YIKANMASI GEREKMEZ, KENDİ KENDİNİ TEMİZLEYEBİLEN KUMAŞALARA YAKLAŞIM
1951 senesinde aktör Alex Guiness tarafından oynanan „ The Man in white suit (Beyaz elbiseli adam)“ filmi, beyaz elbise yapımında kullanılan, hiç kırışmayan ve kirlenmeyen yeni bir elyafın geliştirilmesini konusunu işlemekte idi.
Buna karşılık en büyük itiraz ve direniş tekstil sanayisinden gelmiştir. Bu beyaz elbisenin eskime direncinin, ilerideki işlerine zarar vereçeği düşünülmüştü. Filmde yeni elyaf güneş ışığında bozulup dağıldığı için, geleneksel yöntemde çalışmalar devam etmiştir.
Günümüzdeki, araştırma ve geliştirmeler, önemli teknik faydalarından dolayı, kendi kendisini temizleyen kumaşlara yönelmişlerdir. Bu gelişmelerden bazılarının, giysilerin kullanımı esnasındaki gerekli bakımı azalttıkları görülür. Bu husus tüketiciler için iyi bir gelişme olup, onların zamandan tasarruf etmelerini sağlamaktadır. Aynı zamanda, evsel su ve elektrik tüketimi de azalmaktadır.
Diğer taraftan, kendi kendini temizleyen giysi ve kumaşların gelişmesi neticesinde, giysilerin bakım zincirinde önemli düşüşlere sebep olur. Evsel çamaşır ve kurutma makinelerinin satışları düştüğü gibi, çamaşırhane ve kuru temizleyicilerini de olumsuz yönde etkilemiştir.
Yıkama maddeleri ve kuru temizleme ilaçlarının kullanımıda azalır. Metallere, plastiklere, kaplama maddelerine, makine parçalarına ve mikroproseslere olan talep düşebilir.
Elektrik ve su kullanımı azalabilir Değişik kimyevi madde ve artık su birleşimlerinin yapısı değişeçeğinden, bunları arıtan tesislerde de değişikliklere gidilmelidir.
Günümüzde Batı Avrupa ülkelerinde bir günde takriben 500 Milyon giysi yıkanmaktadır. Kendi kendini temizleyebilen giysiler nedeniyle, atık miktarında önemli azalmalar olabilir.
Gösterilen genel ilgi ve hijyenik, kendi kendini dezenfekte ve kirlerden arındırma talebinden dolayı , kendi kendini temizleyen kumaşlara talep artacaktır. Bu talep, özellikle çevre ve tıbbi sebeplerden olacaktır.
Kendi kendini temizleyen kumaşlar için iki çeşit yaklaşım bulunmaktadır.
· Super hidrofobik yüzey terbiyesi
· Hidrofilik(Fotokatalitik) terbiyesi
Süper hidrofobik yüzey apreleri
Bu apreler nilüfer çiçeğini taklit ederler. Bunlar, biomimetik apreler olup, elyaf yüzeyinin ıslanmasını ve 1750 temas açısını temin etmeye çalışırlar. Bu şekilde, teorik olarak ıslatmayan yüzey temas açısı olan 1800 ‘ye yaklaşır. Bu açı, geleneksel su itici işlemlerin temin ettiği açıların çok üzerindedir. Geleneksel açılar 120-140 0 arasındadır.
Niliüfer çiçeği tesiri, bu çiçeğin yapraklarına yönlendirilmiştir. Bu yaprakların üzerinden kayan su damlacıkları(mesela; yağmur,su), yaprakların üzerinde biriken kir ve kırıntıları, doğal temizleme hareketi ile uzaklaştırılır.
Almanya’da Bonn şehrinde, Nees Enstitüsünde görevli Profesör Wilhelm Barthlott, nilüfer yaprağı üzerinde bulunan mikro ve nano yapısında, mumla kaplı yapının su, yağ ve kirlerin temas alanını önemli ölçüde azalttığını belirlemiştir. Aynı kişi, “Nilüfer tesiri” patentinin sahibidir.
Bu şekilde, çok düzgün bir yüzeyin temas alanı yüzde yüz(% 100) olarak belirtilmesine karşılık, nilüfer yaprağının nano yapısındaki temas alanı yalnız yüzde 0,7’dir (%70).
Nano yapılı yüzeyde, su damlaları, sıkıca yerleştirilmiş çivili yapıda teşekkül eden bir yataktaki ufak bir çelik bilya gibidir. Yaprağın yüzeyine meyil verildiğinde, su damlaçığı yaprağın üzerinden kayarak, beraberinde kirleri de götürür ve yaprağı temizler. Yaprak üzerindeki su damlacığının altında daima bir hava tabakası bulunur.
