Embed Size (px)
Citation preview
İÇİNDEKİLER
I. GİRİŞ.............................................................................................................................1II. OPTİK BEYAZLATICILAR.......................................................................................21. Optik Beyazlatıcıların Tarihçesi....................................................................................22. Dünyada ve Türkiye'de Optik Beyazlatıcı Üretimi.................................................43. Optik Beyazlatıcıların Etki Mekanizması.................................................................74.Optik Beyazlatıcıların Sınıflandırılması ve Adlandırılması.........................................115. Optik Beyazlatıcıların Kimyasal Yapısı......................................................................115.1. 4,4'- Diamınostilben-2,2'-Disülfonik Asit..............................................................125.2. Stiril-Stilbenler ve İlgili Bileşikler.......................................................................175.3. l-Aril-l,2,3-Triazoller ve Pirazoller.......................................................................195.4. Benzotiazoller, Benzimidazoller ve Benzoksazoller.............................................205.5. l,3,4-Oksadiazoller...................................................................................................245.6. Kumarinler................................................................................................................255.7. Pirazolinler...............................................................................................................275.8. Naftalimidler.............................................................................................................295.9. 2,6-Diamino-Dibenztiyofendioksit-3,7-Disülfonik Asit.........................................305.10. Optik Beyazlatıcı Olarak Kullanılmakta Olan veya Optik Beyazlatıcı Olduğu Bilinen Diğer Bileşikler.................................................................................................306. Optik Beyazlatıcıların Uygulamaları...........................................................................326.1. Deterjanlarda Uygulama...........................................................................................326.1.1. Deterjan Endüstrisinin Tarihsel Gelişimi..............................................................326.1.2. Optik Beyazlatıcıların Deterjanda Kullanılması...................................................326.2. Optik Beyazlatıcıların Tekstilde Kullanımları.........................................................346.3. Optik Beyazlatıcıların Kağıtta ve Diğer Alanlarda Kullanımı.................................35III. OPTİK BEYAZLATICILARIN TEKSTİLDE KULLANIMLARI.........................361. Optik Beyazlatıcıların Seçilmesi Sırasında Dikkat Edilecek Hususlar.......................361.1. Liflerin Cinsi............................................................................................................361.2. Uygulanacak Aplikasyon Yöntemi...........................................................................361.3. Optik Beyazlatma İle Birlikte Yapılacak İşlemin Cinsi...........................................391.4. Haslıklar...................................................................................................................391.5. Mamulüm Kullanılacağı Yer....................................................................................402. Optik Beyazlatıcıların Tekstil Liflerinde Kullanılması...............................................402.1. Doğal ve Rejenere Selüloz Liflerin Optik Beyazlatılması....................................402.2. Yün liflerinin Optik Beyazlatılması.........................................................................452.2.1. Optik Beyazlatılması.............................................................................................452.2.1. Yün Liflerinin Sonradan Sararmasının Önlenmesi...............................................472.3. Poliester Liflerinin Optik Beyazlatılması..............................................................482.3.1. Lif Çekimi Sırasında Optik Beyazlatıcı İlavesi...............................................482.3.2. Poliester Mamullerine Terbiye Dairelerinde Optik Beyazlatma Uygulanması....492.3.2.1. Poliester Liflerinin Atmosfer Basıncında (100C°) Optik Beyazlatılması.....492.3.2.2. Poliester Liflerinin HT Şartlarında Optik Beyazlatılması..................................492.3.2.3. Poliester Mamullerin Emdirme Fiksaj Yöntemlerine Göre Optik Beyazlatılması.................................................................................................................502.4. Selüloz Asetatlarının Optik Beyazlatılması..........................................................512.5. Poliakrilnitril Liflerinin Optik Beyazlatılması........................................................512.6. Polyamidlerde Optik Beyazlatma.............................................................................53
i
2.7. Optik Beyazlatıcıların Karışım Elyaflarda Kullanımı..............................................542.7.1. PES/CO Karışımında.............................................................................................542.7.2. PES/Yün Karışımında...........................................................................................552.7.3. PA/CO veya PA/Yün karışımlarında;...................................................................552.7.4. PA/PAC veya PES/PAC........................................................................................552.7.5. PAC/CO Karışımlarında........................................................................................553. Optik Beyazlatıcıların Pigment Baskıya Etkisi...........................................................554. Optik Beyazlatıcıların Reaktif Boyarmaddelerdeki Renk Değişimine Etkisi.............56IV. BEYAZLIK ÖLÇÜMÜ.............................................................................................571. Beyazlığın Görsel Tahmini......................................................................................571.1. Standart Beyazlık Skalası.........................................................................................571.2. Ciba - Geıgy Plastik Beyaz Skala (CGPW)......................................................571.3. Çift Karşılaştırmalı Beyazlık Tahmini...............................................................581.4. Renk Tonu Tercihi................................................................................................581.5. Işıklandırma............................................................................................................581.6. Standart Işık Cinsleri.............................................................................................582. Beyazlığın Enstrümental Ölçümü..............................................................................592.1. Renk Eşleme Fonksiyonu.....................................................................................592.2. Tristimulus Değerleri.............................................................................................592.3. CIE Kromatik Diyagramı.........................................................................................612.4. Renk Ölçüm Aletleri.................................................................................................622.5. CGPW Skala Plakları...............................................................................................622.6. Beyazlık Derecesi Formülü......................................................................................632.6.1. Lineer Beyazlık Derecesi Formülü........................................................................642.6.2. Renk Tonu Tercih Açısı........................................................................................642.6.3. Tahmin Formülündeki Katsayıların Belirlenmesi.................................................65V. OPTİK BEYAZLATILMIŞ MAMULLERDE KALİTE...........................................671. Kullanım Haslıkları.....................................................................................................67VI. EKOLOJİK ve TOKSİK YÖNDEN OPTİK BEYAZLATICILAR........................69VII. GÜNÜMÜZDE EN ÇOK KULLANILAN OPTİK BEYAZLATICILAR.............71VIII. SONUÇ...................................................................................................................74IX. KAYNAKLAR..........................................................................................................75TEŞEKKÜR....................................................................................................................76ÖZGEÇMİŞ.....................................................................................................................77
ii
ŞEKİLLER LİSTESİ
Şekil 1. Substraktif Optik Beyazlık...................................................................................7
Şekil 2. Aditif Optik Beyazlık...........................................................................................8
Şekil 3. Blankophor B’nin Absorbsiyon ve Yansıma Eğrileri..........................................9
Şekil 4. Fluoresans Olayı.................................................................................................10
Şekil 5. Bis – (Triazinilamino) Stilben’in Üretim...........................................................14
Şekil 6. Bis (Triazinilamino) Stilben Türü Optik Beyazlatıcılar.....................................16
Şekil 7: 2 – Substitue Benzoksazoller.............................................................................23
Şekil 8. Liflere Afinitesi Az Olan Tipteki Optik Beyazlatıcıların Lifler Tarafından Alınma Eğrilerine Örnek.................................................................................................37
Şekil 9. Liflere Afinitesi Fazlaca Olan Tipteki Optik Beyazlatıcıların Lifler Tarafından Alınma Eğrilerine Örnek.................................................................................................37
Şekil 10. Liflere Afinitesi Çok Yüksek Olan Tipteki Optik Beyazlatıcıların Lifler Tarafından Alınma Eğrilerine Örnek...............................................................................38
Şekil 11. Yün Liflerinin Optik Beyazlatılmasında Kullanılabilen Bazı Bileşikler........45
Şekil 12. Yün Liflerinin Işık Etkisiyle Sararmasını Önleyen Bazı Bileşik Formülleri...47
Şekil 13. Poliester İçin Bazı Optik Beyazlatıcılar...........................................................50
Şekil 14. Poliakrilnitril İçin Bazı Optik Beyazlatıcılar...................................................52
Şekil 15:CIE Spektral Tristimulus Fonksiyonu (1964, 100 gözlemcisi).........................60
Şekil 16. CIE Kromatik Diyagramı Referansı Akr. Nokta D65, 2° Gözlemci İçin........62
Şekil 17. Işık Tipi D65 İçin CGPW Skalasının Renk Noktalarını Gösteren CIE Kromatik Diyagramı........................................................................................................63
iii
TABLOLAR LİSTESİ
Tablo 1. Optik Beyazlatıcı Tüketiminin Endüstri Olanlarına Göre Dağılımı............6Tablo 2. Bis-(Triazinilamino) Stilben Türü Optik Beyazlatıcılar.........................15Tablo 3. Deterjan Üreticilerin Avrupa'daki Pazar Payları........................................32Tablo 4. Optik Beyazlatıcıların Uygulama Yöntemi.............................................42Tablo 5. Ön Terbiye Ve Optik İşlemler Sonucunda Elde Ed. Beyazlık Dereceleri. 44Tablo 6. Ham, ağartılmış ve optik beyazlatılmış yün liflerinin ışık haslıkları.........46Tablo 7. AGB Beyazlık Formülü.............................................................................63Tablo 8. Belirlenmiş Katsayılı Beyazlık Formülünün Sabitleri................................65Tablo 9. Selüloz Lifleri İçin Kullanılan Optik Beyazlatıcılar...................................71Tablo 10. Poliamit ve Protein Esaslı Lifler İçin Kullanılan Optik Beyazlatıcılar.......72Tablo 11. Poliester, Poliakrilnitril ve Asetat Lifleri İçin Kull. Optik Beyazlatıcılar. .73
iv
v
I. GİRİŞ
Optik beyazlatıcılar, sabun ve deterjan sanayiinde tüketimi gittikçe artan ve
tekstil sanayiinde de çok kullanılan yardımcı maddelerdir. 50 yıl kadar önce bulunan bu
organik bileşikler sadece tekstil ve deterjan sanayiinde kullanılmayıp, kağıt, plastik ve
boya sanayiinde de kullanılmaktadır.
Optik beyazlatıcılar insan gözünün göremediği mor ötesi ışınları (UV: <
400nm) absorbe eden ve bu ışınları insan gözünün görebildiği spektrum bölgesine
(mavi- viyole alanı) kaydırıp yansıtan maddelerdir. Yani insan gözünün görebildiği
spektrum bölgesinde yansıtılan toplam ışın miktarını arttırmaktadır. Başka bir deyişle
“Floresans” özellik göstermektedir.
Optik beyazlatıcılar literatür ve piyasada değişik isimlerle adlandırılmaktadır.
Örneğin; “ağartıcılar”, “floresan ağartma maddeleri”, “beyazlatıcılar”, “parlaklık verici
maddeler” vb. terimler kullanılmaktadır. Ancak daha çok “optik beyazlatıcılar=optical
brighteners” ve “floresan beyazlatma maddeleri=florescent whitening agents” terimleri
tercih edilmektedir.
Bu araştırma optik beyazlatıcıları ve sanayide kullanışlarını ancak özellikle
tekstil sanayiinde kullanılmalarını incelemektedir. Optik beyazlatıcıların kimyasal
yapıları ve ayrı ayrı tekstil liflerine uygulanışlarını içermektedir.
1
II. OPTİK BEYAZLATICILAR
1. Optik Beyazlatıcıların Tarihçesi
Genellikle beyaz olarak nitelendirilen maddelerin çoğu tam beyaz değildir.
Özellikle beyaz tekstil materyallerinde, bir temizlik göstergesi olarak tam beyazlık
aranır. Eski çağlardan beri, tekstil materyalindeki sarımsı görünümü gidermek amacıyla
çaba harcanmıştır. Güneşte ağartma, mavi nüans verme ve daha sonra kimyasal ağartma
yöntemleriyle bu sarımsı-grimsi görünüm bir ölçüde giderilmiştir.
1852 yılında ünlü fizikçi George Gabriel Stokes (1820-1903), floresanlığın
yasalarını ortaya çıkarmıştır. Stokes, birçok maddenin ışık absorbsiyonundan sonra,
molekül yapısında bir değişiklik olmaksızın yoğun bir radyasyon (ışınım) verdiğini
göstermiştir. Bu olayın adı floresanlık veya fotoluminesanlıktır. Bu olayın nedeni, ışığı
absorplayan molekülün elektronunun uyarılarak üst enerji seviyesine çıkmasıdır. Yeni
konum dayanıklı olmadığından, eski enerji seviyesine dönen elektron, enerjisini foton
olarak geri verir. Floresanlık sonucu geri verilen ışığın dalga boyu, floresan madde
tarafından absorbe edilmiş olan ışıktan daima daha yüksek olmaktadır. Bu kural,
Stokes’un birinci yasasıdır. Ayrıca üç yasa daha belirlemiştir; ancak sözü edilen
birincisi en önemlisidir.
1921 yılında Lagorio, floresan boyaların absorbe ettiğinden daha fazla ışığı geri
gönderdiğini keşfetmiştir. Bu gözlemiyle, floresan maddelerin ultraviole ışınlarını
absorbe ederek görünür alanda geri verdiği sonucuna varmıştır.
1929 yılında Paul Krais keten iplikleri Esculine çözeltisine daldırdığında, daha
beyaz ve parlak olduğunu görmüştür. Esculine, dihidroksikumarenin glikosidi olup
atkestanesinden ekstraksiyon yoluyla elde edilmektedir.
Esculine
2
1933 yılında ultrazell firması, nişastayı umbelliferon’un asetat bileşiğiyle işleme
sokarak optik beyazlık gösteren bir yapı elde etmiştir. Umbelliferon, bazı ağaç
kabuklarından elde edilen doğal kumaren bileşiğidir.
Umbelliferon
1940 yılında ilk optik beyazlatıcılar IG – Faben Industrie tarafından üretilmiştir.
Bu bileşikler diaminoastilben disülfonikasit türevleri yapısındadır.
1934 yılında ICI firması çalışanları, 4,4’-diaminostilben – 2,2’-disülfonik asidin
diaçil türevini yani ilk sentetik optik beyazlatıcıyı elde etmişlerdir. Bir yıl sonra
“Hoffmannsche Stärkefabrik Ultracell GmbH” firması umbelliferonasetik asidi
üretmiştir. Bu yapılar daha sonra üretilen çeşitli optik beyazlatıcıların temelini
oluşturmuştur. 1937 yılında umbelliferonasetik asit türevleri besin endüstrisinde optik
filtre olarak besinleri korumak amacıyla kullanılmaya başladı. 1940 yılında IG Farben
firması DAS (diaminostiben sülfonik asit) esaslı optik beyazlatıcı paletini piyasaya
çıkarmıştır. Bu ürünlerin başarısı, optik beyazlatıcıların hızla gelişmesine yol açmıştır.
Giderek, daha dayanıklı ürünler talep edilmiş, ayrıca pamuk dışında sentetik lifleri
beyazlatabilen ürünler de istenmiştir.
1942 yılında Ciba firması pamuk ve poliamid için kullanılan bis-benzimidazol
esaslı ürününü piyasaya çıkarmıştır.
1943 yılında Ciba firması CC/DAS olarak adlandırılan optik ağartıcı paletini
çıkarmıştır. Siyanürilklorün 4,4’-diaminostilben - 2,2’-disülfonik asit ile kondensasyonu
sonucu kolayca elde edilen ve uygulaması da mükemmel olan bu ürün, bir çok yeni
maddenin yaratılmasına yol açmıştır. Bu gruptaki maddeler suda çözünür; özellikle
selülozik liflere afinitesi yüksektir. Beyazlatma özellikleri mükemmeldir ve kimyasal
ağartmada sırasında bazik maddelere dayanıklıdır. Esas olarak deterjan karışımlarına
ilave edilerek kullanılmaktadır. 1944 yılında IG Farben firması da çamaşır tozlarında
kullanılan bir DAS türevini üretmiştir.
3
İkinci Dünya Savaşından sonra, bu alanda büyük gelişmeler kaydedildi. 1945
yılında Ciba firması, plastikler ve sentetik ürünler için bis-benzoksazol türevlerini
geliştirdi, kısa bir süre sonra, yün ve poliamidin beyazlatılmasında kullanılan 7-amino-
kumarin türevlerini çıkardı. 1948 yılında, pamuk, yün ve sentetik lifleri beyazlatabilen
1,4-bis-stirilbenzen ve 4,4-bis-naftotriazolil stilben üretildi. 1949 yılında Ilford firması
poliamid ve poliakrilonitril için kullanılabilen pirazolin esaslı yeni bir grup buldu. 1951
yılında Geigy firması stilbil triazolleri, 1952 yılında BASF firması naftoik asit
imidlerini, 1954 yılında Geigy, 3-fenil-7 aminokumarini ve 1957’de pirazin türevlerini
piyasaya sürdü. 1955 yılından sonra Sovyet Rusya, Polonya, eski Doğu Almanya,
Çekoslovakya ve en son olarak Japonya da bu konuda çalışmalar yaparak yeni ürünler
geliştirdi.
1970 yılından sonraki yirmi yıl içerisinde ise binlerce yeni optik beyazlatıcı adı
ortaya çıkmış olmasına karşın, temelde yeni kimyasal yapı sayısı oldukça azdır.
Günümüzde 2500’den sonra fazla ticari isimde ürün bulunmaktadır. Bunlar
15’ten fazla temel kimyasal yapıdaki 200 çeşit ürünün ticari adlarıdır. 30’dan fazla
üretici bulunmaktadır.
2. Dünyada ve Türkiye'de Optik Beyazlatıcı Üretimi
Optik beyazlatıcılar, organik kimyacı için sentezleri sorunlar yaratan
kompleks bileşiklerdir. Tekstil kimyacısı için, ışık kaynağının içerdiği UV ışını
miktarına bağlı olarak rengi değişen, bu nedenle karışıklık yaratan beyaz
boyarmaddelerdir. Üretici için, gelişen ve yılda 100 milyon $ (1970 yılı) değerini
aşan bir iş alanıdır.
1968 yılında yalnız A.B.D.'de yıllık üretim yaklaşık 15 bin ton ve sa tış
53 milyon $ olmuştur. Dünyadaki büyük kimyasal madde ve boyarmadde üre-
ticilerinin çoğu optik beyazlatıcı üretmekte veya pazarlamaktadır.1970 yılına dek
iki binden fazla patent çıkmıştır; bunlar çok sayıda aromatik ve heteroçiklik optik
beyazlatıcı sistemi içermekte ve çok çeşitli kullanım alanı bulmaktadır.
Günümüzde Dünya, da ve Türkiye'de üretilen optik beyazlatıcıların %70-75
gibi yüksek bir oranı deterjan katkı maddesi olarak kullanılmaktadır; geri kalanın
ise hemen hemen tümü tekstil ve kağıt endüstrisinde uygulanır.
