YÜNLÜ MALZEMELERİN BOYANMASI VE BASKISI
Yünlü mamuller genel olarak renkli durumda kullanılır. Doğal halde krem bir beyaza sahip olmaları ve bir çok durumda ağartmadan sonra tekrar sararmaları nedeniyle, çoğu durumda renklendirilirler.
Yünlü malzemelerde, elyaf halinde boyama ile elde edilen melanj etkisi ve vigore baskı ile elde edilen kırçıllı efektler önemli bir yer tutar. Yünlü malzemelerin baskısı; kumaş halinde desenlendirmeden ziyade, kamgarn kumaşlarda melanj efektleri için tarama bandı baskısı olarak uygulanmaktadır.
Bu bölümde yünlü malzemenin boyanması ve baskısı aşağıdaki başlıklar altında incelenmiştir:
* Yünün boyanma özellikleri,
* Boyama öncesi işlemler,
* Boyar madde ve reçeteler,
* Boyama hataları,
* Yünlü baskı.
YÜNÜN BOYANMA ÖZELLİKLERİ
Yün; elyaf, tarama bandı, iplik ve kumaş şeklinde, üretimin çeşitli aşamalarında boyanabilir. Yün, kumaş oluşumu için bir çok çeşitli yaş işlemler görür ve bir çok durumda da, bu işlemlerin bir çoğu boyamadan sonra gerçekleştirilir.
Yün Boyar Maddelerinin Seçiminde Dikkate Alınacak Faktörler
* Çeşitli yaş işlemlere karşı haslıkları ve nihai kullanım gereksinimleri, boyar maddelerin seçiminde birinci ana etkendir.
* Ağartma, karbonizasyon, klorlama, karışımlarda çapraz boyama, dekatür, dinkleme, kaynatma (krablama) gibi yaş işlemler, yünü boyayan boyar maddelerin seçiminde etkin rol oynarlar.
* Boyar madde seçiminde üçüncü etken, boyama işleminin sorunsuzluğudur. Kıymetli bir hammadde olan yün elyafının boyanmasında, düzgün boyama eldesi kolay olan boyar madde tercih edilir.
* Uygulanacak boyama metoduna uygun boyar madde seçilir.
Yün Elyafı İçin Uygun Boyar Madde Sınıfları
Yünlü malzemelerin boyanması için uygun boyar maddeler;
* Asit boyar maddelerin tüm tipleri,
* 1:1 ve 1:2 metal kompleks boyar maddeleri,
* Krom ve mordan boyar maddeler,
* Yün tipi reaktif boyar maddelerdir.
Bu gruplardan, en az asit ve metal kompleks boyar maddeler kullanılmaktadır. Reaktif boyar maddeler de yüksek haslıkları ve parlak renkleri ile son yıllarda oldukça önem kazanan boyar maddelerdir.
Kromlama boyar maddelerinin kullanımı, uygulamanın çok adımlı olması ve çevre politikaları nedeniyle azalmıştır. Bunların dışında, küp boyar maddeler ve çok az sayıda direkt boyar maddeler de zaman, zaman yüne uygulanabilmektedir. Yün boyamada kullanılan boyar maddeler baskıcılıkta da kullanılabilir. Ancak, asit boyar maddeleri en önemli gruptur.
Boyar Maddelerin Yün Elyafına Bağlanması
Yün elyafına boyar maddelerin bağlanması;
* Elektrostatik çekim kuvvetleri,
* H köprüleri,
* Van – der Waals kuvvetleri,
* Koordinatif bağlar,
* Kovalent bağlarla oluşur.
Reaktif boyar maddeler, pamukta olduğu gibi, yünde de kovalent bağlarla life bağlanırlar. Yün lifleri amfoterik bir yapıya sahip olduğundan, asidik ortamda amonyum grupları üzerinden anyonik boyar maddelerle, bazik ortamda karboksil grupları üzerinden katyonik boyar maddelerle boyanırlar. Ancak, ikinci durum, pratik bir öneme sahip değildir. Yün boyama esas olarak asidik ortamda ve anyonik boyar maddelerle yapılır.
İsoiyonik noktada, amonyum ve karboksil grupları arasında tuz köprü bağlarının bulunması yün liflerinin bu pH değerinde (4,8 – 4,9 – 5,1) boyanmasını güçleştirir. İsoiyonik bölge pH 4 – 7’dir. Yün liflerinin boyanmasında da, diğer işlemlerde olduğu gibi, keçeleşme tehlikesi nedeniyle mekanik etkilerin fazla olmasından kaçınılmaktadır.
Yün Boyamada Düzgünsüzlük Kaynakları
Yün liflerinde düzgün bir boyama eldesi, boyanacak life, boyar madde cinsine ve boyama şartlarına bağlıdır. Düzgün boyama; düzgün alınma ve sonradan düzgünleşmenin iyi olması koşullarına bağlıdır. Bunlar da;
* Boyar maddenin alınma hızı,
* Boyar maddenin agregasyon derecesi,
* Boyar maddenin life anifitesi,
* Boyar maddenin migrasyon yeteneğine bağlıdır.
