Selüloz lifleri çok çeşitli boyarmaddelerle boyanabilmektedir:
Reaktif boyalar –Ülkemizde bütün selüloz lifleri reaktif boylarala boyanmaktadır. Dokuma kumaşlarda soğuk emdirme ve kesiksiz işlemlerle uygulanırken; örgü kumaşlar, açık elyaf ve iplikler için uygulandığı en yaygın yöntem çektirme yöntemidir.
Kesikli boyama proseslerinde, boya, alkali (sodyumhidroksit, sodyumkarbonat veya bikarbonat) ve tuz boyama banyosuna prosesin başlangıcında bir seferde eklenebileceği gibi, boya life nüfuz ettikten sonra alkali eklenecek şekilde adım adım da ilave edilebilir. Alkalinin miktarı, sistemin reaktivitesi ve istenen renk tonunun koyuluğuna göre tayin edilir. Flotte alımını arttırmak amacıyla tuz eklenir: kullanılan tuz konsantrasyonu, boyanın substantivitesine ve rengin koyuluğuna bağlıdır. Boyamadan sonra, flotte boşaltılır, materyal durulanır ve yardımcı maddelerin ilavesiyle yıkanır.
Emdirme yöntemine göre boyama proseslerinde, boya ve alkali flotteye birlikte veya iki ayrı fularda iki ayrı adımda eklenebilir. Tüm kimyasal maddeler tek adımda uygulandığında, emdirme flottesinin stabilitesi önem taşır. Aslında boyanın reaktivitesi ne kadar yüksek olursa, emdirme teknesinde uzunca süre kalan boyanın, liflerle reaksiyona girmeden önce alkali ile hidrolize olma riski de o kadar artar. Bu yüzden, boya ve alkali genellikle fulardın içine ayrı ayrı dozajlanır. Yarı kesikli prosesler arasında, reaktif boyalar için en önemli olanı, büyük farkla soğuk bekletme (cold pad-batch) yöntemidir. Materyal boya ve alkali ile emdirildikten sonra, doklara sarılır. Fiksaj, depolama sırasında gerçekleşir. Kesiksiz proseslerde, emdirme, fiksaj, yıkama ve kurutma işlemleri aynı işlem hattında gerçekleştirilir. Fiksaj genelde, kuru ısı veya buhar ile sağlanır.
Direkt boyalar– koton veya viskon substratlarını boyama amacıyla sıkça kullanılır. Direkt boyalar, tam ıslatma ve disperge etkisi sağlayan yardımcı maddeler ve tuz (sodyumklorür veya sodyumsülfat) ile birlikte flottedendirekt olarak mamule aplike edilir. Yardımcı madde olarak, non-iyonik ve anyonik yüzeyaktif maddelerin karışımı kullanılır.
Çektirme yönteminde boya macun haline getirilir, sıcak suyla çözülür ve boyama flottesine eklenir. Daha sonra flotteye tuz ilave edilir. Flottenin boşaltılmasından sonra kumaş soğuk suyla yıkanır ve genelde art-işleme tabi tutulur.
Emdirme işlemleri, aşağıdaki yöntemleri kapsamaktadır: emdirme-buharlama (pad-steam), emdirme-sıcak bekletme (pad-roll), emdirme-soğuk bekletme (cold pad-batch) ve emdirme-jiggerda fiksaj (pad-jig) aplikasyonu (materyal boyayla emdirilmekte ve jiggerde tuz flottesinden geçirilmektedir). Bu işlemlerin sonlarında materyal soğuk suyla durulanır. Renk koyuluğunun artmasıyla yaş haslıklar o kadar düşer ki, genelde bir art işlem yapılması zorunlu hale gelir. Bunun için iki yöntem mevcuttur: fikse olmamış boyanın kompleks oluşturucu maddeler veya disperge etme özelliğine sahip yüzeyaktif maddelerle yıkanarak uzaklaştırılması; hidrofilik grupların bloke edilmesiyle boya çözünürlüğünün azaltılması (“molekülün büyütülmesi”). Bu, tekstillerin katyonik fiksaj maddeleri, metal tuzları, aminlerle birlikte formaldehit kondenzasyon ürünleri, diazolanmış bazeler gibi çeşitli kimyasallarla işlenmesiyle gerçekleştirilir. Formaldehit kondenzasyon ürünleri veya metal tuzlarıyla art işlem yapıldığında çevresel sorunlar ortaya çıkmaktadır.
Küp boyaları - Küp boyaları genellikle sert yıkama ve ağartma işlemlerine tabi tutulacak olan materyallere uygulanır. Küp boyaları normalde suda çözünmez, ancak bazik ortamda indirgeme (küpleme) sonrası suda çözünür ve liflere karşı substantif hale gelir. Ardından oksidasyon ile tekrar suda çözünmez hale döndürülür ve liflerin içerisinde bu şekilde fikse olur. Küp boyalarıyla yapılan boyamalarda aşağıdaki kimyasal maddeler ve yardımcı maddeler kullanılmaktadır: indirgen maddeler, oksidasyon maddeleri; alkali (sud kostik); tuz; dispergatörler; egaliz maddeleri.
