1. GİRİŞ
Sutherland ve Purchas, filtre tanımını, ‘'belirtilen filtrasyon şartlarında, bir karışım, çözelti veya
süspansiyonun bir ya da birden fazla bileşenine karşı geçirgen olan ve diğer bileşenleri geçirmeyen
yapılar‘’ olarak yapmışlardır [1]. Günlük hayatta çoğunlukla farkında olmadan kullanılan basit
filtrelerden, endüstriyel alanda özel uygulamalarda kullanılan filtrelere kadar çok geniş bir alanda
filtrelerin kullanımı söz konusudur.
Tekstil yapılı filtre malzemeleri genellikle katı-gaz veya katı-sıvı ayırmada kullanılırlar. Katı
parçacıkların tekstil filtre yapıları ile sıvılardan veya gazlardan ayrılması, çok sayıda endüstriyel işlem
için ürünün saflığını arttıran, enerji tasarrufu sağlayan, değerli maddelerin geri kazanılmasına olanak
tanıyan ve kirlilik kontrolünde genel anlamda iyileşme sağlayan bir işlemdir [2]. Filtreler; endüstriyel
baca gazlarının ve atık suların arıtılması, otomobillerde hava, yakıt ve yağların temizlenmesi,
havalandırma ve klima sistemleri, vakumlu temizleyiciler, tıbbi uygulamalar gibi pek çok alanda
kullanılmaktadır.
Filtre yapıları nadiren örme, genellikle dokuma ve dokusuz yüzey olarak üretilebildiği gibi bazı
uygulamalarda bu yüzeylerin bir araya getirilmesiyle elde edilen çok katlı kompozit yapılar ve bitim
işlemleri ile modifiye edilmiş ürünler şeklinde de kullanılabilmektedir [2]. Tekstil yapılı bir filtre
malzemesine uygulanacak bitim işlemleri öncelikle filtrenin hangi amaçla kullanılacağına ve kullanım
sırasındaki işlem koşullarına bağlı olarak belirlenmelidir. Son kullanım alanı belirlenmiş bir filtre
malzemesine uygulanacak bitim işlemleri mekanik ve kimyasal olarak ikiye ayrılabilir.
2.MEKANİK BİTİM İŞLEMLERİ
2.1 Boyutsal Stabilizasyon
Boyutsal stabilizasyon bitmiş bir tekstil yapılı filtrenin kullanım sırasında maruz kalacağı sıcaklık, basınç
gibi etkilere karşı boyut değiştirmeme özelliğine sahip olması için uygulanan bir bitim işlemidir [3]. Filtre
kumaşının üretim prosesi boyunca her bir üretim adımında maruz kalabileceği gerilimler mevcuttur.
Üretim prosesi tamamlandığında kumaş relakse hale geçecek ve boyutunda değişmeler meydana
gelecektir. Bu sorunun önlenmesi amacıyla kumaş, üretim sonrasında içinde barındırdığı ısı ile şekil
alabilen termoplastik liflere uygun bir sıcaklıkta kuru ya da yaş bir ısıl işlemle muamele edilir [1].
Bununla beraber filtre kumaşı kullanım sırasında da gerilimlere maruz kalabilir. Bu durumda ısıl işlem
sırasında kumaşın kontrollü bir şekilde gerilmesi ve böylece daha sonra kumaşta oluşabilecek boyutsal
değişimlerin engellenmesi sağlanmış olur.
Resim 2.1 Germe işlemi uygulanan dokusuz yüzey yapısındaki filtre kumaşı [4]
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 46-53 Filtrasyon Amaçlı Tekstillere Uygulanan….
48
2.2 Yüzey Yakma
Yüzey yakma işlemi ile kesikli liflerden elde edilmiş filtre kumaşı üzerinde kumaş içerisinden yüzeye
çıkmış olan lifler uzaklaştırılır [5]. Bu işlem için sıcak metal bir şerit ya da gaz alevi kullanılabilir. İşlem
sonrasında filtre kumaşı ıslak bir yüzeyle temas ettirilerek için için yanma durumunun engellenmesi
sağlanır. Yüzey yakma sayesinde düzgün bir yüzey elde edilmiş olur. Böylece filtre yapısında oluşacak
kek tabakası filtrasyon işlemi tamamlandıktan sonra pürüzsüz bir yüzeyden pürüzlü bir yüzeye göre
kolayca uzaklaştırılabilir [1]. Dolayısıyla uygulanan filtrasyon işlemi sırasında zaman kaybının önüne
geçilmiş olur. Bununla birlikte enerji tasarrufu ve filtrasyon verimliliğinde artış sağlanır. Yüzey yakma
filtre kumaşının her iki yüzüne de uygulanabilir. Bu işlemde yakma hızı 240 m/dk kadar olabilmektedir
[6].
