ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
MONOKOMPONENT LĠFLERDE KENDĠLĠĞĠNDEN KIVRIM ELDESĠ
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Müh. Mehmet Fatih CANBOLAT
(503031811)
Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 19 Aralık 2005 Tezin Savunulduğu Tarih : 1 ġubat 2006
Tez DanıĢmanı : Prof.Dr. Ali DEMĠR
Diğer Jüri Üyeleri Prof.Dr. Erhan KIRTAY (E.Ü.) Doç.Dr. Hale KARAKAġ
ÖNSÖZ
Sentetik liflerde üzerinde çalışılan temel mantık, en baştan beri, sentetik liflerin sahip olduğu dayanıklılık, sonsuz uzunluk gibi doğal liflerde görülmeyen özellikler yanına doğal liflere has özelliklere benzer özellikler eklemek ve sentetik liflerin kullanımdaki payını arttırmak şeklinde olmuştur. Bu anlamda özellikle son kırk yılda üzerinde önemli ilerlemeler kaydedilen bu lifler ile alakalı olan çalışmalar günümüzde de aynı hızda devam etmektedir. Sentetik liflere sıcaklık, rahatlık, matlık gibi doğal özellikler kazandırmak amaçlı uygulanmakta olan tekstüre yöntemlerinin maliyet ve zaman kaybı gibi dezavantajları sonucu, günümüzde bikomponent ve düşünce aşamasında olan monokomponent teknolojileri önem kazanmaktadır.
Bu çalışmanın konusu olan monokomponent liflerde kendiliğinden kıvrım araştırmasının yapılmasında bana yardımcı ve destek olan başta tez danışmanım Prof.
Dr. Ali Demir ve ailem olmak üzere, deneysel çalışmalarda yardımcı olan Gün Sazak Kozanoğlu‟na ve katkısı olan herkese teşekkür ederim.
Aralık, 2005 M. Fatih Canbolat
ĠÇĠNDEKĠLER
TABLO LĠSTESĠ v
ġEKĠL LĠSTESĠ vı
ÖZET vııı
SUMMARY ix
1. GĠRĠġ 1
1.1. Giriş ve Çalışmanın Amacı 1
2. SENTETĠK LĠFLER 3
2.1. Poliester (PET) Lifi 6
2.2. Poliamid Lifi 7
2.3. Polipropilen Lifi 9
3. FĠLAMENT ĠPLĠKLERE KIVRIM KAZANDIRMA YÖNTEMLERĠ 11
3.1. Yalancı Büküm Yöntemi ile Tekstüre 19
3.2. Hava-jeti ile Tekstüre 22
3.3. Bikomponent Lif Üretim Tekniği 25
3.3.1. Üreticiler 25
3.3.2. Polimerler 26
3.4. Monokomponent Lif Üretim Tekniği 28
4. BĠKOMPONENT LĠFLER 30
4.1. Terminoloji 31
4.2. Bikomponent Lifler 31
4.3. Bikonstituent Lifler 32
4.4. Bikomponent Lif Üretim Metodları 33
4.4.1. Yan-yana bikomponent lif üretimi 33
4.4.1.1. Grup I 33
4.4.1.2. Grup II 34
4.4.1.3. Grup III 34
4.4.2. İç-içe bikomponent lif üretimi 35
4.4.2.1. Ortak merkezli iç-içe bikomponent liflerin grup I metod ile
üretimi 35
4.4.2.2. Eksantrik, kompleks yapıda iç-içe bikomponent lif üretimi 35 4.4.2.3. İç içe elyaf üretiminde diğer metodlar 36
4.4.3. Kendiliğinden kıvrımlı bikomponent lifler 36
4.4.3.1. Elastomerik olmayan kendiliğinden kıvrımlaşma davranışına teorik
bakış 39
4.4.3.2. Elastomerik olmayan kendinden kıvrımlı bikomponent liflerin mekanik özellikleri
4.4.4.1. Büyük kimyasal farklılığa sahip bileşenler 47
4.4.4.2. Küçük kimayasal farklılığa sahip bileşenler 48
4.4.4.3. Fiziksel özellik yönünden farklılığa sahip bileşenler 50
4.4.5. Hem elastomerik hem de sert bileşen içeren kendiliğinden kıvrımlaşan bikomponent lifler 53
4.4.6. Bikomponent liflerin lifler harici kullanımları 54
4.4.6.1. Non-woven kumaşlar 54
4.4.6.2. Yan-yana bikomponentler 55
4.4.6.3. Diğer kullanımlar 56
4.4.7. Bikonstituent lifler 57
5. MONOKOMPONENT LĠFLER 59
5.1. İç-İçe Monokomponent Yapılı Lifler 59
5.2. Yan-yana Monokomponent Yapılı Lifler 60
5.3. Filament Kesit Şekli Değişikliği ile Asimetrik Soğutma Etkisi 63
6. DENEYSEL ÇALIġMALAR 65
6.1. Kullanılan Materyaller 65
6.2. Metod 65
7. SONUÇLAR ve TARTIġMA 75
KAYNAKLAR 79
EK 1 81
ÖZGEÇMĠġ 99
TABLO LĠSTESĠ
Sayfa No
Tablo 2.1. Yıllara göre Dünya lif kullanımının değişimi ……… 5
Tablo 2.2. Poliester lifine ait fiziksel özellikler ……….. 6
Tablo 2.3. Poliamid lifinin fiziksel özellikleri ……… 8
Tablo 2.4. Polipropilen lifinin fiziksel özellikleri ……….. 9
Tablo 3.1. Tekstüre metodları ……….. 12
Tablo 3.2. Bikomponentlerde en yaygın kullanılan polimerler……… 26
Tablo 6.1. 60 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları ... 67
Tablo 6.2. 80 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları ... 69
Tablo 6.3. 40 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları ... 70
Tablo 6.4. 50 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları ... 70
Tablo 6.5. 30 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları ... 71
Tablo 6.6. 30 mm ilk boya sahip 1mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları ... 72
Tablo 6.7. 40 mm ilk boya sahip 1mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları ... 72
Tablo 6.8. 50 mm ilk boya sahip 1mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları ... 73
ġEKĠL LĠSTESĠ
Sayfa No:
Şekil 2.1: 1990-2003 yılları arası Dünya lif kullanımı karşılaştırmalı
değerleri ……….………... 3 Şekil 2.2: Son 50 yılda Dünya lif kullanımında doğal ve sentetik
liflerin karşılaştırmalı kullanım değerleri. ……… 4 Şekil 2.3: Son 50 yıllık Dünya geneli lif kullanımında filament, kesikli lif
karşılaştırmalı kullanım miktarları.……… 4 Şekil 2.4: Liflerin kullanım alanlarına göre yaklaşık yüzdelik payları…….. 7 Şekil 2.5: Dünya poliamid lif üretim miktarlarının değişik kullanımlarda
gösterdiği değişim……….……….………. 8
Şekil 3.1: 1950‟li yıllardan hacimlendirilmiş poliamid ipliği resimleri, a) yalancı bükümle tekstüre, b) bıçak sırtında tekstüre edilmiş
monofilament, c) bıçak sırtında tekstüre edilmiş multifilament, d) yığma kutusu ile tekstüre, e) hava-jeti ile tekstüre …………. 15
Şekil 3.2: Bıçak sırtı metodu ……… 16
Şekil 3.3: Yığma kutusu ……..………. 16
Şekil 3.4: Rieter firmasına ait BCF iplik üretim tekstüre tesisi……… 18 Şekil 3.5: İlk yalancı büküm makinası (Fluflon adaptasyon)..…….……….. 19 Şekil 3.6a: V profilli yalancı büküm ünitesi……… 20 Şekil 3.6b: M profilli yalancı büküm ünitesi……… 21 Şekil 3.7: Yalancı bükümde kullanılan friksiyon iğleri………. 22 Şekil 3.8: Tek uç, paralel, fantezi hava-jeti ile tekstüre işlemleri………….. 23 Şekil 3.9: (a) Radyal Jet (b) Eksenel jet ……… 24 Şekil 3.10: Değişik bikomponent lif kesit şekilleri……….. 27 Şekil 3.11: Yan-yana ve iç-içe bikomponent lif üretimi için
düze delik düzeni….……….. 28
Şekil 4.1: Bikomponent liflerden iç-içe ve yan-yana lifler……… 31 Şekil 4.2: Bikonstituent life ait uzunlamasına ve kesitten iki görüntü…….. 32 Şekil 4.3: Belirli gevşeme koşulları altında polimerlerin büzülme dereceleri
ile modifikasyon dereceleri arası ilişki …..………. 38 Şekil 4.4: Kıvrım potansiyeli ile ilgili çıkarımlar………. 41 Şekil 4.5: Komponentlerin arayüzey eşitliği………. 42 Şekil 4.6: Kıvrım geometrisini tanımlayan kuvvet-uzama eğrileri………… 45 Şekil 4.7: Büyük kimyasal farklılığa sahip komponentler içeren yan-yana
bikomponent lif örnekleri……….. 48
Şekil 5.1: Helisel ve zigzag kıvrımlar……… 60 Şekil 5.2: Simetrik kesit alanlarında kendiliğinden kıvrımlaşma………….. 61 Şekil 5.3: Polipropilenden üretilmiş kendi kendine spiral kıvrımlaşan elyaf
numuneleri (Neumag‟ın LS hattında üretilmiştir.)………. 62 Şekil 5.4: Asimetrik soğutma sonucu ince ve kalın kesitli liflerin kıvrım
oluşturması……….. 64
Şekil 6.1: Elastik bantların kullanıldığı deneysel çalışmanın adımları……… 66 Şekil 6.2: Değişik gerilimler için elastik bant çiftinin aldığı kıvrımlar.…….. 68
Şekil 6.3: 60 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak
yapılan deney sonuçları ... 68 Şekil 6.4: 80 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak
yapılan deney sonuçları ... 69 Şekil 6.5: 40 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak
yapılan deney sonuçları ... 70 Şekil 6.6: 50 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak
yapılan deney sonuçları ... 71 Şekil 6.7: 30 mm ilk boya sahip 5mm eninde elastik bantlar kullanılarak
yapılan deney sonuçları ... 71 Şekil 6.8: 30 mm ilk boya sahip 1mm eninde elastik bantlar kullanılarak
yapılan deney sonuçları ... 72 Şekil 6.9: 40 mm ilk boya sahip 1mm eninde elastik bantlar kullanılarak
yapılan deney sonuçları ... 73 Şekil 6.10: 50 mm ilk boya sahip 1mm eninde elastik bantlar kullanılarak
yapılan deney sonuçları ... 73 Şekil 7.1: Isıtılmış halkalar metodu ile monokomponent liflerde
kendiliğinden kıvrım eldesi... 76 Şekil 7.2: Isıtılmış halkaların tasarlanan sistemde yerleşimleri... 77
ÖZET
Geçmişten bugüne kadar göstermiş olduğu gelişim ve büyüme sonucu günümüzde tekstil, hayatımızın hemen her alanında kendini göstermekte olup gelişimini birçok bilimsel işbirlikleri ve çalışmalar ile sürdürmektedir. Bu durum tekstil liflerinin sahip olduğu farklılıklardan kaynaklanmaktadır. Tekstil lifleri sadece giyim, örtünme, ev tekstili gibi alanlardaki kullanımlarla sınırlı kalmayıp hemen her tür alanda tercih edilen hammadde ve ara mamül kullanımlarına imkan vermektedir. Bunun sonucu olarak da, tekstil alanındaki gelişmeler toplumun her kesimince ilgiyle izlenmektedir.