4
Türkiye'de deterjan tüketimi kişi başına 3kg/yıl olarak tahmin edilmektedir. Bir
ton deterjana yaklaşık 2,5 kg optik beyazlatıcı katılmaktadır. Yıllık deterjan üretiminin
150 bin ton civarında olduğu göz önüne alınırsa, yalnız deterjanda kullanılan optik
beyazlatıcı miktarının yaklaşık 300 ton olduğu düşünülebilir.
Türkiye'de devlet tekelinde olan kağıt endüstrisinin optik beyazlatıcı tüketimi
çok düşüktür. Seka-İzmit 10 ton/yıl, Seka-Dalaman ise 20-25 ton/yıl düşük aktiviteli
optik beyazlatıcı kullanmaktadır.
Optik beyazlatıcıların aktivitesi "E" değeriyle belirtilmektedir. Bu sayısal
değer %1'lik çözeltinin l cm kalınlığındaki bölümünün UV spektrofotometresindeki
optik yoğunluğudur. Optik yoğunluk maksimum absorbsiyonun gerçekleştiği dalga
boyunda ölçülür. Farklı kullanım alanlarına göre maksimum E 1/1 değerleri
verilmektedir. Bu değerler, deterjana katılacak türlerde 600, tekstil için kullanılacak
olanlarda 450, kağıtta kullanılan optik beyazlatıcılarda ise 125 olarak bilinmektedir. Saf
olarak elde edilen bir optik beyazlatıcı, uygulama alanına göre aktivitesi düşürülecek
şekilde çeşitli tuzlarla karıştırılmaktadır.
Üreticiler bunun, optik beyazlatıcının "performansı"'nın geliştirilmesi amacıyla
yapıldığını belirtmektedirler.Türkiye'de genellikle deterjan endüstrisinde kullanılan
bileşiklerin E11 değerinin 400, tekstil endüstrisi için üretilenlerde ise bu değerin 200
olduğu söylenmektedir.
Bugün Türkiye'de tekstilde yaklaşık 150 ton/yıl optik beyazlatıcı
tüketilmektedir. Bu optik beyazlatıcıların E 1/1 değerinin 200 olduğu göz önüne
alınırsa, seyreltilmemiş optik beyazlatıcı üretiminin tekstil için ancak 50-60 ton/yıl
olduğu söylenebilir.
Optik beyazlatıcı özelliği olan bileşiklerin üretiminde sentez kadar önemli
olan bir konuda kristalizasyondur. Kristalizasyon tekniği elde edilecek olan kristal
yapısını belirler. Kristal yapısı ile optik beyazlatıcıların performansı arasında
doğrudan bağlantı bulunmaktadır. Bu nedenle üreticiler kristalizasyon tekniklerini
büyük bir titizlikle saklamaktadırlar. Üretici firmalardan birinde bir yetkili, aynı
kimyasal yapıda ve aynı yöntemle sentezi yapılmış olan iki bileşiğin farklı
kristalizasyon teknikleri sonucu kumaş üzerinde farklı beyazlık sağladığını
belirtmektedir.
5
Dünyada ve Türkiye'de en fazla kullanılan bileşikler stilben esaslı olanlardır.
Diklortriazin grubu içeren stilben türlerinde klorların yerinde anilin, morfolin ve/veya
metanilik radikalleri bulunmaktadır.
Deterjanda kullanılacak olan optik beyazlatıcıların üretiminde en büyük
sorunlardan biri de yan reaksiyonlar sonucu trimetil triazin'in oluşmasıdır. Bu
bileşik kanserojendir ve deriyi tahriş etmektedir. Üretilen optik beyazlatıcının bu
yan üründen arındırılması kolay olmamaktadır. Her firma bu konuda gizli teknikler
geliştirmiştir. Trimetil tirazin'in optik beyazlatıcı ışında varlığını ve miktarını
saptamak, çok güç ve zaman alan analizler gerektirmektedir. Türkiye'de bu analizlerin
genelde yapılamadığı, yapılsa bile alınan her partide bu şekilde kalite kontrol
yapılmasının olanaksız olduğu belirtilmektedir. Bu nedenle Türkiye'de deterjan
üreticileri kullandıkları optik beyazlatıcıları ithal etmektedirler. Optik beyazlatıcıların
ancak bildikleri güvenilir kaynaklardan alınabileceğini savunmaktadırlar.
Dünyada optik beyazlatıcı üretiminin %90 gibi yüksek bir oranını stilben
türevleri oluşturmaktadır. Geri kalan üretimin çoğu pirazolin esaslı bileşiklerdir.
Diğer birçok kimyasalda olduğu gibi, optik beyazlatıcı pazarı çokuluslu dev
firmalar tarafından paylaşılmıştır.
1982 yılında dünyada optik beyazlatıcı üretimi 120 bin tondan fazla olmuştur.
1972?de ABD'de optik beyazlatıcıların tüm boya üretimindeki payı %10.4 iken 1974'te
%14.9’a yükselmiştir. Dünyada üretim ve tüketimin yıllık artışı ise %10-12 olarak
bilinmektedir.
Üretilen optik beyazlatıcıların kullanım alanları içinde birinci sıra, yıkama
endüstrisinindir. Bunu, sırasıyla kağıt, tekstil ve plastik endüstrileri izlemektedir. Tablo
l'de bu sektörlerin payı verilmiştir.
Tablo . 1. Optik Beyazlatıcı Tüketiminin Endüstri Olanlarına Göre Dağılımı
Deterjan karışımları %40
Kağıt %30
Sentetik lifler ve plastik % 5
Tekstil %25
6
En fazla bilinen ticari adlar ve üretici firmalar ise şunlardır :
Blankophor (Bayer), Blankit, Blanilweiss, Ultraphor (BASF), Uvitex (Ciba),
Hostalux (Hoechst), Tinopal (Geigy), Photin (Hickson and Welch), Fluolite (ICI),
Leukophor (Sandoz), Whitex (Sumitomo).
3. Optik Beyazlatıcıların Etki Mekanizması
Ağartma işleminden önce ve sonra pamuklu kumaşların spektral reflekstansları
grafik olarak incelendiğinde, önce yükselen ve sonra yatay hale geçen bir eğri
görülmektedir. Başka bir deyişle kumaşın renginin azalmasıyla birlikte beyaz1ık
artmaktadır. Ağartma işlemi sonucunda hiçbir zaman 100 reflektans değeri (MgO'nun
reflektansı % 100 dür) elde edilememektedir (400 - 800 nm) .
Ağartılmış olan kumaşa mavi bir boyarmaddeden az bir miktarda aplike
yapıldığında (kirletildiğinde), boyarmadde 600 nm civarında sarı ışığı absorbe ederek
spektral eğride bir düzelme olmaktadır ve renklilik faktöründe azalma olmakta, beyazlık
derecesi bir miktar düşmektedir ve bu durum insan gözünde beyazlığın artması şeklinde
kendini göstermektedir. Yansıyan ışınların toplam miktarında azalma olmakta ve
beyazlık derecesi bir miktar düşmekle beraber hafif mavi nüansa sahip bir beyaz elde
edildiğinden, insan gözü yanılarak mamulün daha beyaz bir görünümde olduğunu
zannetmektedir. Bu mavileştirme işlemine “substraktif optik beyazlık” veya “çivitleme”
denilmektedir.Bu durum şekil 1’de gösterilmiştir.
Şekil 1. Substraktif Optik Beyazlık
7
Fluoresans olarak belirtilen bazı maddeler insan gözünün görmediği UV -
ışınlarını (320 - 400 nm) absorblayarak, mavi - viyole ışın halinde (440 nm), görünen
bölgede tekrar geri verilmektedirler. Başka bir deyişle UV - ışınlarını insan gözünün
görebildiği spektrum bölgesine kaydırmaktadırlar. Ağartılmış olan kumaş, bu
maddelerle aplike edildikten sonra UV - ışınları içeren bir ışık altında tutulduğunda,
remisyon nedeniyle sarı görünüş örtülmektedir.
Diğer taraftan bu maddeler (optik beyazlatıcılar), 'UV -ışınlarını mavi - viyole
bölgeye kaydırdıklarından yansıyan ışınlar mavimtrak bir nüansda kazanmaktadır. Hem
yansıyan ışın miktarını arttırarak, hem de mavimtrak bir nüans kazandırarak, beyaz
mamulün daha beyaz, temiz ve parlak görünmesini sağlamaktadır. Bu duruma “Aktif
Optik Beyazlık” veya sadece «Optik Beyazlık» denilmektedir. Bu durum şekil
2'de gösterilmiştir.
Şekil 2. Aditif Optik Beyazlık
Optik beyazlatıcıların UV - ışınlarını absorblayarak mavi - viyole ışın halinde
görünen bölgede tekrar geri vermesi mekanizması, Bankophor B’nin sulu çözeltisinin
absorbsiyon ve yansıtma (remisyon) eğrileri şekil- 3'de gösterilmiştir.
8
Şekil 3. Blankophor B’nin Absorbsiyon ve Yansıma Eğrileri
Elektronları çiftleşmiş ve stabil orbitallerde bulunan bir molekül en düşük enerji
seviyesinde bulunmaktadır, (graund singlet state = So). Optik beyazlatıcının bir
molekülü bir ışık fotonu absorbladığında, elektronlardan bir tanesi uyarılarak daha
yüksek enerji seviyesine çıkar (Sa = excited singlet state). Molekül bu halde dayanıklı
değildir ve elektron en kolay şekilde enerjice daha düşük bir orabitale dönmeye çabalar.
Eğer S2 orbitalinin enerjisi, molekülün Sı örbi talinin (Frist excited singlet) enerjisinden
büyükse, elektron 10-11 saniyede bu orbitale döner. Bu olay bir iç dönüşüm olup
ışımasızdır. Elektronun Sı orbitalindeki yaşama süresi S2 orbitalinden 103 - 10 4 defa
daha uzundur. (10-8 -10-7 san.) Eğer elektron So orbitaline geri dönerse daha önce
absorbe ettiği fotonun enerjisinden daha az enerjiyi ışık fotonu halinde geri verirse bu
olaya fluoresans denir. Fluoresans ışığın dalga boyu daha uzun olmaktadır.
Şekil3’den de görülebileceği gibi;
- Fluoresans enerjisi, absorblanan ışık enerjisinden daha küçüktür. Bu nedenle
fluoresans daima absorblanan ışıktan daha uzun dalga boyundadır.
- Absorblanan ışık enerjisinin bir kısmı, molekül içinde ışımasız işlemlerle
kaybolduğundan, fluoresans şiddeti absorbsiyon şiddetinden daima daha küçüktür.
Stokes’un birinci yasasına göre geri verilen ışığın enerjisi düşük, yani dalga
boyu daima daha uzundur.
9
Şekil 4. Fluoresans Olayı
E = hv = h.c/ (gelen ışık)
E’ = h.c/’ (geri verilen ışık)
E > E’
< ’
Çok az miktardaki kir (safsızlıklar) son verilen ekstirksiyon enerjisinin bir
kısmını yapılarına aldıklarından fluoresansın azalmasına neden olurlar. Bu nedenle
optik beyazlatıcılar çok saf olmamalıdır.
Optik beyazlatıcılar monomoleküler olarak fikse olmalıdırlar. Hatta aglomerat
oluşmasından daha da yüksek dalga boyunda bir remisyon oluşarak beyazlığın
bozulmasına neden olabilir.
Fluoresans şiddeti ve buna bağlı olarak beyazlık, optik beyazlatının
konsantrasyonuna logaritmik olarak orantılıdır. Bu nedenle, kullanılan optik
beyazlatıcının cinsine göre, mamul ağırlığının % 0.05 - 0.8 'den daha fazla optik
beyazlatıcı aplike edilmemelidir. Aksi takdirde daha yüksek bir beyazlık derecesi
yerine sarımtırak bir görünüm elde edilir.
Fluoresans dalga boyunun uzunluğu optik beyazlatıcıyla işlem görmüş kumaşın
nüasına etki yapmaktadır. Dalga boyuna göre kırmızı nüans (kısa dalga boylu), mavi -
10
viyole mavi, yeşil (oldukça uzun dalga boylu) nüanslar elde edilebilir. Çoğu zaman
optik beyazlatıcıların nüansı boyarmadde ilavesiyle yapılmaktadır.
(Substraktif ve Aditif optik beyazlatıcı kombinasyonu). Çoğu kez de mavi ve
kırmızı nüanslar istendiğinden ticari optik beyazlatıcı markalarında R ve B harfleri
(R: Kırmızı nüanslı, B: Mavi nüans1ı) bulunmaktadır.
4.Optik Beyazlatıcıların Sınıflandırılması ve Adlandırılması
Boyarmaddelerde olduğu gibi, optik beyazlatıcılarda da, ya kimyasal yapılarına,
ya da uygulama yöntemlerine göre sınıflandırma yapılır. Kullanıma göre
sınırlandırıldığında, direkt ve dispers türlerinden söz edilir.
Direkt optik beyazlatıcılar, suda çözünen maddelerdir; esas olarak doğal liflerin
beyazlatılmasında kullanılmakla birlikte; nadir olarak poliamid gibi sentetik lifler için
de kullanılır.
Dispers türleri ise suda çözünmedikleri için, sudaki dispersiyonları renkli
materyale emdirilir veya lif üretiminden önce kütle boyama yöntemine benzer şekilde
polimer kütlesine ilave edilir. Çoğunlukla poliamid, poliester, poliakrilonitril, asetat
ipeği, polivinilklorüre uygulanır. Nadir olarak kağıt gibi doğal ürünlerde de kullanılır.
Kimyasal yapılarına göre sınıflandırmada stilben, kumarın, pirazolin,
dikarboksilik asit, sinamik asit türevlerinden söz edilir.
Ticari adları ise çok çeşitlidir ve sistematik değildir. Genellikle ticari adları
uygulamaya yönelik bir bilgi içermez. Adından sonra gelen harfler de optik
beyazlatıcının belirli özelliklerini temsil eden standart bir semboller sistemi
oluşturmamaktadır.
5. Optik Beyazlatıcıların Kimyasal Yapısı
Optik beyazlatıcılar organik bileşikler olup yapılarında ışık ile kolaylıkla
uyarılabilen elektron sistemleri bulunmaktadır. Bu sistemler konjuge çift bağ içeren
aromatik ve heteroçiklik bileşiklerdir. Optik beyazlatıcılar düz, uzun zincir yapısında
olup, hemen hemen hepsi 300-400nm dalga boyundaki ultraviyole ışığı absorbe
etmektedirler (maksimum absorbsiyon 350-375nm arasındadır). Diğer taraftan, lif
11
yapısına bağlı olarak life fikse olmasını sağlayan substutientler de içermektedirler.
Çeşitli liflere uygulanan optik beyazlatıcılar birbirinden farklıdır.
Son yıllarda birçok aromatik ve heteroçiklik sistemin floresanlığı ve beyazlatma
özelliği incelenmiş, bu konuda birçok bilgi yayınlanmış, çok sayıda bileşiğin de
patenti alınmıştır. Yalnızca birkaçının ticari önemi bulunan bu maddelerden bazıları
şunlardır;
5.1. 4,4'- Diamınostilben-2,2'-Disülfonik Asit
Kısaca "DAS" olarak adlandırılan bu bileşik ve türevleri günümüzde en çok
kullanılan türlerdir.
4,4'- Diamınostilben-2,2'-Disülfonik Asit
DAS'in kullanılmakta olan en basit türevleri, bis-benzoilamino içerenlerdir.
Bu bileşiklerde benzoil grubu alkoksi-, hidroksi-alkoksi-, halojenalkoksi veya
alkenoksi- grupları ile substitüe edilmiş olabilir. Ayrıca, bir alkil grubu ve bir
alkoksi ya da 3,4- metilen-dihidroksi grubu da bulunabilir.
Bundan başka benzoil grubu yerine 3-metoksi-2-naftoil grubu veya tetra-hidro
türevi, ya da fenoksi asetil grubu bulunabilir. Çoğu günümüzde kullanılmayan bu
bileşiklerin yalnızca tarihsel önemi vardır. Bu bileşikler pamuklu tekstil ürünlerinde
yeşilimsi bir beyazlık sağlar ve yüksek konsantrasyonlarda bile orta derecede beyazlık
etkisi verir. Bu tiplerden günümüzde kullanılan, klora dayanıklı beyazlık sağlayan bir
örneği şekilde görülmektedir.
12
DAS’ın üreido türevi bazı ülkelerde kullanılmaktadır. Bu bileşik, önce
Blankofor R olarak piyasaya sürülmüştür. Kırmızı nüanslı bir beyazlık sağlayan bu
bileşik fenilizosiyanat'ı DAS'la reaksiyonu sonucu elde edilir. Blankofor R kaynama
sıcaklığında stabil değildir; hidrolize uğrar.
Blankofor R'nin bazı gruplarla modifiye edilmesi önerilmiş (Halojen,
alkoksi, triflorometil grupları ve fenil halkasındaki diğer substitüentlerde ancak
önemli bir gelişme görülmemiştir.
DAS'ın 4,4'-bis Triazinilaminostilben-2,2'-disülfonik asit türevleri optik
beyazlatıcı olarak önem taşımaktadır. Bu bileşiklerden ilki Blankofor B’dir (Hala
kullanılmaktadır). Bu bileşik 1940'lı yılların başında piyasaya çıkarılmıştır;
Bis-triazinilamino stilben esaslı optik beyazlatıcılar şekil 5'te görüldüğü gibi
üretilmektedir. Formülde görülen X ve Y, -NH2 olabilir; ya da alifatik aliçiklik,
13
aromatik, aralifatik veya heteroçiklik yapıda primer veya seconder amin
kullanılabilir. Yine X ve Y, ÖR olabilir; buradaki R, aromatik, aliçiklik ya da
alifatik bir gruptur.Bu bileşiklerin elde edilmesi şu temele dayanır; Siyanurik
klorürdeki uç-klor atomu kademeli olarak amin, alkol veya fenol kökü ile yer
değiştirir. Genelde birinci klor atomu 0-10°C'de, ikincisi 20-50°C'de ve üçüncüsü
61-111C'de yer değiştirir. Reaksiyon sıcaklıkları kullanılan amine göre değişir.
