1. GİRİŞ
Filtrasyon bir maddenin bir diğerinden ayrılması olarak tanımlanabilir. Filtrasyonun asıl amacı filtre
edilen malzemenin saflığını arttırmaktır. Tekstil filtre malzemeleri genelde katı-gaz ve katı-sıvı ayrımında
kullanılır. Ayırma işlemine bağlı olarak, filtrasyon genelde partikül filtrasyonu, mikrofiltrasyon,
ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon ve ters osmoz olarak adlandırılır[1].
Filtrasyonda, nonwoven kumaşlar genellikle mekanik, yaş ya da hava yoluyla oluşturulan, enine kesiti
boyunca birbirine bağlanmış açık alanlara sahip ve bir yanından diğer yanına akan sıvı veya gaz
akışkanlarının ihtiva ettiği parçacıkların belli bir yüzdesini giderme kabiliyetine sahip olan düzensiz elyaf
tabakası olarak tanımlanabilir[2].
Nonwoven filtreler, yüzyıllardan beri farklı yöntemlerle yüzeye dönüştürülen selüloz ve yün keçeleri
kapsayan birçok formda var olmuşlardır. Sentetik nonwoven filtrelerin kullanımı ise 1950 ve 1960’larda
tek kullanımlık bebek bezlerinin icadı ile başlamıştır[2].
2. NONWOVEN FİLTRELER
Tekstil materyalleri arasında özellikle dokuma ve nonwoven kumaşlar, karmaşık yapıları ve uygun
kalınlıkları sebebiyle filtrasyonda kullanılmaya uygundurlar. Nonwoven kumaş filtrelerin dokuma kumaş
filtrelere göre avantajları şunlardır:
• Yüksek geçirgenlik
• Yüksek filtrasyon verimliliği
• Düşük bükülme eğilimi
• Dokuma kumaşlarda görülen iplik kaymasının olmaması
• Đyi sızdırmazlık [1]
Nonwoven kumaşlar; membranlara, metal malzemeden dokunmuş kumaşlara ve monofilament dokuma
kumaşlara nazaran daha kalın kesite ve hacimliliğe sahiptirler. Bu yüzden nonwoven kumaşlar yüksek
miktarda parçacık yüklemesi, uzun ömür veya bir sıvı veya gaz akışının genel temizliği istendiği zaman
tercih edilirler. Nonwoven kumaşlar diğer kumaş tiplerinin çoğuna nazaran daha ucuzdurlar[2].
2.1. Farklı Filtrasyon Đhtiyaçları için Kullanılan Nonwoven Kumaş Tipleri
Wet-laid (yaş serim) sentetikler daha ince bir yüzey ve daha tutarlı gözenek boyutunun önemli olduğu
alanlarda tercih edilmektedir. Oldukça mukavim olan spunbonded kumaşlar ortalama bir toz tutma
kapasitesine sahipken wet-laid ve melt blown kumaşlara göre tutarlı gözenek boyutu dağılımı konusunda
eksiktirler. Spunbonded kumaşlar; soğutma, membran drenaj tabakaları ve meltblown kumaş kartuşlarda
kullanılırlar. Needlefelt kumaşlar filtre torbalarında olduğu gibi mukavemet ve dayanımın gerekli olduğu
uygulamalarda kullanılır. Air laid ve air bonding kumaşlar; büyük parçacıkların tutulduğu ön filtreleri de
kapsayan hava filtrasyonundaki yüksek toz tutma yeteneği, hacimlilik ve yüksek yaylanma özellikleri
sebebiyle yaygın olarak tercih edilirler. Bu kumaşlar tipik olarak yüksek boşluklu hacme sahiptirler.
Meltblown nonwoven kumaşlar sıvı ve gaz filtrasyon uygulamalarının birçoğuna hızlı bir şekilde
yayılarak yükselmeye devam etmektedirler[2].
Melt blown nonwoven kumaşlar oldukça düşük maliyetlidirler ve ön filtreleme ve yüksek performansın
ve hassas filtrasyonun gerektiği son filtrelerde kullanılmaktadırlar. Resinbonded nonwoven kumaşlar
hava filtrelemede popülerdir ve pointbonded kumaşlar erime ve yumuşama noktası benzer olmayan
kumaşları birleştirmeye yarayan diğer tüm bonded kumaşlara alternatif sağlarlar[2]. Kaynak, H.K., Değirmenci, Z. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) 78-84 :
80
2.2. Nonwoven Filtreler için Hammaddeler
Needlepunched filtre kumaşları iyi bir boyutsal stabilite, mükemmel parçacık tutumu ve tıkanmama
özelliklerine sahiptirler. Genelde, polyester, homopolimer akrilik, naylon, polipropilen, Nomex®,
Ryton®, P84® ve PTFE liflerinden yapılırlar.
