TR2022018729A2 - Lyocell (li̇yosel) kumaşlarin boyanmasinda metali̇k mordan tuzlarinin kullanildiği bi̇r reakti̇f boyama yöntemi̇ - Google Patents

Abstract

Buluş, boyanmış ve kullanıma hazır tekstil materyallerinde ve özellikle de giyim amaçlı kullanılacak ürünlerde yaş haslık değerlerinin arttırılması ile kullanım süresi boyunca renk değişiminin olmamasını, renklerin iyileştirilmesini ve kullanım ömrünün uzatılmasını sağlayan liyosel kumaşların metalik mordan tuzları varlığında reaktif boyarmaddelerle boyanması yöntemi ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME LYOCELL (LIYOSEL) KUMASLARIN BOYANMASINDA METALIK MORDAN TUZLARININ KULLANILDIGI BIR REAKTIF BOYAMA YÖNTEMI Teknik Alan Bulus, boyanmis ve kullanima hazir tekstil materyallerinde ve özellikle de giyim amaçli kullanilacak ürünlerde yas haslik degerlerinin arttirilmasi ile kullanim süresi boyunca renk degisiminin olmamasini, renklerin iyilestirilmesini ve kullanim ömrünün uzatilmasini saglayan liyosel (lyocell) kumaslarin metalik mordan tuzlari varliginda reaktif boyarmaddelerle boyanmasi yöntemi ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Liyosel lifler, rejenere seIüIozik esasli bir lif türüdür. Yumusak, emici, islak veya kuru halde çok kuvvetli ve kirisikliklara dirençli olan Liyosel Iifleri, hus agaci, mese veya okaliptus gibi bitkilerin odun hamuru selülozundan yas veya kuru jet çekim yöntemiyle elde edilmektedir. Liyosel Iifleri tipki diger seIüIozik yapili lifler gibi direkt, reaktif, küp, kükürt ve azoik boyar maddeler ile boyanabilmektedir. Liyosel Iiflerinin yüksek fibrilasyon özelligi ve gördügü alkali ön terbiye islemlerinden dolayi boyar madde alim hizi, renk derinligi ve iyi nem tutma özelliginden dolayi boyar maddelerin alim yetenekleri diger seIüIozik Iiflere göre bazi farkli sonuçlar göstermektedir. Liyosel dolayi çok büyük önem tasimaktadir. Boyanmis ve kullanima hazir tekstil materyallerinde ve özellikle de giyim amaçli kullanilacak olanlarda kullanim süresi boyunca renk degisiminin olmamasi ve renklerin yikama sonrasinda, terleme sonrasinda, ütüleme sirasinda ve isik altinda kullanimdan sonra degismemesi beklenmektedir. Mevcut teknikte liyosel (lyocell) kumaslar daha çok reaktif boyar maddelerle boyanmakta olup, boyama sicakligi kullanilan boyama metodu ve boyar maddenin reaktifligine göre degismektedir. Boyama lei olarak pH -12 araligi tercih edilmektedir. Ayrica kullanilan reaktif boyar maddenin fonksiyonel gruplari da farklilik göstermektedir. Liyosel kumaslarin boyanmasinda kullanilan diger boyar maddeler Direkt boyar maddeler ve Küp (vat) boyar maddeler olup, teknikte bu boyar maddelerle yapilan deneysel çalismalar ve endüstriyel boyamalar mevcuttur. Liyosel liflerinde reaktif boyar maddeler kullanimi disindaki diger boyar maddeler boyali mamullerden beklenen yikama, ter, ütüleme ve isik hasliklarini tam olarak verememektedir. Literatürde yapilmis olan mevcut boyama çalismalari incelendiginde Liyosel kumaslarin reaktif boyar maddelerle boyanmasinda metalik tuzlarin mordan olarak