Tetrakloro- türevleri optik beyazlatıcı olarak kullanılamaz; fakat bazı di-kloro-
bileşikleri poliamidin beyazlatılmasında kullanılır. En yaygın olanlar amin kökenli
X ve Y gruplarıdır. Formaldehitle işlem sonucu elde edilir. X ve Y'nin "-NH 2"
olduğu bir bileşik halen kullanılmaktadır.
Şekil 5. Bis – (Triazinilamino) Stilben’in Üretim
Bis-(triazinilamino) stilben disülfonik asit'in düşük fiyatı yanında X ve Y
olarak kullanılan aminlerin fiyatı önem taşımaktadır. Bu ek maliyet ancak beyazlık
14
etkisinde önemli bir artı, bulunduğunda kabul edilebilir. X ve Y'nin tipi,
substantiviteyi, çözünürlüğü, diğer yardımcı maddeler, bağdaşırlığı ve bazı diğer
özellikleri etkiler. Bazen ticari ürünler iki veya daha fazla bileşiğin karışımı
olabilmektedir.
Yakın geçmişte, optik beyazlatıcıların fiziksel yapılarında da bazı mo-
difikasyonlar yapılmıştır. Örneğin; kristal şekli değiştirilmiş, sıvı bileşimler
yapılmıştır.
Tablo 2'de bu yapıdaki bazı önemli optik beyazlatıcılar görülmektedir.
Tablo 2 Bis-(Triazinilamino) Stilben Türü Optik Beyazlatıcılar.
15
Şekil 6. Bis (Triazinilamino) Stilben Türü Optik Beyazlatıcılar
Asimetrik triazinilamino stilbenler de mevcuttur, fakat ticari önemleri azdır.
Çünkü:
a) DAS'tan elde edilen türlerinden daha pahalıdır.
b)Yüksek maliyetlerine karşın üstünlükleri çok azdır.
4-amino-4’- nitrostilben-2,2'- disülfonik asit'ten hazırlanan bazı örnekler
şekil 6'da görülmektedir.
16
Stilben-monosülfonik asit'in şekil'de görülen türevleri daha mavi nüanslı
bileşikler verir ve çözünürlüğü kontrollü olduğunda özellikle poliamide
uygulanmasında iyi sonuç alınır. Bu bileşiklerin üretimi, 4-amino-4’-nitro-stilben-
2,2'- disülfonik asit'ten daha pahalıdır.
5.2. Stiril-Stilbenler ve İlgili Bileşikler
Yeşilimsi nüanslı optik beyazlatıcıların, violet veya kırmızı nüanslı türler ile
karışım hazırlamaya uygun olan tipleri, konjugasyonun stiril – stilbenler'e kadar
ulaştırılmasıyla elde edilir. Örneğin aşağıda görülen bileşiklerin yüne, poliamide ve
ipeğe afinitesinin yüksek olduğu iddia edilmektedir.
Bu tip bileşiklerden, ticari önemi olanlar poliesterin beyazlatılmasında
kullanılmaktadır. Sülfonik asit ya da herhangi bir çözündürücü grup bulunmaz.
Yapısı şöyledir;
17
Karboksilik asit esteri veya amidi içeren uç halkaları bulunan bileşiklerde
bu grupların bulunması, çözünürlük derecesinde önemli bir artış sağlamaz. Bu
grupları içeren bileşikler sentetik polimer yapısındaki maddeler için uygun optik
beyazlatıcılardır. Aşağıda görülen bis-stilben esaslı bileşikler önemli örneklerdir.
Aşağıda görülen bileşik de sentetik liflerin beyazlatılmasında
kullanılmaktadır.
Son 15 yılda, yukarıda adı geçen bileşiklere, ticari önemi olan hemen
hemen yeni hiç bir bileşik eklenmemiş, ancak piyasaya sunulan optik
beyazlatıcıların fiziksel durumları geliştirilmiştir. Bunlar aşağıda belirtilmektedir;
- Tozumayan, akıcı granüllerin üretimi
- Kolayca ıslatılabilen ve dispers hale getirilebilen toz şeklinin elde edilmesi
18
- Stabil dispersiyon ve pastaların piyasaya sunulabilmesi
- Çok iyi depolama dayanıklılığı olan derişik çözeltilerin yapılabilmesi
Stabil kristal şekli ve özellikle renksiz B-kristal modifikasyonları anyonik
deterjanlara katılabilmektedir.
Ayrıca farklı triazinil-amino-stilbenlerin karışımı ve heteroçiklik be-
yazlatıcılarla oluşturulan kombinasyonlar da hazırlanmıştır.
5.3. l-Aril-l,2,3-Triazoller ve Pirazoller
yapısının, yapısı yerine kullanılmasıyla ariltiriazollerin
yeşilimsi-mavi nüansları, daha fazla istenen mavi-violete dönüştürülebilmiştir. Bu
optik beyazlatıcılar, klor içeren kasar banyolarında uygulanabilir;bu yönden bis-
triazinilamino stilben bileşiklerinden üstündür. Ancak etkileri bis-triazinilamino
stilben bileşikleri kadar parlak değildir. Pirazol gruplarının l ,2,3-triazollere benzer
bir etkisi vardır; yalnız klorit banyolarına triazollerden biraz daha az dayanıklıdır.
Stilbenin heteroçiklik analoglarının kullanılması ile ve yukarıdaki prensip esas
alınarak üretilen bileşik aşağıdaki şekilde görülmektedir:
Bu bileşikler noniyonik olup, selüloz, poliamid ve poliester gibi birçok
substratlara afiniteleri oldukça ilgidir.
Klor içeren ağartma maddelerine dayanıklıdır ve katyonik yumuşatıcı içeren bir
banyoda selüloza uygulanabilir.
19
5.4. Benzotiazoller, Benzimidazoller ve Benzoksazoller
Boyarmadde üretiminde bir ara madde olan dehidrotiyo-p-toluidinin floresan
özelliği uzun zamandan beri bilinmekteydi. Ancak, bileşiğin sarı rengi, beyazlatıcı
olarak kullanılmasını olanaksız kılmakta idi. Bu bileşiğin alkil ya da açillenmiş
türevleri iyi beyazlık sağlarsa da uygulanması pratik değildir ve ışığa çok duyarlıdır.
Sentetik lifler için, benzimidazoller ve benzoksazoller önem taşımaktadır.
X = NH,0 veya S'dir N = O veya l
Piyasada bulunan en eski ürünlerden birinin yapısı aşağıdaki gibidir:
Bu ikinci bileşik, yeşilimsi-mavi nüans vermektedir; poliamid ve selülozik
elyafa afinitesi oldukça yüksektir. Hipoklorite dayanıklılığı çok iyidir, ev tipi
deterjanlarda kullanılabilmektedir. Poliamid ve akrilik elyafta kullanılabilen, bis ve
monoarilimidazollerle ilgili birçok patent bulunmaktadır. Bu bileşiklerin üretiminde
birçok gelişme de kaydedilmiştir.
Y1 ve Y2, hidrojen ya da substitue veya substitue olmayan alkil, aliçiklik,
aril, aralkil gibi gruplar olabilir. Benzen halkaları da değişebilir. Aşağıda görülen
bazı yapılardan türetilen kuarternar amonyum tuzları da özellikle akrilik elyaf için
uygun.optik beyazlatıcılardır. Bazı benzimidazollerin, reçine ile işlem görmüş pamuğa
afinitesi yüksek olmaktadır. Bazı substitue monobenzimidazoller ve bunların kuarternar
amonyum türevleri, akrilik elyaf için çok önemli optik beyazlatıcılardır.
20
A ve Ar = subtitue veya subst. Olmayan aromatik rad. R = alifatik veya aromatik radikal
Poliester için önemli olan birçok bileşik benzoksazol türevidir. Benzoksazol
sistemin özellikle poliesterin beyazlatılmasında önemli bir yeri vardır. Bunun
nedenleri;
— Sentezinin kolay ve
— Poliester üzerinde ışık haslıklarının çok yüksek olmasıdır.
Noniyonik azoller, poliesterin dışında poliamid ve selüloz asetat gibi lif
türlerinde de kullanılır. Örnek;
21
Bu bileşik ilk kez 1956 yılında piyasaya verilmiştir, günümüzde sentetik liflerin
özellikle poliesterin beyazlatılmasında büyük ölçüde kullanılmaktadır. Bu bileşiklerin
üretimine örnek aşağıda görülmektedir:
Bu şekildeki "X", aşağıdaki gruplardan biri olduğunda çok ilginç etki ler
alınmaktadır.
Bu bileşiklerden çoğu sentetik liflerin erimiş polimer kütlesinden çekimi
aşamasında verilerek beyazlık sağlamaktadır.
Sentetik lifler ve polimerler için kullanılan önemli beyazlatıcılar, 2-stiril
benzoksazol veya naftoksazollerdir:
X = H veya Cl
2-substitue benzoksazoller, erimiş kütleden lif çekiminde verilen optik be-
yazlatıcılara örnek olarak gösterilebilir:
22
Şekil 7: 2 – Substitue Benzoksazoller
Benzoksazollerden türetilen ve akrilik elyafın beyazlatılmasında kullanılan
kuarternar amonyum tuzlarına örnek aşağıda verilmektedir;
23
5.5. l,3,4-Oksadiazoller
Bu bileşiklerin çoğu erimiş polimer kütlelerine katılır. Bunlardan bazı ları
şunlardır;
R ve R1, alkil, halojen, alkoksi, karboksiamid olabilir.
A = benzen, naftalen veya tetrahidronaftalen
W = stilben
Z = aril, aralkil veya heteroçiklik aril
A1C3-C dallanmış alkil
rı ve n = l veya 2
B1 = H, fenil, C1- C alkil, C1- C7 alkoksi olabilir.
Poliester için kullanılan tipine bir örnek aşağıdadır;
Tiyadiazol esaslı benzer bileşikler de bulunmaktadır.
24
5.6. Kumarinler
B-metil umbelliferon bilinen ilk beyazlatma maddelerinden biridir. Halen
sabunun beyazlatılmasında az miktarda kullanılmaktadır. Tekstil ürünlerinin
beyazlatılmasında artık kullanılmamaktadır. Çok düşük ışık haslıklarına rağmen 7-
dialkilamino-4-metil-kumarin'ler yün ve bazı yapay elyafın beyazlatılması için
uygulanmaktadır.
Bu formülün değişik türleri bulunmuş ise de en uygunu yukarıda
görülenidir. 1950'li yılların başında 7-hidroksi- ve 7-amino-kumarinler'in 3-yerine
fenil ya da heteroçiklik bir grup yerleştirilerek ilginç optik beyazlatıcılar üretil -
miştir. II fazlası olan heteroçiklik halkalar üç ve/veya yedinci karbon atomunda
bulunduklarında floresanlığı artırır. Bu bileşiklerin, substitue edilmemiş bileşiklere
oranla ışık haslıkları daha yüksektir. Bazı 7-alkoksi bileşiklerinden sentetik lifler
için uygun beyazlatıcılar elde edilebilmektedir.
25
Yine oldukça iyi beyazlatıcı olarak bilinen amino kumarin türevleri de
aşağıda görülmektedir.
3-heteroçiklik türevlerinden bazıları şunlardır:
7-amino ve 7-hidroksi-kumarinler aşağıdaki reaksiyolarla elde edilir;
26
Şekil 34
Kumarinlerla yapısal benzerliği olan karbostirillerin bulunması ile de aşağıdaki
ürünler elde edilmiştir:
7-dialkilamino bileşiklerinin poliamid ve akrilik elyaftan iyi beyazlatma
etkileri bulunmaktadır. Noniyonik kumarinler özellikle poliesterin beyazlatılmasında
kullanılır.
5.7. Pirazolinler
1,3-diaril ve 1,3,5-triaril pirazolinlerin floresan özelliği gösterdiği
eskiden beri bilinmekteydi 1950'de Ilford Ltd, bunların tekstil elyafının
beyazlatılmasında kullanılabileceğini keşfetti.Bazı suda çözünür bileşikler yün ve
poliamid için kullanıldı; bir çok 1,3-diaril pirazolin esaslı bileşik ise poliamid ve
akrilik elyaf beyazlatılmasında kullanıldı.Günümüzde de özellikle Avrupa’da geniş
ölçüde kullanılmaktadır.
27
Son yıllarda, fenil grubundaki ve pirazolin halkasındaki substituentlerin dikkatli
seçimi ile, haslık ve uygulama özelliklerinin geliştirilebileceği bulunmuştur. Ancak,
hiçbir pirazolin türevi oksidatif kasara dayanmamaktadır; bunun nedeni
dehidrojenasyon ile, ilgili pirazole dönüşüm sonucu sistemin floresanlığının
kaybolmasıdır. Pirazolin grubundan anyonik l,3-difenil-2-pirazolinler yün, ipek ve
özellikle poliamidin beyazlatılmasında kullanılır.
Katyonik pirazolinler ise özellikle modifiye akrilik elyafın beyazlatılması
için uygundur. Katyonun yanındaki anyonun yapı ve tipine göre çok stabil
derişik sulu çözeltiler üretilebilmiştir. Örneğin, metil-metan-fosfonat anyonu sudaki
çözünürlüğü önemli ölçüde arttırır. Örnek bileşik aşağıda verilmektedir.
5.8. Naftalimidler
5-aminonaftalimidin açil türevlerinin iyi beyazlatma özelliği gösterdiği
eskiden beri bilinmekteydi. Yeşilimsi nüans verdikleri için, bu bileşikler geniş
kullanım alanı bulamamıştır.
28
R = alkil (özellikle bütil)
Asetamido grubunun grubu ile yer değiştirmesi
mavimsi nüansı sağlamaktadır.
Daha önemli beyazlatıcılar, metoksi grubunun asetomido grubu ile yer
değiştirmesi ile elde edilir.5-alkoksi-naftalimidler çok yönlü optik beyazlatıcılardır;
çok çeşitli sentetik liflerde kullanılabilir.
Naftalimidler uzun bir süre Japonların araştırına alanı kapsamında kalmıştır.
Ancak, günümüzde Avrupa ülkelerinde de bu konuda araştırmalar yapılmaktadır.
Bu ilginin nedeni, muhtemelen naftalimid halka sisteminin yüksek stabilitesi, bunun
sonucu olarak iyi ışık ve klor haslıklarının sağlanabilmesidir. Dezavantajı ise, molar
sönüm katsayısının düşüklüğü nedeniyle verimin az olmasıdır.
Noniyonik türleri özellikle poliester olmak üzere tüm sentetik lifler için
uygundur. Beyazlık derecesinin ve verimin artırılması için poliesterde kullanılan
diğer optik beyazlatıcılar ile karışımları önerilmektedir. Suda çözünen katyonik
naftalimidler iyi ışık haslığı ve klor dayanıklılığı olan optik beyazlatıcılardır.
Bu bileşikler, poliester ve yünün beyazlatılması için de tavsiye edilmektedir.
Naftalimid halkasının 4-yerine yerleştirilen oksazolil, benzoksazolil,
benzimidazolil gibi substituentler luminofor bileşik oluşumuna yol açar. Bu
bileşiklerin floresanlığı fazla uzun dalga boyunda gerçekleştiğinden beyazlatıcı
olarak kullanılamaz.
5.9. 2,6-Diamino-Dibenztiyofendioksit-3,7-Disülfonik Asit
Bu bileşiğin açil türevleri klor içeren ağartma banyolarında çok dayanıklıdır.
Ancak, floresanlıkları oldukça zayıftır, selülozik elyafta yeşilimsi bir beyazlık
sağlar. Bu nedenle, özellikle yüksek miktarda klor içeren banyolarda gereklidir.
29
Dibenztiyofen dioksidin 1,2,3-triazol türevleri sentetik liflerin be-
yazlatılmasında kullanılır.
5.10. Optik Beyazlatıcı Olarak Kullanılmakta Olan veya Optik Beyazlatıcı
Olduğu Bilinen Diğer Bileşikler
Oksasiyaninler, fotoğrafçılıkta "sensitiser" duyarlılık artırıcı olarak
kullanılmaktadır; fakat özellikle poliamid ve akrilik elyafta optik beyazlatıcı
olarak da uygulanmışlardır.
R = alkil, alkoksi
X = aril, - O - alkil
Poliester için kullanılan optik beyazlatıcılar piren"in siyanür klorürle
reaksiyonu (Friedel-Crafts) sonucu elde edilir. Daha sonra kondanse edilen ürün
metoksillendirilir.
30
Bu ürünlerin ışık haslığı oldukça düşüktür. Aşağıda kimyasal yapısı görülen
bileşik sülfonamid türevleri naylonun beyazlatılmasında kullanılabilir.
Triazinil stilbenler, stilben 4.4'-dikarboksilik asit klorürünün, benzonitril ile
reaksiyonu sonucu (Friedel-Crafts) elde edilir.
Çok stabil olan bu bileşikler erimiş polimer kütlelerine katılabilir.
Floresan özelliği gösteren başka birçok bileşik bulunmakta, fakat hiçbiri ticari önem
taşımamaktadır.
Örneğin,2-arilbenzotiyofen dioksit, diarilantradipiridazon, açillenmiş diamino
pirazin dikarboksilik asit, pirolinler, dihidrokolidinler, pirazolokinolinler, substitue
metinler, triazolodihidroksi pirimidinler, benzofuro pirazolinler gibi.
6. Optik Beyazlatıcıların Uygulamaları
6.1. Deterjanlarda Uygulama
6.1.1. Deterjan Endüstrisinin Tarihsel Gelişimi
Sabun dışında kullanılan sentetik deterjanların üretimi, sabun endüstrisinde
olduğu gibi çok uzun bir geçmişe sahip değildir. Yine de, deterjan endüstrisinin tam
olarak başlama tarihini belirlemek kolay değildir.
50 yıl öncesine kadar, pamuklu tekstil materyallerinde yıkama işlemi, soda +
sabun ile kaynatılması şeklinde gerçekleştirilmekteydi.
31
İlk sentetik deterjanlar, yağları değerlendirmek amacıyla. I. Dünya Savaşı’nda
Almanlar tarafından geliştirilmiştir. Bunlar kısa zincirli alkil naftalin sülfonatlar olarak
bilinmektedir, genel olarak Nekal adıyla tanınmıştır.
İlk sentetik toz deterjan Tide adı ile piyasaya sürüldü. Yapısında, yüzeyaktif
madde olarak lauril sülfat ve builder (etkinlik arttırıcı madde) olarak da fosfat
bulunmaktaydı. Daha sonra deterjan hammaddesi olarak tetrapropilen türevleri
dallanmış zincirli alkil benzen sülfonatlar, builder olarak da kirin yeniden liflere
dönmesini önleyen maddeler (anti-redeposition agents), optik beyazlatıcılar ve toz
deterjanların depolanmasında stabiliteyi sağlayan katkı maddeleri geliştirildi.
