Organik Yünün Boyanmasında Alternatif Yöntem Olarak Pamuk Baskı Boyalarının Kullanılması

Transkript

1 Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 4, No: 2, 2010 (24-29) Electronic Journal of Textile Technologies Vol: 4, No: 2, 2010 (24-29) TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR e-issn: Hakem Onaylı Makale (Article) Organik Yünün Boyanmasında Alternatif Yöntem Olarak Pamuk Baskı Boyalarının Kullanılması Mustafa Karaboyacı*, Şule S. Uğur** * SDÜ Fen Edebiyat Fak., Kimya Böl., Isparta/TÜRKĐYE ** SDÜ Müh.Mim.Fak., Tekstil Müh. Böl., Isparta/TÜRKĐYE mkaraboyaci@hotmail.com Özet Dünyada hızla yayılan çevre bilincinin artmasıyla birlikte tekstil sektöründe de organik ürünlere olan talep gün geçtikçe daha fazla artmaktadır. GOTS Standartları tekstil materyallerinin tüm üretim aşamalarını insan ve çevre açısından zararsız kabul edilen kimyasallar ile işlem görmesini amaçlar. Bu standarda göre organik yünün boyanmasında sadece reaktif yün boyarmaddeleri sertifika alabilmektedir. Bu çalışmada, yün liflerinin organik olarak monoklorotriazin esaslı pamuk baskı boyarmaddeleri ile boyanabilirliği araştırılmıştır. Hem reaktif yün hem de pamuk baskı boyarmaddeleri ile boyama işlemleri gerçekleştirilmiş ve renk haslıkları (yıkama, kuru ve yaş sürtünme, ışık) karşılaştırılmıştır. Ayrıca baskı boyarmaddesi ile boyamada kullanılan amonyum sülfat ve sitrik asidin renk derinliğine etkisi araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Organik yün; mono kloro triazin; yün reaktif boyarmaddesi. Using Cotton Printing Dyes as an Alternative Method for Organic Wool Dyeing Abstract With the awareness for environment spread rapidly around the world, the demand for organic products in textile sector has seen more interest day after day. GOTS standards considered that to use unharmful chemicals for human and environment in all stages of the textile production. According to this standard, only reactive wool dyes are suitable for organic production. In this study, dyeability of organic wool fibers with mono chloro triazine based cotton printing dyes were investigated. Wool fibers were dyed both reactive dyes for wool and cotton printing dyes and fastness properties (washing, rubbing and light) of the dyed samples were compared. In addition, effects of ammonium sulfate and citric acid to color depth was investigated. Keywords: Organic wool; mono chloro triazine; wool reactive dyes. 1. GĐRĐŞ Global Organik Tekstil Standartlarında ifade edilen anlamıyla organik, üretilen her materyalin her aşamasında kullanılan kimyasal ve elyaf açısından insan sağlığına zararsız olduğunun tanımlanmasıdır. Global organik tekstil (Gots) standardı, organik tekstil işleme alanında faaliyet gösteren önde gelen standart birliklerinin ortak bir çalışmasıdır. Organik yün herhangi bir kimyasal işlem görmemiş protein Bu makaleye atıf yapmak için Karaboyacı, M., Uğur, Ş.S., Organik Yünün Boyanmasında Alternatif Yöntem Olarak Pamuk Baskı Boyalarının Kullanılması Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi 2010, 4(2) How to cite this article Karaboyacı, M., Uğur, Ş.S., Using Cotton Printing Dyes as an Alternative Method for Organic Wool Dyeing Electronic Journal of Textile Technologies, 2010, 4(2) 24-29

