Katyonik boya alım oranını etkileyen faktörler

Katyonik boyaların akrilik elyaflara karşı yüksek afinitesi vardır ve boyama sırasında hızlı emilim ve yavaş difüzyon nedeniyle eşit olmayan boyamaların oluşması kolaydır. Düzensiz boyama meydana geldiğinde, boyama süresini uzatarak bunu düzeltmek zordur. Katyonik boyalarla boyama yaparken düzgün boyama sonuçları elde etmek için boyama hızının uygun şekilde azaltılması gerekir. Akrilik elyaf türlerinin yanı sıra katyonik boyaların boyama oranına etki eden faktörler şunlardır:

1. Sıcaklık

Sıcaklık, tesviye kontrolünde önemli bir faktördür. Akrilik elyaflar katyonik boyalarla boyandıklarında nadiren 75°C'nin altında boyanırlar. Boyama sıcaklığı elyafın camsı geçiş sıcaklığına (75-85°C) ulaştığında boya alım hızı hızla artar. Bu nedenle, boyama sıcaklığı elyafın camsı geçiş sıcaklığına ulaştığında sıcaklık yavaşça, genellikle her 2 ila 4 dakikada bir 1°C artırılmalıdır. Ayrıca boyama için bir süre 85~90°C'de tutulabilir, daha sonra kaynama noktasına kadar ısıtılmaya devam edilebilir.

2. Boya banyosu pH'ı

Boyama banyosuna asit eklenmesi, akrilik elyaftaki asidik grupların ayrışmasını engelleyebilir, elyaf üzerindeki anyonik grupların sayısını azaltabilir, boya ile elyaf arasındaki Coulomb çekimini azaltabilir ve boyama oranını azaltabilir. Karboksilik asit grubu içeren akrilik elyaflarda pH'ın boyama hızına etkisi daha belirgin olup, sülfonik asit grubu içeren akrilik elyafların boyama hızı, boyama banyosunun pH'ından daha az etkilenmektedir. Boyama sırasında boya banyosunun pH değeri makul bir şekilde kontrol edilmelidir. Katyonik boyalar genellikle alkaliye dayanıklı değildir ve boyama için en uygun pH değeri genellikle 4-4,5'tir. Koyu renkler boyanırken boya banyosunun pH değeri daha yüksek olabilir, açık renklerin boyanması ise daha düşük pH değerinde yapılmalıdır. Boya banyosunun pH değeri genellikle asetik asit ile ayarlanır. Asetik asit sadece boya banyosunun pH değerini düşürmekle kalmaz, aynı zamanda boyanın çözünürlüğünü de arttırır. Boya banyosuna aynı zamanda sodyum asetat eklenmesi, boya banyosunun pH değerini gerekli aralıkta stabilize edebilir.

3. Elektrolit

Boya banyosuna sodyum sülfat, sofra tuzu vb. gibi elektrolitlerin eklenmesi boyama oranını azaltabilir. katyonik boyalardır ve yavaş boyama etkisine sahiptir. Elektrolitin, K değeri 1~1.5 olan boyalar üzerinde belirgin bir yavaşlatıcı etkisi yoktur ve K değeri 3~5 olan boyalar üzerinde yavaşlatıcı etkisi vardır. Elektrolitin yavaş boyama etkisi, boyama sıcaklığının artmasıyla azalır. Açık renkleri boyarken, elektrolit miktarı daha yüksek olabilir, yaklaşık %5 ila %10 (owf) ve koyu renkleri boyarken eklenmez.

4. Geciktirici

İçinde Katyonik boyamada , boyama hızını azaltmak ve düzgün bir boyama etkisi elde etmek için genellikle bir geciktirici eklenir. Katyonik boya geciktiriciler arasında katyonik geciktiriciler ve anyonik geciktiriciler bulunur.