Tekstil ürünlerinin çevremizdeki diğer malzemelerden temel farklılığı doğasında bulunan esneklik, rahatlık, sıcaklık ve narinlik özellikleridir. Tekstil ürünleri temelde lif olarak adlandırılan ve en belirgin özelliği çok yüksek „uzunluk/kalınlık oranı‟ olan temel yapı taşlarından oluşturulurlar. Lifler en temelde, elde edilme şekillerine göre doğal, suni ve sentetik lifler olarak ayrılmakta olup; doğal liflerdeki yetişme koşullarının getirdiği sınırlamaların aşılması amacıyla ortaya çıkan arayışlar sonucu kimyasal yollarla liflerin eldesi mümkün olmuştur. Suni lifler, bazı kullanımı sınırlı doğal liflerin kimyasal maddelerle işlenmesi ile, doğal polimerlerden elde edilirken, sentetik lifler petrol türevi olan polimerlerden elde edilmektedirler.
Sentetik lifler üretim sonrası düz, parlak ve son derece sınırlı kullanıma sahip bir yapı gösterdikleri için bazı işlemlerden geçirilmeleri gerekir. Liflere esneklik, matlık, sıcaklık hissi gibi özellikler kazandıran bu işlemlere genel olarak „tekstüre işlemi‟ adı verilir.
Sentetik liflerden, doğal liflere benzer kullanım özellikleri elde etmek amacıyla kıvrım verme işlemi olarak geliştirilen bikomponent teknolojisi önemli bir adım niteliği taşımaktadır. Bu metodla üretimin temel mantığı, yün lifindeki orto- ve para- korteks kısımlarının lif içindeki farklı davranış özellikleri sonucunda lifin benzersiz bir kıvrıma sahip oluşu üzerine kurgulanmıştır. Ne var ki, bikomponent teknolojisinin iki farklı bileşen varlığında gerçekleşiyor olması bazı istenmeyen sonuçlar alınmasını zorunlu kılmaktadır. Renk düzgünsüzlüğü ve farklı bileşenlerin dış etkiler karşısında farklı tepki vermeleri gibi dezavantajlar, bu teknolojinin sağladığı avantajları gölgede bırakmaktadır. Bu nedenle iki farklı bileşenin (bikomponent) neden olduğu olumsuzluklar tek bileşen (monokomponent) üzerinde çalışılarak giderilebilir fikrinden hareketle, monokomponent liflerde kıvrım oluşturma teknolojisi üzerine yönelme ihtiyacı duyulmuştur.
Bu çalışmada sentetik lifler üzerine genel bir bakıştan sonra sentetik liflerde mevcut kıvrım verme yöntemleri ve bikomponent liflerde kıvrım oluşturma teknolojisi irdelenmiştir. Çalışmanın esas konusu, monokomponent liflerde kıvrım oluşturma teknolojisinin olabilirliği ile ilgili deneysel çalışma ve bu sonuçların tartışılmasıdır.
SELF CRIMPING ON MONOCOMPONENT FIBERS
SUMMARY
Nowadays, textile sector works with many scientific and industrial cooperations and shows improvements as a result of its continuation of growing trends coming from past; thus, in every where textile usage can be felt. Main reason of this situation is the extraordinary properties of textile fibers that they are used in many applications in our lives not only in home furnishings, ready garments and coverings; therefore everybody follows up the textile innovations, not only people in textile industry. The main difference of textile products than others are comfort, handle and soft structure.
Tha manufacturing of textile products is quite complicated, however mainly they are originated from textile fibers of which has a high ratio between length and thickness.
There are two types of fibers, natural and chemical; due to unsufficient production rates of naturals stem from climate and limited area of growing plants, animals, people looked for alternative solutions and manufacturing of chemical fibers have been possible. In some applications, chemicals use with naturals and in some other applications, chemicals use alone; fibers directly produced from chemicals called as synthetic fibers.
In order to have properties in synthetic fibers like in natural fibers, with hoping decreasing production costs and time consuming, bicomponent technology is so important step for obtaining crimp properties on fibers. The main factor in this technology is simply based on the different behaviour of the orto- and para-cortex cells that coming from the different characteristics of the cells in wool fibre.
However, some undesirable results can be obtained due to two different polymers usage. Having metamerism problem and different reactions of polymers to the outside effects, overshadow its advantages. Moreover, this technology does not give cost decrease in applications as supposed. In that point, assuming as working with one polymer instead two eliminates the problem mentioned above, studies on monocomponent technology was started.
In this study, general information on synthetic fibres are given and crimp formation methods on synthetic fibres are discussed. The bicomponent technology have been explained in detail. The main focus of this work is to examine and experimentally verify the possibility of creating self crimp on monocomponent fibres.
1. GĠRĠġ
1.1 GiriĢ ve ÇalıĢmanın Amacı
İnsanoğlunun varoluşuyla başlayan örtünme ve dış etkilerden korunma amaçlı arayışları, onu, doğada varolan ve vücuda uyumlu hale getirdiği nesneleri kullanmaya yöneltmiş ve bunun yüzyıllar boyunca gösterdiği gelişimler sonucu günümüzde tekstil bilimi olarak hayatımızdaki yerini almıştır. Ama tekstil başlığı altında kullanılan hammadde ve ara maddeler zamanla sadece belirtilen alanlarla sınırlı kalmayıp giyim, ev tekstili, teknik tekstiller, koruyucu giysiler, tıbbi tekstiller, geotekstiller gibi birçok alanda kullanım olanağı bulmuşlardır. Tekstil, başlangıçta bitkisel ve hayvansal hammaddelere dayalı üretim ile bilinirken, özellikle 19. yüzyıl sonlarında başlayan araştırmalar sonucu kimyasal olarak da üretimin mümkün olacağı bir sektör haline gelmiştir. Doğal her kaynakta görülen sınırlılık, hammaddedeki tekrarlanabilirlik ve standardizasyonun olmayışı gibi etkenlerin yanında pamuklulardaki yıkama ve giyim sonrası meydana gelen kırışıklıklar, ipekteki çok hassas muamele gerekliliği, yündeki teni rahatsız edici his ve güvelenme riski, insanları değişik lif arayışlarına itmiştir. Bu arayışlar sonucunda, doğada mevcut ancak lif olarak kullanılamayan polimerlerin işlenmesi sonucunda suni lifler ve tamamen petrol türevi polimerlerden de sentetik lifler geliştirilmiştir.
Suni ve sentetik lifler, hammaddelerinde tekrarlanabilirlik ve standardizasyon özelliklerine sahiptirler. Fakat doğal liflerdeki hemen hiçbir özellik kimyasal liflerde yoktur. Bu nedenle suni ve sentetik lifleri oluşturan kimyasalların yapısı ve işlem parametreleri ayarlanarak, suni ve sentetik liflere doğal liflerin sahip oldukları özellikleri kazandırmak için araştırmalar yapılmıştır. Nitekim uzun yıllar devam edegelen bu çalışmalar günümüzde de aynen sürdürülmekte, suni ve sentetik liflere doğal liflere yakın özellikler kazandırılması ile en ekonomik şekilde üretimin yapılması için çalışılmaktadır.
Suni ve sentetik lif üretiminin büyük bölümünü teşkil eden ve gelişmelerin çoğunlukla meydana geldiği sentetik liflerin, kullanım alanları itibarıyla değişik özellikler ihtiva etmesi beklenir. Örneğin, eğer geotekstil olarak kullanılacaksa
mümkün olduğunca mukavim ve hafif olması; eğer tıbbi tekstil olarak kullanılacaksa çok küçük boyutlu ya da kolay eriyebilir özellikte olması, eğer koruyucu giysi ise dış etkilere dayanıklı olması gerekmesi gibi. Ama hemen hepsinde değişen oranlarda esneklik, rahatlık, sıcaklık gibi doğal liflerdekine benzer özellikler içermesi istenir.
