REAKTİF BOYARMADDE İLE BOYANMIŞ-BASILMIŞ TEKSTİL ÜRÜNLERİNDE YUMUŞATMA İŞLEMİ SONRASI MEYDANA GELEN RENK DEĞİŞİMİ PROBLEMLERİ

Transkript

1 REAKTİF BOYARMADDE İLE BOYANMIŞ-BASILMIŞ TEKSTİL ÜRÜNLERİNDE YUMUŞATMA İŞLEMİ SONRASI MEYDANA GELEN RENK DEĞİŞİMİ PROBLEMLERİ COLOR CHANGE PROBLEMS AFTER THE USE OF SOFTENERS IN DYED AND PRINTED COTTON FABRICS, WHICH PRINTED AND DYED WITH REACTIVE DYESTUFFS Yrd. Doç. Dr. Meliha Oktav BULUT, Tekstil Yüksek Mühendisi Kadri AKÇALI Süleyman Demirel Üniversitesi Tekstil Müh. Bölümü-ISPARTA ÖZET Bir defada üretmenin giderek önem kazandığı günümüzde, üretim hatalarını en aza indirgemek en önemli amaç haline gelmiştir. Günümüzde pamuk baskı ve boyamacılığında yüksek haslıkları, renk tonlarındaki canlılığı, kesikli, yarı kesikli ve kesiksiz çalışılan birçok metodlar için elverişli olmaları nedeniyle, reaktif boyarmaddeler yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Reaktif boyarmaddeler selülozik esaslı tekstil lifleri (örneğin; pamuk) ile kimyasal reaksiyon vererek kovalent bağ oluşturduklarından, yıkama haslıkları oldukça yüksek, suda çözünebilen boyarmaddeler olarak tanımlanabilmektedirler. Ancak reaktif gruba dahil olan boyarmaddelerin boyanma maliyetlerinin yüksekliği, bazik yıkama ve klor haslıklarının düşüklüğü, ard işlemlerin fazlalığı bu boyarmadde grubu üzerine çalışmanın gerekliliği kanıtlamaktadır. Tekstil mamulüne en son aşamada aktarılan yardımcı maddelerden biride yumuşatıcılardır. Kumaşa yumuşatıcı aktarılmasının nedeni; kumaş kullanım özelliklerinin geliştirilmesi olarak açıklanabilir. Geliştirilmiş kullanım özellikleri sayesinde müşterinin tekstil ürününe karşı talebi artmaktadır. Tekstil sektöründe bulunan ve pamuk elyafı ile çalışan çoğu boya-terbiye işletmesi son yıllarda yumuşatıcı olarak katyonik (katyonaktif) ve silikonlu yumuşatıcıları yaygın olarak kullanmaktadır. Bu tip yumuşatıcılarla işlem sonrası pamuklu tekstil ürününde renk değişimi sorunu meydana getirdiği ve bu sorun çerçevesinde firmalara ek maliyetler getirdiği daha önce yapılan çalışmalarda belirlenmiştir. Ancak önceki yapılan çalışmalar laboratuar ortamında gerçekleştirildiği için elde edilen sonuçların işletmelerde proses üzerine etkinlikleri sağlanamamaktadır. Özellikle yumuşatıcının kimyasal yapısına bağlı olarak meydana gelen renk değişimi sonucu, işletmeler ile müşteriler arasında ticari sorunlar meydana gelmektedir. Proje kapsamında; yumuşatma sonrası meydana gelen renk değişimi probleminin pilot seçilecek bir işletmede sistematik olarak incelenmesi ve elde edilen sonuçlar vasıtasıyla problemin kaynağında engellenmesi hedeflenmektedir. Anahtar Kelimeler: Yumuşatıcı Madde, Reaktif Boyarmadde, Renk değişimi, Pamuk

2 ABSTRACT The main scope of nowadays is the minimization of the production faults. Today s, the using of reactive dyestuffs increased due to high fastness, color tones viability, batch, semi-batch and continuous methods worked for a very convenient in cotton printing and dyeing. Reactive dyes, which form a covalent chemical bond with the fiber and thus ensure a high wet fastness of colorings, are described as water-soluble dyes. But; high costs of dyeing, basic washing, low chlorine fastness of reactive dyes and excess of recent transactions proves the importance of working on reactive dyes. One of the last stage of the excipients used in textile product are softeners. The reason of the use of softener is to increase the textile fabric's properties. Due to good properties of textile fabrics, customer demand for textile product increases. The recent years, cationic softeners and silicone softeners are used common in dyeing firms of textile industry. After the use of these softeners, fabric color change