Eşleştirme Projesi tr 08 ib en 03

Boyama

Boyama, tekstil materyallerinde düzgün bir görünüm ile nihai kullanıma uygun performans ve dayanıklılığı sağlamak için, boyanın materyale yeknesak biçimde aplike edildiği bir renklendirme yöntemidir. Tekstil boyamacılığı, boyama prosesini destekleyen çok sayıda farklı kimyasal maddelerin ve yardımcı maddelerin kullanımını gerektirmektedir.

Farklı boyama teknikleri bulunmaktadır:

• 
  Kütle boyama/jel boyama: boyanın sentetik lif eldesi sırasında life ilavesi (bu teknik, PP lifler için en yaygın aplikasyon metodudur ve ayrıca PAC liflerinde de uygulanmaktadır)
  
• 
  Pigment boyama: suda çözünmeyen ve liflere afinitesi olmayan pigmentin lif yüzeyinde bir tabaka oluşturup binderle fikse olması
  
• 
  Çözünen veya kısmen çözünen boyanın liflerin içine difüzyonu şeklindeki boyama işlemleri.
  

Bu son gruptaki işlemler aşağıdaki bölümlerde ayrıntılı olarak tartışılacaktır. Bu işlemler moleküler açıdan dört farklı adım içermektedir:

1. 
   İlk olarak boya flottesinde çözünmüş veya dispers haldeki boyanın, banyodan materyale geçişi gerçekleşmektedir.
   
2. 
   İkinci adım boyanın tekstil materyali yüzeyinde birikimini içermektedir. Bu adım, renklendiricinin liflere afinitesi (substantifliği) tarafından belirlenmektedir.
   
3. 
   Lifler yeknesak bir şekilde boyanana dek boya, liflerin içerisine difunde olmaktadır. Boyanın lifin içine penetrasyonu, lifin yapısının buna uygunluğu ile ilgilidir. Hidrofil liflerde, boya, uygun mikro gözeneklerden penetre olur iken, molekül yapıları kesiksiz bir su fazına izin vermeyen hidrofob liflere penetrasyonu sağlayabilmek için, boşlukların oluşması gerekmektedir. Genelde liflere nüfuz etme özelliği, sıcaklıkla 100 C’un üzerinde artmaktadır. Bazı durumlarda liflerin yüzeyindeki elektrostatik kuvvetleri azaltmak ve boyanın düzgün bir şekilde penetrasyonunu sağlamak için, boya banyosuna yüksek miktarlarda tuz eklenmesi gerekmektedir.
   
4. 
   Boyanın, liflerin içerisinde uygun yerlere bağlanması (fikse olması) gerekmektedir. Boya ile lifler arasındaki kimyasal reaksiyonlar sonucu oluşan kovalent bağlardan (reaktif boyalar), boya ile lifler arasındaki Van der Waals ve diğer ikincil çekim kuvvetlerine (direkt boyalar) kadar değişen farklı fiksaj mekanizmaları bilinmektedir.
   

Tekstil materyallerini üretim prosesinin çeşitli aşamalarından birinde, aşağıdaki yöntemlerle renklendirmek mümkündür:

• 
  Açık elyaf ve stok boyama
  
• 
  Tops boyama: lifler boyama öncesinde hafif bükülmüş tarama bandları şeklindedir
  
• 
  Tow (kablo) boyama: sentetik liflerin üretimi sırasında tow (kablo) adı verilen tek filament materyalin boyanması
  
• 
  İplik boyama
  
• 
  Parça (kumaş) boyama(örneğin, dokuma, örgü ve tafting kumaşlar)
  
• 
  Hazır mamuller (bitmiş giysiler, halılar, banyo setleri, vb.).
  

Boyama, kesikli veya kesiksiz/yarı kesiksiz şekilde yapılabilmektedir. Bu iki proses arasındaki seçim, mamulün bileşimine, seçilen boya sınıfına, makine donanımının uygunluğuna ve maliyet durumuna bağlıdır. Kesiksiz ve kesikli boyamaların her ikisi de aşağıdaki adımlardan oluşmaktadır:

• 
  Boya flottesinin hazırlanması
  
• 
  Boyama
  
• 
  Fiksaj
  
• 
  Yıkama ve kurutma.
  

Kesikli (çektirme) boyama yöntemi belirli miktarda tekstil materyali boyama makinesine yüklenmekte ve boya ve yardımcı maddeler içeren bir çözelti ile dakikalardan saatlere kadar varan bir süre içersinde dengeye getirilmektedir.

Boyama prosesi, boyanın liflerin dış yüzeyine emdirilmesi ile başlamakta ve daha sonra da boyanın liflerin içine difüzyonu ve migrasyonu gerçekleşmektedir. Kimyasalların kullanımı ve sıcaklığın kontrolü, boya çekimini ve fiksajını (hız/miktar) hızlandırmakta ve optimize etmektedir. Boyama sırasında renk tutturulduğunda, kullanılmış boyama flottesi boşaltılmakta ve tekstil materyali fikse olmayan boyanın ve kimyasal maddelerin uzaklaştırılması için yıkanmaktadır. Yıkama işlemi genellikle aynı makinede yapılmakta, ancak kumaşlarda gerekirse ayrı yıkama makineleri de kullanılabilmektedir.

Tüm bu işlemler farklı otomasyon derecelerinde gerçekleştirilebilmektedir.

“Gerekenden daha koyu boyamalar”, aşırı miktarda egaliz maddesi kullanarak veya indirgen koşullarda boyayı liften uzaklaştırdıktan sonra, doğru renk tonu için boya ilave ederek düzeltilmektedir. Bu çok pahalı ve kirliliğe yol açan bir metot olup, çoğu boyahanede son seçenek olarak kullanılmaktadır.

