Boyteks’te Alkali Seçimi Ve Alkalin Kullanımının Avantajları

Giriş

Tekstil terbiye ve boyama işlemlerinde kalite taleplerinin yükselmesinin aksine arz fiyatlarının düşmesi nedeni ile boyamada kaliteyi, maliyet arttırmadan yükseltmek ihtiyacı artmaktadır. Sodanın maliyeti ve neden olduğu problemler nedeni ile soda kullanımından vazgeçerek aşağıdaki problemlere neden olmayan alternatif bir kimyasal arayışı içerisine girdik. Sodadan kaynaklanan problemleri aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz;

  • Dojazlamada pH’ın dozajdan hızlı yükselmesi,
  • Soda sonrası pH’ın yeterli değere yükselememesi,
  • Ayarlanan değerde pH’ın sabit kalmaması,
  • Boya ilavesi ile pH değerinin değişmesi,
  • Soda ilaveinden sonra, renk konrol süresinde rengin açılmaya başlaması,
  • Durulama özelliklerinin kötü olması,
    gibi problemlerden dolayı alternatif bir alkali kimyasal kullanımı ihtiyacımız doğdu. Soda yerine kullanılabilecek alkali kimyasal seçiminde aşağıdaki kriterlere göre seçim yapmaya başladık.
  • İlk dozajla pH yükselmesi,
  • Ortamın ideal pH’a ayarlanması,
  • pH sabitliği, pH’ın sabit kalma süresi ve şartları;
  • Kimyasal dozajına bağlı pH değişimi;
  • Kimyasalın çözünürlüğü ve banyoya verdiği kimyasal kirlilik;
  • Alkalinin yıkama ile pamuktan uzaklaştırılması;
  • Bikarbonat varlığında pH değişimi;
  • Boyarmadde çekimine etkisi;
  • İşletme ekonomisine katkısı;
    Bu kriterler doğrultusunda yaptığımız çalışmalar sonucu Alkalin® isimli kimyasalın istediğimiz değerlere sahip olduğu gözlendi. Çalışmamızda Alkalin®’in işletme şartlarındaki performansı değerlendirildi. Reaktif boyarmaddelerden elde edilen canlı renkler ve çeşitli kombinasyonlara olanak sağlamaları, düzgün boyama yapabilmeleri nedeniyle günümüzde pamuklu ürünlerin boyanmasında en fazla tercih edilen boyarmadde grubudurlar.

Tabiiki reaktif boyarmaddelerle boyama prosesinde kullanılan yardımcılar da gelişmektedir. Özellikle soda kullanılarak yapılan boyamalarda bir takım sorunların yaşanması ile buna alternatif yardımcılar geliştirilmek istenmektedir. Bu çalışmada da bu amaçla üretilen alternatif kimyasallar incelenerek özel bir kimyasalın soda ile performans karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışmada soda yerine kullanılacak alkali kimyasalların hangi kriterlere göre değerlendirilerek kullanılabileceği, Alkalin®, soda ve benzeri bir kimyasalın bu kriterlere göre verdiği sonuç belirtilmiştir.

Bu çalışma üç bölümden oluşmaktadır.
A) Kullanılacak alkalilerin sahip olması gereken asgari standartlar,
B) Alkalin ve Sodanın Bu satandartlardaki Değerleri
C) Alkalin®’in İşletme Performansı

A) ALKALİ SEÇİM KRİTERLERİMİZ

Reaktif Boyamada Alkali Olarak Kullanılacak Kimyasalların Uyması Gereken Standartlar

İlk dozajla pH yükselmesi: pH dozaj ile paralel yükselmeli.

Reaktif boyamayı verimli ve düzenli yapabilmemiz için pH’ın dozajla birlikte lineer olarak yükseltilmelidir. Bu nedenle soda vb alkali kimyasal, ortama verildiğinde pH lineer yükselmelidir. Beklentimiz pH’ı alkali dozajı ile paralel yükseltmemizdir.

Ortamın ideal pH’a ayarlanması; kimyasal dozajı ile pH = 11’e ayarlanabilmeli,

Boyar maddelerin fiksasyonunun yüksek verimle olması için pH = 11 olması gerekir. Bu nedenle ortamın pH’ı alkali kimyasal pH=11’e ayarlanabilmelidir.

pH sabitliği; Ortamın pH’ı boyama süresince, ayarlanan ideal pH’ta sabit kalmalıdır,

Boyarmaddelerin etkin ve verimli fiksasyonu için pH ideal değere ayarlanabilmeli ve bu değerde sabit kalmalıdır. pH düşmesi fiskeyi azalttığı için çekim ve fiske azalır.

pH’ın sabit kalma süresi ve şartları; İdeal bekleme süresi aşıldığında veya ortama boya ilavesi yapıldığında pH sabit kalmalıdır.

