Pamuk ve poliester terbiyesinde ozon kullanımının araştırılması

Abstract

Ozon gazı, güçlü bir oksidatif madde olup tıbbi sterilizasyon, gıda hazırlama, koku giderimi, su ve atıksu arıtımı ve denim yıkama alanlarında kullanılmaktadır. Son zamanlarda, ozonun tekstildeki uygulamaları için ağartmaya ve ard yıkamaya yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada, oksidatif bir ağartıcı olan ozonun üç farklı %100 pamuklu kumaşın kumaşın ağartılmasına yönelik etkisi ve poliesterin çeşitli haslıklarına PES kumaşın dispers boyarmaddelerle boyanmasının ardından redüktif yıkama yerine ozon kullanılmasının yıkama haslığı ve renk üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Pamuklu kumaşların ağartma çalışmaları süresince farklı sürelerde ozonlama yapılan kumaşlarda sıcaklığa bağlı olarak farklı beyazlık dereceleri elde edilmiştir. Ozonlama süresi artırıldığında beyazlık değerlerinin en yüksek değerlerde olduğu gözlenmiştir. Ozonlanan kumaşlar, peroksit ağartması yapılan kumaşlarla karşılaştırılmıştır. Referans alınan peroksit ağartmalı kumaşın beyazlık derecesi 81- 86(Stensby) aralığında değişmekte, ozonlanan kumaşlarda ise beyazlık derecesi 47- 75(Stensby) aralığında değişmektedir. Bu aralığın geniş olması deneyde kullanılan kumaşların çeşitliliğinden kaynaklanmaktadır. Ozonlanan kumaşların iyi oranlarda beyazlık seviyelerine ulaşmasının nedeninin, ozonlama süresine ve deneyin yapıldığı sıcaklığa bağlı olduğu tespit edilmiştir. Ozonla ağartma deneyinin bir aşaması da pamuklu kumaşların bitçiklerinin uzaklaştırılma işlemidir. Ozonlama öncesi ve sonrası bitçik sayımlarına göre, bitçiklerde ozonlama süresine bağlı olarak değişme gözlenmiş, bitçik gideriminin ozonlama süresinin artırılmasıyla doğru orantılı olduğu gözlemlenmiştir. Ozonlama işleminin, pamuklu dokuma kumaşlarda bitçik giderimine yeterli etkisi olmamasına rağmen, bitçik sorunu olmayan pamuklu örme kumaşlarda ozonlama sistemlerinin kullanılabileceği öngörülmektedir. Kumaşlara uygulanan hidrofilite testleri sonuçlarına göre, ozonlama süresinin artırılmasıyla kumaşların su absorbans değerlerinde artışlar gözlemlenmiştir. Ham kumaşlar için uygulanan iyotlu haşıl testinde ise ozonlamanın yeterli olmadığı görülmüştür. Fakat uzun süreli ozonlamalarda (60 ve 90 dakika) haşıl sökülme derecesinin yeterli derecede olduğu saptanmıştır. Ozonlama işleminin pamuklu kumaşın yüzeyine olan etkisinin araştırılması amacıyla ATR FT-IR analizi yapılmıştır. Bu ek denemelere göre referans kumaşlarla yüksek süreli ozonlama yapılmış kumaşlar arasında önemli bir fark görülememiştir. Bunun nedeninin deneyin temelinin lifin iç yapısı nazaran yüzeyinin araştırılmasına dayanması olduğu düşünülmektedir. Hidrofilleştirilmiş kumaşların ozonlama işlemlerinden sonra ek olarak SEM, Taramalı Elektron Mikroskobu ile yüzey görüntüleri alınmış ve referans kumaşların görüntüleriyle karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre referans kumaşlarla ozonlanan kumaşlar arasında dikkate alınacak bir durum söz konusu olmamıştır. PET kumaşlarla yapılan alternatif ard temizleme işlemlerinde, ozon gazını poliester kumaş içerisinden geçmeye zorlayan bir sistem vasıtasıyla iki tip boyarmadde ile boyanmış kumaşlar ozonlanmıştır. Ozonlama işlemlerinin ardından kumaşların yıkama haslığı, mukavemet kaybı ve renk tonu farklılığı araştırılmıştır. Kumaşların ozonlama yönüne göre arka ve önleri farklı oranlarda ozon gazına maruz kaldığından kumaşların iki yüzü arasındaki renk farklılıkları da araştırılmıştır. PET kumaşlar yapılan denemelerde de poliester boyamanın ardından kısa süreler boyunca yapılan ozonlama işleminin, poliester kumaşın konvansiyonel yöntemler sonucunda alınan referans değerlerine göre incelendiğinde başarılı olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, kumaşların arka ve ön yüzlerinin renk farklılığı değerlerinin birbirleriyle uyumlu olması ozonun kumaşın içerisinden geçerek diğer yüze de etki edebildiğinin göstergesi olduğu düşünülmektedir. Araştırma sonuçlarına göre kumaşların ön yüzlerinin renk kaybının arka yüzlerine nazaran fazla olmasının nedeni, ozonun direkt olarak bu yüzlere püskürtülmesinden kaynaklanmıştır. Bu renk farkının önemsenmeyecek boyutlarda olduğu düşünüldüğünde ozon gazının ard işlemlerde kullanılabilir olduğunu göstermektedir. Kumaşların yıkama haslığı, mukavemet kaybı ve SEM görüntüleri ele alındığında konvansiyonel yöntemlerle yapılan ard yıkama işlemlerinin sonuçlarıyla önemli farkların ortaya çıkmadığı gözlenmiştir. Sonuç olarak; pamuk ve poliester terbiyesinde ozon kullanımının başarılı olabileceğini ortaya koyan sonuçlara ulaşılmış, ozonun proses optimizasyonlarıyla desteklenecek yeni yöntemlerle tekstilin birçok alanlarda ekolojik ve ekonomik çözümlerin bulunmasına olanak sağlayacağı anlaşılmıştır.