kullanildigi bir çalismaya rastlanilmamistir. Mordan bazi boyar maddelerin liflere baglanmasini saglayan metal tuzlar olup, boyama isleminde renk sabitlestirici olarak kullanilan maddelere denir. Kumas boyamaciliginda renkleri sabitleme maddesi olarak kullanilan, boyalarin solmaz sekilde liflere baglanmasini saglayan ve genellikle degisik renkler elde etmeye yarayan yardimci maddelerdir. Bazi boyarmaddelerin liflere baglanmasini saglamak için boyamadan önce, sonra ya da boyama sirasinda mordanlarla yapilan isleme de mordanlama denir. Boyanin daha iyi tutmasi için iplik ya da kumaslar önce mordan çözeltisine, sonra boyama çözeltisine batirilir. Mordanlama uygulamasi dogal veya sentetik mordan kimyasallariyla yapilmakta olup mordan kullanimindaki amaç lif yüzeyinde veya lif içindeki boyar madde molekülünü daha da büyüterek ve suda çözünmez hale getirerek daha sonraki islemlerde lifte bulundugu yeri terk etmemesini saglamaktir. Literatürde, konu ile ilgili yapilan arastirmada asagidaki basvurulara rastlanmistir: TR 2019/04604 numarali patent dokümani dogal renklendiriciler ile materyalleri renklendirme için yöntem ve bunun ürünleri ile ilgilidir. Materyaller/substratlar, kumaslar, lifler, iplikler, filmler veya dogal veya sentetik orijinli yapilar örnegin fakat sinirli olmamakla birlikte: kürk, cilt, deri, saç, ipek, yün, angora, kasmir, pamuk, keten, hint keneviri (jüt), kendir, sisal, mantar mesesi kabugu, liyosel, poliamid, poliester, asetat veya viskoz ve bunun karisimlaridir. Bahsedilen yöntem; renklendirme için dogal orijinli ekstraktlar ve oksidaz veya peroksidaz aktiviteli enzimler için su banyosu hazirlanmakta ve materyaller bu banyoda emdirilmesi ve materyallerin boyama öncesi ön isleme tabi tutulmasini içermesi açiklanmaktadir. Ancak reaktif boyarmadde kullanimi ve mordan tuzlarinin kullanimina dair herhangi bir bilgi içermemektedir. kullanilarak boyanmasi için bir yöntem ile ilgilidir. Ilgili dokümanda dogal bir boyar madde olan Prusya Mavisinin boyanmasinda mordan kullanimindan bahsedilmektedir. Ancak dokümanda Iiyosel materyalinin boyanmasi ve reaktif boyarmadde ve mordan tuzlarinin birlikte kullanimina yönelik bir bilgi içermemektedir. EP1404917B1 numarali Avrupa patent dokümaninda temiz, yumusak dokunuslu bir apreye sahip, boyanmis ve aprelenmis bir Iiyosel kumasin üretilmesi için bir islem, kumasin yüzeyi üzerinde fibrillesme üretecek sekilde asamalardan en azindan birinde kumas üzerinde örnegin püskürtmeli boyama veya döner perdahlama ile kuvvetli bir etki kullanarak Iiyosel kumasin boyanmasi, yikanmasi ve kurutulmasi asamalarinin gerçeklestirilmesi açiklanmaktadir. Ancak spesifik olarak mordanlama islemine ve Potasyum Aluminyum Sülfat Dodekahidrat [KAI(SO4)2.12H20], Demir II Sülfat kullanimina dair bilgi mevcut degildir. EP4031697A1 numarali Avrupa patent dokümani rejenere edilmis lifler, özellikle renkli GRN, Remazol Siyah 133% and Remazol Br Mavi veya bunlarin kombinasyonlar seçilen reaktif boyalar ile boyanmaktadir. Ancak dokümanda spesifik olarak metalik mordan tuzlarinin