Sentetik lifler üretim sonrasında kesikli lif ya da filament biçiminde karşımıza çıkarlar. Filamentlere ikinci bir işlem, kıvrım verme işlemi, uygulanarak doğal liflerdekine benzer özellikler kazandırılır. Bunun için uygulanan metodlar çok çeşitli olup en yaygın metod, yalancı bükümle kıvrım verme metodudur. Tekstüre işlemi olarak adlandırılan bu işlemin maliyetlerinin yüksek olması nedeniyle, alternatif kıvrım kazandırma konusu üzerinde durulması gereken önemli bir konudur. Bu hedefe yönelik olarak son yıllarda ortaya konulmuş olan bikomponent teknolojisi önemli bir adım niteliğinde olup uygulamadaki bazı eksik yönleri bu teknolojinin kabul görmesini engellemiştir. Farklı bileşenlerin farklı yoğunluklarda boya almaları dolayısıyla, renk düzgünsüzlüğü ve farklı bileşenlerin dış etkiler karşısında farklı tepki vermeleri gibi dezavantajlar, bu teknolojinin sağladığı avantajları gölgede bırakmıştır.
Bu teknolojinin verdiği öngörüyle gelecekte daha yeni yaklaşımlar ortaya konulabilir. Bu çalışmada bikomponent liflerindeki olumsuzlukların bileşen sayısını bire indirmekle aşılabileceği fikrinden hareketle monokomponent teknolojisi üzerine çalışılacaktır. Yün lifinde olduğu gibi tek bir monokomponent için bazı işlem parametrelerinde ayarlamalar yapılarak ve yapısal değişikliklerle lifte kendiliğinden kıvrım eldesi olabilirliği incelenecektir.
Tekstüre işleminin ayrı bir işlem olarak uygulanmasından doğan maliyeti ortadan kaldırmak amacıyla, üretim esnasında life kıvrım verme fikri ortaya çıkmıştır.
Hedeflenen, lifin iç yapısına dış etkilerle müdahale ederek, değişken büzülme yardımıyla kendiliğinden kıvrım elde etmektir. Üretim esnasında muhtemel değişikliği gözlemlemek için elastik bantlar kullanılarak modelleme yapılmıştır. Biri sabit uzunlukta tutulan, diğeri belirli bir çekim verilerek uzatılan elastik bantlar yapıştırıcı ile yapıştırılarak ve mengene yardımıyla fikse edilerek değişken büzülme etkisi gözlemlenmiştir.
2. SENTETĠK LĠFLER
Sentetik liflerden 1930 ortalarına kadar birkaç deneysel kullanım haricinde bahsetmek mümkün değildir. Adipik asit ve heksametilen diamin‟den ilk sentetik lif üretilmiş ve buna naylon 6.6 denilmiştir. Daha sonra kaprolaktam veya diğer adıyla naylon 6 bulunmuştur. Bunu sonradan gelen diğer sentetik lifler takip etmiştir.
Bunların en başlıcaları, poliakrilonitril (1949), polivinilalkol (1950), polietilen tereftalat (1953) ve polipropilen (1957) olmuştur.
Saurer firması tarafından geleneksel olarak yayınlanan Fiber Report 2003 [22]'e göre lif kullanım miktarları aşağıda verilecektir. Bu sonuçlara göre suni ve sentetik lifler sektördeki kullanım payını giderek attırmakta ve doğal lif kullanımının miktarca önüne geçmektedir (Şekil 2.1).
Milyon Ton
70
60
50
40
30
20
10
1990 1995 2000 2001 2002 2003 Yıllar
ġekil 2.1: 1990-2003 yılları arası Dünya lif kullanımı karşılaştırmalı değerleri [22]
Günümüzde suni ve sentetik liflerin 35.10 milyon tonluk üretimi ile %55.8‟lik pazar payına, pamuk, yün ve ipek liflerinin 22.61 milyon tonluk üretimleri ile %35.9‟luk pazar payına, ve diğer doğal lifler başlığı altında yer alan rami, keten, kenevir, jüt
gibi liflerin ise 5.2 milyon tonluk üretimleri ile %8.3 „lük pazar payına sahip oldukları bilinmektedir (Şekil 2.2).
ġekil 2.2: Son 50 yılda Dünya lif kulanımında doğal ve sentetik liflerin karşılaştırmalı kullanım değerleri [22]
Genel olarak kesikli lifler sınıfında pamuk, yün, poliester, polipropilen, poliamid, akrilik, selülozik lifler ve filamentler başlığı altında poliester, poliamid, polipropilen, selülozik liflerler, ipek iplikler ifade edilmekte olup bunların yıllara göre kullanım oranları Şekil 2.3‟de verilmektedir.
ġekil 2.3: Son 50 yıllık Dünya geneli lif kullanımında filament, kesikli lif karşılaştırmalı kullanım miktarları [22]
Bazı istisnalar dışında 80‟lerin ortalarında ve öncesinde filamentlerin kesikli elyafa göre gelişimi çok daha güçlüdür. Genellikle büküm ya da tekstüre ile işlem gören lifler olmak üzere filament ipliklerin son 15 yıldaki büyümesi yıllık %6.0 gibi olmuştur. Kesikli lif üretimi ise %1.4 gibi olup; bunun %0.5‟lik kısmı pamuk, yün ile
%2.4 „lük kısmı ise suni ve sentetik lifler ile olmuştur [22].
Dünya lif kullanımının değişimi bir tablo üzerinde yıllara göre incelenecek olursa (Tablo 2.1), şu sonuca varmak mümkündür; yıllar ilerledikçe hem toplam lif kullanımı, hem de bu kullanım içindeki suni ve sentetik liflerin oranı artmaktadır.
Tablo 2.1: Yıllara göre Dünya lif kullanımının değişimi [22]
Yıl Doğal Sentetik ve Suni Toplam Nüfus Tüketim Lifler Lifler
(‘000 ton ) (‘000 ton) Milyar kg / kişi
Sentetik liflerden en çok kullanılanları PET, PA, PP ve PAN‟dır [22]. Aşağıdaki bölümlerde sentetik liflerin üretim metodları ve bu liflerin özellikleri kısaca açıklanacaktır.
2.1 Poliester (PET) Lifi
Bir alkol ve bir asit polimerizasyon reaksiyonu ile elde edilir. En yaygın elde edilme yöntemi teraftalik asit ile etilen glikolün reaksiyonu sonucudur. Bu iki element gerekli bir sıcaklıkta (270ºC), yoğuşarak polietilen teraftalatı oluştururlar. Poliesterin life dönüşme özelliği ilk olarak 1941‟de J.R. Whinfield ve J.T. Dickson tarafından fark edilmiş ve ticari olarak üretimi 1951‟de İngiltere‟de başlamıştır. Poliester lifleri elde edilme şekline göre daha önceden de bahsedildiği gibi eriyikten üretim metoduyla elde edilir. Poliester lifinin yapısı; üretim hızı, çekim, ısı ile fikse etme parametrelerine bağlı olarak değişir [1].
PET lifinin aşınmaya karşı dayanımı yüksektir, ama karışımlarda kullanıldığı zaman eğer özel lif veya özel bitim işlemleri kullanılmamışsa boncuklaşma oluşturma eğilimindedir. Poliester lifi ultraviole ışınları tarafından bozunmaya dirençlidir ve bu yüzden perdeliklerde kullanım için tercih edilir. PET tüm dünyada en çok kullanılan sentetik liftir. Poliester lifinin fiziksel özellikleri Tablo 2.2‟de verilmiştir.
Tablo 2.2: Poliester lifine ait fiziksel özellikler [1]
Kopma dayanımı, N/tex
kuru halde (65% relatif nem, 21°C) ……….. 0.35 - 0.53
yaş halde ……… 0.35 - 0.53
Kopma uzaması, %
kuru halde (65% relatif nem, 21°C) ……….. 15-30
yaş halde ……… 15-30
Elastiklik modülü, N/tex (65% RH, 21°C ) ………. 7.9 Rutubet alma, % (65% relatif nemli ortamda) ……….. 0.4
Özgül ağırlık ………. 1.38
Erime sıcaklığı, °C ……… Yok
Camsı geçiş sıcaklığı, °C ……….. 80
Su içinde yaklaşık hacimsel şişme, % ……….. 260 Poliester lifi arzı geçmiş yıllara göre, filament olarak %7.6‟lık artışla 12.87 milyon tona, kesikli olarak %6.6‟lık artışla 9.39 milyon tona ve toplamda %7.2‟lik artışla 22.26 milyon tona ulaşmıştır [22]. Poliester liflerinin kullanım alanlarına göre dağılımları Şekil 2.5‟de verilmektedir.
