâzımdır. Durulama ya önce soğuk sonra sıcak suyla yapılır veyahut doğrudan sıcak suyla yapılır (soğuk durulama suyuna asetik asit ilâve edilebilir). Sabunlama 2-10gr/lt sabun veya 3 gr/lt deterjan ile 15-30 dakika kaynatılarak yapılır. Sabunlama flottesine bir miktar trisodyumfosfat ve kompleks meydana getirici ilâvesinde fayda vardır.

Nüanslamaya lüzum varsa, çözülmüş boyarmaddeyi flotteye ilave ederek bu iş yapılabilir. Yüksek temperatürlerde yapılan boyamalarda, flotte temperatürüne 70-80° C a düşürdükten sonra (Flottenin 1/4-1/3 ü boşaltılıp yerine soğuk su doldurularak yapılır) nüaslama boyarmaddesi eklenip 20-30 dakika daha boyamaya devam edilmelidir.

2.3.2. Yarı Kontinü ve Kontinii Boyama Metotları

Reaktif boyarmaddelerle empregnasyon esasına dayanan boyamalarda iyi netice elde edilebileceğinden, çok çeşitli yarı kontinü ve kontinü boyama metotlarının kullanılması tavsiye edilmektedir. Biz aşağıda bu metotlardan en yaygın olanlarını bir kere kontinü ve yarı kontinü olmalarına, bir kere de tek banyolu ve iki banyolu olmalarına göre sınıflandırdık:

A) Yarı kontinü metotlar A) Tek banyolu metotlar

1) Soğuk bekletme (pad-batch) 1) Tek banyolu soğuk bekletme

a. Tek banyolu soğuk bekletme 2) Pad-roll

b. İki banyolu soğuk bekletme 3) Tek banyolu Pad-steam

2) Pad-jig 4) Tek banyolu yaş pad -steam

3) Pad-roll 5) Pad-dry

6) Termofıksaj

B) Kontinü metotlar B) İki banyolu metotlar

1) Pad-steam 1) İki banyolu soğuk bekletme

a. Tek banyolu pad-steam 2) Pad-jig

b. Tek banyolu yaş pad-steam 3) İki banyolu pad-steam

c. İki banyolu pad-steam 4) Pad-yaş fiksaj

2) Pad-dry

3) Termofiksaj

4) Pad-yaş fiksaj

Bugün bu metotlarda boyarmaddenin kumaşa aplikasyonu empregnasyon esasına göre yapıldığından, başı sonu aynı koyulukta boyamalar elde etmek için kullanılan boyarmaddenin substantifliğinin mümkün derece az olması ve empregnasyon flotesinin yenilenmesinin çabuk olması (küçük kuvvetli fularlardan, hızlı geçirme) gerekmektedir. Bunun yanında substantifliği az olan boyarmaddelerle, liflere fikse olmamış boyarmadde kısmının uzaklaştırılması da daha kolay olur. Kontinü durulama ve sabunlamalar genellikle istenilen seviyede yapılmadıklarından fıkse olmamış kısmın uzaklaştırılmasının kolay olması da bir avantajdır.

Kullanılan boyarmaddenin hidrolize karşı olan dayanıklığına göre çözülmeleri soğuk, ılık veya sıcak suyla yapılır. Bazı boyarmaddelerin çözünürlükleri kısıtlı olduğundan üre ilâve edilerek çözünürlükleri bir derece arttırılır (Hidrotropi). Üre ilâvesinin boyarmaddenin çözünürlüğünü arttırıcı tesirinin yanında, selüloz liflerini şişirici, boyarmadde moleküllerinin agregasyon (assosiasyon) derecesini düşürücü, boyarmaddenin difüzyonu arttırıcı tesirleri olduğu da iddia edilmektedir.

Reaktif boyarmaddelerin yalnız başına çözeltileri hidrolize karşı oldukça dayanıklı oldukları halde, flotteye baz ilâve edilince bu dayanıklılık bazı hallerde çok düşmektedir. Böyle durumlarda kumaşı boyarmadde ve baz ile birlikte (tek banyo) empregne etme yerine, önce boyarmadde ile empregne edip kuruttuktan sonra baz çözeltisiyle empregne etme (iki banyo) yoluna gidilir ki, bu şekilde çalışmalar tek banyolu çalışma metotlarına nazaran oldukça teferruatlı ve masraflıdırlar (ara kurutma). Elde edilen boyamanın tek banyolu metotlara nazaran daha iyi olduğu her zaman söylenemez. Her ne kadar boyamanın tüm görünüşü mükemmel olmaktaysa da, ara kurutma sırasında daha fıkse olmamış boyarmaddenin bir kısmı liflerin içerisinden yüzeye doğru göç edeceğinden (lif veya iplik migrasyonu) liflerin içerisine iyi nüfuz etmiş boyama eldesi zorlaşmaktadır. Bunun yanında ara kurutma dikkatsiz bir şekilde yapılır, kurutucu düzgün çalışmazsa yüzey migrasyonu neticesinde kenarları veya ortasıyla kenarı veya iki yüzü farklı koyulukta boyamalar meydana gelebilir.