Tablo 3. Deterjan Üreticilerin Avrupa'daki Pazar Payları
Kuruluş Pazar Payı (%)
Proc. & Camble 28
Lever 24
Henkel 15
Colgate 5
Diğerleri 28
Toplam 100
6.1.2. Optik Beyazlatıcıların Deterjanda Kullanılması
Günümüzde tüm yıkama tozlarında bulunmaktadır. Tekstil ürünleri tarafından,
çözeltiden absorbe edilen, ancak durulama ile uzaklaştırılamayan boyarmadde olarak
kabul edilen bileşiklerdir. Mor ötesi ışınları görünmeyen alandan alarak, spektrumun
mavi bölgesinde yansıtma özelliği vardır. Bu durumda elyaf daha fazla ışın
yansıtacağından, daha parlak görünür; görünür alanda artan yansıma, mavi bölgede
olacağından elyaf üzerindeki sarılığı ortadan kaldırır. Bu etki çok önceleri uygulanan
mavi nüanslı işlemden farklıdır. Bu işlemde, elyafa verilen çok az miktardaki mavi
boya, elyaf tarafından absorbe edildikten sonra, üzerine düşen ışığın sarı bölümünü
tutarak materyalin daha beyaz görünmesini sağlamaktaydı. Bu durumda, yansıyan
toplam ışın miktarı daha az olduğu halde elyaf daha beyaz görünürdü; ancak daha
parlak bir görünüm sağlanmazdı.
Deterjan üreticisi için, optik beyazlatıcı seçimindeki önemli noktalar şunlardır:
32
- Çeşitli elyaf türlerine karşı substantiflik
- Dayanıklılık: Optik beyazlatıcıların çoğu oksijen içeren ağartma maddelerine
dayanıklıdır, yalnız pek azı klorlu ağartma maddelerine dayanıklıdır.
- Çözünürlük ve dispers hale getirilebilme: Optik beyazlatıcıların çoğu suda
çözünmez, bazıları ise sıvı deterjanlara katıldığında yeterince stabil değildir.
Deterjan üreticisinin optik beyazlatıcı üreticisi ve dağıtımcı ile yakın bir
bağlantısı olmalı, deterjana katılacak miktar buna göre belirlenmeli ve optik beyazlatıcı
seçimi için aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir:
- Yıkama maddesi, yalnız bir lif türü için mi kullanılacaktır? Genellikle yalnız
pamukta kullanılan bir deterjan türü olsa da, tüketici diğer materyaller için de
kullanmak isteyebilir.
- Yıkama tozunun içinde ağartma maddesi bulunmakta mıdır? Formülünde
bulunmasa da, deterjanın kullanıldığı bölgedeki tüketici alışkanlıklarını göz önüne
almak gerekir. Eğer yıkama sırasında veya sonrasında bir ağartma maddesi
kullanma alışkanlığı varsa optik beyazlatıcıların bu maddelere dayanıklı olması
gerekir.
- Optik beyazlatıcının ilave edileceği yıkama maddesinin formu da önemlidir;
yıkama maddesi, sıvı, pasta, püskürtme yoluyla kurutulmuş veya kuru karıştırılmış
toz halinde olabilir.
- Optik beyazlatıcılar genellikle anyoniktir. İlave edileceği karışım ile, bu konuda
bağdaşırlığın olmasına dikkat edilmelidir. Örneğin katyonik yumuşatıcılara ilave
edilmesi söz konusu olduğunda bu noktaya dikkat edilmelidir.
- Optik beyazlatıcıların da belirli nüansları vardır. Bu nüansın istenen renkte
olmasına dikkat edilmelidir.
- Yıkama sıcaklığı ve süresi ile ilgili alışkanlıklar da yöreden yöreye değişir.
Örneğin ABD’de 54.5 0C’de 5-15 dakika yıkama yapılırken, Avrupa’da
pamuklular 60 0C ve 93 0C’de 15-30 dakika yıkanır. Farklı optik beyazlatıcılar
farklı koşullarda elyaf üzerine değişik oranlarda absorbe edilir.
- Optik beyazlatıcıların renk üzerine etkisi göz önüne alınmalıdır. Bu çalışmada
üzerinde durulan temel konu budur.
- Işık haslıklarının belirlenmesi gerekmektedir.
33
Günümüzde ev tipi çamaşır tozlarına daha çok optik beyazlatıcı katılmaktadır.
Eğer alışılagelmiş, normal miktarın iki katı oranında katılırsa, beyazlatma etkisi hemen
ilk yıkamada kolayca fark edilmektedir. Ayrıca çeşitli lifler için kullanılmak üzere optik
beyazlatıcı karışımları hazırlanarak deterjanlara ilave edilmektedir. Deterjan içindeki
oranları çok düşük olsa da, fiyatları çok yüksek olduğundan optimum miktarları
belirlemek çok önemlidir.
6.2. Optik Beyazlatıcıların Tekstilde Kullanımları
Ön terbiye işlemleri sırasında hidrojenperoksit, hipoklorit ve/veya
sodyumkloritle ağartılan pamuklu mamuller hafif sarımtırak bir nüansa sahiptir.
Çoğunlukla beyaz kullanılacak malzemelerde çok yüksek beyazlık istendiği için
ağartma işleminin dışında ek bir işleme gereksinim duyulmaktadır. Beyaz mallara daha
fazla beyazlık kazandırmak için optik beyazlatma işlemi uygulanmaktadır.
Optik beyazlatıcılar elyaf, iplik, kumaş ve örme gibi tekstil mamullerine
diskontinu (kesiklik) veya kontinu (kesiksiz) şekilde uygulanabilirler. Boyar
maddelerden farklı olarak ağartma veya apre işlemleri ile kombine edilebilirler.
Rejenere veya sentetik lif üretimlerinde lif çekim eriyiğine veya çözeltisine ilave
edilirler. Bu şekilde ışık haslığı yüksek olmakla, indirgen ve yükseltgen maddelerden,
haşıl maddelerinden ve matlaştırma maddelerinden etkilenmemektedirler.
Optik beyazlatıcıların tekstil materyallerinde kullanımı, kullanım yöntemleri ve
her elyaf için ayrı ayrı uygulanması olarak bir sonraki bölümde ayrıntılı bir şekilde
anlatılmaktadır.
6.3. Optik Beyazlatıcıların Kağıtta ve Diğer Alanlarda Kullanımı
Optik beyazlatıcılar kağıt endüstrisinde geniş ölçüde kullanılmaktadır. Genelde
bis-triazinilominostilbenler kullanılır. Optik beyazlatıcılar kağıt üretiminin aşağıdaki
aşamalarında kullanılır.
a) Kağıt hamurunda
b) Kağıt yapımında
c) Kaplama işlemleri sırasında
Plastik endüstrisinde de uygulanmakta olan bileşiklerin seçimi plastikte
polimerin türüne bağlıdır.
34
Polimerler, erimiş durumda iken beyazlatılır. Bu durumda, optik beyazlatıcıların
polimerle reaksiyona girebilecek uç grupların bulunmaması gerekir. Diğer katkı
maddeleriyle de reaksiyon vermemelidir. Işık haslığı ve termal stabilitenin (yüksek
sıcaklığa dayanıklılığın) iyi olması gerekir. Optik beyazlatıcılar, ayrıca kozmetik,
fotoğrafçılık ve diş hekimliğinde, mühendislikte ve gıda endüstrisinde kullanılır.
III. OPTİK BEYAZLATICILARIN TEKSTİLDE KULLANIMLARI
1. Optik Beyazlatıcıların Seçilmesi Sırasında Dikkat Edilecek Hususlar
Uygun bir optik beyazlatıcının seçilmesi sırasında dikkat edilecek en önemli
hususlar şunlardır:
1.1. Liflerin Cinsi
Optik beyazlatıcılar floresans özelliği gösteren bir cins boyarmadde
olduklarından, bunların lifler tarafından alınmasını ve tutulmasını sağlayacak bir
molekül yapısına sahip olmaları gerekmektedir. Bunun sonucu olarak, nasıl her
boyarmadde her cins lifi boyamada kullanılamıyorsa, belirli bir optik beyazlatıcıda
ancak belirli lif cinslerinin beyazlatılmasında kullanılabilir. Örneğin, selüloz liflerinin
beyazlatılmasında suda çözülebilen (sulfo grubu içeren), liflere substantifliği olan tipler;
35
poliakrilnitril liflerin beyazlatılmasında katyonik (kuarter amonyum tuzu... gibi) tipler;
poliester liflerinin beyazlatılmasında dispersiyon tipleri kullanılır.
1.2. Uygulanacak Aplikasyon Yöntemi
Optik beyazlatıcıların tekstil mamullerine aplikasyonu genellikle 2 yönteme göre
yapılabilir.
A)Uzun flottede çektirme
B)Kısa flottede emdirme(empregnasyon)
Boyacılıktan bilindiği gibi, çektirme yöntemine göre çalışıldığında verimin çok
düşük olmaması için, kullanılacak optik beyazlatıcıların liflere belirli bir afinitesinin
olması gerekir. Emdirme yöntemine göre çalışıldığında ise afinitenin mümkün derece az
olması istenir. Aksi takdirde zamanla flottedeki optik beyazlatıcı konsantrasyonu
düşeceğinden, başı-sonu farklı beyazlatılmış mamuller elde edilecektir.
Boyarmaddelerde olduğu gibi, optik beyazlatıcılarında liflere olan afiniteleri
temperatür, elektrolit (tuz), pH gibi etkenlerle değişmektedir. Liflere olan afiniteleri
bakımından optik beyazlatıcıları üç gruba ayırmak mümkündür.
I- Bu tip optik beyazlatıcıların liflere olan afiniteleri azdır ve temperatürle de
büyük değişme göstermez. Fakat flottede elektrolit (tuz) bulunduğu taktirde, afiniteleri
oldukça artar.
Şekil 8. Liflere Afinitesi Az Olan Tipteki Optik Beyazlatıcıların Lifler Tarafından
Alınma Eğrilerine Örnek
Bu tip optik beyazlatıcılar daha ziyade emdirme (empregnasyon) yöntemleri için
uygundurlar. Dikkat edilmesi gereken bir nokta, bu ürünlerle birlikte örneğin,
buruşmazlık bitim işlemi ürünlerinin empregnasyonu aynı flotteyle yapılıyorsa,
36
flottedeki mağnezyumklorür gibi katalizatörlerin (elektrolit olduklarından) optik
beyazlatıcının liflere olan afinitesini arttıracağı hususudur. Bu tip optik beyazlatıcılarla
tuz ilave edildiği taktirde, çektirme yöntemine göre aplikasyon da mümkündür. Tuz
baştan konulmayıp, porsiyonlar halinde flotteye ilave edilirse, daha yavaş ve dolayısıyla
daha düzgün bir alınma da sağlanmış olur.
II-Bu tip optik beyazlatıcıların liflere olan afiniteleri yüksekçedir. Ve temperatür
düştükçe daha da artar. Tuz ilavesinin afiniteyi arttırması I. Tiptekilerde ki kadar fazla
değildir.
Şekil 9. Liflere Afinitesi Fazlaca Olan Tipteki Optik Beyazlatıcıların Lifler
Tarafından Alınma Eğrilerine Örnek
Bu tip optik beyazlatıcılar, çektirme yöntemine göre çalışırken düzgünsüz
alınma tehlikesinin mevcut olduğu durumlarda (yetersiz sirkülasyon, gereğinden kısa
flotte oranı, sıkı dokulu ve yüksek afiniteli mamuller) tercih edilirler. Temperatür
yükseltiliğinde afinitede bir azalma olduğundan, baştan düzgünsüz bir alınma olsa bile,
temperatür yükseltilerek sonradan bir düzgünleşme sağlanabilir.
III-Bu tip optik beyazlatıcıların liflere olan afiniteleri çok yüksektir ve
temperatüre göre pek bir farklılık göstermezler. Tuz ilavesinin afinetiyi arttırması da
fazla değildir.
37
Şekil 10. Liflere Afinitesi Çok Yüksek Olan Tipteki Optik Beyazlatıcıların Lifler
Tarafından Alınma Eğrilerine Örnek
Bu tip optik beyazlatıcılar, çektirme yöntemine göre çalışırken düzgünsüzlük
tehlikesinin mevcut olmadığı durumlar için önerilmektedir. Hemen hemen flotteki optik
beyazlatıcının tamamı lifler tarafından alınabildiğinden verim yüksektir ve
temperatürünün arttırılması afiniteyi fazla etkilemediğinden sıcak flottelerde aplikasyon
için de özellikle uygundurlar.
1.3. Optik Beyazlatma İle Birlikte Yapılacak İşlemin Cinsi
Çektirme yöntemine göre uzun flottede yapılan optik beyazlatma işlemi
genellikle kasar işlemiyle birlikte yapılmaktadır. Yani kasar flottesine optik beyazlatıcı
da ilave ederek, fazladan bir işlem yapmadan optik beyazlatmada sağlanmaktadır. Bu
şekildeki bir çalışma için seçilecek olan optik beyazlatıcının uygulanan kasar
koşullarından rahatsız olmaması gerekir. Çoğu optik beyazlatıcı hipoklorite ve sodyum
klorite karşı dayanıklı olmadığı için yaygın olarak peroksit ağartması ile birlikte
yapılmaktadır.
Selüloz liflerinin yünün kasarında çok kullanılan hidrojenperoksite, bazik ortam
ve yüksek temperatüre dayanıklı optik beyazlatıcıların sayısı oldukça fazladır. Bu
nedenle hidrojenperoksit kasarı ve optik beyazlatmanın arada yapılması yaygın bir
çalışma şeklidir. Hipoklorit kasarı ve optik beyazlatmanın bir arada yapılması daha
kısıtlı bir uygulama alanı bulmaktadır. Klorit kasarı ile optik beyazlatmanın bir arada
yapılması özellikle poliakrilnitril liflerinden yapılmış mamullerde, indirgen kasar ile
38
optik beyazlatmanın kombinasyonu da poliamid liflerinden yapılmış mamullerde
uygulama alanı bulmaktadır.
Empregnasyon yöntemine göre fulardlarda yapılan optik beyazlatma işlemi
genellikle tutum apresi veya buruşmazlık yüksek terbiyesi ile birlikte yapılmaktadır.
Yani apre veya buruşmazlık yüksek terbiyesi flottesine optik beyazlatıcı da ilave
edilmektedir. Bu şekildeki bir çalışma için seçilecek optik beyazlatıcının, flottedeki
diğer maddelerle geçinirliğinin iyi olması, katalizatörlerden etkilenmemesi ve
kondensasyon (örneğin, 140-160 derecede) temperatüründe de dayanıklı olması
zorunludur.
1.4. Haslıklar
Optik beyazlatıcıların genellikle ışık haslıkları çok yüksek olmayıp, 3-4
civarındadır. Kullanma esnasında zamanla optik beyazlatıcı molekülleri parçalanır,
bozuşur ve etkisiz hale gelmeye başlar. Eğer mamule aplike edilmiş olan optik
beyazlatıcı miktarı fazla ise, bu bozuşma nedeniyle mamul zamanla grimtırak veya
sarımtırak bir görünüm kazanmaya başlar. (son yıllarda oldukça yüksek ışık haslığına
sahip optik beyazlatıcılarda piyasaya çıkarılmıştır.)
Mamule, kullanılan optik beyazlatıcının cinsine göre, ağırlığının %0,05-0,8 den
daha fazla optik beyazlatıcı aplike etmekten sakınmalıdır. Aksi taktirde daha yüksek
beyazlık derecesi yerine, sarımtırak bir görünüm elde edilmeye başlanır.
Optik beyazlatıcıların yıkama haslıkları ise kendi aralarında büyük farklılıklar
göstermektedir. Poliester ve poliakrilnitril liflerinde kullanılan optik beyazlatıcıların
yıkama haslıkları genellikle 4-5 civarında olurken, selüloz liflerinde kullanılan optik
beyazlatıcıların çoğunluğunun yıkama haslıkları 2-3 civarındadır. Bu nedenle son
yıllarda, evlerde kullanılan deterjan veya sabun tozlarına bir miktar optik beyazlatıcı
konulmakta ve böylece yıkama sırasında mamul üzerindeki optik beyazlatıcı miktarının
azalması önlenmektedir.
1.5. Mamulüm Kullanılacağı Yer
Optik beyazlatıcıların etki mekanizmasının, mor ötesi ışınları mavi nüansta
ışınlara döndürerek yansıtma esasına dayandığı belirtilmişti. Demek ki optik
beyazlatıcıların etki gösterebilmesi için morötesi (UV) ışınlarına gereksinme vardır.
Güneş ışığında yeterince morötesi ışın mevcuttur, fakat pencere camları bunun önemli
39
bir kısmını tutmaktadır ve lamba ışında da morötesi ışınları yoktur. Bu nedenle devamlı
olarak lamba ışığıyla aydınlatılan yerlerde kullanılacak mamullerin optik
beyazlatılmasından fayda sağlanmaz.
2. Optik Beyazlatıcıların Tekstil Liflerinde Kullanılması
2.1. Doğal ve Rejenere Selüloz Liflerin Optik Beyazlatılması
Optik beyazlatıcılar renksiz, floresan özellik gösteren boyarmaddeler olarak
kabul edilebilir. Renkli bir boyarmaddenin elyaf içerisindeki dağılımı, renksiz
olanların dağılımından daha az önemlidir. Elyaf içerisine difüzlenen optik beyazlatıcı
molekülleri beyazlığa çok az katkıda bulunur. Bu moleküllerin mümkün olduğunca
elyaf yüzeyine tutulması gerekmektedir. Ayrıca, optik beyazlatıcı parçacıklarının
aglomerasyonu, beyazlığı oldukça düşürerek bozan "yeşilimsi" bir etkiye neden
olur.
Bir boyarmaddenin uygulama yöntemi, maddenin özelliklerine bağlı olarak
belirlenir, fakat optik beyazlatıcıların durumu farklıdır: Uygulama yöntemi, elyafa
uygulanması gereken bitim işlemleri ile önceden belirlenmiştir.
Bu bileşikler, genellikle diğer bitim işlemi maddelerinin uygulandığı
koşullarda etkili olabilmek zorundadır.
a) Selülozik Kumaşlar
Selülozik elyafta kullanılan optik beyazlatıcılar direkt boyarmaddeler gibi
davranış gösterir. Çekimi etkileyen faktörler şunlardır:
— pH
— Sıcaklık
— Banyodaki elektrolitler
— Banyo oranı, vb.
