REAKTİF BOYARMADDELERDE ALIM VE FİKSAJ SORUNLARI Yrd

REAKTİF BOYARMADDELERDE ALIM VE FİKSAJ SORUNLARI
Yrd. Doç. Dr. Meliha Oktav BULUT
Ezgi AKAR
ÖZET
Selüloz liflerini boyayan boyarmadde grupları içinde geniş renk paleti, parlaklığı, iyi yaş
haslıkları, basit aplikasyon metotları ve boyamada düşük enerji tüketimi ile karakterize edilen
reaktif boyarmaddelerin Türkiye’ de kullanımı yoğundur. Bu avantajlarının yanında kaliteyi
etkileyen pek çok şikâyeti de beraberinde getirmektedir. İşletmelerin sıkça karşılaştığı
sorunlardan biri; müşteri şikâyetlerine neden olan haslık problemleridir. Müşteri, yıkama
sonrası ürünlerde solma, beyazlaşma, akma gibi problemlerle karşı karşıya gelmektedir. Bu
durum işletme açısından geri dönüşleridir. Tekstil terbiye işlemlerinde karşılaşılan önemli
sorunlardan biri pH değerinin prosedürüne göre ölçülmemesidir. pH değeri; boyarmadde
grubuna, kullanılan işletme suyuna, proseste kullanılan elektrolit, kumaşın getirdiği
safsızlıklara göre değişebilmektedir. Bu parametreleri kontrol altına alınarak yapılan boyama
işlemi, fiksaj problemini bertaraf edebileceği gibi müşteri şikâyetleri en aza indirilecektir.
Anahtar sözcükler: Reaktif boyarmadde, haslık, pH değeri, su kalitesi, pamuk.
PROBLEMS ABSORPTİON AND FIXATİON OF REACTİVE DYES
ABSTRACT
Cellulose fibers, dye dyestuff in a wide color palette groups, brightness, good fastness, a
simple application methods and dyeing of reactive dyes is characterized by low energy
consumption in Turkey intensive use. In contrast to these benefits, reactive dyestuffs bring
many complaints of affecting quality. One of the problems frequently encountered dye
houses, fastness problems causing customer complaints. Customer, after washing products,
is facing problems such as leakage, fading, whitening, In this case, the return by the textile
firm. One of the major problems faced in textile finishing processes evaluates pH value
according to the procedure. pH value can vary the group of dyes, water used in the
operation, the electrolyte used in the process, according to fabric’s impurities. These
parameters are under control of the dyeing process, such as fixing the problem of disposal
could be reduced to minimize customer complaints.
Keyboards: Reactive dyestuff, fastness, pH value, water quality, cotton.
1.Giriş
Selülozik bir lif olan pamuk, terbiyede yüksek haslıkları, renk tonlarındaki canlılığı, kesikli,
yarı kesikli ve kesiksiz çalışan birçok metoda uygun olmaları nedeniyle reaktif
boyarmaddelerin kullanımı Türkiye’ de yaygın hale gelmiştir. Ayrıca reaktif boyarmaddelerin
selüloz esaslı liflerin yarıdan çoğunun boyanmasında 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. Kovalent
bağlarla life bağlanan bu boyarmaddelerin yapılarındaki kimyasal gruplar, boyarmaddenin
reaktifliğini birinci derecede belirlemektedir. Buna bağlı olarak kullanılan reçeteler ve fiksaj
koşulları da farklı olmaktadır.
Heteroçiklik halkalı bir boyarmaddenin molekül yapısı şekil 1’ de şematize edilmiştir.
Ç: Çözünürlük sağlayıcı grup
R: Kromofor grup
K: Köprü grubu
H: Heteroçiklik halka (triazin, primidin, kinoksalin..vb.)