Empregnasyon süresinin genellikle pamuklularda l saniyeyi geçmemesi (gerekirse flotteye ıslatıcı ilâve edilir) rejenere selülozlarda ise 1,5-4 saniye arasında olması tavsiye edilmektedir. Rejenere selülozlarda 1,5 saniyeden daha kısa empregnasyon sürelerinde liflerin şişmesi tam olmayacağından düzgün olmayan ve liflerin içerisine tam nüfuz etmemiş boyamalar meydana gelebilir ve zamanla flottedeki boyarmadde konsantrasyonu yükselir.

2.4. Reaktif Boyarmaddelerinin Avantaj ve Mahsurları

Reaktif boyarmaddelerle canlı nüanslar oldukça has bir şekilde elde edilebilir. Klor haslığının ve bazik işlemlere (Merserizasyon, soda kaynatma, kaynar bazik yıkama) karşı haslıklarının iyi olmaması en büyük mahzurları arasında sayılabilir. Bazik muamelelerde, bilhassa yüksek temperatürlerde liflere kovalent olarak bağlanmış olan boyarmaddenin bir kısmı hidroliz neticesinde kopmakta ve lifle reaksiyona girme isteği olmayan boyarmadde şekline dönüşmektedir.

Sell – CCH2CH2SO2 . BM OH === Sell. – O HOCH2CH2SO2.BM

Sell – Selüloz makromolekülü BM = Boyarmadde kısmı

Haslık bakımından yaklaşık olarak aynı seviyede bir boyarmadde grubu olan inkişaf boyarmaddeleriyle (bunların da sürtme haslıkları iyi değildir) mukayese edilirse, reaktif boyarmaddelerinde inkişaf boyarmaddelerinden farklı olarak kombinasyon (trikromi) boyamalar yapabilmesi avantaj, reaktif boyarmaddelerin merserize edilmemiş pamuklulara karşı affinitelerinin biraz daha az olması mahzur olarak belirtilebilir.

Reaktif boyarmaddelerle boyama metotları esasında basittir ve düzgün boyama elde etmeye müsaittir. Rahatlıkla kontinü boyamalar yapılabilir. Boyarmadde grubu olarak azo boyarmaddesi ihtiva eden reaktif boyarmaddelerle yapılan zemin boyamalarına aşmdırılabilmesi kolaydır.

Selüloz moleküllerinin – OH grupları kısmen boyarmadde molekülleri tarafından bloke edildiğinden hatta (bazı boyarmaddelerle çalışırken makromoleküller köprüler arasında meydana geldiğinden) reaktif boyarmaddelerle boyanmış liflerin şişme özelliği ve Cu-oxam da çözülmesi azalır.

Netice olarak, 1956 senesinde ilk defa piyasaya çıkarılan reaktif boyarmaddelerin bütün avantaj ve mahzurlarıyla, kısa bir zaman da gerek boyacılıkta gerekse basmacılıkta mühim bir kazandıklarını söyleyebiliriz.

2.5. Direkt Boyarmaddeler İle Boyama İşlemi

Kesikli, yarı sürekli ve sürekli yöntemlerle boyama yapılabilir. Ancak yarı sürekli ve sürekli yöntemlerde bu boyarmaddelerin kullanımı fazla yaygın değildir.

2.5.1. Kesikli ( sektirme ) Yönteme Göre Boyama

Bazik veya nötr bir ortamda boyama yapılır. Pamuklular hem bazik hem de nötr ortamda boyanırken rejenere selüloz lifleri sadece nötr ortamda boyanır. Çünkü bazik ortam lifleri şişirir. Rejenereler daha fazla şişer.

Boyaya tuz ve baz dışında mamulümüz çok iyi bir ön terbiye görmediyse veya çok sıkı bükümlü iplikten dokunmuşsa 0,5-1 gr/ lt oranında ıslatma maddesi ilave edilir. Bu ıslatma maddeleri anyonik yada noniyonik olmalıdır.

