BOYAMA VE BİTİM İŞLEMLERİ TEKNOLOJİSİ Ders Notlarına İlave Konular / 30.03.2015 Prof.Dr. Erhan Öner erhan.oner@gmail.com, Oda No: B409 http://www.uzaktanegitimplatformu.com
REAKTİF BOYARMADDELER İLE BOYAMA YÖNTEMLERİ Reaktif boyarmaddelerde, boyama yöntemi seçimi için reaktif grubun reaktivitesi yanında boyarmaddenin substantivitesi ve diffüzyon hızı da önemlidir. Son iki özellik kromofor kısma da bağlı olduğu için, reaktif grubu aynı olan boyarmaddeler farklı davranışlar gösterebilirler. Buna göre bazıları, hem çektirme hem de emdirme yöntemine göre uygulanırken, bazıları da yalnızca çektirme veya yalnızca emdirme yöntemi için uygundur. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 2/758
Çektirme Yöntemleri (Kesikli Yöntemler) Çektirme yöntemine göre; jigger, haspel, jet boyama makinelerinde boyama yapılabilmektedir. Haspel Jigger veya jig Jet boyama makinası Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 3/31
Çektirme Yöntemleri (Kesikli Yöntemler) Boyarmadde üreticileri reaktif boyarmaddeleri substantifliklerine göre üç gruba (yüksek, orta, düşük substantiviteye sahip boyarmaddeler) ayırmıştır. Substantiflikleri düşük olan boyarmaddelerin çektirme yöntemine göre kullanılması tavsiye edilmez. Substantifliği düşük olan boyarmaddelerle çektirme yöntemine göre boyamada banyoda kalan boyarmadde miktarı fazla olmaktadır. Lifler tarafından alınan boyarmadde miktarını arttırmak için, mümkün derecede kısa banyo oranında çalışmak ve banyoya fazla miktarda tuz ilave etmek gerekir. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 4/758
Sıcaklığın Esas Alındığı Çektirme Yöntemleri Sabit Sıcaklıkta Boyama Boyama banyosu en uygun boyama sıcaklığına kadar ısıtılır ve boyarmaddenin tamamıyla beraber tuz ilave edilerek boyamaya başlanır. Sıcaklık, boyama işlemi süresince sabit tutulur. Boyama işlemi devam ettikçe porsiyonlar halinde alkali ilavesi yapılır. Alkalinin son porsiyonunun ilavesinden sonra da bir süre daha boyamaya devam edilir. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 5/758
Sabit sıcaklıkta boyama, sıcaklık-zaman grafiği (Boyama sıcaklığı ile tuz ve alkalinin ilave ediliş şekilleri kullanılan boyarmaddeye göre değişir.) Sabit Sıcaklıkta Boyama Sıcaklık 70 60 50 40 30 20 10 0 ( C) 0 20 40 60 80 100 Zaman (dakika) Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 6/758
50/60 ºC Sabit Sıcaklıkta Remazol, Remazol RR ve Remazol RGB Boyama Diagramı Tuz Yardımcı Mad. Boyalar Alkali 50/60 C 10 10-30 10 60 30-45 %100 merserize olmamış kasarlı pamuk, banyo oranı 1:10 Boya konsantrasyonu (%) < 0.1 0.1-0.5 0.5-1.0 1.0-2.0 2.0-3.0 3.0-5.0 > 5.0 Remazol Tuz g/l 20 20-25 25-40 40-50 50-60 60-80 80-100 50 C Soda g/l 5 5 5 5 7.5 10 10 NaOH 50 % ml/l 0.9 0.9-1.0 1.0-1.2 1.2-1.5 1.5-2.0 2.0-3.0 3 Progresyon % 70 70 50 50 50 50 30 Progresyon zamanı dk 60 60 60 60 60 60 45-60 Remazol Tuz g/l 20 20-25 25-40 40-50 50-60 60-80 80-100 Remazol RR Soda g/l 5 5 5 5 5 5 5 Remazol RGB NaOH 50 % ml/l ----- 0.6-0.75 0.75-0.9 0.9-1.2 1.2-1.5 1.5-2.0 2 60 C Progresyon % 70 70 50 50 50 50 30 Progresyon zamanı dk 60 60 60 60 60 60 45-60 Remazol Tuz g/l 20 20-25 25-40 40-50 50-60 60-80 80-100 Remazol RR Soda g/l 5 5-7 7-10 10-13 13-15 15-20 20 Remazol RGB Progression % 70 70 50 50 50 50 30 60 C Progresyon zamanı dk 60 60 60 60 60 60 45-60 Her boyanın optimal boyama sıcaklığı için karteladaki boya bilgi formlarına bakılması gerekmektedir. Kostik için 38 Be çevrim faktörü 0.57 dir. Kaynak: DyStar Kataloğu. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 7/758
