PAD-BATCH YÖNTEMİ İLE BOYAMA

Pad-Batch Yöntemi Nedir

Emdirme yöntemi esas olarak kumaşın bir tekne (fulard) içerisinde çok kısa süre ve kısa flotte oranında boyar madde çözeltisiyle muamele edilmesi ve ardından sıkılması esasına dayanan bir boyama yöntemidir.

Fulardda terbiye maddesi emdirilen kumaşlar daha sonra fikse ve yıkama gibi tamamlayıcı işlemlerden geçer. Emdirme için kullanılan makine fularddır. Bilindiği gibi fulard, içerisinde flottenin bulunduğu bir fulard ve sıkma silindirlerinden oluşur. Bir fulard boyar madde cinsine ve boyama metoduna göre başka makinelerle kombine edilerek kullanılabilir.

Bu aplikasyon yönteminde emdirme süresi son derece kısadır. Emdirme yöntemine göre boyamada kumaş tarafından alınan flotte çok önemlidir ve alınan flotte miktarının etkileyen başlıca faktörler şunlardır:

• Sıkma silindirinin basıncı
• Kumaşın lif cinsi ve doku yapısı
• Kumaşın gördüğü ön terbiye işlemleri
• Kumaş geçiş hızı
• Flotte sıcaklığı
• Emdirmede kullanılan yardımcı maddeler

Emdirme yönteminde kullanılan fulardların flotte hacmi, çektirme yönteminde kullanılan makinelerin flotte hacmine göre oldukça küçüktür. Bu sayede flottenin kısa sürede yenilenmesi sağlanarak konsantrasyon farkının oluşması önlenir. Fulardaki flotte konsantrasyonunun zamanla değişikliğe uğramasını önlemek için bu yöntemde, tekstil mamulüne karşı düşük substantiflikleri olan terbiye maddeleri kullanılır. Böylece düzgün bir boyama efekti elde edilir. Substantiflik, flotte içerisinde çözünmüş veya homojen olarak dağılmış durumda bulunan terbiye maddesinin tekstil mamulü tarafından çekilip alınma, onunla reaksiyona girme isteğinin fazla olmasıdır.

Substantifliği fazla olan terbiye maddeleri kullanılırsa, kumaşta baş-son renk farklılığı (boyamanın, emdirme yöntemiyle yapıldığı durumlarda, kumaş uzunluğu boyunca, derece derece görülen renk değişmesi) ortaya çıkar.
Emdirme yöntemine göre çalışmada düzgün bir boyama efekti için sıkma silindirlerinin tüm kumaş eninde ve her noktada eşit bir şekilde sıkma uygulaması gereklidir. İyi bir sıkma, özellikle boyamalarda hem elde edilen boyamanın haslığının yüksek olmasını hem de terbiye flottesinin materyal üzerine yeteri kadar alınmasını sağlar.

Emdirme sistemi yarı kesikli (yarı kontinü) ve kesiksiz (kontinü) olmak üzere iki şekilde uygulanır. Emdirme sonrası terbiye işleminin kontinü olarak devam etmediği, belirli bir bekletme süresinin veya ayrı bir fiksaj işleminin gerekli olduğu yöntemlere yarı kesikli yöntemler denir. Uzun metrajlardaki kumaşların boyama işleminin kesiksiz, sürekli olarak yapıldığı, boyanan kumaşın fıkse edildiği ve yıkanıp kurutulduğu yöntemlere de kesiksiz (kontinü) yöntemler denir.

Pad-batch yarı kesikli bir yöntemdir ve emdirme-soğuk bekletme olarak da adlandırılır. Pad-batch yönteminde dikkat edilmesi gereken en önemli faktörler; flotte sıcaklığı, mamul geçiş hızı, mamul cinsi ve alınan flotte (pick-up değeri) oranıdır.
Diğer terbiye yöntemleriyle karşılaştırıldığında en az makine gereksinimi duyulan yöntemlerden biridir. Emdirme fulardı, sıkma silindirleri, rolik sarma düzeneği pad-batch makinesini oluşturur

Temel olarak pad-batch yönteminin uygulanmasında işlem adımları şunlardır:

• Tekstil materyali terbiye maddesi veya boyar madde flottesi ile açık ende emdirilir.
• Emdirilen tekstil materyali, bir levende düzgün bir şekilde sarılır.
• Levendin üzeri hava geçirmeyecek şekilde plastik bir örtüyle örtülür.
• Örtülen kumaş sargısı sürekli döndürülerek 20–30 °C’de 2–24 saat süreyle bekletilir.
• Bekletme süresinin sonunda, yıkama işlemi yapılır

Pad-batch çeşitli terbiye makinelerine monte edilmiş fulardlarda (özellikle ön terbiye işlemlerinde) emdirme yapılarak da uygulanabilir. Örneğin yakma makinelerinin çıkışında bulunan fulard teknesinde, yakma yapılmış kumaşa haşıl sökme flottesi emdirilir. Kontinü tesislerde bulunan fulard düzeneğinde de emdirme yapılabilir. Emdirme sonrası işlemlere pad-batch uygulamasının diğer adımları ile devam edilir. Son yıllarda kontinü tesisler daha yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.