Endüstriyel Ġplik %4
Tekstil Ġpliği
%54 Kesikli Lif
%42
ġekil 2.4: Liflerin kullanım alanlarına göre yaklaşık yüzdelik payları [22]
2.2 Poliamid Lifi
Bu sentetik polimerler, hem diamin ile dibasik asitin kondenzasyon polimerizasyonu yolu ile hem de laktamın halka açılma (ring opening) polimerizasyonu ile elde edilirler. Alifatik monomerler bazlı poliamid lifleri genel olarak naylon lifi olarak; en az %85‟i aromatik olan monomerler ise aramid lifi olarak adlandırılırlar. Du Pont tarafından özel bazı poliamidlere yönelik seçilen naylon ismi, zamanla üreticiler arasında tüm poliamidler için kullanılmaya başlanmıştır. Hekzametilendiamin ile adipik asitin birleşmesi ile oluşan poliamide poliamid 6.6, kaprolaktamdan oluşan poliamide ise poliamid 6 denilir. İlk sentetik lif olan poliamid 6.6 1938‟de Amerika‟da Du Pont tarafından geliştirilmiştir. Poliamid 6.6 oluşumu için gerekli reaksiyon sıcaklığı 275°C‟dir. Poliamid 6 oluşumu için ise 220-240°C sıcaklık gereklidir. Poliamid lifleri, poliesterde olduğu gibi eriyikten üretim yöntemi ile elde edilir [1]. Poliamid lifinin fiziksel özellikleri Tablo 2.3‟de verilmiştir.
Poliamid oldukça mukavim, sürtünmeye dayanıklı, düşük nem çekme özellikli, kolay yıkanabilir, parlak bir liftir. Ev tekstilinde, giyim olarak özellikle iç giyimde, geotekstil, konveyör bantları, spor giyim, paraşüt, lastik bezi gibi alanlarda kullanılmaktadır.
Fakat poliamid 6 ile poliamid 6.6‟nın erime ve camsı geçiş sıcaklıkları farklılık arzeder. Poliamid 6 lifi için erime sıcaklığı 215°C ve camsı geçiş sıcaklığı 40°C iken poliamid 6.6 için erime sıcaklığı 280°C ve camsı geçiş sıcaklığı 50°C‟dir. Poliamid
6‟nın düşük erime sıcaklığı, üretiminin daha kolay yapılmasına imkan vermiştir.
Poliamid 6.6‟nın diğer sentetiklere nazaran yüksek erime sıcaklığı ve modülü onun vücuda tam oturan giyim ürünlerinde ve spora yönelik ürünlerde daha tercih edilen bir lif olmasını sağlamıştır.
Tablo 2.3: Poliamid lifinin fiziksel özellikleri [1]
Kopma dayanımı, N/tex
kuru halde (65% relatif nem, 21°C) ………. 0.40 - 0.70
yaş halde ………... 0.35 - 0.62
Kopma uzaması, %
kuru halde (65% relatif nem, 21°C) ………. 15-30
yaş halde ………... 20 - 40
Elastiklik modülü, N/tex (65% RH, 21°C ) ……… 3.5 Rutubet alma, % (65% relatif nemli ortamda) ……….. 4.0 - 4.5
Özgül ağırlık ………. 1.14
Erime sıcaklığı, °C ……… 215 - 250
Camsı geçiĢ sıcaklığı, °C
0% relatif nem ……….. 107
100% relatif nem ……….. - 8
Su içinde yaklaşık hacimsel şişme, % ……….. 2 - 10 Dünyada poliamidin kullanım alanlarına göre değişimi Şekil 2.5‟de görülmektedir.
ġekil 2.5: Dünya poliamid lif üretim miktarlarının değişik kullanımlarda gösterdiği değişim [22]
2.3 Polipropilen Lifi
Polipropileni oluşturan propilen monomeri, petrol atığı, bolca bulunan ve kolayca ayrıştırılabilen bir rafineri nihai ürün olması nedeniyle oldukça düşük maliyetlidir.
Fakat kolayca yüksek özellikli polimere dönüştürülemez. Ne var ki, 1951 yılında, İtalyan G. Natta yeni bir katalizör ile propilenin yüksek kristalliğe sahip polimere dönüştürülebileceğini bulmuş ve bunu takiben 1961 yılında ilk ticari polipropilen lifi pazara sunulmuştur. Polipropilen lifinin üretimi eriyikten üretim yöntemi ile gerçekleşmekte ve polipropilen lifleri mevcut en düşük yoğunluktaki ticari lifler olarak bilinmektedir. Lif bünyesine hiç nem almamakta ve bu sayede relatif nem değişimi (Tablo 2.4) lif özelliklerine etki etmemektedir [1].
Tablo 2.4: Polipropilen lifinin fiziksel özellikleri [1]
Kopma dayanımı, N/tex
kuru halde (65% relatif nem, 21°C) ……… 0.44 - 0.79 yaş halde ………. 0.44 - 0.79
Kopma uzaması, %
kuru halde (65% relatif nem, 21°C) ……… 15-30
yaş halde ………. 15-30
Elastiklik modülü, N/tex 3.5
kuru halde (65% relatif nem, 21°C) ……… 2.6 - 4.0
yaş halde ………. 2.6 - 4.0
Rutubet alma, % (65% relatif nemli ortamda) ……… 0
Özgül ağırlık ………... 0.90
Erime sıcaklığı, °C ………. 165
Camsı geçiş sıcaklığı, °C ……… -10
Su içinde yaklaşık hacimsel şişme, % ……… Yok Polipropilen lif üretimi, 2003 yılında bir önceki yıla göre %0.7‟lik artış ile 2.99 milyon tona ulaşmıştır. Kesikli kullanım 1.31 ton iken filament olarak kullanım 2.62 ton olarak gerçekleşmiştir. Çorap amaçlı kullanım artışı, halı, ev tekstili ve endüstriyel uygulamalardaki uyumu ile fiyatının çok cazip olması, pazarda sürekli olarak polipropilenin yer almasını ve yükselişini getirmektedir [22].
Polipropilende renkli lifler, üretim esnasında eriyik haldeki polimer içerisine boya pigmentlerinin yerleştirilmesiyle elde edilir. Düşük erime sıcaklığına, düşük elastik geri dönme özelliğine sahiptir. Tafting halılar için birincil halı zemini, çuval ve balya
sarıcıları başlıca kullanım alanlarıdır. Polipropilenin giysilerde kullanımı çok artmamıştır, çünkü nem alımı, boyanabilmesi ve ısıl dayanımı zayıftır. Polipropilen lifi sahip olduğu nem almama ve düşük özgül ağırlığı özellikleriyle yaş ve kuru kullanım alanlarında tercih edilmesine imkan tanımıştır. Ayrıca düşük erime sıcaklığı üretiminin daha kolay ve ekonomik olmasını sağlar. Üretim esnasında boyanabilme özelliği onun çok geniş kullanımına özellikle halı ve çuval gibi alanlarda imkan vermiştir.
3. FĠLAMENT ĠPLĠKLERE KIVRIM KAZANDIRMA YÖNTEMLERĠ
Filament ipliklere kıvrım (kıvırcık) verme işlemi teknik olarak tekstüre işlemi adıyla bilinmektedir. Tekstüre kelimesi herhangi bir nesne ya da yüzeyin görsel, dokunsal algılanmasını ifade eden bir terimdir. Yani yüzeyin düzgünlüğü-pürüzlülüğü, parlaklığı-matlığı, esnekliği-rijitliği gibi tanımlar yüzeyin tekstüresiyle ifade edilmek istenen özelliklerdir. Sentetik filament ipliklerde tekstüre; ipliğin parlaklık, sertlik, yüzeyinin pürüzlülüğü, dokunuşta insana verdiği sıcaklık, soğukluk hissi gibi kavramsal algılamaların toplamıdır. Bir başka ifade ile tekstüre işlemi, sentetik filament ipliklere doğal liflerden eğrilmiş ipliklerin özelliklerini kazandırmak için yapılan işlemdir.
Filament iplikleri oluşturan filamentlerin düz ve çaplarının uzunlukları boyunca hep aynı olması dolayısıyla, filamentlerden oluşan iplikler, düzgün ve sıkı bir yapıdadır.
Bu düzgünlük, filament ipliklerden oluşmuş kumaşın tutum ve görünüşünü etkiler ve bu özellikler de bu kumaşları kesikli liflerden eğrilmiş ipliklerden yapılmış kumaşlardan ayırır. Filament iplikler, onlara kıvrım, spirallik, buruşukluk, dolaşıklık ve karmaşıklık kazandıran bir takım işlemlerden geçirilerek özellikleri iyileştirilir.
Bu işlemler genellikle filament malzemesinin termoplastik olma özelliklerine dayanır. Yani, filament ipliklere ısı uygulanır, ısınan filamentin şekli kolayca değiştirlir ve sonra da sertleşmeleri için soğumaya bırakılarak ipliklere bir takım özellikler kazandırılır. Uygulanan şekil verme ve ısıl işlemlere göre iplikler değişik seviyelerde hacimlilik, matlık ve sıcak tuşe gibi özellikler elde ederler. Ayrıca iyi bir seviyede uzayabilme ve uzamadan sonra geri esneme özelliklerine de sahip olabilirler.
Tekstüre metodlarının genel bir sınıflandırması Tablo 3.1‟de görülebilir.
Tablo 3.1: Tekstüre metodları [1]
Termomekanik Tekstüre Yalancı Büküm Tekstüre
Yığma Kutusu Yöntemi ile Tekstüre Örme-Sökme Yöntemi ile Tekstüre Dişli Çark Yöntemi ile Tekstüre Bıçak Sırtı Yöntemi ile Tekstüre
Mekanik Tekstüre Hava-jeti ile Tekstüre
Kimyasal Tekstüre
Diğer Yöntemler Bikomponent Tekniği Bikonstituent Yöntemi Monokomponent Tekniği
Yalancı büküm metoduyla tekstüre işleminde temel işlemler şunlardır;
- bobinden sağma - iplik sevki - iplik bükümü - ipliğin ısıtılması - ipliğin soğutulması - iplik bükümünün açılması - ipliğin yağlanması
- ipliğin bobin haline sarılması
Tekstüre işlemi ile iplikte kazanılan ilave özellikler; [23]
- daha yüksek hacimlilik, - daha yüksek uzama kabiliyeti,
Tekstüre işlemi görmüş ipliklerden üretilmiş kumaşlarda kazanılan ilave özellikler;
[23]
- daha yüksek hacimlilik, - daha yüksek uzama kabiliyeti, - dolgun ve yumuşak bir tutum,
- form sabitliği ve ısı muhafaza kabiliyeti, - iyi bir örtücülük,
- daha az boncuklanma.
