Krom Boyarmaddelerle Protein Esaslı Lifleri Boyama

Genelde yün ve yün/naylon karışımların boyanmasında kullanılır. Kromlama boyar maddeleri, yüksek haslıklarına rağmen boyama işleminin iki adımlı olmasından ve ekolojik nedenlerden dolayı önemi azalan bir boyar madde çeşididir. Kromlama boyar maddeleri ipeğin boyanmasında kullanılmamaktadır. Tekstil lifi üzerinde boyar madde/krom kompleksi oluşturacak şekilde, krom atomu ile bileşik oluşturabilen mordan boyar maddeleridir. Suda çözünür, ancak metal tuzları ile birleşince suda çözünmeyen boyar maddeler oluşturur. Bu boyar maddeler, asit boyar maddelerine benzer. Birçoğu orta kuvvetteki asidik ortamda boyayan asit boyar maddeleridir ancak onlardan biraz daha karmaşık yapıdadır. Boyama banyosuna, boyama bittikten sonra, kromu bağlama ya da mordan etkisini sağlamak için sodyum ya da potasyum bikromat ilavesi gereklidir. Bunlar aynı zamanda, daha az haslıklarda da olsa naylon lifleri için de kullanılır ve asit boyar maddelerinden daha mat olmak üzere geniş bir renk gamına sahiptir. 

Kromlama Boyar Maddelerinin Avantajları 

Haslıkların mükemmelliği, Ucuz olmaları, Düzgün boyamanın zor olmaması, Dinklemeye dayanıklı olması. Yüne; elektrostatik çekim kuvvetleri, H köprüleri, van der waals kuvvetleri ile bağlanırlar. Krom iyonlarıyla kompleks oluşturarak molekül yapıları büyüdüğünden suda çözünürlük azalır ve yüne koordinatif bağlarla bağlandığından haslıklar mükemmel bir seviyeye ulaşır. 

Kromlama Boyar Maddelerinin Dezavantajları 

Boyamanın iki adımlı olması, Açık tonlarda renk tutturmanın zorluğu, boyama prosesi çok uzun olduğu için yüksek sıcaklıkta uzun süreli muamelede elyaf tutumunun sertleşmesi, mukavemetinin düşmesi, ekolojik açıdan uygunsuz olmaları dezavantajlarıdır. 

Kromlama Boyar Maddeleriyle Yünün Boyanması 

Bu boyar madde grubuna genel olarak mordanlama boyar maddeleri ismi de verilir. Kromlama boyar maddeleri yüne üç şekilde uygulanır: Ön kromlama (krom-mordan) metodu, Sonradan kromlama metodu, Tek adımlı kromlama (kromat) metodu. 

Ön Kromlama (Krom-Mordan) Metodu 

Lif içinde boyar madde krom kompleksi oluşturmak için öncelikle, lifi krom bileşiklerinin çözeltileri ile işleme sokmak, daha sonra da elyafın içinde bir boya krom kompleksi oluşturacak şekilde uygun bir krom boyar maddesi ile birlikte boyamak esasına dayanan boyama işlemidir. Yün önce krom bileşiği ile mordanlanır, sonra boyanır. 

Mordanlama 
Genel anlamda, boyamaların kalitesini yükseltmek, haslıklarını ve boyar madde kabiliyetlerini artırmak için ön iplik, iplik ve kumaşlara ön muamele ile krom, alüminyum, demir gibi metal tuzlarının aktarılması işlemidir. Mordanlama işlemi, %3 potasyum veya sodyum bikromat, %2 sodyum hidrojen tartarat (veya süt asidi ile sülfürik asit karışımı) ile kaynama derecesine 1,5 saat süre ile yapılır. Bu sırada Cr6+ iyonları, Cr3+ iyonlarına indirgenir ve yüne bağlanır. Daha sonra % 3–5 asetik asit (%30'luk) içeren flottede boyama işlemi yapılır. Boyama 30-40 santigrad derecede başlar, kaynama derecesinde 1-1,5 saat devam eder. Bu yöntem, yüne gevrek bir tutum kazandırdığından önemini kaybetmiştir. 