Liflerin farklı özellikler göstermesi, örneğin; lif kalınlığının farklı olması, makro molekül uzunluğu, liflerin zarar görmesi, farklı boyanma özelliği verir. Dolayısıyla, düzgün olmayan boyamalar elde edilir. Bu, yün içinde böyledir. Ancak, bazı boyar maddeler farklı lif özelliklerine çok hassas değildir. ,
Sülfo grubu içermeyen 1:2 metal kompleks boyar maddeleri, afinite farklılıklarına rağmen, yünde düzgün boyama veren boyar maddelerdir. Diğer boyar maddeler için, uygun yardımcı maddelerin kullanılması ve işlem koşullarının kontrolü düzgünsüzlük dezavantajını ortadan kaldırır.
Yün boyamada boyama üzerine etki eden ana faktörler;
* pH,
* Tuz miktarı,
* Temperatür,
* Süredir.
Çoğu durumda egalize maddesi de kullanılmaktadır. Yün boyamada yüksek temperatürlere çıkıldığında, süre kısa tutulmalıdır. HT boyamalarda 1060 C’de 1 saat kesinlikle aşılmamalıdır. 108 0 C’de muamele 1/2 saati geçmemelidir. Kuru ortamda daha yüksek temperatürlere çıkılabilir.
Yün Elyafının Boyamasında Kullanılan Cihazlar
Yün elyaf, tops, iplik ve kumaş halinde boyanabilir.
* Takım elbiselik olarak kullanılacak yün elyafının büyük çoğunluğu, yapak ya da tops halinde boyanmaktadır.
* El örgü yünü olarak kullanılan yün, büyük çoğunlukla çile halinde boyanır.
* Kadın elbiselikleri ve bazı takım elbiselikler kumaş halinde boyanmış olarak kullanılır.
Yün değerli bir elyaf olduğu için en fazla uygulanan yöntem, elyaf halinde boyamadır. Böylece; boyama hataları, harmanlama sırasında kolayca elimine edilir.
Elyaf halinde yün boyama; elyaf taşıyıcılar kullanılarak üniversal boyama aparatlarında ya da kontinü boyama makinelerinde gerçekleştirilmektedir.
Elyaf Boyama; daha sonraki harmanlama işlemlerinde düzgünsüz boyamaların çok iyi elimine edilmesi nedeniyle avantajlı, mukavemet düşmesi nedeniyle fire oranının artması ve iplik hazırlama tesislerinin kirlenmesi açısından dezavantajlıdır.
Tops (Tarama bandı) halinde yün boyama; özellikle kamgarn endüstrisinde önem taşır. Tops boyama kesikli olarak; elyaf halinde olduğu gibi özel taşıyıcılar kullanılarak, delikli leventlere sarılarak ya da çapraz bobin formunda sarılarak üniversal aparatlarda ve boyama kabinlerinde boyanır.
Topsların yine elyaf formunda olduğu gibi kontinü makinelerde boyanması, üretim hızı açısından avantajlıdır.
Tops halinde boyama, elyaf halinde boyamanın avantajlarını taşır. Ancak; elyaf halinde boyamanın dezavantajları yönünden, tops boyama oldukça avantajlıdır. Elyaf asıl mekanik zorlamalarla tarama ve öncesinde karşılaştığı için, tops halinde yapılan yaş işlemler sonrasındaki iplik proseslerinde fire oranı azdır, ştapel boyu kısalmaz. Ayrıca, topslar iplik eldesi için daha az işleme ihtiyaç duyarlar.
İplik halinde boyama, özellikle el örgü ipliklerinde yapılır. Bu amaçla en yaygın olarak çile boyama kabinleri kullanılır.
Yünlü iplikler hassas bir şekilde püskürtmeli çile boyama makinelerinde de boyanırlar. İşletmenin makine parkı uygun ise çile halindeki yünlü iplikler aparatlarda da boyanırlar.
Bu Tür Çile boyama makineleri, özellikle hassas ipliklerin ve ince numaralı ipliklerin tatmin edici bir şekilde boyanmasını sağlar. Flotte oranı 1:8 – 1: 12’dir.
Yün iplikler, kullanım amacına göre bobin halinde yaygın olarak boyanmaktadır.
Üniversal bir boyama aparatı ve makine bölümleri görülmektedir. Flotte, bobinlerin içinde sirkule eder. Sirkulasyon yönü içten dışa ve dıştan içe olmak üzere çift yönlüdür.
Yün tops ve ipliklerde, fantezi boyama efektleri de önem taşır. Kumaş halinde boyama, yünlü boyamada en dikkat isteyen boyama şeklidir. Çünkü; düzgünsüz boyamalar kendini çok belli eder. Yünlü kumaşlar, genellikle kesikli olarak overflowlarda boyanırlar.
