İğneleme Yöntemi İle Üretilmiş Otomotiv Halılarında Geri Dönüştürülmüş Polyester Lifi Kullanımı

thumbnail.default.placeholder
Tarih
2014-01-30
Yazarlar
Atakan, Raziye
Süreli Yayın başlığı
Süreli Yayın ISSN
Cilt Başlığı
Yayınevi
Fen Bilimleri Enstitüsü
Institute of Science and Technology
Özet
Otomotiv endüstrisi, dokusuz yüzeylerin en büyük kullanıcılarından biridir. Yapılan bir araştırmaya göre her bir araç için otomotiv iç mekânında 14,6 ve 28 m2 arasında dokusuz yüzey kullanımı gerekmektedir. Bu rakam, dokusuz yüzey malzemeler için talebi açıkça ortaya koymaktadır. Yeni malzemeler, kullanım teknikleri ve uygulamalar maliyet ve performansa bağlı olarak hızlı şekilde büyümektedir. Ancak, dokusuz yüzeylerin kullanımı maliyet ve gramajı azaltmanın yanısıra diğer ürünlerden daha fazla avantaj getirmektedir. Bu avantajların arasında çok geniş yoğunluk aralığında üretilebilmeleri, akustik ve ses kontrolü, üretim esnasında daha kolay şekil alabilmeleri ve spesifik özelliklere sahip olacak şekilde tasarlanabilmeleri de yer almaktadır. Otomobillerde zemin kaplamalarında ses geçirmezlik önem taşımaktadır, çünkü araba gövdesinin en fazla ses emisyonu olan kısımlarını kaplamaktadır. Bu spesifik özelliklere paralel olarak günümüzde, otomotiv iç mekanlarında dokusuz yüzeylerin kullanımına yönelik çok sayıda önemli ve heyecan verici gelişmeler gerçekleşmektedir. Otomobilde kullanılan kalıplanmış zemin halıları, koltuk kılıfları, tavan astarları ve döşemelikler gibi ürünler önemli özelliklere sahip olmaları ve maliyet avantajı sunmalarına bağlı olarak dokusuz yüzey olarak üretilebilmekte ve bu da dokusuz yüzey ürünler için önemli bir pazar oluşmasını sağlamaktadır. Türkiye’deki otomotiv endüstrisi yatırımları otomotiv tekstilleri için önemli bir potansiyel oluşturmaktadır. Türkiye’nin amacı, dünyadaki lider otomotiv tekstil tedarikçileri arasında yer almaktır. Bu bağlamda, otomobil halıları otomobil içindeki en gerekli parçalardır. Bir zamanlar lüks olduğu düşünülen otomobil halıları, hem estetik açıdan, hem konfora katkısı bakımından hem de ses ve titreşim kontrol parçaları olarak artık iç döşemelerin gerekli birer parçası haline gelmiştir. Her araba, tafting ya da iğneleme yöntemiyle üretilmiş 3,5-4,5 m² halı içermektedir. İğneleme yöntemi ile üretilmiş halılar son yıllarda ortaya çıkmış olup, talep gittikçe artmaktadır. Dünyadaki eğilim, daha ince elyaf kullanarak yüzey kaplama faktörü daha yüksek, daha düşük gramajlı halılar üretmek yönündedir ki bu da yaklaşık olarak tafting metoduyla üretilmiş halılar için 405 g/m² ve iğneleme yöntemiyle üretilmiş halılar için ise 450 g/m² ya da daha düşük değerlere karşılık gelmektedir. İğneleme yöntemi ile keçeleştirme işlemi bu uygulamada daha çok tercih edilen bir yöntem olmaya başlamıştır. Çünkü iğneleme yöntemi, tafting metoduyla üretimden daha yeni bir işlem olup aynı zamanda daha hızlı ve de ekonomiktir. İğneleme yöntemi ile keçeleştirme son yıllarda oldukça geliştirilmiştir ve bugün bu yöntemle tafting halılarla kıyaslanabilecek kalitelerde, dikkat çekici malzemeler üretilebilmektedir. İğneleme yöntemi ile üretilmiş halılar normalde polyester, polipropilen gibi sentetik liflerden oluşmaktadır. Bazı firmalar ise polyester ve polipropilen karışımı kullanmaktadır. Her iki lif de çok yönlü olmasına rağmen, polyesterin aynı zamanda daha yüksek mukavemet değerlerinde geri dönüştürebilir bir malzeme olması daha çok tercih edilmesine neden olmaktadır. Geri dönüştürülmüş malzeme işleme teknolojilerinin geliştirmesi ile otomotiv endüstrisi için sadece maliyet tasarrufu değil aynı zamanda malzeme kullanımı açısından sürdürülebilirlik ve verimlilik sağlamaktadır. Bu