 |
| Super flow boyama makinesi. |
Dispersiyon boyarmaddeler, sentetik liflerin boyanmasında kullanılan, suda çözünmeyen, boyanma süreci boyunca parçacıklarının topaklaşmadığı bir boyarmadde sınıfıdır. Polyester, sentetik
lifler içinde ülkemizde ve dünyada en çok üretilen sentetik
liftir. Polyester lifleri, diğer sentetik lif türleri gibi sentez
yolu ile elde edilen polimerlerden imal edilir. Sentetik liflerin
yapısını oluşturan polimer maddeler, doğada bulunmayıp ancak
petrol veya kömürün ayrımsal damıtılmasından elde edilir. Elde
edilen uygun polimer maddeler, eğirme yöntemleri ile sentetik lif
hâline getirilir. Piyasada en fazla kullanılan polyester lifi,
polietilen tereftalat (PET) esaslı olanıdır. Petrol türevi olan
polietilen tereftalattan oluşan eriyik hâlindeki polimer maddeden
yumuşak eğirme yöntemiyle polyester lif oluşturulur. Polyester
liflerin boyanması güçtür. Genel olarak bu güçlükler,
aşağıdaki faktörlerden kaynaklanmaktadır: Polyester lifleri,
yüksek lif kristalizasyonuna sahip olduğu için kristalin
bölgelerin fazla, boyar madde difüzyonuna olanak veren amorf
bölgelerin az olmasından kaynaklanmaktadır. Yüksek hidrofobik
karaktere sahip olması nedeniyle yapılarında hidrofil gruplarının
olmaması. Hidrofobluğun fazla olmasından dolayı % 0,4 gibi çok
düşük nem çekme oranına sahip olması, Polyester liflerinin
yapısında boyar madde ile kimyasal bağ oluşturabilecek
fonksiyonel grupların bulunmaması, Polyester liflerine sıkı
kristalin yapısı nedeniyle büyük moleküllü boyar maddeler
kolayca nüfuz edemez. Hidrofob karaktere sahip olması nedeniyle
hidrofil boyar maddelere fonksiyonel grupların olmayışı nedeniyle
de elektrostatik çekim kuvvetleri veya kovalent bağlarla liflere
bağlanan boyar maddeler uygun değildir. Polyesterin boyanmasında
hidrofob özelliği nedeniyle liflerle kimyasal bağ oluşturabilecek
dispers boyar madde -kimyaca aktif grup içermediğinden- kullanılır.
Dispersiyon Boyar
Maddeler
Polyester liflerinin
boyanmasında en çok kullanılan boyar madde, dispers boyar
maddelerdir. Dispers boyar maddeleri, polyester lifleri üzerinde
uygun haslık değerlerine ve yeterli renk paletine sahiptir.
Piyasada sıvı veya toz hâlinde bulunur. Dispers boyar maddelerin
suda çözünmesi diğer suda çözünen boyar maddelerin çözünmesi
gibi bilinen anlamda değildir. Dispers boyar madde, polyesterin
boyanması esnasında banyoda süspansiyon hâlinde bulunur. Yani
boyar madde molekülleri banyo içinde çözünmeden asılı olarak
kalır. Pigment boyalar gibi suda tamamıyla çözünmez durumda
değildir. Dispers boyar maddeler üretilmeye başlandığında
önceleri küçük moleküllü olanları bulunmaktaydı ve bunların
haslıkları düşüktü. Teknolojinin gelişmesi ile yüksek
haslıkları olan daha büyük moleküllü dispers boyar maddeler
üretildi. Piyasada üç ana dispers boyar madde türü vardır.
Küçük moleküllü
dispers boyar maddeler: Bu boyar maddelerle çektirme yöntemiyle
boyama yapılır.
Orta moleküllü
dispers boyar maddeler: Çektirme, bazen termosol yöntemi ile boyama
yapılır.
Büyük moleküllü
dispers boyar maddeler: Genellikle termosol yöntemi uygulanır.