Selülozik elyaf için kullanılan bileşiklerin tümü bis-triazinilaminostilben
esaslıdır. Uygulanmalarına göre üç gruba ayrılırlar:
I. Yüksek afiniteli grup:
40
Elektrolit ve banyo sıcaklığından çok az etkilenir, bu nedenle çektirme
yöntemi için uygundur. Kimyasal yapısına örnek; Alkolsi (X) ve Arilamin (Y)
içeren bis-triazinilaminostilbendir .
II. Orta derecede afinitesi olanlar:
Banyodaki elektrolitlerden çok fazla etkilenirler, fakat banyo sıcaklığı ile
daha az farklılık gösterirler.
Fular yöntemi için uygun bileşiklerdir.
Kimyasal yapısına bir örnek; Alkanolamin (X) ve Sülfonik asit (Y) içeren
bis-triazinilaminostilbendir.
III. Düşük afiniteliler:
Sıcaklığın artması ile bu tip bileşiklerin çekimi azalır ve banyodaki
elektrolitlerden daha az etkilenir. Özellikle iyi egalize efektleri bulunmaktadır.
Kimyasal yapıya bir örnek; Alkanolamin (X ve Y) içeren bis-triazinilamino
stilbendir.
Bazı bileşikler hem II. hem de III. grubun özelliklerini gösterir.
Tablo 4. Optik Beyazlatıcıların Uygulama Yöntemi
Günümüzde, özellikle gömleklik ve örgülü mamullerde aranan yüksek be-
yazlık derecesini elde edebilmek için kumaşın önceden çok iyi kasar işlemi
görmüş olması gerekir. Bunun için, genellikle aşağıdaki işlem akışı uygulanır.
41
Pişirme-hipoklorit kasarı-peroksit kasarı ya da: Pişirme-klorit kasarı selülozik
elyaf için kullanılan optik beyazlatıcıların çoğu sodyum hipoklorit veya sodyum
klor ile dayanıklı olmamakta, yalnızca hidrojenperoksit içeren banyolarda
kullanılabilmektedir. Optik beyazlatıcı uygulanmadan önce hipoklorit veya klorit
kasarı yapılmış ise, sodyum bisülfitle "antikler" işlemi yapmak gerekir. Eğer
hipokloritten sonra peroksit işlemi yapılmakta ise, yukarıda söz edilen antiklor
işlemine gerek kalmaz. Bu işlemler yarı-kontinü ya da kontinü olarak uygulanabilir.
En parlak etkiler bis-triazinilaminostilben yapısında olan bileşikler ile elde edilir.
Klorit ve hipoklorit kasarına dayanıklı az sayıda bileşiğe bir örnek Blankofor
CLE'dir.
b) Bitim İşlemi Maddesi ile İşlem Görmüş Olan Selülozik Kumaşlar
"Easy care"=kullanımı kolay kumaşların önem kazanması sonucu daha
fazla pamuklu kumaşa buruşmazlık bitim işlemi uygulanmaktadır. Bu durum
sorunlar ortaya çıkarmıştır; Reçine içeren banyoda uygulanan optik beyazlatıcının
etkisi daha zayıf olabilmektedir. Bunda optik beyazlatıcıların asitlere karşı duyarlı
olması da rol oynar. Bu bitim işlemleri ile birlikte optik beyazlatıcıların fular
prosesine uygun olması gerekir. Çözünürlüğü yüksek, elyafa afinitesi düşük
olmalıdır.
Yine de zayıf asidik ortamda afinitesi olmalı, ayrıca yüksek kondensasyon
sıcaklıklarına da dayanıklı olmalıdır. Beyazlatıcı, reçine içeren banyoya doğrudan
ilave edilirse, N-Metilol bileşikleri gibi reçinelere de dayanıklılık istenir. Reçine
ve beyazlatma işlemi bir ya da iki banyo yöntemi ile uygulanabilir. İki banyo
yönteminde beyazlatmanın hemen her türü kasar aşamasında sapılır, reçine içeren
ikinci banyoya çok az optik beyazlatıcı eklenir. Birinci banyodan sonra ara
kurutma yapıldığında optimum sonuç alınır.
Tek banyo yönteminin uygulanması çok basittir, ancak kullanılacak bile-
şiğin türü ve miktarının seçiminde çok dikkatli olmak gerekir.
Reçine içeren bitim işlemlerinde optik beyazlatıcı seçimi kullanılan
katalizatöre de bağlıdır. Örneğin katalizatör olarak amonyum tuzu kullanıldığınla,
beyazlatıcı ile dayanıklı bir çözelti olur. Uzun süre yüksek sıcaklıkta
kondensasyon yapıldığında rengin hafif griye dönme tehlikesi vardır. Çinko nitrat
katalizatör olarak kullanıldığında kumaşın ışıkta sararma tehlikesi ardır. Bu
42
sakıncanın azaltılması için bitim işlemi sonrası kumaş yıkanır. Ayrıca çinko nitrat
birçok optik beyazlatıcının çökmesine neden olur, iki banyo prosesini uygulamak
ve işlem bitiminde çok iyi sabunlama yapmak gerekir. Çinko klorür de birçok
bileşiğin stabilitesini etkiler, iki banyo yöntemi uygulanır; yüksek sıcaklıklarda
dahi beyazlık etkisini bozmadığından tercih edilir.
Diğer bitim işlemi maddeleri genellikle kumaşın tutumunu geliştirenlerdir.
Selülozik optik beyazlatıcılar katyonik yumuşatıcılar ve emülgatörlerden olumsuz
yönde etkilenebilir, fakat noniyonik ve anyonik maddelerle bağdaşır. Bitim işlemi
maddelerinin beyazlık derecesini bozmaması için kendi renklerinin olmaması
gerekir. Tutum geliştirmek için kullanılan bitim işlemi maddelerinden bazıları
şunlardır: Nişasta, selüloz, polivinilalkol veya polivinilasetat, poliakrilik esterler,
polietilen, vb. Optik beyazlatıcıların nişasta ve selüloza afinitesi vardır, bu maddeleri
de beyazlatırlar. Polimerik yapıda olan tutum apresi maddelerinin ise optik
beyazlatıcılara afinitesi çok düşüktür.
Pınar YELTEN’in (2001) yaptığı araştırmaya göre işleme öncesi beyazlık ve
diğer ön terbiye işlemlerinin optik beyazlatmaya etkisinde aşağıdaki sonuçlar ve veriler
bulunmuştur.
Tablo 5. Ön Terbiye Ve Optik İşlemler Sonucunda Elde Edilen Beyazlık Dereceleri
İşlem cinsi Beyazlık derecesi
1. Haşıl sökme 48,90
2. Bazik işlem (pişirme) 62,98
3. Bazik işlem (kaynatma) 60,21
4. Pişirme + ağartma (peroksit) 68,60
5. Pişirme + ağartma (sodyumklorit) 69,50
6. Kaynatma + ağartma (peroksit) 66,59
7. Kaynatma+ağartma (sodyumklorit) 67,40
8. Pişirme + ağartma (peroksit) + optik beyazlatma 77,58
9. Pişirme + ağartma (sodyumklorit) + optik beyazlatma 85,33
10. Kaynatma + ağartma (peroksit) + optik beyazlatma 73,16
11. Kaynatma + ağartma (sodyumklorit) + optik beyazlatma 84,07
12. Pişirme + optik beyazlatma 66,24
13. Kaynatma + optik beyazlatma 64,25
14. Kombine ağartma 84,07
43
Bu araştırmadan edinilen verilere göre şunları söylemek mümkündür:
- Pamuklu kumaşlara uygulanan ön terbiye işlemleri, kumaş beyaz olarak piyasaya
sürülmeyecek ise beyazlık dereceleri açısından yeterli sonuçlar vermektedir.
- İyi bir beyazlık derecesi için pamuklu kumaş öncelikle bir ağartmadan
geçirilmeli ve daha sonra optik beyazlatmaya tabi tutulmalıdır. Optik
beyazlatma ve ağartmaların birlikte yapıldığı kombine ağartmalar daha iyi
sonuçlar vermektedir. Yeni madde ön terbiye işlemi görmeden optik
beyazlatmaya tabi tutulmuş kumaşın beyazlık derecesinin yeterli olmadığı
görülmüştür.
- Optik beyazlatmanın etkisi, bazik işlemin cinsine göre de farklılık göstermektedir.
Pişirme uygulanmış kumaşın kaynatma uygulanmış kumaşa göre daha sonraki
optik beyazlatma işlemi sonucunda beyazlık derecesinin daha iyi olduğu
görülmüştür.
- Sodyumklorit ağartması optik beyazlatma işlemi ile peroksit ağartmasına
göre daha iyi sonuçlar vermektedir. Ancak uygulama sırasında sodyumklorit
ağartmasının dezavantajlarına dikkat etmek gereklidir.
2.2. Yün liflerinin Optik Beyazlatılması
2.2.1. Optik Beyazlatılması
Yün liflerinin optik beyazlatmasında anyonik veya katyonik karakterde çeşitli
optik beyazlatıcılar kullanılabilirler. Bunlar arasında özellikle stilben, aminokumarin ve
pirazolin türevleri belirli bir önem kazanmışlardır.
X = Aromatik kök , Y = H, Halojen veya Alifatik kök
44
Şekil 11. Yün Liflerinin Optik Beyazlatılmasında Kullanılabilen Bazı Bileşikler
Yünün optik beyazlatmasında sorun, optik beyazlatılmış yün liflerinin sonradan
sararma tehlikesinin normal veya ağartılmış yün liflerine nazaran daha fazla olmasıdır.
Yapılan araştırmalar optik beyazlatılmış liflerin, özellikle 360-400 nm dalga boyundaki
ışınların etkisiyle sarardığını göstermiştir ki, optik beyazlatıcıların soğurma
(absorbsiyon) maksimumları da bu bölgede bulunmaktadır. Oksijensiz ortamda veya
bazı indirgen maddelerin varlığında sararmanın olmaması, su varlığının ise sararmayı
artırması, sararmanın optik beyazlatıcılar tarafından duyarlılık kazandırılan bir
fotooksidasyon sonucu oluştuğunu göstermektedir.
Optik beyazlatıcılar, sararmayı artırma etkisi bakımından kendi aralarında
farklılıklar göstermektedirler, örneğin, aminokumarin türevleri çok iyi bir beyazlatma
sağladıkları halde, ışık haslıklarının çok düşük olması nedeniyle ileride şikayetlere yol
açabilmektedirler. Tablo 6’da yün liflerinin ışık etkisi altında sararma durumu hakkında
bir fikir verebilmek için, yaş ve kuru ışık haslıklarının, hidrojen-peroksit ağartması veya
optik beyazlatmadan sonraki değerleri genel olarak belirtilmiştir.
Tablo 6: Ham, ağartılmış ve optik beyazlatılmış yün liflerinin ışık haslıkları
Örnek Işık Haslığı
Kuru Yaş
Ham yün 5 5
Hidrojenperoksit ile ağartılmış yün 4-5 2
Optik beyazlatılmış yün 5 1
Tablodan da anlaşıldığı gibi sararma yaş mamullerde en çabuk ve fazla
olmaktadır. Bu nedenle optik beyazlatılmış yünlü mamullerin güneşte kurutulmasından
kesinlikle kaçınılmalıdır. Fabrikada yapılan kurutmalarda da, temperatürün mümkün
derece düşük tutulmasında fayda vardır.
Optik beyazlatma, ağartmadan sonra ayrı bir işlem şeklinde yapılabileceği gibi,
genellikle indirgen ağartma ile birlikte yapılmaktadır, hatta piyasadaki bazı indirgen
ağartma maddelerinin optik beyazlatıcı içeren tipleri de vardır. Literatürde
45
hidrojenperoksit ile asidik ortamda yapılan ağartmaların, bazı optik beyazlatıcıların yün
liflerine olan afinitesini düşürdüğü belirtilmektedir. Stabilize hidrosulfit cinsinden
indirgen maddeler ile birlikte yapılan optik beyazlatmalarda ise dikkat edilecek nokta,
asit ilavesidir. Bazı optik beyazlatıcıların lifler tarafından alınmasını artırmak için
flotteye asit ilavesi gerekmektedir. Böyle durumlarda asit flotteye baştan konursa, asidik
ortamda hidrosulfit hızlı bir şekilde parçalanacağından, iyi bir ağartma etkisi
sağlanamayacaktır. Buna ek olarak, optik beyazlatıcının alınması da hızlı ve dolayısıyla
düzgünsüz olacaktır. Bu nedenlerle, asit ilavesi gerekiyorsa, bunun flotteye başlangıçta
değil, ağartmanın bitimine 20-30 dakika kala yapılmasında fayda vardır.
Optik beyazlatıcıların yünün sararmasını artırıcı etkilerini azaltmak için, son
olarak optik beyazlatıcının lifler tarafından alınmayıp bir polimer yardımıyla liflerin
yüzeyinde yerleşmesi şeklindeki bir aplikasyon yöntemi de denenmiştir. Bu takdirde
yün liflerinin sararması iyice azalmaktaysa da, liflerin yüzeyindeki optik beyazlatıcı
içeren polimer film az veya çok sarardığından, mamul yine de belirli bir sararma
göstermektedir.
2.2.1. Yün Liflerinin Sonradan Sararmasının Önlenmesi
Yün liflerinin ışık, ısı veya sıcak yaş işlemlerin etkisiyle sonradan sararması
yünlü mamullerin terbiyesi ve kullanılması sırasında önemli bir sakınca
oluşturmaktadır. Bu nedenle, sararmayı önlemek için çok sayıda araştırma yapılmıştır.
Bugüne kadar yeterli bir başarının sağlanamadığı bu araştırmalar, ya yün liflerinin
sararmayacak şekilde kimyasal modifikasyonunu veyahut da yünlü mamullere liflerin
sararmasını önleyici maddelerin aldırılmasını amaçlamaktadır.
46
Şekil 12. Yün Liflerinin Işık Etkisiyle Sararmasını Önleyen Bazı Bileşiklerin
Formülleri
Optik beyazlatma yapanlar ağartılmamış yünün uğradığı sararma işlemlerinin
oranını artıran, hassaslandırıcı olarak görev yaptığına inanırlar. Fotosararmayı da daima
beraberinde getiren bir işlem, yünde triptofil artıklarının fotodekompozisyonunu da
hızlandırırlar.
Optik beyazlatılmış yünün sararmasını geciktirmek için çeşitli metodlar
tanımlanmıştır. Graham ve Statham ağartma esnasında veya sonunda uygulanan
sodyumbisülfitin ışık haslığını geliştirdiğini buldular ve Savige daha sonra, formaldehit
ve tioürenin bir karışımı ile optik beyazlatılmış yünün güneş ışığı altında sararma
derecesinin yaklaşık yarı yarıya indiğini göstermiştir.
Diğer çeşitli sülfür içerikli maddeler optik beyazlatılmış yünün ışık haslığını
geliştirmek için sonradan bulundu, tioplokolic asit incelenen bileşiklerin en etkilisiydi.
2.3. Poliester Liflerinin Optik Beyazlatılması
Poliester liflerin normal tipleri yanında, yüksek beyazlığa sahip olan tipleri de
bulunmaktadır. Bu tiplerin kullanılması halinde, ileride terbiye dairesinde ağartma veya
optik beyazlatma yapmaya gerek kalmadan da yüksek derecede mamuller elde
edilmektedir.
2.3.1. Lif Çekimi Sırasında Optik Beyazlatıcı İlavesi
Lif çekimi sırasında optik beyazlatıcıların ilave edilmesi üzerine, üretimin
değişik adımlarında yapılabilmektedir.
- Ester değişmesi adımında monomerlerle birlikte koyma
- Po1ikondenzasyon adımında eriyiğe karıştırma
- Lif çekimi öncesi poliester granüllerine aplike etme.
- Lif çekiminden sonra preperasyon maddeleriyle birlikte aplike etme.
Normal beyaz lif tiplerinde genellikle mavitırak yeşilimtırak nüansta
fluoresans sağlayan optik beyazlatıcılardan düşük konsanstrasyonlarda (% 0.02-0.03),
yüksek beyazlıkta lif tiplerinde ise kırmızımtrak nüansta fluoresans sağlayan optik
47
beyazlatıcılardan yüksek konsantrasyonlarda (% 0.05-0.2) kullanılması tercih
edilmektedir.
Optik beyazlatıcı içeren poliester liflerinin üretiminde en yaygın çalışma şekli
optik beyazlatıcıların ester değişmesi veya polikondenzasyon adımı sırasında ilave
edilmesidir. Bu amaçla kullanılan optik beyazlatıcılar genellikle benzoksazol türevleri,
heteroçiklik substutie kumarenler ve triazinilstilben türevleri sınıflarına dahil olup,
bunların molekülleri poliester mamullerin terbiyesi sırasında kullanılan optik
beyazlatıcıların moleküllerine nazaran daha büyük yapıda olabilmektedir.
Bu optik beyazlatıcılardan beklenen en önemli nokta, bunların poliester üretimi
ve lif çekimi sırasındaki yüksek sıcaklıklardan (300 0C) olumsuz olarak
etkilenmemeleridir. Ayrıca yüksek süblimasyon haslığına, ışık haslığına (6’da yüksek
olmalı), yıkama haslığına, kuru temizleme haslığına, sodyumklorit haslığına sahip
olmalıdırlar. Liflere konan matlaştırma pigmentleri gibi katkı maddelerinin bir miktar
mor ötesi ışın absorbe ederek, optik beyazlatıcıların beyazlığını arttırıcı etkisi olumsuz
olarak etkilemektedir.
2.3.2. Poliester Mamullerine Terbiye Dairelerinde Optik Beyazlatma Uygulanması
Poliester lifleri hidrofob ve iyonojen olmayan bir yapıya sahip olduklarından
bunların optik beyazlatılmasında dispersiyon (dispers) tipteki optik beyazlatıcılar
kullanılmaktadır. İyonik grup içermeyen bu bileşiklerin sudaki çözünürlükleri çok
kısıtlıdır, fakat uygun dispergir maddelerinin de yardımıyla sulu fluotteler de oldukça
dayanıklı bileşikler oluşturulabilmektedir.
