Önceliğimiz Biyolojik Olarak Parçalanabilen Polimerlerle Dokusuz Tekstil Üretimi

Akıllı tekstiller; tekstil teknolojisi ve sentetik elyaflardaki gelişmelerle birlikte, nanoteknoloji, malzeme bilimi, tasarım, tekstil mühendisliği alanlarını kapsıyor. Elektronik ve bilgisayar mühendisliği, tıp gibi disiplinler arası bir çalışma sonucu ortaya çıkan akıllı tekstiller, tekstil ve hazır giyim sektörleri içerisinde önemli bir yer edinmeye başladı.

İzmir Tekstil Teknik Yüksek Okulu olarak 1966 yılında eğitime başlayan Tekstil Mühendisliği Bölümü; Türkiye’nin en köklü, çağdaş ve kapsamlı tekstil eğitimi veren kurumlarından biri olmanın haklı gururunu yaşıyor. Kurulduğu günden beri Türk Tekstil Sanayine; çağdaş ve kaliteli eğitim ile donatılmış, gelişime açık, yaratıcı, sorumluluğunu bilen, iletişimi güçlü ve sorun çözen mühendisler yetiştiriyor.

Tekstil Teknoloji Dergisi olarak Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi’nin Tekstil Mühendisliği Bölümü’nde görev yapan Doç. Dr. Deniz DURAN ile gerçekleştirdiğimiz akıllı tekstiller ve dokusuz yüzeyler hakkındaki bilgilendirici röportajı siz okurlarımıza sunarız.

Bizlere laboratuvarınızdaki üretimlerinizden, akıllı tekstil ürünlerinden ve ne gibi yenilikler gerçekleştirdiğinizden bahseder misiniz?
Laboratuvarımızda hem akıllı tekstiller hem de dokusuz tekstiller ile ilgili üretim ve çalışmalar yapılıyor. Akıllı tekstiller ile ilgili çalışmalarımız temelde iletken ve elektromanyetik koruyucu tekstiller alanlarına yoğunlaştı. İletken tekstiller, konvansiyonel tekstil yapılarının aksine elektriksel yükleri iletebilme özelliğine sahip olan tekstil yapılarıdır. İletken liflere ve tekstil yapılarına olan talep, her geçen gün artıyor. Son 20 yılda, iletken polimerlerle ilgili araştırmalar çok önemli bir hale geldi. Elektriksel iletkenlik özelliğinin tekstillere sağladığı fonksiyonlardan biri de elektromanyetik koruyuculuk fonksiyonudur.

Elektromanyetik koruyuculuğa gereksinim duyulmasının sebebi ve halk sağlığı için önemi nedir?
Yüksek gerilim hatları gibi güç kaynaklarındaki elektromanyetik alanlardan (EMF) yayılan radyasyon, toplumsal bir sorundur. Günlük ve profesyonel alanda çevremizde bulunan elektrikli ve elektronik cihazlar elektromanyetik dalgalar yayıyor. Elektromanyetik alana maruz kalmanın, kişilerde çeşitli sağlık sorunlarına yol açtığı konusunda yazılmış raporlar bulunuyor. Bu nedenle elektromanyetik koruyuculuk halk sağlığı için önemli bir konudur.

Laboratuvarınızda elektromanyetik koruyuculuğun sağlanması adına nasıl çalışmalarda bulunuyorsunuz?
Bu alanda çalışmalarımız gerek lisansüstü ve lisans tezleriyle gerekse Sanayi Bakanlığı ve TÜBİTAK destekli Ar-Ge projeleriyle sürüyor.
İletken ve elektromanyetik koruyucu tekstiller konusunda iletken iplik, dokuma ve örme kumaş üretimi, iletken tekstillerin nonwoven üretim yöntemleri ve kaplama/laminasyon teknikleri ile eldesi gerçekleştiriliyor. Elektromanyetik ekranlama etkinliği ölçümleri laboratuvarımızda bulunan ve EN50147-1 standardına uygun olarak yankısız oda prensibine göre ortamdan tamamen yalıtılmış bir şekilde, 30 MHz-6 GHz frekans aralığında, gerçek elektromanyetik dalgaların üretilerek tekstil yapısının üzerine gönderildiği elektromanyetik ekranlama etkinliği ölçüm sistemi ile test ediliyor. Bu şekilde gerçeğe en yakın sonuçlar elde ediliyor.
Bu sayede hem günlük hem de profesyonel kullanıma yönelik birçok bitmiş tekstil ürünlerinin tasarımı, üretimi ve performans testleri gerçekleştiriliyor. Halen iş yaşamında elektromanyetik radyasyona yoğun bir şekilde maruz kalan sağlık çalışanları, beyaz yakalılar veya günlük hayatta elektromanyetik dalgalara maruz kalması sakıncalı olan hamileler, çocuklar gibi hassas gruplara yönelik ürünler üzerinde çalışmalar devam ediliyor.