Günümüzde en yaygın olarak kullanılan metod yalancı büküm tekstüresidir. Bununla birlikte hava-jeti ile tekstüre, bikomponent teknolojisi ve üzerinde çalışılan monokomponent kendinden kıvrımlı iplik teknolojisi gelecekte yaygın kullanım sıralamasında yer alması muhtemel diğer metodlardır. Bu metodlar aşağıdaki kısımlarda detaylı biçimde inceleneceklerdir.
Hacimli bir yapı gerektiren örme dış giysilerde, iyi bir uzama ve uzama sonrası geri dönme isteyen kayak kıyafetleri ve mayolarda ve de esnek halı havlarında bu tür iplikler kullanılır.
Isının gerekli olmadığı yegane tekstüre işlemi, hava-jeti ile tekstüre işlemidir ve bu işlem her türden filament ipliklere uygulanabilir. Bu tip ipliğin esnekliğinin düşük olması nedeniyle, dokuma kumaşlar için diğer filament tekstüre ipliklere nazaran daha uygun oldukları söylenebilir [4].
Tekstil liflerine tüm dünyada talebin artması ve doğal liflerdeki sınırlılıklar sonucu, sentetik lif kullanımı gün geçtikçe artmakta, bunun sonucu olarak da sentetik liflerin özelliklerini en ekonomik yolla iyileştirmek giderek önem kazanmaktadır. Sıcak tuşe, doğal görünüm, matlık, belli miktar esneklik tüm tekstil liflerinden ortak beklentiler olup, bu beklentileri düz filament ipliklerde üretim sonrası görememekteyiz ve bu amaçla tekstüre işlemi yapılmaktadır. Tekstüre mekanik, termomekanik ve kimyasal olarak uygulanan bir metod olup birçok değişik uygulamalar ile filamentlere istenilen özellikler kazandırılmaya çalışılmaktadır [1]. Ancak günümüzde pazarın %80 gibi çok büyük yüzdesine yalancı bükümle tekstüre yöntemi hakimdir.
1950‟li yıllarda tekstil sektörüne tekstüre, hacimli iplikler, esnek ve kıvrımlı ipliklerin gündemde olduğu bir dönemde ticari olarak başarı sağlamıştır. İlk yıllarda
sentetik lifler genel olarak kesik elyaf formunda kullanılmakta idi. Filamentleri, önce küçük küçük kesip, ardından onları karışım ya da tek başına kullanarak iplik formuna eğirmenin getirdiği zorluklardan kurtulmak için arayışlar sonrası beklenen gelişme gerçekleştirilmiştir. Celanese, asetat filamentlere büküm verip, ardından fikse edip tekrar bükümü açarak tekstüre vermeye, öte taraftan da Heberlein 1939-45 savaş yıllarında viskos rayona aynı işlemi yapmaya çalışmışlardır. Ne var ki, fikse kaldırılınca iplikteki kıvrım kaybolmaktaydı; bu yüzden tekstüre edilmiş asetat ile viskos rayon filament ipliklerin pazardaki ömrü fazla sürmemiştir. İlerleyen yıllarda poliamidin üzerindeki denemeler daha olumlu sonuç vermiş ve poliamide sıcak buhar eşliğinde fikse yapılmıştır. Elde edilen %400 gibi bir esneme, iç giyim ve çoraplar da kullanım için çok iyi bir sonuç olmuştur. Bir sonraki adımda, işlemi sürekli hale getirmek için çalışılmıştır. Bu Stoddart ve Seem tarafından işleme ısıtıcılar ve büküm elemanları eklenerek elde edilmiştir. Sadece yüksek esneklikte iplik eldesi her tür kullanım için uygun değildir. Bu nedenle az esnek, aynı zamanda hacimli ve yumuşak iplik eldesi için çalışmalar yapılmıştır. Bu amaç için poliamid istenileni verememiştir. Poliester kullanılarak Stoddart ile Seem‟in önderliğinde iki ısıtma bölgeli yalancı bükümle tekstüre işlemi ile tekstüre iplik ve üretiminde patlama görülmüştür. Çünkü önceleri otoklavda fikse işlemi ayrı bir işlem olarak yapılmaktaydı. Poliester için uygulamaya konulan en son sistemde işlem tamamiyle sürekli bir hale gelmiştir. Sözü edilen patlama ile Amerika‟da 1966‟da 2.73 milyon kg olan tekstüre pazarı 1973‟de 384 milyon kg‟a yükselmiştir. 1950‟lerde yalancı büküm ile tekstüre bilinen tek metod olmayıp, 1959 yılında yapılan bir sempozyuma dayanan kitapta metod sayısı dört olarak verilmektedir. Yalancı büküm, yığma kutusu, bıçak sırtı ve hava-jeti ile tekstüre (Şekil 3.1) [5].
Tekstüre metodlarından biri olan bıçak sırtı metodunda, lif keskin uç üzerinden geçirildiğinde temas halinde olan yüzeydeki moleküllerde görülen yeniden oryante olma durumu lifin kıvrım almasını sağlamaktadır. Temas halinde olan kısımdaki moleküller ve diğer moleküller arası oluşan yapısal farklılık bu durumu doğurmaktadır. Bıçak sırtı yöntemi 1960‟lı yıllarda ticari olarak kullanım bulmuştur ve Şekil 3.2 ile verilen düzenek bıçak sırtı için gerekli düzeneği göstermektedir [5].
ġekil 3.1: 1950‟li yıllardan hacimlendirilmiş poliamid ipliği resimleri;
a) yalancı bükümle tekstüre,
b) bıçak sırtında tekstüre edilmiş monofilament, c) bıçak sırtında tekstüre edilmiş multifilament, d) yığma kutusu ile tekstüre,
e) hava-jeti ile tekstüre [22]
Yığma kutusu yöntemi de yine 1960‟lı yıllarda ticari kulamın anlamında başarı sağlamıştır. Şekil 3.3‟de görüldüğü gibi lif yığma kutusuna alttan beslenir ve dar bir hacme sıkıştırlarak yığılır, çıkışta filamentler düzlemsel zigzag forma sahiptirler.
Yığma kutusunun alt kısmı sıcak, üst kısmı soğuktur ve bu sayede istenen fikse olayı sağlanmış olur. Yalancı bükümün aksine lifler kutunun şekli gereği sıkışma sonucu tek bir şekil alabilirler [5].
ġekil 3.2: Bıçak sırtı metodu [22]
ġekil 3.3: Yığma kutusu [5]
Bir diğer metod olan örme sökme metodu, adından da anlaşılabileceği gibi üç aşamada gerçekleşmektedir; önce tek örme sistemli makinada örme, ardından otoklavda fikse ve son olarak da sökme işlemi ile tekstüre iplik eldesi mümkün olmaktadır. Böyle üç aşamalı ve maliyetli sayılacak bir metod olmasına rağmen neden halen günümüzde kullanım bulabilen bir metod olduğuna gelince; işlem olarak basit makina kullanımının yeterli oluşu ve elde edilen üründeki kıvrım özelliklerinin diğer metodlara nazaran farklılık arzetmesi sebebiyledir [5].
Bahsedilen metodlarla aynı nitelikte bir diğer metod olarak da dişli çark ile tekstüre yöntemi söylenebilir. Burada da iki dişli çark arasından belirli sıcaklık değeri altında geçen filament çıkışta dişlerin şeklini almış olarak kıvırcıklı bir görüntü ile tekstüre özelliği kazanmış olur. Yukarıda bahsi geçen bıçak sırtı, yığma kutusu, örme sökme ve dişli çark yöntemleri ile elde edilen tekstüre etkisi, düzlemsel bir kıvrım vermekte ve tam da istenilen özelliklerin kazanımı söz konusu olmamaktadır; bu anlamda bu metodların kullanımı tekstil sektöründe oldukça kısıtlı kalmıştır.
Tekstüre işlemlerinden “differential shrinkage” yöntemi bazı kaynaklarda farklı bir sınıflandırmaya tabi tutuluyor olsa da bikomponent başlığı altında yer almaktadır. Bir diğer yöntem olan kimyasal tekstüre konusunda da çok fazla bir kullanımdan bahsetmek mümkün olmayıp sadece uygulanabilirliği anlamında literatürde adına rastlanılmaktadır. Burada kimyasalların life zarar vermeleri, liften uzaklaştırılmaları için gerekli ek işlemler gibi konular yaygın kullanımını engellemiştir. Son olarak günümüzde sıkça kullanılan BCF tekniği aslında yığma kutusu olarak adlandırılan yöntemin bir uygulaması gibi karşımıza çıkmaktadır. Halı ipliği üretiminde genelde poliamid ve polipropilen hammaddelerinin kullanımıyla BCF tekniği karşımıza çıkmaktadır. Günümüzde halı üretimine yönelik kalın iplikler BCF denilen ve polimerin eritilip, filament hav ipliği haline getirildiği ve ipliğin üretiminin sıcak hava ile verilen tekstüre ile birleştirildiği komple bir tesisten oluşmaktadır. BCF tekniğine ait komple tesis Şekil 3.4‟de verilmektedir.