Azalan Sıcaklıkta Boyama Rejenere selüloz elyafın boyanmasında kullanılan bir yöntemdir. Rejenere selüloz liflerinin şişme oranı fazladır. Bu sebeple boyarmaddenin diffüzyon yeteneği düşük olacağından liflerin içerisine nüfuz eden boyarmadde miktarı azalır, düzgün boyama elde edilmesi zorlaşır. Boyamaya yüksek sıcaklıklarda başlanır. Azalan sıcaklıklarda boyamaya devam edilir. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 8/758
Azalan sıcaklıkta boyama, sıcaklık-zaman grafiği (Boyama sıcaklığı ile tuz ve alkalinin ilave ediliş şekilleri kullanılan boyarmaddeye göre değişir.) ( C) 100 80 Azalan Sıcaklıkta Boyama Sıcaklık 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 Zaman (dakika) Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 9/758
Artan Sıcaklıkta Boyama Boyanın düzgün çektirilmesi için, boyarmaddenin lifler tarafından alınması yavaşlatılmak isteniyorsa boyamaya 30-50 C civarında başlanır. Boyarmaddenin elyaf tarafından alınması adımında, yavaş yavaş en uygun boyama sıcaklığına kadar ısıtılır. Tuz ilavesi başlangıçta değil, porsiyonlar halinde boyama ilerledikçe yapılır. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 10/758
Artan sıcaklıkta boyama, sıcaklık-zaman grafiği (Boyama sıcaklığı ile tuz ve alkalinin ilave ediliş şekilleri kullanılan boyarmaddeye göre değişir.) Artan Sıcaklıkya Boyama Sıcaklık 70 60 50 40 30 20 10 0 ( C) 0 20 40 60 80 100 Zaman (dakika) Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 11/758
50/60 C Sıcaklık / Artan Sıcaklıkta Boyama Remazol / Remazol RR ve Remazol RGB Boyama Tuz Yardımcı Mad. 30 C 10 Boyalar 20 10 1. İlave 30 50-60 C 10 30 min. 10 2. İlave 30 45 %100 merserize olmamış kasarlı pamuk, banyo oranı 1:10 Boya konsantrasyonu < 0.1 0.1-0.5 0.5-1.0 1.0-2.0 2.0-3.0 3.0-5.0 > 5.0 Remazol Tuz g/l 20 20-25 25-40 40-50 50-60 60-80 80-100 50 C Soda g/l 5 5 5 5 7.5 10 10 NaOH 50 % ml/l 0.9 0.9-1.0 1.0-1.2 1.2-1.5 1.5-2.0 2.0-3.0 3 1. İlave 2. İlave soda kostik soda + 1/3 kostik 2/3 kostik soda + 1/2 kostik 1/2 kostik Remazol Tuz g/l 20 20-25 25-40 40-50 50-60 60-80 80-100 Remazol RR Soda g/l 5 5 5 5 5 5 5 Remazol RGB NaOH 50 % ml/l ----- 0.6-0.75 0.75-0.9 0.9-1.2 1.2-1.5 1.5-2.0 2 60 C 1. İlave 2. İlave soda kostik soda + 1/3 kostik 2/3 kostik Remazol Tuz g/l 20 20-25 25-40 40-50 50-60 60-80 80-100 Remazol RR Soda g/l 5 5-7 7-10 10-13 13-15 15-20 20 Remazol RGB 60 C 1. İlave 2. İlave 1 / 3 soda 2 / 3 soda 1 / 2 soda 1 / 2 soda Kaynak: DyStar Kataloğu Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 12/758
