TKS 4021 Boya teknolojisi

TKS 4021 Boya teknolojisi

RENK VE KİMYASAL YAPI

gdgd 3

RENK VE RENKLENDİRME Renkten söz edebilmek için ışığa gerek duyulmaktadır. Işık ise belirli dalga boyu ve frekanstaki elektromanyetik dalgalar olarak tarif edilebilir.

Mor Mavi Yeşil Sarı Turuncu Kırmızı Renklerin ışık spektrumunda dalga boylarına göre sıralanışı İnsan gözü tüm elektromanyetik dalgaları renk olarak göremeyip, sadece 400-800nm dalga boyundakileri algılayabilmektedir 5

Bir cismin üzerine gelen ışınların hepsi yansıtılırsa (reflekte olursa) o cisim beyaz, tamamen absorblanırsa siyah olarak görülmektedir. Bu iki sınır değer arasında ise, RENKLİ, cisme gelen görünür bölgedeki ışığın bir kısmı absorbe edilirken, geri kalan kısmı ise yansıtılmaktadır. 6

Cisimler belli dalga boyundaki ışığı absorbe etme-yansıtma özelliği sayesinde renk kazanmaktadır. Cisimleri yansıtılan ışığın dalga boyuna denk gelen renkte görmekteyiz. Örneğin; cisim tarafından sarı renk absorbe ediliyorsa cismi sarının komplamenter/tamamlayıcı rengi olan mavi olarak görürüz. 7

Bir cisim tarafından yansıtılan ışın miktarı renk ölçümünde remisyon eğrileriyle ifade edilmektedir. Üzerine gelen ışınların hepsini yansıtan ideal beyazda refleksiyon değeri %100 iken, siyahta ise bu değer %0 dır. 8

BOYARMADDE PİGMENT X BOYARMADDE??

Cisimleri renkli görmemizi sağlayan ana yapı taşı: çift bağ içeren yapılardır (kromofor) (aromatik halkalar, azo grupları). Visible light that hits the chromophore can thus be absorbed by exciting an electron from its ground state into an excited state. In the conjugated chromophores, the electrons jump between energy levels that are extended pi orbitals, created by a series of alternating single and double bonds, often in aromatic systems. Bu yapılarda ışığın absorbe edilip görünür bölgede yansıtılması ile renk meydana gelmektedir. Ancak, bileşiğin sadece kromofor içermesi, bu bileşiğin boyarmadde olabilmesi için yeterli değildir. KROMOFOR 10

Kromofor (azo gruplar ya da aromatik halkalar) içeren sistemlere elektron alıcı ya da verici (oksokrom-polar gruplar- e.g., -CO, NO 2 (elektron alıcı) NH 2, OH (elektron verici)) grupların eklenmesiyle ışık absorblama kapasitesi artar. Böylece hem renk koyulaşır hem de bileşik, tekstil malzemesine karşı bir affinite kazanarak boyarmadde meydana gelmiş olur. 11

Ticari Boyarmadde özellikleri Bir boyarmaddenin eldesi sırasında temel grupların dışında tuz, kıvamlaştırıcı, donmayı önleyici gibi değişik ayar ve dolgu maddeleri de ilave edilerek boyarmaddenin konsantrasyonu belli bir standarda ayarlanmaktadır. Boya ve baskıda belirli bir marka ile piyasaya sürülen boyarmaddenin daima aynı konsantrasyonda olması gerekmektedir.

