Prof. Dr. Abbas YURDAKUL Doç. Dr. Tülin ÖKTEM Yrd. Doç. Dr. Perrin KUMBASAR

BOYAMA İŞLEMLERİNDEN SONRA KULLANILAN TEKSTİL KİMYASALLARININ VE DİĞER

TERBİYE İŞLEMLERİNİN HASLIK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİLERİ

Prof. Dr. Abbas YURDAKULDoç. Dr. Tülin ÖKTEM Yrd. Doç. Dr. Perrin KUMBASARAr. Gör. Aslı KORKMAZ Ar. Gör. Rıza ATAVTek. Müh. Arzu ARABACI

Değişen ve gelişen dünyamızda insanların beklentileri, diğer bütün alanlarda olduğu gibi tekstil sektöründe de artmaktadır.

Tekstil terbiye üretiminde ekolojik, ekonomik ve haslık kriterleri bu beklentilerin başında gelmektedir.

Özellikle tüketici açısından yıkama, sürtme, ışık, ışık-ter haslığı vb. gibi kullanım haslıklarının yüksek olması istenmektedir.

Boyama sonrası kullanılan tekstil kimyasallarının ve bitim işlemlerinin haslık değerleri üzerindeki etkisi önem kazanmaktadır.

YUMUŞATICILAR

Ön terbiye işlemleri sonucu, elyafın yapısında bulunan mum, yağ vb. maddelerin uzaklaştırılması nedeniyle kaybedilen doğal yumuşak tutumun tekrar kazandırılması işlemine "yumuşatma” denilmektedir.

Pratik olarak hiçbir tekstil mamulü yumuşatıcı madde ile işlem görmeden üretilmemektedir.

YUMUŞATICI MADDELERİN ETKİLERİ

Tekstil mamulünün kullanım özelliklerini arttırmak, Tekstil mamulüne yumuşak, akıcı, kaygan, hacimli

yapı kazandırmak, Kumaşın hidrofillik, elastikiyet, dikilebilirlik,

antistatiklik, sürtme dayanımı vb. teknolojik özelliklerini geliştirmek,

Sentetik liflere doğal bir tutum ve giyim konforu kazandırmak,

Proses yardımcısı olarak görev yapmak,

şeklinde özetlenebilmektedir.

Yumuşatıcı maddelerin yapıları

%15-25 Asıl etkili madde (Yağ asidi kondenzasyon

ürünleri)

+

Noniyonik emülgatör veya noniyonik dispergir madde

+

Özel katkı maddeleri (Yağasidi esterleri

veya mumları)

Yumuşatıcıların Sınıflandırılması

Katyonik yumuşatıcılar Anyonik yumuşatıcılar Noniyonik yumuşatıcılar Silikonlu yumuşatıcılar Özel yumuşatıcılar

Katyonik Yumuşatıcılar Katyonik yumuşatıcılar, iyi yumuşatıcı etkisine

sahip olmaları nedeniyle evlerde ve endüstride büyük kullanım alanı bulmaktadır.

Primer amin tuzları Tersiyer amin tuzları Qurterner amonyum tuzları Amino amid tuzları İmidazolin tuzları Aminoester tuzları (Ester Quartlar)

Anyonik Yumuşatıcılar

Genel olarak yağ asidi kondenzasyon bileşiklerinin sülfatlanması veya fosfatlanması ile elde edilmektedir.

Alkil aril sülfonatlar Alkil sülfatlar Sülfatlanmış veya sülfonlanmış amidler Alkil eter sülfatlar

Non-İyonik Yumuşatıcılar

Non-iyonik yumuşatıcılar etkili substantifliğe sahip değildir.

Genellikle emdirme yöntemine göre aktarılmakla beraber, özellikle beyaz mamullerde çektirme yöntemine göre kullanılmaktadır.

Non-iyonikler genellikle polietilen ve parafin mumu esaslıdır.

Silikonlar

Silikonlar tekstil mamullerine sadece yumuşaklık, parlaklık ve kayganlık değil, ayrıca elastikiyet, dikiş kolaylığı ve dolgunluk da kazandırmaktadır.

Silikonların bu özellikleri genellikle kalıcı olmaktadır.

