Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 3, No: 3, 2009 (70-83) Electronic Journal of Textile Technologies Vol: 3, No: 3, 2009 (70-83) TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR www.teknolojikarastirmalar.com e-issn: 1309-3991 (Derleme) (Review) H.Kübra KAYNAK*, Osman BABAARSLAN** *Gaziantep Üniversitesi Tekstil Mühendisliği Bölümü, 27310/GAZĐANTEP **Çukurova Üniversitesi Tekstil Mühendisliği Bölümü, Balcalı/ADANA tuluce@gantep.edu.tr Özet Günümüz yapay lif endüstrisindeki en önemli gelişmelerden biri şüphesiz lif çaplarının mikro ve nano boyutlara indirilmesidir. Nanoliflerin ticari ürün olarak yaygınlaşması henüz mümkün olamamışken mikrolifler birçok ticari üründe vazgeçilmez hammadde rolünü üstlenmiştir. Mikrolifler konvansiyonel liflere göre üstünlük sağladıkları; sağlamlık, su iticilik, nefes alabilme, hafiflik ve dökümlülük gibi özellikleri sayesinde moda giysiliklerden filtrasyon kumaşlarına kadar birçok alanda kullanılmaktadırlar. Bu çalışmada mikroliflerin başlıca üretim teknikleri ve yaygın kullanım alanları hakkında bilgi verilmesi amaçlanmıştır. Anahtar kelimeler: Mikrolif, Mikrofilament, Su iticilik, Nefes alabilen kumaş Importance of Microfibers in Textile Industry Abstract One of the most important developments in synthetic fiber technology is absolutely decreasing the fiber diameter to micro and nano scales. Although nanofibers were not become widespread as commercial products yet, microfibers are necessary raw materials for a number of commercial products. Microfibers are used in many applications from fashion clothing to filtration due to their important properties such as durability, water proofness, breathability, light weight and drapeability which distinguish them from conventional fibers. In this study, it is aimed to give information about fundamental production technologies and widespread application areas of microfibers. Keywords: Microfiber, Microfilament, Water proofness, Breathable fabric Bu makaleye atıf yapmak için Kaynak H. K., Babaarslan O., Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi 2009, 3(3) 70-83 How to cite this article Kaynak H. K., Babaarslan O., Importance of Microfibers in Textile Industry Electronic Journal of Textile Technologies, 2009, 3(3) 70-83
Kaynak H. K., Babaarslan O., Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 1. GĐRĐŞ Geçmişten günümüze yapay liflerin üretimi ve buna paralel olarak yapay lifler üzerine yapılan araştırmalar gittikçe artmaktadır. Tekstil liflerinin, sahip oldukları özelliklerin iyileştirilmesi ihtiyacı ve tekstil liflerinin çok farklı uygulama alanlarında kullanılmaya başlanması mikrolif teknolojisinin hızla gelişmesine ve tekstil endüstrisinde kullanım potansiyelinin artmasına yol açmıştır. Genel olarak doğrusal yoğunluğu 1dtex in altındaki lifler mikrolif olarak kabul edilmektedir. Bunun yanı sıra doğrusal yoğunluğu 0,3 dtex in altındaki lifler ise süper mikrolif olarak kabul görmektedir[1]. Süper bir mikrolifin dünya ile ay arasındaki mesafe kadar uzunluğunun ağırlığı yalnızca 4.16 gramdır. Bu mikrolif enine kesitinde 40.000 polimer ihtiva eder[2]. Mikroliflerde incelik kavramının anlaşılabilmesi için diğer liflerin çaplarıyla karşılaştırılmasının yapılması gerekir[3]. Şekil 1 de böyle bir karşılaştırma verilmiştir. Şekil 1. Mikrolif ile diğer liflerin incelik açısından karşılaştırılması [3]. Mikroliflerin sahip olduğu önemli özellikler; Oldukça düşük doğrusal yoğunluk, Dökümlülük, Yumuşak ipeksi tutum, Kolay yıkanabilme ve kuru temizlenebilme, Đyi çekme dayanımı, Yüksek mukavemet, Yağmur, soğuk ve rüzgara karşı izole edebilme, Antialerjik, Düşük elektrostatiklenme, Süper emici (suda kendi ağırlığının 7 katını emme kapasitesi) özellik, Diğer liflere nazaran 3 kat hızlı kuruyabilme[1] Parlaklık ve karakteristik renk, Düşük eğilme dayanımı, Hızlı gerilim bırakma[4] Baskılı kumaş üretiminde konvansiyonel kumaşlara nazaran daha net ve keskin desenler elde edebilme[5] Şeklinde sıralanabilir. 71