Sonradan Kromlama Metodu 

En fazla uygulanan metottur. Bu işlemde yün, asidik boya banyosunda kromlama boyar maddesi ile boyanır ve daha sonra lif içinde boyar madde/krom kompleksini oluşturmak için krom tuzu ile işlem görür. Yün önce kromlama boyar maddesi ile boyanır, sonra krom bileşiği ile kromlanır. Boyama, asit boyar maddeleri ile yapıldığı gibi uygulanır. Birinci adımda boyar maddenin düzgün alınması, düzgün bir boyama eldesi için şarttır. Sodyum sülfat ilavesi, düzgün alınma için gereklidir. İkinci adımda kromlama, potasyum bikromat veya sodyum bikromat ile yapılabilir. Potasyum bikromat suda K+ ve Cr2O7- iyonlarına ayrılır. Bikromat anyonları, yünün pozitif yüklü amonyum grupları tarafından alınır. İyondaki krom iyonları +6 değerliklidir. Yün lifleri Cr 6+ yı Cr 3+'e indirger. Bu iyonlar, boyar madde ile kompleks oluşturur. Potasyum bikromat miktarı şu şekilde belirlenir: Kromlama sırasında kullanılacak potasyum bikromat miktarı önemlidir. Gerekenden az bikromat kullanılırsa bütün boyar madde kompleks meydana getirmeyeceğinden haslıklar düşer. Miktar fazla olursa da elyafın bükülme kabiliyeti azalır, elastikiyeti ve tuşesi bozulur. Mamül üzerinde kalan potasyum bikromat % 0,25’i ile % 0,5’i arasında olmalıdır. Potasyum bikromat yüzdesi; boyar madde yüzdesi ile 0,25-0,5 arasındaki bir katsayı çarpılarak bulunur. Bu katsayı firma kataloglarında belirtilmiştir. 

Boyamanın yapılışı: Boyamaya, 40-50 °C’de, % 2-4 asetik asitle (% 60’lık) pH 4-5'e ayarlanmış, % 5-10 kalsine sodyumsülfat içeren banyoda başlanır. 10 dakika muamele edildikten sonra boyar madde eklenir ve 30–45 dakikada kaynama temperatürüne çıkılır. Bir müddet boyamadan sonra alınan boyar maddeyi artırmak için banyoya asit ilave edilir. Boyamaya 15–30 dakika devam edilerek (renk yüzdesine göre süre), 75 santigrad dereceye soğutulur. Gerekli potasyum bikromat miktarı ilave edilerek kromlanır. HT şartlarında (106 °C) boyamada süre kısalır. 20 dakika ısıtma, 20 dakika boyama, 20 dakika kromlama yapılır. Ön yıkaması yapılmış kumaşa sırasıyla aşağıdaki maddeler verilir: Yün koruyucu, köpük kesici, sodyum sülfat, amonyumsülfat +CH3COOH asetik asit tamponu (pH 4–5 ayarlanır.), Boyar madde, Formik asit (HCOOH), Mordan (sodyum bikromat Na2Cr2O7 veya potasyum bikromat K2Cr2O7). 

Tek Adımlı Kromlama (Meta-Krom) Metodu 

Boyama ve kromlama tek banyoda aynı zamanda yapılır. Mordanlama maddesi olarak amonyum sülfat ve potasyum bikromat karıştırılır. Boyama sırasında amonyum sülfatın hidrolizi ile oluşan sülfürik asit, kısmen yün, kısmen de potasyum bikromatın potasyum iyonları tarafından tutulur. Böylece; hem boyar maddenin lifler tarafından yavaş ve düzgün alınması sağlanır, hem de Cr3+ iyonlarıyla hemen kompleks meydana gelir. Boyamada, flotte pH'ı 6'dır. Bu pH'ta tutmak için amonyumsülfat veya amonyumasetat ile tamponlanır. Alınacak mordan miktarı, boyar madde miktarının 1,5 katı kadardır. Boyamaya, 50-60°C'deki flotteye mordan, amonyumsülfat ve % 5-10 kadar sodyumsülfat konularak başlanır. Bir müddet muameleden sonra boyar madde ilave edilir. 45-60 dakikada kaynama sıcaklığına çıkılır. Kaynama noktasına kadar migrasyon yolu ile boyar madde düzgünleşir. Boyama bu ısıda 1-1,5 saat sürer. Tek adımlı kromlama metodu, yaş haslıkları çok iyi olmasına rağmen sürtme haslıklarının düşüklüğü nedeniyle koyu tonlarda tavsiye edilmez. Ön yıkaması yapılmış kumaşa sırasıyla şu maddeler verilir: Yün koruyucu, Köpük kesici, Sodyum sülfat, Amonyumsülfat, Mordan (sodyum bikromat Na2Cr2O7 veya potasyum bikromat K2Cr2O7).