Katyonik geciktirici en yaygın kullanılan geciktiricidir. katyonik boyalar , bunların çoğu katyonik yüzey aktif maddelerdir, örneğin 1227 yüzey aktif madde (eşitleme maddesi TAN), 1631 yüzey aktif madde (eşitleme maddesi IV). Katyonik geciktiricilerin akrilik elyaflara afinitesi vardır. Küçük moleküllü ve liflere ilgisi düşük katyonik geciktiriciler, hızlı difüzyon hızı nedeniyle, boyama sırasında ilk olarak lif üzerindeki boya yerini işgal ederler. Boya katyonu elyafa girdikten sonra geciktirici ile elyaf arasındaki afinite, boya ve elyafınkinden daha azdır. Boyanın afinitesi yavaş yavaş boya ile değiştirilecek ve böylece boyama oranı azalacaktır. Bu tür geciktiricilerin miktarı çok fazla olmamalıdır, aksi takdirde boyamanın sonraki aşamalarında boyama yoğunlaşacak ve bu da eşit olmayan boyamalara neden olacaktır. Karmaşık moleküler yapıya ve liflere daha fazla afiniteye sahip katyonik boya geciktiriciler, boyama sırasında katyonik boyalarla rekabet edebilir ve böylece katyonik boyaların boya alım oranını azaltabilirler. Ancak katyonik geciktiriciler elyafta belirli bir boyama pozisyonunu işgal ettiğinden katyonik boya alım yüzdesi azalır. Bu tür katyonik geciktiricinin miktarı ne kadar yüksek olursa, geciktirme etkisi o kadar belirgin olur, ancak boyalı malzemenin rengi daha açık hale gelir.

Katyonik geciktiricinin miktarı kullanılan boyanın niteliğine ve konsantrasyonuna bağlıdır. K değeri düşük olan boyalarda veya açık renklerin boyanmasında katyonik geciktirici miktarı daha fazladır. K değeri büyük olan boyalarda veya koyu renklerin boyanmasında, geciktirici miktarı daha azdır. Katyonik boya geciktiricilerin akrilik elyaflar için de doygunluk değerleri vardır ve katyonik boyalarla uyumluluk sorunu yaşanmaktadır. Afinitesi yüksek katyonik boyalar, afinitesi yüksek katyonik boyalarla birlikte kullanılmalıdır. Boyama reçetesinde katyonik geciktirici ve katyonik boya miktarının toplamı elyafın boyama doygunluk değerini geçmemelidir.

Yukarıda bahsedilen katyonik geciktiricilere ek olarak başka bir tür katyonik geciktiriciler de vardır, yani geciktirici A gibi polimerik katyonik geciktiriciler. Bu tür geciktiriciler birkaç yüz polimerizasyon derecesine sahip büyük bir moleküle sahiptir. Her makromolekül birkaç yüz katyonik grup içerir. Elyafın içine giremez ve yalnızca elyafın yüzeyini kaplayabilir, bu da katyonik boya ile akrilik elyaf arasındaki kulombik çekimin büyük ölçüde artmasına neden olur. Azaltın, böylece boya alım oranını azaltın. Bu tür geciktirici, katyonik yüzey aktif maddelere göre daha güçlü geciktirme özelliğine sahiptir ve elyaftaki boya yerini işgal etmez ve akrilik elyafın boya doygunluk değerini etkilemez.

Anyonik geciktiricilerin çoğu negatif yüklü aromatik hidrokarbon sülfonatlardır. katyonik boyalar düşük çözünürlüğe sahip bir kompleks oluşturur ve iyonik olmayan katkı maddelerinin dispersiyon etkisi yardımıyla boya banyosunda süspanse edilir. Ortaya çıkan kompleks lifi etkiler. Afinite daha azdır. Boyama banyosuna anyonik yavaş boyama vitex ilave edildikten sonra serbest boya katyon konsantrasyonunun azalması nedeniyle boya alım hızı yavaşlar. Boyama sıcaklığı arttıkça kompleks yavaş yavaş ayrışır ve serbest boya katyonlarını serbest bırakır, böylece tesviye hedefine ulaşmak için boyama hızı kademeli olarak artar. Bileşiğin çözünürlüğünün düşük olması nedeniyle, çökelmeyi önlemek için, anyonik geciktirici eklenirken iyonik olmayan bir yüzey aktif maddenin de eklenmesi gerekir. Anyonik geciktirici kullanımı, boya alım yüzdesini katyonik geciktiriciye göre daha önemli ölçüde azaltabilir.

Anyonik geciktirici kullanıldıktan sonra, katyonik boyalar ve anyonik boyalar aynı banyoda boyanabilir, bu da akrilik elyaf karışımlı kumaşların katyonik boyalar/asit boyalar ve katyonik boyalar/reaktif boyalar ile tek banyoda boyanması için koşullar yaratır.