Laboratuvarınızda hangi makineleri bulunduruyorsunuz ve hangi amaçlarla kullanıyorsunuz?
Dokusuz yüzeyler konusunda işletmemizde mevcut bir eriyik üfleme (meltblown) hattı, bir otomatik beslemeli iğneleme hattı, bir hava yoluyla tülbent eldesi ve binder ile fiksaj hattı, bir laboratuvar tipi kaplama ve laminasyon makinesi, bir tafting makinesi ve bir geri dönüşüm hattı bulunuyor. Bu makineler ve ilgili yöntemler kullanılarak yenilikçi ürün geliştirme ve Ar-Ge çalışmalarına devam ediliyor.
Sentetik ve doğal elyafın işlenmesine olanak sağlayan iğneleme yönteminde, lif balyaları açma ve harmanlama işleminden sonra hava akımı ile taraklara beslenir. Taraklandıktan sonra deveboynu adı verilen yapı ile tülbent serme ve katlama bandına gelir ve istenilen kalınlığa göre üst üste serilir. Fikse olmamış haldeki elyafın oluşturduğu tülbent/vatka kalınlığı boyunca iğneleme yapılır. Çentikli iğneler lifleri tülbentin bir yüzünden diğer yüzüne doğru hareket ettirerek karmaşık bir yapı meydana getirir, iğneleme esnasında gevşek bir halde olan örtüyü oluşturan elyafın bir kısmı iğnelere takılarak yukarı çıkar diğer bir kısmı yerinde kalır, iğnenin tekrar batması ile lifler aşağı doğru çekilir. Bu şekilde liflerin birbirine mekanik olarak bağlanması gerçekleştirilmiş olur.

Meltblown yöntemi nedir?
Meltblown yöntemi için; termoplastik hammaddenin ekstruderde eritilerek yüksek hızlı hava akımı ile düzelerden silindir üzerine mikro lifler halinde püskürtülmesi ve kendi kendine bağlanmaları sonucu yüzey oluşturduğu yöntem, denilir. Bu yöntemde, ekstruderde eritilen polimer madde/eriyik yüksek hızda sıcak hava akımıyla düze deliklerinden püskürtülür ve mikro boyuttaki lifler toplama silindirine doğru ilerledikçe soğur ve katılaşır. Katılaşan lifler toplama silindirinde rastgele oryante olarak dokusuz tekstil yüzeyini meydana getirir. Meltblown yöntemi, tek aşamalı bir işlem olup halen bilinen en kısa tekstil yüzeyi üretim yöntemidir.

Üretimlerinizden ve hangi alanlara yönelik olduğundan bahsedebilir misiniz?
Eriyik üfleme (meltblown) laboratuvarımızda mikro lifli nonwoven yüzeylerin üretimini ve bu konu ile ilgili çalışmalarımızı sürdürüyoruz. Özellikle tıp ve hijyen tekstilleri, yalıtım, üç boyutlu sandviç dokusuz tekstil yapıları, geri dönüşüm ve biyobozunurluk, tarım tekstilleri, dokusuz tekstil takviyeli kompozitler ve otomotiv tekstilleri alanlarında tamamlanmış ve yürüyen projelerimiz bulunuyor. Eriyik üfleme ve bu yöntemle iğnele yöntemi gibi başka bazı yöntemlerin kombine edildiği yüzeyler üreterek hem tedavi sürecini hızlandıran hem hastaların tedavi sırasındaki konforunu arttıran hem de sağlık personeline uygulama kolaylığı sağlayan nonwoven tıbbi tekstil ürünleri üzerine yoğun olarak eğilmekteyiz. Bütün bu özelliklerinin yanı sıra nonwoven yüzeyler, özellikle de mikro lifli olanları, bilindiği gibi genişletilmiş yüzey alanı ve küçük boyutlu gözenekleri sayesinde çok iyi bariyer özelliği göstererek hijyeni arttırıyor. Hastanelerde hijyenin arttırılmasına yönelik olarak da meltblown yüzeylerle çalışmalarımız devam ediyor.
Tarım alanına yönelik olarak biyolojik olarak parçalanabilen, yani kendisinden beklenen işlevi yerine getirdikten sonra doğada parçalanarak yok olan, başka bir deyişle doğaya zarar vermeyen nonwoven yüzeylerle de ilgili çalışmalar gerçekleştirdik.
Yalıtım malzemeleri gerek bina ve inşaat, gerek endüstriyel, gerekse otomotiv alanında satın alan kişi tarafından ilk etapta göze çarpmayan, ancak hem enerji tasarrufu hem de yaşam konforunun arttırılması bakımından yapıların oldukça önemli bileşenleridir ve şüphesiz ki dokusuz tekstil yapıları, özellikle de üç boyutlu sandviç yapılar, sahip oldukları rasgele lif oryantasyonu ve boşluklu yapı sayesinde ısı ve ses yalıtımı için ideal malzemelerdir. Bu kapsamda laboratuvarımızda hem meltblown hem de iğneleme ve yeri geldiğinde başka yöntemlerle elde ettiğimiz yapıları iğneleme, laminasyon gibi yöntemlerle birleştirilerek, otomotiv ve inşaat sektörlerine yönelik yalıtım malzemelerinin eldesi üzerine çalışılıyor.
Otomotiv sektörü için günümüzde en önemli konular arasında enerji tasarrufu, dolayısıyla hafiflik ve geri dönüşüm yani sürdürülebilirlik yer alıyor. Bu nedenle de tekstil malzemelerinin otomotivde kullanım payı her geçen gün artıyor. Buna yönelik olarak otomotivde hem yapıyı hafifleştirecek hem de yalıtım sağlayacak dokusuz yüzey yapıları ve makine mühendisliği ile birlikte dokusuz tekstil takviyeli kompozitler üzerine çalışılıyor. Ayrıca bu alanda doğal lifler ile geri dönüştürülmüş liflerin kullanımını önemsiyoruz.