Emdirme-soğuk bekletme yöntemiyle örme mamullerin terbiyesi de mümkündür. Ancak örme mamul emdirme sonrasında delikli leventlere sarılarak bekletilir. Bunun nedeni, bu mamullerin ard işlemlerinin kontinü yapılamamasıdır. Delikli leventteki örme mamul, bekletme süresi sonunda aynı levent üzerinde, içerisinden flotte sirküle edilerek yıkanır. Böylece örme mamul, gerilim uygulanmadığından ilmek ve yüzey deformasyonu oluşmadan boyanmış olur

Pad-Batch Yönteminin Tercih Edilme Sebepleri

Pad-batch yönteminin kullanımı aşağıdaki nedenlerden dolayı oldukça yaygındır.

• Az makine parkuruna ihtiyaç duyulması
• Enerji giderlerinin düşüklüğü

Az makine kullanılması yöntemin uygulanmasını kolaylaştırmaktadır. İşlem soğukta uygulandığı için de enerji giderlerinde büyük tasarruf sağlanmaktadır. Uzun metrajlardaki partilerin ve gramajı yüksek materyallerin (peluş ve havlu kumaş gibi) terbiyesi için uygun bir yöntemdir. Özellikle reaktif boyar maddelerle selülozik elyafın boyanmasında yaygın olarak kullanılır.

Önemli avantajlarının yanında göz ardı edilmeyecek dezavantajları da vardır. Bunlar;

• İşlem süresi uzun olduğundan kumaş işletmede uzun süre kalır.
• Tekstil yardımcı maddesi tüketimi fazladır.
• Renk tutturma ve partiler arası nüans farklılıkları, uzun bekletme sürelerinden sonra kontrol edilebilir.
• Terbiye laboratuvarında işletme için yapılacak denemelerde de uzun bekletme süreleri gereklidir

Pad-Batch Yöntemine Uygun Boyar Madde Seçimi

Emdirme yöntemiyle çalışılan tüm proseslerde olduğu gibi pad-batch yönteminde kullanılan yardımcı madde ya da boyar maddelerin tekstil mamulüne olan afiniteleri düşük olması gerekir. Böylece, tekstil mamulü tarafından alınan flotte konsantrasyonu ile küvette kalan flotte konsantrasyonu aynı kalır. Aksi durum söz konusu olursa küvette kalan flotte konsantrasyonu gittikçe düşer ve mamulde baş son farklılıkları oluşur. Yani; partinin ilk boyanan baş kısımları koyu, son kısmı ise açık renkte boyanır.

Proses itibarı ile son derece basit ve ekonomik olarak görülen bu boyama yöntemi yine bu nedenden dolayı reaktif boyamada sıkça kullanılan bir boyama sistemidir. En büyük zorluğu boyama sonucunun belirli bir bekletme süresinden sonra elde edilmesidir. Bu süre kullanılan boyar madde cinsine ve emdirme sıcaklığına bağlı 8 saat ile 36 saat arasında değişmektedir. Boyama işleminden sonra çok fazla ilave yapma şansı olamadığı için mutlaka boyamayı birebir doğrulayabilecek bir ön çalışma sisteminin kurulması faydalıdır. Pad-batch yöntemi ile boyama yapılırken yüksek reaktivite özelliği olan boyar madde grupları kullanılır. Bu yöntem, bütün renk şiddetlerine uygulanabilir.

