Eşleştirme Projesi tr 08 ib en 03

UYGULANAN PROSESLER VE TEKNİKLER. TEKSTİL ZİNCİRİNDEKİ TEKNOLOJİK PROSESLERİN TANIMLAMASI

Tekstil zinciri, ham elyafın üretilmesi ya da hasadı ile başlar. Bu zincirin temel adımları aşağıdaki diyagramda şematik olarak gösterilmiştir.

Bu bölümde ağırlıklı olarak, geniş anlamda “terbiye işlemleri” olarak nitelendirilen işlemler (yıkama ve kurutmalar dahil, ön terbiye, boyama, baskı, bitim işlemleri ve kaplamalardır) anlatılacaktır. Şemada da görüldüğü gibi, bu işlemler üretim zincirinin farklı basamaklarında gerçekleştirilebilmektedir.

“Tekstil terbiyesi” bir standart işlemler dizisi olarak tanımlanamaz; bu tanım daha ziyade nihai kullanıcının gereksinimlerine bağlı olarak, tekstil ürünlerinin üretilmesi sırasında uygulanabilen birim işlemlerin kombinasyonudur. Bu nedenle terbiye işlemleri, uygulanabilecekleri işlem sırası dikkate alınmadan, birim işlemler şeklinde tanımlanacaktır.

Liflerde olduğu gibi tekstil sanayiinin ham maddeleri de çok farklı kimyasal ve yardımcı maddeler içermektedir. Bu kimyasal ve yardımcı maddeler, birçok durumda herhangi bir işleme özgü değildir ve işlem halkasının farklı basamaklarında kullanılabilmektedirler. Bu bölümde tekstil ham maddeleri hakkında, depolama ve hazırlama işlemleri de dahil, yalnızca genel bilgiler verilecektir.

Ham maddeler

Tekstil sanayiinde kullanılan lifler iki genel kategoriye ayrılır: doğal ve kimyasal lifler. Kimyasal lifler, hem petrokimyasal esaslı saf sentetik materyalleri, hem de odundan elde edilen rejenere selülozik materyalleri kapsamaktadırlar. Liflerin daha ayrıntılı sınıflandırılması aşağıdaki tabloda gösterilmektedir:

Doğal kaynaklı lifler	Hayvansal kaynaklı	Yapak Kıl
		İpek
	Bitkisel kaynaklı	Pamuk Kenevir
		Keten Rami
		Jüt
	Mineral	Asbest
Sentetik lifler	Doğal polimer lifler	Asetat Bakır Lyocell Triasetat Viskon
	Sentetik polimer lifler	İnorganik polimerler	Metal (Metal Elyaf) Cam (GRP)
		Organik polimerler	Akrilik (PAC) Elastan (EL) Poliamid (PA) Polyester (PES)
			Polipropilen (PP)

Tablo 1.1.Liflerin sınıflandırılması
Bu dokümanda yer alan lifler aşağıda, özellikle içerdikleri tipik safsızlıklar üzerinde durularak, daha ayrıntılı bir şekilde açıklanmaktadır. Bu safsızlıkların bir kısmı tekstil prosesine girmekte ve ilişkili emisyonları etkilemektedir.

Doğal lifler – Hayvan kökenli

Yün

Yün, koyun vücudundan elde edilen bir hayvan kılıdır. Bu kıl normalde, senede bir veya bazen iki kere kırkılmaktadır, niteliği ve niceliği koyunun ırkına ve çevre koşullarına bağlı olarak büyük oranda farklılık göstermektedir. Yün, keratin olarak bilinen ve boynuz, tırnak, vb.’nde de bulunan bir protein grubunun üyesidir.

Ham yün, yün liflerinin yanı sıra aşağıdakileri de içermektedir:

• 
  Yün yağı, yün teri (kuru ter) ve kir gibi doğal safsızlıklar:
  
• 
  Koyunu koruma amaçlı veteriner ilaçlar olarak kullanılan insektisitlerin (organik klor (OC’ler) ve organik fosfor (OP’ler)) ve akarisitlerin veya böcek üreme düzenleyicilerinin kalıntıları.
  

Yukarıda bahsedilen bileşenlerin oranları, yünün menşeine bağlı olarak büyük oranda farklılık gösterebilmektedir. Ham yündeki temiz elyaf içeriği genellikle % 60-80 civarında olmakla beraber, % 40-90 arasında değişebilmektedir.

Organik klorlar, kalıcı olması ve biyolojik olarak birikmesi nedeniyle zararlıdır. Bu nedenle (hem kaynağa olan mesafe, hem de salınımdan sonra geçen süre bakımından) geniş aralıklı etkilere yol açmaktadır. Sentetik piretroid insektisitleri yüksek akuatik toksisite sergilemektedir. Organik fosfatlar sentetik piretroidlerden daha düşük akuatik toksisiteye sahiptir, ve kalıcılıkları da organik klorlardan daha düşüktür. Önemli yün üreticisi olan bütün ülkeler koyun bakımında organik klor pestisitlerinin kullanımını yasaklamıştır. Yün üretimi yapan ülkelerin çoğunluğundan gelen yünler, yasal olarak kullanılan koyun bakım ilaçları kalıntılarını içermektedir. Bu maddeler arasında organik fosfatlar, sentetik piretroidler ve böcek üreme düzenleyicileri bulunmaktadır. Bu materyallerin yün üzerindeki miktarları değişkendir ve her ülkenin izin verdiği yasal kullanım şekline bağlıdır.