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 Yapay lifler ilk ortaya çıktıklarında kesiksiz filament halindeydiler ve ipeğe en yakın lifler olarak düşünüldüler. Özellikle viskoz yapay ipek olarak adlandırıldı. Buna karşın doğala her yönüyle benzeyen iplik ve kumaşı yapmak için ciddi bir çalışma yoktu. 1953 yılında polyester tanındığında batı dünyası bunun pamuk veya yün benzeri bir lif olduğunu gördü ve araştırmalarını bu yüzden, ştapel lif geliştirilmesi yönünde yoğunlaştırdı. Japonya ise, ipeğe olan büyük ilgisinden dolayı, yüksek modülü ile ideal bir sentetik ipek olabileceğini düşündüğü polyestere yöneldi[6]. Đlk Mikrolif, 1960 ların ortalarında Toray Industries şirketinin tekstil araştırma laboratuarında görevli Dr. Miyoshi Okamato tarafından bulunmuştur. Çok sayıda araştırma mühendisinin yapmış olduğu geliştirme çalışmaları ve numune üretimlerinden sonra Japonya nın tanınmış yapay lif üreticilerinden Toray, Teijin ve Karebo firmaları seri üretime geçmiştir[7]. Japonya yı 1980 ler boyunca Avrupa ve 1990 larda da Amerika izlemiştir. Günümüzde en çok kullanılan mikrolif hammaddeleri polyester ve naylon olmakla beraber, viskon ve akrilik mikroliflerin önemi de artmaktadır[1]. Polyester ve naylon mikrolifler yalnız başlarına kullanılabilecekleri gibi, yün, pamuk ve viskon ile karışımları da yapılmaktadır. Naylon polyestere nazaran daha düşük yoğunluğunun yanı sıra daha iyi örtme, mukavemet ve aşınma dayanımı özelliklerine sahiptir. Diğer yandan polyesterin çekimi daha kolaydır ve daha ince filament üretimi mümkündür[8]. 2. KONUYLA ĐLGĐLĐ LĐTERATÜR ARAŞTIRMASI Schacher ve arkadaşları (2000), kumaşların fonksiyonel özelliklerinin liflere, kumaş yapılarına ve bitim işlemlerine bağlı olmasından yola çıkarak, mikrolif polyester ve klasik polyester kumaşların ısıl özelliklerini araştırmışlardır. Mikrolif polyester kumaş (çözgü tel sayısı: 43 tel/cm, atkı tel sayısı: 36 tel/cm) 88 g/m²ağırlığında olup, çözgüde kullanılan lif inceliği 0,7 dtex, atkıda kullanılan lif inceliği ise 1 dtex dir. Klasik polyester kumaş ise (çözgü tel sayısı: 29 tel/cm, atkı tel sayısı: 23 tel/cm) 72 g/m²ağırlığında olup, çözgüde kullanılan lif inceliği 2,5 dtex, atkıda kullanılan lif inceliği ise 4 dtex dir. Araştırma sonucunda, mikrolif polyester kumaşın klasik polyester kumaşa göre daha yüksek ısıl izolasyon özelliği gösterdiği ve kumaşın ilk temas halinde daha sıcak bir his uyandıran yapıda olduğu ortaya konmuştur[9]. Srinavasan ve Ramakrishman (2004), 0,8 ve 1,2 denye incelikteki viskon lifleriyle aynı şartlarda ring iplikleri üretmişlerdir. Daha sonra bu ipliklerden süprem kumaş üreterek, kumaş performanslarını incelemişlerdir. Üretilen mikrolif viskon kumaşının patlama mukavemeti, dökümlülüğü ve su emiciliği konvensiyonel lif kumaşından daha iyi iken may dönmesi değeri de daha düşüktür. Diğer yandan aşınma dayanımı ise konvensiyonel lif kumaşından daha kötüdür[5]. Islam (2004), polyester mikroliften üretilmiş dokuma kumaşların ameliyathane önlüğü olarak kullanılması durumundaki performansını incelemiştir. Araştırmacı polyester mikrolif kumaşların düşük sıvı geçirgenliğinden yola çıkmış ve ayrıca kumaşlara hidrofobluk kazandırmak için plazma ve yaş işlem teknikleri uygulayarak kumaşlara bariyer etkisi kazandırmayı amaçlamıştır. Kumaşların bariyer etkisini incelemek için farklı partiküllerle yüklenmiş olan sıvıların belli bir sürede kumaş tarafından emilimini incelemiştir. Sonuçta, sentetik kan, protein solüsyonunun ve gerçek kanın emiliminde uygulanan plazma ve yaş işlem tekniklerinde 1 ve 2 saatlik test süreleri sonunda kabul edilebilir bariyer etkisi elde edildiği görülmüştür[10]. Karolia ve Paradkar (2004), mikrolif örgü kumaşların özelliklerini inceledikleri çalışmalarında, mikrolif polyester, konvansiyonel polyester ve mikrolif polyester ile pamuk karışımlı 3 örgü kumaşı performanslarını karşılaştırmışlardır. Çalışma sonuçlarına göre mikrolif polyester örgü kumaş diğer iki kumaş tipinden daha iyi mukavemet, aşınma dayanımı ve elastik geri dönüşüm özelliklerine sahiptirler[11]. 72