Bir boyarmaddenin adı, üretildiği firma tarafından boyarmadde sınıfına bağlı olarak verilen ticari isim ve boyarmaddenin rengini belirten kelimeden oluşmaktadır. Bunu boyarmaddenin haslık, nüans, konsantrasyon, boyama yöntemi gibi özelliklerini belirten harf ve rakamlar izlemektedir. Örneğin, CL: klor haslığı iyi G Y : Sarı nüanslı R: Kırmızı nüanslı B: Mavi nüanslı LL: Işık haslığının iyi olduğu anlamına gelmektedir. Levafix turquoise 3GL %200 Firma ticari isim Renk bilgisi bazen haslık (fastblue ) ya da parlaklık (brillant red) belirtmek için Gr: Yeşil nüanslı P: baskı ya da emdirmeye uygun E: çektirmeye uygun D: baskıya uygun W: su, yıkama haslığı iyi BM renginin hangi renge kaydığı, haslığı ile ilgili bilgi BMn,in standaret Bmden nekadar konsantre olduğunu gösterir. 13

Levafix turquoise 3GL %200 S:standart (50, 500 de olabilirdi. 50 yarıyarıya, 100 üzerindekiler konsantre Ya da Konz. Yazabilir. Ancak önceden farklı sayı varsa yenisi ile arasındaki katsayıyı bilmek gerek doğru boyama için Eğer nüansı nötr olsaydı sadece Levafix turquoise yazacaktı. Ya da sarı nüans az olsaydı Levafix Turquoise GL olurdu. BM seçiminde AMAÇ: boyamak, DÜZGÜN boyamak, yeterli haslık elde etmek! İngiltere de kullanılacak bir ürün için 2GLL olan bir BM kullanmaya gerek yok, çünkü 2GLL olmayan daha ucuz. BM üzerinde uygun olduğu boyama yöntemi de yazabilir: IK soğukta boyamaya uygun, IN: sıcakta boyamaya uygun.

Firmalar tarafından üretilen boyarmaddeler kodlanarak her boyarmaddeye Color İndeks Numarası (C.I.-------Nr) verilmektedir. Farklı firmalarca üretilen aynı kimyasal yapıdaki boyarmaddeler birbirinin benzeri olduğu için aynı C.I. numarası taşırlar. Konsantrasyon ya da rengin hangi renge kaydığı bilgisini vermez. 15

Boyarmaddelerin Haslığı Haslık: Boyarmaddelerin kullanım veya fabrikada malın işlenmesi sırasında karşılaştıkları etkilere karşı dayanımları haslık olarak ifade edilir. Temelde ikiye ayrılır; Fabrikasyon haslıkları Kullanım haslıkları 16

a) Fabrikasyon haslıkları: Kumaş boyandıktan sonra piyasaya çıkarılmadan önce pişirme, merserizasyon, dinkleme gibi terbiye işlemlerine tabi tutulacaksa bu işlemler sırasındaki koşullara ve kullanılan kimyasal maddelere karşı dayanıklı olmalıdırlar. b) Kullanım haslıkları: Işık, yıkama, sürtme, ter, tükürük, su, havuz suyu, deniz suyu, hava şartları vb. gibi tekstil mamüllerinin kullanımları sırasında karşılaşabilecekleri etkilere karşı dayanımıdır. 17

Bunlardan ışık haslığı mavi skala ile (1-8 arasında değerler alır. 1 en kötü, 8 ise en iyi ışık haslığıdır). Aynı Bmlerle farklı iki koyulukta boyanmış (%1 ve %3 örn.) kumaşlardan koyu tonda olanın yaş haslıkları daha KÖTÜDÜR. Diğer tüm kullanım haslıkları ise gri skala ile (1-5 arasında değerler almakta olup, 1 en kötü, 5 ise en iyi değerdir) değerlendirilir. 2 şekilde değerlendirme yapılır: 1. Renkli yüzeyin renk değiştirmesi 2. Yandaş bez ya da multifiber ın kirlenmesi Haslık testleri sonunda rengin hangi tona kaydığı harflarla ifade edilir. örn: R B G Aynı Bmlerle farklı iki koyulukta boyanmış (%1 ve %3 örn.) kumaşlardan açık tonda olanın ışık haslıkları daha KÖTÜDÜR. *kombinasyonlarda en kötü haslığa sahip BM haslığı belirler.aynı haslık değeri ya da en çok 1 not üzeri olabilir. 18