occurs and in previously studies stated that this issue brings additional costs to dyeing firms. However, the results obtained to previous studies carried out in the laboratory did not impact efficiently in dyeing processes of firms. Due to discoloration, which occur due to the chemical structure of the softener, commercial problems occur between dyeing firms and customers. Within this project, the problem of color change after the use of softeners examined in a firm to be selected as the pilot and aimed to prevent the problem in resource. Key words: Softener agent, Reactive dyestuff, Discoloration, Cotton 1.Giriş Pamuk, yumuşak tuşeli olması, yüksek boyanabilirlik özelliği, yüksek mukavemet ve makinede yıkabilir özelliğe sahip olması nedeniyle Dünya da en yaygın olarak kullanılan doğal liftir. Günümüzde pamuklu kumaş üretimi sentetik liflerden oluşan kumaşlara göre daha sağlıklı bir kullanım sundukları için önem kazanmıştır. Buna bağlı olarak pamuklu tekstil ürünlerinden kalite beklentileri artmış ve tekstil sektöründe bir defada üretimin giderek önem kazanması sonucu üretim hatalarını en aza indirgemek en önemli amaç haline gelmiştir. Ülkemizde pamuk baskı ve boyamacılığında yüksek haslıkları, renk tonlarındaki canlılığı, kesikli, yarı kesikli ve kesiksiz çalışan birçok metoda uygun olmaları nedeniyle reaktif boyarmaddelerin kullanımı yaygındır. Ayrıca reaktif boyarmaddelerin selüloz esaslı liflerin yarıdan çoğunun boyanması için kullanılması, günümüzde bu boyarmadde sınıfının diğer boyarmaddelerden daha hızlı bir büyüme trendine sahip olmasını sağlamıştır. Reaktif boyarmadde sınıfını farklı boyarmadde gruplarından ayıran en belirgin özellik, boyarmadde grubunun sahip olduğu lif makromolekülleri ile tepkimeye giren gruplardır. Reaktif boyarmaddelerin yaklaşık 2/3 ü heteroçiklik halka, 1/3 ü de korunmuş vinilsülfon esaslı reaktif grup içermektedir. Boyarmadde molekülündeki reaktif gruplar, selüloz lifindeki (pamuk) hidroksil gruplarla kovalent bağ oluşturmaktadır. Reaktif grupların reaktiflik derecelerine göre bu boyarmaddeler yüksek reaktifliğe sahip olanlar (soğukta boyayanlar) ve düşük reaktifliğe sahip olanlar (sıcakta boyayanlar) genel olarak iki gruba ayrılırlar.

3 Yüksek haslıklar, geniş renk paleti, renk tonlarının canlılığı, çok sayıdaki boyama yöntemine uygunluk gibi avantajlarının yanında bu boyarmadde sınıfının; ikinci reaktif gruba rağmen düşük fiksaj verimi, yıkama ve ard işlem sayısının fazlalığı nedeniyle boyanma maliyetlerinin yüksek olması ve klor gibi kullanım haslıklarının düşük olması gibi dezavantajlarıda mevcuttur. Bu dezavantajlar reaktif boyarmaddeler üzerine yapılan çalışmaların temelini oluşturmaktadırlar. Boyama sonrasında tekstil mamulüne uygulanan ard işlemlerden en önemlilerinden biri de kumaşa yapılan yumuşatma işlemidir. Tekstil ürünün sahip olması istenen yumuşak tutum tekstil satış piyasasında müşteri talebi açısından en etkili faktörlerin başında gelmektedir. Ayrıca kumaşların sahip olduğu yumuşak tutum günümüzde moda eğilimi olarak da karşımıza çıkmaktadır. Aynı şekilde tekstil terbiye ve boya işletmelerinde yumuşak tutum sağlamak tekstil terbiyesi açısından vazgeçilmez olarak görülmektedir. Hemen hemen her tekstil ürünü bitim işlemleri esnasında yumuşatma işleminden geçirilmektedir. Tekstil terbiyesinde yardımcı madde kullanımının %65 i bitim işlemlerinde gerçekleşirken bunun da %30 a karşılık gelen büyük bir bölümünü yumuşatıcılar oluşturmaktadır. Yumuşatma işleminde temel amaç; doğal liflerin yapısında bulunan yağ, mum, pektin gibi elyafa yumuşaklık sağlayan doğal maddeler ile sentetik liflerin üretimi esnasında verilen preperasyon maddelerinin ön terbiye işlemleri sırasında uzaklaşması nedeniyle