Kaynak H. K., Babaarslan O., Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 Na ve arkadaşları (2007), farklı yapı ve özelliklerdeki mikrolif kumaşların ses soğurumu özelliklerini incelemişlerdir. Bu amaçla %88-12 polyester-naylon waffle (kabartma) dokuma, %80-20 polyesternaylon çözgülü örme, %82-18 polyester-naylon ağ örgü, %80-20 polyester-naylon bezayağı dokuma, %85-15 polyester-naylon havlu dokuma mikrolif kumaşlara ve %100 konvensiyonel polyester lifinden örgü bir kumaşın ses soğurma katsayısını ölçmüşlerdir. Çalışma sonuçlarına göre kullanılan mikrolif kumaş tiplerinin tamamı tüm ses frekanslarını konvensiyonel polyester kumaş tipinden daha iyi soğurmuşlardır. Bu sonuç mikrolif kumaşın sıkı dokusunun sesin kumaştan geçişini zorlaştırmasından kaynaklandığı şeklinde yorumlanmıştır[12]. Srinavasan ve arkadaşları (2007), 1.2 denye ve 0.8 denye incelikte polyester lif ipliklerinden örülen kumaşların özelliklerini incelemişlerdir. Her iki kumaş tipi için gerekli olan iplikleri konvensiyonel bir ring iplik makinesinde Ne 25/1 iplik numarasında eğirmişlerdir. Bu iplikler daha sonra inceliği 20 fein olan bir örgü makinesi ile kumaş haline getirilmiştir. Elde edilen kumaşların ilmek sıklığı, kalınlık ve birim ağırlık özellikleri tespit edilmiş ve kumaşlara performans testlerinden; yıkama sonrası boyutsal dayanım, dökümlülük, may dönmesi, patlama mukavemeti, aşınma dayanımı ve boncuklanma dayanımı uygulanmıştır. Sonuçta mikrolif polyester kumaşın yıkama sonrası boyutsal dayanımı daha yüksek ve dökümlülüğü daha iyi olarak saptanırken, may dönmesi, patlama mukavemeti, aşınma dayanımı ve boncuklanma dayanımı değerlerinde önemli bir fark görülmediği belirtilmiştir[13]. Đlksöz ve arkadaşları (2008), yaptıkları çalışmada, su itici bitim işlemi uygulanmış mikrolif polyester dokuma kumaşa hava geçirgenliği ve su geçirgenliği (darbe penetrasyon) testlerini uygulanmışlardır. Bu amaçla atkı sıklığı 41 tel/cm ve çözgü sıklığı 56 tel/cm olan 110 g/m² ağırlığındaki mikrolif polyester kumaş numunesine 4 faklı reçete uygulamışlardır. Daha sonra ham kumaşta ve su itici bitim işlemi görmüş kumaşlarda ilgili testleri uygulamışlardır. Sonuç olarak uygulanan su itici bitim işlemi, kumaşların su geçirgenliği değerlerini kabul edilebilir sınırlara düşürürken hava geçirgenliği değerlerini de arttırdığı görülmüştür[14]. 3. MĐKROLĐF ÜRETĐM YÖNTEMLERĐ Mikrolif üretim şekilleri ikiye ayrılmaktadır. Bunlardan biri kesikli lif üretimi diğeri ise sürekli filament lif üretimidir. 3.1. Filament mikrolif üretimi Sürekli filament mikrolif üretimi 3 temel yöntemle gerçekleştirilmektedir. 1. Soyma yöntemi 2. Eriyikten çekme yöntemi 3. Bikomponent üretim yöntemi 3.1.1. Soyma yöntemi Bu yöntemin prensibi liflerin kimyasal maddelerle olan ilişkisine dayanmaktadır. Mesela kuvvetli organik bazlar polyester elyafının içerisine işleyemezler. Yani dıştan etki eder ve parçalarlar. Makro moleküllerin sabunlaşarak parçalanmış, dıştan ince tabakalar halinde soyulması şeklinde olur. Ancak soyma sonucu liflerin ve dolayısıyla tekstil mamulünün dayanımlarında bir azalma meydana geldiğinden soyulan (çözülerek uzaklaşan) kısmın, elyaf ağırlığının %18-25 i geçmemesi gerekmektedir. Bu nedenle, soyma yöntemi ile liflerin inceltilmesi imkânı oldukça kısıtlıdır. Fakat soyma işlemi sonucu, liflerin görünüm tutum ve boyanabilme özelliklerine meydana gelen olumlu gelişmeler nedeniyle, bu işlem gittikçe yaygınlaşan bir uygulama alanı bulmaktadır. Sistem 1970 lerden beri kullanılmaktadır[3]. Şekil 2 de soyma yöntemi ile Mikrolif üretiminin aşamaları görülmektedir. 73
