Yapay Liflerin Kullanım Alanlanları
Dünya elyaf üretiminde yapay elyafların payı giderek yükseliyor. 1998 yılı dünya elyaf üretimi bir önceki yıla oranla 2.840 bin ton artarak 47.8 milyon tona yükseldi. Yapay elyafların payı ise % 53'ten %58'e yükseldi.
Dünyadaki yapay elyaf üretimi 1998 yılında %1 artarak 27.8 milyon tona ulaştı. Selülozik yapılı yapay elyaf üretimi %3 azalarak 2.8 milyon ton olarak gerçekleşirken, sentetik yapay elyaf üretimi %1 artarak 25 milyon ton olarak gerçekleşti.
Dünya çapında yapay elyaf üretiminin bölgesel dağılımı büyük bir değişiklik gösterdi: Asya ve özellikle Uzakdoğu'nun dünya üretiminden %65 'lık pay alması, bu alanın hakimi olduğunun göstergesi. ABD'nin payı % 16, Batı Avrupa'nın % 13, Japonya'nın ise % 6.
Yapay elyaflar geleneksel tüketici ürünlerine ek olarak; hazırgiyim, halı, döşemelik, yatak takımı ve pencere uygulamaları gibi pek çok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Polyester, naylon, aramid veya rayondan yapılan şeritler, çok çeşitli yol tekniklerine dayanmak ve yüksek hızlarda çalışabilmek için, lastiklere gerekli mukavemeti katmaktadır. Güçlendirilmiş naylon, aramid, cam ve diğer yüksek teknolojiyle üretilmiş elyaflar, araba şasileri ve banyo eşyalarından spor malzemelerine kadar her türlü alanında kullanılan bileşik materyallerde ihtiyaç duyulan rijitlik ve mukavemeti sağlar.
Mühendislik ve inşaat yapıları için kullanılan kumaşlar oldukça gelişen bir alandır. Suni arterlerden antibakteriyal sargı bezlerine kadar yüksek sofistike edilmiş tıbbi cihazlar, yapay elyaflardan yapılmaktadır. Elektronik devre kartları bile elyaf bileşiklerini kullanmaktadır. Liste sonsuz görünmektedir ve yeni uygulamalar devamlı artmaktadır. Burada günümüz ekonomisinde üretilen elyaflardan yaygın olarak kullanılanlardan bazıları anlatılmaya çalışılmıştır.
Asetat
Ağaç küspesinden veya pamuk linterinden yapılan selülozik yapılı asetat lifinin en yaygın olarak kullanıldığı alan sigara filtreleridir. Fakat asetat aynı zamanda bayan giyiminde de yaygın olarak kullanılır. Asetat, tek başına, yapay veya doğal elyaflarla karışım halinde kullanılır ve yumuşak bir tutuma sahiptir. Bu yüzden de moda tasarımcıları tarafından oldukça fazla tercih edilen bir elyaftır.
Özellikleri:
Lüks görünümlü
Yumuşak tuşe
Geniş sıralı renkler, boyanabilir ve baskı yapılabilir
Mükemmel emicilik ve yumuşaklık
Çekme, güve ve küflenmeye karşı dayanıklıdır
Düşük nem emilimi, nispeten hızlı kuruma
Tüylenme problemi olmaz fakat ufak statik problemi olabilir
Genelde asetat giyimler kuru temizleme gerektirir
Kullanım Alanları:
Hazır Giyim / Bluz, elbise, astar, özel kullanımlık kıyafetlerde
Ev Tekstili/ Döşemelikler, perde, yatak örtüsü
Akrilik
Akrilik önceleri kazak ve battaniyeler için soğuk hava elyafı olarak kullanılırdı. Elyafın modifiye edilmesiyle, mühendisler şimdi bu elyafın geniş alanlı kullanımı amacıyla bazı iyileştirme çalışmalarında bulundular. Sonuç olarak, akriliğin günlük giyilen kazaklar için tutum ve görünümünü, çoraplar için konfor ve dayanıklılık özelliğini geliştirdiler, ve diğer giyeceklerde polyester ve rayonla iyi bir şekilde karıştırdılar.