özellikle Potasyum Aluminyum Sülfat Dodekahidrat (C76H52046) mordanlarinin kullanimina dair bilgi mevcut degildir. Literatürde yapilmis olan mevcut boyama çalismalari incelendiginde Iiyosel (Iyocell) kumaslarin reaktif boyar maddelerle boyanmasinda metalik tuzlarin mordan olarak kullanilmadigi ve her zaman yeterli hasliklar elde edilmedigi görünmektedir. Ancak boyama islemi tamamlandiktan sonra boyamada kullanilan reaktif boyar maddelerin özelligine göre genel olarak katyonik fiksatör adi verilen sentetik mordan kimyasallari ile sulu ve asidik çözelti içinde islem yapilarak, lif üzerindeki boyar maddelerin suda çözünürlükleri engellenmeye çalisilmaktadir. Bunun sonucunda da yas hasliklarda (yikama, su, ter vb) daha yüksek haslik degerlerinin elde edilmesi amaçlanmaktadir. Bu islemler her zaman basarili sonuçlar vermemekte, elde edilmis olan materyalin renginde degisimler görülmekte ve hedeflenen haslik degerlerindeki iyilesme sinirli olmaktadir. Liyosel (Lyocell) liflerinin fibrilasyon özelliklerinden dolayi renk kaybi ve renk açilmasi da gözlemlenebilmektedir. Bu nedenle boyama sonucunda elde edilen yas haslik degerlerinin arttirilmasi ile boyanmis tekstil materyallerinin kullanicilar tarafindan kullanim ömrünün uzatilmasini saglayan bir yönteme ihtiyaci duyulmaktadir. Sonuç olarak, yukarida anlatilan olumsuzluklardan dolayi ve mevcut çözümlerin konu hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli kilinmistir. Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren, Liyosel (Iyocell) kumaslarin metalik mordan tuzlari varliginda reaktif boyarmaddelerle boyanmasi için bir yöntem ile ilgilidir. Bulusun ana amaci, Iiyosel Iifleri ile kovalent bag yapma kabiliyetinde olan reaktif boyar maddelerin metalik tuz mordan kimyasallari varliginda uygulanmasi ile boyama sonucunda elde edilen özellikle yas haslik degerlerinin arttirilmasi ve bunun sonucunda da boyanmis tekstil materyallerinin kullanicilar tarafindan kullanim ömrünün uzatilmasini saglayan bir yöntem gelistirmektir. Bulusun bir amaci, reaktif boyarmaddelerin metalik tuz mordan kimyasallari varliginda uygulanmasi ile renklerin iyilestirilmesini saglamaktir. Trifloropirimidin monoklortriazin ve monoklortriazin+vinilsülfon fonksiyonel gruplari içeren reaktif boyarmaddeler kullanilmasidir. Bulusun amaci, mordan olarak metalik tuzlar varliginda pH 7 üzeri deger araliginda boyama isleminin ve pH 7 altinda deger araliginda son mordanlama isleminin yapilmasini saglayan bir yöntem gelistirmektir. Son mordanlama isleminde Potasyum Aluminyum Sülfat Dodekahidrat [KAI(SO4)2.12H20], Demir II Sülfat Heptahidrat (FeSO4 Yukarida anlatilan amaçlarin yerine getirilmesi için bulus, Iiyosel tekstil ürünlerinin metalik mordan tuzlari varliginda reaktif boyar maddelerle boyanmasi yöntemi olup; i. Liyosel kumasin alkali çözeltisinde bekletilmesi ardindan kumasin yikanmasi, ii. Kumasin su içinde bekletilip ardindan kumasin yikanmasi, iii. Liyosel tekstil ürünün boyama çözeltisi içerisine batirilmasi, iv. Boyama çözeltisine reaktif boyar madde ilave edilmesi, v. Boyama çözeltisine tuz bilesiginin ilave edilmesi, vi. Boyama çözeltisine alkali/baz bilesiklerin ilave edilmesi, vii. Boyama çözeltisine öncelikle asit ilave edilerek çözelti lenin 7*nin altina düsürülmesi ve ardindan metalik mordan tuzunun ilave edilerek pH 7lnin altinda son viii. boyama islemi sonunda yikama islemi ve kurutma islemi uygulanmasi islem adimlarini ihtiva etmektedir. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu sekiller ve detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Anlasilmasina Yardimci Olacak Sekiller Sekil-1, bulus konusu yöntemde son mordanlama islemi uygulanmasi prosesi semasal görünümüdür. Çizimlerin mutlaka ölçeklendirilmesi gerekmemektedir ve mevcut bulusu anlamak için gerekli olmayan detaylar ihmal edilmis olabilmektedir. Bundan baska, en azindan büyük ölçüde özdes olan veya en azindan büyük ölçüde özdes islevleri olan elemanlar, ayni numara ile gösterilmektedir. Referanslarin Açiklamasi M: Metalik Mordan BM: Boyarmadde AB: Alkali / Baz t1: 10 dakika t2: 20 dakika t3: 30 dakika t4: 30 dakika Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulus konusu IiyoseI kumaslarin metalik mordan tuzlari varliginda reaktif boyarmaddelerle boyanmasi yöntemi, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak açiklanmaktadir. Bulus konusu Iiyosel tekstil ürünlerinin metalik mordan tuzlari varliginda reaktif boyarmaddelerle boyanmasi yöntemi qup, asagidaki islem adimlarini içermektedir: i. LiyoseI kumasin AIkaIi içeren çözelti içinde bekletilmesi ardindan yikanmasi, ii. LiyoseI kumasin su içinde bekletilmesi ve ardindan yikanmasi, iii. LiyoseI tekstil ürünün boyama çözeltisi içerisine batirilmasi, iv. Boyama çözeltisine reaktif boyar madde ilave edilmesi, v. Boyama çözeltisine tuz bilesiginin ilave edilmesi, vi. Boyama çözeltisine uygun pH araliginda degil ise alkali/baz biIesikIerin ilave edilmesi, vii. Boyama çözeltisine öncelikle asit ilave edilerek çözelti pH*in 7*nin altina düsürülmesi ve ardindan metalik mordan tuzunun ilave edilerek pH 7inin altinda son viii. boyama islemi sonunda yikama islemi ve kurutma islemi uygulanmasi Bahsedilen iii) ve vii) islem adimlari arasindaki boyama isleminin sabit bir sicaklikta Minimum 1 saat araliginda gerçeklesmesidir. Bqus konusu yöntemin tercih edilen bir yapilanmasinda; Iiyosel tekstil ürünleri boyama öncesi alkali çözeltisinde ön isleme tabi tutulmaktadir. Ilk adim olarak boyama öncesi alkali içeren çözeltisi pH 7inin üstünde hazirlanmakta ve ön isleme tabi tutulmak üzere LiyoseI ürün alkali çözeltisine batirilarak bekletilmekte ve sonrasinda yikanmaktadir. LiyoseI kumas sonrasinda su içinde bekletilmekte ve yikanmaktadir. Ardindan Iiyosel kumas boyama olacak çözeltiye konulmakta, sirasiyla reaktif boyarmadde tuz, alkali/baz bilesikleri ve son olarak çözelti pHiini 7*nin altina düsürmek için asit ve ardindan metalik mordan tuzunun iIavesier pH 7,nin altinda son mordanlama islemi uygulanmaktadir. Burada bahsedilen reaktif boyarmadde tercihen monoklortriazin, triroropirimidin ve monoklortriazin+viniIsüIfon