Boyarmaddelerin sahip olması 1. Yoğun renk gereken temel özellikler: 2. Sulu ortamda geçici ya da kalıcı olarak çözünebilme/çözünür hale getirilebilme 3. Boyarmaddenin life tutunma ve orada kalma yeteneği (substantivite) ya da kimyasal olarak bağlanma yeteneği (reaktivite) 4. Haslık (üretim sırasındaki işlemlere ve kullanımdaki işlemlere dayanımı)

Sulu ortamda yapılan boyama işlemlerinde, kullanılan boyarmaddelerin suda çözülme ve iyonlaşma özellikleri tekstil boyacılığı açısından çok önemli bir özelliktir.

Boyarmaddelerin sınıflandırılması Boyarmaddeler Ve pigmentler kromojenik yapılarına (kimyasal yapılarına) Göre sınıflandırılabilmektedir. Bu Sınıflandırma Renk İndeksi (Colour Index-- C.I.) Adı altında Boyacılar Ve Renklendiriciler Birliği (Society Of Dyers And Colourists-- SDC) Ve Amerikan Tekstil Kimyacıları Ve Renklendicileri Birliği (American Association Of Textile Chemists And Colorists-- AATCC) Tarafından yapılmıştır. Colour Index Bu alandaki en kapsamlı ve güvenilir kaynaktır. Haslık Özellikleri ile ve sentez yöntemleri ile ilgili teknik bilgi bu indekste verilmektedir. Boyarmaddelerin kromojenlerine göre C.I. Yapı numarası ile tanımlandıkları sınıflandırma aynı zamanda capraz-- sınıflandırma ile boyarmaddelerin kullanımlarına göre yapılan sınıflandırmaya atıf yapmaktadır. Colour İndeks in İlk bölümünde boyarmaddeler uygulama yöntemlerine göre ve ikinci bölümünde de yapılarına göre sınıflandırılmaktadır. Colour Index in üçüncü ve dördüncü bölümleri de boyarmaddelerin ticari isimlerini ve üreticileri içermektedir. Kolaylık İçin burada boyarmaddelerin kullanıldıkları lifler de belirtilerek bir sınıflandırma yapılacaktır

Colour Index te boyama işlemlerine göre toplam 12 çeşit BM bulunmaktadır: -- AsitBM -- Azoik BM -- Bazik BM -- Direk BM -- Dispers BM -- Mordan BM -- Doğal BM -- Pigment BM -- Reaktif BM -- Çözgen BM -- Kükürt BM -- Küp BM

Tekstilleri renklendirmek boyarmaddeler life yaklaşma-tutunma şekline göre dört ana grup bulunmaktadır: 1. Suda çözülebilen/dağılabilen Boyarmaddelerin doğrudan adsorpsiyonu. Bu kategoride a. Asit Bm b. Direk Bm c. Bazik Bm d. Reaktif Bm ve e. Disperse Bm ler bulunmaktadır. 2. Geçici olarak çözünür hale getirilerek adsorpsiyonu sağlanan ve daha sonra çözünmez hale getirilen boyarmaddeler: a. Küp Bm b. Kükürt Bm 3. Life adsorbsiyonun Ardından lif içinde Çözünmez bir pigment Oluşturacak şekilde reaksiyona giren boyarmaddeler: a. Azoik Bm 4. Life reçinelerle Bağlanarak renklendiren pigmentler. (Bunlar boyarmaddelerin işlem adımlarını izlememekte farklı bir sınıfı oluşturmaktadır) a. Pigment Bm

Boyarmaddeler aşağıdaki şekillerde sınıflandırılabilmektedir: 1) Suda çözülme durumlarına göre: Suda çözülenler: Direk, Reaktif, Asit, Krom, Bazik. Suda çözülmeyenler: Pigment, Dispersiyon Çözünebilir hale getirilenler: Küp, Kükürt, İndigo 2) İyonlaşma durumlarına göre: Anyonik boyarmaddeler: Direk, Reaktif, Asit vb. Katyonik boyarmaddeler: Bazik boyarmadde Non-iyonik boyarmaddeler: Pigment, Dispers 26

