XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu 2 – 5 Nisan 2014 KUMAŞ TUTUMU: SİLİKON ESASLI YUMUŞATICILARIN ETKİSİ Nilgün Özdil1, Gamze Süpüren Mengüç2 Nazlı Ateş3 1 2 Ege University / Tekstil Mühendizliği Bölümü / Ege Universitesi Kampüsü, Bornova/Izmir Ege University / Emel Akın Meslek Yüksekokulu / Ege Universitesi Kampüsü, Bornova/Izmir 3 Ekoten Tekstil A.Ş. / Celal Umur Cad. No:6 Torbalı / Izmir nilgun.ozdil@ege.edu.tr Kumaş tutumu, tüketici tercihlerini ve ürünlerin değerini belirleyen temel parametrelerden birisidir. Literatürde, farklı bitim işlemleri kullanılarak daha iyi duyusal özellikler elde edilmesini sağlamak üzere yapılmış pek çok çalışmanın bulunduğu görülmektedir. Farklı pek çok kimyasal maddenin kullanımı ile gerçekleştirilebilen yumuşatma işlemi, tutum özelliklerinin iyileştirilmesini sağlamaktadır. Bu amaçla en çok kullanılan maddelerden olan silikonlar, doğada en çok bulunan maddelerden birisi olan kumdan türetilen organo-metalik polimerlerdir. Çeşitli silikon teknolojilerinin, tekstil endüstrisinde bu amaçla kullanım olanağına sahip olduğu görülmektedir. Bu malzemeler, materyalin kuru ya da yaş mukavemetini düşürmeksizin sürtünme katsayısını azaltarak, materyalin yumuşatılmasını sağlamakta, sert ve kırılgan bir kumaşı, yumuşak bir tekstil materyali haline getirmektedirler. Bu çalışmada, viskon/poliester karışımlı kumaşlar, 5 farklı silikon esaslı yumuşatıcı kullanılarak yumuşatılmış ve ardından kumaşların dökümlülük, eğilme dayanımı, pürüzlülük, kalınlık, sıkıştırılabilme ve esneklik gibi özellikleri incelenmiştir. Sonuçlar, istatistiksel yöntemler kullanılarak değerlendirilmiştir. Anahtar kelimeler: Kumaş tutumu, duyusal özellikler, yumuşatma, dökümlülük, eğilme, yüzey pürüzlülüğü, esneklik. 1. GİRİŞ Kumaş tutumu, kumaşa dokunulduğundaki hislerden hareketle kumaşın kalitesini [1] ve genellikle bir tekstil ürününün başarısını veya başarısızlığını belirleyen önemli bir unsurdur. Kumaş tutumu, ham madde, iplik ve kumaş yapısı ve bitim işlemleri gibi faktörlerden etkilenmektedir. Bitim işlemleri, uygulanan işlemler sırasında kumaş yapısında meydana gelebilecek değişiklikler nedeniyle karmaşık bir konudur. Dokuma ya da örme kumaşlar, farklı bitim işlemleri kullanılarak farklı nihai ürünlere dönüştürülebilmektedirler [2]. Literatürde, farklı bitim işlemleri kullanılarak daha iyi tutum özelliklerine sahip kumaşların üretilmesi konusunda çeşitli çalışmalar bulunmaktadır. Pek çok kimyasal madde kullanılarak uygulanabilen yumuşatma işlemi, kumaşların daha iyi tutum özelliklerine sahip hale getirilmesini sağlamaktadır. Ayrıca, yumuşatma işlemi daha sonraki işlem adımlarını kolaylaştırmakta ve kumaşların giyilebilirlik özelliklerini iyileştirmektedir [3]. Katyonik, anyonik, non-iyonik ve amfoterik yüzey aktif maddeler, kumaş yumuşatıcılarında bulunan temel malzemelerdir. Yumuşatıcıların pozitif yüklü yüzey aktif iyonları, negatif yüklü liflere doğru çekilmekte ve yumuşama işlemi sırasında onlara kuvvetli bir şekilde bağlanmaktadırlar. Yüzey aktif moleküller