BOYAMA ÖNCESİ İŞLEMLER
Boyamadan önce yünlü malzemelerin iyi bir şekilde temizlenmesi, açık ton ve nüanslar için ön ağartmadan geçirilmesi gerekir. Kumaşın hangi aşamada boyanacağı ve boyamadan sonra göreceği işlemlere göre işlem akışı saptanır.
Değerli kumaşlar, boyamadan önce, kırışıklık durumunun önlenmesi için krablamaya (kaynatmaya) veya yaş dekatüre tabi tutulurlar. Dinklenecek mamullerin dinklemeden önce boyanmaları, nüfuz etmiş bir boyama açısından tercih edilir. Çünkü; dinkleme ile son derece sıkılaşmış kumaşın boyanması zordur. Ancak bu çalışma şeklinde kullanılan boyar maddenin dinkleme haslıkları dikkate alınmalıdır.
Elyaf halinde boyanacak yünlü malzeme boyama öncesi;
* Toz dökme,
* Yıkama,
* Ağartma (gerekliyse)
İşlemlerinden geçirilir ve yapak boyama aparatında boyanır. Karbonize işlemi daha sonra yapılır.
Tops halinde boyamada;
* Toz dökme,
* Yapak yıkama,
* Taraklama,
* Tarama,
* Tops yıkama,
* Tops ağartma (gerekliyse) işlemleri yapılır.
Üniversal aparatlarda boyama işleminden sonra, gerekirse lizöz işlemi yapılır. İplik halinde boyama yünlüde yaygın değildir. Gerekli durumlarda, yine elyaf ve tops için geçerli işlemler söz konusudur. Kumaş halinde boyama özellikle ştrayhgarn mamullerde uygulanır. Kumaş halinde boyanacak yünlülerde işlem sırası önemlidir:
* Örneğin; karbonize işlemi görmüş yünlü kumaş boyanacaksa, boyamadan sonra karbonize lekeleri ortaya çıkabilir. Bunlar giderilemez. Bu nedenle, karbonizenin boyamadan sonra yapılması istenir. Bu durumda, boyar maddenin karbonize haslığına dikkat etmek gerekir.
Ayrıca; karbonize olmuş yünün boyanma özellikleri olumsuz yönde değişir. Düzgün ve tatmin edici boyamalar eldesi zorlaşır.
* Dinkleme sonrası boyama zorlaşacağından, dinkleme boyanmış mamule uygulanır. Burada dinkleme haslığı önem taşır.
* Krablama, boyama öncesi uygulanarak mamulün bir şekil stabilitesine sahip olması istenir.
Buna göre; kumaş boyama öncesi işlemler örnek olarak şu şekilde olabilir;
* Kumaş yıkama,
* Krablama (dinklenecek mallarda dinkleme sonrası yapılır),
* Ağartma,
* Boyama,
* Karbonize,
* Dinkleme (gerekliyse)
YÜNLÜ BOYAMADA BOYAR MADDELER
Bu bölümde, yünlü malzemelerin boyanması ile ilgili bilgiler ve asit, metal kompleks, reaktif ve kromlama boyar maddeleri esas alınarak açıklanmıştır.
ASİT BOYAR MADDELERİ
Yünlerin, düzgün ve eşit bir şekilde boyanmasını sağlayan, özel bir parlaklığa sahip anyonik boyar maddelerdir. Protein elyafına afinitesiyle karakterize edilirler.
ASİT BOYAR MADDELERİN GENEL ÖZELLİKLERİ
Asit boyar maddeleri, yün karışımlı dokumalar için de kullanılabilirler, çünkü sentetikleri de iyi haslıklarla boyarlar. Aynı zamanda asetat, naylon, akrilik ve moda krilikler ve spandeks liflerinin boyanmasında kullanılırlar.
Bu boyar maddeler klorlanmış yün veya ipeğin basılmasında da uygundur. Genellikle bir asit varlığında; kuvvetli, orta, zayıf asidik ortamda uygulanırlar.
ASİT BOYAR MADDELERİNİN YAPISI
Asit boyar maddeleri çoğunlukla azo boyar maddelerdir. Ticari olarak, antrakinon ve trifenilmetan esaslılarda önem taşır. Pirazolen, azin, nitro sınıfı içeren asit boyar maddeleri mevcutsa da ticari değerleri sınırlıdır.
Asit boyar maddelerinin bazıları, indirgendiğinde kanserojen arilamin grupları açığa çıkardığından Eko-tex 100 standartlarına göre yasaklanmıştır.
Asit boyar maddeleri, bir veya daha fazla sülfonik veya karboksilik asit tuzu fonksiyonel grupları içerirler. Bunlar, suda çözünürlük sağlarlar.
ASİT BOYAR MADDELERİNİN ÖZELLİKLERİ
* Asit boyar maddeleri ucuzdur.
* Işık haslıkları iyidir.
* Renkleri canlı ve parlaktır.
* Yıkama haslıkları bazı tiplerinde iyi değildir.
* Kuru temizleme haslıkları vasattır.