90 C Sıcaklık Yükseltme Metoduna Göre Procion XL+ Boyama Diyagramı Tuz Yardımcı Mad. ph 5.5 6.5 50 C 5 Boyalar 20 90 C 10-20 2.0 C/dk Alkali 20 40-60 70 C Soda (standard) %100 merserize olmamış kasarlı pamuk, banyo oranı 1:10 Boya Konsantrasyonu 1.0-2.0 2.0-3.0 3.0-4.0 4.0-5.0 5.0-6.0 6.0-7.0 > 7.0 Tuz g/l 55-60 60-65 65-70 70-75 75-80 80-85 85 Soda g/l 15-20 20 20 20 20 20 20 Kaynak: DyStar Kataloğu Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 13/758
Yardımcı Maddelerin İlave Ediliş Şekillerinin Esas Alındığı Çektirme Yöntemleri İki Adımlı Yöntem Banyoya önce boyarmadde ve tuz ilave edilerek boyarmaddenin lif tarafından alınışı bir dengeye ulaştıktan sonra (boyamaya başladıktan 30-45 dakika sonra), baz ilave edilerek boyamaya 30-120 dakika daha devam edilir. Bu yöntemde baz konulmadan önce geçen sürede, boyarmaddenin lifler tarafından yalnızca alınması söz konusu olduğundan fiksaj olmamaktadır. Bu nedenle sıcaklık önemli değildir. İster sabit sıcaklıkta, ister artan sıcaklıkta, isterse azalan sıcaklıklarda boyama yapılabilir. Banyoya baz ilave edildikten sonra lifler tarafından alınmış boyarmaddenin büyük bir kısmı hemen fikse olmaya başlar. Baz ilavesinden sonra, boyarmadde su ile tepkimeye girerek hidrolize uğrayabilir. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 14/758
Baz konulmadan önce alınan boyarmadde miktarı fazla ise fikse olan boyarmaddenin büyük kısmı bu adımda alınmış olacağından düzgün boyamanın, tüm boyamanın düzgünlüğü üzerindeki etkisi fazla olacaktır. Tuzun tamamı baştan ilave edilirse, boyarmadde alımı 5-10 dakikada tamamlanacağından boyarmaddenin düzgün alınmama tehlikesi de fazla olacaktır. Bu nedenle tuz miktarını azaltmak, tuz ilavesini porsiyon halinde vermek, boyarmaddenin alınma adımının uzatılması gibi önlemler alınır. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 15/758
Bütün Katkı Maddelerinin Boyamanın Başlangıcında İlave Edildiği (All-In) Yöntemler Bu yöntem özellikle sıcakta boyayan boyarmaddelerle hassas bir şekilde sıcaklık-zaman ayarı yapılabilen cihazlarda çalışırken en iyi sonuçları vermektedir. Yöntemin avantajı; banyoya konulacak bütün tuz, baz ve boyarmaddenin boyamanın başlangıcında ilave edilmesi ve böylece boyama sırasında herhangi bir müdahaleye gerek kalmayışıdır. Bu boyamaların tekrarlanabilirlilik özellikleri de iyidir. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 16/758
Bu yöntemde boyamaya düşük sıcaklıklarda başlanır ve yavaş bir şekilde (2 C /min hızla) banyonun sıcaklığı arttırılarak boyamaya devam edilir. Sıcaklık 50 C yi geçtiğinde, artan bir hızla boyarmadde fiksajı da başlar. Ancak bu sırada boyarmadde diffüzyonu da artacağından, sıkı ve ağır mamuller veya ipliklerin boyanmasında da liflerin içerisine işlemiş iyi ve düzgün bir boyama elde edilebilmektedir. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 17/758
Liflerin ve dolayısıyla gözeneklerin şişmesinin daha iyi olduğu merserize pamuklularda ve rejenere selüloz elyafta, boyarmadde fiksajı çok daha yüksek olmaktadır. Merserize edilmemiş pamuklularda ise ön terbiye işlemlerinin etkisi kendini belli etmekte, ön terbiye ve kurutmadaki düzgünsüzlükler boyamada da düzgünsüzlüklere neden olmaktadır. Ancak sıcakta boyayan boyarmaddeler ile all-in yöntemine göre boyama yapılırsa baz, kompleks oluşturucu ve yüksek sıcaklığın etkisiyle boyama sırasında da bir ön terbiye etkisi sağlanacağından ön terbiyenin iyi yapılmamış olması o kadar rahatsız etmemektedir. Poliakrilat haşıl maddeleri hariç diğer haşıl maddeleri, reaktif boyarmaddelerle tepkimeye girebildiklerinden haşılın iyi bir şekilde sökülmüş olması her türlü reaktif boyarmadde ve yöntemde zorunludur. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 18/758