A: Substitüsyon reaksiyonu sırasında yer değiştiren substituent
S: Halkaya bağlı diğer substituentler
Reaktif boyarmaddelerin molekülü, temel olarak kromofor ve reaktif gruptan oluşmaktadır.
kromofor kısmı; uygulama ile ilgili özelliklerden (substantivite, difüzyon hızı, boyama
özellikleri, yıkanabilirlik özellikleri) ve ayrıca renk ve haslık özelliklerinden sorumludur. Reaktif
grup ise; lifin boyarmaddeye bağlanmasını sağlamaktadır ve bu yüzden de yaş haslıklardan
sorumludur. Reaktif grupların cinsi; reaksiyon hızını, sabunlaşmaya karşı eğilimini, hidrolizi
ve alkali-asitlere karşı dayanımını belirlemektedir. Alkali ortamda, reaktif boyarmaddenin lif
ile kovalent bağ oluşturarak bağlanmaktadır. Bu reaksiyon, reaktif gruba bağlı olarak eter
veya ester formunda olabilmektedir. Boyarmaddenin bir kısmı, su ile reaksiyona girerek
hidrolize uğrar. Bu yüzden düzgün bir şekilde yıkama yapılmalıdır. Reaktif boyarmaddedeki
reaktif gruplardan bazıları aşağıdaki gibidir:
VİNİLSÜLFON
MONOKLORTRİAZİN
DİKLORTRİAZİN
TRİKLORPRİMİDİN
Şekil 1. Reaktif boyarmaddedeki reaktif gruplardan
Yüksek haslıklar, geniş renk paleti, renk tonlarının canlılığı, çok sayıdaki boyama yöntemine
uygunluk gibi avantajlarının yanında bu boyarmadde sınıfının; ilave edilen ikinci reaktif gruba
rağmen düşük fiksaj verimi, yıkama ve ard işlem sayısının fazlalığı ve klor gibi kullanım
haslıklarının düşük olması gibi dezavantajları da mevcuttur. Bu dezavantajlar reaktif
boyarmadde grubunun üzerine yapılan çalışmaların temelini oluşturmaktadırlar.
Merserizesiz pamuğun reaktif boyarmaddelerle çektirme yöntemine göre boyanmasında alım
ve fiske verimi açık tonlarda yaklaşık % 80-90, orta koyuluktaki tonlardaki ise % 70-80’ dir.
yani %20-30 boyarmadde kanala akıtılmaktadır. Oysa kaynakların kullanımı ve çevre kirliliği
açısından, daha yüksek alım ve fiksaj ile efektif boyarmadde kullanımı istenmektedir.
Araştırmacılar, modifiye edilen boyarmaddelerde fiksaj seviyesini yükselmesi için kromofor
ve reaktif grupların birlikte modifikasyonu ile reaktifliğin artması üzerinde yönlendirilmektedir.
Tekstil terbiye işletmelerinde, uygun pH aralıklarında çalışmaması sonucunda nihai tekstil
ürünlerinde birçok sorunla karşı karşıya kalmaktadırlar. Bunlar; boyarmaddenin elyafa iyi
bağlanamaması, haslıkların düşmesi vb. gibi nedenlerle birlikte iyileştirme işlem adımlarının
arttığı, aşırı miktarda boyarmadde ve kimyasal kullanımı, gereksiz enerji ve zaman
kayıplarının arttığı, işletmede randımanın düştüğü gözlemlenmektedir. pH ölçümünün
uygun koşullarda yapılmaması (uygun sıcaklık ve pH kâğıdı kullanılması, pH metresinin
kalibrasyonunun yapılmaması) ve terbiye dairelerinde pH değerini etkileyen faktörler
(kumaştan gelebilecek sertlikler, elektrolit (tuz), işletme suyun kalitesi) oldukça fazladır.
Tekstil işletme suyunun kumaşa kazandırdığı son görünüm, uygulama terbiye yöntemlerine
ve ekonomiklik durumlarına bağlı kalınmak suretiyle, belirli özelliklere sahip olması
istenmektedir. Tekstil fabrikalarında kullanılması gereken ideal suyun özellikleri Tablo 1’ de
verilmiştir.