fonksiyonel gruplari içeren daha tercihen triroropirimidin fonksiyonel gruplari içeren gruptan seçilmekte qup, %0,5 - 8 araliginda ilave edilmektedir. Bahsedilen tuz biIesigi/bilesikleri farkli iyon miktarlari verebilen tuzIardir. Tercihen bu tuz bilesikleri NaCI (Sodyum KIorür), Na, Na2804.10H20 (Sodyum Sülfat Dekahidrat arasindan seçilmektedir. Bahsedilen alkali/baz bilesikleri olarak çözeltinin pHiini 7,nin üzerine çikartan zayif veya kuvvetli alkaliler kullanilabilmektedir. Tercihen alkali/baz bilesikleri olarak NaHCO3 (Sodyum Bikarbonat), Na ve KOH (Potasyum Hidroksit) kullanilabilmektedir. Metalik mordan olarak dogada bulunan dogal metalik mordan tuzu kullanilmakta ve tercihen kumas (materyal) agirligina göre % 0,1 - 5 araliginda ilave edilmektedir. Metalik mordan olarak tercihen alüminyum sülfat dodekahidrat, demir II sülfat heptahidrat veya Tannik asit seçilebilmektedir. Boyama islemi sonunda kumas/ tekstil ürününe tercihen bes adimli yikama islemi uygulanmaktadir. Bahsedilen bu bes adimli yikama islemi su sekildedir; a. Tercihen 10 dakika süresince Soguk durulama, b Tercihen 15 dk süresince sicak yikama islemi, 0 Tercihen 20 dk süresince Anyonik Yüzey Aktif Madde ile Sabunlama d. Tercihen 15 dk süresince Sicak yikama e Tercihen 10 dakika süresince Soguk durulama islemi. Reaktif boyar maddeler anyonik çözünür fonksiyonel grupIu boyalar olup, mevcut teknikte daha çok seIüIozik (pamuk, viskoz rayonu ve liyosel) mamuIIerin boyanmasinda kullanilmaktadir. Bulusumuz konusu yöntem, liyosel kumaslarin boyanmasinda alkali ön islemin tercihen NaOH (Sodyum Hidroksit) ile yapilmasi ve ardindan metalik mordan tuzlari ile son mordanlama isleminin yapilmasiyla teknikten ayrilmaktadir. Kullanilan metalik mordan tuzu miktari %0,1 ila %5 araliginda , tercihen %0,1 ve %5 araligindadir. Sekil 1 de bulus konusu yöntemin son mordanlama prosesinin örnek bir semasi gösterilmektedir. Proseste 60 Cide boyarmadde (BM) eklenmekte ve ardindan 10 dakika (t1) sonra tuz (T) eklenmektedir. 20 dakika (t2) ardindan Alkali / Baz (AB) eklenmekte ve 30 dakika (t3) süresince beklenmektedir. Beklemenin ardindan önce asit ve ardindan metalik mordan (M) eklenerek pH 7*nin altinda tercihen 4-6 arasinda olmak üzere düzenlenmekte ve 30 dakika (t4) boyunca son mordanlama prosesi uygulanmaktadir. Bulus konusu yöntem ile yapilan bu çalismada, Alkali çözeltide ön terbiye islemi için kumaslar alkali içeren suyun içinde bekletilmistir, ardindan bu kumaslar yikanmistir. Ardindan kumaslar suyun içinde bekletilip ardindan tekrar yikanmistir. Ardindan temin edilen reaktif boya ile pH 7,nin üstünde alkali sartlar altinda boyama çözeltisi hazirlanmaktadir. Çalismada boyar madde konsantrasyonlari kumas numunesi agirligina göre %1, %2, %4 ve %8 olarak belirlenmistir. Boyama islemi sonrasi önce asit ilave edilerek çözelti pH 7,nin altina düsürülmüs ve daha sonra mordan kimyasali ilave edilerek son mordanlama islemi uygulanmistir. Bahsedilen mordan kimyasali olarak tercihen Potasyum Aluminyum Sülfat Dodekahidrat [KAI(SO4)2 . 