Bazen çektirme yönteminde de kullanır. Dispers boyar maddelerin
lif üzerine tutunma hızları (adsorpsiyon hızı) 80 °C’nin
altında -camlaşma noktasının altında- yani çok düşüktür. 85 °C’den itibaren adsorpsiyon hızı artmaya başlar ve 100 °C’nin
üzerinde ise sürekli yükselir. Dispers boyar madde seçimi
yapılacak boyamanın kalitesini doğrudan etkileyen faktörlerden
biridir. Bunun için kombinasyon boyamalarda kullanılan boyar
maddelerin birbiriyle uyumlu olması gerekir. Reçeteyi oluştururken
kullanılacak boyar maddelerin üretici firma kataloglarındaki boyar
madde çekim eğrileri, haslık değerleri gibi boyama kalitesini
doğrudan etkileyen unsurları birbiri ile aynı olan boyar maddeler
seçilir.
Dispersiyon Boyar
Maddeleriyle Polyesterin Boyanması
Dispers boyar maddenin
polyester liflerine karşı afinitesi oldukça yüksektir. Fakat
elyaf içine difüzyonu oldukça yavaştır. Dispers boyar maddelerin
dengede iken polyestere çekimleri oldukça iyidir. Dengeye varmak
için gerekli olan süre çok uzun olduğundan bu koşullar altında
boyama yapmak pratik değildir. Normal basınç altında ve 100 °C’ye
(maksimum) kadar çalışan cihazlarda difüzyon hızı yüksek olan
küçük moleküllü boyar maddelerle açık ve orta şiddette boyama
yapmak mümkündür. Boyama hızının çok yavaş olması nedeniyle
düzgün boyama elde edilir. Elyaf içine difüzyon zor olduğu gibi
elyaf içine nüfuz etmiş boyar maddenin elyaf dışına çıkması
da zor olduğundan yaş haslıkları çok iyidir. Polyester lifinin
elde edilmesi esnasında lif makro molekülleri sıkı kristalin yapı
oluşturur. Boyar madenin lif içine difüzyonuna olanak verecek
amorf bölgelerin kristalin alanlara oranla düşük olması,
polyesterin normal şartlarda boyanmasında zorluklar ortaya çıkarır.
Bu nedenle dispers boyar madde ile polyesterin boyanması için sıkı
lif yapısının açılıp boyar maddenin lif içine gireceği
gözeneklerin açılması gerekir. Bu açılma genellikle aşağıdaki
şekillerde yapılır. Yüksek ısı ve su ile gevşetme, Yüksek ısı
ile gevşetme, Yardımcı madde ile gevşetme.
Polyesteri Boyama
Metotları
Polyesterin dispers
boyar maddelerle boyanması aşağıdaki şekillerde yapılabilir.
- Carrier yöntemine göre
boyama – Çektirme yöntemiyle boyama yapılır.
- HT yöntemine göre
boyama– Çektirme yöntemiyle boyama yapılır.
- Termosol boyama
yöntemi– Emdirme yöntemiyle boyama yapılır.
- Dispers Boyar
Maddeleriyle Carrier / HT Boyama Metodu
Carrier, taşıyıcı
anlamını ifade eden polyesterin boyanmasında kullanılan yardımcı
bir maddedir. Polyester lifinin dispers boyar maddelerle carrier
boyama yöntemine göre boyanması normal atmosfer basıncında ve
100 °C’nin altında yapılır. Carrier ile boyama gerektiği
zamanlarda uygulanır. Polyester/yün, polyester/polyamid ve
polyester/poliakrilonitril karışımlarının boyanmasında 100 °C’nin üzerine çıkma imkânı olmadığında zorunlu olarak
carrier yöntemi uygulanır. Çünkü carrier ile boyamada boyar
madde çekimi 85 °C’de bile iyi olduğundan uzun süre kaynatılması
istenmeyen mamullerin boyanmasında bu yöntem uygulanır. Carrierle
sadece 100 °C’nin altında boyama yapılacak diye bir kural da
yoktur. 100 C-120 °C arasındaki sıcaklıklarda bazı mamullerin
durumuna göre daha az carrier ilavesiyle polyester boyanabilir.