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 Şekil 2. Soyma yöntemi ile filament mikrolif üretimi prensibi [3]. 3.1.2. Eriyikten çekme yöntemi Bu yöntemde; polyester, polyamid, polipropilen vb. gibi liflerin çekiminde kullanılan konvansiyonel sistemlerde elyaf eriyiği çok ince düzelerden çekilerek mikro elyaf elde edilmektedir. Üretilen liflerde ve ipliklerde yeterli düzgünlüğün sağlanması için özellikle eriyik homojenliği ve lifleri soğutma, çekme ve sarma sistemlerinde farklılıklar gerçekleştirilmiştir. Bu şekilde 0.3 dtex-1 dtex arasında inceliğe sahip mikro filamentlerin çekimi yapılabilmektedir[3]. 3.1.3. Bikomponent üretim yöntemi Bikomponent liflerden mikrolif üretimi için başlıca 3 yöntem kullanılır. Denizde ada tipi (Gömme bikomponent lif) Ayırma tipi Çok katmanlı tip (Yan-yana bikomponent lifler ) 3.1.3.1. Denizde ada tipi Çok ince çekirdek ve kalınca bir mantodan oluşan iç içe tipte bikomponent liflerin, manto kısmını uygun bir çözeltide çözme sonucu lif elde etme yöntemine denilmektedir. Çözülen manto kısmının geri kazanılmasına rağmen, ekonomik olmadığından büyük ölçüde uygulama alanı bulamamıştır. %75-85 i kaplayan fibriller kısmı (segmanlar) ve % 15-25 ini kaplayan matris kısmı farklı bileşenlerden oluşmaktadır. Segmanların ve matrislerin bikomponent lif içinde yerleşimi için çok değişik imkânlar mevcuttur. Bu şekilde matris-fibril düzenlemesiyle 0.1 dtex ve daha ince olan mikro liflerin üretimi mümkün olmaktadır. Bu lifler çok ince olduklarından dolayı süper mikro olarak tanınmaktadır. Bu süper ince lifin üretimi, iki tip eritilmiş polimer, eğirme sırasında polimer halinde karıştırıldığı zaman farklı iki polimer bileşeni lif boyunca uzatılmaktadır[3]. Şekil 3 te bu yöntemle üretilmiş lif kesiti görülmektedir. 74
Kaynak H. K., Babaarslan O., Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 (a) (b) Şekil 3. (a) Denizde ada tipi mikrolif üretim prensibi [3] (b) Denizde ada tipi yöntemi ile üretilmiş lifin manto kısmı eritilmeden önceki görünümü [7]. Bu deniz-ada polimerden lif çekimi olup, kesit denizde dağıtılmış adacıklar görüntüsündedir. Lifler birlikte çekildikten sonra deniz kısmını oluşturan polimer, bir çözücüde eritilmekte ve geriye süper ince lif haline gelecek kısım kalmaktadır[3]. 3.1.3.2. Ayırma tipi Deniz-ada tipi ile aynı şekilde bir lif çekildiği zaman bir lif demetinde adacıklar haline gelecek bir polimer ve deniz formunu oluşturacak farklı bir polimer aynı anda huni şeklinde bir düzeden geçirilmekte ve deniz kısmı süper ince lif üretmek için çözülmektedir. Süper ince lifin çapı, adacıkların sayısını ve deniz-ada bileşenlerinin oranlarını değiştirerek kontrol edilmektedir. Bu yöntemde, radyal yarıklı içyapısı olan eğirme jeti memesi kullanılmaktadır[3]. Şekil 4 te ayırma tipi mikrolif üretim prensibi görülmektedir. %70 Poliester %30 Poliamid Eriyikten çekim %70 Poliester Ayırma prosesi Ayırma öncesi 30% Poliamid Ayırma sonrası 75