Nispeten küçük moleküllü ve dispersiyon tipindeki poliester optik
beyazlatıcıların büyük kısmı benzoksazol, kumaren, diariIpirazolin, naftalimid, bis-
stiriIbenzen ve stilbilnaftotriazol esaslı bileşiklerdir.
Poliester liflerinin boyanmasında olduğu gibi optik beyazlatma 3 şekilde
yapılabilir.
48
2.3.2.1. Poliester Liflerinin Atmosfer Basıncında (100C°) Optik Beyazlatılması
Prensib olarak poliester mamullerinin 98-100 0C’de boyanması isteniyorsa
flotteye uygun bir carrier ilave edilmelidir. Ancak bazı optik beyazlatıcılar ile carrier
lanmadan yeterli derecede beyazlık sağlanabilmektedir.
98-100 0C ‘de yapılan optik beyazlatmalar sonucu Carrier kullanılsa bile, hiçbir
zaman HT şartlarında (110-130 0C’de) yapılan optik beyazlatmanın seviyesine
ulaşılamamaktadır.
2.3.2.2. Poliester Liflerinin HT Şartlarında Optik Beyazlatılması
Poliester mamullerinin optik beyazlatılmasında en iyi sonuçların sağlandığı
çalışma şekli HT şartlarında (110-130 0C’de) yapılan optik beyazlatmalardır. Carrier
kullanılmaması da büyük avantajdır.
Flottenin hafif asidik olması (PH5 civarında) optik beyazlatma verimini
yükseltmektedir. Küçük moleküllü beyazlatıcıların (bunların genellikle süblimasyon
haslıkları düşüktür) kullanılması halinde sıcaklığın 120C° olması yeterli olurken büyük
moleküllü optik beyazlatıcılarla çalışırken sıcaklığın 125 - 130 0C’ye çıkarılması
gerekmektedir.
Sodyum klorite dayanıklı optik beyazlatıcılar seçildiği takdirde optik beyazlatma
ve sodyum klorit ağartması aynı banyoda yapılabilir. Ancak sodyum klorit optimal
ağartma etkisini 100 0C civarında gösterdiğinden ve sıcaklığın daha da arttırılması
durumunda ağartma etkisi azaldığından optik beyazlatma ve ağartmanın tek adımda
120-130 0C’de yapılması tavsiye edilmektedir. Ancak bazı küçük moleküllü optik
beyazlatıcılarla (örneğin Uvitex EBF ve ERN – P “Ciba-Geigy”) ile carrier
kullanmadan 110 0C’de yeterli beyazlık dereceleri sağlanabilmektedir. Bu takdirde optik
beyazlatma ve sodyum klorit ağartması tek adımda yapılabilir. Bunun dışında optik
beyazlatma ve sodyumklorit ağartması iki adımda yapmakta fayda vardır.
49
Şekil 13. Poliester İçin Bazı Optik Beyazlatıcılar
2.3.2.3. Poliester Mamullerin Emdirme Fiksaj Yöntemlerine Göre Optik
Beyazlatılması
Küçük moleküllü optik beyazlatıcılar (genellikle süblimasyon haslıkları düşük)
kullanıldığında, poliester mamullerinin optik beyazlatılmasında pad-roll (emdirme ve
termo bekletme odasında bekletme) yöntemine göre yapılabilmesine rağmen pek yayğın
bir çalışma şekli değildir, bu yöntem ile elde edilen beyazlık derecelerinde HT
yöntemiyle sağlanan beyazlık derecelerine nazaran düşüktür.
Poliester mamullerinin emdirme - fiksaj esasına göre optik beyazlatılmasında
en fazla kullanılan yöntem termosol yöntemidir Bu yöntemde optik beyazlatıcı
flottesiyle emdirilen mamul kurutulduktan kısa bir süre için 170-210 C°'ye kadar
ısıtılmaktadır.
Piyasada bulunan optik beyazlatıcıları, optimal termosolleme sıcaklıkları
bakımından üç gruba ayırmak mümkündür: 170°- 180 C°, 180 - 200 C° ve 200 - 210 C°.
170–180 C°'de termosollenebilen küçük moleküllü optik beyazlatıcıların
genelde süblimasyon haslıkları düşüktür.
Süblimasyon haslığı yüksek, büyük moleküllü optik beyazlatıcılar seçildiğinde
ise termosollemenin 195 C°'nin üzerindeki sıcaklıklarda yapılması gerektiğinden,
tekstüre edilen mamullerde mamulün hacimliliği önemli ölçüde azalmakta ve tutumu
sertleşmektedir.
50
Optik beyazlatıcıların bir kısmında sıcaklığı az miktarda değişmesi bile sağlanan
beyazlık derecesini önemli ölçüde değiştirmesine neden olurken diğer kısımda bu
farklılık bu kadar belirgin olmamaktadır.
Termosolleme sırasında mamulün aynı zamanda termofiksajıda sağlanmış
olmaktadır. istenirse optik beyazlatıcı flottesine uygun bir bitim işlemi (apre)
maddeleri de konularak, tek bir işlem ile mamulün optik beyazlatılması, kimyasal bitim
işlemleri ve termofiksaj ile birlikte yapılmaktadır.
2.4. Selüloz Asetatlarının Optik Beyazlatılması
Selüloz asetat ve triasetat liflerinin optik beyazlatılmasında dispersiyon
tipindeki optik beyazlatıcılar kullanılmaktadır. Çektirme yöntemine göre 80 - 100
C°'de genellikle klorit ağartması ile kombine edilerek beyazlatılmaktadır. Emdirme -
buharlama veya emdirme termofiksaj şeklinde de (genellikle baskıda zeminlemede)
uygulanmaktadır.
2.5. Poliakrilnitril Liflerinin Optik Beyazlatılması
Poliakrilnitril liflerinin boyanmaları ve beyazlatılmaları için %15’lik bir
kopolimer birleşimine sahip olmalıdır. Bu kopolimerler asit grupları içerir. Akrilik
lifler ayrıca iyonik olmayan dispersiyon tipi beyazlatıcılarla beyazlatılabilir.
Ticari uygulamada 25 çeşit poliakrilnitril lifi mevcuttur. Ayrıca %35 ile %85
arasında poliakrilnitril içeren ve her birinin özel boyama karakteri olan “modakrilik”
içeren ve her birinin özel boyama karakteri olan “motakrilik” lifleri de vardır. Katyonik
optik beyazlatıcı lifi içine yayılıp asit gruplarıyla tuz oluşturmak suretiyle life fikse
olurlar. Bu mekanizma temelde iyon değişimidir. Yün ve nylonda bunun tersi bir durum
vardır. Tipik katyonik optik beyazlatıcı ile yapılan maksimum beyazlık en fazla %10
anyonik elemanla doyurulabilir.
DAS tipindeki en önemli yapı tipleri poliakrilnitril lifleri beyazlatmak için
adapte edilmişlerdir. Örneğin suda çözünen katyonik beyazlatıcı pirozolin 16’dır.
Bisbenzoksazol 17, naftilamid 18.
51
21 22
Şekil 14. Poliakrilnitril İçin Bazı Optik Beyazlatıcılar
Beyazlatma genelde yavaşça asit banyosunda çektirme yöntemiyle yapılır.
Birçok akrilik lifler yüksek doğal beyazlığa sahip olduğundan kimyasal ağartmaya
ihtiyaçları yoktur. Eğer ağartma gerekiyorsa bu da sodyum klorit kullanarak çektirme
yöntemiyle yapılır. Bu işlem optik beyazlatma işlemiyle devam edebilir. Bunun tipik
koşulları ise pH 3 - 4'de kaynatılmasıdır.
Bazı pirozolin tipler içeren optik beyazlatıcılar klorite uygun değildir. Optik
beyazlatıcı 15, 18, 19, 21, 22 klorite uygundur. Optik beyazlatıcılar pH 4-6'da da
yumuşatıcıyla birlikte uygulanabilir. Dispersiyon tipi beyazlatıcılarda kontinü-emdirme
asit şoku yöntemi kullanılır.
2.6. Polyamidlerde Optik Beyazlatma
Poliamid liflerinde anyonik karakterde, life afıniteli optik beyazlatıcı tipleri
kullanılır.
52
Pamuk için önerilen optik beyazlatıcı tipleri, aynı zamanda düşük polat
özellikteki poliamid lifleri için de etkilidir
Bu tip optik beyazlatıcılar; düşük veya orta afınitedeki optik beyazlatıcılardır.
Yapı olarak sülfonik asit grubu içerirler ve poliamid için asit boyarmaddesi görevi
yaparlar.
Ticari poliamid lifleri, aşırı miktarda karboksilik asit grubu içerirler Bu nedenle;
liflerin elektriksel nötrlüğünü sağlamak amacıyla, pH düşük seviyelere ayarlanır.
Poliamidin optik beyazlatılması, yarı kontinü veya kontinü yöntemlere göre
yapılabilir.
Optik beyazlatma, ağartma işlemi ile birlikte veya ağartmadan sonra yapılabilir.
Ağartma işlemi ile aynı anda uygulamada;
-Kumaş sodyumditionit, optik beyazlatıcı ve deterjan ile 90 °C'de emdirilir.
-Daha sonra 15-20 dakika içinde 120-130 °C’e kadar ısıtılır.
Pad-roll yönteminde, kumaş 1-2 saat 90 °Cde tutulur.
Kontinü pad-steam yönteminde, kumaş 3 dakika 105 °C'de bekletilir. Daha kısa
süreler için, daha yüksek sıcaklık gereklidir.
Zayıf asidik ortam için, yüksek afıniteli optik beyazlatıcılar kullanılır. Termosol
yönteminde, uygun optik beyazlatıcı seçiminden sonra,
-Poliamid 6 elyafı; 190 °C de 10-30 saniye.
- Poliamid 6,6 elyafı; 200 °C'de 10-30 saniye termosollenir.
Poliamid için kullanılan dispersiyon tipi optik beyazlatıcılar, pH 7 ve üzerindeki
ortamlarda etkilidir.
Malzemeye aplike edilen optik beyazlatıcı miktarı, optik beyazlatıcının
konsantrasyonuna göre değişir. Bu açıdan kataloglarda önerilen miktarlara uyulmasız
gerekir.
Fazla optik beyazlatıcı aplikasyonu, sarımtırak görünüme yol açar. Aynı
zamanda, optik beyazlatıcılar için önerilen maksimum temperatürün üzerine çıkarılması
sararmaya yol açar. Bu nedenle, mamulün daha sonra gördüğü işlemlere (örneğin,
ramözde) bu temperatürün üzerine çıkılmaması önem taşır.
53
2.7. Optik Beyazlatıcıların Karışım Elyaflarda Kullanımı
Karışık mamullerin optik beyazlatılmasında karışımı oluşturan her lif tipine
uygun optik beyazlatıcılar seçilmelidir. Anyonik ve katyonik esaslı optik beyazlatıcılar
birbiriyle karıştırılmamalıdır.
2.7.1. PES/CO Karışımında
Her iki life de substantiflik optik beyazlatıcılar bulunmamaktadır. Bu nedenle bu
tip karışımların optik beyazlatılması 2 adımda yapılmamaktadır. 1.adımda polyester bir
optik beyazlatma işine tabi tutulur. Bu amaçla polyester, klorit ağartması sırasında optik
beyazlatılabilir. 2.adımda ise selüloz liflerinin peroksit ağartması sırasında optik
beyazlatılması sağlanmaktadır. Bu amaçla seçilecek olan optik beyazlatıcıların yüksek
sıcaklıklara ve selülozun peroksitle ağartılmasına karşı dayanıklı olması gerekmektedir.
Kontinü yöntemlerde, pamuğun ağartılmasından sonra optik beyazlatıcı karışım
kullanarak, emdirme-termofiksaj işlemi uygulayarak, apre işlemi ile birlikte optik
beyazlatma yapılabilir. Örneğin, PES/CO karışımlarına buruşmazlık yüksek terbiyesi
uygulanıyorsa, bu işlem optik beyazlatma ile birlikte yapılabilir. Bu taktirde
kurutmadan sonra ya yüksek sıcaklıkta (kısa sürede 190 derece de 30-45 sn.) veya 150-
160 derece 3-4 dk süreyle yapılacak bir muamele, hem buruşmazlık sağlayacak
maddenin kondenzasyonunu hem de optik beyazlatıcının termosellenmesini
sağlamaktadır.
2.7.2. PES/Yün Karışımında
Çektirme yöntemine göre önce polyester kısmı hafif asidik peoksit ağartması ile
kombine edilerek optik beyazlatıldıktan sonra yün lifinin optik beyazlatılması indirgen
ağartma ile yapılmaktadır. Sandoz firmasının çıkardığı Leucophor EHBS, dispersiyon
optik beyazlatıcısı olup PES/Yün karışımlarının optik beyazlatılmasında
kullanılmaktadır. Bu madde 105 derece üzerinde olmayan sıcaklıklarda çok iyi sonuç
vermekte ve plisaj haslığı da iyi çıkmaktadır.
2.7.3. PA/CO veya PA/Yün karışımlarında;
Bu karışımların optik beyazlatılmasında hafif asidik ortamda substantifliği
yüksek olan anyonik ürünler kullanılmaktadır. Optik beyazlatma, doğal liflerin hidrojen
peroksitle yapılan ön ağartma işleminden sonra yapılan indirgen ağartma sırasında
54
yapılmaktadır. Polyamid pamuk karışımlarında fulard ve ardından ramözden geçirilerek
yapılan kontinü apre sırasında optik beyazlatma gerçekleştirilebilir.
2.7.4. PA/PAC veya PES/PAC
Bu karışımların optik beyazlatılmasında dispersiyon şeklindeki optik
beyazlatıcılar kullanılmaktadır ve işlem tek banyoda yapılmaktadır.
2.7.5. PAC/CO Karışımlarında
Poliakrilnitril / pamuk karışımlarında akrilik klorit ağartması sırasında optik
beyazlatılmakta, bisülfitle yapılan antiklorlama sırasında pamukta optik
beyazlaşmaktadır. Eğer akrilik yeteri kadar beyaz ise klorit ağartması yapılmadan optik
beyazlatma yapılabilir. Selüloz liflerinin optik beyazlatılması ise indirgen ağartma
sırasında gerçekleştirilir. Klorit ağartması sırasında, pamuk için kullanılan optik
beyazlatıcıların bu işlemlere dayanıklı olması gerekir.
3. Optik Beyazlatıcıların Pigment Baskıya Etkisi
- Optik beyazlatıcılar, kullanım oranlarına ve boyarmadde cinsine bağlı olarak
baskıda boyar-madde verimliliğini düşürmektedirler. Yani daha açık renkler elde
edilmektedir.
- Optik beyazlatıcı kullanıldığında, optik beyazlatma işlemi görmemiş ve görmüş
kumaşlar arasında önemli renk farklılıkları meydana gelmektedir.- Boyarmadde
kosantrasyonu arttıkça, renk farklılığı azalmakta, fakat yine de önemli derecede
(DE % 10-20) renk farklılıkları meydana gelmektedir.
- Rengin parlaklaşması veya matlaşması boyar-madde cinsine göre değişmektedir.-
Optik beyazlatıcılar baskının penetrasyonunu (arkaya geçmesini)
düzgünsüzleştirmektedir. Bunda elektrolitlerin etkili olduğu düşünülmektedir.
- Optikli beyazlatılmış kumaşların renklerinde nüans kaymaları meydana
gelmektedir.
4. Optik Beyazlatıcıların Reaktif Boyarmaddelerdeki Renk Değişimine Etkisi
İnci GÖL’ün (1996) doktora araştırmasına göre; Bu ilişkilerden optik
beyazlatıcının reaktif boyarmaddelerle boyanmış kumaşlardaki renk değişikliğinde tek
55
başına sorumlu olmadığı; renge ait sayısal değerlerin ve boyarmaddenin yapısının da
etkili olduğu görülmüştür. Aşağıda geçen E meydana gelen toplam renk değişimini
ifade etmektedir.
1. Optik beyazlatıcı ilavesi rengi az veya çok değiştirmektedir.Optik beyazlatıcı
içermeyen standart ECE deterjanı ile yıkanmış kumaşlardaki renk
değişikliklerinin, en düşük konsantrasyonda optik beyazlatıcı içeren ECE
deterjanı ile yıkanmış örneklerdeki değişikliklerden daha düşük olması, optik
beyazlatıcı ilavesinin rengi, az veya çok değiştirdiğini göstermektedir. Bu
değişiklik, boyarmaddenin yapısına ve rengin cinsine göre farklılıklar
göstermektedir.
2. Kullanılan optik beyazlatıcının miktarı, E değerini etkilemekledir.
3. Farklı optik beyazlatıcıların kullanılması ile renk değişikliğinde büyük bir etki
görülmemektedir.
4. Optik beyazlatıcı ile yapılan yıkamalarda yıkama sayısı, E değerlerini
etkilemektedir.
5. Ticari deterjanlardaki diğer katkı maddelerinin E değerlerine etkisi
boyarmaddeye göre değişmektedir.
6- Renge ait sayısal değerler ile optik beyazlatıcıdan etkilenme derecesi arasında
ilişki bulunmaktadır.
IV. BEYAZLIK ÖLÇÜMÜ
Beyaz mamul üreticileri, ürünlerinde beyazlık derecesini tahmin
edebilmelidirler. Yeni bir beyazlama ya da optik beyazlatma prosesi geliştirildiği
zaman, ürünün beyazlık derecesini ölçmek zorunludur. Bu da beyazlama aşamasındaki
değişkenlerdeki değişmelerle ilgilidir. Beyazlık derecesi ölçümü yalnız optik
beyazlatılmış ürünler için değil, optik beyazlatılmamış ürünler için de önemlidir. Optik
beyazlatıcılı beyazlık derecesi ölçümü hem çok gerekli hem de çok zordur. Ayrıca konu
deterjan kullanım ve testi yardımıyla yapılan birleşimleri için önemlidir. Beyazlığı
belirlemek için iki metot vardır. Görsel tahmin ve enstrümental ölçüm.
1. Beyazlığın Görsel Tahmini
Bir örneği bir test standardı ile karşılaştırarak beyazlığının yeterli olup
olmadığını kontrol etmekle bir takım problemleri de getirir. Yeterince beyaz olup
56
olmadığını kontrol etmek için bir standartla örneği karşılaştırmada problemler vardır.
Fakat artan beyazlık derecesine göre sıralanmış bir örnek serisi hazırlamak gereklidir.