Özellikleri:
Hafiftir, kış giysileri için yumuşak sıcaklık sağlar
Yumuşak, hafif, ince, pamuk benzeridir, sıcak havalarda serin tutar
Çok hızlı parlak renklere boyanabilir
Makinede yıkanabilir, hızlı kurur
Esnektir, şekil verilebilir
Çekmeye ve kırışmaya karşı dayanıklıdır
Mükemmel kıvrım oluşturulabilir
Güve, yağ ve kimyasallara karşı dayanıklıdır
Güneş solmasına karşı dayanıklıdır
Yün, pamuk benzeri, karışımlı kumaşlara estetik bir hava verir
Statik ve tüylenme sorunu olabilir
Kullanım Alanları:
Hazır Giyim/ çorap, yuvarlak örgülü giysiler, spor giysiler, çocuk giysileri
Ev Tekstili/ yorgan, döşemelikler, yer kaplaması, tente ve güneşliklerde, dış mobilyalarda
Aramid
Aramid itfaiye görevlileri, polis ve silahlı kuvvetler için koruyucu giysilerde kullanılırlar. Çelikten daha hafif ve daha dayanıklıdırlar. Yedi kat aramid iç yeleği sadece 1.134 gr. ağırlığındadır ve 3,048 m uzaklıktan ateş edilmiş 38 kalibre mermiyi durdurabilmektedir.
Her yıl çelik, fiberglass, asbest, alüminyum ve grafit için bir alternatif olarak endüstri uygulamalarında kullanılması için yeni yöntemler bulunmaktadır. Yatlarda kullanılan yelkenler aramid liflerinden yapılmaktadır. Çünkü dengeli kumaşlardır. Aramid elyaf çekirdekleriyle yapılan kayaklar artırılmış tel hayatına, daha büyük mukavemet ve daha iyi performansa sahiptir.
Lyocell
Selülozik yapay liflerin en yenisi olan Lyocell, kırışmaz ve yıkanabililir özelliktedir. Özel bir yumuşaklık ve tutuma sahiptir. Jean, gömlek ve diğer giysilerde kullanılmaktadır. 1997 yılında Akzo Fibers bünyesine giren Courtaulds'un ticari kullanıma sunduğu yeni bir vizkon elyaftır.
Özellikleri:
Mükemmel gerilebilir, yıkanabilir
Çekme ve kırışıklığa karşı dayanıklıdır
Yumuşak tuşelidir
Emilimlidir, boyanabilir ve baskı yapılabilir
Kullanım Alanları:
Hazır Giyim/ elbise, spor giyim, ceket, bluz, etek, takım elbise, pantolon
Naylon
Naylon halı iplikleri gerilmeye dayanıklıdır, toz-toprağı saklar, küf ve bakteriye dayanıklıdır ayrıca statiği önler. Yüksek filamentli naylon iplikleri genellikle spandex (elastan elyaf) ile karıştırılır ve atletik hazırgiyim, yüzme kıyafetleri ve çoraplarda kullanılır. Naylon güvenlik ağları, inşaat işçilerini zedelenmelerden korumak için kullanılır. Kuzey kutbu civarında, askeriyede sığınakları yalıtmak için 3 boyutlu naylon kumaşlar kullanılır. Bu sığınaklar dış sıcaklık -650C'nin altındayken iç sıcaklığı 500C olarak korur.
Özellikleri
Hafiftir,
Kolay yıkanabilir, çekmeye ve kırışıklığa karşı dirençlidir
Kıvrılabilir ve esnektir, aşınmaya karşı dayanıklıdır
Hızlı kuruyabilir, düşük nem emilimlidir
Ön boyamaya tabi tutulabilir, geniş sıralı renklerle boyanabilir
Kimyasallardan ve yağdan kaynaklanabilecek aşınmalara karşı dayanıklıdır
Statik ve tüylenme problemi olabilir
Sürekli güneş ışığına karşı direnci düşüktür.
Kullanım Alanları:
Hazır Giyim/ deniz kıyafetleri, günlük kıyafetler, bluz, elbise, spor giyim, pantolon, ceket, etek, yağmurluk, kayak ve kar kıyafetleri rüzgarlık, çocuk giyimi, çorap
Ev Tekstili/ halı, kilim, perde, döşemelik, serilebilir kumaş, yatak örtüsü
Diğer/ bavul, şemsiye, uyku tulumu
Polyproplen
Olefin olarak da adlandırılan PP elyafı spor alanları için suni çimen, kullanıldıktan sonra atılan hazır çocuk bezi, konut yalıtımı, koruyucu giyecekler, yol döşemelik kumaşları, yırtılmaya ve patlamaya dayanıklı koruyucu zarflarda kullanılır. Ayrıca çok soğuk bölgeler için iç giyim olarak iyi bir seçimdir. Yüksek mukavemetli, yüksek yoğunluklu olefin lifleri, çelikten 10 kez daha mukavim olacak şekilde geliştirilmişlerdir. Ayrıca spor ve otomotiv malzemelerinde hortum ve kayışları kuvvetlendirmek için kullanılırlar. Düşük ağırlıklı olefin, genellikle halıların arka kısımlarında jüt ile yer değiştirmiştir.