3) Boyadıkları liflere göre: Selülozik lifleri boyayan Bmler: Direk BM,Reaktif BM, Küp BM, Kükürt BM, indigobm, Protein liflerini boyayan Bmler: Asit BM, Krom BM, 1:1 Metal Kompleks BM, 1:2 Metal Kompleks BM PA lifini boyayan Bmler: Asit BM, Krom BM, 1:1 Metal Kompleks BM, 1:2 Metal Kompleks BM, Dispersiyon BM PET lifini boyayan Bmler: Dispersiyon BM PAN lifini boyayan Bmler: Bazik BM Tüm lifler: Pigment BM

Boyarmaddelerin Lifle Yaptığı Bağ Çeşitleri Tuz köprüleri/iyonik bağlar : protein lifleri için. Koordinasyon köprüleri Kovalent-Reaktif bağlar; selüloz lifleri için Fiziksel kuvvetler Hidrojen bağları Dispersiyon kuvvetleri

Boyamaya Giriş Basitleştirilmiş olarak tekstil boyacılığını, bir sıvı faz (suda çözünmüş veya dispers haldeki boyama flottesi) & bir katı faz (tekstil lifi) arasındaki karşılıklı etkileşim olarak ifade edebiliriz. Etkileşim bir dinamik denge olarak sürekli gerçekleşmektedir.

BM Seçimi Her lifin ya da lif karışımının boyanmasında kullanılacak boyarmadde grupları farklıdır. öncelikle boyanacak life uygun boyarmaddenin seçilmesi gerekmektedir. BM seçimini etkileyen faktörler sadece boyarmadde grubu ile de sınırlı olmayıp; ekonomiklik, yapılan boyamaların haslık özellikleri, boyama yöntemi, ekoloji gibi hususlarla da ilgilidir. 30

BOYAMANIN ADIMLARI: Sözü edilen dinamik denge üzerinden yürüyen genel bir boyama işlemi; 1. Boyarmaddenin flottede çözünmesi/düzgün dağılması 2. Boyarmaddenin lif yüzeyine adsorbsiyonu 3. Boyarmaddenin lif içine difüzyonu 4. Boyarmaddenin lif içine fiksajı 5. Fikse olmayan Bmlerin uzaklaştırılması-yıkama 6. Diğer ard işlemler adımlarından oluşmaktadır. 31

Ancak boyama süresince bu adımlar arasında keskin sınırlar içinde bir ayrım söz konusu olmayıp, bir adım devam ederken diğer bir adım da başlayabilmektedir. Boyama işlemindeki bu adımlar; -boyama sıcaklığı, -boyama süresi, -boyama ph ı, -flotte oranı, -elektrolit ve egaliz maddesi gibi boyama flottesine ilave edilen yardımcı kimyasallara bağlı olarak değişikliğe uğrayabilmektedir. 32

İyonlaşma ve çözünme ile birlikte boyacılık açısından önem taşıyan bir diğer husus da boyarmaddelerin agregat oluşturma özellikleridir. Boyarmadde moleküllerinin boyama koşullarına bağlı olarak, gerek flottede gerekse lif içerisinde bir araya gelme (yani agregat oluşturma) özelliği adsorbsiyon ve difüzyon adımlarını yakından etkilemektedir. Boyama işlemi bittikten sonra da life fikse olmamış boyarmaddenin uzaklaştırılması için yıkama ve haslıkların artırılması için diğer ard işlemler yapılmaktadır. 33

Tekstil boyacılığında boyarmaddenin tekstil malzemesine aplikasyonu, genellikle çektirme ve emdirme olmak üzere iki farklı yöntemle yapılmaktadır. Bu iki yöntem arasındaki seçim, mamülün bulunuş şekli, seçilen boyarmadde, makine parkı, ve maliyet gibi faktörlere bağlı olarak değişmektedir.