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 Şekil 4. Ayırma tipi mikrolif üretim prensibi [15]. Đç ve dış kısımlarının farklı polimer bileşenleri düzeden geçirilmektedir. Polimerler birbiriyle uyumlu olmadıklarından çekim ve katılaşma sonrası ortaya çıkan şişme, çekme ve mekanik zorlanmalarla iki bileşen soyulmakta ve yarılmaktadır. Süper ince lifler dış kısmı oluşturan liflerin bir araya getirilmesi yoluyla elde edilmektedir (Şekil 5)[3]. Şekil 5. Ayırma tipi prensibine göre üretilmiş mikrolif kesiti [15]. 3.1.3.3. Çok katmanlı tip Birbiri ile uyuşmayan iki polimer, paralel bir yapı üretmek için bir bikomponent düzesinden eşzamanlı olarak püskürtülür. Bu işlemin avantajı; özel organik çözücülerin birlikte hazırlandığı ve tüm püskürtülen polimerin kullanıldığı basit ayırım işleminde yatmaktadır. Bu liflerden üretilen tekstil ürünlerinin görünümleri, tutumları ve fiziksel özellikleri, polimer tipinin uygun seçimi, enine kesiti ve iki bileşenin oranlarına göre değişmektedir[16]. Şekil 6 da çok katmanlı tip üretim prensibine göre üretilmiş mikrolif kesiti görülmektedir. Şekil 6. Çok katmanlı tip üretim prensibine göre üretilmiş mikrolif kesiti [17]. 3.2. Kesikli lif tipi üretim Kesikli lif tipi üretimi için kullanılan başlıca yöntemler aşağıdaki gibidir. Eriyik püskürtme (Meltblowing, Jet Spinning) Yöntemi Flaş Eğirme ( Flash Spinning ) Yöntemi Polimer Karışımlı Eğirme ( Polymer-Blend Spinning) Yöntemi [16]. 3.2.1. Eriyik püskürtme (Meltblowing) yöntemi Günümüzde, çok miktarlarda küçük çaplı lif üretmek için kullanılan en yaygın üretim tekniği eriyik püskürtme tekniğidir. Bu teknikle üretilen liflerin çapları genellikle 2 mikron veya daha fazladır. Ayrıca bu metotla üretilen liflerin mukavemetleri düşük olmakla birlikte, üretildikleri haliyle, lif çapları lif boyunca ve lifler arasında büyük değişiklikler gösterir. Polimerden doğrudan tekstil yüzeyi oluşturma olanağı sağlayabilen bu yöntemin diğer bir dezavantajı ise üretim ekipmanı maliyetlerinin çok yüksek olmasıdır. 76
Kaynak H. K., Babaarslan O., Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 Bu yöntemde polimer ekstruderde eritilir, filtrasyon adımlarından geçer ve sonra bir pompa ile lif çekim başlıklarına gelir. Burada düzeden fışkırtılan eriyik hava üflemesi ile inceltilir. Lifler kesikli elyaf halinde aşağıdaki toplayıcı üzerine düşer. Böylece üretim gerçekleşmiş olur[16]. 3.2.2. Flaş eğirme yöntemi Bu teknoloji ile elde edilecek lif inceliği, 0.01-10 denye arasıda değişmektedir. Genelde ortalama olarak 0.1-0.15 denye olarak üretilir. Filament kesiti dairesel değildir ve birçok lifin mikro-kabarcık yapısı vardır. Öncelikle uygun bir çözücü içerisinde polietilen polimeri yüksek yoğunluklu olacak şekilde çözdürülür. Burada dikkat edilmesi gereken, kullanılan çözücünün alevlenme sıcaklığının polimere göre düşük olması gerekliliğidir. Pompa yardımıyla bu çözelti yüksek ve sabit basınçta tutulan kap içerisine püskürtülür. Basınç farkından dolayı ortaya çıkan sıcaklıkla, alevlenme sıcaklığı düşük olan çözücü solvent yanar ve geriye polietilen polimeri kalır ve mikro incelikteki polietilen lifleri katılaşır ve buradaki fiziksel etkiyle parçacıklara ayrılır[16]. 3.2.3. Polimer karışımlı eğirme ( Polymer-Blend Spinning ) yöntemi Bu yöntemdeki konjuge lif, iki polimer eriyiğinin karıştırılıp çekilmesi ile üretilir. Dispers olmuş ve dispers olmamış (matrix) bileşenlerinin düzenlenmesi, bileşenlerin karışım oranlarına ve eriyik viskozitelerine bakılarak belirlenir. Bir konvansiyonel eğirme sistemine, bir mixer-extruder eklenmesi sayesinde, bu sistem ile de polimer karışımlı eğirme tipinde mikrolif üretimi yapmak mümkündür. Eğirme stabilitesi, tamamen polimer komponentlerine bağlı olsa da, bu yöntem ile üretilen lif inceliği kontrol edilemez ve lif üretim esnasında kolayca ve sıkça kırılır. Polimerin dispers olduğu aşamada, mikrolif formunda çekim yapılmasından dolayı, mikrolifin sürekli filament tipinin üretilebilmesi, bu eğirme yöntemi ile mümkün değildir[16]. 4. MĐKROLĐFLERĐN KULLANIM ALANLARI 4.1. Hava şartlarına karşı koruma Mikrolif ipliklerden dokunan kumaşlar, filamentlerin oldukça düşük doğrusal yoğunluğa sahip olması nedeniyle konvensiyonel incelikteki filament ipliklerinden dokunan kumaşlara nazaran oldukça sıkı bir yapıya sahiptirler. Konvensiyonel ve mikroliflerden elde edilmiş ipliklerden oluşan iki farklı dokuma kumaş yapısı karşılaştırma için Şekil 7 de verilmiştir. Şekil 7. (a) Mikrolif ipliklerinden dokunmuş kumaş yapısı (b) Konvansiyonel filament ipliklerinden dokunmuş kumaş yapısı [3]. 77