1.1. Standart Beyazlık Skalası
Bu zorluğu yenmek için artan beyazlıkta örnek serileri içeren standart
beyazlık skalası yapılmışlar. Skalanın her elemanı bir sayı olarak verilmiş ve
örneğin beyazlığı diğer elemanlarla karşılaştırarak tahmin edilmiştir. Eğer ürünün
beyazlığı skalanın iki elemanı arasına denk düşüyorsa, sonuç enterpolasyon
yoluyla tahmin edilir. Bu yöntem beyazlığı gözleyiciye ayrı bir anlam ifade eden bir
sayı belirtilmesine izin verir. Burada yapılan öneri beyazlık derecesinin rakamsal
olarak ifade edilebilen skaler bir büyüklük olduğudur. Bu yöntem genellikle ticari
kullanımlarda karşılaşılır. Ama değişik renklerin yaklaşık beyazlık içeren örnekleri
karşılaştırıldığı zaman kesin olarak doğru sonuç vermeyebilir.
1.2. Ciba - Geıgy Plastik Beyaz Skala (CGPW)
En başarılı ve yaygın kullanılan beyaz skala Ciba-Geigy laboratuarlarında
geliştirilmiştir. Bu uygulama artan beyazlıkta 1. plaka için 20 CGPW birimden 12.
plaka için 210 CGPW birime kadar yıkanabilir özelliktedir. Plakanın mat olan tarafı
tekstil örneğinin beyazlığını tahmin etmede kullanılır. Skalanın 1-4 plakaları azalan
miktarda sarı boya, 6-12 plakaları artan miktarda nötr (mavi) renkli optik beyazlatıcı
içerir.
1.3. Çift Karşılaştırmalı Beyazlık Tahmini
Bir miktar eğitimle, göz, beyazlıkta çok küçük farklılıkları (5 CGPW'ye kadar)
gözlemleyebilecek yeterliliğe ulaştırılabilir, örneğin beyazlığını tahmin etmek için
örnek plakanın birinde tutulur ve parlaklığı azaltmak için hafif eğerek gözlemciden
uzaklaştırılır. Daha sonra örnekler hangisinin daha beyaz olduğuna kara vermek için
elden ele geçirilir. Bu karşılaştırma en iyi gri bir arka plana sahip ortamda yapılır.
1.4. Renk Tonu Tercihi
Sonuçlar bir takım izleyici önünde elde edilirse daha güvenilir olur. Tüm
gözlemciler solmuş parçalara düşük beyazlıkta değer biçer. Bir «normal» gözlemcide
eğer mavi boyarmadde içeriyorsa parçanın daha beyaz olduğunu düşünür. Böyle bir
gözlemcinin nötral ton tercihinin olduğu düşünülür. Ayrıca bazı gözlemcilerin yeşil
57
yada kırmızı renk tercihi vardır. Onlar yeşilimsi - mavi yada kırmızımsı - mavi renkli
parçalara beyazlıkları oranında özel ağırlık verir. Benzer renklerin yaklaşık beyaz
örnekleri karşılaştırıldığında, panelin elemanları arasında iyi bir uyum olur. Örnekler
farklı renklerde olduğundan oranlarda farklılaşır.
1.5. Işıklandırma
Yakın - beyaz optik örnekler karşılaştırılırken dikkat çekecek en önemli husus
ışıklandırmadır. Işıklandırma optik olmayan örnekler için fazla karışık değildir. Kritik
nokta ışıklandırmadaki enerjinin oranıdır - hem UV için hem de viole spektrum bölgesi
için bu oran arttırılırsa, optik örnek çiftlerinin elemanlarının görünen beyazlığı yükselir.
Ancak beyazlıkları aynı oranda artmayabilir. Çünkü iki materyaldeki farklı sarılık
oranındaki fark, oranın farklı bir dereceye düşmesine neden olur. Böylece örnekler
farklı beyazlıkta görüneceklerdir.
1.6. Standart Işık Cinsleri
Işıklandırmanın büyük öneminden dolayı, standart ışık cinsleri CIE tarafından
belirlenir. Bu ışık cinsleri dalga boyu olarak spektral enerji gösteren tabloda
tanımlanmıştır. Optik olmayan örnekler için “C” ışık tipi kullanılır. «D65» normal ışık
optikli örnekler için kullanılmalıdır. Bu güneş ışınının yayılımındaki enerji dağılımına
dayalıdır. Ve özel filtreli ksenon lambalarıyla yeniden üretilebilen görsel tahminlerdeki
iyi sonuçlar kuzeye bakan bir pencerede bulutsuz bir günde elde edilebilir.
2. Beyazlığın Enstrümental Ölçümü
Görsel beyazlık tahmini, gözlemcinin objektif olmaması ve renk tayini
bakımından bazı sıkıntılara yol açar. Bir tek gözlemcinin elde ettiği görsel tahmin bir
diğer gözlemci tarafından tekrarlanamaz. Bu yüzden enstrümental ölçüm metodu
geliştirilmiştir. Şurası açık ki enstrümental metodun başarısına karar verecek hakem
gözdür. Çünkü beyazlık görsel bir izlenimdir, îdeal olarak enstrümental ölçüm
sonucunda beyazlığa atanan değer (sayı) bir panel gözlemcinin doğal renk tayini
sonucuyla uyuşmalıdır. En azından bir seri örneğin içinde aynı diziliş sırası vermelidir.
58
2.1. Renk Eşleme Fonksiyonu
Beyazlık bir çeşit renk cinsi olmakla birlikte aynı yöntemleri kullanarak ölçülür.
Buna karşın bir renk üç çeşit değişken tarafından belirlenir. CIE renk sisteminde her
renk 3 tane ana renklerin - 3 tane primer renk olan mavi, yeşil ve kırmızıya uyacak
biçimde karışımıyla tanımlanır. Bu primer renklerin dalga boyu duyarlılık ilişkisi
Şekil 15'de dalga boyuna bağlı fonksiyonları olarak gösterilmiştir. Yeşil
primer renk parlaklığa duyarlı olarak seçilir. (kırmızı) primer renk spektrumun
mavi bölgesine ait duyarlılığa sahiptir. Bu fonksiyonlar ilk defa 1931'de 2°'lik
bakış alanına sahip gözlemciler içinde desteklenmiştir 1954'de geliştirilen fonksiyonlar
görsel tahminle birlikte en iyi enstrumental ölçüm korelasyonu verdiği rapor edilmiştir.
2.2. Tristimulus Değerleri
Beyin tarafından sezilen renk duyuları 3 primer renk uyarı merkezinden
sinyallerin gözdeki sentezidir. Bu sinyaller önce ışıklandırmanın spektral dağılımına,
sonrada göz alıcılarının duyarlılığına bağlıdır. Böylece beyin sinyalleri, dalga boyuna
bağlı olarak 3 tane fonksiyon tarafından anımlanabilir.
1. Işıklandırmanın spektral enerji dağılımı E ( )
2. Aynı ışık tipi ile aydınlatıldığındaki spektral yansıma faktörü R ( )
3. Standart gözlemcinin CIE spektral tristimulus fonksiyonları
( ) f ( ), ( )
59
Dalga Boyu
SpektralTristimulusDeğerler
Şekil 15:CIE Spektral Tristimulus Fonksiyonu (1964, 100 gözlemcisi)
Bir örneğin rengi CIE sisteminde yukarıda belirtilen 3 tane CIE tristumulus
değerleri (X,Y,Z) tarafından tanımlanır.
X= k ∫ E (λ) (λ) R (λ) d λ
Y= k ∫ E (λ) (λ) R (λ) d λ
Z= k ∫ E (λ) (λ) R (λ) d λ
Bunlar 380 nm ve 780 nm sınırları arasında tanımlanan integrallerdir. “k” ise bir
sabittir. Yansıma ideal beyaz cismin % 100 yansımasına bağlı olarak ölçülür.
Optikli örnekler için “D65” ışık tipi kullanılır. Gözle ulaşan enerji hem spektral
yansıma faktörü R (λ) , hem de optik bileşene bağlıdır. Bir maddenin tristimulus x
değerini ölçmek için yansımayı yada toplam yansıma faktörünü ölçmek gerekir. Her bir
değer E (λ) , x (λ) ile bir dalga boyuna ayrılır. Ve sonuç tüm dalga boylarının toplamı
üzerinden elde edilir. Modern bir renk ölçüm spektrafotometresi bu işlemi otomatik
olarak hesaplar. En kolay tritimulus refleksiyon fotometreli 3 tane tritimulus filtresiyle
desteklenir. Ölçülen 3 fotometre A, G, B daha sonra tristimulus değerleri X, Y, Z’ye
çevrilir.
D65 ışık tipi ve CIE 1964 (10°) kolorimetrik gözlemci için çevrimler.
X= 0.768 A + 0.180 B
Y= G
Z= 1.073 B
2.3. CIE Kromatik Diyagramı
Pratik amaçlar için X,Y,Z değerleri daha sonra X,Y,Z (3 kromatik koordinatları)
ye çevrilir.
XX = -----------------
X + Y + Z
YY = ----------------- z = 1 – (x + y)
X + Y + Z
60
CIE renk alanındaki her bir rengi bu üç koordinatın sayısal değerleriyle
tanımlanırlar. Kural olarak x,y koordinatları yatay bir yüzey tanımlar Y ise bu yüzeye
normal olan koordinattır. CIE kromatik diyagram Şekil 16’da verilmiştir.
Gerçel renkler şekilde kalın çizgiler arasında sınırlandırılmıştır. Bu çizgi
boyunca saf monokromatik renkler uzanır. Bu renklerin dalga boyları baskın dalga boyu
olarak adlandırılırlar. Merkez renksiz nokta olarak adlandırılır. Bu nokta mükemmel
yayılımın renk noktasıdır (A = B = G = 100) ve şekilde D65 ışık cinsi için
verilmiştir.Merkezi spektrumdan baskın dalga boyu çizgisi üzerinde renksiz noktaya
doğru hareket ederek aynı rengin açık tonlarını tanımlayabiliriz. Renk alanındaki bir
noktayı şöyle tanımlayabiliriz.
Y= Parlaklık
d= baskın dalga boyu
p= renk saflığı (genelde %)
CIE kromatik renk diyagramının bir dezavantajı gözle farklı görülen eşit
renklerin şekilde aynı uzaklıkları temsil etmemesidir. X,y kromatik diyagramı yakın –
beyaz bölgelerde pratik amaçlar için düz çizgi olarak temsil edilir.
61
Şekil 16. CIE Kromatik Diyagramı Referansı Akromatik Nokta D65, 2° Gözlemci
İçin
2.4. Renk Ölçüm Aletleri
Optikli örneklerin ölçümü için yansıma fotometreleri filtreli xenon lambası
formunda olan D65 kaynağı ile desteklenir. Işık yansıması ölçümünü sağlamak
amacıyla, araçlar içsel duvarı boyanmış birleşik kürelere sahiptir. Işık kaynağı ve
detektör kürenin duvarlarındaki bölmelere yerleştirilir. Araçlar , ISO tarafında işaret
edilen bir standart laboratuar ve kalibrasyonu yapılabilen standart beyaz kalibre edilir.
2.5. CGPW Skala Plakları
Şekil 17’de yakın beyaz örneklerin renk noktalarının bulunduğu CIE kromatik
diyagramının merkezi bölgesini gösterir. Diyagram 1-12 ile gösterilmiş renk noktalarını
gösterir. 5 – 12 plakalar aynı doğal renge sahiptir ve baskın dalga boylu (470 mm)
diyagramın mavi – mor bölgesini gösteren bir çizgi boyunca uzanır.
D65 akromatik nokta 6. plakaya yakın biçimde uzanır plakanın ışıklandırma
y’ları 1. plakadan 12. plakaya kadar yükselir. Şekil 54’deki renk noktaları her ne kadar
x,y düzlemindeki izdüşüm olsalar da Y’ deki değişimleri göstermektedir.
Tablo 7. AGB Beyazlık Formülü
İsim Formül Kapsadığı Renk Tonu
Taube W = 4B + 3G Nötral Kırmızı
Berger W = G + 3(B - A) Yeşil
Stephansen W = 2B - A Nötral Mavi
Ganz W = 3B – 1.5G – 0.5 A Nötral
Croes W = G + B – A Yeşil
62
Blue reflectance W = B Nötral
Hunter W = L – 3b Nötral
Stensby W = L + 3a – 3b Kırmızı
Şekil 17. Işık Tipi D65 İçin CGPW Skalasının Renk Noktalarını Gösteren CIE
Kromatik Diyagramı.
2.6. Beyazlık Derecesi Formülü
Bir çok beyazlık derecesi formülü, refleksiyon değerlerinden hesaplanan bir sayı
olarak belirtme girişimiyle bulunmuştur. Tristimulus değerlerine dayanamayan bu
formüller az da olsa beyazlık derecesi hakkında bir fikir verirler. En çok kullanılan
tritimulus fotometre çıktılarına (A, G, B ) bağlıdır. Tüm bu formüller A = B = G olduğu
zaman UV için 100 değerini verir.
Kolorimetrik belirlemelere dayanan bir çok yeni formüller korelasyon
yardımıyla görünen tahminler ile kontrol edilmiş bulunmaktadır.
Enstrümantal beyazlık tahmini ile görülen tahmin arasında korelasyon regrasyon
analizleri kullanarak geliştirilebilir.
2.6.1. Lineer Beyazlık Derecesi Formülü
Ganz iki tip genelleştirilmiş formül elde etmiştir.
63
W= αA + βB + YG + C1 (1)
W = DY + Px + Qy + C2 (2)
α , β , Y ve D, P, Q düzenlenebilir katsayılardır. (1.) ve
(2.) eşitlikteki katsayılar yakın beyaz bir takım örneğin görünen beyazlık değeri
ve örneklerin enstrümantal ölçülen kromatikliğini kullanarak bir kaç regrasyon analizi
yardımıyla birleştirilebilir. Bu yöntem bir laboratuar yöntemidir.
2.6.2. Renk Tonu Tercih Açısı
Daha önce gördüğümüz gibi Y’nin verilen bir değeri için optimum tercih edilmiş
beyazlık çizgisi vardır. Bu çizgi mavi bölgede 470 nm’ye yakın baskın dalga boyunu ve
sarı bölgede 573 nm ‘ye yakın dalga boyuna sahiptir. Yeşil nüansa sahip örnekler
çizginin üzerindeki renk noktalarına sahiptir ve kırmızı nüansa sahip örnekler ise
çizginin altında yer alır.
Eşit Y (parlaklık) faktörüne sahip örnekler için AB doğrusunu kesen doğrular
tanımlanabilir. Kromatik koordinatları tanımlanan bu dizgiler, normal doğrusu ile Ø
açısı formülün ton tercihi açısı olarak tanımlanır.
Yeşil renk belirleme açısını içeren formül yeşil nüanslı “G” renk noktası için W
değerinde bir beyazlık öngörür. Oysaki doğal bir ton tercihi formülü W’ den daha küçük
bir değer öngörecektir. Renk atanma açısı aşağıdaki formülden bulunur.
Q / P =tan (Ø+n) (3)
N: AB doğrusunun x ekseni ile yaptığı açı
P ve Q ‘da 2. eşitlikte yer almaktadır. AGB formülünün yönlendirilmiş ton
tercihi 2. tabloda görülmektedir. Şekil 17’de görüldüğü renk tonu tercihi açısı oldukça
önemli olmaktadır. Renk noktaları AB doğrusu üzerinde uzanan doğal renk örnekleri
öngörü formüne duyarsız bulunmaktadır.
2.6.3. Tahmin Formülündeki Katsayıların Belirlenmesi
2. eşitlikteki katsayılar CGPW skala plakalarını kullanarak oluşturabilir. Optik
5-12 plakaları optikli örnekler için tahmin formülüyle birlikte kullanılır. Optikli
olmayan örnekler içinde 1-5 plakaları kullanılabilir. Şekilde 5-12 plakalarının rengi
değişmezdir ve parlaklık (Y) doyuma bağlıdır. 2. eşitlikteki iki bağımsız değer için
uygun eşitlikleri birleştirmek gereklidir. Deneyler göstermiştir ki normal gözlemciler 50-
64
150 ton tercihi açısına sahiptir. Ve 100 en mantıklısı görülmektedir. AB doğrusu CGPW
skala plakaları tarafından belirlenir. Bunun = 500 olması lazım. D65 ışık tipi ve 1964
gözlemcisi için, 1931 gözlemcisi için de = 550’dir. Özel ölçüm aletleri için ’yı x, y,
Y’nin değerleri yardımıyla hesaplamak daha iyidir. Çünkü tahmin formülü ve ’deki
ufak değişmelere duyarlı değildir.
2. eşitlikteki değişkenlerin ayrımı ile şu lineer denklemi elde edilmiştir.
W – DY = P (X + Q/Py) + C2
P , Q ve C 2 3. ve 4. eşitliklerden hesaplanır x,y,Y değerleri CGPW plakaları
yardımıyla hesaplanır. Aynı yöntemle 1. eşitlikteki katsayıları da hesaplamak
mümkündür.
Ancak 1. eşitliğe dayalı tahmin 2. eşitliğe dayalı tahminden daha az başarılıdır 2.
eşitlikteki katsayılar programlanabilir küçük bir hesap makinesi yardımıyla
hesaplanabilir.
Tablo 8. Belirlenmiş Katsayılı Beyazlık Formülünün Sabitleri
Katsayının Değeri CW’ nin değeri (D65 ışık tipi)
Renk Tonu P Q 2° Gözlemcisi 10° Gözlemcisi
Nötral - 800 - 1700 - 809.5 - 813.6
Yeşil - 1700 - 900 - 827.7 - 831.3
Kırmızı 800 - 3000 - 736.8 - 741.7
Prosedürün yansıma fotometresi üzerinde ara sıra işletilmesiyle hatalar büyük
oranda kaybolabilir. 1 – 5 CGPW plakalarına karşıt olarak belirlenen katsayıları içeren
optik olmayan örnekler için yeşil renk ataması (Ø + μ = 30°) içeren 2. eşitlik bulunmuş
olur. Bu da CGPW skalasının 1 – 4 plakaları ile gösterilmiş hafif kırmızısı renk
çeşidinin bir sonucudur.
Bireysel Duyum
Bireysel gözlemciler için eşit beyazlık çizgilerinin belirlenmesi farklı renkli
fakat sabit ışık cinsi ile bir görevdir. Şekilde çizgiler eğrileşerek akromatik düz çizgilere
yaklaşık değerinin alınması bir takım tecrübe sonucunda düzenlenir.