Kesikli boyamalarda önemli bir parametre, cihazın flotte oranıdır. Bu, toplam kuru materyal ve toplam flotte miktarı arasındaki ağırlık oranıdır. Bu parametre, sadece boyama prosesinin enerji ve su tüketimi miktarı ile ilgili olmayıp, ayrıca boyanın çekim düzeyi ve kimyasalların ve yardımcı maddelerin tüketimi üzerinde de önemli rol oynamaktadır.

Boyama makinelerinin flotte oranları, materyalin cinsine ve hidrofilitesine de bağlı olarak büyük farklılıklar gösterdiğinden, makine üreticileri her tip makine için nominal flotte oranı aralıklarını bildirmektedir. Bildirilen bu değerler, makinelerin optimum/ maksimum kapasitelerinde yüklenerek çalıştırılabilecekleri flotte oranı aralıkları olarak tanımlanmaktadır. Aşağıda farklı ekipmanlar, farklı prosesler ve farklı tekstil ürünleri için flotte oranlarını içeren örnek tablo verilmektedir.

Materyalin bulunuş şekli		İşlem	Ekipman	Flotte oranı
Açık elyaf (tarama bandı ve kablo da dahil)		Açık elyaf boyama	Otoklav (açık elyaf boyama)	1:4 - 1:12^(1)
İplik	Bobin/ konik bobin	İplik boyama	Otoklav (paket boyama)	1:8 - 1:15 ^(2)
	Çile	Çile boyama	Çile boyama makineleri	1:12 - 1:25 ^(3)
Dokuma ve örme kumaş, tafting halı	Halat	Halat formunda parça boyama	Haspel	1:15 - 1:40 ^(4)
			Overflow	1:12 - 1:20 ^(2)
			Jet- kumaş ve halı için	1:4 - 1:10 ^(4) 1:6 – 1:20 ^(4)
			Airflow	1:2 - 1:5 ^(5)
	Açık en	Açık en parça boyama	Haspel (sadece halı için)	1:15 - 1:30 ^(4)
			Levent boyama Levent + yıkama makinesi	1:8 - 1:10 ^(6) 1:10 - 1:15 ^(7)
			Jiggerde boyama Jigger + yıkama makinesi	1:3 - 1:6 ^(6) 1:10 ^(7)
Hazır mamuller (örneğin, giysiler, halılar, banyo setleri, vs.)		Parça boyama	Padel	1:60 (genellikle)
			Tambur	Çok çeşitli

Tablo 2.1. farklı ekipmanlar, farklı prosesler ve farklı tekstil ürünleri için flotte oranları

Kesiksiz ve yarı kesikli boyama işlemlerinde, boyama flotteleri materyale ya emdirme ile (fulard vasıtasıyla), ya da diğer aplikasyon sistemleriyle aktarılmaktadırlar. En yaygın olan çalışma şeklinde, açık en formundaki materyal kesiksiz olarak boyama flottesiyle dolu banyo teknesi içinden geçirilmektedir. Materyal fulard teknesinde bir miktar flotteyi emdikten sonra, boya alımını ayarlayan merdaneler arasından geçmektedir. Sıkma ile kumaştan uzaklaştırılan fazla flotte boya banyosuna geri dönmektedir. Halı sanayiinde (ve yüksek hacimde flotte alması ve tutması gereken açık yapılı mamullerde), boyarmadde migrasyonunu önlemek için emdirme flottesine kıvamlaştırıcı maddeler eklenmektedir. Boya fiksajı, çoğunlukla takip eden aşamada kimyasal veya ısı (buhar, ya da kuru ısı) kullanımı ile gerçekleştirilmektedir. Son işlem, genellikle aynı hattın sonundaki yıkama makinesinde yapılan yıkama işlemidir.

Kesiksiz ve yarı kesikli işlemler arasındaki tek fark, yarı kesikli boyamada boyanın emdirme yöntemiyle kesiksiz olarak uygulanması, fiksaj ve yıkamanın ise kesikli olarak yapılmasıdır.

Kesiksiz ve yarı kesikli işlemlerde flotte oranı uygulamaya ilişkin önem taşımamakta ve bir parametre olarak kullanılmamaktadır. Bu proseslerde göz önünde tutulan faktör, alınan flotte %’si (100 gram materyalin aldığı flottenin gram cinsinden miktarı) ve boyanın konsantrasyonudur.

Kesiksiz ve yarı kesikli işlemlerde yararlanılan en yaygın tekniklere ve makinelere genel bir bakış, aşağıdaki tabloda verilmektedir:

Materyalin bulunuş şekli		İşlem		Ekipman
Dokuma ve örgü kumaş	Halat	Kesiksiz		Halat halindeki parça için emdirme ünitesi + J-box veya konveyör + yıkama makinesi
Tafting halı	Açık en	Yarı kesikli	Pad-batch (emdirme) (veya halılar için Carp-O-Roll )	Fulard + yıkama makinesi
			Pad-roll (veya halılar için Carp-O-roll )	Fular + yıkama makinesi
			Emdirme-jiggerde fiksaj (pad-jig)	Fulard + jigger + yıkama makinesi
		Kesiksiz	Pad-steam	Fulard ^(1) + buharlayıcı + yıkama makinesi
			Emdirme-kurutma	Fulard ^(1) + ramöz + yıkama makinesi
			Termosol

Tablo 2.2. Kesiksiz ve yarı-kesikli proseslerde kullanılan en yaygın teknik ve ekipmanlar

1.