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 Mikrolif ipliklerden dokunan kumaşlar, bu sıkı yapıları nedeniyle fonksiyonel özelliklere sahiptirler. Örneğin %100 mikrolif iplikten dokunmuş bir yağmurluk konvansiyonel lif ipliğinden dokunmuş kumaşa göre daha hafif ve konforludur. Birbirine oldukça yakın yerleşmiş mikrolifler rüzgara karşı bariyer etkisi yaratarak vücut ısısının giysinin dışına transferini engeller. Bu sıkı yapıdaki lifler ile sentetiklerin ıslanma dayanımından da yararlanılarak su itici bir yapı elde edilebilir. Kumaşa su iticilik özelliğinin bu şekilde herhangi bir kimyasal ya da kaplama gerektirmeksizin kazandırılması nefes alabilen bir kumaş elde edilmesini sağlar[18]. Bu tarz su geçirmez fakat nefes alabilen kumaşlar çadır yapımı için de idealdir. Ayrıca bayrak yapımı için de mükemmeldir[6]. Bu tür kumaşlarda bahsi geçen etkinin temsil edildiği bir durum Şekil 8 ve 9 da görülmektedir. (a) (b) (c) Şekil 8. (a) Mikrolif dokuma kumaşların rüzgara karşı bariyer etkisi, (b) Mikrolif dokuma kumaşların su iticilik özelliği, (c) Mikrolif dokuma kumaşların su buharı geçirgenliği özelliği [18]. Şekil 9. Mikrolif kullanımının kumaşa kazandırdığı nefes alabilme ve su iticilik özellikleri [3] 4.2. Dış giysilik Giyim sektöründe daha ince ve yumuşak kumaşlara olan eğilim, yumuşaklık derecesinin yüksek olduğu ipliklerin geliştirilmesini zorunlu kılar ki bu da ancak iplik numarasının değişmeden aynı kaldığı ince filamentlerle başarılabilir[19]. Mikrolif ipliklerin eğilme dayanımı daha düşük olduğundan mükemmel bir kumaş dökümlülüğü ve yumuşaklığı sağlarlar[5]. Bu sebeple, hafif, dökümlü ve ipek benzeri kumaşların üretiminde üstünlük sağlamaktadırlar[20]. Yün lifinin mikrolif ile karışımlarından elde edilen kumaşlar daha hafif olmakla beraber, dökümlülükleri de oldukça iyidir[21]. 4.3. Spor kıyafetleri Polyester mikroliften imal edilen örgü kumaşlar, hızlı bir su transferine sahiptir ve konvansiyonel liflere nazaran daha hızlı kururlar. Bu sebeple özellikle spor kıyafetlerinde oldukça iyi bir performansa sahiptirler[22]. Futbolcu kıyafetleri için özel olarak polyamid mikroliften üretilen örgü kumaşlar ( Nylstar s Meryl ) düşük yoğunlukları nedeniyle pamuktan %30 daha hafif kıyafetlerin üretilmesini sağlamaktadır. Diğer 78
Kaynak H. K., Babaarslan O., Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 yandan ısı transferi de oldukça iyidir. Herhangi bir kimyasal muameleye gerek kalmaksızın nemi kolaylıkla emerek kumaşın diğer tarafına hızla transfer ederler. Selülozik liflerin aksine su liflerin yüzeyine yerleştiğinden pamuktan 4 kat daha hızlı kururlar[23]. 4.4. Ev tekstilleri Polyester mikroliflerin önemli bir kullanım alanı da döşemelik kumaşlar ve ev tekstilleridir. Yumuşak tuşe ve kolay bakım özelliği ile polyester mikrolif kumaşlar ev tekstillerin de de önemli kullanım alanı bulmuşlardır[24]. Mikrolif kumaşlardan imal edilen yorgan ve battaniyeler hafifliklerinin yanı sıra sıcak tutma, ipeksi bir yumuşaklık ve terlemeyi engelleme özelliklerine sahiptirler. 