ġekil 3.4: Rieter firmasına ait BCF iplik üretim tekstüre tesisi
3.1 Yalancı Büküm Yöntemi ile Tekstüre
Yalancı büküm tekstüre yöntemi, termoplastik sentetik filament ipliklere geçici bir büküm (yalancı büküm) verilerek, doğal ipliklerin sahip olduğu özellikleri kazandırma esasına dayanır. Yani ipliğe önce büküm verilir daha sonra bu bükümün kaldırılmasıyla iplik iç yapısındaki değişimler muhafaza edilerek daha kullanışlı bir iplik formu kazanılır. Yalancı büküm tekstüresi ilk zamanlarda hayli uzun ve yorucu olan gerçek büküm verme-fikse etme-büküm açma metodu ile gerçekleştirilebiliyordu. Günümüzde kullanılmasa da, bu metod yalancı büküm tekstüresinin temellerini oluşturduğundan kayda değer bir metoddur. 1973 yılında basılan Bulked Yarns [1] isimli kitapta “geleneksel yöntem” olarak isimlendirilen bu yöntemle tekstürenin eldesi için yedi adım gereklidir [1]. Bunlar, sarma, bükme, ısı fikse, geri sarma, bükümü açma, katlama ve bobine sarmadır. Bir diğer kaynakta bahsedildiği şekliyle, yalancı büküm yöntemi ile tekstüre de önem arzeden üç parametre vardır ve bunlar dikkatlice ayarlanarak çok çeşitli tekstüre iplik eldesi mümkündür. Bu özellikler, sıcaklık, büküm ve gerginliktir [5].
ġekil 3.5: İlk yalancı büküm makinası (Fluflon adaptasyon) [5]
Hızlı oluşu nedeniyle ekonomik bir yöntemdir. Yalancı büküm yöntemi ile tekstürede temel işlemler, ipliğe büküm verilmesi ve ısıyla sabitlendikten sonra bükümün kaldırılarak ipliğin yeni bir form kazanması olarak tanımlanabilir.
Termoplastik filament iplik bu işlem sonucunda kıvrımlı bir görünüm alır.
Yalancı büküm yöntemi ile tekstüreye yönelik makinalarda temel çalışma prensipleri aynı olmak üzere değişik iplik akış profilleri vardır. Bunlar temelde S, M, V profilleri olmak üzere üç çeşittir. Şekil 3.6a ve 3.6b‟de V ve M profilleri gösterilmiştir. Bu profiller makinanın performasını direkt etkileyen, ipliğin geçeceği yollar dikkate alınarak, makinanın çalışma hızı ve iplik kopuşlarının sayısına etki eden özelliktedir. Burada kural ipliğin dönüşlerde en az açıyla kıvrılmasıdır. Bu sayede en az iplik gerginliği ve kopuş nedeniyle yüksek hızlı üretime erişilir. Bu kural gereği en hızlı üretimin yapılabildiği profil V profilidir [5].
ġekil 3.6a: V profilli yalancı büküm ünitesi
ġekil 3.6b: M profilli yalancı büküm ünitesi
Üretim ve yalancı büküm yöntemi ile tekstüre işlemlerinin proses hızları arasında farklılıklar olması, bu iki prosesin ayrı ayrı yapılmasını zorunlu kılmakta ve bu da büyük bir masraf anlamına gelmektedir. Bu anlamda araştırma ve geliştirme çalışmaları bu iki prosesi birleştirme üzerine yoğunlaşmıştır. Çalışmalar yalancı büküm yöntemi ile tekstüre işleminin daha da geliştirilmesi için devam etmektedir.
İlave ekipmanlar ile hızı sınırlayan, ipliğe zarar veren durumlar tespit edilip, düzeltilme yoluna gidilmektedir. Şekil 3.7 günümüzde en yaygın kullanımı olan dıştan sürtünmeli disklerden oluşan büküm verme aparatını göstermektedir.
ġekil 3.7: Yalancı bükümde kullanılan friksiyon iğleri
Yalancı bükümün tekdüzeliğini ortadan kaldırmak ve biraz daha doğallık kazandırmak amacıyla günümüzde aşağıdaki değişiklikler yaygın olarak kullanılmaktadır;
- renk varyasyonu kazandırmaya yönelik olarak besleme ipliği yalancı büküm tekstüresi amaçlı beslenirken düzensiz temas halinde bir ısıtıcı ile iplik yapısı kısım kısım farklılaştırılmakta,
- iplikte kalın ince bölgeler oluşturularak şantuk etkisi verilmekte, - tekstüre esnasında iplik içine elastan katılarak esnekliği artırılmaktadır.
3.2 Hava-jeti ile Tekstüre
Hava-jeti ile tekstüre işlemi, düz sentetik filament iplikleri mekanik yöntemle birbirine karışmış, hacimli, kesikli liflerden eğrilmiş ipliklere benzer bir forma dönüştürür. Bu teknikte termoplastik, selülozik ya da organik olmayan iplikler çoğu zaman basınçlı hava olan türbülanslı bir akışkan ile işleme tabi tutulurlar. İplik
tüycüklere benzer küçük halkacıklar görülür. Sistem temelde beslenecek iplik, besleme silindiri, hava-jeti ve sarım ünitesinden oluşmaktadır. Sisteme aşırı besleme yapılarak bu sayede işlem sonrası yüzeyde halkacıklar oluşması sağlanır [5].
Şekil 3.8 ile gösterildiği gibi hava-jeti ile tekstüre de üç ana tipte işlem ile iplik tekstüresi mümkündür. Tek uç tekstürede yalnız bir iplik beslenir ve çıkışta tekstüre olmuş iplik sarılır. Paralel tekstürede, aynı besleme hızıyla farklı iki iplik sisteme beslenir ve bunların birbirine karışması ile değişik karışımda iplik yada değişik numarada iplik eldesi mümkün olur. Son olarak fantezi tekstürede, değişik besleme hızlarında iplikler sisteme beslenerek bunlardan değişik hacimlilikte iplik eldesi hedeflenir [1].
ġekil 3.8: Tek uç, paralel, fantezi hava-jeti ile tekstüre işlemleri
1952 yılında ilk patent alımından bugüne hava-jeti ile tekstüre çok fazla gelişmeler kaydetmiştir. O zamandan bu zamana hız 10 m/dak‟dan 600 m/dak‟ya çıkmasına, basınçlı hava tüketimi 22 m3/saat‟ten 6 m3/saat‟e inmesine rağmen hala, çok fazla enerji sarfiyatının oluşu, karşılaştırmalı olarak hızının yalancı büküm tekstüreden düşük oluşu ve sanayicinin teknolojinin mantığını tam kavrayamaması gibi nedenlerden, pek yaygın kullanımı yoktur. Sadece maliyetlere bakılarak mukayese yapmak her zaman doğru olmayabilir; nitekim hava-jeti ile tekstüre ile elde edilen iplikler çok farklı özellik arzetmekte ve doğal ipliklere daha çok benzerlikler ihtiva
etmektedir. Bazı araştırmacıların rakamlarla ortaya koydukları şekliyle, hava-jeti ile tekstüre maliyetçe daha ucuza gelebilmektedir [1].
Hava-jeti ile tekstürede, aşırı beslenen filamentler tekstüre jetinin içine girdiğinde jet boyunca taşınırlar ve jet sonundan dışarı fırlatılırlar, bu esnada tekstüre olmuş bir iplik yapısı oluşturmak için süpersonik ve türbülanslı hava akımının tesiriyle iplik yapısında karışıklıklar oluşturulur. Beslenen hava akımı ile filamentin çarpışması 45º olması en yaygındır. Besleme ipliği jete beslenmeden önce bir ıslatma ünitesinden geçirilerek ıslatılır. Islaklık tekstüre kalitesini artırır ve ipliğin rahat beslenmesine imkan verir. İplik jete girdiğinde jetin yapısı gereği fazla su uzaklaştırılır. İplik, jetten çıktıktan sonra jet eksenine 90º açı ile yerleştirilmiş alıcı silindirler vasıtasıyla alınır.
Hava-jeti ile tekstürenin kalbi hava-jetleridir (Şekil 3.9) ve günümüzdeki jetler ya hiç ayarlanmamakta ya da çok az ayarlama gerektirmektedir. Bu yüzden en önemli konu doğru jeti seçmektir. Seçim için de prosese giren materyal, elde edilecek ipliğin son kullanımı ve karakteristiği gibi konuların bilinmesi gereklidir.
ġekil 3.9: (a) Radyal Jet (b) Eksenel jet [24]
Hava-jeti ile tekstüre tekniği kullanılarak tekstüre edilmiş iplikler kesikli elyaftan
uygulanan gerginlik arttıkça azalırken hava-jeti ile tekstüre ipliğin şekli, kumaş üretiminde ve giyim sırasında normal olarak etki eden kuvvetlere karşılık gelen yükler altında ilk hali değişmeden korunabilmektedir. Bu adeta birbirine kilitlenmiş, dolaşık, ilmikli yapının neticesidir. Hava-jeti ile tekstüre iplik yüzeyini kaplayan sabit, yaylanabilen ilmikler aralarına sıkışan hava ile bir yalıtıcı tabaka oluşturarak kesikli elyaftan eğrilmiş ipliklerin gövdelerinden sarkan tüylerle aynı görevi görürler.
İnce filamentler hava-jeti ile tekstüre için daha uygundur. Çünkü, ince filamentlerin eğilme rijitlikleri ve atalet momentleri küçük olduğundan bunları jet içinde sürüklemek için gereken kuvvetler de küçülür ve böylece ilmik oluşumu sırasında eğilip bükülerek kolayca şekil değiştiriler. Ayrıca hava-jeti ile tekstürede lif inceldikçe ve birim kesitteki filament sayısı arttıkça bu daha iyi bir tekstüre eldesine imkan vermektedir [1].