Boya Banyosunda Kullanılan Kimyasal Maddeler ve Görevleri

Pad-batch yöntemi boyamada ve çeşitli ön terbiye uygulamalarında kullanılabilir. Yapılacak terbiye işlemine göre ve genel amaçlı kullanılan kimyasal maddeler ve görevleri aşağıda sıralanmıştır:

Genel amaçlı kullanılan kimyasal maddeler:

Islatıcı : Tekstil materyalinin kısa sürede ve homojen ıslanmasına yardımcı olur.
Kompleks bağlayıcı : Kompleks tutucuların kullanım amacı, kumaş, su ve tuzda bulunan, Ca, Mg, Fe, Cu ve diğer metalleri, kimyasal kompleks yaparak bağlamak ve daha da önemlisi dispers hâlde tutmaktır.
Beyazlatma
Peroksit stabilizatörü : H2O2 in bir kısmı ağartma reaksiyonları dışında kendi kendine parçalanır. Peroksit iyonları çok dayanıksız olduğundan ağartma esnasında çok çabukaktif oksijen oluşur. Bu şekilde parçalanan H2O2 ağartmaya katılmadığından bir kayıptır ve parçalanma hızlı olduğu takdirde liflere de zarar verir. Bu nedenle bu reaksiyonun önlenmesi veya yavaşlatılması gerekir. Stabilizatör kullanmanın amacı bu parçalanmanın engellenmesidir.
Peroksit gidericiler : Peroksit kalıntılarını gidermek için kullanılır.
Hidrojen peroksit (H2O2) :Ağartma maddesi olarak kullanılır.
Haşıl sökme
Enzim : Suda erimeyen nişasta haşılını parçalayarak suda eriyen glukoza dönüştürür.
Boyama
Üre : Boyanın erimesini artırmak için ve boya banyosunun sıcaklığının düşürülmesi için kullanılır.
Emdirme maddesi : Örgü kumaş, viskon veya sıkı dokunmuş kumaşlarda, pick-up’ı (kumaş tarafından alınan flotte) artırmak için kullanılır.
Migrasyon önleyici : Boyar madde moleküllerinin yer değiştirmesini engellemek için kullnılır.
Alkali (kostik, kostik+silikat ya da kostik+soda): Ortamın pH’ ını ayarlar. Boyar maddenin elyaf ile kimyasal bağ yapmasını sağlar.
Tuz : Boyar maddenin lif üzerinde homojen dağılımını ve banyonun tuz konsantrasyonunu yükselterek boyar madde moleküllerinin kumaşa yönlenmesini sağlar

Fulard Sıcaklığı ve Önemi

Pad-batch yönteminde işlem soğukta yapılmaktadır. İşletme sıcaklığında, yaklaşık 20 C olarak uygulanır. Fulard teknesindeki flottenin sıcaklığı emdirme işlemi boyunca yükselmemelidir. Sıcaklık artışı özellikle boyamada önemli sorunlara neden olur (renk tutmaması, abraj, boya kusması vb.). Emdirme-soğukta bekletme ile boyamada reaktif boyar maddeler çok kullanılır. Bu boyar maddelerin hidroliz olma tehlikesi flottenin sıcaklığı yükseldikçe artarak hatalı boyamalara ve boyar madde kaybına neden olur. Bu nedenle de emdirme işleminin soğukta yapılması son derece önemlidir.

Günümüzde emdirme sistemi için son derece modern tesisler geliştirilmiştir. Bu tesisler birden fazla yarı kesikli ve kesiksiz terbiye yönteminin uygulaması için kullanılabilmektedir. Her yöntemin farklı çalışma koşulları olduğundan tesiste de farklı düzenekler bulunur. Örneğin pad-batch ile boyama uygulamalarında flotte soğutulurken padroll uygulamalarında ısıtılabilmektedir.

Yukarıda belirtildiği gibi pad-batch boyama yönteminde emdirme flottesinin sürekli olarak soğuk kalması gerekir. Yeni sistem tesislerde bulunan bazı düzeneklerle bunu sağlamak mümkündür. Aşağıda yeni sistem bir emdirme tesisinde flotte ısısını kontrol altında tutarak çalışma anlatılmıştır.

Fulard Hızı

Fulard hızı, emdirme süresini belirlemesi açısından, işlem sonucunu belirleyen en önemli unsurlardan biridir. Emdirme-soğuk bekletme yönteminde uygulama süresi çok kısadır. Fulard hızını belirleyen faktörler yapılan terbiye işlemine göre farklılık gösterir. Genel anlamda fulard hızı;

• Hedeflenen pick-up değerine,
• İşlem görecek olan tekstil materyalinin özelliklerine,
• Daha önce gördüğü ön terbiye işlemlerine,
• Yapılacak terbiye işleminin özelliğine,
• İşlemin yaştan yaşa ya da kurudan yaşa uygulanmasına bağlı olarak değişir.