4.5. Filtrasyon Mikroliflerden imal edilen tekstiller ince ve sıkı yapıları nedeniyle gaz ve sıvı filtrasyonu için mükemmel bir etki sağlarlar. Özellikle süper ince mikroliflerden imal edilen 0,05 dtex polipropilen dokusuz yüzey gibi tekstiller, yüksek elektrik voltaj uygulamasının da eklenmesiyle, kalıcı bir yüklenme kazanarak toz parçacıklarını kendilerine çeker ve emerler. Mikroliflerden imal edilen tekstiller katı ve sıvı filtrelenmesinde mükemmel bir etki sağlayabilirler. Mikrolif sıvı filtrelerinin özellikleri aşağıdaki gibidir: Yüksek su geçiş hızı Kolay temizlenebilme Yüksek sızdırmazlık performansı (mikrometre boyutundaki partikülleri tutabilme) [25] 4.6. Temizlik kumaşları Mikrolifler konvansiyonel liflerden 10 kat daha geniş bir yüzey alanına sahiptirler ve sahip oldukları ince boşlukların kapilaritesine bağlı olarak daha iyi bir emiş özelliği sağlarlar. Birim alanda daha fazla lif ihtiva ettiklerinden temizlenen yüzeyle temasta bulunan lif sayısı oldukça fazladır ve bu da daha hızlı ve etkili bir temizlik elde edilmesini sağlar. Mikrolif temizlik kumaşları, kendi ağırlıklarının 7 katı sıvı emebilirler ve sıkıldıklarında üzerlerindeki suyu kolayca bırakır ve çabuk kururlar[15]. Tozu ve kiri üzerine almayarak taşıyan sıradan temizlik bezlerinin aksine mikrolif temizlik bezleri tozu ve kiri tutarak temizlenen yüzeyden alır ve yıkanıncaya kadar bünyesinde hapseder. Herhangi bir kimyasala gerek kalmadan sadece su ile temizlenebilirler[25]. Mikrolif ile sıradan lifin toz ve kir tutma prensibi Şekil 10 da verilmiştir. Şekil 10. Mikrolif ve konvansiyonel lifin toz ve kir tutma prensibi [15] 4.7. Tıbbi tekstiller Basınca duyarlı yapışkan mikroliflerin ve/veya termoplastik mikroliflerin emici ürünlerle birleştirilmesiyle yetişkin hasta bezlerinin, idrar tutucu giysilerin, hijyenik pedlerin ve tek kullanımlık bebek bezlerinin daha ucuz ve verimli teknikler kullanılarak üretilmesi mümkündür. Bu ürünler, iyi sıvı transferi, yüksek elastikiyet ve vücut sıvılarının istenmeyen kokularını kamufle edebilme imkanlarına sahiptirler. Basınca duyarlı yapışkan mikrolifler ürünün yüzüne, arkasına veya emici merkezine kaplanabilir. Termoplastik polimer mikrolifler ise hijyenik ped üretiminde kullanılabilmektedir. Bu 79
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 polimerler, polietilen, polipropilen, etilen vinil asetat ve plastik ya da termoplastik kauçuk alaşımları olabilir[26]. 4.8. Sentetik deri Sentetik deri üretimi günümüzde Japonya da, PET, PA ve PAN mikroliflerinden üretilmiş dokusuz yüzeylerin poliüretan ile emdirilmesiyle üretilmektedirler. Bu şekilde üretilen ürünler, gerçek deri ile karşılaştırıldığında daha düzgün bir yüzey, daha iyi boyutsal dayanım, kolay bakım, daha yüksek renk haslığı ve düşük ağırlık özelliklerine sahiptirler[25]. Mikroliften üretilmiş yapay süet ve gerçek süet yapısı Şekil 11 de görülmektedir. 5. SONUÇ Şekil 11. Mikroliften üretilmiş sentetik süet (solda), gerçek süet (sağda) [17]. Mikroliflerden elde edilen tekstil yüzeyleri sahip oldukları sağlamlık, su iticilik, nefes alabilme, hafiflik ve dökümlülük gibi özellikleri sayesinde konvensiyonel liflerden elde edilen tekstil yüzeylerine göre üstünlük sağlamaktadırlar. Doğrusal yoğunluğu oldukça düşük mikroliflerden elde edilen sıkı yapılı tekstil yüzeyleri bir yandan hava şartlarına karşı koruma etkisi sağlarken bir başka kullanım alanı olarak da oldukça iyi filtrasyon performansı da sunmaktadırlar. Mikroliflerden mamul kumaşlar hafiflikleri ve dökümlülükleri sayesinde ipeksi görünümlü dış giysiliklerin üretilmesinde rağbet görmekte ve yumuşak tuşe avantajıyla döşemelik ve ev tekstilinde tercih edilmektedirler. Yüksek seviyede sıvı emebilme kabiliyetinin yanı sıra, konvensiyonel liflerden daha geniş yüzey alanına sahip olma ve çabuk kuruma özellikleri ile temizlik amaçlı tekstillerde giderek artan kullanım alanı bulmaktadırlar. Mikroliflerin profesyonel sporcu kıyafetlerinde kullanılmasıyla hızlı sıvı transferi ve çabuk kuruma özelliklerinden faydalanılarak yüksek konforlu giysiler üretilebilmektedir. Günümüzde tekstil yüzeylerinden beklenen 80
