Küp boyarmaddeler

(1/1)

chemistery:
ekte

chemistery:
KÜP BOYARMADDELER VE UYGULAMALARI
   Küp boyalar suda çözünmeyen pigmentler halinde satılan boyalardır. Bunların boyarmadde sınıfına alınmalarının nedenleri şunlardır;
1.   Bireysel molekül veya moleküler iyon içeren çözeltiler oluşturabilecek şekilde çözünürler,
2.   Lifin yüzeyine taşınabilirler,
3.   Uygun lif içinde sorplanabilir ve bunun içinde difüzlenebilirler.
Küp pigmentleri çözünmek için alkali indirgemeye ihtiyaç duyarlar. Daha sonra çözünür iyonlar lif içine difüzlendikten sonra ikinci bir basamakta (yükseltgenme) orijinal suda çözünmeyen pigmentler yeniden oluşturulur.
Fonksiyonel gruplar : Suda çözünmeyen pigment formunda bütün küp boyalar ortak bir kimyasal yapıya sahiptir. Bunlar bir oksijen atomuna çift bağ ile bağlanmış bir veya daha fazla karbon atomu çifti içerirler. Bu karbon atomları daima sıkışık bir benzen veya diğer aromatik halka yapıları sisteminin bir parçasıdır ve komşu karbon atomları arasında tek ve çift bağlı kapalı bir sistem içindedir.





Sodyum leuko küp suda çözünür sodyum tuzudur. Kuvvetli alkali çözeltiler içinde ( pH 12-15) leuko-küp boyanın sodyum tuzu tamamen iyonize olur ve negatif yüklü bir boya anyonu verir. Bu anyon pozitif yüklü sodyum katyonları ile birliktedir. Asidik koşullar altında bu anyon suda çok az çözünen küp boya küp-asidi formuna dönüştürülebilir.
   Leuko-küp anyonu küp boyamayı yapan anyondur (leuko-yunanca leucos-beyaz kelimesinden gelir).
İNDİRGEME MADDELERİ : Bunlar hidrojen veren veya oksijen alan ve diğer kimyasallara elektron ilave eden (negatif yükler) bileşiklerdir. Bunların etkidiği kimyasallar indirgenir. İndirgeme prosesi sırasında indirgeme metodunun kendisi indirgenir. Küp boyama için kullanılan indirgen madde sodyum hidrosülfittir (sodyum ditiyonit Na2S2O4). İndirgeme maddesinin alkali çözeltilerinin stabilitesi artan sıcaklıkla, artan hava ile temasla, banyonun hızlı karıştırılmasıyla ve azalan konsantrasyonla azalır.
YÜKSELTGEN MADDELER : Yükseltgen maddeler diğer kimyasal bileşiklere oksijen veren, hidrojen alan veya elektron alan bileşiklerdir.
   Sodyum leuko-küp ile boyanmış lifleri küp pigmentli lifler haline dönüştürmek için kullanılan yükseltgeme maddesi çoğunlukla hidrojen peroksit veya sodyum perborat gibi sulu Per-çözeltileridir. Bu çözeltiler aynı zamanda asetik asit de içerirler. Havanın oksijeni yavaş bir yükseltgeme yapar ve etkisi çok yavaştır.
   Genel olarak küp boyaları indirgemek zor, yükseltgemek kolaydır.
   ÇÖZELTİ : Alkali ve indirgen maddeler birer sodyum iyonu kaynağıdır ve küp pigmentini çözmek için büyük miktarlarda kullanılır. Bu yüzden pek çok boya için tuz ilavesine gerek yoktur. Leuko küp boyalarının yüksek substantivitesi bunların çözeltilerindeki yüksek tuz miktarının sonucudur.
   SORPSİYON KİNETİĞİ : Leuko-küp boya anyonlarının lif yüzeyindeki veya yanındaki sorpsiyonu çok hızlıdır. Rengi % 80-90’ı boyamanın ilk 10 dakikasında lif yüzeyine çekilir.

 İZOTERM : Freundlich izotermi geçerlidir. Lif üzerindeki boya konsantrasyonu boya banyosu içine daha fazla boya ilave edilerek arttırılabilir. Renkteki değişimin bir yerden sonra çok fazla değişmediği bir limit konsantrasyon  vardır.
Küp boyalar en yüksek boyama haslıklarını verirler. Yıkamada pamuklu refakat bezini kirletme ve renk değişimine karşı 5 üzerinden çoğunlukla 4-5’in altına düşmezler.
   Işık haslığı dikkate alındığında küp boyamaların açık renkleri 5-6 ve koyu renkleri 7-8 değerleri veririler. Bazı boya kombinasyonları katalitik solmaya maruz kalabilirler. bu önceden kestirilemez. Bazı boyarmaddeler özellikle ışık altında indirgenebilirler.
Küp boyarmaddeler aynı zamanda güç tutuşurluk gibi bazı bitim işlemlerinin uygulanmasında büyük renk kaybı göstermeyen tek boya sınıfıdır. 