Fonksiyonel Grup İçermeyen Polidimetilsiloksan Bileşiklerinin Elde Edilişi

Cl Si

CH3

CH3

Cl

H3C Si

CH3

CH3

Cl

HO Si

CH3

CH3

OH

H3C Si

CH3

CH3

OH

Si O

CH3

H3C

CH3

Si

CH3

CH3

O

n

Si

CH3

CH3

CH3

Polidimetilsiloksan (PDMS)

SiO2 Si

Kum Silikon Metilklorosilan Metilhidroksisilan

Aminofonksiyonel organopolisiloksanlar (1R=C3H6NH2, 2 R= C3H6NHC2H4NH2)

Si O

CH3

CH3

Si

CH3

O Si

CH3

O Si

CH3

CH3

O Si

CH3

CH3

X

CH3

n m

X

R

X

X = - CH3, - OH, - OCH3, - OC2H5 olabilmektedir.

CH3

CH3

X Si O

CH3

CH3

OSi OSi

CH3

Rx

X

CH3

CH3

Siy

Diamino modifiye Polidimetilsiloksanın selüloz liflerine yerleşimi

~ 1100

~ 1440

CC

SiSi

H3C-O-CH3

H3Si-O-SiH3

O

O

Silikon Yumuşatıcıların Genel Özellikleri

Yumuşatıcı seçimine bağlı olarak pilling oluşumunu azaltırlar. (Örneğin çapraz bağ yapan reaktif amino silikonlar pilling eğilimini önemli ölçüde azaltırlar.)

Kuru ve yaş buruşmazlığı iyileştirdikleri için yıkama ve giyim performansını arttırırlar.

Silikonla işlem görmüş kumaşlar optik etki nedeniyle daha koyu görünür.

Kumaşa daha düzgün yüzey kazandırdıkları ve kısmen de daha koyu görünmelerine neden oldukları için parlaklığı arttırırlar.

Silikon yumuşatıcılarda, amin içeriği, zincir uzunluğu veya viskozitenin artmasıyla,

daha hidrofob ancak daha iyi yumuşaklığa sahip kumaşlar elde edilmektedir.

Amin grubu sayısının yetersiz veya aşırı olması durumunda ise istenen tutum sağlanamamaktadır.

Bu nedenle optimum amin içeriği önemlidir.

Zayıf polimer-lif etkileşimi Düşük amin içeriği

Optimum amin içeriği Aşırı amin içeriği

Yumuşatıcının amin içeriğine bağlı olarak selüloz ile etkileşimi

Selüloz

Selüloz

Selüloz

Selüloz

Tekstil sanayinde bugün için makroemülsiyon, mikroemülsiyon ve hidrofil silikon yumuşatıcılar yaygın şekilde kullanılmaktadır.

Mikroemülsiyonlar düşük molekül büyüklükleri sayesinde lif içerisine kadar nüfuz edebilmekte ve son derece düzgün bir madde dağılımı ortaya çıkmaktadır.

Makroemülsiyon halindeki silikon yumuşatıcılar, parçacıkların büyük olması nedeniyle lifin üst yüzeyinde kalmakta ve belli bir üst yüzey yumuşaklığı sağlamaktadır.

Silikon makro- ve mikro-emülsiyonları

Silikon makroemülsiyonu Parçacık büyüklüğü >120nm

Silikon mikroemülsiyonu Parçacık büyüklüğü < 50nm

Hidrofil Silikon Yumuşatıcılar Hidrofil silikonlar, suda çözünebilmekte veya

suda disperse olabilmektedir. Diğer silikonlar kadar pH’a hassas değildir, Kesme kuvvetlerine karşı dayanıklıdır.

Hidrofil Silikonların Avantajları

Hidrofilözellikler

BaskıyapılabilirlikBoyanabilirlik

Sudaçözünebilirlik

Su buharıgeçirgenliği

Stabilbanyolar

Renk düzeltmeimkanı

Üzerine baskıyapılabilme imkanı

İyi antistatiközellikler

Artırılmış üretimhızı

Artırılmış giyimrahatlığı

Özel Yumuşatıcılar Amfoter Yumuşatıcılar

(Kullanım alanları hijyen ve havlu mamullerdir.)