Boyamada bazen migrasyon yapma ihtiyacı duyduğumuzdan (10 dak. – 90 oC) migrasyon şartlarında pH değişimi olmamalıdır.

Kimyasal dozajına bağlı pH değişimi; Alkali kimyasalın en az %50’si dozajlandıktan sonra pH ideal değere ayarlanabilmelidir.

Kritik pH aralığı (pH=6 – 9,5 aralığı) lineer olarak geçilmelidir. pH yükselmesi dozaja bağlı olmalıdır. Fakat kimyasalın en az % 50’si dozajlanmadan pH ideal değere gelmemelidir.

Çünkü dozajlama ortalama 30 dakikada yapılmaktadır. % 50 dozaj genellikle 15 dakikada olduğundan %50’den az kimyasal ile pH ideal değere geldiğinde, boyarmadde çekimi hızla başlamış olur. İdeal durumda kimyasal % 75-80 oranında dozajlanmadan pH=11 olmamalıdır.

Kimyasalın çözünürlüğü; kimyasal en az su miktarı ile çözülüp banyoya verilebilmelidir.

Alkali kimyasalların banyoya verilmesi için çözülmesi gerekir. Toplam flotte oranının boyamaya başlarken uygun olması, kimyasal çözülmesi için ayrılan su miktarının azlığı idealdir. Bu nedenle kimyasal ne kadar az suda ve sürede çözülürse boyama üzerindeki olumsuz etkisi o kadar az olmaktadır.

Banyoya verdiği kimyasal kirlilik; ideal boyama için, kimyasal yoğunluk en alt düzeyde olmalıdır.

İdeal boyama en düşük kimyasal/su oranı ile gerçekleşir. Kimyasalın aktif maddesi yanında taşıyabildiği katkı veya safsızlıklar boyamayı etkilememelidir.

Alkalinin yıkama ile pamuktan uzaklaştırılması; Nötralizasyon sonrası alkali kimyasalın pamuktan uzaklaştırılması en az yıkama ile yapılmalıdır.

Bikarbonat varlığında pH değişimi; bikarbonat oranı yükseldiğinde kimyasalın pH üzerindeki etkisi değişmemelidir.

Kimyasalın belirtilen diğer standartlarda verdiği sonuçlar bikarbonat yükseldiğinde değişmemelidir.

Boyarmadde çekimine etkisi; soda ile büyük fark oluşturmamalıdır.

BOYTEKS olarak daha önce oluşturduğumuz boya reçetesi arşivinden yararlanmayı sürdürebilmemiz için soda ile çekimde bir fark oluşturmamalıdır.

İşletme ekonomisine katkısı;
o Stok durumu,
o Reçetedeki ortalama maliyeti,
o Sevkıyatı ve depolaması,
o Sipariş sonrası teslim süresi,
o Kullanım kolaylığı,

B) KRİTERLERİMİZE GÖRE SODANIN PERFORMANSI

İlk dozajla pH yükselmesi: pH dozaj ile paralel yükselmeli.
Sodanın ortama ilavesi ile pH hızla yükselir.

Ortamın ideal pH’a ayarlanması; kimyasal dozajı ile pH = 11’e ayarlanabilmeli,
Soda ile pH=11’e ayarlanamamaktadır.

pH sabitliği; Ortamın pH’ı boyama süresince, ayarlanan ideal pH’ta sabit kalmalıdır,
Çalışmalarımızda ortamın pH değeri ideal değere ayarlanamamaktadır. Boyama süresince bu değerde pH sabit kalmayarak düşmektedir.

pH’ın sabit kalma süresi ve şartları; İdeal bekleme süresi aşıldığında veya ortama boya ilavesi yapıldığında pH sabit kalmalıdır.
Sıcaklık yükselmesi ve boya ilavelerinde pH düşmektedir.

Kimyasal dozajına bağlı pH değişimi; Alkali kimyasalın en az %50’si dozajlandıktan sonra pH ideal değere ayarlanabilmelidir.
% 20 Soda ilavesi ile kritik pH aralığı (pH=6 – 9,5 aralığı) aşılmaktadır.