Carrierle düşük sıcaklıklarda polyesteri boyamanın olumlu
tarafı yanında boyama maliyetinin yüksek oluşu, boyama sonrası
mamul üzerindeki carrier artıklarının uzaklaştırılmasının
güç olması, çevre kirliliği, ışık haslıklarını etkilemesi
koyu ton boyamada istenen etkinin elde edilememesi gibi olumsuz
tarafları vardır. Carrier adı verilen yardımcı maddenin etki
mekanizmasını aşağıdaki gibi sınıflandırabiliriz: Carrier,
lifleri şişirerek boyar madde moleküllerinin kolayca nüfuz
etmesini sağlar. Carrier, polyester lifinin içinde boyar maddenin
girebileceği kısımları artırır. Carrier, liflerin etrafında
bir film tabakası oluşturur, dispers boyar madde carrier içinde
çözünür böylece lif içine girer. Carrier polyesterin camlaşma
noktasını düşürür. Bu düşme, lif üzerindeki carrier
konsantrasyonunun bir fonksiyonudur. Carrier polyester zincir
molekülleri arsındaki çekim kuvvetlerinin tahrip olmasına neden
olur. Böylece moleküllerin hareketlerinin artmasıyla lifin boyar
madde alımı artar. Carrier boyamada kullanılan dispers boyar
maddenin aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir: Carrier ile
boyama şartlarında life çekimi iyi olmalıdır. Çünkü boyar
maddenin life çekimi sıcaklığın artması ile doğru orantılıdır.
Carrier ile düşük sıcaklıklarda bayama yapıldığı
düşünüldüğünde kullanılacak boyar maddenin buna göre
seçilmesi gerekir. Carrier yöntemine göre seçilmiş dispers boyar
madde paletinde istenilen renk bulunmalıdır. Haslıkları yeterli
derecede olmalıdır. Carrierle uyumlu olmalı ve boyar madde
herhangi bir şekilde kümeleşmemelidir. Bu özelliklere sahip boya
maddeyi seçmek için üretici firmaların kataloglarından veya
boyar maddeyi temin ettiğimiz firmalardan faydalanabiliriz.
Carrierle boyamada kullanılacak carrier miktarı üretici firmanın
tavsiyesine göre boyama reçetesindeki boyar madde yüzdesi baz
alınarak belirlenir. Ancak işletmeler bu miktarları zamanla kendi
çalışma şartlarına göre yeniden belirleyebilir. Kullanılacak
carrierin aşağıdaki özellikleri taşıması istenir: Reçetede
fazla miktarlar gerektirmeden istenilen renkler elde edilmelidir.
Dispers boyar maddeye ve boyamada kullanılan yardımcı maddelerle
uyumlu olmalıdır. Boyar maddenin haslıklarını etkilememedir.
Kötü kokulu ve zehirli olmamalıdır. Kumaştan kolayca
uzaklaştırılmalıdır. Kumaşın tuşesini etkilememelidir.
Carrier ile boyama yönteminde aşağıdaki yardımcı maddeler
kullanılır.
Carrier: Boyar maddenin
lif içine taşınmasını sağlar.
Egalizatör: Homojen
bir boyama için kullanılır. Carrierin boyama esnasında
hızlandırıcı etkisi sonucu oluşabilecek düzgünsüz boyamayı
önleyerek migrasyona yardımcı olur. Egalizatör kullanımında
boyar maddeyi üreten firmanın tavsiyelerine uyulmalıdır.
Egalizatörü yüksek miktarlarda kullanmak, boyama düzgünlüğünü
bozan bir sakıncadır. Koyu renklerde daha az, açık renklerde daha
fazla kullanmak gerekir.
Dispersiyon maddesi:
Dispers boyar maddenin boyama süresince banyoda dispers hâlde
kalmasını sağlar. Boyar madenin boyama süresince kümeleşmesini
engelleyerek dispersiyonu sabit tutar. Dispergatör kullanımında
boyar maddeyi üreten firmanın tavsiyelerine uyulmalıdır.