3.3 Bikomponent Lif Üretim Tekniği
Bikomponent lif aynı lifi oluşturacak iki farklı polimerin aynı düze deliğinden akıtılarak elde edilmesi olarak tanımlanabilir. İlk ticari bikomponent lifi 1960‟ların ortalarında DuPont tarafından üretilmiştir. Bu lif, iç giyime yönelik yan-yana üretim metodu ile elde edilen „Cantrese‟ ticari adında yüksek elastikliğe sahip iki farklı poliamid polimerinden müteşekkil bir bikomponent lif idi. 1970‟lerde Asya‟da, özellikle de Japonya‟da birçok çeşitte bikomponent lif üretilmeye başlandı. Çok karmaşık ve pahalı üretim düzenekleri kullanılıyordu. 1989 sonralarında alışılmamış bir yöntemle düz, üzerinde delikler bulunan bir plaka ile polimeri yönlendirici kanalların yer aldığı farklı bir düzenek kullanılmıştır. Bu yöntem genel kabul görmüş; hem oldukça kullanışlı hem de maliyet olarak uygun bir yöntem olarak kullanılmaya başlanmıştır [6].
3.3.1 Üreticiler
Dünya genelinde, Japonya ve Kore yıllık 200 milyon İngiliz sterlini bir geliri bikomponent teknolojisinden elde etmektedirler. Amerika‟da lider konumdaki Hoechst Celanese firmasının 60 milyon İngiliz sterlini bir üretimi söz konusudur.
Amerika‟da bikomponent alanında söz sahibi diğer kuruluşlar arasında Foss Manufacturing, International Polymers Inc. ve Fiber Visions verilebilir.
Günümüzdeki bikomponent lif üretiminin mevcut suni ve sentetik lif üretim
endüstrisindeki payı oldukça küçük düzeydedir; fakat yapılan tahmin ve saptamalar önümüzdeki on yıllık süreçte çok önemli bir seviyeye gelineceği şeklindedir [7].
3.3.2 Polimerler
Tablo 3.2‟de verilen polimer çiftleri bikomponent üretiminde en yaygın kullanımı olanlardır; [8]
Tablo 3.2: Bikomponentlerde en yaygın kullanılan polimerler
PET(poliester) PEN poliester
poliamid 6,6 PCT poliester
polipropilen PBT poliester
poliamid 6 ko-poliamidleri polilaktik asit polistiren
asetat poliüretan
çözünebilir kopoliester HDPE, LLDPE
Bikomponent lifler genel olarak kesit şekillerine göre içi-içe, yan-yana, denizde adacık ya da dilimli pasta bikomponent lifler olarak sınıflandırılırlar. Yan-yana lifler için genelde bir lifte uzunlamasına iki ya da daha fazla ayrık bölgeler halinde iki komponent yer alır. Çoğu zaman komponentler birbirlerine karşı çok fazla yapışık haldedirler, çünkü aksi takdirde üretim sonrası farklı oranlarda komponentlere sahip lifler oluşabilir. İki lifin birbirine sıkıca bağlanması için yöntemler patent literatüründe tanımlanmıştır ve birçok metoddan bahsetmek mümkündür [9]. İki komponent, eriyik ya da çözelti formunda, direk düzeye yada bikomponenti oluşturacak şekilde düze öncesinde birleşecek şekilde beslenirler. Yan-yana lifler genellikle kendiliğinden kıvrımlı lif eldesi için kullanılırlar. Kendiliğinden kıvrımlı lif elde etmek için birçok sistem vardır. Bunlardan bir tanesi komponentler arası farklı büzülme karakteristiği üzerine kurgulanmıştır. Tüm ticari olarak mevcut olan lifler bu şekildedir. Bazı lifler de uygulanan gerginliğin kalkması ile kendiliğinden oluşan ani kıvrımlar, bazılarında da gizli kıvrımlar söz konusudur. Literatürde
“tersine dönen” ve “tersine dönmeyen” kıvrım şeklinde bir ayrım yapılmıştır. Tersine dönen kıvrım suya batırma ile kaybolur, fakat kurutulduğunda tekrar ortaya çıkar [20].
İç-içe bikomponet liflerde merkezde bir komponent ve onu dıştan sarmalayan diğer bir komponent söz konusudur. Yapışma yan-yana liflerde olduğu gibi olmazsa olmaz değildir. Bu tür lifler, yaygın olarak yüzeydeki komponentin parlak, boyanabilir ve dış etkenlere karşı stabil olması, öte yandan merkezdeki komponentin mukavim ve ucuz olmasının tercih edildiği durumlarda kullanılır. Bu çeşit üretimde merkezdeki komponentin eksantrikliği de önemli bir konu olup, iç merkezli ya da dış merkezli olacak şekilde lif üretimi söz konusu olmaktadır. Dış merkezli olması yukarıda sayılan içi dışı farklı özellikte lif eldesi yanı sıra, yan-yana bikomponent liflerdeki gibi kendiliğinden kıvrım oluşması için uygun bir iç yapı özelliği de göstermektedir.
Bu lifler kıvrımlı lif eldesi dışında özellikle non-woven endüstrisinde bağlayıcı lifler olarak kullanılmaktadırlar. Genelde yüzeydeki komponent düşük erime sıcaklığına sahip polimerden seçilir ve az bir ısı verilmesi ile dış yüzey eriyip komşu liflerle birbirine yapışırken, merkezdeki komponent ısıdan etkilenmeden kalır ve işlem sonrası dokusuz yüzey elde edilmiş olur.
ġekil 3.10: Değişik bikomponent lif kesit şekilleri [25]
Matriks-fibril bikomponent lifler olarak tanımlanan lifler, daha önce denizde adacık modeli olarak da tanımlanan liflerdir. Bu lifler son yıllarda mikro denye lifler üzerine çalışmalar ile yeniden gündeme gelmiştir. Fibril ya da adacıklar eriyikten üretilebilen poliamid, poliester, polipropilen gibi liflerden, deniz ya da matriksler ise polistiren, suda çözünebilir poliester ya da plastisize olmuş polivinilalkolden oluşurlar. İyi denyeler normalde 0.1 denye altında olan denyelerdir [11]. Bu tür lifler, sentetik derilerde, yapay arterlerde, ultra-yüksek filtrasyon malzemelerinde ve birçok değişik özel uygulamalarda kullanım bulurlar. Matriks-fibril lifi “Source” adıyla Allied Chemicals şirketince üretilmiştir [10]. PET fibrillerinin poliamid 6 matriksinde yüzdüğü bu modelde, PET fibrilleri lifin elastiklik modülünü arttırmış, nem alımını azaltmış, boyanabilirliğini azaltmış, tekstüre kabiliyetini arttırmış ve life eşsiz bir parlaklık kazandırmıştır.
ġekil 3.11: Yan-yana ve iç-içe bikomponent lif üretimi için düze delik düzeni [25]
İlave olarak, bikomponent liflerin pasta dilimi modelinden de bahsedilebilir. Örneğin dilimler poliamid ve poliesterden oluşabilir ve genelde 16 dilime kadar dilim lif kesitinde yer alabilmektedir.
3.4 Monokomponent Lif Üretim Tekniği
Doğal liflerdeki sınırlılık nedeniyle arayışlar, sentetik lifleri; sentetik liflerde doğal liflerde bulunan ve bir liften beklenen özelliklerin olmaması sonrası arayışlar, tekstüre ipliklerini; tekstüre metodunun ekonomik olarak yüksek maliyetli oluşu
olarak elde etmemize imkan tanıması açısından bikomponent lif üretim tekniği ile üretilen bikomponent lifleri hayatımıza sokmuştur. Ne var ki günümüzde halen istenildiği şekliyle liflerin eldesi mümkün olmamakta ve buna bağlı arayışlar devam etmektedir. Yukarıda sözü geçen ekonomik olarak yüksek maliyetli tekstüre yöntemine alternatif olması için uygulanan bikomponent teknolojisinin de ekonomik bir metod olduğu söylenemez. Sadece ekonomik olmamasıyla kalmayıp bazı dezavantajlarının da olduğu bilinmektedir. Bu anlamda bikomponent teknolojisinde söz konusu iki komponent yerine tek komponent kullanılırsa maliyet ve son ürünün kullanışlılığı nasıl olur fikrinden hareketle ve günümüzde monokomponent lif üretim tekniği üzerine araştırmaların da yetersiz olduğu düşüncesiyle, monokomponent lif üretim tekniği ile ilgili çalışma yapmak gerekli hale gelmiştir. Çalışmanın da esas konusunu oluşturan monokomponetlerde kendiliğinden kıvrım eldesi ilerleyen kısımlarda detaylıca incelenip, gerekli deney sonuçları ile de desteklenerek irdelenecektir.
4. BĠKOMPONENT LĠFLER
Tekstil lifleri arasında, sahip oldukları incelikleri, nem çekme özellikleri, boyanabilme, yoğunluk ve dayanıklılık gibi özellikler açısından pek karşılaştırmalar yapmak mümkündür. Ancak bazı özellikler, yündeki helisel yapı gibi, sadece belli bir life hastır. Yün elyafı düz olmayıp, helisel bir geometrik konfigürasyona sahiptir.