Küp boyaları materyale çektirme yöntemleriyle aplike edildiğinde, boyanın yüksek afinitesi nedeniyle, tekstil materyali hızlı ve düzgünsüz bir şekilde boyanır. Bununla beraber, aşağıdaki önlemler alınarak düzgün boyama yapılabilir: egaliz maddeleri ilavesi; kontrollü sıcaklık yükseltme yöntemi (“Yüksek Sıcaklık” yöntemi ve “Yarı pigmentleme” yöntemi); materyalin suda çözünmeyen boya dispersiyonu ile empregnasyonu ve daha sonraki adımda indirgen madde ilavesi (ön pigmentleme yöntemi). Tüm bu yöntemler, oksidasyon ve art işlem ile devam eder. Art işlem, materyalin yıkama maddesi içeren hafif bazik flotteyle kaynama sıcaklığında yıkanması şeklinde yapılır.
Kesiksiz yöntemler, neredeyse münhasıran dokuma kumaşların boyanması, ve örgü kumaşların küçük bir bölümünün boyanması için kullanılır. En yaygın şekilde uygulanan kesiksiz yöntem pad-steam (emdirme-buharlama) yöntemidir. Materyal antimigrasyon maddesi (poliakrilatlar, aljinatlar, vs.) içeren sulu boya dispersiyonuyla, gerekirse dispersiyon/ıslatma maddeleri de eklenerek emdirilir. Kurutma sonrası kumaş, gerekli miktarda alkali ve indirgen madde içeren fularddan geçirilir ve hemen buharlayıcıya beslenir. Materyal son olarak durulanır, okside edilir ve açık en yıkama makinesinde sabunlanır. Hacimli açık en kumaşlar, yaş buharlama yöntemiyle de boyanabilir. Pad-steam yönteminden farklı olarak, bu yöntem buharlamadan önce bir ara kurutma gerektirmez.
Kükürt boyaları- Kükürt boyaları, parça (kumaş) boyama(selüloz ve selüloz-polyester karışımları), iplik boyama (dikiş ipliği, denim kumaş için çözgü ipliği, dokuma kumaşlar için boyalı iplik), flok ve tarama bandı (yün ve sentetik lif karışımları) boyamada kullanılır. Kükürt boyaları suda çözünmez, bazik ortamda suda çözünen ve liflere karşı yüksek afiniteye sahip olan leuko formuna dönüşür. Boya lifler tarafından emildikten sonra oksidize edilir ve orjinal suda çözünmeyen haline geri döndürülür. Son olarak indirgen madde, tuzlar, alkali ve fikse olmamış boya durulama ve yıkama işlemleriyle liflerden uzaklaştırılır. Substrata bazı kimyasallar ve yardımcı maddeler uygulanır: indirgen maddeler; alkali (sud kostik); tuz; dispergatörler; kompleks oluşturucu maddeler ve oksidasyon maddeleri. Çektirme yöntemine göre boyama (jiggerde, jet boyama makinesinde ve haspelde) yapmak da mümkün olmakla beraber, çoğunlukla kesiksiz boyama yöntemleri uygulanır. Materyal boya, indirgen madde ve ıslatıcı ile tek banyolu veya iki banyolu işlemlerle emdirilir. Tek banyolu yöntemlerde (pad-steam- emdirme-buharlama yöntemi) indirgen madde ve boya aynı anda eklenir. İki banyolu yöntemlerde (pad-dry - emdirme kurutma /pad-steam- emdirme buharlama) materyal önce, boya ve ıslatıcı içeren flotte ile emdirilir ve bir ara kurutmadan sonra ikinci adımda gerekiyorsa indirgen madde aplike edilir. Ardından materyal tam doymuş buhara maruz bırakılır. Daha sonra da durulama, oksidasyon ve tekrar durulama işlemleri uygulanır. Kesiksiz yöntemlerde flotteden boyarmaddenin çok yüksek oranda çekilip emilmesi söz konusu olmadığından, boyama banyoları tekrar kullanılabilmektedir.