2 Karaboyacı, M., Uğur, Ş.S. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) kısmının etrafı keratin ve hayvanın doğal bileşenleri kaplı bir yün türüdür. Gots standartlarında yün boyacılığı için sertifika alabilen tek boyarmadde grubu Reaktif yün boyarmaddeleridir. Standart yün boyamada kullanılan yüksek verimli Asit ve metal kompleks boyarmaddeler içeriğinden dolayı organik ürün sertifikası alamamaktadırlar. Sertifikalı reaktif yün boyarmaddeleri ise özellikle klorlanmış yünün (keratinsiz yün) boyanmasında kullanılmaktadırlar [1]. Standart yün boyamasında istenilen renk verimine ve haslık değerlerine ulaşmak için ekstra yardımcı kimyasal gruplarının kullanılması gerekmektedir. Fakat organik yünün boyanması için bu kimyasal gruplarının önemli bir bölümünün kullanılması mümkün değildir. Shore, J. (1968), ilk yaptığı çalışmada reaktif boyarmaddeler ve yün keratininin kimyası ile yün ve diğer protein liflerinin reaktif boyarmaddeler ile boyanma mekanizmasını araştırmıştır [2]. Shore, J. (1969), klorlanmış yünün monoklorotriazin reaktif boyarmaddeleri ile kesiksiz boya banyosu koşullarında boyanmasını araştırmıştır [3]. Rouette ve arkadaşları (1971) aynı kromofik gruba fakat farklı reaktif gruplara sahip reaktif boyarmaddeler ile yün liflerini boyamışlardır. Her bir reaktif grubun farklı fiksaj değerleri verdiğini ve yıkamaya karşı renk haslıklarının da boyama işlemleri sırasında elde edilen fiksaj oranlarına bağlı olarak değişkenlik gösterdiğini kanıtlamışlardır [4]. Cho ve Lewis (2002), Sumifix Supra boyarmaddeleri ve bazı ticari reaktif boyarmaddelerden seçilen hetero-bifonksiyonel boyarmaddeler ile boya banyolarında farklı ph koşullarında yün liflerinin boyanma özellikleri araştırmışlardır. Yaptıkları çalışmada Sumifix Supra boyarmaddeleri ile özellikle ph 4 ve daha düşük değerlerde önceden aktive edilen vinilsülfon formundaki boyarmaddeleri kullanarak yüksek fiksaj değerleri elde etmişlerdir [5]. El- Shishtawy ve arkadaşları (2007) ise pamuk/yün karışımlarının hetero-bifonksiyonel reaktif boyarmaddeler ile tek banyoda boyanabilirliğini araştırmışlardır [6]. Literatür araştırmasında organik yün boyama yöntemleri ile ilgili yüksek verimli, maliyet açısından ticari olarak kullanılabilir bir yöntem için kesin sonuçlar bulunmamıştır. Bu nedenle organik yünün boyanmasında kolay ve yüksek verimli bir yönteme ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada mono kloro triazin türevi pamuk baskı boyarmaddeleri ile organik yünün boyanması haslık değerleri, maliyet ve işlem yöntemleri kapsamlarında araştırılmıştır. 2. MALZEME ve METOT 2.1. Materyal Çalışmada %100 yün alyafı üç farklı yün reaktif boyarmaddesi (BEZAKTIV WO) ve üç farklı mono kloro triazin esaslı pamuk baskı boyarmaddesi (BEZAKTIV P) ile üçlü kombinasyonlar halinde boyanmıştır. Çalışmada kullanılan reaktif yün boyaları : - Bezaktiv yellow WO 4R - Bezaktiv blue WO 2R - Bezaktiv red WO BB Boyama yardımcısı olarak Kierolan A2 NT (egalizatör) kullanılmıştır Çalışmada kullanılan monoklorotiazin esaslı pamuk baskı boyaları : - Bezaktiv blue P3R - Bezaktiv golden yellow P-R - Bezaktiv red P-8BN Boyama yardımcısı olarak amonyum sülfat kullanılmıştır. Her iki çalışmada da ph ayarlamak için sitrik asit kullanıldı. Seçilen yün ve pamuk boya gruplarının renk derinlikleri birbirine yakındır. 25