65
Sabit Katsayılı Formül
Ganz’ın standart lineer beyazlık derecesi formülü
W = Y Px + Qy – CW
CW = Pxo + Qyo ve xo , yo kullanılan ışık cinsi renksiz noktanın kromatiklik
koordinatlarıdır. Bu doğal ton tercihi formülüne ek olarak yeşil ve kırmızı ton tercihi
için iki formül daha ileri sürülmüştür. P ve Q’ nun değerleri Tablo- 8’de görülmektedir.
P ve Q değerleriyle birlikte D65 ışık tipi kullanıldığında da formülde mevcuttur.
Renk Tonu Değişimi
Bir beyazlık tonu öngörü formülü, enstürmantel okumalara karşıt olarak görünen
değerlendirmenin regrasyon yöntemiyle belirlenen katsayıları içermesiyle oluşturulur.
Sabit katsayıları içermesiyle oluşturulur. Sabit katsayılı iki standart form ileri
sürülmüştür.
V. OPTİK BEYAZLATILMIŞ MAMULLERDE KALİTE
Optik beyazlatılmış mamullerde temel kalite beyazlıktır. Beyazlık ise gözle
bakıldığında sübjektif bir değerdir. Bu nedenle objektif ölçüm yapabilmek için bir
refleksiyon spektral fotometresi vasıtasıyla kolorimetrik ölçüm yapılmalıdır. Bu
spektral fotometre D65 normal ışık için trikromatrik X , Y , Z bileşenlerinin ölçülmesini
66
sağlamaktadır. D65 normal ışık gün ışığına eşdeğer olup bir miktar ültraviyole ışında
içermektedir. Bu ültraviyole ışığın miktarı önemli olup , optik beyazlatılmış mamulün
görünüm etkisini değiştirmektedir. Bu madde gün ışığında bir lamba veya neon tüpü
ışığında bakıldığında farklı görünebilmektedir. Trikromatrik bileşenlerden hareketle
beyazlık derecesi saptanabilir. Tristimulus değerlerinden (A, G, B) veya Hunter’in
ortaya attığı ara değerlerden (L, A, B) hareketle beyazlık derecesi saptanabilir.
Optik beyazlatılmış mamullerin beyazlık dereceleri (W) için değişik formüller
ortaya konmuştur.
- Mavimtırak – yeşil nüanslar için Berger formülü :
W = G + 3B – 3A
W = Y 3.44Z – 3.905X D65 / 10 ışığında
- Viyole nüanslar için Stensby formülü:
W = L + 3A – 3B
- Nötr nüanslar için Taube formülü:
W = 4B -3G
Beyazlık ölçen skalalar vasıtasıyla bir mamulün beyazlık derecesi ölçülebilir.
Örneğin Ciba – Geigy böyle bir skal çıkarmıştır. Bu skala bir plastik olup beyazlığı
gittikçe artan 12 ölçekten ibarettir. Mukayese ederek numunenin sübjektif olarak
beyazlığı hakkında bir değerlendirme yapabilmek mümkündür.
1. Kullanım Haslıkları
Optik beyazlatılmış kumaşların kalitesinde haslıklar önemli bir kriterdir. Bunlara
örnek olarak ışık haslığı, yıkama, kuru temizleme, ter ve ütü haslıkları vs. sayılabilir.
Diğer bir problem ise beyazlatılmış olan mamullerin (özellikle konfeksiyon mamulleri)
depolamaları sırasında sararmalarıdır. Bu sararma değişik nedenlerden dolayı ortaya
çıkabilir.
- Işık etkisiyle sararma: Fotokimyasal olarak stabil olmayan optik beyazlatıcılar bu tip
sararmaya neden olabilirler.
- Optik beyazlatıcının migrasyonu: Özellikle buharla yapılan ütüleme sırasında optik
beyazlatıcı migrasyona uğrayarak, belli bölgelerde sararmaların ortaya çıkmasına
neden olur.
67
- Stoklama sırasında havadaki azot oksitlerin oluşturduğu oksidasyon olayları
sonucunda sararmalar meydana gelebilir. Bu olaylar optik beyazlatıcıların diğer
maddelerle birlikte kullanılmasıyla ortaya çıkmaktadır. Örneğin yumuşatıcılar.
- Tekstil mamullerini paketlemek amacıyla kullanılan karton ve özellikle polietilen
folyelerden liflere göç eden fenol bileşikler sararmalara neden olabilir. Polietilen
folyelerde antioksidant olarak kullanılan butilhid-roksitoluen (BHT) başta olmak
üzere bu fenolik bileşikler, dikiş makinesi yağları veya aksesuarlar üzerinde bulunan
bileşikler saramaya neden olmaktadırlar. Bu birleşikler havadaki azot oksitler,
oksijen ve peroksitlerin etkisiyle stilbenkinon gibi sarı bileşikler oluşturarak
mamulü sarartmaktadır.
VI. EKOLOJİK ve TOKSİK YÖNDEN OPTİK BEYAZLATICILAR
Son yıllarda, diğer kimyasal maddelerde olduğu gibi, optik beyazlatıcıların da
ekolojik ve toksik özellikleri konusunda geniş araştırmalar yapılmıştır.
Çevre kirliliği yönünden ele alındığında artık sulardaki durumu üç ana başlıkta
incelenebilir:
68
1- Atık sulardaki optik beyazlatıcı miktarı, tekstil ve kağıt endüstrisinde
kullanıldığında çıkan miktarın % 10’ u kadardır. Sabun ve deterjanda ise bu oran
% 50’ den fazladır.
2- Eliminasyon ve parçalanma miktarı : Optik beyazlatıcılar önce fabrikalarda su
arıtma sistemi içinde adsorpsiyon atık sudan alınır. Bu arıtma işlemi sonunda
sudaki optik beyazlatıcının % 90 ‘ından fazlası alınır.
Ayrıca gün ışığında anaerobik koşullarda biyolojik parçalama işlemi de, yavaş
bir proses olmasına karşın uygulanabilmektedir.
Yedi Avrupa ülkesinde nehir ve içme sularında yapılan analizlerin sonunda,
içme suyu örneklerinde hiç optik beyazlatıcı bulunmadığı ,nehir sularında ise 1ppm den
az olduğu belirlenmiştir.
3- Besinlere geçme durumu: Optik beyazlatıcılar, planktonlar ve algler tarafından
alınabilirler; bu canlılarla beslenen balıklara bu şekilde geçebilir. Ancak alınan
miktar çok düşük olduğu gibi balığın yenen bölümünde herhangi birikime
rastlanmamıştır.
Ambalajlardan yiyeceklere migrasyon yoluyla geçen optik beyazlatıcı miktarı,
en fazla günde 0.001 – 0.03 mg olabilirler.
Toksik Özellikleri ile İlgili Çalışmalar:
Optik beyazlatıcılar günümüze dek, üzerinde toksik özellikleri konusunda en
fazla araştırma yapılmış kimyasal maddeler grubuna girmektedir.
Optik beyazlatıcılar toksik değildir; bu maddelerle işlem görmüş tekstil
materyalinin cilde zararı olmamaktadır. Buna karşın, optik beyazlatıcı üretiminde
kullanılan kimyasal maddelerin bir bölümü toksittir.Üretimde kullanılan kimyasal
maddeler şunlardır:
Benzen, toluen, ksilen, naftalin, klorobenzen, klorotoluen, benzil klorür,
metanol, etonol, propanol, etilen glikol, formaldehid, benzaldehid, aseton, formik asit,
asetik asit, dimetil formamid, fenol, krezol, naftol, nitrobenzen, nitrotoluen, anilin,
toluidin, naftilamin, fenilendiamin, fenilhidrazin, piridin, siyanürik klorür, morfolin, üre
(zararsızdır), toluen sülfonik asit.
69
1- Optik beyazlatıcıların tümünü içeren testler şunlardır:
a- Akut zehirlilik
b- Tekrarlanan oral alınma veya deri altı emiliminde zehirlilik
c- Mukoza yarı geçirgen zarının tahrişi
d- Solunum yoluyla alınma
e- Alerji yapıcı özellikleri
f- Balıklarda zehirlilik etkisi
Deterjana katılan türler için ek testler: Fototoksiklik, fotoalerjik özellikler
kanserojen özellikleri embiyoya etkisi gibi yönleri incelenmiş etkisinin emniyet
sınırları içerisinde olduğu saptanmıştır.
VII. GÜNÜMÜZDE EN ÇOK KULLANILAN OPTİK BEYAZLATICILAR
Günümüzde en çok kullanılan optik beyazlatıcılar kullanıldıkları hammaddeye göre
aşağıdaki Tablo 9, 10 ve 11 ‘de gösterilmiştir.
70
Tablo 9. Selüloz Lifleri İçin Kullanılan Optik Beyazlatıcılar
Üretici Firma Ticari İsmi
Uygulama Şekli
Çektirme Yöntemi
Yarı Kontinu veya Kontinu
AğartmaEmdirme Yöntemi
BASF Ultraphor CA(et rargues de BLANKIT)
CK CF
BAYER Blankophor BA, BUA, BVB, CL, CLE
CLE, EBU, BRU BVB, EUA,
SEU
BBU, BKL, BRU, BSU,
REU
CHT Tuboblanc Sofablanc
BL, BV, VA VU
BE, BV BE, BV, BL
CIBA-GEIGY Uvitex 2B, BHT, CK CF, NFW
ABT, CK 2BT, 2BX, CK, MST
HOECHST Hostalux CS, CNF
ICI Fluolite CO CO CO
RUDOLF Ruco-Blanc ADE, ADS, AMA
ADS, AMA ADS, AMA ANG
SANDOZ Leucophor BMB, BS, PC BSB, COŞ,
BMB, EMF, BSB COS, PC
BCR, BFB BMB, BMF
(SODIACHIMIE) Optiblanc ABB, CUN, BNL
ABB ABB, 2B
71
Tablo 10. Poliamid ve Protein Esaslı Lifler İçin Kullanılan Optik Beyazlatıcılar
Üretici Firma Ticari İsmi Uygulama Şekli
Yün ve İpek Polyamid
BASF Blankit IAN, IIA, IIAR IAN, IIA, IIAR
BAYER Blankophor BA, DBS, DRS, REU
BA, CL, CLE, DCB, DCR
CHT Tuboblanc BL, BV, VA BL, BV, VA
CIBA – GEİGY Uvitex CF, CK, BHT, NFW
BHT, CF, NFW
HOECHST Hostalux PN, PR PN, PR, 1508-N
ICI Fluolite -- CO
RUDOLF Ruca-Blanc ADS, AMA, OAK ADS, AMA, OAG, OAK, OAP
SANDOZ Leucophor BS, BSB, PAF, PC, WS
BS, BSB, COS, PC, PAF, PAT
SODIACHIMIE Optiblanc ATR WT, WS
72
Tablo 11. Poliester, Poliakrilnitril ve Asetat Lifleri İçin Kullanılan Optik
Beyazlatıcılar
Üretici Firma Ticari İsmi Uygulama Şekli
Asetat Lifleri
Polyester (1) Poliakrilnitril (1) (2)
BASF Ultraphor -- RN et SFG ( 1 ) BN, GN, VL,
SFR, SBLCF TX 7478
BAYER Blankophor DCB, DCR ER, ERM et EBM (1)
ANS et ANR, DSB DRS, DCB, DCR
(2)
CHT Sofablanc -- -- ACB (1)
CIBA-GEIGY Uvitex EBF, EMT ERN - P
EBF, EB – V et ERN - P(l) EHF,
EMT, EM
BAC (1)
HOECHST HOSTALUX
1508 - N ENU et ERC(l) ETB, ETR
NBC, NRC (1) NBF, NR
ICI Fluolite XEB (1), XMF NL (1), NLV
RUDOLF Ruco-Blanc OAG OAG (1), OAB OCN ( 1 ) , OAF
SANDOZ Leucophor EFN, EFR EHB, WS
EFN, EFR et EHT (1) EHB,
EHBS
KCB et KNC (1) KNA EFR et ETN
(1) (2)
(SODIACHIMIE) Optiblanc ATR RG(1), RGF, R705 et R407 (1)
ANC (1) HPAE
73
VIII. SONUÇ
Endüstride deterjan, kağıt, plastik ve tekstilde optik beyazlatıcılar yaygın olarak
kullanılmaktadır. Tekstil sanayiinde optik beyazlatıcılar özellikle beyaz olarak
kullanılacak kumaşlara uygulanır.
Tekstilde optik beyazlatıcı kullanımında dikkat edilecek en önemli husus elyafa
uygun beyazlatıcı kullanmak ve uygulama şartlarının elverişli olmasıdır.
Optik beyazlatmanın tekstil mamulleri üzerine etkisine örnek verilecek olursa;
Pamuklu kumaşlar için; kumaş beyaz olarak piyasaya sürülmeyecek ise ön
terbiye işlemleriyle elde edilen beyazlık derecesi yeterlidir. Ancak iyi bir beyazlık
derecesi için pamuklu kumaş öncelikle bir ağartmadan geçirilmeli, sonra optik
beyazlatma işlemine tabi tutulmalıdır.
Yünlüler için optik beyazlatmada sorun; optik beyazlatılmış yün liflerinin
sonradan sararma tehlikesinin normal veya ağartılmış yüne göre daha fazla olmasıdır.
Günümüzde bu sorunu en aza indirgemek için çeşitli yollar denenmektedir.
Poliester lifleri için; optik beyazlatma işlemi birkaç değişik ortamda mümkün
olsa da en iyi sonuçların HT şartları altında alındığı görülmüştür.
Poliamid, poliakrilnitril ve asetat lifleri içinde optik beyazlatıcılar rahatlıkla
kullanılmaktadır. Malzemeye aplike edilen optik beyazlatıcı miktarı, optik
beyazlatıcının yoğunluğuna göre değişmektedir. Bu açıdan kataloglarda önerilen
miktarlara uyulması gerekir. Fazla optik beyazlatıcı aplikasyonu sarımtırak görünüme
yol açar.
Karışımlarda da optik beyazlatma, çoğu zaman iki aşamalı da olsa,
yapılmaktadır.
Optik beyazlatıcı üretimi Avrupa’da geniş bir Pazar payına sahiptir. Ciba,
Hoechst, Bayer, ICI gibi Avrupa’nın tanınmış markaları da optik beyazlatıcı üretiminde
ön sıralardadır. Ülkemizde optik beyazlatıcı tüketimi oldukça fazla olmasına rağmen,
optik beyazlatıcı üretimi yapılmamaktadır, satışı ve dağıtımı mümessillikler vasıtasıyla
yapılmaktadır.
74
IX. KAYNAKLAR
1. Seventekin, N., “Tekstil Sanayiinde Optik Beyazlatıcıların Kullanımı ve Kontrolü” Tekstil Teknik Dergisi, Nisan-Mayıs 1999, Yıl:6, Sayı:63-64, Sayfa:98-108,76-80.
2. Duran, K., Ekmekçi, A., “Çeşitli Terbiye İşlemlerinin Optik Beyazlatma İle Birlikte Yapılması”. Tekstil ve Konfeksiyon Dergisi, Mayıs1992 – Temmuz1992, Yıl:2, Sayı:3-4, Sayfa:196-199,280-286.
3. Duran, K., Ekmekçi, A., “Optik Beyazlatıcıların Pigment Baskıya Etkisi”. Tekstil Ve Konfeksiyon Dergisi, Eylül 1995, Yıl:5, Sayı:5, Sayfa: 440-446.
4. Duran, K., Ekmekçi, A., “Beyazlık Derecesinin Değerlendirilmesi”. Tekstil ve Konfeksiyon Dergisi, Eylül 1995 , Yıl:3, Sayı:5, Sayfa:387-391.
5. Göl, İ., Yüksek Lisans Tezi 1990.“Optik Beyazlatıcılar ve Tekstilde Kullanımı”. Marmama Üniversitesi Fen Bil. Ens., Sayfa 4-6,13-19,23-35,40-42,50-51,66.
6. Trotman, E. R., “Dyeing and Chemical Technology of Textilex Fibres”, sayfa: 212-217.
7. Holt, L. A., Milligon, B., “Fluorescent Whitening Agents”, Txtile Research Journal, 1974, March Sayfa: 181-183.
8. Göl, İ., Doktora Tezi, 1996. “Optik Beyazlatıcıların Tekstil Materyallerinin Renk Değerlerine Etkisinin İncelenmesi”. Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sayfa: 38-40, 50-51, 58-60, 63, 67, 142-143.
9. Tarakçıoğlu, I., “Tekstil Terbiyesi ve Makinaları”, Ders Kitabı, Cilt I, E. Ü. Tekstil Fakültesi Yayınları, Sayfa: 235-239.
10. Holt, L. A., Milligon, B. and Wolfron, L. J., “Fluorescent Whitening Agents”, Textile Research Journal 1974. November, Sayfa: 846-851.
12. Kiber, F., “Optik beyazlatıcılar”, Mensucat Meslek Dergisi, 1964. Şubat-Mart. Sayfa: 85-91, 143-149.
13. Wojatschek, K., “Optik Beyazlatma Maddelerinin Tesir Şekli ve Kullanımları”, (Çev: Kimya Müh. O. Dinler), Mensucat Meslek Dergisi, Yıl: 6, Cilt: 6, Ocak-1953, Sayı: 1, Sayfa: 16-18.
75
TEŞEKKÜR
Bu çalışmada bize yol gösteren sevgili hocamız Yaşar KARAKAYA’ya,
İzmir’deki yardımlarından dolayı Ege Üniversitesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü
Başkanı Prof. Dr. Kerim DURAN’a ve proje boyunca desteklerini esirgemeyen
ailelerimize teşekkür ederiz.
76
ÖZGEÇMİŞ
Meral İŞLER
1980 yılında Ereğli / KONYA’da doğdu. İlkokulu ve ortaokulu Konya,
Bozkır’da, liseyi Konya’da okudu. 1999 ÖSYS sınavında çok istediği S.D.Ü. Tekstil
Mühendisliği Bölümü’nü kazandı. Halen 4. sınıf öğrencisi olarak öğrenimini
sürdürmektedir.
Ebru ŞENGÜL
1981 yılında Bursa’nın Mudanya ilçesinde doğdu. İlk ve orta öğrenimini Bursa,
Mudanya’da, liseyi Bursa’da bitirdi. 1999 ÖSYS sınavında S.D.Ü. Tekstil Mühendisliği
bölümünü kazandı. Halen 4. sınıf öğrencisi olarak öğrenimini sürdürmektedir.
77