bağlamda da dokusuz halılar, üretimlerinde geri dönüştürülmüş elyaf kullanımı içerebilmesi açısından oldukça çeşitli imkânlar sunmaktadır. Geri dönüştürülmüş elyaflar, hafif gramajlı araç halılarının geliştirilmesinde başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Bütün otomotiv tekstilleri üreticileri için araç halısı üretimlerinde geri dönüştürülmüş elyaf kullanımını arttırmak, fakat üretimde bu materyaller kullanılırken hem görsel hem de fiziksel performans olarak kaliteden taviz vermemek büyük önem taşımaktadır. İğneleme yöntemi ile üretilmiş ve daha sonra kalıplanmış halıların kalitesini etkileyen kritik faktörler arasında hammadde seçiminden başlayıp üretimin çeşitli aşamalarında proses parametrelerinin seçimine kadar uzanan süreç yer almaktadır. Bir otomobil üreticisinden diğerine spesifikasyonlar ve kalite talepleri değişiklik göstermektedir. Tüm otomobil üreticileri için ortak olan başlıca kalite talepleri; mukavamet, aşınma dayanımı, boncuklaşma dayanımı, uzama kabiliyeti, yüksek sıcaklıklarda ışık haslığı, kolay temizlenebilmesi, boyusal değişim özellikleri, yanmazlık, renk solma dayanımı, tüylenme dayanımı, eskime dayanımı, sertlik gibi özelliklerden oluşmaktadır. Proses gereklilikleri olarak ise kolay kalıplanabilme, ısı stabilitesi, dikilebilme, ıslanabilme, iyi yapışma, sıkıştırmaya karşı duyarlılık ve araba kullanımı süresince dayanım gösterme gibi özellikler öne çıkmaktadır. Ayrıca, kalıplanmış halılarda ürünün reddedilmesine neden olabilecek bazı kalite problemleri ortaya çıkabilmektedir. Bunlar; renk uyumsuzluğu, kirlilik, gramaj varyasyonları, aşınma dayanımında problemler ve halılarda gözlenen çizgiler olarak sıralanabilir. Otomotiv üreticileri kalite konusunda yüksek bilinç derecesinde sahiptir. Ürünü ekonomik olarak üretebilme, bu amaç doğrultusunda üretim maliyetlerini düşürme, ürün kalitesini arttırma ve bunun sonucunda da sektöre rekabet edebilirliğini arttırmak en büyük hedefleridir. Sonuç olarak, gittikçe daha fazla rekabete sahne olan pazarda söz sahibi olmak, daha yüksek pazar payına sahip olmak ve malların reddedilmesini önlemek için iğneleme yöntemiyle üretilmiş ve kalıplanmış halı üreten firmalar ürün kalitesini arttırmaya yönelik çalışmalar yapmaktadır. Bu doğrultuda, prosesten çıkan atıkların geri dönüşümü, çevre ve insan sağlığı için tehdit oluşturmayan geri dönüşebilir malzeme kullanımı, enerji tüketiminin azaltılması, üretim fire oranlarının düşürülmesi konularındaki arge çalışmalarına eğilim oldukça fazladır. Bu çalışmanın amacı; hafif gramajlı, en katı spesifikasyonu karşılayabilecek derecede yüksek kaliteli otomobil halıları üretimlerinin, hem çevresel faktörler gereği hem de maliyet avantajı sunması nedeniyle geri dönüştürülmüş PET elyafı kullanarak geliştirilmesidir. Bu amaçla farklı üreticilerden tedarik edilen işlenmemiş ve geri dönüştürülmüş PET elyafları, hammadde kalite tayini için test edilmiş ve halı üretimi için farklı oranlarda elyaf karışımları hazırlanmıştır. Bu karışımlardan HP Pelzer Pimsa A.Ş’de kalıplanmış otomobil halıları geliştirilmiştir. Üretim aşamaları, elyaf balyalarının açılması, tarak makinesinde tülbent oluşumu, çapraz serim tekniğiyle tülbent serme işlemlerini içermektedir. Bu işlemlerden sonra kalıplanmış halının üst tabakasını oluşturan dokusuz yüzeyin iğneleme yöntemi üretilmesi gerçekleştirilmiştir. Akabinde de, köpük formundaki bir binder ile arka kısmın bağlanması, ramözde kurutulması ve düşük yoğunluklu polietilen toz kullanımı ile laminasyon işlemi yapılmıştır. Bu ara ürün, daha sonra kesme makinasında kesilmiş ve sıcak olarak kalıplama makinasında belirli boyutta preslenmiştir ve son olarak halıya son şeklini vermek üzere tekrar kesme işlemi uygulanmıştır. Son olarak, bu halılar istenen spesifikasyonlara göre değerlendirmeye tabi tutulmuştur. Bulunan sonuçlara göre en iyi kaliteyi veren elyaf karışımı ve en iyi üretim parametreleri tespit edilmiştir. Bu çalışma, geri dönüştürülmüş elyaf kullanılarak yüksek kalitede, düşük maliyetli iğneleme yöntemiyle üretilmiş otomobil halısı geliştirilmesine yardımcı olmuştur.