3 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) Organik Yünün Boyanmasında Alternatif Yöntem Olarak Pamuk Baskı Boyalarının Kullanılması 2.2. Metot Çalışmada elde edilen boyanan kumaş numuneleri test işlemlerinin daha kolay değerlendirilebilmesi amacıyla yün reaktif ile boyanan numuneler Y1, Y2 ve Y3 olarak, mono kloro triazin esaslı pamuk baskı boyarmaddeleri ile boyanlar ise C1, C2 ve C3 olarak kodlanmıştır. 1 kodlu numuneler siyah renkte, 2 kodlu numuneler kahverengi renkte ve 3 kodlu numuneler ise bej renginde boyanmıştır. Boyama işlemleri çektirme yöntemine göre laboratuar tipi boyama makinasında gerçekleştirilmiştir. Monoklorotriazin esaslı reaktif boyarmaddeler ile yapılan boyama işlemlerinde kullanılan boyama grafiği Şekil 1 de verilmiştir. Şekil 1. Mono kloro triazin esaslı reaktif boyarmaddeler ile boyama grafiği Boyanan yün elyaflarının yıkamaya karşı renk haslığı testleri TS 716 EN ISO 105-C01, yaş ve kuru sürtünmeye karşı renk haslığı testleri TS 717 EN ISO 105 X 12 ve ışık haslığı testleri de ISO 105 B02 Standardına uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Mono kloro triazin esaslı pamuk baskı boyarmaddesi ile yapılan boyama işlemlerinde kullanılan amonyum sülfat ve sitrik asidin renk verimine etkileri spektrofotometre ölçümleriyle yapılmıştır. 3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ve TARTISMA 3.1.Renk Haslığı Test Sonuçları Yün reaktif boyarmaddeleri ve monoklorotriazin eseslı pmauk baskı boyarmaddeleri ile gerçekleştirilen boyamaların yıkamaya karşı renk haslıklar, kuru-yaş sürtünme haslıkları ve ışık haslıkları sonuçları Tablo 1 de verilmiştir. 26

4 Karaboyacı, M., Uğur, Ş.S. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) Testler Yıkamaya Karşı Renk Haslığı Tablo 1. Yıkama, sürtünme ve ışık haslıkları test sonuçları Leklenme Derecesi Solma Derecesi Boyanan Numuneler Y 1 Y 2 Y 3 C 1 C 2 C Kuru Sürtünmeye Sürtünme Karşı Renk Yaş Haslığı Sürtünme Işık Haslığı Yıkamaya karşı renk haslığı test sonuçları incelendiğinde yün reaktif boyarmaddeleri ile boyanan numunelerin lekelenme ve solma derecelerinin monoklorotriazin eseslı pamuk baskı boyarmaddeleri ile elde edilenlere göre daha düşük olduğu görülmektedir. Kuru ve yaş sürtünme haslıkları sonuçlarında aradaki fark çok daha açık bir şekilde görülmektedir. Işık haslığı değerleri gerçekleştirilen bütün boyama işlemlerinde aynı çıkmıştır. Yıkama ve sürtünme haslıkları açısından monoklorotriazin esaslı pamuk baskı boyarmaddesinin kullanımı daha uygun görülmektedir Spektrofotometre sonuçları Mono kloro triazin esaslı pamuk baskı boyarmaddesi ile yapılan boyama işlemlerinde kullanılan amonyum sülfatın renk verimine etkileri spektrofotometre ölçümlerinden elde edilen L, a ve b değerleri kullanılarak araştırılmıştır. 