uzun hidrofobik zincirleri dışa bakacak şekilde kumaşa tutunmaktadırlar. Bu moleküller tekstil materyalinin her bir ipliğinin, her bir lifini yağlı bir kaplama materyali gibi çevreler [3] ve dolayısıyla da yağlayıcı gibi davranmaktadırlar [4]. Hidrokarbon zincirleri kumaşı yağlamaktadırlar böylelikle her bir lif iplik içerisinde ve her bir iplik de kumaş içerisinde kolaylıkla kaymaktadır. Bu yağlama, kumaşın esnekliğini arttırmakta ve daha yumuşak hissedilmesini ve daha esnek olmasını sağlamaktadır [3]. 280 XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu 2 – 5 Nisan 2014 2. SİLİKON YUMUŞATICILAR Yumuşatıcı maddeler arasında en yaygın olarak kullanılan maddelerden biri olan silikonlar, yeryüzünde bol miktarda bulunan hammadde olan kumdan türetilen organo metalik polimerlerdir [5]. Silikon metaller oksidasyon yöntemi ile kumdan (SiO2) ayrılmakta ve daha sonra silikonlar sırasıyla klorosilan sentezi, klorosilan hidrolozi, polimerizasyon ve polikondenzasyon aşamaları ile silikon metallerinden elde edilmektedir. Silikon modifikasyonları ve bunların kazandırdığı özellikler Çizelge 1 'de verilmiştir. Çizelge 1. Silikon modifikasyonları ve bunların kazandırdığı özellikler [5] SİLİKON MODİFİKASYONLARI SİLİKONLARLA KAZANILAN ÖZELLİKLER Amino Grubu Uzun süren yumuşaklık Hidrolofil Grubu Su emicilik Metil Grubu Su itici ve antistatik bitim işlemi Hidrojen Grubu Su itici ve kir itici Diğer Organo Modifikasyonları Dökümlü ve buruşmazlık özelliği Silikonlar tekstil ürünlerine yumuşaklık kazandırmakta ve yağlı bir görünüm kazandırmaksızın belirli bir yüzey düzgünlüğü sağlamaktadırlar [6]. Piyasada çeşitli noniyonik ve katyonik silikon yumuşatıcı tipleri bulunmaktadır. Bu maddeler, yumuşaklığın yanı sıra yüksek kayganlık, iyi dikilebilirlik, esneklik, buruşmazlık, sürtünme dayanımı ve yırtılma mukavemeti gibi özellikler kazandırmaktadırlar [7]. Bununla birlikte negatif bir özellik olarak silikonlar işlem gören kumaşın hidrofob karakterini artırmaktadır; örneğin havluların düşük su tutma yeteneğine sahip olması gibi bu durum bazı uygulamalarda istenmeyen bir özelliktir. Günümüzde eğilim yüksek hidrofilite sağlayan amino fonksiyonel polimerlerin dizaynıdır [8]. Polyester gibi liflerde silikon zincirinin hidrofob kısmı güçlü olarak hidrofob lif yüzeyi ile etkileşmektedir. Silikon zincirinin pozitif yüklü amino grubu birbirini iter ve silikon zincirlerinin esnekliğini artırır. Bu özellikle amino fonksiyonel silikonların polar grup içermeyen liflerde yumuşak tutum sağlamasının nedenidir [7]. Bu çalışmada silikon esaslı yumuşatıcıların viskon/ polyester liflerden üretilen kumaşların tutum özelliklerine etkisi incelenmiştir. 3. MATERYAL VE METOT Çalışmada interlok yapısında örme kumaşlar kullanılmıştır. Kullanılan kumaş ve iplik özellikleri Çizelge 2’de verilmektedir. 