Cevap: Tekstil liflerinin boyanması ile ilgili genel bilgiler
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 20-60Q 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.