Asit: Banyonun pH’ının
4–5 arasında olmasını sağlar. Bunun için formik asit veya
asetik asit kullanılır. pH, boyama süresince boyar maddenin stabil
kalmasını sağlar. Carrier ilavesi yapılan boyama işleminde
boyama sıcaklığı normal basınç altına yapıldığı gibi
atmosfer basıncın üstünde de yapılabilmektedir. Bu nedenle
boyama yöntemlerini iki şekilde inceleyebiliriz. Carrier boyamada
boyanacak mamulün ve işletmedeki makine parkının durumuna göre
aşağıdaki yöntemler tercih edilir.
Normal basınç altında
carrierle boyama
Bu yöntem, HT boyama
makinesinin bulunmadığı işletmelerde polyesteri boyamak için
kullanılan bir yöntemdir. Normal atmosfer basıncında çalışan
makinelerde boyama işlemi yapılır. Ancak 100 °C’de boya çekiminin
yavaş olması, uzun zaman alması ve kullanılan carrier miktarının
fazla olmasından dolayı çok tercih edilen bir yöntem değildir.
Carrier ile polyester lifi 100 °C’de açık boyama kazanlarında
boyanır. Boyamada kullanılacak carrier miktarı, reçetedeki boyar
madde yüzdelerinin toplamına göre belirlenen oranlarda verilir. Bu
oranları üretici firmalar tavsiye olarak işletmeye sunar. Ancak
her işletme zamanla kendi reçetelerine göre bu oranları
değiştirir.
Carrierle
HT boyama
Carrierle
yüksek basınç ve sıcaklıkta polyesterin dispers boyar maddelerle
boyanması iki farklı amaç ve koşulda uygulanmaktadır. 100–110 °C’de polyester/yün veya polyester/polyamid karışımlarını
boyamada carrierin olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için 100 °C’nin üzerine çıkılır. Carrierle normal basınç altında
boyama şartlarında olduğu gibi çalışılır. Tekstüre veya
lycralı polyester boyamasının 120–125 °C’de yapılması tercih
edilir. Polyesterin 130 °C’de HT şartlarında carriersiz boyanması
sonucunda yeterli haslıklara sahip boyamalar elde edilmektedir. Bu
şekilde carrierin olumsuz şartları önlenmiş olur. Ancak bazı
durumlarda boyanacak mamulün durumuna göre carrierle HT şartlarında
düşük sıcaklıklarda boyama yöntemleri tercih edilir. Carrierle
HT boyama yönteminin tercih edilmesindeki nedenler şunlardır:
Tuşenin 130 °C'ye göre daha yumuşak olması, 130 °C’de
oluşabilecek kırışıklıkların önlenmesi, Tekstüre polyesterin
normal polyestere oranla boyanma hızının daha fazla olmasından
dolayı boyama süresinin kısaltılması, Yüksek sıcaklılardan
lycranın etkilenmesi, Carrierin olumsuz etkilerinin önüne
geçilmesi. Bu yöntemde kullanılan carrierin HT şartlarına
dayanıklı olması gerekir. Çok yüksek sıcaklıklarda carrierin
etkisiyle liflerde çekme veya tutumunda değişim olabilir. Ayrıca
kullanılacak carrierin dispersiyon stabilitesinin çok iyi olması
gerekir. Tüm bu şatlara göre uygun carrierin tedarik edilmesi
gerekir. Carrierle HT şartlarında boyamalar için tavsiye edilen
miktar % 2’dir. Ancak bu miktar, işletmelere göre farklılık
gösterebilir. Lycralı polyester mamullerin boyanmasında dikkat
edilecek önemli bir husus ise lycranın hassas bir yapıda
olmasından dolayı boya kırıklarının oluşma riski olmasıdır.
