Fiziksel Özellik Yönünden Farklılığa Sahip BileĢenler

Daha önceden de belirtilmiş olduğu üzere kimyasal olarak monokomponent ama fiziksel olarak (çift bileşen kullanıldığından) bikomponent olan lif üretmek mümkündür. Bu türe ait bikomponentlerin üretimi, bileşenlerinin yapışma kabiliyetlerinin genel olarak problem teşkil etmemesi yönünden avantajlı bir metod olarak söylenmektedir.

a) Viskozitedeki Farklılıklar

Societe de la Viscose Suisse sahip olduğu patentlerde viskoziteleri farklı iki eriyik kullanılarak üretilen kendiliğinden kıvrımlaşan poliamid lifleri tanımlamış; örneğin, viskozitesi düşürülmüş 0.94 ve 1.17 viskoziteye sahip iki polikaprolaktam lif kesitinde yan-yana gelecek biçimde üretilmiştir. İki bileşene ait çift kırılma indisindeki farklılık 0.11 olduğunda ve 190C‟de çekme sonrası, gerilimin uzaklaştırılması ile kendiliğinden kıvrım oluşmaktadır. Diğer bir patentte bu çeşit bir poliester bikomponent içinde benzer sonuç eldesi iddia edilmiştir. ICI şirketi ortalama viskozitenin %10-60‟ı kadarlık viskozite farklılığına sahip bir poliester bikomponent tanımlamıştır.

Mitsubishi Rayon firmasına ait bir patentte stereoregular polipropilen ile viskozite farklılığından yararlanma ile bikomponent eldesi için bileşenlerden biri veya ikisi üzerinde termal koşullarda değişiklik yapılarak sonuca gidilir. Bu amaca yönelik metodlardan birinde, bileşenlerden birisi oksitlenme sabitleyicisi ile muamele edilip, iki bileşen birden aynı koşullar altında ısıtılarak; bir diğerinde, bileşenlerden bir tanesi farklı uzunlukta bir zaman dilimi için ısıl fikseye tabi tutularak; bir başkasında da bileşenlerden bir tanesine daha yüksek sıcaklıkta ısıl fikse ile muamele edilerek üretim gerçekleştirilir. Eriyik haldeki iki polimerden birisinin ısıl bozunma hızlandırıcısı ile muamele edilmesi de başka bir yöntemdir. ICI‟ın tanımını yaptığı bu yöntemde, poliester eriyiği iki bileşeni oluşturacak akıntılar olarak ayrılmakta ve bunlardan bir bileşenin molekül ağırlığı, dolayısıyla viskozitesi uygun kimyasallar eklenerek düşürülmektedir. Daha sonra bu iki bileşene ait akım birbiri içine karışarak birlikte ekstrüde edilir.

b) Üretim Sıcaklığında Farklılık

Hoechst„e ait patentte polietilen teraftalat bikomponent lifler tanımlanarak, buradaki bikomponent karakter sadece iki ekstrüderde farklı sıcaklıklar kullanılması ile uygulamaya konulmuştur; ekstrüderdeki üç farklı bölgeye ait sıcaklıklar birinci de 295C, 305C, 305C ve ikincisinde ise 305C, 315C, 315C olacak şekilde alınmıştır.

c) Konstrasyondaki Farklılık

Bikomponent filamenti oluşturan iki bilesene ait ısıl büzülme farklılığı aynı polimere ait farklı konsantrasyona sahip iki çözeltiyi yan-yana üreterek elde edilebilir.

Courtaulds firması, bu metotla akrilik bikomponent eldesini tanımlamıştır. İki çözelti arası konsantrasyon farkı, konsantrasyonca zayıf olanın en az %4‟ü (optimum kıvrım eldesi için %25) kadar olmalıdır. Yıkama sonrası, filamentler sıcak su içerisinde uzunlukları yönünde 9-10 defa gerilime tabi tutulup sıcak hava ile kurutulurlar.

d) Eriyik İçerisine Reaktif Olmayan Düşük Molekül Ağırlıklı Parçacıklar Karıştırılarak

Bu metod ile kendiliğinden kıvrımlaşan bikomponent lifler yan-yana çekim yöntemi ile biri poliamid diğeri ayni poliamide miktarca en fazla %10‟u kadar gliserol karıştırılması ile oluşan bileşenler kullanılarak elde edilir. Bu uygulama sonrası fazla gliserol sıcak su ile uzaklaştırılıp, çekme işlemi verildikten sonra kendiliğinden kıvrım oluşumu gözlemlenmektedir.

e) Moleküler Ağırlık Dağılımındaki Farklılıklar

Kendiliğinden kıvrımlaşan bikomponent lifler kimyasal yapıları ve intrinsic viskoziteleri aynı olan ama moleküler ağırlık dağılımları farklı bileşenler kullanılarak elde edilir. ICI şirketi bir dispersiyon katsayısı tanımlamıştır; bu katsayı ağırlık ortalama molekül ağırlığın sayı ortalama molekül ağırlığına oranı olarak belirtilmiştir. Daha sonrasında lifte yeterli miktar kendiliğinden kıvrım eldesi için bileşenlerden bir tanesinin dispersiyon katsayısının en az 6.5 ve iki bilesene ait dispersiyon katsayıları arası farkın 0.5‟ten büyük olması gerektiği söylenmiştir.

Örneğin, 1.1 mutlak viskoziteye sahip iki polipropilen polimer bileşeni dispersiyon katsayıları 8.4 ve 6.3 olacak şekilde 206C‟de yan-yana çekim ile üretilmiştir.