Geri dönüşüm çalışmalarınızdan ve laboratuvarımızdaki geri dönüşüm prosesinden bahsedebilir misiniz?
Bilindiği gibi sürdürülebilirlik, birçok başka alanda olduğu gibi tekstil için de son yıllarda en çok önem verilen konulardan biridir. Biz de laboratuvarımızda bu önemli konuya yönelik çalışmalarımızı sürdürüyoruz. İşletmemizdeki geri dönüşüm hattımızda bulunan giyotin ve şifonez makinelerimizle her türlü tekstil atığının lif haline geri dönüşümü gerçekleştiriliyor.
Giyotin makinesinde, hammadde tipine ya da rengine göre sınıflandırılan kumaş, giysi ya da tekstil atıkları metal kısımlarından ayrıştırıldıktan sonra konveyör banda beslenir. Konveyör bandına beslenen malzemenin içinde olabilecek metal alaşımlarını bir metal detektörü tespit eder, eğer varsa bandı durdurur ve uyarı verir. Metal parça alındıktan sonra makine çalışmaya devam eder. Konveyör bandının hızı kontrol panosunda bulunan frekans kontrolü ile ayarlanarak kesme boyutları ayarlanabilir. Malzeme besleme bandı ile sevk edilirken üst baskı silindirleri ile belirli bir oranda sıkışır ve kesme ağzına düzenli olarak beslenir. Makinede üst bıçak hareketli alt bıçak sabittir. Üst bıçağın aşağı yukarı hareketi ile beslenen malzeme küçük parçalara ayrılır.
Giyotin makinesi ile küçük parçalara ayrılan tekstil atıkları şifonez makinesine beslenir. Daha sonra, şifonez makinesinden alınan lif haline getirilmiş olan atıklar tek başlarına ya da geri dönüştürülmemiş doğal ya da sentetik liflerle bir araya getirilerek nonwoven yüzey üretiminde veya kompozit takviye materyali olarak kullanabiliyor. Bu liflerin işlenmesinde iğneleme ve hava yoluyla tülbent eldesi yöntemleri iyi sonuçlar veriyor.

Bu zamana kadar ne gibi iş birliklerinde bulundunuz ve bulunuyorsunuz?
Bu zamana kadar hem iletken ve elektromanyetik koruyucu tekstiller, hem de nonwoven konuları ile ilgili projelerde çeşitli firmalarla gerek San-Tez, gerekse TÜBİTAK projeleri kapsamında ortak çalışmalarda bulunduk. Bu projeler kapsamında hem elektriksel iletkenlik özelliğine, hem de geleneksel tekstillerin sunduğu tutum, kullanım ve konfor özelliklerine sahip, günlük ve profesyonel kullanıma yönelik giyilebilir tekstil ürünleri ortaya çıkardık. Bu ürünlerin hem tasarım hem üretim hem de performans testleri iş birliği içinde olduğumuz firmalar ve bölümümüz bünyesinde gerçekleştiriliyor. Ayrıca interdisipliner çalışmalar için üniversitemizin makine mühendisliği gibi farklı bölümleri ile de birlikte çalışmaktayız. Bu konularla ilgili bizimle birlikte çalışmak isteyen firmalarla ve diğer üniversitelerle iş birliği yapmaya her zaman hazır olduğumuzu da belirtmek isteriz.

Yeni projeleriniz neler olacak?
Yeni projelerimizde, iletken ve akıllı tekstiller alanında mevcut bilgi birikimi ve deneyimimizi spesifik ürünlerin tasarlanması ve üretimine yönelik olarak değerlendirmeyi, farklı fonksiyonları bir araya getirmeyi ve bu konuda farklı sektörlerle de işbirliği yapmayı planlıyoruz.
Dokusuz tekstiller konusunda tıp ve hijyen, tarım tekstilleri, otomotiv tekstilleri, yalıtım, geri dönüşüm ve sürdürülebilirlik ile ilgili çalışmalarımız derinleşerek devam edecek. Sürdürülebilirlik konusuna verdiğimiz önemden dolayı, biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerle dokusuz tekstil üretimi öncelikli konularımız arasında yer almaya devam edecek. Ayrıca, önümüzdeki günlerde daha önce ön çalışmalarını tamamladığımız filtrasyon konusunda da çalışmalara ağırlık vereceğiz.