İpek

İpek toplam lif üretiminin yalnızca % 0,2’lik kısmını oluşturmaktadır. Nitekim bu lif, kadın bluzları, ceketleri ve eşarpları ile kravatlar gibi bazı özel “niş” sektörlerde çok önemlidir.

İpek, kendi etrafında bir koza ören ipek böceği tarafından oluşturulmaktadır. İpek, yün lifi gibi bir protein lifidir ve tekstil sanayiinde başarıyla kullanılan tek doğal filamenttir (filament uzunluğu 700 ile 1500 m arasındadır). İpek lifleri, etrafı serisin (ipek zamkı) ile sarılmış fibroin filamentlerinden oluşmaktadır ve serisinin ön terbiye işlemleri sırasında giderilmesi gerekmektedir.

Doğal Lifler– Bitki kökenli

Pamuk ve keten

Pamuk lifleri esas olarak selülozdan oluşmaktadır (88 – 96%) ve bazı başka bileşenleri de içermektedir: pektin maddeleri, mum, proteinler, kül ve diğer organik bileşenler.

Pamuk üretiminde pestisitler, herbisitler ve defoliyantlar gibi bazı kimyasal maddeler kullanılabilmekte ve bunlar tekstil tesisine ulaşan ham pamuk liflerinde kalıntı olarak kalabilmektedir. Ancak bu tekstil sanayii için küçük bir sorundur (sorun daha ziyade yetiştiricilerle ilgilidir).

Keten bir sak lifidir. Bu lifin daha önceki önemini kaybetmesinde birçok ekonomik faktör rol oynamıştır. Bununla birlikte geniş bir kullanım alanında halâ asil bir lif olarak yerini korumaktadır.

Sentetik lifler - doğal polimer lifler

Viskon (CV)

Selüloz için başlangıç materyali, iğne yapraklı ağaçtan çıkarılarak lif imalatına 1 cm kalınlıktaki tabakalar halinde getirilen selülozdur. Bu ahşap, Viskon üretilmesi için uygun nitelikte % 40 ila 50 oranında selüloz içermektedir. Selüloz ilk önce NaOh çözeltisine batırılarak emdirilir. Daha sonra elde edilen beyaz pullar, sodyum selüloz ksantogenat elde edilene dek karbon disülfit ile işlemden geçirilir. Ksantogenat, seyreltilmiş sodyum hidroksitte çözünebilir ve meydana gelen çözeltiye (hamura) henüz o haliyle Viskon denir. Daha sonra bu hamurun eğirilmesi gerekir. Çekme işlemi, ksantogenat çözeltisinin düze başlığında sülfürik asit, sodyum sülfat ve çinko sülfat içeren bir asit banyosu içinde koagülasyonundan (pıhtılaşmasından) oluşmaktadır.

Bakır (CU)

Selüloz (odun hamuru), amonyak ve bakır sülfat bulunan bir sulu çözeltide de çözünebilir. Bakır lifleri yaş çekim ile oluşturulur.

Asetat lifler

Selüloz moleküllerinde 3 alkol grubu bulunur. Bu 3 grubun 2 ila 2.5’i asetik asit ile esterleştirildiğinde, polimere diasetat adı verilir. Eğer üç alkol grubu da esterleştirilirse o polimere triaseatat denir. Asetat lifleri %92'den az selüloz asetat içermektedir ama hidroksil grubunun en az %74’ünün asetillenmesi gerekir.

Sentetik polimer lifler – organik polimerler

Polyester lifleri (PES)

Polyester lifleri, zincirinde en az % 85 ester içeren lineer makromoleküllerden oluşmaktadır. Halen piyasada 3 çeşit polyester polimeri bulunmaktadır:

• 
  yapıtaşı etilen glikol olan poli (etilen tereftalat) (PET)
  
• 
  yapıtaşı bütil glikol olan poli (bütilen tereftalat) (PBT)
  
• 
  yapıtaşı trimetilen glikol olan politrimetilen tereftalat (PTT).
  

Ancak tekstil sanayiinde bu üç polimer türünden yalnızca PET olarak da bilinen poli (etilen tereftalat) bugüne kadar yaygın olarak kullanılmaktadır.

PET lifleri oldukça yüksek bir kristalizasyon derecesine sahiptir; bu da bu liflerin ısı direncinin ve diğer mekanik özelliklerinin mükemmel olmasını sağlamaktadır. Diğer taraftan bu sıkı yapı, boyama sırasında boyar maddelerin liflerin içine nüfuz etmesini zorlaştırmaktadır. Sonuç olarak PET lifleri, boyama hızlandırıcıları (carrier olarak adlandırılır) kullanılmıyorsa 100 ^C’nin altındaki sıcaklıklarda boyanamazlar. Carrierler çevre için zararlıdır ve birçok durumda insanlar için toksik özellik göstermektedir.