Yöntem ön terbiye işlemleri için kullanılıyorsa, mamulün geçiş süresinin, boyama fulardlarının aksine uzun olması istenir. Emdirme sisteminde kullanılan tekstil kimyasallarının çoğunlukla tekstil materyallerine afinitesi olmadığından, flotte ile uzun süre temas etmelerinde bir sakınca yoktur. Afinite düşük olduğundan, tekstil mamulünün flottede kalış süresi ne kadar uzarsa uzasın, alınacak terbiye maddesi miktarı belli bir sınırın üzerine çıkmaz. Ancak tekstil mamulünün ıslanması ve terbiye maddelerini emebilmesi için belli bir süreye gereksinim vardır. Uygulama süresi bu sürenin altında olursa da emdirme gerçekleşmez. Bir başka deyişle yetersiz bir aplikasyon gerçekleşir.

Kurudan-yaşa emdirmede, terbiye maddesi içeren flotte ile kuru tekstil mamulü emdirilmektedir. Kuru mamul, liflerin emme yeteneği (kapilarite) nedeniyle çabuk ve kolay ıslanır ve flotteyi emer. Bu nedenle, bu yöntemde uzun geçiş sürelerine gerek yoktur. Dolayısıyla fulard hızı daha yüksek olmalıdır

Yaştan-yaşa emdirmede, emdirilen tekstil mamulü yaş hâldedir. İşleme girecek tekstil mamulü beraberinde su getirmektedir. Tekstil mamulü üzerindeki bu su, emdirme sırasında teknedeki flotte ile yer değiştirmeye başlayacaktır. Yer değiştirme, emdirme süresi ile yakından ilgilidir. Mamulün flottede kalış süresi ne kadar uzun olursa, yer değiştirme de o kadar çok olur. Genel olarak süre 10-20 sn. olduğunda, mamul üzerinde bulunan suyun tamamının flottedeki terbiye maddeleri ile yer değiştirdiği kabul edilir. Süre daha kısa ise suyun bir kısmı yer değiştirir. Yer değiştirmenin hangi oranda olduğu da mamul üzerinde yapılacak analizlerle saptanır. Yaş tekstil mamulü üzerindeki suyun flotteyle yer değiştirme miktarı, ‘yer değiştirme faktörü’ ‘F’ ile belirlenir. Aşağıda verilen ‘F’ değerleri tahmini değerlerdir. Bu değer, işlemlerde kullanılan makine cinsine göre deneme-yanılma yöntemi ile belirlenir.

F değerleri:

Emdirme yatay fulardda (merdaneler arasına konan flotte ile) yapılıyorsa = 0,1–0,15
Emdirme normal tekneli bir fularda yapılıyorsa = 0,3–0,6
Emdirme rulolu teknede yapılıyorsa = 0,6–1
10 saniyeden uzun süren emdirmelerde F = 1 olarak kabul edilir

Pad-Batch Yöntemine Göre Boyama

Pad-batch yöntemi ile boyama; tek banyolu veya iki banyolu olarak uygulanabilir. Tek banyolu soğuk bekletme yöntemi: Boyar madde çözeltisi ve alkali ile emdirme > Folyo ile sararak soğuk bekletme > Ard işlemler > Kurutma şeklinde uygulanır. İki banyolu soğuk bekletme yöntemi: Nötr boyar madde çözeltisi ile emdirme > Ara kurutma > Alkali ve tuz çözeltisi ile emdirme > Folyo ile sararak soğuk bekletme > Art işlemler > Kurutma şeklinde uygulanır. Soğuk bekletme yöntemi ile boyama birçok çevre faktöründen ve kumaşın ön terbiyesinden yoğun olarak etkilen bir prosestir. Bu nedenle boyamaya hazırlanacak olan kumaşın özellikleri çok önemlidir. Başarılı bir pad-batch boyama için;

1. Kumaşa iyi bir ön terbiye yapılmış olmalıdır.
2. Kumaş düzgün ve bir kurutmadan geçirilmeli ve kuruluk her noktada aynı olmalıdır.
3. Haşılın tamamen sökülmüş olduğundan emin olunmalıdır.
4. Kumaşın eni boyunca hidrofilitesinin iyi ve homojen olduğundan emin olunmalıdır.
5. Kumaş yüzeyi pH’ ı 6-7 aralığında olmalıdır.
6. Kumaşın gaze yapılarak yüzeyindeki havların temizlenmiş olması da işlem sonucunu olumlu etkiler.
7. Kumaş, boyama flottesi sıcaklığını artırmayacak şekilde soğutulmuş olmalıdır.

