EMR (Elektromanyetik radyasyon) koruma amaçlı bikomponent polyester iplik üretimi
Production of bicomponent polyester yarns for EMR (Electromagnetic radiation) shielding
Yazar: SEMİHA EREN
Danışman: PROF. DR. YUSUF ULCAY
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Bu çalışmada labaratuvar tipi bikomponent iplik makinesinde eriyik çekim yöntemi kullanarak elektromanyetik radyasyondan koruma amaçlı, katkılı poliester multifilament S/C (sheath/ core) bikomponent iplik üretim imkân ve kabiliyetleri araştırılmıştır.
Çalışmanın ilk aşamasında 260/72 dtex numune ipliklerin üretimi gerçekleştirilmiş ve ipliklerin özellikleri her katkı malzemesi için karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Katkı malzemesi olarak grafen tozları, nano nikeloksit ve nano demiroksit masterbatchleri kullanılmıştır. Polimer eriyiğine katkı malzemesi eklenmesi ile iplik elde edilmesinde birçok problem olduğu için grafen katkılı ipliklerde %1, %2, %3 grafen, nikeloksit katkılı ipliklerde %1 ve %2 nikeloksit, demiroksit katkılı ipliklerde ise % 1 demiroksit katkı miktarı kullanılabilmiştir. Elde edilen numunelerin elektromanyetik dalgaları kalkanlama özellikleri; 30- 2000 MHz aralığında Network analizer ile, elektriksel özellikleri dört nokta prob metoduyla, yüzey yapıları SEM analizi ile, mekanik özellikleri ise düzgünsüzlük, Shrinkage (%), mukavemet ve kopma yükü testleri ve renk ölçüm testleri yapılarak incelenmiştir.
Çalışmanın ilk aşamasında elde edilen bulgulara göre katkı malzemesi içeren ipliklerin katkısız iplilere göre mukavemet ve kopma yükü daha düşük, düzgünsüzlüğü daha yüksek, Shrinkage (%) daha yüksek olduğu görülmüştür. Grafen içeren ipliklerin mukavemet ve kopma yükü değerleri demiroksit ve nikeloksit içeren ipliklere göre daha yüksek elde edilmiştir. Katkılı iplikler arasında en yüksek düzgünsüzlük değeri demiroksit katkılı bikomponent ipliklerde elde edilirken en düşük düzgünsüzlük değeri grafen katkılı ipliklerde elde edilmiştir. Katkı malzemesi miktarı arttıkça düzgünsüzlüğün ve Shrinkage (%)nin arttığı görülmüştür. 
Çalışmanın ikinci aşamasında ipliklerin ekranlama etkinliğini (SE) test etmek amacıyla biri daha sık biri daha seyrek olmak üzere iki farklı sıklıkta RL örgü örme kumaşlar üretilmiştir. Sıklık ve katkı malzemesi miktarı arttıkça ekranlama etkinliğinin arttığı görülmüştür. Boyama sonrası ise kumaşlarda ekranlama etkinliği sağlanamamıştır. Yıkamalar sonucunda ise yıkanmış kumaşların yıkanmamış kumaşlara nazaran daha yüksek ekranlama etkinliği sağladığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, a laboratory type bicomponent yarn production machine was used to produce multifilament S/C (sheath/ core) bicomponent polyester yarns in order to impart electromagnetic shielding properties to the fiber.  
At the first stage of the study,  260/72 dtex yarns were produced by use of various additive materials in the core component and the yarn properties were tested for each additive core material and addition ratio. The additive materials for the core were graphene, nano nickel oxide and nano iron oxide.  Since direct addition of the additive material to the core component caused operating problems, the addition amounts/ratios could be %1, %2 and %3 for graphene, %1 and %2 for nickel oxide and % 1 for iron oxide. The electromagnetic shielding efficiency (EMSE) of the produced yarns were tested between 30- 2000 MHz via Network analyser, electrical properties were tested via a four point conductivity test apparatus, SEM micrographs were taken in order to examine the surface properties and uniformity, tenacity, shrinkage and colour measurements after dyeing were also performed.
The results obtained from the first stage of the study showed less tenacity and higher uniformity and shrinkage for the additive containing bicomponent fibers. The tenacity and load at the break values of the graphene added samples were higher than those of nickel oxide and iron oxide added samples. The highest uniformity decrease existed for the iron oxide addition. It was observed that the decrease of the uniformity and increase of the shrinkage values were faced by the increase of the additive material ratio.
At the second stage of the study, the yarns were knitted into RL fabrics in order to test the electromagnetic shielding efficiency (EMSE). It was observed that the shielding efficiency increased by the increase of the additive material ratio as well as the physical tightness of the fabrics. The fabrics were dyed and washed (multiple washing cycles) in order to test the effects of dyeing and washing on the shielding properties. The washed samples exhibited higher shielding efficiency test results.