Sonrasında 100C‟de 3.5 çekim oranı ile gerilime tabi tutulan liflerde kendiliğinden kıvrım olduğu gözlenmiştir.

f) İki Polimer Eriyiğinin Akış Hızları Arası Farklılık

Hoechst kendiliğinden kıvrıma sahip lif üretimi için başka bir metod önermektedir.

Aynı eriyik iki ayrı akış ile iki bileşen oluşturacak şekilde aynı düze deliğinden farklı

mümkün olacaktır. İddia edilen bu teknikte bileşenlerin akış hız oranları 1:1.5‟tan 1:4‟e kadar değişebilmektedir.

g) Üretimi Tamamlanmış Monokomponent Lif Üzerinde Değişiklik

ICI firmasına ait bu metodla, üretimde eriyikten çekim ile elde edilmiş liflerin 170C-270C arası sıcaklıkta bıçak sırtı üzerinden geçirilerek, sonrasında sıcak ortamda dinlenmeye bırakılmak suretiyle tam kıvrımın elde edilebildiği rapor edilmiştir.

ICI‟a ait bir diğer patentde ise, monokomponent poliester lifleri üretim sonrası asimetrik olarak soğutulmakta; bunu yapmak için düzeden 10-35 cm kadar uzaklıkta bulunan sıvı ile filamentlerin yüzeylerinde soğuk bir film tabakası oluşturacak şekilde asimetrik soğutma işlemi uygulanmaktadır. Sonrasında çekme işlemine tabi tutulan liflerde kıvrım oluşumu gözlenmiştir. Alternatif olarak, üretim sonrası, soğutma kanalında düzeden 3-50 cm aşağıda gazların ters akımları ile asimetrik bir soğuma gerçekleşip, bu şekilde kıvrım eldesi de söz konusu olabilmektedir. Bu bahsi geçen alternatifin gerçekleşebilmesi için, normal endüstriyel uygulamalarda kullanılan düze deliklerinden daha büyük deliklere sahip düzelerin (0.55-5.5 mm) kullanılması gerekmektedir.

4.4.5 Hem Elastomerik Hem de Sert BileĢen Ġçeren Kendiliğinden KıvrımlaĢan Bikomponent Lifler

Bir yarısı elastomerik diğer yarısı sert bileşenden oluşmuş lifler oldukça yüksek elastiklik ve hacimlilikte iplikler üretimine imkan verirler. Hemen hemen patent literatüründeki tüm örneklerde iki bileşen proses esnasında birbirlerinden ayrılarak hacimlilik oluşumuna imkan vermektedir. Yani hacimliliğin kaynağı helisel yapı oluşumu veya başka bir sebepten dolayı değildir. Gerilme ve çekmeden önce, elastomerik-sert bikomponent yapı, kıvrımsız sert-sert bikomponent şeklinde görülür; çünkü sert bileşen gerilim altında elastomerik olanla birlikte hareket ettiği için ona sert bir görünüm kazandırmıştır.

Çekme olayı öncesinde iki bileşen yapışmaya başlar ve bu yapışma çok büyük oranda görülebilir. Çekme olayı genel olarak kaynar su ortamında orijinal uzunluğun 4 ile 8 katı kadar olacak şekilde uygulanır. Gerçekte, delaminasyon, yani bileşenlerin birbirlerinden ayrılmaları gerçekleşince, uygulanan gerilimin kalkması ile iplikte

kıvrım oluşumu görülür ki bu, elastik bileşenin sert bileşen etrafında ilmek şeklinde kıvrımlar alması şeklinde olmaktadır. Dinlenme konumunda uygulanan buhar muamelesinin temel mantığı maksimum hacimliliğe ulaşmaktır. Buhar bileşenler arası yapışık halde kalan diğer noktaların da ayrılmalarını sağlar ve iki bileşenin oldukça farklı miktarlarda büzülmelerine imkan verir. Dinlenme esnasında iyi bir yapışma eldesi için ayrıca bileşenler büküm işlemine de tabi tutulabilirler.

Bir patentte (B.P. 1088386, Monsanto Şirketi) yapışma kısmi, bölgesel olarak tasarlanmıştır. Doğal olarak kıvrım tamamen yapışmanın sağlandığı modele göre daha az oluşacaktır, ama yine de bileşenlerin yapışma sonrası iplik boyunca az ya da çok daha düzgün bir dağılım göstermeleri mümkün olacaktır. Ayrıca, elastomerik olmayan bileşen etrafında şişkinlik oluşması engellenir.

Bu bikomponent modelinde kullanılan elastomerik polimerler izosiyanat uç-gruplarını içeren başlangıç polimeri ile diamin, hidrazin ve hidrazin türevlerinin reaksiyonu sonucu oluşan segmentli poliüretanlar; sert bileşenler ise akrilik polimerleridir.

B.P. 1095147 patent nolu ICI firmasına ait modelde, elastomerik-sert bileşenlerin birbirlerine sert-sert bileşenler benzeri bir şekilde yapışması sonrası germe işlemi uygulanmasıyla ani kıvrım oluşumu ve helisel bir yapı eldesi tanımlanmaktadır.

Buradaki olay, yan-yana olarak üretilen bikomponentlerdeki büzülme farklılığının benzeri bir mantıktan kaynaklanmaktadır. monokomponentler ile karışım halde tülbent ya da hasır formatında dış kabuk kısmın erime sıcaklığı ile iç kısmın erime sıcaklığı arasında kalacak bir sıcaklığa ısıtılarak elde edilir. Isıtma işlemi ya fırında ya da yüksek sıcaklıkta kalenderleme ile yapılır.

Heterofil lif tutamları etraflarındaki diğer lifler ile birbirlerine kaynaşarak mükemmel