PARTİ BOYAMA KARAKTERİSTİKLERİ
 Boyama karakteristiklerine göre küp boyarmaddeler tek bir sınıflama ile verilmezler.
   Leuko küp boya anyonlarının farklı substantivitelere, boyama sıcaklıklarına, tuz gereksinimleri ve gerekli kostik soda ve hidrosülfit miktarlarına göre küp boyaları sınıflandırma yollarından birisi bunları dört farklı grup altında incelemektedir. Bunlar IK, IW, IN ve IN-özel olarak verilirler.
   I : İndantron’u simgeler.
   K: (kalt) ( almanca) (soğuk anlamındadır). Bu gruptaki boyalar (indirgenmiş leuko-küp anyonları) oda sıcaklığında yüksek tuz konsantrasyonu (bilinen tuz ve anhidras sodyum sülfat) ve düşük sodyum hidroksit (kostik soda) konsantrasyonunda boyanırlar. Bu şartlarda bu boyalar denge durumunda daha yüksek sübsantrite ve çekim gösterirler.
   W: (Warm) (ılık sıcak anlamındadır) Bu C de daha az tuz ve biraz daha alkali ile boyanırlar.
   N: Normal anlamındadır. Bu boyalar çok daha substantiftir, tuzsuz fakat daha fazla alkali mevcudiyetinde 60 C de boyayabilirler.
   IN-özel boyaları daha fazla alkali gerektirirler.

Boya grubu   Sıcaklık (C)   Kostik soda (g/l)   Hidrosülfit (g/l)   Sodyum sülfat (g/l)
IK   20-25   3.6   3.0   12.0
IW   40-50   4.8   4.0   12.0
IN
   60   8.8   5.0   -

Yukarıdaki tabloda çözelti oranında %2’lik (owg) boyama için koşullar verilmiştir. Boya kombinasyonları ve çözelti oranı arttıkça kimyasal kombinasyonları da artar. IN ve IW boyaların karışımı ile boyama yapmak gerektiğinde IN şartları seçilmelidir. Çünkü daha yüksek sıcaklık ve daha az tuz miktarı ile en az düzgünsüzlük ihtimali vardır.
   