kaybedilen yumuşak tutumu kumaşa yeniden kazandırmak ve hatta başlangıçtaki esneklik ve yumuşaklığı daha da geliştirmektir. Uzaklaştırmadan kaynaklanan liflerin kırılgan yapısının yumuşatıcı maddeler ya da geri yağlama maddeleri ile giderilmesi tekstil terbiyesi açısından büyük önem taşımaktadır. Yumuşatıcı aktarımı sonucunda kumaşta sağlanan ve ilk akla gelen etkiler; yumuşaklık, kumaş üst düzey kayganlığı ve hacimliliktir. Yumuşatıcıların çoğunun sudaki çözünürlükleri düşüktür. Bu nedenle genellikle %20-30 katı madde içeriğindeki suda yağ emülsiyonları halinde satılmaktadır. Bu emülsiyonların bünyesinde %15-25 oranında yumuşatıcı etkin madde ve yanında non-iyonik emülgatör ve/veya disperger maddeler ile özel katkı maddeleri olan yağ asidi esterleri,mumlar,parafinler vs. bulunmaktadır. Yumuşatıcılar iyoniteleri açısından birbirlerinden ayrılmaktadırlar. Bunlar; Anyonik yumuşatıcılar, Katyonik yumuşatıcılar, Non-iyonik yumuşatıcılar, Amfoter yumuşatıcılar, Pseudo-katyonik yumuşatıcılar ve Silikon yumuşatıcılar olarak isimlendirilmektedirler. Silikon kimyasının tekstil terbiyesinde önem kazanmasına paralel olarak fonksiyonel silikon gruplarıda yumuşatıcı madde olarak kullanılmaya başlanmış ve önemi yüksek ürün sınıflarından biri durumunu kazanmışlardır. Günümüz tekstil endüstrisinde kullanılan yumuşatıcıların yaklaşık 1/3 ü silikon esaslı olmaktadır. Anyonik yumuşatıcılar hidrofiliteyi korudukları için proses yardımcısı olarak ve bunun yanı sıra tek kullanımlık medikal tekstil ve banyo havlularında kullanılmaktadırlar. Bu tip yumuşatıcılar ön terbiye ve boyamada anyonik optik beyazlatıcılar ve diğer anyonik ürünler ile kombine edilmektedirler.

4 Katyonik yumuşatıcılar ise en iyi yumuşatma etkisine sahip yumuşatıcı maddeler olarak göze çarpmaktadırlar. Genellikle çektirme yöntemi ile çalışılan bu yumuşatıcı grubu yüzeyi negatif yüklü olan pamuklu kumaşlarda çok iyi etki göstermektedirler. Yumuşatıcı ile pamuk yüzeyi arasındaki çekim, sadece kumaş yaş durumdayken gerçekleşmekte, kurutma sonrasında ise yumuşaklık etkisi sağlamaktadır. Katyonik yumuşatıcıların en büyük dezavantajı ise, sıcak işlemler yada daha sonrasında kumaşta sararma ve renk değişimine neden olmalarıdır. Bazı direkt ve reaktif boyarmaddelerde ışık haslıkları üzerine olumsuz etkide de bulunabilmektedirler. Non-iyonik yumuşatıcılar etkileri ve kullanım oranları katyonik ve anyonik yumuşatıcılar arasında olmaktadırlar. Bu tip yumuşatıcılar optik ağartıcılarla kombine edilerek yüksek beyazlık etkileri için kullanıma uygundurlar. Silikon yumuşatıcılar son yıllarda tekstil terbiyesi açısından büyük önem taşımaktadırlar. Çok sayıda yıkamaya dayanıklı yüzey modifikasyonları elde etmek için kullanılmaktadırlar. Başlangıçta sentetik liflerin yüzey özelliklerini arttırmada kullanılan silikonlar, günümüz teknolojisinde modifiye edilerek fonksiyonaliteleri arttırılmıştır. Bu sayede pamuklu ve pamuklu karışımlı kumaşların terbiyesinde yaygın şekilde kullanılmaktadırlar. Silikon yumuşatıcılar tekstil mamullerine iyi iç ve dış yumuşaklık kazandırmanın yanı sıra parlaklık, kayganlık, elastikiyet, dolgunluk ve yırtılma dayanımlarında artış sağlamaktadırlar. Avantajlarının yanında kumaşta zamanla renk değişimine yada solmaya neden olmaktadırlar. Amfoter yumuşatıcılar yüksek fiyatları nedeniyle günümüzde yaygın bir kullanım alanı bulamamışlardır. Pseudo-katyonik yumuşatıcılar ise sadece beyaz mallarda kullanım özelliğine sahiptirler. Tekstil sektöründe bulunan ve pamuk elyafı ile çalışan çoğu boya-terbiye işletmesi son yıllarda yumuşatıcı olarak katyonik (katyonaktif) ve silikonlu yumuşatıcıları yaygın olarak kullanmaktadır. Bu tip yumuşatıcılarla işlem sonrası pamuklu tekstil ürününde renk değişimi