281 XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu 2 – 5 Nisan 2014 Çizelge 2. Çalışmada kullanılan kumaş ve iplik özellikleri İPLİK ÖZELLİKLERİ % 30 Viskon/ % 68 Poliester /% 2 Elastan Materyal İplik üretim yöntemi Ring İplik numarası Viskon: Ne 20 /Poliester: 90 denye KUMAŞ ÖZELLİKLERİ Kumaş yapısı Interlok 2 Birim alan başına ortalama kütle (g/m ) 270 wpc / cpc 14 / 12 Çalışmada kullanılan boyalı kumaşların yumuşatılmasında 20 g/l konsantrasyonda hazırlanan 5 farklı tipteki silikon esaslı yumuşatıcı maddeden yararlanılmıştır. Silikon esaslı bu yumuşatıcı maddelerin özellikleri Çizelge 3’te verilmektedir. Çizelge 3. Çalışmada kullanılan silikon esaslı yumuşatıcılar Kod S1 Özellik Katyonik silikon S2 S3 Hidrofil silikon Mikro silikon S4 Katyonik silikon S5 Hidrofil silikon Kumaşlar, yumuşatıcı uygulandıktan sonra kurutulmuş ve standart atmosfer koşullarında (20 °C±2 °C sıcaklık, 65%±4% bağıl nem) kondüsyonlanmıştır. Daha sonra kumaşların, dökümlülük, eğilme dayanımları, pürüzlülük, kalınlık, sıkıştırılabilirlik ve esneklik özellikleri ölçülmüştür. Şekil 1. Dökümlülük ölçeri (Cusick Drape tester) (solda), Dairesel eğilme dayanımı ölçeri (ortada), Frictorq (sağda) [9,10,11] Kumaşlarda dökümlülük testi EN ISO 9073-9’e göre, dairesel eğilme dayanımı testi ASTM D 4032’a göre yapılmıştır. Kalınlık tayini BS EN ISO 5084:1997’e göre 75 gramlık baskı ağırlığı kullanılarak, cihazda baskı ayağı ve referans plakası arasında kalan mesafenin belirlenmesi ile ölçülmüştür. Kumaşların sıkıştırılabilirlikleri ise, sırasıyla 125 g, 375 g ve 1125 g’lık ağırlıklar altındaki kalınlık değerlerinin tespiti ile belirlenmiştir. Kumaşların sıra yönündeki uzayabilirlik özellikleri ASTM D 2594 standardına göre, kinetik sürtünme 282 XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu 2 – 5 Nisan 2014 katsayıları ise döndürme moment prensibine göre çalışan FricTorq cihazı kullanılarak ölçülmüştür. 4. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Kumaşların dökümlülük katsayıları Şekil 2’de verilmektedir. Dökümlülük katsayısı değeri arttıkça kumaş dökümlülüğü ve yumuşaklığı azalmaktadır. Sonuçlar incelendiğinde, yumuşatıcı uygulanan tüm kumaşların, yumuşatıcısız kumaşa göre daha dökümlü ve daha yumuşak olduğu görülmektedir. Yumuşatıcı uygulanan kumaşların kendi aralarında yapılan karşılaştırmada ise, S2 kodlu yumuşatıcı ile işlem gören kumaşın en düşük dökümlülük katsayısına sahip ve en yumuşak kumaş olduğu, S1 kodlu yumuşatıcı ile işlem gören kumaşın ise en yüksek dökümlülük katsayısına sahip olduğu görülmektedir. Bunun yanı sıra, S5 kodlu yumuşatıcı ile işlem gören kumaşın da yüksek dökümlülüğe sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda, hidrofil silikon yumuşatıcıların (S2 ve S5 kodlu), incelenen diğer yumuşatıcılara göre, kumaşların dökümlülüğüne daha fazla katkı sağladığı sonucuna ulaşılmaktadır. Dökümlülük Katsayısı (%) 35 30 25 20 15 10 5 0 Yumuşatıcısız S1 S2 S3 S4 S5 Şekil 2. Kumaşların dökümlülük katsayıları Şekil 3’te kumaşların dairesel eğilme dayanımı test sonuçları verilmektedir. Kumaşların eğilme dayanımı arttığında, materyalin sertliği de artmaktadır. S2 ve S5 kodlu yumuşatıcılar (hidrofil silikon) ile yumuşatılan kumaşların diğer kumaşlara göre nispeten daha düşük eğilme rijitliğine sahip