PARTİ BOYAMA PROSESLERİ
    Kumaşta vaks, yağ gibi safsızlıklar ve ortamda magnezyum ve kalsiyumun katyonları bulunmamalıdır .Boya anyonları sert su içerisinde kalsiyum, magnezyum ve demir ile suda çözünmeyen tuzlar oluştururlar.
   Küp boyaların sodyum-leuko türevlerinin çözünürlükleri 15-80 g/l oranında değişebilir. Banyo içinde aşırı indirgemeyi önlemek için( yüksek sıcaklıklardaki) glikoz veya sodyum nitrit ilavesi yapılabilir.
A -Leuko-Küp Boyama: İlk ve en temel küp boyama prosesidir. Lif halden kumaş hale kadar bütün materyallere 10:1 ve 20:1 çözelti oranlarında uygulanabilir.
Sıcaklık: Boyama başlangıcındaki sıcaklık kullanılan bıya sınıfına göre değişir. Küpleme normal olarak boyamaya 10 dk. kala uzun flotte içinde 6yapılır. Boyama sırasında sıcaklık 80 C’  ya kadar çıkarılabilir (hidrosülfit yerine daha stabil bir kimyasal kullanılıyorsa daha da arttırılabilir). Açık renklerde düzgünleşme problemi olduğunda veya sık dokumalarda kötü nüfuziyet durumunda 100C’ ye kadar çıkabilir. Boyama prosesi sonunda çekimi arttırmak için sıcaklık düşürülür ( 40-50C).
Süre: Maksimum boyama sıcaklığında geçen süre farklılık gösterir, makinenin sirkülasyon durumuna da bağlıdır.
Tuz: Boyamanın sonuna doğru çekimi arttırmak için banyolara ek sodyum klorür ve sodyum sülfat eklenebilir.
İndirgeme Sistemi: Kullanılan kostik soda ve hidro sülfit miktarları mevcut boya konsantrasyonuna, sıcaklığa , makinenin hava ortamına açık 9o0lup olmamasına ve havaya açık yüzey alanına bağlıdır. Kullanılan miktarlar boyama süresince boyanın alkali indirgeme durumunda kalmasını sağlamalıdır. İlaveler dikkatli yapılmalıdır.
B-Ön Pigmentleme: Küpleme kimyasalları çözelti içindeki leuko-küp anyonlarını büyük miktarda substantif yaparlar ve banyo çözeltisi çevrimi yeterli değilse düzgünsüzlük olasılığı orataya çıkar. Bu yüzden ön pigmentleme uygulanır.
Hiçbir substantifliği olmayan küp pigmenti dispersiyonları alkali ve indirgeme maddeleri eklenmeden önce sirkülasyona sokularak lif y5üzeylarine üniform olarak dağıtılmaya çalışılır. Pigmentler lif yüzeyine yerleştikten sonra küpleme olayı lif yüzeyinde yapılarak iyonlar oluşturulur. Bu işlem çok küçük parçacık büyüklüğü dağılımına sahip dispersiyonlar gerektirir.
Ön pigmentleme düzgünlüğün problem olduğu açık ve orta renklerde kullanılır. Sirkülasyon başlangıcından yaklaşık 20 dk. sonra kimyasallar eklenerek boya indirgenir. Boyama en uygun sıcaklık, süre ve tuz şartlarında tamamlanır.
C-Yarı Pigmentleme: Bu leuko-küp ve ön pigmentleme proseslerinin bir karışımıdır. Leuko-küp prosesi için gerekli olan bütün kimyasallar ve boyalar ilave edildikten sonra banyo mamülün içinden geçecek şekilde işletme sıcaklığında 20 dk. sirküle edilir. Daha sonra 30-40 dk. içinde sıcaklık 60-80 C’ye çıkarılır. Bu proseste küpleme kimyasalları boya banyosuna programlı şekilde verilmeli ve leuko-küp anyonu oluşumu ve düzgünlük kontrol altında tutulmalıdır.
BOYAMA SONRASI İŞLEMLER
    Hangi küp boyama prosesi kullanılmış olursa olsun boyama banyosu boşaltıldıktan sonra yapılan işlemler şunlardır;
   1- Durulama: Açık renklerde durulama bazen gerekmeyebilir. Orta renklerde alkali,indirgen maddeler ve bağlanmamış boyayı durulama ile temizlemek gereklidir. Koyu renklerde 1-2 g/l kostik soda, hidrosülfit ve dispersiyon maddesi ile 5 dk. oda sıcaklığında indirgen yıkama yapılması gerekebilir.
   2- Oksidasyon: Bu işlem çoğunlukla 60C de 15 dk. hidrojen peroksit ve asetik asit veya sodyum metanitrobenzen sülfonat ve bazen de perboratlar ile yapılır.
   3- Sabunlama: Genellikle 95 C de yaklaşık 10 dk. yapılır ve sonra durulamaya girilir. İplik bobinlerinde iki aşamalı durulama yapılabilir.
   4- Nötralizasyon/Durulama: Oksidasyonun asidik veya nötral olmasına bağlı olarak sabunlanmış mamuller nötral veya asetik asit ile durulanır. Lif içinde sıkıca tutunmuş alkalinin uzaklaştırılması amaçlanır.

SÜREKLİ BOYAMA PROSESLERİ
   En önemli avantajı renk sürekliliği olan mamullerin kısa sürede üretilmesidir. Partilerin uzun metrajlı olması istenir.
   Poliester/ selülozik ve diğer lifler/ selülozik kumaşların açık en boyanmasında makine parçaları emdirme; ön kurutma; kurutma; termosol fırını; emdirme; buharlama; yıkama üniteleri; kurutma’dır.
   A-Pad-Steam (veya Pad-Dry-Steam) Fular-Buhar Prosesi: Çoğu düz selülozik kumaş için uygundur. Önce fularda küp pigmenti dispersiyonu uygulanır. Sonra kurutma yapılır. Daha sonra alkali ve indirgen madde ile fularlamadan sonra buharlamaya girer (leuko-küp anyonu dispersiyonu). Sonra yıkama birimlerinde durulama, oksidasyon, sabunlama ve durulama yapılır.
   B-Wet-On-Wet (Yaş-Üzerine-Yaş) Prosesi: Sadece üzerinde büyük miktarlarda su tutabilen kumaşlar için uygundur. (havalı ve fitilli kadife). Kurutma yapılmaz (migrasyon nedeniyle). Kumaş birinci fularda % 60-70 lüp pigmenti dispersiyonu aldıktan sonra ikinci fulara girer ve % 100-120 yaş alımla buradan çıkar ve buharlayıcıya girer. İki fular arasında çözelti değişimi sorunları vardır. Uygulamada ön kurutma ve kurutma basamakları küp boya pigmentlerinin migrasyon olasılığı nedeniyle kritik öneme sahiptir.
   Normal buharlama süreleri 30-60 sn. arasında ve yüksek sıcaklıkta derişik buharla (hava içermeyen) olmalıdır. Buharlama süresinin uzatılması fikse olmuş boya % sini değiştirmeden görünen renk derinliğini azaltabilir.
   Durulama-oksidasyon-sabunlama-durulama/nötralizasyon ard işlemleri mutlaka yapılmalıdır.
   C-Pad-Jig Prosesleri: Fularda küp boya pigmenti dispersiyonu uygulandıktan sonra diğer bütün işlemler jigger de yapılır.
   D-İndigo ile Kontinü Çözgü Boyama: Çözgü iplikleri emdirme ve hava pasajında bekleme (2 dk.) ile boyanırlar (yaklaşık 6 kez). Her teknede biraz daha fazla leuko-indigo alınır ve hava oksidasyonu yapılır.