sorunu meydana getirdiği ve bu sorun çerçevesinde firmalara ek maliyetler doğurduğu daha önceki yapılan çalışmalarda belirlenmiştir. Ancak önceki yapılan çalışmalar laboratuar ortamında gerçekleştirildiği ve renk değişimine neden olan sebeplerin sadece yumuşatıcıda aranması nedeniyle elde edilen sonuçların işletmelerde proses üzerine etkinlikleri sağlanamamaktadır. Özellikle yumuşatıcının kimyasal yapısına bağlı olarak meydana gelen renk değişimi sonucu, işletmeler ile müşteriler arasında ticari sorunlar meydana gelmektedir. Proje kapsamında; yumuşatma sonrası meydana gelen renk değişimi probleminin pilot seçilecek bir işletmede sistematik olarak incelenmesi ve elde edilen sonuçlar vasıtasıyla problemin kaynağında engellenmesi hedeflenmektedir. 2. Materyal ve Metod Çalışma kapsamında pilot olarak seçilecek işletmenin öncelikle iş akış prosedürleri incelenecektir. İncelenecek işletmede kullanılan boyarmadde grupları ve yumuşatıcılar kimyasal yapılarına göre sınıflandırılacaktır. Kromofor grupların özellikle renk değişimi özellikleri incelenecektir. Terbiye-boya işletmelerinde kumaşa direk etki eden baca gazlarının seviyeleri ve yapısal özellikleri baca gazı analizatörü vasıtası ile belirlenerek kullanılan boyarmaddelerin kromofor gruplarının baca gazlarına karşı gösterdiği etki incelenecektir.

5 İlk etapta işletmenin orijinal boyama reçeteleri ile yapılan boyamalar sonucu yumuşatma işlemi öncesi kumaşlardan renk ölçümü için numuneler alınacak; daha sonra yumuşatma işlemi yapılarak tekrar kumaşlardan renk ölçümü için numuneler alınacaktır. Alınan yumuşatma öncesi ve sonrası numunelerin CIELAB sisteminde renk ölçümleri yapılarak, numunelerin L (açıklık/koyuluk farkı), a (kırmızılık/yeşillk farkı), b (mavilik/sarılık farkı) son olarak E (toplam fark) değerleri ölçülecektir. İşletmede işlem gören kumaşların bekletme süre ve bekletme koşulları altında baca gazlarından etkilenme durumları incelenecektir. İşletmede kullanılan kurutma makinesi özellikle ramözde her bir kamara için baca ve kurutma gazı değerleri ölçümü yapılacak, kamara başına düşen buharlaştırma verimi hesaplanarak bu verilerin kumaş üzerindeki etkileri incelenecektir. Kumaşların bekletme süresince baca gazlarından etkilenmemesi sağlanarak kumaş durum ve renk özelliklerindeki değişimler sistematik olarak incelenecektir. Her tip yumuşatıcı ve yumuşatıcı silikon karışımı aktarılan kumaşlar için bu işlemler tekrarlanacaktır. Her bir renk için tekrarlanan işlemler sonucunda kumaş ve renk özelliklerinin korunduğu optimum proses değerleri belirlenerek, boyama ve yumuşatma sonrası kumaşlarda meydana gelen renk değişimi probleminin minimize edilmesi hedeflenmektedir. Kaynaklar 1. Çoban, S., Genel Tekstil Terbiyesi ve Bitim İşlemleri, Ege Üni. Tekstil ve Konfeksiyon Araştırma Uygulama Merkazi Yayınları, 1999, Bornova-İzmir, Schindler,W.D., Hauser, P.J., Chemical Finishing of Textiles, Woodhead Publishing Limited in association with The Textile Institue, 2004, Florida, Yurdakul, A., Öktem, T., Kumbasar, P., Atav, R., Korkmaz, A., Arabacı, A., Boyama İşleminden Sonra Kullanılan Tekstil Kimyaallarının ve Diğer Terbiye İşlemlerinin Haslık Özellikleri Üzerine Etkileri, Proje no: TAM , Behery, H.M., Effect of Mechanical nd Physical Poperties on Fabric Hand, Woodhead Publishing Limited in Association With The textile Instute, Florida, Çoban, S., Bitim İşlemlerinde Yumuşak Tutum ve Yumuşatıcı Maddeler, Tekstil ve Konfeksiyon, 1999, Evans, W.P., Cationic Fabric Softeners, Chemistry and Industry, 1969, Mooney, W., Chemical softening, in Textile Finishing, Heywood D., Society of Dyers snd Colourists, Bradford, 2003, Sadov, F., Korchagin, M., Matetsky, A., Chemical Technology of Fibrous Materials, 1973,