Bunların yanında boyama ortamının işletmenin değişen ısı ve nem ortamlarından mümkün olduğu kadar izole edilmesi çok faydalıdır. Soğuk bekletme yönteminde optimum bir boyama eldesi için, bekletme sürelerine de tam olarak uyulması gerekir. Emdirme yapılacak kumaş topları öncelikle uçları birbirine dikilerek kenarları üst üste gelecek şekilde doka sarılır. Kumaş parçalarının birleştirilmesi için yapılan dikişte kullanılan ipliğin kalitesi ve kalınlığı bekletme esnasında oluşan dikiş izlerinin yoğunluğunu etkilemektedir. Bu yüzden 50 Ne ve üstü %100 pamuk kullanılması faydalı olmaktadır.

Boyama da kullanılan fulardın düzenli bakımı tüm ekipmanlarda olduğu gibi burada da boyama kalitesini olumlu etkilemektedir. İşletmenin genelinde yapılan haftalık bakım faaliyetleri ve temizlikler makinelerin ömrünü artırdığı gibi kumaş üzerinde oluşabilecek lekelenmeleri, kirlenmeleri minimuma indirecektir. Ayrıca işletme çalışanlarına da etrafı temiz tutma alışkanlığı kazandırılması daha temiz üretimlerin gerçekleşmesini sağlayacaktır. Emdirme esasına dayalı pad–batch boyama yönteminde yaygın olarak reaktif boyar maddeler kullanılır. Emdirme işlemi, reçeteye göre hazırlanan boyar madde çözeltisinin, fulardda emdirilerek mamulün cinsine uygun oranlarda sıkılması şeklinde yapılır

Bazik flottedeki boyar madde hidrolize uğradığı için zamanla azalır. Bu da kumaş üzerinde baş son farklılığına sebep olur. Çözeltideki hidrolize olmuş boyar madde oranı %10’un üstüne çıktığında baş–son farkı gözle görülmeye başlar. Tüm bunları önlemek için çeşitli tedbirler alınır. Bu tedbirler şunlardır:

• Boyar madde ve alkali, ayrı ayrı kaplarda hazırlandıktan sonra bir araya getirilerek fulard teknesine hassas bir dozaj pompası yardımı ile beslenir.
• Banyoya sodyum silikat, sodyum bikarbonat gibi tuzlar eklenerek baziklik tamponlanır.
• Tekne hacmi küçültülerek banyonun yenilenme süresi kısaltılır.
• Fulard teknesinin sıcaklığı arttıkça hidrolize uğrayan boyar madde miktarı arttığı için tekne soğutulmalıdır.
• Kumaş fularda girmeden önce soğutma silindirlerinden geçirilerek soğutulur. Böylece kumaşta kırık oluşumu önlenmiş olur

Pad-batch yöntemi ile boyamada aşağıda belirtilen alkali karışımlarının kullanımları mümkündür.

• Soda+sodyum bikarbonat karışımı
• Sadece soda
• Soda+kostik karışımı
• Sadece kostik
• Soda+silikat

Burada kostiğin fiksesini tamponlayıcı madde olarak silikat kullanılır. Silikatın kullanılmadığı durumlarda kostiğin kuvvetli baz olmasından dolayı çekim hızı artar. Çekim hızının artması boyama düzgünsüzlüğü oluşturur. Kostik ve silikat karışımı soğuk bekletme yönteminde en yaygın olarak kullanılan karışımdır. Kostik ve silikat karışımı havaya karşı hassas olmadığından kumaşta kenar farklılığı oluşmaz. Bekletme süresi sonunda kumaş yükselen sıcaklıklarda kontinü ve yarı kontinü olarak yıkanır.

Emdirme Yönteminin Avantajları:

• Flotte oranının kısalığı, su kullanımı ve atık su miktarının düşük olması
• Kullanılan boyarmadde ve kimyasal madde tüketiminin azlığı
• Enerji giderlerinin düşüklüğü
• Uzun partilerin ekonomik bir şekilde boyanması
• Uzun metraj boyamalara uygunluğu
• Makinenin doldurma, boşaltma, temizleme süresinin çektirme yöntemine göre kısa olması
• İşlem tekrar edilebilirliğinin çektirme metoduna göre daha yüksek olması
• Kalıcı kırık izi tehlikesi olan kumaşlar için uygun olması.

Emdirme Yönteminin Dezavantajları:

• Yatırım giderinin yüksek olması
• Kısa metrajlı partiler için uygun olmaması
• Sıkma merdanelerinin konstrüksiyon olarak hassas olması ve bakım gerektirmesi
• Baş – son farkı, kanat farkı, migrasyon gibi boyama düzgünsüzlükleri oluşabilme riski
• Flotte konstrasyon hesaplarının daha hassas ayarlanması gerekliliği
• Kontinü sistemlerin Türkiye‟de üretilmemesi