12H20], Demir II metalik mordan tuzu seçilmistir. Farkli boyar madde yüzdelerine göre, alkali ön terbiyeIi/terbiyesiz ve farkli mordan kimyasali ile boyama islemi gerçeklestirilmistir. Boyama tamamlandiktan sonra, Soguk durulama 10 dk, 15 dk Sicak Yikama, 20 dk Anyonik Yüzey Aktif Madde ile Sabunlama, 15 dk Sicak Yikama ve Soguk durulama 10 dk. Adimlarini içeren bes adimIi etkili bir reaktif boyama sonrasi yikama islemi yapilmistir. Reaktif yikama isleminden sonra ISO 105 CO6 B1M yikama hasligi testi yapilmistir, ardindan kumaslar kurutulmustur. Reflektans spektrofotometresinde renk ölçümü yapilarak kumaslarin yikama hasligi testi öncesi ve yikama hasligi testi sonrasi L*, a*, b*, C* ve K/S degerleri tespit edilmistir. Yikama hasligi testinden önce ve yikama hasligi testinden sonra yapilan renk ölçümleri sonucunda alkali ön islemli/ön isIemsiz, farkli metalik mordan tuzu çesitleri ve boyar madde konsantrasyonlari degisimleri bazinda reflektans spektrofotometresinde elde edilen L*, a*, b*, C*, h° ve K/S degerleri sirasiyla tablo 1 ve tablo 2 de verilmistir. TR

Claims (1)

1.ISTEMLER . Liyosel tekstil ürünlerinin metalik mordan tuzlari varliginda reaktif boyar maddelerle boyanmasi yöntemi olup, özelligi; i. Liyosel kumasin alkali çözeltisinde bekletilmesi ardindan kumasin yikanmasi, ii. Kumasin su içinde bekletilip ardindan kumasin yikanmasi, iii. Liyosel tekstil ürünün boyama çözeltisi içerisine batirilmasi, iv. Boyama çözeltisine reaktif boyar madde ilave edilmesi, v. Boyama çözeltisine tuz bilesiginin ilave edilmesi, vi. Boyama çözeltisine alkali/baz bilesiklerin ilave edilmesi, vii. Boyama çözeltisine öncelikle asit ilave edilerek çözelti lenin 7lnin altina düsürülmesi ve ardindan metalik mordan tuzunun ilave edilerek pH 7,nin altinda son mordanlama islemi uygulanmasi, viii. boyama islemi sonunda yikama islemi ve kurutma islemi uygulanmasi islem adimlarini içermesidir. Istem 1,e uygun bir yöntem olup, özelligi; iv) islem adimda farkli fonksiyonel gruplari içeren reaktif boyar maddelerin ilave edilmesidir. Istem 1,e uygun bir yöntem olup, özelligi; iv) islem adimda agirlikça %0,5 - 8 araliginda reaktif boyarmaddelerin ilave edilmesidir. Istem 1,e uygun bir yöntem olup, özelligi; v) islem adiminda farkli iyon miktarlari verebilen tuz bilesiginin ilave edilmesidir. Istem 1,e uygun bir yöntem olup, özelligi; vi) islem adiminda çözelti leini 7,nin üzerine çikartan zayif veya kuvvetli alkali/baz bilesiklerinin ilave edilmesidir. . Istem 1,e uygun bir yöntem olup, özelligi; vii) islem adiminda agirlikça % 0,1 - 5 araliginda metalik mordan tuzunun ilave edilmesidir. Istem 1,e uygun bir yöntem olup, özelligi; viii) islem adiminda asagidaki bes adimi içeren yikama islemi uygulanmasidir; a. Soguk durulama islemi , b. Sicak yikama islemi, c. Anyonik Yüzey Aktif Madde ile Kaynar Sabunlama islemi d. Sicak yikama islemi e. Soguk durulama islemi. Istem 1,e uygun bir yöntem olup, özelligi; boyama isleminin (iii - vii islem adimlari) sabit bir sicaklikta minimum 1 saat süresince gerçeklestirilmesidir. TR