TEKSTİL BOYAHANELERİNDE KARŞILAŞILAN BEYAZLIK PROBLEMİ

Beyaz Çökeltilere Neden Olan Kirlilikler

Reaktif veya dispers boyama yapan birçok işletmede, boyama sonrasında kumaşlar üzerinde beyaz çökelti veya harelenme şeklinde lekelenmeler görülmektedir. Renk verimi ve boyama kalitesini olumsuz etkileyen ve genellikle boyama tekrarı veya ek işlem gerektiren beyazlık problemi için aşağıdaki konulara dikkat edildiğinde çökmelerin tamamen ortadan kalktığı veya büyük oranda azaldığı tespit edilecektir.

Beyaz çökmeler incelendiğinde genel olarak aşağıdaki türden çökeltiler olduğu tespit edilir.

- Alkali ortamda çökmüş kalsiyum, magnezyum gibi toprak alkali maddelerin bikarbonat tuzları,

- Alkali veya sıcakta çökmüş sodyum, kalsiyum, magnezyumun silikat tuzları,

- Yüzey aktif madde içeren sabunlar kalsiyum ile birleşerek beyaz şekilde çöker. (labsa, sles, sls )

- Anyonik ve katyonik kimyasalların kumaş üzerindeki kalıntılarının çökmesi,

- Yıkamada kumaş üzerinde kalan sabunun yumuşatıcılar ile etkileşimi ve çökmesi

- Tüy dökücü enzimlerin denatürasyonu için yapılan yüksek pH taki sıcak işlemde, enzimde kullanılan katkıların beyaz çökelti oluşturmaları.

Hatalı kimyasal kullanımları ile ilgili olarak, kimyasalların etkileşimine dikkat edilirse kimyasal etkileşimleri ile oluşan beyaz çökeltiler kolaylıkla önlenecektir.

Günümüzde birçok sabun yüzey aktif madde esaslıdır. Sabunların kalsiyum ile çökelti oluşturmaması içinde yıkamada iyon tutucu kullanımı bilinen bir yöntemdir.
Bazı işletmelerde reverse osmos suyu kullanılmaktadır. Saf su tüm proseslerde kullanılıyorsa beyaz çökeltileri büyük oranda engeller. Buna rağmen tamamen engellenmediği bilinen bir gerçektir.

Aşağıdaki tüm koşulların gerçekleştirilmesine rağmen halen çökeltiler oluşmaya devam ediyorsa ilgili makinelerin yıkanması çözüm olabilir.

Bir çok makinede eşanjör sisteminde kireç çökmeleri gerçekleşmekte ve kireç içermeyen sular ile yapılan boyamalarda da çözülerek beyaz çökelti oluşumuna neden olmaktadır. Bu nedenle makinenin asidik ortamda yıkanması ile bu çökmeler engellenebilir.

Beyaz Çökelti Oluşma Koşulları

Ortamda bulunan kirlilikler çökme koşulları oluşmadan kumaş üzerinde çökmezler. Bu koşulları aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.

Çökmelerin oluşması için;

• Fazla Bikarbonat İyonları: Ortamda yüksek miktarda bikarbonat iyonu gerekir. Oluşacak CaCO3 ve MgCO3 tuzlarının çözünürlük çarpımından fazla bikarbonat, sodyum, kalsiyum, magnezyum iyonu gereklidir. Bölgesel olarak sular incelendiğinde, genellikle 250 ppm den fazla bikarbonat varlığı tespit edilmektedir.

• Fazla Silikat İyonları: Ortamda yüksek miktarda silikat iyonu gerekir. Kalsiyum ve magnezyumun silisyum bileşiklerinin çökmesi için ortamda çözünürlük çarpımından fazla silikat, kalsiyum, magnezyum iyonu gereklidir.

• Yüksek pH: Ortamdaki tuzların çökmesi için pH>7,5 olmalıdır,

• Yüksek Sertlik:  Ortamdaki toplam sertlik kirliliklerin çözünürlük çarpımından yüksek olmalıdır. Bu değer ortalama olarak 5 Alman Sertliğinden yüksek olmalı,

• Yüksek Sıcaklık:  Ortamın sıcaklığı 70 °C’yi aşmamalıdır. Aşması gereken yıkamalarda ise ortama iyon tutucu ilavesi ile birlikte bikarbonat parçalayıcı / tamponlayıcı kimyasal ilavesi ile pH değişimi önlenmelidir.

Çöken tuzların kimyası incelendiğinde, yukarıdaki şartların kısmen oluşması durumunda da çökmeler oluşabilmektedir.

Kasar – Boyama – Yıkama prosesi incelendiğinde, bu koşulların hangi işlemlerde olduğu kolayca anlaşılacaktır. Her prosesi içerdiği kirlilikler, olası çökme türleri ve oluşabilecek çökme koşulları bakımından inceleyelim.