* Asit boyar maddeleri yün liflerine, + yüklü amonyum grupları üzerinden, elektro statik çekim kuvvetleri ile bağlanırlar. H köprüleri ve Van Der Waals kuvvetleri de rol oynar.
ASİT BOYAR MADDELERİNİN SINIFLANDIRILMASI
Asit boyar maddeleri, genel özellikleri ve aplikasyon metotlarına göre aşağıdaki gruplara ayrılmıştır:
* Kuvvetli asidik ortamda boyayan Asit boyar maddeleri (egalizasyon boyar maddeleri)
* Orta kuvvette asidik ortamda (asetik asitle pH 4 – 5,5) boyayan Asit boyar maddeleri
* Zayıf asidik ya da nötral boyama banyosunda boyayan Asit boyar maddeleri (dinkleme boyar maddeleri)
Bu gruplandırma kesin olmayıp, bir gruptan diğerine geçiş mümkündür.
Kuvvetli Asidik Ortamda Boyayan Asit Boyar Maddeleri : Egalizasyon boyar maddeleri de denir. Sülfürik asitli boyama banyosu ( pH 2 –3,5) ile yünü boyayan asit boyar maddelerdir.
Düzgün boyama kolaydır ve bir çoğu yüksek ışık haslığına sahiptir. Ancak, kötü bir yaş haslık verirler. Bu; sonradan düzgünleşme yeteneği iyi olan tüm boyar maddeler için, hemen hemen böyledir. Bu da, moleküllerinin küçük olmasının sonucudur. Boyar maddenin boyamada migrasyon kabiliyeti yüksektir. Düzgün boyama elde etme özelliği, migrasyon kabiliyetinin yüksek olması nedeniyle çok yüksektir.
Orta kuvvette asidik ortamda (asetik asitle pH 4 – 5,5) boyayan Asit boyar maddeleri : Dinkleme ve egalizasyon boyar maddelerinin arasında boyama özelliklerine ve haslıklara sahip asit boyar maddeleridir.
Zayıf asidik ya da nötral boyama banyosunda boyayan Asit boyar maddeleri (dinkleme boyar maddeleri) : Bu grup “dinkleme boyar maddeleri” olarak da bilinir ki, yaş işlemlere ve dinklemeye haslığı çok iyidir.
Zayıf asidik ortamda boyayan boyar maddeler dinkleme, nötral ortamda boyayan boyar maddeler süper dinkleme boyar maddeleri olarak isimlendirilirler.
Asit boyar maddelerinin içinde en yüksek yaş haslıklarına sahip grup, dinkleme boyar maddeleridir. Ancak, migrasyon kabiliyeti azdır. Düzgün boyama elde etme özelliği kötüdür. Bu sınıftaki boyar maddelerin baştan düzgün ve kontrollü alınmasına dikkat edilmelidir.
ASİT BOYAR MADDELERİ İLE YÜNÜN BOYANMASI
Asit boyar maddeleri ile boyamanın nasıl yapıldığı, üç grup boyar madde sınıfı için ayrı ayrı başlıklarda açıklanmıştır.
EGALİZE ASİT BOYAR MADDELERİYLE YÜNÜN BOYANMASI
Molekül ağırlıkları küçük ve bundan dolayı da oluşturdukları iyonik bağlar zayıf olan, kolayca kopabilen ve afiniteleri az olan asit boyar maddeleridir.
Bunun sonucu olarak da, boyar maddelerinin özellikle kaynama temperatüründe migrasyon yetenekleri oldukça iyidir ve bunlarla düzgün bir boyama yapılması kolaydır. Bu yüzden egalize asit boyar maddeleri denilen bu sınıf boyar maddeler ile boyamada, afiniteyi arttırmak için banyoya asit ilave edilir. Egalizasyon boyar maddeleri, yün liflerini kuvvetli asidik (pH 2 – 3,5) ortamda boyarlar.
Kuvvetli asidik ortamda yün liflerinde bulunan amonyum ( - NH3+) grupları sayısı en fazladır ve boyar madde anyonları da amonyum gruplarına bağlanır. Bu durumda, amonyum grubu sayısına bağlı olarak, çok hızlı bir boyar madde alımı sağlanır.
Bağlanmayı sağlayan esas güç, elektro statik çekim kuvvetleridir. Bu yüzden, bu tür boyar maddelerin liflere karşı olan afiniteleri fazla değildir. Bundan dolayı, özellikle kaynama temperatüründe, sonradan düzgünleşme yetenekleri çok iyidir. Boyar maddenin, yün lifleri tarafından hızlı ve düzgünsüz alınması sakıncalı değildir. Migrasyon yetenekleri iyi olduğundan, kaynama temperatüründe, boyamanın koyu olduğu yerlerden açık yerlere doğru bir göç başlayacaktır. pH 2 –3’te, egalize asit boyar maddeleri ile boyanmış bir parça ile, boyanmamış beyaz bir parça, birlikte bir saat kaynatıldığında, beyaz parça açık renk tonuna boyanır. Bu sonuç; boyanmış parçadan beyaz parçaya migrasyonu kanıtlar.