4 farklı boyama işlemi gerçekleştirilmiş ve amonyum sülfatsız, 5 g/l, 10 g/l ve 15 g/l amonyum sülfat kullanılarak boyama işlemleri yapılmıştır. Boyanan numunelerden elde edilen spektrofotometre sonuçları Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 2. Amnoyum sülfatsız ve amonyum sülfatlı boyama işlemlerinin spektrofotometre sonuçları Amonyum sülfat miktarı L* b* b* Yok g/l g/l g/l Amonyum sülfat kullanılmadan gerçekleştirilen boyama işleminde abraj oluşmuştur. Düzgün boyama işlemleri amonyum sülfatın boya banyosuna eklenmesi ile elde edilmiştir. Tablo 3 deki sonuçlar incelendiğinde, artan amonyum sülfat miktarı ile birlikte renk derinliğinde fazla bir değişim gözlenmemektedir. Bu nedenle optimum renk derinliği için 5 gr/lt amonyum sülfat kullanmak yeterli olacaktır. Amonyum sülfat miktarı arttıkça sürtme ve yıkama haslıkları düşmektedir. Bunun nedeni amonyum sülfatın yün üzerinde boyanın bağlanacağı noktaları bloke etmesinin olabileceği düşünülebilir. Reçete oluştururken 5gr/lt ya da renk koyuluğuna göre daha az miktarda amonyum sülfat kullanmak yeterli olacaktır. 27

5 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) Organik Yünün Boyanmasında Alternatif Yöntem Olarak Pamuk Baskı Boyalarının Kullanılması Mono kloro triazin esaslı pamuk baskı boyarmaddesi ile yapılan boyama işlemlerinde kullanılan sitrik asidin renk verimine etkisi spektrofotometre ölçümlerinden elde edilen L, a ve b değerleri kullanılarak araştırılmıştır. Sitrik asitsiz ve sitrik asitli olmak üzere 2 farklı boyama işlemi gerçekleştirilmiştir. Boyama reçetesi; - Bezaktiv yellow PR %1,36 - Bezaktiv red P8BN %0,76 - Bezaktiv blue P3R %0,7-10 g/l Amonyum sülfat Yapılan boyama işlemlerinden birinde sitrik asit kullanılmamış, diğerinde ise boya banyosunun ph değeri sitrik asit ile ph 4,5 a ayarlanmıştır. Boyanan numunelerden elde edilen spektrofotometre sonuçları Tablo 3 te verilmiştir. Tablo 3. Sitrik asitsiz ve sitrik asitli boyama işlemlerinin spektrofotometre sonuçları Sitrik asit L* b* b* Yok Sitrik asitli Tablo 4 deki sonuçlar incelendiğinde sitrik asit ile boyanan numunelerde kahverengi bir ton elde edilirken, sitrik asit eklenmeyen boyama işleminde mor renk elde edilmiştir. Buradan da anlaşılacağı gibi asit eklenmesi ile birlikte boyanın verimi artmakta boya çekimi yükselmektedir. Yün reaktif ve mono kloro triazin esaslı pamuk baskı boyarmaddeleri ile yapılan siyah renkli boyama işlemlerinin spektrofotometre sonuçları da karşılaştırılmış ve elde edilen sonuçlar Tablo 4 de verilmiştir. Tablo 4. Siyah renk için yün reaktif ve pamuk reaktif boyarmaddelerinin spektrofotometre sonuçları Boyarmadde grubu L* b* b* Yün reaktif Pamuk reaktif Tablo 4 deki sonuçlar incelendiğinde mono kloro triazin esaslı pamuk baskı boyarmaddesi ile yapılan boyama işlemlerinde daha koyu renk tonunun elde edildiği görülmektedir. Elde edilen renk daha koyu olmasına rağmen daha kırmızı tonlardadır. Reaktif boyarmadde ise daha mavi tonda bir siyah vermektedir. 3.3 Maliyet Analizi Bezema firmasından alınan boyarmaddelerin piyasa değerleri ile yapılan reçete maliyet hesaplarına göre, açık renklerde pamuk baskı boyarmaddesi ile boyama yapmak %40 lık bir oranda avantaj sağlamaktadır. Burada etken faktör boyarmadde maliyetinden çok kullanılan yardımcı kimyasaldan (Kierolan A2 NT) kaynaklanmaktadır. Çünkü baskı boyarmaddeleri ile yapılan boyamada sadece amonyum sülfat kullanılmaktadır. Orta renklerde maliyet her iki boyama işleminde de neredeyse aynı hesaplanmıştır. Koyu renklerde de yine pamuk baskı boyarmaddeleri yaklaşık %5 lik oranda avantaj sağlamaktadır. Maliyetler açısından incelendiğinde, yeni boyama yönteminin daha avantajlı olduğu açıkça görülmektedir. 28