2.3 Kalandırlama
Kalandırlama filtre kumaşlarına en sık uygulanan yüzey bitim işlemidir. Belirli bir hızda ve belirli bir
basınç altında sıcak silindirler arasından kumaşın geçirilmesine dayanan kalandırlama işlemi ile filtre
yapısının direnci artar, geçirgenliği homojen hale gelir ve böylece filtrasyon etkinliğinin düzenlenmesine
katkı sağlanmış olur. Bununla beraber gözeneklerin tıkanması belirli oranda önlenir [7]. Kalandırlama
işleminde silindirlerin sıcaklık ve basınç ayarları kontrol altında tutulmalıdır. Böylece filtre kumaşının
hacim ve yüzeysel özelliklerinde istenmeyen değişikliklerin meydana gelmesi önlenmiş olacaktır. Ayrıca
kalandırlama silindirlerinin yüzey yapısı da bu işlemden geçen filtre kumaşının kazanacağı özellikler
üzerinde etkilidir.
Resim 2.2 Kalandırlama işleminden geçen dokusuz yüzey yapısındaki filtre kumaşı [4]
2.4 Şardonlama
Şardonlama işleminde ince çelik bir tarak kullanılarak filtre kumaşının bir yüzünde ya da her iki yüzünde
ince ve yumuşak havlar oluşturulur. Sonrasında havların aynı boyda olabilmeleri için bir kesme işlemi
uygulanır. Havlı filtre yüzey yapısı sayesinde ince parçacıkların tutulması iyileştirilir. Ancak bu durum
filtrasyon sırasında oluşan kek tabakası uzaklaştırılmak istendiğinde sorun yaratabilir. Bu işlem genellikle
toz tutma filtrelerine uygulanır [1].
Alan, G., Tercan, M. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 46-53
49
Resim 2.3 Şardon makinesi ve şardonlanmış dokusuz yüzey yapısındaki torba filtre [8]
2.5 Pileleme
Kuru filtrasyon uygulamalarında dokusuz yüzey yapısındaki filtre kumaşlarının kartuş ve panel filtre
çeşitlerinde olduğu gibi pilelenmesi de yaygın bir uygulamadır. Bu yapılarda, tekstil materyalinin her iki
tarafında bulunan kıskaçların aşağı yukarı hareketiyle materyal kıstırılır ve oluklu bir yapı oluşturulmuş
olur. Oluşturulan bu oluklar sayesinde filtre geniş yüzey alanına sahip olmakta ve bu alan parçacıkları
yakalama verimliliğini artırmaktadır [5].
Resim 2.4 Dokusuz yüzey yapısındaki pilelenmiş torba (solda) ve panel (sağda) filtre [9]
3.KİMYASAL BİTİM İŞLEMLERİ
3.1 Antistatik Bitim İşlemi
Tekstil yapılı filtrelerin özellikle sentetik liflerden üretilmiş olanlarında statik elektriklenme olabilmekte
ve bunun tehlikeli bir şekilde boşalması sorunları yaşanabilmektedir. Bu risk en belirgin olarak, baca
gazından toz toplamada kullanılan kumaş torba filtrelerin uygulamalarında görülmektedir [10]. Bunun
önlenmesi için sistemin iyi bir şekilde topraklanması gerekir ki bu da ancak filtre yapısının yüksek
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 46-53 Filtrasyon Amaçlı Tekstillere Uygulanan….