Emdirme Yöntemleri Reaktif boyarmaddelerin birçoğunun substantivitesi düşük olduğu için, emdirme yöntemine göre yarı kesikli ve kesiksiz olarak çalışmalarda iyi neticeler alınabilir. Banyo oranları, 1:1 veya 1:0.5 civarındadır. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 19/758
Yarı Sürekli veya Sürekli Boyama Yöntemleri Tek Fulard Banyosu İçeren Metotlar (Aynı anda boya ve alkalinin fulardlanması ile gerçekleştirilen metotlar) Yarı sürekli, aşamalı metotlar (Kısa ve uzun fiksaj süreli) Soğukta fularlama ve bekletme metodu Sürekli Metotlar Fulardlama-Kurutma-Yıkama Fulardlama-Kurutma-Termofiksaj-Yıkama Fulardlama-Kurutma-Buharlama-Yıkama İki Fulard Banyosu İçeren Metotlar (Ara kurutma içeren veya içermeyen, boya ve alkalinin ayrı olarak uygulandığı metotlar) Fulardlama-Kurutma-Alkali/tuzun Fulardlanması-Bekletme-Yıkama Fulardlama-Kurutma-Alkali/tuzun Fulardlanması-Buharlama-Yıkama Fulardlama-Kurutma-Alkali/tuzun Emdirilmesi-Yıkama Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 20/758
Fulardlama-Bekletme Prosesleri Ön işlemden geçirilmiş kuru kumaşın soğuk boya ve alkali çözeltisine bastırılması, Kumaşın düzgün şekilde sıkılarak üzerinde tutulan banyonun tekneye geri döndürülmesi, Belirlenen bir fiksaj süresince (2-8 h veya daha düşük reaktivitesi olan boyalar için 24-48 h) ortam sıcaklığında yaş kumaşın rolik üzerinde döndürülerek bekletilmesi, Fikse olmamış boyanın yıkanarak uzaklaştırılması ve Kurutma işlemi adımlarını içerir. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 21/758
Tek Banyolu Fulardlama-Soğukta Bekletme Yöntemi Bu yöntemlerle yapılan boyamalarda az sayıda cihaza ve enerji sarfiyatına gerek olduğu için uygulanmaları oldukça yaygındır. Yöntemin zorluğu, reaktif boyarmaddelerin bazik banyoda dayanıklılıklarının düşük olmasıdır. Bu sakıncayı ortadan kaldırmak için boyarmadde çözeltisi ve alkali ayrı ayrı hazırlanıp otomatik bir dozaj pompası yardımıyla emdirme teknesine akarken birbirleriyle istenilen oranda ve sürekli olarak karıştırılır. Kullanılan bazın yanı sıra banyoya ilave edilen su camı (sodyum silikat), sodyum bikarbonat gibi tuzlar bazikliği tamponlayarak banyonun bir süre dayanıklı olmasını sağlar. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 22/758
Tek Banyolu Fulardlama-Soğukta Bekletme Yöntemi Bekletme - Fiksaj Fulardlama Yıkama Na 2 CO 3 : 5-30 g/l ; alınan banyo oranı: %60-80 ; 20-30 C Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 23/758
İki Banyolu Fulardlama-Soğukta Bekletme Yöntemi Tek banyolu yönteme göre daha detaylı ve pahalı (ara kurutma olduğu için) olan bu yöntem mamulün boyanmasında, tek banyolu yönteme göre kusursuz bir boyama elde edilemiyorsa uygulanır. Boyama şu adımlardan meydana gelir: Nötr boyarmadde çözeltisi ile emdirme Ara kurutma Alkali ve tuz ile emdirme Soğukta bekletme Yıkama Kurutma Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 24/758