olmaktadırlar. Bu nedenle de daha yumuşak tutum göstermektedirler. Dairesel Eğilme Dayanımı (N) 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Şekil 0 3. Kumaşların dairesel eğilme dayanımları Yumuşatıcısız S1 S2 S3 S4 S5 283 XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu 2 – 5 Nisan 2014 Kumaşların kinetik sürtünme katsayısı değerleri Şekil 4’te verilmektedir. Yumuşatıcı uygulanmamış kumaşların en yüksek sürtünme katsayısı değerine sahip olması nedeniyle, yumuşatıcı uygulama işleminin kumaşların daha düzgün (pürüzsüz) olmasını sağladığı görülmektedir. En düşük dökümlülük katsayısı ve eğilme rijitliğine sahip olan, S2 kodlu yumuşatıcı ile yumuşatılan kumaşın, aynı zamanda en düşük sürtünme katsayısı değerine de sahip olduğu görülmüştür. Bu da, S2 kodlu yumuşatıcının kumaşlara, nispeten daha yumuşak ve pürüzsüz bir tutum kazandırdığını göstermektedir. 0,34 0,32 µkinetic 0,3 0,28 0,26 0,24 0,22 0,2 Yumuşatıcısız S1 S2 S3 S4 S5 Şekil 4. Kumaşların kinetik sürtünme katsayıları Kumaş kalınlık değerleri Şekil 5 de verilmektedir. Sonuçlar yumuşatma işleminin kumaş hacimliliğini artırdığını göstermektedir. Bu nedenle işlem görmemiş kumaşın başlangıç kalınlık değeri (75 g ağırlık altındaki kalınlık) işlem görmüş kumaşlara göre en düşüktür. Bir tür mikro silikon olan S3 kodlu silikon ile yumuşatma işlemi görmüş kumaş yumuşatma işlemi uygulanmış kumaşlar arasında en kalın, S1 ile işlem gören kumaş en ince olanıdır. Bunun, nüfuz etme kabiliyeti daha iyi olan mikro silikonun daha hacimli bir yapıya neden olması nedeniyle olduğu düşünülmektedir. Kumaş Kalınlığı (mm) 0,75 0,7 Yumuşatıcısız S1 S2 0,65 S3 S4 S5 0,6 0,55 75 g +125 g +375 g +1125 g Şekil 5. Kumaşların kalınlık değerlerinin değişimi 284 XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu 2 – 5 Nisan 2014 Kumaşların aşağıdaki eşitlikte (1) verilen formül ile hesaplanan bağıl sıkıştırılabilirlik değerleri Şekil 6 da verilmektedir. Burada h0 ( 75 g ağırlık altındaki kalınlık) başlangıç kalınlığı ve h1 sıkıştırılmış ( 1125 g ağırlık altındaki kalınlık) kalınlık değerini ifade etmektedir. Tüm kumaşlar için benzer eğriler elde edilmiştir. Düşük bağıl sıkıştırılabilirlik kullanımda düşük bastırılabilirlik anlamındadır. Bu verilerin ışığında yumuşatıcıların kumaş bastırılabilirlik özelliğine olumlu etkisi olduğu ifade edilebilir. Özellikle S4 kodlu yumuşatıcı ile işlem gören kumaş yüksek bağıl sıkıştırılabilirlik değerine sahiptir. Bağıl Sıkıştırılabilirlik (%) 25 20 15 10 5 0 Yumuşatıcısız Şekil 6. KumaşlarınS1 bağıl sıkıştırılabilirlik değerleri S2 S3 S4 S5 Giysilerde yüksek elastikiyet tercih edilir. Bu özellikle vücut hareketi sırasında derideki uzama nedeniyledir. Esneme yönü ve derecesi streç giysilerin son kullanım yerini belirlemektedir. Kumaşların esneklik test sonuçları Şekil 7’de verilmektedir. 