Pseudo Katyonik Yumuşatıcılar

(Beyaz kumaşlar için tercih edilmektedir.) Çok Fonksiyonlu Yumuşatıcılar

Yumuşatıcılarda pH’ın Tutum Üzerine Etkisi

Yumuşatıcı alımının ve dolayısıyla kumaş tutumunun en iyi olduğu pH, amin gruplarının iyonizasyonunun maksimum olduğu 5-5,5’dur.

Bu pH’ın altına düşüldüğünde verim azalmaktadır. pH 8 civarında ortam bazik olduğu için amid formundaki

yumuşatıcı asetik asit ve amin verecek şekilde hidrolize olmaktadır.

Bu nedenle en düşük verim bazik ortamda elde edilmekte ve özellikle silikon esaslı yumuşatıcılarda bazik ortamda emülsiyon kırılmaları ortaya çıkacağından kumaş üzerinde lekeler oluşmaktadır.

Yumuşatıcı Molekülünün Selüloza Afinitesi

CH 3

N

CH 3

H2CH2CH2CNH

C

O

R H

CH 3

N

CH 3

H2CH2CH2CNH

C

O

R

X

HO

OH

H

HO

H

H

OHH

O

O

O

H

H

HO

H

H

OHHO

O

OH

H

HO

H

H

OHH

OH

O

AfiniteyokYüksek afinite

pH 5.0 pH 5.0 pH 8.0pH 8.0

Yumuşaklığa pH’ın Etkisi

pH 4.2 pH 5.2 pH 6.2 pH 8.4

Tutum

FİKSATÖRLER

Katyonik Ard İşlemler

Yüksek yıkama haslığı, Üretim ve yaş bekletme sırasında beyazlığın korunması, Yıkama pasajlarının azalması nedeniyle su ve enerji

tasarrufu, Yıkama ünitelerinde kapasite artışı

sağlamaktadır.Ancak Kullanılan boyarmaddenin kimyasal yapısına bağlı olarak

renk değişmelerine neden olabilmektedir.

Eskiden kullanılan katyonaktif ard işlem maddeleri genellikle formaldehit kondenzasyon ürünü olan disiyan tipi fiksatörlerdir.

Ucuzdur, ter ve klor haslığı orta düzeyde, ışık haslığı ise düşüktür.

Yüksek renk değişimi (Yetersiz parlaklık) Formalin kalıntısı bırakmaktadır.

*H2N

H2C N C

HN

H2C *

NH

C N

n

+ An -

Katyonaktif Ard İşlem Maddeleri

Piyasada Bulunan Ard İşlem Maddeleri Poliiyonlar Poliheteroçiklikler Polialkilenpoliaminler

olarak üçe ayrılmıştır.

Fiksatör Tiplerinin Tekrarlayan Birim Üniteleri

* N (CH2)m *

CH2

CH2

n

Poliiyon

* CH2

CH CH

H2C CH2

NCH3H3C

CH2 *

n Cl

n Cl

n

Poliheteroçiklik

Polialkilenpoliamin* C

HN

NH2

C N

N

CH2

CH2

(C C NH)m n Cl*

n

H

H

H

H

Poliiyonlar lineer kuarterner poliaminler olup (+) yükü molekül ekseninde taşımaktadır.

Yükler arasındaki alkil grubunun uzunluğuna ve azot atomuna bağlı alkil grubunun cinsine göre fiksatörlerin etkinliği değişmektedir.

Polihetoroçiklik yapıdakilerde ise (+) yükler molekül zincirinin yanında bulunmaktadır

Bu yükler tekrarlayan yapı elementlerinin molekül ekseni boyunca döndürülmesiyle birbirinden mümkün olduğunca ayrılmaktadır.

Polialkilenaminler, bir yandan alkilamin grupları diğer yandan hetoroçiklik ve diğer yapı elementleri de içermektedir.

Fiksatörlerin Bağlanma Mekanizmaları

Boyama işlemleri sonrasında fiksatör uygulamalarında esas prensip yaş haslıkları iyileştirmektir.

Sonuç olarak fiksaj maddeleri boyarmadde moleküllerinin suda çözünürlük sağlayan gruplarını bloke etmektedir.

Ancak bu olumlu özelliklerinin yanında renk tonunda değişiklik, ışık haslığında düşüş ve kumaş tutumunda sertleşme gibi sakıncaları da beraberinde getirmektedir.