Lycranın amorf bölgeleri daha fazla olduğu için yüksek
sıcaklığın etkisiyle yumuşamalar meydana gelir. Ayrıca 130 °C’ye
kadar çıkılan boyamalarda bu sıcaklığın yükselme ve düşme
hızı çok önemlidir. Boyama öncesi fikse edilmiş polyesterlerde
sıcaklık 1-1.5 °C/dk. hızla çıkarılıp düşürülebilir ancak
ön fikse yapılmamış kumaşlarda sıcaklık 0.5-0.7 °C/dk. hızla
hareket etmelidir; aksi takdirde kumaşlarda düzeltilmesi çok zor
olan thermo kırıkları meydana gelir. Eğer mamulün düzeden
geçişi yavaş ise yumuşamadan dolayı lycra büzüşür. Bu
büzüşmeden dolayı lycranın bağlı bulunduğu diğer lifi
kendine çekmesi ile bu kısımlarda boyama kırığı oluşur. Bunun
için boyama makinesinin düze basıncının ayarlanması önemlidir.
Lycralı polyesterin boyanmasında boyama makinesinin düze
basıncının 0,8 bar olarak ayarlanması gerekir. Düze basıncı
lycrasız mallarda 0,4 bar olarak ayarlanır.
Dispersiyon
Boyar Maddeleriyle HT Boyama Metodu
Polyesterin
dispers boyar maddelerle yüksek basınç ve sıcaklıkta boyandığı
yöntemdir. Bu yöntemin uygulanabilmesi için işletmede yüksek
sıcaklıklarda çalışan HT boyama makinelerine ihtiyaç vardır.
HT yönteminin normal atmosfer basıncında yapılan carrier
yöntemine göre avantajları aşağıda sıralanmıştır. Lif
moleküllerinin termal hareketi 120–130 °C’de gerçekleşmekte, bu
hareket sırasında açılan boşluklardan boyar madde girebilmekte
ve çekim kolaylaşmaktadır. 120–130 °C’de boyar maddenin
çözünürlüğü artacağından, boyama işlemi hızlanır. 120–130 °C’de boyar maddenin migrasyon yeteneği artmaktadır. HT boyama
yöntemi 130 C civarında yapıldığı için boyar maddenin lif
içine yerleşeceği alanların açılmasından dolayı gayet düzgün
boyamalar elde edilir. Migrasyon yeteneği daha düşük olan dispers
boyar madde grupları ile yapılan boyamalarda sorun yaşanmaz. Çünkü
sıcaklık yükseldikçe boyar maddenin migrasyon yeteneği
artacağından egal boyamalar elde edilir. Normal sıcaklık ve
basınçta yapılan carrier boyamaya göre elde edilen haslık
dereceleri çok iyidir. Bunun nedeni, normal carrier boyamada haslık
dereceleri iyi olan büyük moleküllü boyar maddelerin çekimlerinin
az olması nedeniyle kullanılamamasıdır. HT yönteminde lif
moleküllerinin termal hareketinden dolayı büyük moleküllü boyar
maddelerin çekimi çok iyi olduğundan yüksek haslık derecelerine
sahip boyamalar elde etmek mümkündür. HT yönteminde daha az
yardımcı maddeye ihtiyaç duyulur. Bu yöntemde boyar madde alımı
oldukça iyi olduğu için carrier yöntemine göre boyar maddeden
tasarruf edilir.
Dispersiyon
Boyar Maddeleriyle Termosol Metodu
Bu
yöntem, polyester kumaşların veya polyester ile diğer liflerin
karışımlarından oluşan kumaşların boyanmasında kullanılan
kontinü bir yöntemdir. İşlemin esası, polyesterin dispers boyar
madde ile fularlanmasına dayanır. Fularlamadan sonra kurutma işlemi
yapılır. Kurutma işlemindeki amaç, fularlama ile kumaş üzerine
geçen boyar madde parçacıklarının yapışmasıyla bir film
tabakası oluşturulmasıdır. Kurutma işlemini takiben 30–90
saniye sürede 180–220 °C’de kumaşın elyaf yüzeyinde bulunan
boyar madde parçacıkları, lif içine difüzlenerek fikse olur.
