KUMAŞ TUTUMU: SİLİKON ESASLI YUMUŞATICILARIN ETKİSİ

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
[email protected]
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

Download Report