Hidrofilik (Fotokatalitik) terbiyeler
Hidrofilik terbiyeler, foto aktif madde olan nano parçacıkları halindeki anastase titanium dioksid’in fotokatalitik özelliklerine dayanırlar. Bu madde, elyaf yüzeyindeki kirler üzerinde, fotokatalitik temizleme yapar.
Nano yapısındaki anastase titanium dioksid, ışık içinde UV radyasyon vasıtası ile, ile yüzeydeki kirler üzerinde kimyevi parçalanmaya sebep olur. Yüzeyde bulunan kir veya lekeleri (mesela kırmızı şarap) oksidatif parçalanma ile yok eder.
Superhidrofobik terbiyeler
Nanosphere terbiye teknolojisi, Schoeller Technologies AG ve Clariant International Ltd. araştırmacıları tarafından tekrardan formüle edilmiştir.
C8 florokarbon teknolojisi yerine, C6 florokarbon teknolojisi kullanılarak, perfloro oktan sülfanad (PFSO) veyahut perflorooktanoik asid (PFOA) bulunmasına gidilmiştir.
Yeni özel kaplama yatağı geliştirilmiş olup, elyaf yüzeyine milyonlarca nano parçacıkları yerleştirilir. Bu şekilde, en üstün özellikler temin edilir.
Nanosphere teknolojisi çok üstün seviyede su iticilik ve doğal kendi kendine temizleme hareketi veren, çeşitli yapıda inorganik nanoparçacıkları kullanır. Çok az su yardımı ile, kir parçacıkları Nanosphere ile işlenmiş kumaşlardan uzaklaştırılır. Nanosphere işlemi görmüş giysiler daha az kirlenip, daha az sıklıkta yıkanırlar. Yıkamalar, çevreye daha faydalı olacak, daha düşük ısılarda yapılır.
Bu teknoloji yıkamaya dayanıklıdır. Nanosphere terbiye teknolojisi, pamuk ve doğal elyaf karışık kumaşlarda, kir, su ve yağ iticiliği temin eder. Nanosphere teknolojisi, pamuk, ipek ve yün mensucata tatbik edilir.
BASF, özellikle, güneşlik, bayrak, yelken bezi ve çadır bezleri için Mincor TXTT terbiye sistemini geliştirmiştir.
Bu sistem nanoparçacıkların (100 Nano metre boyutunda küçüklüğü boyutlarında) bir polimer yatağın içine gömülmesinden meydana gelir. Bu şekilde kalıcı nano yapısında bir yüzey yaratılır. Nilüfer yaprağının doğal kendi kendine temizleme özelliği taklit edilir.
BASF’in “Mincor TXTT” terbiyesi, Alman Denkendorf Tekstil ve Proses Mühendisliği Enstitüsü (ITV) özel ödülüne layık görülmüştür.
Amerika, Güney Carolina’daki Clemson Üniversitesi, kendi kendine temizleme terbiyesi için başka bir yöntem geliştirmiştir. Bu yöntemde, gümüş nano parçacıkları polyglycidyl methacrylate polimer filmi içine gömülür. Bu apre, ipek, pamuk ve poliester’e kaplama usulü ile tatbik edilir. Kumaşa kalıcı olarak bağlanır ve yıkama ile çıkmaz. Bakterileri öldürmak ve onların nüfusiyetini önlemek için, antimikrobiyal parçacıkları taşıdığından dolayı kokuları dağıtır. (Mesela; ter veya tütün kokusu)
Son zamanlarda, Zürich üniversitesinden Stefan Seeger, şimdiye kadar yaratılabilen en iyi su iticilik özelliğine sahip kumaşı yarattığını belirtmektedir. Polyester elyafları, milyonlarca çok küçük boyutta silikon nanofilamentler ile kaplanır. Çok yüksek kimyevi hidrofobik özelliğe sahip silikon nanofilamentler (40 nm genişliğinde) super hidrofobik bir apre oluşturur. Bunlar kendi aralarında kalıcı bir hava tabakasını oluşturur. Bu tabaka, böcek ve örümceklerin su altında nefes almalarını sağlayan sisteme benzer. (Bu tabakaya plastron tabakası denir.) Bu palstron tabakası, su içinde hareket halinde iken, sürtünmeden meydana gelen çekmeyi %20 civarında azaltır. Bu tesir mayolarda kullanılabilir. Gerçekten de, mayolar asla ıslak olmazlar.
Poliester elyafında bu kaplamayı yapabilmek için, silikon gaz halinde nanofilamentleri yaratabilmek için, elyafın üzerine yoğunlaştırılarak tatbik edilir. Bu kaplama, yün, pamuk ve viskon elyafına da tatbik edilebilir. En iyi netice poliester üzerinde alınmıştı
Yapılan kaplama sürtünmeye dayanıklı olmasına rağmen, gündelik yıkama devrelerine dayanmaz.