Kimyasalın çözünürlüğü; kimyasal en az su miktarı ile çözülüp banyoya verilebilmelidir.

Soda işletmede genellikle 1/10 oranında su ile çözülür. Otomasyonlu sistemlerde 1/5 oranında suda çözülür. Örneğin 100 kg pamuk boyamak için gerekli Soda 20 kg dır. Bu miktarın çözülmesi ortalama 200 lt su ile ayrılır. (Otomasyonda min. 100 Kg)

Bu nedenle soda çözmek için başlangıç flottesi %20 az alınır.

Banyoya verdiği kimyasal kirlilik; ideal boyama için, kimyasal yoğunluk en alt düzeyde olmalıdır.
Soda ortalama 20 g/l den kullanılır. Bu nedenle renkler mat ve kirli görünür.

Alkalinin yıkama ile pamuktan uzaklaştırılması; Nötralizasyon sonrası alkali kimyasalın pamuktan uzaklaştırılması en az yıkama ile yapılmalıdır.
Soda, boyamada kullanılan yardımcılar içerisinde en zor çözünen ve pamuktan en zor ayrılan kimyasaldır. Bu hem nötralizasyonda fazla asit kullanımına (ortalama 1 g/l asetik asit ) neden olduğundan, hemde durulamalarda ve yıkamalarda olumsuz etkiye sahiptir.

Soda ile hidroliz olmuş boyarmaddeler pamuk üzerine yapışmaktadır. Bu kirliliğin boyama sonrası pamuktan uzaklaştırılması için, koyu renklerde (% > 6) genel olarak aşağıdaki psoses izlenmektedir.

Nötralizasyon,

  • Sıcak Yıkama (80oC – 10 dk)
  • Sabunlama, (90oC – 10 dk)
  • Sıcak Yıkama (80oC – 10 dk)
  • Sabunlama, (90oC – 10 dk)
  • Sıcak Yıkama (80oC – 10 dk)
  • Soğuk Durulama

Bu işlemler zaman ve maliyet açısından uygun değildir.

Bikarbonat varlığında pH değişimi; bikarbonat oranı yükseldiğinde kimyasalın pH üzerindeki etkisi değişmemelidir.
200 ppm’den yüksek bikarbonat oranlarında, Soda ile pH yükseltmek zorlaşır.
pH lineer olarak artmaz,
pH ayarlanan değerde sabit kalmayarak düşer,

Boyarmadde çekimine etkisi; soda ile büyük fark oluşturmamalıdır.
Soda ile boyama verimi standart kabul edilmektedir.

İşletme ekonomisine katkısı;
Günlük 5 ton koyu renk pamuk boyayan bir boyahanenin ortalama değerleri referans alınırsa;

Stok durumu :Haftalık 6 ton,
Reçetedeki ortalama maliyeti (20 g/l) :
Sipariş sonrası teslim süresi :Bir hafta,
Kullanım kolaylığı :Ağır işçiliği vardır.

C) KRİTERLERİMİZE GÖRE ALKALIN®’IN PERFORMANSI

İlk dozajla pH yükselmesi: pH dozaj ile paralel yükselmeli.
Alkalin’nin ilk dozajı ile pH ani yükselmez. Dozaj ile paralel bir lineerlikte pH yükselir.

Ortamın ideal pH’a ayarlanması; kimyasal dozajı ile pH = 11’e ayarlanabilmeli,
Alkalin dozajı ile pH=11’e ayarlanabilmektedir.

pH sabitliği; Ortamın pH’ı boyama süresince, ayarlanan ideal pH’ta sabit kalmalıdır,
Ortamın pH’ı boyama süresince sabit kalmaktadır.

pH’ın sabit kalma süresi ve şartları; İdeal bekleme süresi aşıldığında veya ortama boya ilavesi yapıldığında pH sabit kalmalıdır.
Ortama farklı bir kimyasal ilave edilmeksizin ortamın pH değeri, bütün sıcaklık değişimlerinde ve uzun bekleme sürelerinde sabit kalmaktadır.

Kimyasal dozajına bağlı pH değişimi; Alkali kimyasalın en az %50’si dozajlandıktan sonra pH ideal değere ayarlanabilmelidir.
Ortamın pH değerinin kritik aralığı geçmesi için en az %60 Alkalin® ilavesi gereklidir.