Ancak; bu tür boyar maddelerin yün elyafına afiniteleri düşük olduğundan, elde edilen boyamaların yaş haslıkları oldukça düşük çıkmaktadır. Işık haslıkları ise orta derecededir, bazılarında çok iyidir.
Döşemelik kumaşlar, kadın elbiselik kumaşları, halı iplikleri, şapkalık keçeler için kullanılabilirler. Düzgün boyanması zor olan (keçeleşmiş mamuller) ve fazla yıkama gerektirmeyen mamullerde tercih edilirler.
ORTA KUVVETTE ASİDİK ORTAMDA ASİT BOYAR MADDELERİ İLE YÜNÜN BOYANMASI
Bu grup asit boyar maddeleri, egalize tip asit boyar maddelerine nazaran, liflere daha fazla afinite gösterirler, migrasyon yetenekleri daha düşüktür.
Life elektro statik çekim kuvvetleri yanında, H köprüleri ve Van Der Waals kuvvetleri ile bağlanırlar.
Sonradan düzgünleşme yetenekleri düşük olduğu için, baştan düzgün alınma gerekir. Bu amaçla, amonyum grupları sayısı daha az olduğu pH 4 – 5,5’te çalışılır. Bilindiği gibi, pH 5 – 7 civarında (isoiyonik bölge) yün nötr bir özellik gösterir. Yani, pozitif yüklü amonyum grupları ile negatif yüklü karboksil grupları birbirine eşittir. Bu nedenle flotteye sodyum sülfat ilavesi, alınmayı arttırıcı veya geciktirici bir etki göstermez.
Ancak, materyaldeki afinite farklılıkları nedeniyle oluşabilecek düzgünsüz boyamayı engellemek için sodyum sülfat ilave edilir.
DİNKLEME (ASİT) BOYAR MADDELERİ İLE YÜNÜN BOYANMASI
Yünün yaş apresine (özellikle dinklemeye), yüksek haslığı olan asit boyar maddeleridir. Normal olarak zayıf asidik veya nötr boya banyolarında, protein elyafına uygulanırlar.
Dinkleme haslıkları iyi olduğundan, bunlara dinkleme boyar maddeleri denir. Yaş haslıkları mükemmel, ışık haslıkları iyidir. Ancak, boyama düzgünsüzlüğü tehlikesi fazladır. Boyar maddenin migrasyon yeteneği azdır, yani boyama oldukça zordur. Düzgün boyama zor olduğu için kumaş boyamada tavsiye edilmez. Yapak, tarama bandı ve ipliklerin boyanmasında kullanılırlar. Aynı sebeple, kombinasyon boyamalarda da kullanılmazlar. Yapıları bakımından disazo sınıfı olan bu tip boyar maddeler, yün liflerine bir çok bağ ile bağlanırlar (elektro statik çekim kuvvetleri, H köprüleri, Van Der Waals kuvvetleri), yani afiniteleri çok fazladır.
Bu yüzden, bu tip boyar maddenin lifler tarafından alınması çok yavaş olmalıdır. Düzgün bir boyama, düzgün bir alınma ile sağlanabilecektir. Zayıf asidik veya nötr ortamda (pH 5,5 – 6,5), yün lifleri nötr veya negatif yüklüdür. Bu nedenle, elektro statik çekim ile boyar maddelerin bağlanması mümkün değildir. Boyar madde anyonu ile lif anyonu birbirini iter. Boyar maddenin lif tarafından alınmasını sağlamak için, ortama tuz ilave edilir. Tuz itmeyi azaltır ve boyar maddenin agregasyon derecesini arttırarak, alınmayı hızlandırır. Açık boyamada az tuz, koyu boyamada çok tuz kullanılır.
ASİT BOYAR MADDELERİ İLE YÜNÜN HT BOYAMASI
Yün lifleri, kuru halde yüksek temperatürlere dayanıklı iken, yaş halde sınırlı bir dayanıma sahiptir. 1060 C’de 1 saatten fazla boyama life zarar verir.
HT boyama metodunun yüne uygulanması, özellikle düzgün boyamanın zor olduğu dinkleme tip boyar maddelerde önemlidir. HT boyamada, aparatların flotte sirkülasyonu çok iyi olduğundan düzgün boyama kolaydır. 20 dakikada 1060 C’ye çıkılır ve bu temperatürde 20 dakika boyama yapılır. Daha uzun boyamalar life zarar verir.
Nüanslama gerekirse, kaynama temperatürde devam edilir. Flotteye bir lif koruyucu konulması olumlu olacaktır. Kuvvetli asidik ortamda, sülfürik asit yerine formik asit kullanılmalıdır.
METAL KOMPLEKS BOYAR MADDELERİ
Yünlü malzemenin, yüksek haslıklarda kolayca boyanmasına olanak veren önemli bir boyar madde çeşididir.