50
elektriksel iletkenliğe sahip olmasıyla mümkün olabilir. Bu nedenle, elektrik iletkenliğe sahip anti-statik
kumaşlar toz filtrelerindeki statik yüklenmeyi kontrol etmede kullanılmaktadır. Bu anti-statik kumaşların
bazılarında kumaş yapısının içinde metal lifler bulunurken, diğerlerinde kumaş yapısının üzerinde iletken
bir kaplama bulunmaktadır [1]. Ancak tekstil yapısına eklenebilecek özellikte (esneklik, incelik vb.) metal
lifler oldukça pahalıdır ve bu nedenle maliyeti yüksek olmaktadır. İletken metal ya da polimer kaplamalar
ise elektrokimyasal, kimyasal ve oksidatif polimerizasyon ya da mıknatıssal saçtırma gibi yöntemlerle
elde edilebilmektedir [11]. Bununla birlikte düzelerden çekilen polimer içerisine nem tutucu kopolimer
madde eklenerek statik elektriklenme önlenebilir [12]. Suyun ve sıvı çözeltinin yüksek elektriksel
iletkenliği nedeniyle statik elektrikle yüklenme riski sıvı filtrasyonunda yaygın değildir. Resim 3.1 çelik
lifi kullanılarak antisatatik hale getirilmiş bir dokusuz yüzey yapısındaki filtre kumaşının yapısı
görülmektedir. Açık renkli lifler çelik lifleri, koyu olanlar ise poliester lifleridir [13].
Resim 3.1Antistatik özellikte dokusuz yüzey yapısındaki filtre kumaşı [13]
3.2 Su İticilik Bitim İşlemi
Bir maddenin suyla teması halinde, ıslanması veya suyu itmesi, sınır yüzey kuvvetleriyle yakından
ilgilidir. Maddenin içerisinde bulunan moleküller, bütün yönleri itibariyle aynı miktarda çekim
kuvvetlerinin etkisi altında bulunmaktadır. Dolayısıyla bunlara etki eden kuvvetler toplamı sıfırdır.
Halbuki, yüzeyde bulunan moleküllerde, yalnız maddenin iç tarafına doğru yönelmiş bir çekim kuvveti
mevcuttur. Bu durum öncelikle maddenin temas halinde bulunduğu ikinci maddeye bağlıdır. Eğer birinci
maddenin temas halinde bulunduğu ikinci madde arasında bulunan etkiler az ise yüzeydeki moleküller
içeriye doğru kuvvetli çekilecekler dolayısıyla en küçük yüzeyi meydana getirmek için, küre şeklini
almak isteyecektir. İşte yüzeydeki molekülleri içeri doğru çeken bu kuvvetler, sınır yüzey gerilimini
oluşturmaktadırlar [14].
Su iticilik bitim işlemi ile kumaşta, liflerin üst yüzey gerilimi suya karşı yükseltildiği için bu durumda
yüzeye gelen su kumaş tarafından emilmemekte ve su damlacıkları kürecikler halinde kumaş yüzeyinde
kalmaktadırlar[14]. Özellikle hava filtrasyonu uygulamalarında su iticilik önemli bir özelliktir. Su iticilik,
filtrenin suya maruz kaldığında bozunması ve ıslak bir yapı kazanmasını engeller. Filtre malzemesinin
yüzeyinde hidrofobik materyallerin kullanımı ile bu özellik geliştirilebilir. Bu da su itici liflerin kullanımı
ya da su itici kaplamaların yapılmasıyla sağlanabilir. Poliester ve poliolefin lifleri hidrofobiktir ve
filtrelerde kullanıldığında su iticilikte katkısı olacaktır. Vaks, silikon, florokarbon reçineleri yüzey
kaplama malzemesi olarak kullanılır ve filtre malzemesine su iticilik kazandırılır [5].
3.3 Güç Tutuşurluk Bitim İşlemi
Yanıcı madde oksijenli ortamda tutuşma sıcaklığına kadar ısıtıldığı zaman alev alarak yanmaya
başlayacaktır, yanma işlemi ortamda yanıcı madde ve oksijen kalmayıncaya kadar devam eder. Tutuşma,
ısı açığa çıkmasına ve bu ısı da polimerin pirolizine neden olmakta ve dolayısıyla yanma devam
Alan, G., Tercan, M. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 46-53
51
etmektedir. Yanma karbon, oksijen ve hidrojen içeren pamuk veya sentetik polimer zincirlerinin
kırılmasına ve kırılan zincirlerde düşük molekül ağırlığında, kolay buharlaşan gazların çıkmasına neden
olmakta ve bu gazlar kolaylıkla alev bölgesine gidip oksijenle birleşerek yanma şiddetini artırmaktadır
[14].