KİMYASAL YAPILAR
1.   İndigoid Yapılar (indigo)
2.   Antrakinon Yapı ve Türevleri (antrakinonoid bm)
Bütün antrakinoid küp boyaların yapısı bunların en az beş (bazen 10 tane) aromatik halkaya sahip olmaları ve bunların çoğunun bir arada bulunması ile karakterize edilir. Çoğu küp boya 7-9 halkaya sahiptir.


İyonik çözünürlük grupları ve azot haricindeki ek gruplar nadiren bulunabilir.
    Küp boyalar çoğunlukla suda çözünmeyen pigmentler olarak satılırlar. İstenen parçacık büyüklüğü dağılımını elde etmek için dispersiyon maddesi (çoğunlukla sodyum lignin sülfat) ve/veya diğer anyonik surfaktanlar ile iyi bir öğütme yapılmalıdır. İyi bir küp boya dispersiyonu içindeki parçacıkların % 50’si bir mikron, 1.10 m veya daha küçük parçacık çaplarına sahiptir.
Küp boyarmaddeler pahalıdır, renk gamları sınırlıdır ve uygulama şartları diğer boya ve lifler içerir, her zaman uyumlu değildir.

Hidrosülfit (Sodyum Ditionit) Na2S2O4:
    Hidrosülfitin indirgeme etkisi iyi olmasına rağmen her zaman kararlı bir bileşik değildir. Alkali ortamda sıcaklıkta havanın oksijeni ile çok çabuk bozulur. Boyama sırasında hava ile temas etmemeli boyamadan sonra yüksek sıcaklıkta buharlama yapılacaksa hidrosülfit kullanılmamalıdır. 

    Uzun çözelti oranında, kumaş sirkülasyon sırasında çözelti türbülansı arttıkça bozulmada artar.
    Rongalit HT daha stabil bir indirgendir (basınçlı HT)
    Alkali Sodyum Hidroksit
    Yüksek pH için (pH=12) kuvvetli alkali gerekir.
    Yükseltgen Madde
    H2O2 kesikli proseslerde pH 4-5 te uygulanır, sürekli proseslerde pH 8-9 da uygulanır. Sodyum meta nitrobenzen sülfonik asit (ludigol) ve hava kullanılır (Becerir, B.).

SERT SUYUN NEDEN OLACAĞI SORUNLAR
1.   Daha düşük renk verimi
2.   Boyamada kötü bir tekrarlanabilirlik
3.   Bobin aktarma makinelerinde  boynan malda tozma problemi
4.   İşlem görmüş malın emiciliğinde azalma
5.   Makinelerin kirlenmesi
6.   Bobin boyamadan sonradan   düzgünleşme yeteneğinin düşmesi
7.   Leke oluşumu (Yaman, N.).

İŞLETME SUYU
   Tekstil terbiyesinde kullanılacak olan sudur. Bu suyun da kumaşın kazandığı son görünüm , uygulanan terbiye yöntemlerine ve ekonomiklik durumlara bağlı  kalınmak suretiyle, belirli özelliklere sahip olması istenir. Bu özellikleri şu şekilde belirtmek mümkündür:
   PH: Nötr veya 7-7,5 civarında
   Sertlik (Tüm sertlik): 0 civarında
   Metal iyonları: Özellikle oksidasyon sonucunda  renk veren demir ve  mangan iyonları içermemelidir.


   


Navigasyon

[0] Mesajlar