PP ve akrilik kum torbaları, otoyollarda çarpma bariyeri olarak ve akışı önlemek için sedlerde kullanılır. Nonwoven olarak sahil hattı ve akarsuların akış yataklarını kuvvetlendirmede kullanılmaktadır.
Özellikleri:
En hafif liftir, suda yüzebilir
Güçlü ve esnektir
Pas, güneş ışığı, koku ve statik problemlere karşı dirençlidir
Yüksek yalıtımlıdır, hızlı kuruyabilir
Kimyasallardan dolayı oluşan bozulmalara, küf, ter ve çürümeye karşı dirençlidir
Statik ve tüylenme problemi olmaz
Ütüleme, yıkama ve kurulama düşük ısıda yapılmalıdır
Alerjenik değildir
Kullanım Alanları:
Hazır Giyim/ günlük giyim, spor giyim, iç giyim, astar, kot, çorap
Ev Tekstili/ iç ve dış halılar, duvar kaplamaları, halı sırtı, mobilya ve yatak kumaşı
Microelyaf
Oldukça pahalı olan ipeklerin dayanıklılık, görünüm ve tutumuna bir alternatif olarak bu yapay lifler kullanılmaktadır. Microelyaf olarak adlandırılan bu mikroelyaflar oldukça ince polyester, naylon, akrilik veya rayon elyaflarıdır. Hazırgiyim endüstrisinde kullanımı hızla artan mikroelyaflar, iyi tutum, bakım kolaylığı, mukavemet ve konforu ile oldukça fazla ilgi toplamaktadır.
Özellikleri:
Süper incedir (1dpf'den az), en hassas ipekten daha incedir
İyi serilebilir, süet ve pamuk dokunumu gibidir
Çok yumuşaktır, yıkanabilir, kuru temizlenebilir
Çekmeye karşı dirençlidir, rayon hariç gerilebilir
Mükemmel kıvrılma özelliği vardır
Rüzgar, yağmur ve soğuğa karşı iyi yalıtımlıdır
Kullanım Alanları:
Hazır Giyim/ ince bayan çorabı, bluz, elbise, erkek giyim, spor giyim, kravat, eşarp, yağmurluk, deniz kıyafetleri, günlük kıyafet, dış giyim
Ev Tekstili/ perde, serilebilen kumaşlar, çarşaf, battaniye, döşemelik, havlu
Polyester
Polyester yüksek mukavemet/ağırlık oranına sahiptir ve ticari kullanımda en başarılı yapay elyaftır. Tüm örtü, ev tekstili (yatak takımları, çarşaflar, yastık, perde, mobilya döşemeleri, halılar), lastik, çorap ve kemerlerde destekleyici elyaf olarak kullanılırlar. Ayrıca oldukça sık tekrar kullanılabilen bir elyaftır. Yeni yalıtılan polyester elyaf dolgu ürünleri, 'Everest Dağı' nda dağcılar tarafından test edilmiştir- tırmanma elbiseleri, uyku tulumları, parkalar ve diğer yüksek performanslı açık hava giyiminde kullanılırlar. Polyester polar hatları, kış rüzgar sörfüne izin verecek şekilde elbiseleri kurutur.
Özellikleri:
Yumuşak, pütürlü tuşe
Güçlüdür, çekme ve aşınmaya karşı dirençlidir
Yıkanabilir, kuru temizlenebilir
Çabuk kurur
Kırışmaya karşı dirençlidir, ısı uygulandığında kıvrılma özelliği vardır
Kimyasallara karşı dayanıklı
Statik ve tüylenme problemi olabilir
Düşük emiliminden dolayı pas çıkarma problem olabilir
Kullanım Alanları:
Hazır Giyim/ bluz, elbise, ceket, spor kıyafetleri takım elbise, gömlek, pantolon, yağmurluk, çocuk giyimi, bayan iç çamaşırı
Ev Tekstili/ perde, serilebilir kumaş, yer kaplaması, döşemelik, nevresim, lif dolgusu
Viskon
Rayon olarak da adlandırılan selülözik yapılı, kağıt hamurundan olan viskonun çok yönlülüğü ve renk alanı uzunluğu, onu ev döşemeciliği ve hazır giyimde popüler bir elyaf haline getirmiştir. Ultra ince viskon, bluz ve elbiselere ipeksi bir görünüm ve tuşe verir. Yüksek ıslak modüllü viskon, tek başına veya karışım olarak kırışmayan kumaşlarda kullanılır. Rengi iyi tutar ve kuru temizleme yapılmadan yıkanabilirler. Ateşe dayanıklı rayon/yün karışımları ticari olarak uçak koltuklarında kullanılırlar.