Tablo 1. Tekstil fabrikasında kullanılan ideal suyun özellikleri
PARAMETRE
SINIR DEĞERLER
Görünüm
Koku
Ph değeri
Berrak
Kokusuz
Nötr
Sertlik
< 5 ºdH
Çözünmüş katı
maderler
< 1 mg/l
Organik maddeler
İnorganik tuzlar
< 20 mg/l (KMnO4
Sarfiyatı)
< 500 mg/l
Demir miktarı (Fe)
< 0.1 mg/l
Mangan miktarı (Mn)
< 0.02 mg/l
Bakır miktarı (Cu)
< 0.005 mg/l
Nitrat miktarı (NO3¯¹)
< 50 mg/l
Nitrik miktarı (NO2¯¹)
< 5 mg/l
Katı madde kalıntıları
< 5 mg/l
Reaktif boyarmaddeler sudaki iyonlara karşı oldukça hassastır. Bu yüzden su ve sistemden
gelebilecek iyonlara karşı iyon tutucuların (akrilat esaslı) kullanılması alım ve
tekrarlanabilirlik açısından büyük bir öneme sahiptir. Su arıtımında birçok iyon kolaylıkla
uzaklaştırılabilmekle beraber bikarbonat miktarını kontrol etmek zordur. Sudaki bikarbonat
değeri 70 ppm’ i geçmemesi önerilirken bu değer 700 ppm’ e kadar çıkabilmektedir. Bu da,
boyarmaddenin fiksaj koşullarının oluşmasını engellemektedir.
Boyarmaddenin fiske edilmesi için gerekli pH aralığı boyarmaddeye bağlı olarak
değişmektedir. Sıcak serisinde bu değer pH aralığı 9,8 iken soğuk serisinde ise 10,20
civarındadır. Bu değerler flottenin fiksaj sıcaklığında ölçülmemeli, pH ölçüm prosedürüne
uygun olarak yapılmalıdır.
2. Materyal ve Method
Pilot seçilecek bir işletmede;
1- İşletme suyu kontrol altına alınacaktır. Bunun için bikarbonat titrasyonu sistematik
olarak yapılacaktır.
2- Boyamada sertlik oluşturabilecek girdilere (kumaş, tuz, ) karşı akrilat esaslı iyon
tutucular kullanılacaktır.
3- Sudaki bikarbonata karşı boyamanın fiksaj derecesine artırmak amacıyla soda
yanında kostik kullanımıyla istenilen pH değeri yakalanacak ve bu pH derecesi
kontrolü soğukta kalibre edilmiş pH -metre ile yapılacaktır.
4- İşletmenin Kostik (sodyum hidroksit) yerine sıvı alkali kullanımında uygun pH
aralığına ulaşılması zordur. Bu nedenle çok az miktarda kullanımında pH’ ın
yükselmemesi için dikkatlice davranılmalıdır.
5- Boyarmaddenin fikse olması için gerekli pH değeri yakalanacak, bu da yıkama
sayısında azalma sağlanmasıyla; nihai ürün müşteri eline geçtikten sonra ürün
üzerinde yaşanan haslık düşmelerine çözüm olunabilecektir.
6- Bu çalışma boyarmadde gruplarına bağlı olarak sistematik olarak yapılması Türk
ekonomisi açısından maliyetlerin düşürülerek kalitelerin arttırılması bakımından
önemli bir çalışma olacaktır.
KAYNAKLAR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
ABETA S., YOSHİDA T., IMADA K., Problems and Progress in Reactive Dyes, American Dyestuff
Reporter, , 7, 26-31, (1984).
MAVRUZ S., OĞULATA R.T., Tekstilde Su Kalitesi ve Suda Bulunan Bikarbonatın Reaktif
Boyamaya Etkisinin İncelenmesi, Tekstil&Teknik Dergisi, 244-250, Nisan, (2005).
http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB0A7DE7
28C67538960 (Terbiye İşletmelerinde Su Analizleri).
İÇOGLU, H. İ., Pamuklu Dokunmuş Kumaşların Reaktif Boyarmaddelerle Boyanması ve Uygulama
Yöntemlerinin İncelenmesi, (Yüksek Lisans Tezi), Çukurova Üniversitesi, (2006).
IMADA, K., HARADA, N., YOSHIDA, T., 1992, Recent Development in Optimizing Reactive Dyeing of Cotton,
Textile Chemist and Colorist, 24(9), 83-87, (1992).
ŞENGÜL F., MÜEZZİNOĞLU A., Çevre Kimyası, Dokuz Eylül Üniversitesi, (1993).
Dystar boya kataloğu / Levaix Remazol Procion Sirus.
CHT/ BEZEMA, Reactive Printing, 5-9, (2010).