Kıvrım denilen bu yapı, yün iplik ve yünlü kumaşlara yüksek derecede hacimlilik vermekte ve yün elyafının sıcak ve beğenilen dokunma hissini tüm yüzey üzerinde barındırmasına imkan vermektedir. Kıvrım miktarı, elyaf ıslak olduğunda düşer, fakat kuru halde iken tekrar kendisini gösterir Bu kıvrımlılık yün elyafına hacimlilik kazandırır. Yün lifinin yapısında lif boyunca yerleşmiş orto- ve para-korteks adı verilen iki farklı yapılaşma mevcut olup, bu yapı lifin uzun ekseni boyunca sarılı olarak yapışık halde bulunmaktadır [23]. Bu iki yarının yapısal özellikleri de farklılık (örneğin içeriklerindeki kristalin bölge oranları, molekül dizilimleri bakımından) arzetmektedir. Bu farklılıkların sonucu olarak yün lifi kurutulduğunda para-korteks kısım orto-korteks kısımdan daha az büzülmektedir. Bu nedenle yün lifinde gözlemlenen helisel, hacimli yapı oluşmaktadır [20]. Bu oluşumlar yün lifinin kesit alanının foto mikro grafikleri ile gözlemlenebilir. Elde edilen bu bilgiler kimyasal yolla elde edilen liflere ilave özellikler kazandırmak isteyen araştırmacılara ilham kaynağı olmuş ve doğal liflerdeki sıcaklık hissini kimyasal liflerde de yakalamak adına alternatif bir düşünce ortaya atılmıştır. “Kendiliğinden kıvrım” denilen bu olgu yün lifinde olduğu gibi sentetik liflere de uyarlanabilir mi ve de uyarlanırsa yündeki helisel, hacimli yapı ekstra bir işlem olmaksızın elde edilebilir mi?, şeklindeki teorik fikirler geliştirmeler sonrası bikomponent liflerin tekstil dünyasına girmesine vesile olmuştur.
Bikomponent liflerin bazı eksik yönleri sonucu oluşan tam istenileni karşılayamamaları, kullanım olarak sentetik lifler içinde daha az bir paya sahip olmaları sonucunu doğurmuştur. Bikomponent lifler ile tekstüre işlemleri uygulanarak elde edilen kıvrım oranının çok altında kıvrım eldesi ve iki farklı
en önemli dezavantajlar olarak bilinmektedir. Bu anlamda bikomponent liflerin sayılan dezavantajlarını ortadan kaldırabilecek monokomponent lif üretim tekniği ile kendiliğinden kıvrımlı lif eldesi gündeme gelmektedir. Bu şekilde lif eldesi tekniği üzerine literatürde hemen hemen hiçbir [21] çalışmaya rastlanmamış olup bu konuda önemli bir açık olduğu görülmektedir. Bu çalışma, bahsi geçen eksikliği giderme anlamında bir adım olarak monokomponent kendiliğinden kıvrımlı lif eldesi üzerine olacaktır. Çalışmanın asıl amacı monokomponent lif üretim tekniği üzerine olduğundan monokomponente geçişte temel teşkil edecek konular ayrıntılı bir şekilde irdelenip çalışmanın belirli bir aşaması sonrasında monokomponent lif üretim tekniği ele alınacaktır.
4.1 Terminoloji
Bikomponent, farklı özelliklerde iki farklı bileşenin (genellikle polimerin) eriyikten üretim esnasında farklı biçimlerde birleşerek tek bir filament oluşturmasıdır.
Bikonstituent lif, bir matriks içinde diğer komponentin ayrık lifçikler halinde ancak lif boyunca süreksiz olarak bulunduğu bir formdur. Monokomponent kendiliğinden kıvrımlı lifler tek bir komponentin iç yapısını fiziksel yöntemlerle değiştirmek suretiyle oluşan bir diğer lif formudur. Hepsinde de temel amaç lifin kendiliğinden kıvrımlaşmasıdır.
4.2 Bikomponent Lifler
Bikomponent lifler oluşumunda yer alan iki komponentin iki veya daha fazla ayrık bölgeler halinde lifin kesitinden gözlemlenebildiği ve lifin uzunlamasına ekseni boyunca sürekli yer aldığı yapılardır. Bikomponent lifler, yan-yana ve iç-içe bikomponent lifler olarak lifin kesitindeki görünümleri esas alınarak sınıflandırılmaktadırlar. İç-içe bikomponent lifler de eşmerkezli veya eksantrik olabilmektedirler (Şekil 4.1).
ġekil 4.1: Bikomponent liflerden iç-içe ve yan-yana lifler
Bikomponent oluşumu esnasında ya da daha sonraki prosesler sonucunda dış etkilere bağlı olarak komponentlerin kesit içindeki dağılımları açısından farklılık gösterebilirler. Bahsi geçen bu farklılıklardan dolayı bikomponent liflere hetero, birleşik ya da kompozit lifler de denilebilmektedir [20].
4.3 Bikonstituent Lifler
Lifin oluşumunda yer alan komponentler bikomponenttekinden biraz daha farklı şekilde birleşirler. Çok yada az yoğunluklu bir matriks şeklinde bulunan komponentlerden birisi içinde ayrık üniteler halinde diğer komponent yayılı olarak bulunmaktadır. Şekil 4.2‟de lifin kesit şekli ve boyuna görünümü verilmiştir.
…..•▪..
•▪…●•▪●
•▪●..••▪….
•▪●…•▪
ġekil 4.2: Bikonstituent life ait uzunlamasına ve kesitten iki görüntü
Günümüzde bikomponent liflerin ticari olarak en yüksek oranda kullanım amacı kendiliğinden kıvrımlaşabilen iplik eldesidir. İstenilen etkiyi verebilmesi yönüyle de yan-yana ve de eksantrik iç-içe bikomponent teknikleri kullanılmaktadır.
Kendiliğinden kıvrımlaşma etkisi, lifin çekilerek oryante olduğu halden serbest hale bırakıldığı durumda iki bileşenin sahip oldukları büzülme farklılıklarına bağlıdır.
Bikomponent lifler de ticari olarak üretimi görülen diğer bir uygulama ise ICI tarafından pazara sunulmuş olan eşmerkezli iç-içe lif örneği „Heterofil‟ lifidir. Non- woven kumaş üretimi amaçlı dizayn edilen bu liflerin üretim mantıkları şöyledir;
dışta yer alacak poliamidin erime sıcaklığı içte yer alması hedeflenen poliamid komponentinden daha düşük seçilir. Sonrasında tülbent benzeri bir yerleşime tabi tutulan bu lifler iç ve dış kısımda yer alan komponentlerin erime sıcaklıkları arasında bir sıcaklığa tabi tutulurlar. Dış tabaka erirken komşu heterofil lifler arasında çok iyi denilebilecek kimyasal bağ oluşumları görülür ve non-woven yüzey böylece elde edilmiş olur.
Ticari olarak bilinen bikonstituent örneği Allied Chemicals firması tarafından arz edilen „Source‟ adlı liftir. Lif poliamid matriks içinde poliester fibriller içermektedir.
sunulmuştur. Kazein ve poliakrilonitril birleşiminden müteşekkil ve protein bileşenin poliakrilonitril matriks içinde bulunduğu bu üründe yapının daha çok komponentlerin moleküler düzeyde kaynaşmaları sonucu oluşmakta olabileceği ihtimaline karşılık, Chinon lifi hakkında bikonstituent lif olarak kesin bir yargıya varılamamıştır [20].
4.4 Bikomponent Lif Üretim Metodları 4.4.1 Yan-yana Bikomponent Lif Üretimi
Yan-yana bikomponent lif üretimine yönelik pek çok patent tanımlanmıştır.
Tanımlarda farklı aparat ve teknikler kullanımı söz konusu olup, tanımlamalar genel olarak üç grup halinde sınıflandırılabilirler.
4.4.1.1 Grup 1
İki polimer bileşeni, eriyik veya çözelti olarak, doğrudan düze çıkışına beslenir ve bu bileşenler ya hemen düze çıkışında ya da düze çıkışının öncesinde bikomponent lif şeklinde birleşirler.
Bu metotta çözelti veya eriyik haldeki iki polimer bileşen, düze çıkış kısmına veya oldukça yakınına ayrık kanallardan beslenir. Çıkış öncesinde yer alan ayırıcı tabaka veya duvar “septum” olarak adlandırılır. İki bileşenin bikomponent lif içindeki relatif oranları çıkışa beslenen iki bileşene ait beslenme oranları ile kontrol edilir. (Örneğin, polimer çözeltisi veya eriyiği üzerine uygulanan besleme basıncı ve kanalların düzenleri çıkış miktarını belirler.) Standart, üniform bir üretim için besleme basıncının sabit bir değerde, bileşenlerin viskozitelerinin de yine sabit bir değerde ve sistem kanallarının çok iyi imal edilmiş olması gerekir.
Bu metodla lif üretimi, oldukça sıradan bir işlem olarak görülebilir; kanallar vasıtasıyla düze ağzına ulaşan bu sistem yine oldukça basit görülebilir. Fakat yüksek miktarlarda elyaf üretimi söz konusu olunca (ekonomik açıdan buna ihtiyaç vardır) durum çok daha zordur. Polimer dağıtım kanalları tarif edilen şekildeki çoklu filament düzeleri olarak çok çeşitli ve daha komplekstir. Mesela düze üzerindeki her bir delikten aynı karışım oranlarında eriyik çıkması beklenecektir. Ama geliştirilen sistemlerle az kanalla çok delik beslenmek istendiğinde işin içine tasarım, maliyet, malzeme ve hesaplamalar gibi faktörler girmekte ve iş göründüğünden çok daha karmaşık bir hal alabilmektedir. Maliyet anlamında birim alanda en fazla delik düze