140 Esneklik (%) 120 100 80 60 40 20 0 Yumuşatıcısız S1 S2 S3 S4 Şekil 7. Kumaşların esneklik değerleri S5 285 XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu 2 – 5 Nisan 2014 Şekil 7’ye göre yumuşatıcılar kumaşların esneklik özelliğini artırmaktadır. Bununla birlikte S3 kodlu yumuşatıcının etkisi diğerlerinden daha fazladır. S4 kodlu yumuşatıcı, yumuşatıcılar arasında esneklik özelliğine katkısı en düşük olandır. SONUÇ Önemli bir kimyasal bitim işlemi olan yumuşatma, tekstil ürünlerinde daha iyi bir tutum özelliği sağlayabilir. Kumaş tutumu deri tarafından hissedilen subjektif bir algı olmasına rağmen subjektif ve objektif yöntemlerle belirlenebilir. Bu çalışmada kullanılan kumaşlar ticari yumuşatıcı maddeleri ile işlem gördü. Daha sonra tutum özellikleri objektif yöntemlerle test edildi. Test sonuçlarına göre yumuşatıcı madde kullanımı dökümlülük katsayısını ve eğilme direncini azalttığı ve sonuçta daha yumuşak bir tutum sağladığı tespit edilmiştir. Yumuşatıcılar kumaş düzgünlüğünü ve hacimliliği artırmakta ve daha iyi sıkıştırılabilirlik ve esneklik sağlamaktadır. Bununla birlikte farklı yumuşatıcıların tutum üzerine birbirinden farklı etkileri vardır. Bazılarının sıkıştırılabilirlik ve esnekliğe katkısı daha az iken, yumuşaklığı daha fazla artırmaktadır. Bu nedenle en iyi tutum özellikleri için doğru yumuşatıcı madde seçiminde tekstil ürününün son kullanım yeri mutlaka göz önünde tutulmalıdır. KAYNAKLAR [1] Valatkienė, L., Strazdienė, E., Accuracy and Reliability of Fabric’s Hand Subjective Evaluation, ISSN 1392–1320 Materials Science (Medžiagotyra). Vol. 12, No. 3. 2006 [2] Mäkinen, M., Meinander, H., Luible, C., Magnenat-Thalmann, N., Influence of Physical Parameters on Fabric Hand, Proc. of the Workshop on Haptic and Tactile Perception of Deformable Objects, Hanover (HAPTEX'05), pp. 8-16, December 2005 [3] Juodsnukytė, D., Gutauskas, M., Kraulėdas, S. Influence of Fabric Softeners on Performance Stability of the Textile Materials, Materials Science (Medžiagotyra) 11 (2) 2005, pp. 179 – 182. [4] Tickel, A.R., The Evaluation of Three Types of Fabric Softener, A Thesis in Clothing and Textiles, Texas Tech University, Master of Science in Home Economics, August, 1974 [5] Manickam, M.M., Silicone chemistry for fabric care, Colourage, vol 56, issue 22, p86, Nov., 2009 [6] Nostadt, K., Zyschka, R., Softeners in the Textile Finishing Industry, Colourage, January 1997, pp. 53-58 [7] Schindler, W.D., Hauser, P.J., Chemical finishing of textiles, Woodhead Publishing Series in Textiles No. 32 (2004) [8] Andriot, M., Chao, S.H., Colas, A.R., Cray, S.E., deBuyl, F., DeGroot, J.V., Dupont, A., Easton, T., Garaud, J.L., Gerlach, E., Gubbels, F., Jungk, M., Leadley, S.R., Lecomte, J.P., Lenoble, B., Meeks, R.G., Mountney, A.W., Shearer, G.N., Stassen, S., Stevens, C., Thomas, X., and Wolf, A.T., “Silicones in Industrial Applications” In: Silicon-Based Inorganic Polymers, De Jaeger, R. and Gleria, M., (Eds.), Nova Science Publishers, New York, 84, 2009. [9] http://www.tx.ncsu.edu/texlabs/equipment-detail.cfm?labid=1&equipmentid=114 [10] http://www.textileweb.com/doc/pneumatic-fabric-stiffness-tester-0001 [11] http://aeipro.com/files/congresos/2009badajoz/ciip09_1728_1836.2716.pdf 286
© Copyright 2024 Paperzz