Ozone is a strongly oxidative gas which has use in medical sterilization, food conservation, deodorization, water treatment and decolorization of wastewater and denim washing.. Recently, studies of ozone usage has devoted to bleaching of textile fabrics and afterclearing of PES treated with disperse dyes. In this study, the bleaching effect of ozone on three different types of 100% cotton fabrics and also the performance of ozonation as an environmentally cleaner alternative washing treatment after disperse dyeing of polyester have been investigated. According to the variable experimental temperature, whiteness rates of cotton fabrics Various ozonation times were tested during bleaching of cotton by ozonation. In general, the whiteness of the ozonated samples increased as the ozonation time increased. Whiteness values of reference peroxide bleached fabrics were in 81- 86(Stensby) gap and whiteness values of ozoned fabrics were in 47- 75(Stensby) gap. The removal of motes on cotton during ozonation was another tested parameter. It was found that motes in cotton fabrics are decreased scarcely in a variety due to the increased ozonation times. Ozonation fails to remove all the motes during cotton preparation. However, the successful bleaching of the cotton samples by ozonation is still significant. Ozonation can be used for combed cotton goods where mote removal is not required. The water absorbency of the cotton samples were also tested an increase in water absorbency of the ozonated samples, which is assumed to occur as a result of the oxidation of the hydrophobic impurities by ozonation, occurred. The desizing efficiency of ozonation was tested by the iodine test, and it was seen that the ozonation treatment exhibited a good desizing effect with a Tegewa rating of 5 for 60- and 90-min treatment times under the given conditions 400 ml/l gas flow rate with an ozone concentration of 5.7 ± 1.4 mg/min at room temperature). The strength loss of the cotton samples after prolonged ozonation times was negligible. The ATR absorption spectra of scoured cotton fabrics did not indicate significant differences between the ATR spectra of the ozonated and peroxide bleached samples. It should be emphasized that this observation is based on the surface of the fiber rather than the bulk. SEM micrographs of the scoured samples were taken in order to investigate the fibermorphology after experimental procedures. It was found that the 90 minutes ozonated samples and hydrogene peroxide bleached samples had similar surface properties after the respective treatments. The second section of the experimental studies involved the ozonation of disperse dyed polyester fabrics for clearing purpose. The ozonation afterclearing process was performed room temperature at 400 ml/min ozone gas flow rate, the ozonation times tested were 1-3-5 min. After the clearing experiments with ozone, strength loss, colour difference, wash fastness properties and SEM analysis for realising surface morphology were investigated. The results of polyester ozonation trials indicated colour and wash-fastness results similar to the control reductive clearing treatment for both of the tested disperse dyes from low and high energy level without significant strength losses and surface damages. Finally; this study reports success of the ozone usage for cotton bleaching and polyester aftertreatment. We wish this study provide an opportunity to ecological and economical solutions in textile industry with new methods supported with process optimization of ozonation.