A) Kasar Prosesi

Genellikle kasar işlemi 90 °C ve üzeri sıcaklıklarda yapılmaktadır. Son yapılan çalışmalara göre 110 °C'de yapılan kasar işlemlerinden daha iyi sonuç alındığı görülmektedir. Bu nedenle bir çok işletmede kasar 100 dereceden yukarıdaki sıcaklıklarda yapılmaktadır.

Kasar işlemi incelendiğinde çökmelerin oluşması için gerekli tüm koşulların sağlandığı görülmektedir. Kasar ortamında kumaştan gelen sertlik, sudan, kumaştan ve kostikten gelen bikarbonat ve silikat, kostik nedeni ile oluşan yüksek pH ve işlem gereği yüksek sıcaklık çökmelerin oluşması için en elverişli ortamdır.

Kasarda sıcaklık, alkali ve yüksek sertlik varlığı bilindiğinden beyaz çökmelerin oluşması ihtimali çok fazladır. Ortama verilen iyon tutucu ve stabilizatörler genellikle çökmeleri engelleyici bir etkiye sahip değildirler.Kumaşın kirliliğini, su değerlerini ve kullanılacak iyon tutucu ve stabilizatörü inceleyerek ortamda çökmelerin oluşma nedenleri tespit edilebilir. Kaşarda çökmelerin oluşma ihtimalini belirlemek için kumaş ve suyun kalitesi ölçülerek, kasarla kumaşın temizlenme durumu ölçülmelidir.

• Kumaşın sertliğinin ölçümü,

• Sudaki kirliliklerin çökme durumu,

• Kasar prosesi ile kumaşın temizlenme durumu,

• Bikarbonat ve silikat çökmelerinin dışında kasarda kullanılan(varsa) köpük kesiciler de beyaz lekelenmelere neden olabilir. Bunun için kasarda kullanılan tüm kimyasalların alkali ve sertlik dayanımı bilinmelidir.

Kasarda kullanılan peroksit stabilizatörünün ve iyon tutucunun kasar şartlarına uyum gösterdiğini test ediniz. Bazı kimyasalların fayda yerine büyük zarar verdikleri tespit edilmiştir. 

1) Peroksit Stabilizatörü

Kasarda peroksit stabilizatörü kullanımı faydalıdır. Fakat stabilizatörler ya ortama magnezyum tuzu vererek peroksiti stabilize ettiği veya iyon bağlayarak bunu yaptıkları varsayımına dayanarak kullanılmaktadır. Her iki teoride gerçekte temelsiz nedenlere dayanmaktadır.

Ortama Magnezyum Verilmesi:

• Kasarda kumaştan fazla miktarda magnezyum gelmekte ve bu miktar peroksit stabilizasyonu için fazlası ile görev görecek niteliktedir. Yapılması gereken işlem kumaştaki magnezyum tuzlarını çözünür kompleksleri halinde tutarak peroksiti stabilize etmektir.

• Ortamdaki magnezyum silikat ve bikarbonat çökmelerine neden olduğundan dışarıdan stabilizatör adı altında magnezyum ilavesi bu çökmeleri arttırmaktadır. Kullanılan stabilizatörün magnezyum içerip içermediği test edilmelidir.. Test sonucunda stabilizatör magnezyum içermiyorsa, iyon bağlayıcı olabilir.

İyon Bağlayıcı Stabilizatör Kullanımı:

• Kasarda kullanılacak stabilizatör iyon tutucu esaslı ise, ortamdaki demiri bağlayarak, peroksiti stabilize etmesi varsayımı ile kullanılır. Oysa iyon tutucu gibi davranan stabilizatörler –genellikle– tüm katyonları bağlamaktadır. Böyle bir stabilizatör kasarda önce fazla miktarda bulunan kalsiyum ve magnezyumu bağlayacak ve demiri bağlayamayacaktır. Bu durumda kullanımı gereksizdir.

Peroksit Stabilizasyonu Sağlaması:

• Çökme konusu ile pek ilgili olmasada peroksit stabilizatörünün aktivitesi ölçülerek kullanım gerekliliği tespit edilebilir. Bir çok stabilizatörün stabilizasyona etki etmediği görülmüştür.

2) İyon Tutucu Kullanımı

Kasarda kullanılan iyon tutucular genellikle kasar şartlarına dayanmazlar ve yapıları bozulduğu için olumsuz sonuçlar doğururlar.

Akrilat esaslı iyon tutucular kasarda kullanıldıklarında yüksek alkaliliğe ve sertliğe dayanmazlar ve kolayca beyaz lekelenmelere neden olurlar.

Kasar Banyosu Önerileri

Kasar işleminden yüksek verim almak için; hidrojen peroksiti, sodyum hidroksitten önce banyoya veriniz ve 5-10 dk sonra ortama sodyum hidroksit ilave ediniz. Alkali ortamda verilen peroksit elyafa nüfuz etmeden büyük oranda hidroliz olmaktadır.

Boyamada tercih edilen saf su kullanımı kasarda da kullanıldığında kısmen çökeltilerin azaldığı görülmüştür.