Azoik (naftol) boyalar- Naftolboyaları ile çok iyi haslıklara sahip boyamalar elde edilebilmektedir. Bu tür boyamalar, bazı hassas adımları içeren karmaşık işlemlerdir:
Sıcak çözme işlemi (naftol, sodyumhidroksitle kaynatılarak çözünür), ya da soğuk çözme işlemi (naftol alkol veya cellosolve, sud kostik ve soğuk suyla çözünür) yardımıyla naftolat çözeltisinin hazırlanması;
Naftolatın liflere, çektirme ya da emdirme yöntemiyle aplikasyonu;
Sodyumnitrit ve hidroklorik asit reaksiyonu yardımıyla diazolanmış bazenin hazırlanması (hazır diazonyum tuzu kullanılıyorsa bu adım atlanabilir);
Naftolat çözeltisiyle emdirilmiş olan tekstil materyalinin, diazolanmış baze ya da hazır diazonyum tuzu içeren banyodan geçirilmesiyle boyanın liflerin içinde oluşturulması;alınan kaynaktan kontrol edilmesi gerekli, net bilgim yok
Naftol fazlasının durulanarak liflerden uzaklaştırılması art işlemi.
Aşağıdaki tabloda selüloz lifleri için en fazla kullanılan boyarmaddelerin ve yöntemlerin özeti verilmektedir.
Boyarmadde
Kimyasal ve yardımcı maddeler/tipik aplikasyon koşulları
Teknik
Reaktif
Sodyumkarbonat ve/veya sodyumhidroksit ilavesi ile pH 9,5 – 11,5’a ayarlanır.Flotte alımını arttırmak amacıyla tuz kullanılır: düşük afiniteli boyalar ve koyu tonlar için daha yüksek konsantrasyonlar kullanılır.
Aplikasyon sıcaklıkları, boyarmadde sınıfına bağlı olarak 40 °C ile 80 °C arasında değişir.
Emdirme proseslerinde, emdirme flottesine genellikle üre ya da siyanoguanidin eklenmektedir (Bölüm 4.6.13’te anlatılan Ekontrol® yöntemi üre gerektirmez)
Boyama sonrası, materyal sabunlanır ve daha sonra fikse olmamış boyanın uzaklaştırılması içi yüzeyaktif maddelerin ilavesiyle yıkanır.
Islatıcı/dispergatör olarak non-iyonik ve anyonik yüzeyaktif maddelerin karışımları kullanılır.
Yaş haslıkların geliştirilmesi için genellikle art işlem gerekir (katyonik fiksatörler ve formaldehit kondenzasyon ürünleri kullanılabilir)
Kesikli/ Çektirme
Pad-batch
(emdirme)
Pad-jig
(emdirme-jiggerde fiksaj
Pad-steam
(emdirme-buharlama)
Küp
Boyanın sodyum leuko formuna dönüştürülmesi için, alkali ve indirgen maddeler (sodyumditiyonit, sülfoksilik asit türevleri, tiyoüredioksit ve diğer organik indirgen maddeler ) kullanılır.
Boya formülasyonunda parçalanabilirliği zayıf dispergatörler bulunur ve ayrıca işlemin diğer adımlarında da eklenir.
Bazı durumlarda egaliz maddeleri gerekebilir.
Sıcaklık, alkali ve tuz gereksinimleri boyanın yapısına (IK, IW, IN) bağlı olarak değişmektedir.
Boya liflere genellikle hidrojenperoksit kullanılarak oksidasyon yoluyla fikse edilir, ayrıca halojen içeren oksidasyon maddeleri de kullanılabilir. Art işlem, zayıf alkali özellikteki yıkama banyosunda kaynama sıcaklığında gerçekleştirilir.
Kesiksiz işlemlerde, anti-migrasyon ve ıslatıcı maddeler kullanılır.
Kesikli
Pad-steam
(emdirme-buharlama)
Kükürt
Hazır boyalar kullanılmadığı takdirde, boyanın suda çözünür hale gelmesi için indirgen maddeler (Na2S, NaHS, indirgen maddelerin glikoz esaslı maddelerle kombinasyonları) ve alkali kullanılır.
Kesikli boyama yöntemine göre yapılan boyamalarda, dispergatörler ve kompleks oluşturucu maddeler kullanılır. Kesikli boyama yöntemine göre yapılan boyamalarda, boya genellikle 60–110 °C civarında absorbe olur, pad-steam (emdirme-buharlama) yönteminde ise materyal 20–30 °C’da emdirilirve daha sonra 102-105°C’de buharlanır.
Oksidasyon büyük ölçüde hidrojenperoksit, bromat ve iyodat ile gerçekleştirilir.
Naftolatın hazırlanması (sud kostik ve bazı durumlarda materyal üzerindeki naftolun stabilizasyonu için formaldehit ilavesi gerekir )
Naftolatın çektirme ya da emdirme yöntemlerine göre aplikasyonu
Diazolanmış bazenin hazırlanması (NaNO2 ve HCI ile)
İnkişaf adımı (materyal soğuk inkişaf flottesinden geçirilir, ya da inkişaf flottesi boyama makinesi içinde hareketsiz duran materyal içinden sirküle edilir).
Kesikli
Emdirme yöntemleri
Tablo 2.3. Selülöz lifleri için uygulanan en yaygın boyarmaddeler ve boyama teknikleri