Bugün piyasada carriersiz boyanabilen PES lifleri de bulunmaktadır. Lif üretimi sırasında lif strüktüründe yapılan fiziksel ve kimyasal değişikliklerle bu lifler, carrier kullanılmadan boyanma özelliği sağlayan düşük kristalizasyon derecesi göstermektedirler. Ancak yüksek fiyatlarından dolayı bu lifler pazarın sadece spesifik alanlarında kullanılmaktadırlar.

Poliamid lifleri (PA)

Başlangıç polimeri, bir diamin ile bir dikarboksillik asidin polikondenzasyonu sonucu oluşmaktadır. Nihai üründeki karbon atomu sayısına göre PA 6,6 veya PA 6’dan bahsedilebilmektedir.

Akrilik lifler (PAC)

Polimer, sulu emisyondaki veya çözücü içerisindeki akrilnitrilin polimerizasyonu sonucu elde edilmektedir. Elde edilen % 100 akrilnitrilden oluşan polimer (PAN olarak da isimlendirilmektedir), yüksek camlaşma noktası nedeniyle (100 ^C’nin üzerinde) yetersiz boya bağlama yeteneğine sahip lifler oluşturmaktadır. Bu nedenle, bu polimer artık tekstil sanayiinde kullanılmamaktadır. Bugün piyasada bulunan normal akrilik lifler (PAC), % 85-89 akrilnitril, % 4-10 non-iyonik komonomerler (vinilklorür, vinilasetat, metilakrilat) ve % 0,5-1 de sülfonik ve sülfat grupları içeren iyonik komonomerlerden oluşan anyonik komonomerlerdir.

Lif üretimi için, kuru ve yaş lif çekim yöntemleri kullanılabilmektedir. Kuru lif çekim yönteminde polimer dimetilformamid (DMF)’de çözülmektedir. Eğer lifler yaş lif çekim yöntemine göre üretileceklerse, DMF’in yanında, dimetilasetamid, dimetilsülfoksit, etilkarbonat ile inorganik tuz veya asitlerin sıvı çözeltileri de kullanılabilmektedir. Bu çözücülerin artıkları (lif ağırlığının % 0,2-2’si kadar) ön terbiyeden gelen atık sularda bulunmaktadırlar.

Polipropilen lifleri (PP)

Lif üretimi için isotaktik polimerler kullanılmaktadır. Tersiyer karbon atomu nedeniyle, PP yüksek sıcaklıklara ve oksidasyona karşı çok hassastır. Stabilizatör olarak, alkillenmiş fenoller veya p-ksiloller, sülfürler veya tiyo-türevleriyle birlikte kullanılmaktadırlar. UV absorbantı olarak, benzotriazol grupları içeren maddeler, Ni kompleksleri, antrakinon türevleri ve sterik olarak engellenmiş diaminler kullanılmaktadırlar. Bu düşük molekül ağırlıklı maddeler PP lifleri içinde kalmakta ve olası emisyon kaynağı maddeler olarak değerlendirilmektedirler.

Elastan (EL)

Elastan lifleri en az % 85 poliüretan içeren bir elastomerden yapılmaktadır. Lif üretimi (kuru lif çekimi) için polimer dimetilasetamid içinde çözülmektedir. Bu çözücünün artıkları lifte kalmakta (lif ağırlığının % 1’i kadar) ve ön terbiye işlemleri sırasında atık suda bulunmaktadır.

Lifin yüksek yapışkan özelliğini azaltmak ve etkili kayganlık özelliği sağlamak için proses sırasında preparasyon maddeleri (yaklaşık % 6-7 miktarında) life ilave edilmektedir. Bu yardımcı maddeler, % 95 oranında silikon yağları ve % 5 oranında yüzeyaktif maddeler içermektedirler. Bu maddelerin uzaklaştırıldığı ön terbiye işlemlerinde, silikon yağlarının bu yüksek oranlar çevresel sorunlara neden olmaktadır.

Kimyasallar ve yardımcı maddeler

Tekstil endüstrisinde çok sayıda boya, pigment ve yardımcı madde kullanılır. Bunlar temel olarak şöyle sınıflandırılabilir:

• 
  Boyarmaddeler ve pigmentler
  
• 
  Bütün inorganik kimyasallar ile organik indirgen ve yükseltgen maddeleri, organik asitleri ve de alifatikleri içeren temel kimyasallar
  
• 
  Esasen organik bileşikler ihtiva eden, bir önceki bölümde yer alanlar hariç yardımcı ürünler. Bu da özel ürün olarak bilinir ve tam kompozisyonu bilinmemektedir.
  

Şu anda ticari ürünler ve yardımcı ürünler için 7.000’in üstünde pazar vardır (yaklaşık 600 aktif katkı maddesi bazlı).

1.