Çökmelerin engellenmesi ve peroksit stabilizasyonu için kasarda 3-5 g/l NaCl kullanımı önerilir. Sodyum klorür ıslatıcı aktivitesi arttıracak ve ortamın yüzey geriliminin düşürülmesine katkı sağlayacaktır.

B) Boyama Prosesi

Yukarıda belirtilen çökme koşulları boya banyosunda tam oluşmasa da şartların kısmi oluşması boya düzgünlüğü üzerinde etki gösterebilmektedir.

Bu nedenle ortamda;

Flottenin Toplam Sertliğinin Değeri,

Tuzun Sertliği; tuzun ortama verdiği sertlik ve bikarbonat miktarı ölçülmelidir. (Buffer tablet ve Erio-T yüksek elektrolit olan ortamda doğru ölçüm yapmazlar. Tuz ölçümü bu yüzden genellikle yanlış ölçülmektedir. Bunun için özel geliştirilen Testonic Toplam Sertlik Seti (Tuz Özel ) kullanılabilir.)

Su Sertliği; sudan gelen sertlik ölçülmelidir.

Kumaş Sertliği; Kumaştan gelen sertlik ölçülmelidir. Kasar sonrası boyama başlangıcında hiçbir kimyasal kullanmadan kumaşı banyoda sıcakta 10 tur çeviriniz. Banyodan alınan suyun sertliğini ölçünüz.

Kullanılan iyon tutucunun iyon bağlayıcılığı; İyon tutucunun sertlik bağlayıcılığı ne kadar düşük olursa çökme riskleri o kadar yüksek olacaktır.

- Bikarbonatın kontrol altında tutulması ve dispers / kolloidal olarak askıda taşınması,

- Boya banyosunda silikat çökeltilerinin oluşumu beklenmez.

Boyama Banyosu Önerileri

Boyama banyosunda çökelti oluşumu ihtimali düşüktür. Fakat ortam sertliğin yükselmesi nedeni ile kumaşın yüzeyinde boya düzgünsüzlüğü veya harelenme şeklinde tanımlanabilecek çökeltiler olabilir.

Bu nedenle boya banyosundaki doğal kirlilik askıda tutulabilmeli, sertlik verici iyonlar yeterince bağlanmalı ve mümkün olduğunca ortamın kimyasal kirliliği azaltılmalıdır.

Bunun için genel olarak kullanılan kimyasal sayısı azaltılmalıdır. Boyada orta ve koyu renklerde soda yerine alkali tercih edilmelidir.

C) Yıkama Prosesi

Yukarıda belirtilen çökme koşulları yıkama banyolarında genel olarak oluşmaktadır.

Çökmelerin oluşması için;

- Yüksek pH; Yıkama başında pH asit ile ayarlandığında ve yüksek sıcaklıklarda yapılan yıkamalarda,

-Sudan gelen bikarbonat nedeni ile ortamın pH değeri yükselir,

- Kumaş üzerinde kalmış alkali/soda artıkları çözünerek ortamın pH değerini yükseltir.

- Yüksek Bikarbonat ve Silikat; Sudan ve kumaştan gelen bikarbonat çökme için yeterli miktarda olmaktadır.

- Yüksek Sertlik; Kumaştan gelen sertlik düşük olsa bile çökmeye yardımcı olmaktadır.

- Yüksek Sıcaklık; Sıcak yapılan yıkamalar genellikle 70 °C’nin üzerinde sıcaklıklarda yapılır. Bu şartlar altında yıkama verimi ve yıkama şekli (sabun yıkama planlanırken alkali/sabun yıkama yapılabilir) değişmektedir.

- Bikarbonat ve silikat çökmelerinin dışında yıkamada kullanılan sabunlarda sert sularda kolaylıkla kalsiyum sabunu oluştururlar. Bu sabunlar alkaliye kayan yıkamalarda beyaz lekelenmelere sebep olurlar ve asidik yıkama ile kumaştan kolayca uzaklaşırlar.

Yıkama Banyosu Önerileri

Yıkama banyosunda çökelti oluşumu ihtimali yüksektir. Oluşan çökeltiler genelde yüzeyde kaldığından çökmeler sonrası tüy yiyici enzim ile yapılan işlemde beyazlıklar azaltılmaktadır.

Yıkama banyosunda çökelti oluşumunun engellenmesi ve yıkamaları standart sürdürebilmek için;

- Yıkama başında pH mutlaka asidik ortama ayarlanmalı ve yıkama süresince yüksek sıcaklıklarda yapılan yıkamalarda pH mutlaka sabit kalmalıdır.

- Yıkamalarda kullanılacak bir iyon tutucu birçok problemi engellemekle birlikte sertlikten kaynaklanabilecek sorunları da azaltacaktır.

- Sıcak yapılan tüm sabun veya yıkayıcısız durulamalar veya yıkamalarda mutlaka pH değeri ayarlanmalı ve pH işlem süresince sabit kalmalıdır.