Ariel Üniversitesi, Centre of Samaria’da görevli Prof. Edward Bormashenko, kendi kendini temizleyen tekstil üzerinde araştırmalar yapmaktadır. Bu araştırmanın prensibi, kuşların tüylerinde bulunan nano boyutundaki (100 nm-10 micron genişliğindeki) yivlerin, oyukların ve bunların yüzeysel kabalıklarının, elyaf üzerinde taklit edebilecek, super hidrofobik bir polimerin kullanılması esasına dayanmasıdır.
Bu özel yiv ve oyuklar, (180 0 ‘ lik bir açıda) tüylerin etrafında bir hava tabakası yaratıp, sıvıların yapışmalarını önler.
Aynı zamanda, (Çin’de Beijing şehrindeki Chinese Academy of Sciences) akademisinde görevli Jiang ve arkadaşları “Morpho aega” adlı kelebeklerin kanatlarının temiz ve kuru kalmalarını temin eden yapıyı da tekstillere uygulamaktadırlar. Kelebeklerin kanatlarındaki çok ince pullar, kumaş üzerinde taklit edilebilir ise, kendi kendini temizleyebilen kumaşlar üretilebilir.
Hidrofobik terbiyeler
Pamuklu üzerinde yapılan araştırmalar neticesinde, nanoparçacıklar şeklinde tatbik edilen “anatase titanium dioksid”, kırmızı şarap gibi elyaf yüzeyindeki lekeleri fotokatalitik olarak parçalayabildikleri görülmüştür.
Ultraviyole radyasyonu TiO2 katalisti tarafından emilir. TiO 2 yarı iletkendir. 3.0eV(rutile) ve 3.2 eV (anatase) arasında bir bandı kapsar. Fotokatalist tarafında, bu bandan fazla enerji sahibi photon emildiği takdirde, valans bandından kondüksiyon bandına bir elektron yüklenir.
Bu şekilde, bir delik meydana gelir. Hem delik ve hemde elektron Fotokatalist’in yüzeyinden nüfus ederler.
Yüzey elektronları genelde oksijeni yüzeyde azaltır. Yüzey deliklerde, genelde organik maddeleri veya su moleküllerini oksidize eder.
Elektron vakansları(delikleri) su ile reaksiyona girdiği zaman, reaktif hidroksil radikalleri ve protonlar meydana gelir.
Pamuklu kumaş üzerinde Nanokristaline anatase TiO2 filmi, düşük ısı sol-gel prosesi kullanılarak ve gerekli basınç altında alkoksid(alkoxide) çözeltisi kullanarak meydana getirilir. Kendi kendini temizleme özellikleri, iyileştirilmiş antibakteriyel performans ve bir boyanın parçalanması(Neolan Blue 2G) ile ölçülür.
Yün ve ipek üzerindeki araştırmalara da devam edilmiştir. (Hong Kong’da Dr. Walid A. Daoud tarafından)
Kendi kendini temizleyen yün, yünün hafif bir acylating maddesi (Succinic anhydride) ile işlem görür. Bu şekilde, yün elyafının yüzeyindeki Karboksil (Carboxyl) gruplarının, nanokristal anatase TiO2 gruplarına yaklaşmasını düzeltir. İşlem gören elyaf, kırmızı şarap ile kirlendiğinde ve güneş ışığı simülatörüne tutulunca, leke tamamen yok olur.
Nanokristalin şeklinde Anatase TiO2 daha büyük bir yüzey alana sahip olup, daha tesirli bir fotokatalistdir.
Fakat, doğal güneş ışığında yalnız yüzde üç(%3) yüksek enerjili mavi ve ultra violet radyasyon vardır ve rengin yok edilmesi için zaman gerekir. Anında, netice vermez. Taklit edilen güneş ışığı uygulamasında, kahve lekesi 2 saat içinde, mavi mürekkep lekesi 17 saatde ve kırmızı şarap lekesi ise 20 saat içinde yok olduğu gözlenmiştir.
Kendi kendini temizlemenin diğer bir yolu ise, kimyevi toksinleri parçalayabilecek, enzim ihtiva eden, çok ince (500 nm), komposite bir film tabakasının kullanılmasıdır. Bu şekildeki kaplamalar, Amerika’da geliştirilmiş olup, böcek ilaçlarını ve benzer kimyevi maddeleri yok etmekte kullanılmaktadır. (Dr. Alok Singh ve arkadaşları, Novel Research Laboratory’s Center for Bio/Molecular Science and Engineering, Washington, DC, USA)
Bu kaplamanın, toksinleri çabuk ortadan kaldırdığını ve zararlı bir artık vermediği görülmüştür. Askeri ve sivil koruyucu giysile için ideal olduğu görülmüştür.
tekstilvekonfeksiyon.com
tekstilvekonfeksiyon.com