Selüloz, ağaç ve pamuk döküntüsünden kimyasal işlemlerle elde edilen viskon, elyaf pamuğa nazaran daha parlaktır, ipek görünümündedir. Tek başına üretim yapılabildiği gibi pamuk ve polyesterle karışım yapılabilir. Islak mukavemeti çok düşük olduğundan tek kullanıldığında özel viskon tercih edilir. Yüksek sıcaklıkta ayrışır. Zayıftır, sıkıştırılınca kolay kırışır.
Aşınma dayanıklılığı zayıftır. Güveye karşı dayanıklı, böceklere karşı hassastır. Kimyevilere karşı hassastır çabuk yanar. Güneş ışığına karşı dayanıklıdır. Emici özelliği ve canlı renklere boyanabilmesi dolayısıyla moda kumaşlar için aranılan elyaftır. Yıkanması çok kolaydır. Kuru temizleme tercih edilmelidir. Çok geç kurur, kolay ütü olur, emniyetli ütü sıcaklığı 1200 C'dir.
Özellikleri:
Rahat ve yumuşaktır
Yüksek emilimlidir, kolay boyanabilir ve baskı yapılabilir
Statik ve tüylenme problemi olmaz
Yıkanabilir ve kuru temizlenebilir
Yıkandığında fark edilir derecede çekme yapabilir, bu yüzden sadece kuru temizlenmelidir
Kullanım Alanları:
Hazır giyim/ bluz, elbise, ceket, spor gömlek, spor kıyafet, kravat, takım elbise, iş elbiseleri, bayan iç çamaşırı, astar, pantolon, bayan şapkası
Ev Tekstili/ perde, battaniye, yatak çarşafı, masa örtüsü ve döşemeliklerde
Endüstriyel/tıbbi ürünler, nonwoven, oto lastikleri ve ayrıca kadın bağlarında kullılır.
Elastan
Özellikleri:
Hafiftir, yırtılmadan %500 genişleyebilir
Tekrarlayarak açılabilir ve orjinal özelliğini korur
Statik ve tüylenme problemi olmaz
Vücut yağına, losyon, ter, temizleyicilere karşı dirençlidir
Pürüzsüz, yumuşak ve bükülgendir
Güçlüdür, aşınmaya karşı dayanıklıdır
Kullanım Alanları:
Hazır Giyim/ Mayo, çorap, aerobik/joging giysileri, nakış ipliği, kayak pantolonu, tıbbi bantlar gibi gerginlik gerektiren alanlarda kullanılmaktır.
Sentetik ve Selülozik Elyaf Üretim Teknolojisi
Çoğu sentetik ve selülozik filamentler, ekstrüzyone edilerek üretilirler. Bu teknoloji, belirli bir viskozitedeki polimerin, düze denilen ve üzerinde küçük delikler bulunan bir aparat üzerinden geçirilerek yarı eriyik halde filament meydana getirilmesidir.
Polimer, düzeden geçmeden önce işleme katı halde girer ve bu katı polimer, ekstrüzyon işlemi ile istenilen viskoziteye ulaşır. Polimer termoplastikte (ısıtıldığında yumuşayıp eriyebilirler) ise bu işlem eritme ile gerçekleştirilir.
Eğer polimer termoplastik değilse (termoset) uygun bir çözücü içerisinde çözdürülerek istenilen lif formu haline getirilir. Eğer polimer direkt olarak eritilemiyor veya çözülemiyorsa, kimyasal olarak çözünebilen veya eriyebilen bileşimlerine ayrılır. Bu işlem de uygulanamıyorsa, polimere küçük eriyik haldeki moleküller karıştırılır veya reaksiyona sokulur.
Düze
Elyaf üretiminde kullanılan düzeler birbirlerine benzerler. Düze, bir ile birkaç yüz arasında delik bulundurur. Bu küçük delikler, hassas olarak üretilirler. Bu delikler, kir ve aşınmaya karşı da oldukça hassasdırlar. Bu yüzden düze deliklerinden geçirilecek olan polimer eriyiği, maksimum düzeyde filtre edilerek temizlenmelidirler. Ayrıca bu delikler aşınmaya karşı oldukça hassas olduklarından, düzelerin aşınmaya maksimum düzeyde dayanıklı olan pahalı metallerden üretilmesi gerekir. Ayrıca düzelere devamlı olarak bakım yapılmalı ve tıkanmaya karşı sürekli temizlenmelidirler.