Fulardlama-Kurutma Yöntemi Bu yöntem mamulün bazik boyarmadde çözeltisi ile emdirilmesi ve kurutulması adımlarından meydana gelmektedir. Kurutma adımı normal bir kurutmaya göre daha uzun tutulduğundan aynı zamanda boyarmaddenin fiksajını da sağlamaktadır. Genellikle reaktivitesi yüksek olan boyarmaddelerle, açık ve orta tonlardaki boyamalar için tavsiye edilmektedir. Boyanın çözünürlüğünü artırmak için 50-100 g/l üre kullanılır. Kurutma aşamasında migrasyonu azaltmak için tuz veya sodyum aljinat kullanılmaktadır. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 25/758
Fulardlama-Kurutma Yöntemi kurutma sıcaklığı 103-105 C, 2-5 dk. i.r. ön kurutma Fulardlama Kurutma Yıkama Kurutma Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 26/758
Tek Banyolu Emdirme-Buharlama Yöntemi Bu yöntem şu adımlardan oluşur: Bazik karakterdeki boyarmadde banyosuyla emdirme Ara kurutma Buharlama Son işlemler i.r. ön kurutma Fulardlama Kurutma Buharlama Yıkama Kurutma Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 27/758
Fulardlama-Kurutma-Termofiksaj Yöntemi Özellikle reaksiyon yeteneği düşük olan boyarmaddeler için emdirme-kurutma yöntemi her zaman kullanılmamaktadır. Bunun yerine kurutma daha düşük sıcaklıklarda yapıldıktan sonra üçüncü bir adımda yüksek sıcaklıkta, boyarmaddenin fiksajı (termofiksaj) sağlanmaktadır. Çeşitli boyarmadde firmalarının kendi boyarmaddeleri için tavsiye ettikleri termofiksaj sıcaklıkları ikiye ayrılmaktadır: Orta derecede sıcaklıklarda termofiksaj (100-120 C ; 1 dk.) Yüksek sıcaklıklarda termofiksaj (190-210 C ; 1 dk.) i.r. ön kurutma Fulardlama Kurutma Termofiksaj Yıkama Kurutma Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 28/758
Fulardlama-Kurutma-Alkali/tuzun Fulardlanması-Buharlama-Yıkama Yöntemi Tek banyolu yönteme göre avantajı, çalışma şartlarının geniş sınırlar içerisinde ayarlanabilmesidir. Boyanacak mamul, nötr boyarmadde çözeltisi ve baz ile ayrı ayrı emdirildiğinden bazın cinsi ve konsantrasyonu istenildiği gibi seçilebilir ve buna göre gerekli buharlama süresi kısaltılabilir. Nem miktarı %50 nin aşağısına indirilir i.r. ön kurutma kurutma sıcaklığı 110-130 C Hot Flue Dye/Chemical Pad Buharlama Doymuş buhar 102 C 45-90 saniye yıkama Boyanın Fulardlanması ıslatma maddesi migrasyon inhibitörü Kimyasalların Fulardlanması 250 g/l tuz 20 g/l sodyum karbonat x g/l NaOH Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 29/758
Buhar Tipleri Kuru, Doygun Buhar: Serbest su damlacıkları içermeyen, belli bir basınçta kaynayan suyun sıcaklığındaki buhar. Kızgın Buhar: Aşırı ısı uygulanmış doygun buhar. Kızgın buhar, kuru buhardır ve sıcaklığı aynı basınçtaki doygun buharın sıcaklığından daha yüksektir. Yaş Buhar: Yaş buhar, su buharı ve su damlacıklarının karışımını içerir ve boru hattında yoğunlaşma meydana gelir. Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 30/758
Buharlayıcılar Kontinü çalışan buharlayıcı Prof.Dr. Erhan ÖNER Boyama ve Bitim İşlemleri Teknolojisi 2015 31/758