Kimyasalın çözünürlüğü; kimyasal en az su miktarı ile çözülüp banyoya verilebilmelidir.
Alkalin®
1/15 – 1/20 arasında çözülerek banyoya verilebilir. 100 kg pamuk boyamada en fazla 30 – 40 litre boya flottesi başlangıçta konulmamaktadır.

Banyoya verdiği kimyasal kirlilik; ideal boyama için, kimyasal yoğunluk en alt düzeyde olmalıdır.
Alkalin®
’in ortama verdiği yoğunluk bir iyon tutucu ayarındadır. En fazla 2,2 g/l kullanıldığı için verdiği kimyasal yoğunluk en az seviyededir. Alkalin® çözeltisi berraktır ve bulanıklık oluşturmaz.

Alkalinin yıkama ile pamuktan uzaklaştırılması; Nötralizasyon sonrası alkali kimyasalın pamuktan uzaklaştırılması en az yıkama ile yapılmalıdır.
Alkalin ile boyamada hidroliz olmuş boyarmaddeler pamuktan kolayca uzaklaştırılmaktadır. Koyu renklerde (% > 6) genel olarak aşağıdaki psoses izlenmektedir.

Nötralizasyon,

  • Sıcak Yıkama (80oC – 10 dk)
  • Sabunlama, (90oC – 10 dk)
  • Sıcak Yıkama (80oC – 10 dk)
  • Soğuk Durulama

Bikarbonat varlığında pH değişimi; bikarbonat oranı yükseldiğinde kimyasalın pH üzerindeki etkisi değişmemelidir.
Alkalin®
ile yapılan boyamalarda doğal bikarbonat kaynaklı bir pH düşüklüğü olmamaktadır.

Boyarmadde çekimine etkisi; soda ile büyük fark oluşturmamalıdır.
Soda ile yapılmış boya reçeteleri, Alkalin® ile yapıldığında, verimde bir farklılık olmamaktadır.

İşletme ekonomisine katkısı;
Günlük 5 ton koyu renk pamuk boyayan bir boyahanenin ortalama değerleri referans alınırsa;

Stok durumu :Haftalık 660 kg
Reçetedeki ortalama maliyeti (20 g/l) :
Sipariş sonrası teslim süresi :24 saat
Kullanım kolaylığı :İyon tutucu ile aynı

D) SONUÇ

Kriterler Soda Alkalin®
İlk dozajla pH yükselmesi pH ani yükselir pH lineer yükselir
Ortamın ideal pH’a ayarlanması pH=11’e yükselmez pH=11’e yükselir
pH sabitliği DeğişirSabittir
pH’ın sabit kalma süresi ve şartları DeğişirSabittir
Kimyasal dozajına bağlı pH değişimi
(Kritik Aralık)
%15 Soda ilavesi ile geçilir.%70 Alkalin ilavesi ile geçilir.
Kimyasalın çözünürlüğü %20 flottede çözünür % 4 flottede çözünür
Banyoya verdiği kimyasal kirlilik 20 g/l 2,2 g/l
Yıkama ile pamuktan uzaklaştırılması Normal İki sıcak yıkama yapılmaz
Bikarbonat varlığında pH değişimi 200 ppm den sonra etkilenir. Etkilenmiyor.
Boyarmadde çekimine etkisi Standart Soda ile aynıdır.
İşletme ekonomisine katkısı;
– Stok durumuHaftalık 6 Ton Haftalık 660 Kg
– Reçetedeki ortalama maliyeti
– Sipariş sonrası teslim süresi, Bir hafta 24 SaatBir hafta24 Saat
– Kullanım kolaylığı, Ağır işçilik İyon tutucu ile aynıAğır işçilikİyon tutucu ile aynı

Sinan İPEKTEN (1) Yard. Doç. Dr. Adem ÇINARLI (2), Gökhan ÇAYLI (3) 
(1) Boyteks Tekstil Sanayi ve Ticaret Ltd. Şti.
(2) İ.Ü. Mühendislik Fakültesi Kimya Bölümü
(3) Boğaziçi Üniversitesi Kimya Bölümü

Kaynaklar
Trotman, E. R., Dyeing and Chemical Technology of Textile Fiber. Charles Griffin Comp. Ltd. 1975.
Özcan, Y., Tekstil Elyaf ve Boyama Tekniği. İst. Ünv. Yayınları 1978.
Peters R.H., “Textile Chemistry” 1975, NEWYORK
Scroll to Top