Termosol yöntemi, kontinü bir yöntem olduğu için polyesterin
boyanmasında kullanılan diğer yöntemlere göre üretim hızı
yüksektir. Bu yöntemde kumaş, enine açık olarak işlem gördüğü
için boyar maddenin fiksesi ile birlikte polyesterin termofiksesi
aynı anda yapılabilir. Termosol boyama yöntemi sadece dokuma
kumaşlara uygulanabilir. Örme kumaşlar, çözgü yönünde
esnediğinden bu kumaşlara termosol yöntemi uygulanamaz. Termosol
boyama yöntemi dört adımda gerçekleşmektedir. Bunlar:
Fularlama:
Reçeteye göre hazırlanan emdirme banyosunun kumaşa aktarılma
aşamasıdır. Kumaşın gerginliği enden ve boydan düzgün bir
şekilde ayarlanarak fulard teknesine girmesi, düzgün emdirme için
oldukça önemlidir.
Kurutma
işlemi: Kurutma işlemi esas olarak iki aşamadan oluşur. Birinci
aşamada ön kurutma işlemi yapılır. Ön kurutma işlemindeki
amaç, kumaş üzerindeki nem miktarını % 20–30 düşürerek
migrasyonu en aza indirmektir. Kurutma işlemi infrared veya hot flue
makinelerinde yapılır. Ön kurutmadan sonra 100–120 °C’de esas
kurutma işlemi yapılır. Kurutma işlemi sonunda mamul üzerindeki
suyun tamamı uzaklaştırılır. Kurutma işlemi ile boyar madde,
kumaş üzerinde bir film tabakası oluşturur. Gerek ön kurutmanın
gerek esas kurutmanın kumaş yüzeyinin her yerinde aynı derecede
etkili olması gerekir.
Termosolleme:
Kurutulmuş kumaş üzerindeki boyar maddenin 180–220 °C’de 30–90
saniye sürede lif içine fiksajının sağlandığı aşamadır.
Termosellemenin 200 °C civarında yapılmasının nedeni, bu sıcaklık
şartlarında boyama veriminin iyi olmasından kaynaklanmaktadır.
Termosolleme işleminin sıcaklığı ve süresi kullanılan boyar
maddenin haslıklarına ve difüzyon özelliklerine bağlıdır.
Sıcaklık ve süre değerleri, boyar madde üretici firma
kataloglarında tavsiye olarak sunulmuştur. Bu kataloglardaki
bilgilere göre kendi işletme şartlarında yapacağımız
denemelere bağlı olarak yeni süre ve sıcaklık değerlerini
kullanabiliriz.
Ard
işlemler: Termoselleme işleminin ardından sıcak soğuk durulama
yapılarak mamul üzerindeki kimyasal madde ve boyar madde artıkları
uzaklaştırılır. Sıcak ve soğuk duralamanın ardından mamule
mekanik olarak tutunmuş boyar madde artıklarını uzaklaştırmak
için redüktif yıkama işlemi yapılır. Redüktif yıkama işlemi
70 °C’de 20–30 dakika yapılır. Redüktif yıkamayı takiben
sıcak durulama ve asetik asit ile nötralizasyon işlemi yapılır.
Termosol
boyama metodunda kullanılan kimyasallar ve görevleri aşağıda
verilmiştir:
Migrasyon
önleyici madde: Boyama işlemi sırasında migrasyon oluşmasını
önler.
Asetik
asit: Asetik ortam sağlar.
Dispergatör:
Dispers boyar maddenin flotte içinde disperge hâlinde kalmasını
sağlar.
Egalize
maddesi: Boyamanın düzgün olması için kullanılır.
Hidrosülfit:
Polyester kısmın boyanmasından sonra redüktif yıkama için
kullanılır.
Kostik:
Ortamın bazikliğini sağlar.
Islatıcı:
Mamulün daha iyi ıslanmasını sağlayarak boyar madde alımını
kolaylaştırır.
0 yorum:
Yorum Gönder