METAL KOMPLEKS BOYAR MADDELERİNİN GENEL ÖZELLİKLERİ
Yün ve sentetik (özellikle poliamidler, akrilik lifler ve polyester) lifler için uygulanabilen bir çeşit asit boyar maddesi türüdür. En fazla, yün ve poliamidde kullanılır.
Poliüretanlar için de uygundur ve doğrudan (direkt) boyamaya olanak sağlarlar. Yapak, tarama bandı, dokuma ve örgü ipliklerin, kumaşların boyanmasında kullanılırlar.
METAL KOMPLEKS BOYAR MADDELERİNİN YAPISI
Asıl renk veren maddenin yanı sıra, yapısında krom, nikel veya kobalt metallerinin bir veya daha fazla atomunu içeren, oldukça büyük moleküllerden oluşurlar. İki esas tipi vardır :
* Birinci grupta, bir metal iyonu, bir boyar madde molekülüyle kompleks meydana getirir; 1:1 metal kompleks boyar maddeleri.
* İkinci grupta, bir metal iyonu, iki boyar madde molekülüyle kompleks meydana getirir; 1:2 metal kompleks boyar maddeleri.
Boyar maddenin mamulün içine difüzyonu için; birinci tipte kuvvetli asidik banyo, diğer tipte nötr banyo gerekir.
METAL KOMPLEKS BOYAR MADDELERİNİN YÜNE BAĞLANMASI
Metal kompleks boyar maddeler liflere;
* Elektro statik bağlar,
* H köprüleri,
* Van Der Waals kuvvetleri ve
* Koordinatif bağlarla bağlanırlar.
METAL KOMPLEKS BOYAR MADDELERİNİN ÖZELLİKLERİ
* Yüksek derecede ışık, yaş ve ter haslıklarına sahip boyamalar elde edilir.
* Dinkleme ve asit dinkleme haslıkları, 1:1 metal komplekste çok iyi değildir.
* Düzgün bir boyama güçtür. Boyama şartlarının dikkatli uygulanması gerekir.
* Renkler iyidir, ancak, parlak mavi ve yeşiller elde edilemez.
* İstenilen renk tonunu tutturmak kolaydır.
METAL KOMPLEKS BOYAR MADDELERİ İLE YÜNÜN BOYANMASI
1:1 ve 1:2 metal kompleks boyar maddeleri ile yünün boyanması ayrı başlıklar altında incelenmiştir.
1:1 Metal Kompleks Boyar Maddeleri İle Yünün Boyanması
Bu tip boyar maddelerde boyar madde molekülü, bir metal iyonu ile (genellikle Cr3+, bir miktar Cu2+ ve Cu3+) kompleks halindedir. Cr3+ ‘nın koordinasyon sayısı 6’dır ve bunun üçünü boyar madde anyonu doyurur. Geriye kalan üç koordinatif bağ yeri ise, su ve yündeki serbest amino grupları ile doldurulur.
Boyar madde kompleksinin liflere afinitesi fazla olduğundan ve life sağlam bağlarla bağlandığından, sonradan düzgünleşmesi zordur. Bu nedenle, düzgün alınma zorunludur. Düzgün alınma, boyar maddenin liflere afinitesinin en az olduğu kuvvetli asidik ortamda mümkündür.
Düzgün alınmanın prensibi; boyar maddenin liflere güçlü elektro statik bağlarla bağlanmasını (kuvvetli asidik ortamda lifteki amonyum grupları sayısı en fazladır) ve egalize boyar maddesi gibi davranmasını sağlamaktadır.
Boyama bittikten sonra, durulama esnasında, amonyum grupları amino gruplarına dönüşür ve boyar maddenin koordinatif bağı da gerçekleşir. Bazı boyar maddeler için non – iyonik egaliz maddeleri kullanılarak asit konsantrasyonunu düşürmek mümkündür.
1:2 Metal Kompleks Boyar Maddeleri İle Yünün Boyanması
Bu boyar maddeler, haslık özellikleri arttırmak için iki boyar madde molekülüne bağlı bir metal (genellikle krom) molekülü içerirler. Renkler, asit boyar maddeleri kadar parlak değildir.
Bunlar; yün, ipek, naylon, akrilikler, modakrililer ve vivilden türevi liflerde kullanılır. Bu lifler için genel olarak haslıkları hemen hemen aynıdır. 1:2 metal kompleks boyar maddeler bunların karışımları için de kullanılırlar. 1:2 metal kompleks boyar maddelerinde, boyar madde molekülü çok büyüktür. Boyama düzgünsüzlüğü fazladır.
Bu yüzden, açık ton boyamalarda pH arttırılmalı, koyu tonlarda ise azaltılmalıdır. pH değeri arttırıldığında boyar maddenin alınma hızı düşmektedir.
1:2 metal kompleks boyar maddeler;
* Suda çözünürlük sağlayıcı grup içermeyenler,
* Suda sınırlı çözünürlük sağlayıcı grup içerenler,
* Suda çözünürlük sağlayıcı grup (sülfo grubu) içerenler,
* Reaktif grup içerenler,
Olmak üzere dörde ayrılırlar.