Dupont firması, bir Teflon®-cam elyafı karışımını Tefaire® adı verilen nonwoven filtre kumaşı olarak
geliştirmiştir. Toz, Teflon® lifinin üzerinde toplanır ve cam lifi öbeği daha temiz görünür. Üreticiye
göre, Teflon® lifleri filtre torbası ömrünü arttırırken diğer taraftan az miktardaki ince cam lifleri mevcut
toplam lif yüzeyini arttırır ve toz toplama verimliliğinin artmasına neden olan gözeneklilik düşüşüne
sebep olur.
Polipropilen sahip olduğu yüksek kimyasal dayanım sebebiyle yaygın olarak dokunmuş ve nonwoven
yapılarda sıvı filtrasyonunda filtrasyon özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla kullanılır.
Rayon ve polyester needlefelt kumaşlar tek kullanımlık filtre elemanı olarak kullanılan mikron düzeyinde
toz torbalarında kullanılmaktadır. Naylon ve polipropilen kumaşlar da bu amaçla kullanılırlar[1].
2.3. Nonwoven Filtrelerdeki Son Gelişmeler
Filtrasyon materyallerindeki son gelişmeler şöyle sınıflandırılabilir:
• Elyaf inceliği (mikro ve nano lifler)
• Kaplama ve lamine filtreleme sistemleri
• Fonksiyonelleştirilmiş filtreleme sistemleri
Elektrostatik yükleme
Đletken filtre malzemeleri
Aktif filtreleme sistemleri (katalizörler, aktif karbon)[3]
Bu bakış açılarının içerisinde şüphesiz nanospinning nonwoven filtrasyon açısından çok büyük önem
taşımaktadır. Nanolifler; sağlık, filtrasyon, bebek bezi, ıslak mendil, kompozit, yalıtım, enerji depolama
gibi katma değeri yüksek birçok uygulamada kullanılan yeni bir tip materyal sınıfıdır[4]. Son günlerde,
teknik tekstil uygulamalarında kullanılan filtrelerin nanospin yöntemi kullanılarak, daha hassas hale
getirilmesi ve daha yüksek filtreleme performansı sağlanması mümkündür.
Şekil 1. Elektrostatik eğirme için çalışma prensibi
Elektro spinning micron düzeyinin altındaki çaplarda çok ince lif üretmek için kullanılan dikkat çekici bir
teknolojidir. Bu işlemde, güçlü ve homojen olmayan bir elektrik alanı, polimer solüsyonunun polimer Kaynak, H.K., Değirmenci, Z. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) 78-84 :
81
jetinden çıkarılarak solventin buharlaştırılması ile polimer solüsyonun katılaşmasını ve düzenlenmesini
sağlamak suretiyle polimer solüsyonu üzerine etki eder. Bu liflerden oluşmuş düzensiz yüzeyler mikron
ve mikron altı partiküllerin yanı sıra bakteri ve virüsler için kullanılan oldukça verimli filtre olma
özelliğine sahiptirler[5].
(a) (b)
Şekil 2. (a)Đnsan saçı ve nanoliflerden oluşmuş yüzeyinin karşılaştırılması
(b)Polen sporunun nanoliflerden oluşmuş yüzey üzerindeki görünümü
Nanoliflerden üretilmiş nonwovenlar, konvensiyonel nonwovenlara nazaran yüzey alanlarının
ağırlıklarına oranlarının oldukça yüksek olması sebebiyle özel nicelikler sergilerler. Düşük yoğunluk,
kütlelerine oranla yüksek yüzey alanları, yüksek gözenek hacmi ve sıkı gözenek büyüklükleri
nanoliflerden üretilmiş nonwoven kumaşları filtrasyon uygulamalarının birçoğu için uygun hale
getirmektedir. Elektrospun nanolifler, meltblown nanolifler ve spunbonded nanolifler arasındaki en temel
kıyaslama elyaf ebatlarıdır. Elyaf ebatları arasındaki farklılık, elyaf yüzey alanı, ağırlık, kalınlık,
geçirgenlik ve mukavemet gibi temel yüzey özelliklerinde çok büyük farklılıklara sebep olur. Durgun ve
kendinden temizlemeli filtrasyon uygulamalarının her ikisinde nanoliflerden üretilmiş filtreler birçok
konvensiyonel filtreleme malzemesinden daha uzun ömürlü olduklarını kanıtlamışlardır. Filtrasyon
mühendisleri sürekli olarak filtre performansının üç temel özelliği olan filtre verimliliği, basınç düşmesi
ve filtre ömrünü dengelerler[4].