Bazik ortamda yapılan boyamalarda ise genellikle soda (Na2CO₃) yada Sodyum Bikarbonat (NaHCO₅) kullanılır. Soda ilavesinin boyarmaddenin çözünmesini, çözünmüş durumda kalmasını yada düzgün boyama eldesini sağlatıcı etkileri vardır.

Ön terbiye sırasında oluşan karboksil gruplarının (bir miktar aşırı yükseltgenme ile) karboksilik asite dönüşür. Bu gruplar soda ilavesi ile açığa çıkan OH^- Grupları ile birleşip COO’ya dönüşür.

Sell – COOH OH^- ® Sell – COO^- H₂O

Bazik ve nötr ortamda yapılan boyamalarda reçetede bulunması gereken soda ve tuz konsantrasyonları şu şekilde olabilir.

 

Bazik Ortamda Açık Tonlarda Koyu tonlarda

Kalsine Soda % 0,5 % l – 2

Kalsine Na₂S0₄ veya % 2 – 5 % l O – 20

NaCl veya Glauber % 4 – 10 % 20 – 40

Nötr ortamda tuz yoktur. Soda oranlan da yukarıdakiler gibidir.

Boyama işlemi boyama reçetesine göre hazırlanan banyonun sıcaklığı 40 – 50 °C kadar ısıtıldıktan sonra boyanacak mamulün makinaya ilavesi ile başlar. Başlangıçta tuz ya hiç konmaz veya az bir miktar ilave edilir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rejenere selüloz için 85 °C pamuklular için 95 – 100 °C de boyama yapılır. Tuzun porsiyonlar halinde verilmesinin nedeni; tamamı verildiğinde tuz ile ilk karşılaşan kumaş bölgesinin, düzgünsüz olarak fazla boyanmasının engellenmesidir.

Boyama sonunda tüm gayretlere rağmen ilave edilen boyarmaddenin 1/3-1/4′ ü banyoda kalır. Bu banyodaki boyaların ziyan olmasını engellemek amacı ile banyo l’e tamamlanıp tekrar tekrar kullanılır. Ancak en fazla 4-5 kez bu işlem tekrar edilebilir. Bundan sonra banyoyu atıp yeni bir banyo hazırlamak gerekir.

2.5.2. Yarı Sürekli ve Sürekli Yönteme Göre Boyama

Direkt b.m. lerin çoğu yan sürekli ve sürekli yöntemlerle boyamaya uygundur.

Yarı sürekli: Pad-jig., Pad- batch, Pad-roll.

Sürekli ® Pad – Steam yöntelerine göre boyama yapılabilir.

Pad – Jig : Boya çözeltisi fularda emdirilip fikse işlemi jiger de yapılır. Jigerde çalışmada dolu dokun bir defa tuz çözeltisinden geçirilerek karşı tarafa sarılmasına bir pasaj denir. 4-8 pasaj olacak şekilde kumaş jigerde işleme tabi tutulur. Bu makinada geçen süre en az 20 dakika olmalıdır.

Pad – RoII: Boyarmadde çözeltisi fularda kumaşa emdirilir. Bu çözelti içinde örnek 80-100 gr / it üre, 1-2 gr / it ıslatıcı, l gr / it kompleks yapıcı bulunur. Fulardan çıkan kumaş ifrared kanalında ön kurutmaya tabi tutulduktan sonra termo bekletme odasında 80-90 ° C de 2-8 saat fikse edilir.

Pad – Batch: Direkt boyarmaddelerde çalışırken rejenere selüloz lifleri için uygun değildir. Pamuk için daha uygundur. Çözelti içinde ıslatıcı, kompleks yapıcı 100 – 150 gr / it üre bulunur. Fulardan çıkan kumaş doklara sarılıp oda sıcaklığında 8-24 saat bekletilir.

Pad – Steam: Fulardan çıkan kumaş kurutmadan çıktıktan sonra buharlama ile fikse edilir. ( 100-105 ° C 1-5 dakika )

2.5.3. Küp Boyarmaddeleri ile Selülozik Mamullerin Boyanması

Selülozik mamulleri çok yüksek ışık ve renk haslıklarında boyayabilen suda çözünmez boyarmaddelerdir. Bu boyarmaddeler piyasada Indantren, Vat boyalar olarak bilinirler.