The investments in the automotive industry in Turkey have a significant potential for automotive technical textiles. Turkey’s aim is to take place among leading automotive textile manufacturers and suppliers in the world. In this case, car carpets are among the most essential parts in the automotive interiors. Car carpet was once considered a luxury item, but it is now an essential part of interior trim. This is due to its contribution as an aesthetics and sensual comfort component, and also due to the part it plays in noise and vibration control. Each car contains about 3.5 to 4.5 m² of carpet, made by either tufting or needlepunching. In recent years, needlepunched carpets have appeared in the world and demand is expected to grow. An increasing trend worldwide is to produce lighter carpets using finer fibers; this has more covering power towards the lower weights- approximately 405 g/m² (12 oz/yd²) for tufted and 450 g/m² for needlepunched or even lower. Needlepunching of car carpets is an even younger process than tufting and is an even more rapid and economical process. Needlepunching has been much refined in recent years and is now producing very attractive materials, comparable in quality with tufted carpets. Needlepunched carpets are normally composed of synthetic textile fibers such as polyester and polypropylene. Although, both are versatile fibers, preferably, polyester is also recyclable in higher tenacity grades. Developing technologies for processing recycled material would bring for the automotive industry not only cost savings but also sustainability and efficiency in terms of material utilization. In this case, nonwoven carpets offer various possibilities to include recycled fiber material in the production. Recycled fibers have been successfully used for the development of lightweight car carpet structures. The objective of this study was the development in the processing of recycled fibers into lightweight carpets for automotive. For that purpose, in this study, virgin PET fiber and Recycled PET fibers from different suppliers were tested and different blends of RPET and Virgin PET were prepared for production. Moulded carpets were developed from these blends at HP Pelzer Pimsa A.Ş. The process involved opening of fiber bales, followed by web formation in a card, and web building on a crosslapper. This was followed by the nonwoven formation by needlepunching, which forms the face layer of the moulded carpet. Subsequently, back coating was done with a binder in the form of foam, cured in a stenter and laminated by LDPE powder. This intermediate product was then blank cut and hot pressed in moulding machines of specific size and shape, and trimmed to give the final moulded carpet. Finally, these carpets were evaluated due to required spesifications. According to the results obtained, the best carpet blend and the best production parameters were identified. The study helped to obtain high quality, low cost needlepunched carpet composite using recycled PET fibers.
Açıklama
Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014
Anahtar kelimeler
otomobil halısı, geri dönüştürülmüş polyester lifi, iğneleme yöntemi, automobile carpet, recycled pet fiber, needlepunching
Alıntı