2.4. Nonwoven Filtrelerin Teknik Tekstil Uygulamalarında Kullanımları
Nonwoven filtrelerin birçok kullanım alanına sahiptir;
• Ev teknik tekstilleri (elektrikli süpürge filtreleri, hava filtreleri)
• Sağlık teknik tekstilleri (yüz maskeleri)
• Taşımacılık teknik tekstilleri (yağ, hava, polen ve benzin filtreleri)
• Savunma teknik tekstilleri (Sars ve H5N1 virüsüne karşı nanomaskeler )
• Paketleme teknik tekstilleri (kahve filtreleri, çay poşetleri)
2.5. Nonwoven Filtrasyon Pazar Payı
Tekstil filtreleri için pazar payı; %70-75 ile nonwoven kumaşlar, %20-25 ile dokuma kumaşlar ve %1-5
ile örgü kumaşlar şeklindedir[3].
Filtrasyon ve ayırma elemanları için pazar payının 2004 yılı içerisinde 20 milyar olduğu tahmin
edilmektedir. Bu pazarı genişlemeye zorlayan sebepler ise;
• Taze ya da dönüştürülmüş su için daha iyi temizliğe olan talepler
• Daha iyi bir iç hava kalitesi
• Daha hassas seviyelerde bir ayırma için evrensel talepler Kaynak, H.K., Değirmenci, Z. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) 78-84 :
82
• Daha iyi bir sıcak eksoz gazı filtrasyonu ihtiyacı
• Tüm ayırma operasyonlarında daha yüksek enerji verimliliği ihtiyacı
• Güçlenen evrensel yasalar
2004’ten 2009’a filtrasyon endüstrisindeki gelişme yıllık %6’lık büyüme oranıyla %34’ü geçeceği tahmin
edilmektedir. Su arındırmada daha temel bir anlamda amaç, gelişmekte olan ülkeler için daha güvenli
içme suyu üretmektir. Bu sektörde en hızlı gelişen coğrafik pazarlar Çin, Hindistan ve Güney
Amerika’dır[6].
Filtrasyon amaçlı kullanılan nonwoven kumaş pazarı dünya genelinde yaklaşık olarak 2 milyar dolardır.
Pazar dağılımı ise ağırlıklı olarak Kuzey Amerika’nın, Avrupa’nın ve Asya’nın önemli bölgelerinde
yoğunlaşır. En geniş kullanım hacmini ‘baghouse’ filtrasyonu amaçlı kullanılan en ağır ve en pahalı çeşit
olan needlefelt kumaşlar oluştururken, özellikle polipropilen polimerinden yapılan spunbonded nonwoven
kumaşlar araçlarda kullanılan klima filtrelerinde ve en ucuz fiyat ve en hafif ağırlığa sahip olmaları ile
uçak sistemlerinde kullanılmaktadırlar[2].
Filtrasyon pazarı özellikle nonwoven kumaşlar için geniştir. Nonwovenlar için tek başına en geniş olan
pazar, needlefelted nonwoven kumaşlar ile ‘baghouse’ filtrasyonudur. Needlefelted nonwoven kumaşlar
bu uygulama alanında, mikrogözenekli membranlar veya gözenekli kaplamalar için de temel malzeme
olarak hizmet vermektedirler. Benzer needlefelted nonwoven kumaş yapıları; boya, kimyasal ve genel
olarak endüstriyel uygulamalarda sıvı filtre torbalarında bulunmaktadır. Meltblown nonwoven kumaşların
HVAC ve yüksek verimlilik gerektiren uygulamalarda hava filtrelemedeki popülariteleri artmaktadır.
Meltblown nonwovenlar ilaç ve yarı iletken endüstrilerinde yüksek performanslı uygulamalarda ön
filtrelemede veya son filtrelemede sıvı kartuşlarında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Membran kartuş
firmaları ilk olarak 1970 ve 1980’lerin başlarında meltblown nonwoven kumaşları kullanmaya
başlamışlardır ve bu Pazar halen genişlemeye devam etmektedir. Spunbonded nonwoven kumaşlar;
soğutma amaçlı filtrasyon, kartuş pleat ve membran desteği, hava ve sıvı için malzeme göçünü geciktiren
tabakalar, torbalar, havuz ve spa filtreleri ve daha birçok alan ile muhtemelen en çok yönlü olan
kumaşlardır. Bu kumaşlar mukavemet, makul toz tutma kapasitesi, belirli durumlarda rijitlik, yanal
geçirgenlik özellikleri sağlamaktadırlar.