Düzeden geçen ve filament formuna gelen polimer, soğutma ile katı hale getirilir. Polimerin ekstrüzyona girmesi ve düzeden geçirilerek soğutulması işlemlerinin bütününe "eğirme" adı verilir. Fakat bu isim kesik elyafların bükülerek iplik haline getirilmesi işlemiyle karıştırılmamalıdır. Dört farklı filament oluşum tekniği vardır: yaş, kuru, eriyik ve jel.
Yaş Eğirme
En eski filament üretim tekniğidir. Filament haline getirilecek olan polimer, bir çözelti içerisinde çözdürülür. Düzeler kimyasal banyo içerisine daldırılır ve böylece çözünmüş haldeki polimerin düze deliklerinden geçirilerek katılaştırılması sağlanır.
Filament haline getirilecek polimer, bir sıvı çözelti içerisinde ekstrüzyone edildiğinden bu işleme yaş eğirme denir. Akrilik, rayon, aramid, modakrilik ve spandeks, bu işlem ile filament haline getirilebilirler.
Kuru Eğirme
Kuru eğirmede de polimer, bir çözelti içerisinde filament haline getirilir. Fakat daha sonra, polimerin seyreltme veya kimyasal reaksiyonla çökeltilmesi yerine, fazla çözeltinin hava buharı veya asal gazlarla uzaklaştırılması ile katılaştırma sağlanır.
Kuruma ihtiyacını elimine etmek ve çözücüyü geri kazanabilmek için filamentler, çökelmeyi sağlayan sıvı (koagülasyon banyosu) ile temas etmezler. Bu işlem; asetat, triasetat, akrilik, modakrilik, PBI, spandeks ve vinyon üretimi için kullanılır.
Eriyikten Lif Çekimi
Bu sistemde filament haline getirilecek olan polimer, ekstrüzyon ile eritilir, düze deliklerinden geçirilir ve direkt olarak soğutulur. Naylon, olefin, polyester, saran ve sülfar bu işlem ile eğirilebilir. Polimerin filament haline getirilmesinde değişik düzeler mevcuttur. Bu düzeler yuvarlak, trilobal, beşgen, sekizgen vs. farklı şekillerde düze delikleri bulundurabilirler. Trilobal şekilli lifler daha fazla ışık yansıtır ve kumaşa çekici bir parıltı kazandırır.
Beşgen şekilli içi boş lifler halıda kullanıldıkları zaman kiri göstermeleri daha az gösterirler. Sekizgen şekilli lifler parlaklıktan bağımsız etki verir. İçi boş lifler havayı tutar, izolasyon oluşturur ve life daha iyi özellikler kazandırır.
Jel Eğirme
Filamente çok yüksek mukavemet veya özel olarak bazı özelliklerinin daha iyi olması isteniyorsa polimer, jel eğirme sistemiyle filament haline getirilir. Ekstrüzyon esnasında polimer gerçek sıvı fazında değildir. Normal çözücüsünde tamamen ayrılamaz ve polimer zincirleri likit kristal formunun değişik noktalarında birleşirler. Bu şekilde filamenti oluşturan zincirler arası sağlam bağlar oluşur ve bu da filamentlerin mukavemetlerinin artmasına neden olur.
Ayrıca likit kristaller, ekstrüzyon esnasında meydana gelen kesme kuvvetleri etkisiyle, lif eksenine dizilirler. Böylece filamentler çok yüksek orientasyona sahip olurlar ve bu şekilde de mukavemetlerini artırırlar. Bu işleme "kuru-yaş eğirme" adı da verilebilir. Şöyle ki, filamentler öncelikle hava içerisinden geçirilir ve daha sonra sıvı banyosu ile soğutulur. Bazı yüksek mukavemetli polietilen ve aramid lifleri jel eğirme tekniği ile üretilirler.
Çekme ve Orientasyon
Düzeden geçirilmiş liflerin soğutulması esnasında ve lifler sertleştikten sonra liflere çekim uygulanır. Çekimle molekül zincirleri de beraberce çekilir ve lif ekseninde oriente olurlar. Böylece daha güçlü lif üretildiği düşünülebilir.