Suda çözülmeyen 1:2 metal kompleks boyar maddeler : Dispersiyon haline getirilirler. Bunlar hafif anyonik karakterlidir. Abraj tehlikesine karşı, boyama flottesine egaliz maddesi (özellikle anyonaktif / non – iyonik türde) eklenebilir. Bunlar, özellikle poliamid boyamada çok uygundurlar.
Suda sınırlı çözünürlük sağlayıcı gruplar içeren 1:2 metal kompleksler ile boyama : Bu boyar maddeler, anyonik boyar maddelerdir. Sınırlı çözünürlük sağlayıcı gruplar sülfonamid, sülfonmetil gibi gruplardır. En yaygın metal kompleks boyar maddesi tipidir. Haslıkları çok iyidir. Yaş dekatür, bazik dinkleme gibi ağır koşullar dışında haslıklar kromlama boyar maddelerine yakındır. Molekülündeki Cr +3 iyonunun tüm koordinatif bağları kullanıldığından, life koordinatif bağlarla bağlanmazlar. Boyar madde molekülleri; çeşitli çekim kuvvetleri ve boyar madde kompleksi eksi yüklü olduğundan elektro statik çekim kuvvetiyle life bağlanırlar.
Boyar maddenin lifler tarafından düzgün alınması çok önemlidir. Sonradan düzgünleştirme yapılamaz. 70 0C’den itibaren boyar madde çok hızlı alındığından, temperatür mümkün derece yavaş yükseltilmeli ve egaliz maddesi (anyonaktif veya non – iyonik) kullanılmalıdır. Nötr ortamda boyama pek uygulanmaz.
Yapak ve tarama bandı gibi düzgün boyamanın daha düzgün olduğu durumlarda pH 6’da, kumaş boyamada pH 4 – 5’te boyama yapılır. Kumaş boyamada özel egaliz maddeleri kullanılması hallinde pH 5,5 – 6,5’te boyama yapılabilir.
Tuz ilavesi çok koyu tonlar dışında gerekmez. Egaliz maddesi kullanılması halinde de gerekmez. Flottenin ısıtılması çok düzgün yapılmalıdır.
Suda çözünürlük sağlayıcı grup içeren 1:2 metal kompleks boyar maddeleri ile boyamanın yapılışı : Sülfo grubu içeren ve suda çözünen 1:2 metal kompleks boyar maddeleri ile zayıf, orta kuvvetteki asidik ortamda (pH 3 – 7) boyama yapılır. Düzgün boyama için genellikle non – iyonik egeliz maddeleri kullanılır. pH değeri küçüldükçe alınma arttığından ve boyar maddenin sonradan düzgünleşme özelliği kötü olduğu için, boyamanın pH 5,5 – 6,5’te yapılması tavsiye edilir.
Flotteye pH’ı amonyum asetat veya amonyum sülfat / asetik asit, sodyum asetat / asetik asit tamponları ile ayarlanır.
Reaktif grup içeren 1:2 metal kompleks boyar maddeleri ile boyamanın yapılışı: Yün ve protein liflerin boyanması için, reaktif grup içeren 1:2 metal kompleks boyar maddeleri (monoazo) yüksek haslıkları açısından ilginç bir gruptur. Boyama, zayıf asidik ortamda pH (6 – 6,5) yapılır. Egaliz maddesi ilavesi düzgün boyama açısından önem taşır.
Boyamada 40 – 70 0C’de başlanır, kaynama temperatüründe devam edilir. Metal kompleks boyar maddeleri ile parlak, canlı renkler eldesi için geliştirilen, 1:2 metal kompleks, reaktif boyar madde karışımı olan Lanaset boyar maddeleri (Ciba), yünün yüksek haslıklarda ve canlı renklerde boyanmasına olanak tanımaktadır.
REAKTİF BOYAR MADDELER
Reaktif boyar maddeler selüloz esaslı elyafın boyanması ve basılmasında çok büyük bir pay sahibi olmalarına rağmen, yün elyafında bu önemi kazanamamıştır.
REAKTİF BOYAR MADDELERİN GENEL ÖZELLİKLERİ
Reaktif boyar maddeler, uygun koşullar altında, lif ile kimyasal reaksiyona girerek, kovalent (boyar madde - lif) bağ kurma özelliğine sahip tek boyar madde sınıfıdır.
Bu boyar maddeler önce selüloz esaslı lifler için geliştirilmiştir. Ancak şimdi, yaygın olmasa da; yün, ipek, naylon, akrilik ve karışımları için de kullanılmaktadır. Naylon ve yün için, asit reaktif gruplar kullanılır. yün için kullanılan reaktif boyar maddeler, yünün amino ve tioalkol grupları ile reaksiyona girerek kovalent bağ oluştururlar.
REAKTİF BOYAR MADDELERİNİN YAPISI
Reaktif boyar maddeler, direkt boyar maddelerin kompleks moleküllerinden daha basittir. Asit kloridler, vinisülfon ve triazin türevleridir. Yünün amino ve tioalkol grupları, selülozun grupları ile reaksiyona girerler. Life bağlanmayı sağlayan reaktif gruptur.