Boyama işlemi aşağıdaki sıraya göre yapılır :

1 -Boyarmaddelerin suda çözünür hale getirilmesi ( küpleme ),

2 -Boyarmaddelerin lifler tarafından alınması,

3-Lif üzerine alınmış olarrtroyarmaddelerin tekrar suda çözünmez hale getirilişi, (oksidasyon)

2.5.3.1. Küpleme ( indirgeme ) İşlemi

(Na OH yarlığında hidrosülfit_ile_yapıhr. Bu her iki maddenin konsantrasyonu yanında küpleme işleminin sıcaklığı ve süresi de boyarmaddeden boyarmaddeye değişiklik göstermektedir. Gerek fazla miktardaki indirgen ve baz ilavesi gerekse gereğinden fazla sıcaklıklar boyarmaddenin yapısında sabunlaşmalara yol açar.

Na₂S₂O₄ (İndirgeme maddesi) Yüksek sıcaklıklarda ve havanın etkisi ile hızlı parçalandığından daha dayanıklı stabilize maddeleri kullanılabilir, (sodyum formaldehit, sülfoksilatlar – Rongalit C).

Hidrosülfıtin boyarmaddeyi indirgeme mekanizması aşağıdaki reaksiyonlarla açıklanır.

l -Bazik ortamda meydana gelen bozunma;

2Na₂ S₂ O₄ 2Na OH — > Na₂ S₂ O₃ 2 Na₂ SO₃ H₂ O

Sodyum tiyo sülfıt

2 - Bazik ortamda hava oksijeninin etkisi ile meydana gelen bozunma;

Na₂ S₂ O₄ 2 NaOH O₂ -— > Na₂ S O₃ Na₂S O₄ H₂ O

Sodyum sülfıt

Sodyum ditiyonitin sodyum sülfıte yükseltgenmesi bir redoks reaksiyonudur. Ve elektron açığa çıkar. Bu elektronlar boyama banyosunda bir potansiyel ( mV ) oluşturur ki bu da sodyum sülfıt oranını hesaplamaya yarar.

Pratikte küp sarısı veya ındantren sarısı denilen kağıtlarla (banyoya 3 sn süreyle batırılarak ) banyodaki hidrosülfıt varlığı anlaşılır.

Küpleme banyosunun sıcaklığının 10 ° C ‘lik artışı ile küpleme hızı iki kat artar.

PH ayarı için ilave edilen NaOH bir kısmı indirgemede parçalandığından banyo PH 12′ ye getirmek için reçetede belirtilenden bir miktar daha fazla NaOH kullanılır. İndirgeme işlemi boya banyosunda yapılacağı gibi ayrı bir kapta yapılarak banyoya ilave edilir Buna ana küpleme denir. Her iki yöntemde de boyarmaddenin sıcak suyla pasta haline getirildikten sonra suyla seyreltilmesi ve boyama banyosuna bundan sonra ilave edilmesi gerekir.2 şekilde yapılır:

1-Boyama banyosunda yapılan küpleme işlemi: Boyama banyosunun sıcaklığı 25-60 C yükseltildikten sonra hazırlanan boyarmadde dispersiyonu süzülerek ilave edilir. Arkasından hidrosülfıt ve NaOH ilave edilir. ( 1 0-20 dakika süre ile küpleme yapılır. )

2 -Ana küpte yapılan küpleme: Bu yöntemde boyarmaddenin küplemesi ayrı bir kapta derişik şekilde yapıldıktan sonra içinde NaOH ve hidrosülfıt bulunan boyama banyosuna ilave edilir. Toz boyalar için emniyetli bir çalışma yöntemidir. Leuko ve küp asidi yöntemine göre yapılan boyamalarda ana küpte yapılan küpleme tercih edilir.

Nüanslama için banyoya ilave edilecek olan boyarmadde de ana küpte küplendikten sonra ilave edilir, (nuanslama; boyama sonunda alınan numunenin renginin gerçek renk ile karşılaştırılmasının ardından yapılan düzeltmedir. )

Örneğin; l kg. b.m. 3 it. NaOH, 0.75 kg. Na₂ S₂ O₄ ve 50 it su 60° C de 10 dak. Ana küpte küplenir.

Ana küpte NaOH ve Na₂ S₂ O₄ tamamı kullanılmaz. Tamamı kullanıldığında aşırı indirgeme riski doğar.

2.5.3.2. Küp boyarmaddelerin boyama özellikleri açısından sınıflandırılması

- Boyama sıcaklığı

-PH