Birçok sıcak hava filtrasyon sisteminde filtre malzemesinin güç tutuşur olması arzu edilir. Poliester
malzemenin kullanıldığı bir filtrede yüksek bir sıcaklık karşısında lif eriyecek veya sıcaklık kaynağından
kaçacak böylece de alev alma gerçekleşmeyecektir. Cam lifi gibi inorganik lifler ise ateşe dirençlidir ve
oksijenle reaksiyona girerek alev oluşturacak bir bileşen içermedikleri için yanmazlar. Özellikle selüloz
içeren filtrelerin güç tutuşurluk işleminden geçmeye ihtiyaçları vardır [5]. Güç tutuşurluk maddeleri
yanmaya sebep olan oksijen reaksiyonunu engelleyici bir prensiple çalışırlar. Örneğin klorin ve bromin
içeren halojen bileşikleri yüksek sıcaklıklarda içerdiği halojeni serbest radikal olarak bırakacaktır. Bu da
oksidayon basamağının gerçekleşmemesini sağlar. Örneğin PVC reçinenin içerdiği klorin miktarı
polimeri güç tutuşur yapmaya yetebilir. Fakat filtre malzemesinde bağlayıcı olarak kullanılması
durumunda bütün malzemeyi güç tutuşur yapmaya yetmeyecektir [5].
Fosforlu bileşiklerden diamonyum fosfat uygun fiyatlı ve etkin olması nedeniyle güç tutuşurlukta
kullanılır ancak bu maddeyle ilgili aşağıda sıralanan olumsuz hususlar dikkate alınmalıdır.
• Zaman içerisinde bozunur ve filtrenin de bozulmasına neden olur.
• Bozunma sıcaklığı düşüktür dolayısıyla nispeten düşük sıcaklıklar için kullanımı uygundur.
• Oldukça higroskopiktir dolayısıyla ortamın nem direncini ve boyutsal stabilitesini olumsuz
etkileyecektir.
• Suda çözünebildiği için yıkanabilen filtrelerde kullanılamaz [5].
3.4 Antimikrobiyal Bitim İşlemi
Mikroorganizmaların tekstil materyali üzerinde gelişerek üreyebildikleri uzun yıllardan beri
bilinmektedir. Bakteri, mantar, küf gibi en önemli mikroorganizmalar, insan vücuduyla temas halinde
bulunan bütün tekstil mamullerinde, sıcaklık ve nemin varlığında etkili ve hızlı bir biçimde çoğalmaları
için ideal koşulları bulmaktadırlar [14]. Mikroorganizmaların üremesi ve gelişmesi sonucu tekstil
ürünlerinde temizlemelere rağmen giderilemeyen koku problemleri ortaya çıkabilmektedir. Bu kokunun
şiddeti küf kokusundan şiddetli amonyak kokusuna kadar değişmektedir. Mikrobiyal üreme ayrıca kötü
lekelerin oluşumuna, renk değişimine ve bazı liflerin bozunmasına neden olabilmektedir. Hijyen
açısından bakıldığında ise; patojenik (hastalık yapıcı) mikroorganizmaların veya mikropların üremesi
hastalıkların ve enfeksiyonların yayılmasına neden olmaktadır.
Antimikrobiyal maddeler, bir filtrenin yüzeyinde ya da içerdeki liflerin yüzeyinde bakteri, mantar ve küf
oluşumunu engelleyici maddelerdir. Bu maddeler :
- Fenol ve türevleri,
- Gümüş,
- Alkoller,
- Oksidasyon maddeleri,
- Halojenler,
- Amonyum bileşikleri,
- Kitin ve Kitosan,
- Zeolitlerdir.
Antimikrobiyal ajanlar bir yüzey aplikasyonu ile filtre malzemesinin yüzeyine aktarılabilir ya da
malzemeyi oluşturan liflerin formülasyonuna katılabilirler. Filtrasyon işleminde oluşabilecek bakteri, küf
ve mantar gibi mikroorganizmalara karşı filtre kumaşının antimikrobiyal özellik göstermesi kullanım
yerine göre büyük önem taşır. Antimikrobiyal özellikte bir filtre, kullanım sırasında biyolojik
bozunmadan korunmuş olacaktır. Ayrıca filtrenin alt akış bölgesinde mikrop oluşumu antibakteriyel bitim
işlemi sayesinde engellenecektir [5]. Antimikrobiyal filtre kumaşlarının kullanımında sürekli bir artış
eğilimi gözlenmektedir.
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 46-53 Filtrasyon Amaçlı Tekstillere Uygulanan….
52
Bu bağlamda Foss Manufacturing Co. Inc of Hampton, New Hampshire, USA, firması gümüş zeolit
içeren bir lif teknolojisinin patentini almıştır ve bu teknoloji Aquasure AG ismiyle antimikrobiyal bir
havuz suyu filtresi olarak kullanılmaktadır [5].