Reaktif boyar maddenin kimyasal yapısı;
Ç – Kr – K – R S1
S2
Şeklindedir. Burada;
Ç – Çözünürlük sağlayan grup,
Kr – Kromofor grup,
K – Köprü grup,
R – Reaktif grup,
S1 – Substitüsyon reaksiyonu sırasında yer değiştiren substitüent
S2 – Diğer substitüentlerdir.
REAKTİF BOYAR MADDELERİNİN AVANTAJLARI
* Yüksek ölçüde tekrarlanabilirlik eldesi.
* Parlak nüanslar. Bu renklerle, ancak asit boyar maddelerinin ipek üzerinde verdiği sonuç rekabet edebilir.
* Yıkama ve ışığa mükemmel haslıklar.
* Kombinasyon boyamalar (trikromi) için ve hemen, hemen tüm kontinü metotlar için uygun olmaları.
Bu boyar maddelerde basit ve hızlı aplikasyon teknikleri, ekonomik açıdan önemlidir.
REAKTİF BOYAR MADDELERİNİN DEZAVANTAJLARI
* Klor haslıkları ve bazik çözeltilere haslıkları iyi değildir.
* Reaktif boyamada istenmeyen yan reaksiyon, boyar maddenin %15 – 40’a kadar hidrolize olmasıdır. Ancak, son gelişmeler, suya daha stabil boyar madde üretimi sağlamıştır.
REAKTİF BOYAR MADDELERİN KİMYASAL VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Reaktif boyar maddeler, direkt boyar maddeler gibi yüksek ölçüde suda çözünür boyar maddelerdir. Ancak, direkt boyar maddelerin tersine düşük substantiviteye sahip olacak şekilde geliştirilmiştir.
Reaktif boyar maddelerin yüne bağlanması; kuvvetli asidik ortamda -SH (tioalkol) grupları üzerinden, zayıf asidik ortamda ise – NH3+ (amonyum) grupları üzerinden kovalent bağlarla sağlanır.
Bunun yanında, suda çözünürlük sağlayıcı grup olarak çoğunlukla sülfo grupları içerdikleri için, asit boyar maddeleri gibi elektro statik çekim kuvvetleri ile de bağlanarak, iyi haslıklar verirler. Reaktif boyar maddeler, genel olarak reaktif grubun kimyasal yapısına göre veya bu grubun kimyasal reaktivitesinin derecesine göre sınıflandırılırlar.
Reaktif boyar maddelerin lif ile reaksiyona girme koşulları ve mekanizması, boyar maddedeki grupların reaktiflik derecesine bağlı olarak değişiklik gösterir.
ß – sülfatoetilsulfon (vinilsülfon) esaslı Remazol boyar maddeleri dışında tüm reaktif boyar maddeler, reaktif grup olarak heteroçiklik halkalı bileşikler içerirler. Boyar madde ile lif arasındaki kovalent bağ, bunlardaki halkaya bağlı bir substitüentin lif makro molekülündeki fonksiyonel gruplar ile yer değiştirmesi sonucu oluşur. Bu gruplar -OH, -NH2, -SH gruplarıdır. Boyar maddenin reaktifliği heteroçiklik halkaya, substitüent grubun özelliklerine bağlıdır.
REAKTİF BOYAR MADDELERLE YÜNÜN BOYANMASI
Reaktif boyar maddeler suda çözünürlük sağlayıcı grup olarak sülfo grubu içerdiklerinden kuvvetli ve orta kuvvette asidik ortamda yapılan boyamalarda, boyar madde bir asit boyar madde gibi davranır. Yün elyafının pozitif yüklü amonyum gruplarına elektro statik çekim kuvvetleriyle bağlanır. Bunun yanında; boyar maddenin reaktif grubu, lifteki amino ve tioalkol grupları ile reaksiyona girerek kovalent bağlar meydana getirir.
Reaktif boyar maddeler life kovalent bağlarla bağlandığı için, migrasyon kabiliyetleri iyi değildir. Bu nedenle, boyamada düzgün alınma şarttır. Yüne afiniteli reaktif boyar maddeler, asidik ortamda reaktiflik gösterecek yapıdadırlar ve naylon için de kullanılabilirler.
Soğuk Bekletme Metodu
Yünün reaktif boyar maddelerle soğuk bekletme metoduna göre boyanması, yünün yüksek sıcaklıkta zarar görme tehlikesine karşı avantajlıdır.
Soğuk bekletme için yüksek reaktifliğe sahip, küçük moleküllü boyar maddeler iyi sonuç vermektedir. Soğukta boyar madde yüksek reaktif olsa bile hidroliz oluşmaz. Emdirme flottesi pH’ı 5 – 5,5’tir. Flotteye ayrıca üre, kıvamlaştırıcı, ıslatıcı ilavesi gerekir.