6 Karaboyacı, M., Uğur, Ş.S. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) SONUÇ VE ÖNERĐLER Yapılan çalışma sonucunda, genellikle pamuk baskı işlemlerinde kullanılan mono kloro triazin esaslı pamuk boyarmaddelerinin organik yünün boyanmasında reaktif yün boyarmeddelerine çok iyi bir alternatif olduğu belirlenmiştir. Işık haslıklarında birbirlerine bir üstünlükleri olmasa da, yıkama ve sürtünme haslıklarında pamuk boyarmaddeleri reaktif yün boyarmaddelerinden daha iyi sonuçlar vermiştir. Maliyet açısından kıyaslandığında da pamuk boyarmaddeleri ile boyamak daha avantajlı görünmektedir. Yün boyarmaddeleri ile yapılan boyamada egalizatör kullanılması gerekmektedir. Bu egalizatör kullanılmadığı takdirde, renk verimi düşmekte ve hatta siyah tonlar elde edilememektedir. Pamuk boyalrmaddelerinde ise sadece amonyum sülfat kullanmak yeterli olmaktadır. Amonyum sülfatın fiyatı yardımcı kimyasala oranla yaklaşık yedi kat daha ucuzdur. Đşletme şartları açısından değerlendirirsek, hem organik pamuk hem organik yün çalışan bir işletmenin farklı iki boyarmadde ve kimyasal grubu stoklama gerekliliği ortadan kalmaktadır. Tek bir boyarmadde grubu ile her iki materyal boyanabilmektedir. Bu da hem stok maliyetini düşürmekte, hem de stok alanından tasarruf sağlamaktadır. Çalışma sonucunda elde edilen verilerden çektirme metoduna göre ideal boyama yönteminde 50 0 C de 10 dakika çalışıldıktan sonra amonyum sülfat (5 g/l) ve sitrik asitin banyoya ilave edilmesi, 10 dakika sonra boyarmaddenin eklenmesi ve sonra 1 0 C/dak. ile 98 0 C ye çıkılır ve 1 saat 98 0 C de çalıştıktan sonra boyama işleminin sonlandırılması olarak belirlenmiştir. Ardından sabun ile yapılan tek bir soğuk yıkama yeterli olmaktadır. 6. KAYNAKLAR 1. Taylor, J. A., 2000, Recent Developments in Reactive Dyes, Rev. Prog. Coloration, Vol.3, Shore, J., 1968, Mechanism of Reaction of Proteins with Reactive Dyes:I-Literature Survey, Journal of the Society of Dyers and Colourists, 84: Shore, J., 1969, Mechanism of Reaction of Proteins with Reactive Dyes IV Reactivity of Wool with Chlorotriazine Dyes. Journal of the Society of Dyers and Colourists, 85: Rouette, H. K., Wilshire, J. F. K., Yamase, I., Zollinger, H., 1971, Dye-Fiber Bond Stabilities of Some Reactive Dyes with Wool, Textile Research Journal, Vol. 41, No. 6, Cho, H. J., Lewis, D. M., 2002, Reactive Dyeing Systems for Wool Fibres Based on Heterobifunctional Reactive Dyes. Part 1: Application of commercial reactive dyes, Coloration Technology, Vol. 118, El-Shishtawy, R. M., Youssef, Y. A., Ahmed, N. S. E., Mousa, A. A., 2007, The Use of Sodium Edate in Dyeing: II. Union Dyeing of Cotton/Wool Blend with Hetero Bi-functional Reactive Dyes, Dyes and Pigments, Vol. 72,