Kaynak H. K., Babaarslan O., Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 performans özellikleri giderek artmakta ve çeşitlilik göstermektedir. Mikrolif teknolojisi ile tekstil yüzeylerinden beklenen performans özellikleri her geçen gün farklı bir ürün ile kendisini göstererek iyileşmektedir. Ürün geliştirme çalışmalarının giderek önem kazanmasıyla gelecekte mikrolif teknolojisinin iyileştirilmesi ve farklı kullanım alanları bulması da kaçınılmazdır. 6. KAYNAKLAR 1. Purane, S.V. ve Panigrahi, N.R., 2007, Microfibers microfilaments and their applications, Autex Research Journal, 7, 3, 148-158 2. Hongu, T., Phillips, G.O., Takagima, M., 2005, New Millenium Fibers, CRC Press, 299 sayfa, NewYork 3. Yakartepe, M., ve Yakartepe, Z., 1999, Mikro elyaflar, Tekstil Maraton Dergisi, 3, 31-38 4. Okamoto, M., 1993, Ultra-fine fibers: A new dimension for polyester, Polyester, The Textile Institute, 108-111, Stanley Pres, England 5. Srinivasan, J. ve Ramakrishnan, G., 2004, Study on high performance viscose micro fibres knitted fabrics, Asian-Textile-Journal.; 13, 10, 78-80 6. Anonim, 1994, Geçmişte günümüzde ve gelecekte mikrolifler, Tekstil Araştırma Dergisi, 1, 20-22 7. Rupp, J. ve Yonenaga, A., 2000, Mikroelyaf yeni bin yıla damgasını vuran yenilik, Tekstil Maraton Dergisi, 6, 16-24 8. Anonim, 2000, Recent advancements in man-made textiles: Microfibres, New Cloth Market, 14, 6, 13-14 9. Schacher, L., Adolphe, D.C. ve Drean, J.Y., 2000, Comparison between thermal insulation and thermal properties of classical and microfibres polyester fabrics, International Journal of Clothing Science and Technology, 12, 2, 84-95 10. Islam, N., 2004, Fundamental investigations on the barrier effect of polyester microfiber fabrics towards particle-loaded liquids induced by surface hydrophobization, Dresden Teknik Üniversitesi, Doktora tezi 11. Karolia, A., ve Paradkar, N., 2004, Properties of knitted microfibre fabrics part I - Growth and elastic recovery properties, Journal-of-the-Textile-Association, 65, 1, 31-34 12. Na, Y., Lancaster, J., Casali, J. ve Cho, G., 2007, Sound absorption coefficients of microfiber fabrics by reverberation room method, Textile Research Journal, 77, 5, 330-335 13. Srinavasan, J., Ramakrishnan, G, Mukhopadhyay, S. ve Manoharan, S., 2007, A study of knitted fabrics from polyester microdenier fibres, Journal of the Textile Institute, 98, 1, 31-35 14. Đlsöz, M., Çakmak, D. ve Alay, S., 2008, Su itici bitim işlemi uygulanmış mikrolif polyester kumaşların performanslarının değerlendirilmesi, Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi, 3, 21-31 15.www.stadsing.com/gfx/brugerupload/documents/WHAT%20IS%20MICROFIBER%20(BH).ppt - 19.03.2009 16. Nakajima, T., 2000, Advanced fiber spinning technology, Woodhead Publishing Limited, 258 sayfa, Cambridge, U.K. 17. Okamoto, M. ve Kajiwara, K., 1998, Shin Gosen, Textile Progress, 27, 2, 50 sayfa, Manchester, U.K. 18. http://www.fibersource.com/f-tutor/micro.htm#2 19.03.2009 19. Ninow, H., 1994, Kimyasal liflerdeki gelişmeler, Tekstil Araştırma Dergisi, 1, 23-32 81
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (3) 70-83 20. Anonim, 1996, Mikrolif kumaşların boyanması, Tekstil Teknoloji Dergisi, 7, 114-115 21. Stephens, L., 2005, Micro-fibre blends add to fabric appeal, Wool Record, 164, 50 22. Jun, Y., Kang, Y.K., Park, C. and Choi, C., 2002, Evaluation of textile performance of soccer wear, Textile Asia, 33, 5, 43 44 23. Anonim, 2002, Microfibres innovation and technology, Textile-Horizons, Eylül/Ekim, 20-21 24. Rudie, R., 2004, The science of comfort, LDB-Interior-Textiles, 101, 7, 31-36 25. Purane, S.V., ve Panigrahi, N.R., 2007, Microfibers, microfilamnets and their applications, Autex Research Journal, 7, 3, 148-158 26. Anonim, 2000, Nonwovens: Absorbent products made with microfibres, Medical-Textiles, Ocak, 6-7 82