Cerrahi ve tıbbi yüz maskelerinin asıl amacı koloidal mikroorganizmalara ve cerrahi müdahale esnasında
sıçrayan kan ve diğer sıvılara karşı korumaktır. Bu durumda cerrahi ve tıbbi maskeler de bir filtre görevi
görmektedir. Maskelerden beklenenler; yüksek bakteriyel filtrasyon, yüksek hava geçirgenligi, alerjik
olmama ve hafifliktir [15]. Bu nedenle maske olarak kullanılan yapıların da antibakteriyel özellikte
olması istenir.
5.SONUÇ
Endüstrinin farklı alanlarında kullanılmak üzere üretilmiş tekstil yapılı filtrelere, söz konusu
filtrelerin son kullanım alanına bağlı olarak gereksinim duyulan özellikler değişik tipte bitim işlemleri
uygulamak suretiyle kazandırılabilmektedir. Genel olarak, bir filtre kumaşının boyutsal stabilite ve yüzey
düzgünlüğü gibi temel özelliklerinin iyileştirilmesi için mekanik bitim işlemleri uygulanmaktadır.
Mekanik bitim işlemlerine ek olarak kuru filtrasyon uygulamalarında statik yüklenme sorununun
giderilmesi için antistatik bitim işlemi ya da hijyenik ortamlarda kullanılan filtrelere antibakteriyel bitim
işlemi gibi işlemler uygulanabilmektedir. Filtre kumaşlarına kazandırılan bu özellikler sayesinde hem
kumaş yapısında kullanım sırasında bozulmaların gerçekleşmesi önlenmiş olmakta hem de filtrasyon
verimliliği artırılmaktadır. Sunulan çalışmada filtrasyon amaçlı kullanılan tekstillere uygulanan mekanik
ve kimyasal bitim işlemleri ile ilgili bilgi verilmiştir.
6. KAYNAKLAR
1. Purchas, B.D.,Sutherland, K., ‘‘Handbook of Fitler Media’’,2002
2. Aslan, S., Kaplan, S., ‘‘Filtrasyon Tekstilleri: Kullanılan Hammaddeler, Üretim Yöntemleri ve
Kullanım Alanları’’, Tekstil ve Mühendis, Yıl 17, Sayı 79
3. www.tekstilteknik.com, Erişim tarihi:22.12.2011
4. www.bombayharbor.com ,Erişim tarihi:22.12.2011
5. Hutten, I., ‘‘Handbook of Non-Woven Fitler Media’’,2007
6. www.1bilgi.com, Erişim tarihi:21.12.2011
7. Doğan, G., ‘’Kuru Hava Filtrasyonunda Kullanılan Dokusuz Yüzeylerin Performansları Üzerine
Bir Çalışma’’Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,2006
8. www.target.com Erişim tarihi: 22.12.2011
9. www.turkvent.com.tr Erişim tarihi. 22.12.2011
10. Keçeci, O.E., Kutlu, B.,Yeşilpınar, S.,Filtrasyon Materyallerinin İletkenlik Özelliğinin Plazma
Yüzey Modifikasyonu ile Geliştirilmesi Olanaklarının Araştırılması, Tekstil ve Mühendis, Yıl 18,
Sayı 83
11. Özyüzer, L., Meriç, Z., Selamet, Y., Kutlu, B., Cireli, A.,Mıknatıssal Saçtırma Sistemi ile Metal
Kaplanan Polipropilen Liflerin Antistatik ve Antibakteriyel Özellikleri, Tekstil ve Mühendis, Yıl
17, Sayı 78
Alan, G., Tercan, M. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 46-53
53
12. Kalebek Avcıoğlu, N.,(2010) Değişik Yöntemlerle Elde Edilmiş Dokunmamış Kumaşların
(Nonwoven) Aşınma-Sürtünme ve Yüzey Özelliklerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Çukurova
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,Adana
13. www.andrewwebron.com, Erişim tarihi: 21.12.2011
14. Balcı, H., (2006) Akıllı (Fonksiyonel) Tekstiller, Seçilmiş Kumaşlarda Antibakteriyel Apre ve
Performans Özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,
Adana
15. Baylan, E.,E.,(2006) Tıbbi Alanlarda Kullanılan Non-Woven (Dokusuz Yüzey) Tasarımları,
Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçüimam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,
Kahramanmaraş