Nonwoven kumaşlar büyümeye devam etmektedir ve bazı durumlarda diğer üretim tekniklerinin pazar
payını almaktadır. Bununla birlikte, filtrasyon endüstrisinin önemli eğilimleri nonwoven kumaşlar için
birçok şartı gerektirmektedir. Bu önemli eğilimler; (1) çevresel bilinç, (2)daha hassas filtreleme, (3)
özellikli malzeme, (4) tüm dünyada bulunabilme. Çevresel bilinç, nonvowenların; tekrar kullanılabilir,
uzun ömürlü, kimyasal veya buhar tutma kapasiteli, çürüyebilme veya dönüştürülebilme sahip olması
gerekliliğini öne sürer. Nonwoven kumaşlar daha hassas filtreleme ihtiyacına ayak uyduracaktır ve bazı
firmaların iddia etmeye başladığı gibi birtakım uygulamalar için ortalama gözenek çapının bir mikronun
altında olduğu verimlilikleri ile mikrogözenekli membranlara ile meydan bile okuyabilmektedir. Özellikli
filtrasyon materyalleri nonwovenların büyümesi için anahtardır. Sonuç olarak nonwowen kumaşlar için
en iyi yıllar önümüzdedir, firmalar ve filtre üreticileri özellikli ve performanslı nonwoven filtrasyon
malzemeleri için fırsatları sömürmeye devam etmektedirler. Son olarak, filtrasyon; sıklıkla patentli veya
uygun bir işlem çeşidinden çıkmış olan özellikli filtrasyon malzemesinin, dünya geneline nakliye edildiği
bir ticarettir[2].
Bugün Türkiye’nin 6 nonwoven üreticisi EDANA üyesidir. 2004 yılında Türkiye’nin nonwoven kumaş
üretim miktarı 110.000 ton olarak tahmin edilmektedir aynı yıl nonwoven kumaş ithalatı 41.000 ton ve
nonwoven kumaş ihracatı ise 18.000 tondur. Bu Türkiye’nin 2004 yılı nonwoven kumaş tüketiminin
133.000 ton olduğu anlamına gelmektedir. Buna ek olarak 2003 yılında, Türkiye’nin dünyanın toplam
nonwoven kumaş ihracatı içerisindeki payı %0.4’tür[7]. Kaynak, H.K., Değirmenci, Z. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) 78-84 :
83
Tablo 1. Türkiye’nin yıllara göre nonwoven kumaş ihracatı (2000-2004) [7]
Yıl Đhracat miktarı
2000 9 milyon dolar
2001 5 milyon dolar
2002 20 milyon
dolar
2003 28 milyon
dolar
2004 46 milyon
dolar
Tablo 2. Türkiye’nin yılara göre nonwoven kumaş ithalatı (2000-2004) [7]
Yıl Đthalat miktarı
2000 55 milyon
dolar
2001 52 milyon
dolar
2002 77 milyon
dolar
2003 107 milyon
dolar
2004 143 milyon
dolar
5. SONUÇ
Filtrasyonun önemi ve filtre edilmiş materyallere gereksinim günlük hayatımızda ve teknik tekstil
uygulamalarında gün geçtikçe artmaktadır. Bu artan önem daha fazla filtre materyalinin tüketilmesine
sebep olmuştur. Bu talebe bağlı olarak da üretim miktarı artmakta ve üretim teknikleri daha iyi
performans ve daha uzun ömürlü filtre materyalleri elde etmek üzere değişmektedir. Bu durumda
nonwoven kumaşlar makul fiyatları, yüksek üretim miktarları ve diğer kumaş üretim tekniklerine nazaran
daha kolay uygulanan yeni tekniklerle ön plana çıkmaktadır. Bu avantajları sebebiyle nonwoven
filtrelerin pazar payının gelecekte artacağı düşünülmektedir. Kaynak, H.K., Değirmenci, Z. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2010 (2) 78-84 :
84
6. KAYNAKLAR
1. Adanur S., (1995), “Wellington Sears Handbook of Industrial Textiles”, Technomic Publishing,
USA.
2. Gregor E.C., (2007), “Primer on Nonwoven Fabric Filtration Media”.
http://www.egregor.com/whitepapers/NONWOVEN%20PRIMER.pdf
3. Beke B.V., (2005), “Ecotextiles”.
http://www3.itv-denkendorf.de/itv2/downloads/d0005056/WG3TamBeke2.pdf
4. Ariharasudhan S., Gopalakrishnan D., (2007), “Polymeric Nanofibre Web in Filtration”.
http://www.fibre2fashion.com/industry-article/technology-industry-article/polymeric-nanofibre-web-infiltration/polymeric-nanofibre-web-in-filtration1.asp#
5. Bahners T., (2007), “Electro-spun nanofibers – a way to improved wet filtration efficiency of
textile filter media” http://www.dtnw.de/Filter.pdf
6. Rideal G., (2005), “Filtration: The marketplace”, Filtration+Separation, Pp:30-33
7. EMEK A. (2004) “Teknik Tekstiller Dünya Pazarı, Türkiye’nin Üretim ve Đhraç Đmkânları”,
Yüksek Lisans Tezi, Araştırma ve Geliştirme Başkanlığı Sanayi Dairesi, Ankara.
