Her şey 1400’lü yıllarda Çinliler’in balmumuna daldırılmış kumaştan şemsiye yapmalarıyla başladı. Daha sonra “Direkt Kaplama” olarak isimlendirilecek işlemin tarihteki ilk uygulamasıydı. Kumaşın tamamiyle farklı bir malzemeyle kaplanarak/birleştirilerek işlevini daha iyiye götürme fikri böyle oluştu.
Bugün kullandığımız PVC ve PU gibi polimerlerin atası 1839 yılında Goodyear tarafından üretildi. Goodyear, kükürtle vulkanize edilmiş kauçuk olan Libonit’i üretti. Fakat o yıllarda henüz polimer kavramı ortaya atılmamıştı.
1900’lü yıllarda İtalya’da Direkt Kaplama işlemiyle mezure üretildi. Takip eden yıllarda 1. dünya savaşı esnasında Almanlar ilk U-Boat modelini ürettiler. Ancak dış etkenlere karşı son derece dayanıksızdı.
1920-1930 yılları arasında Alman kimyacı H. Staudinger “Makromolekül” hipotezini ortaya attı ve deneysel olarak ispatladı. İşte bu tarihten sonra polimer kimyası dünyada bir devrim yarattı.
1960’lı yıllarda kumaş ve plastik özelliklerini aynı anda içeren bir yapıdan bahsedilmeye başlandı. Yüzey, doğal deri efekti verirken sağlamlığını kumaş sağlıyordu. Bu yıllarda “Transfer Kaplama” ortaya çıktı. O yıllarda kullanılan transfer kağıtları en fazla 100 ºC ‘ye dayanıklıydı. Teknolojinin ve malzeme bilgisinin gelişimiyle suni deri uygulamaları bugünkü halini aldı.
SUNİ DERİ ÜRETİMİ
Polimer, monomer denilen ufak moleküllerin birbirine kovalent bağ ile bağlanarak oluşturdukları büyük bir moleküldür. İnsanların elele tutuşmasıyla oluşan zincire benzetilebilirler. Bize en uygun olan polimerler PVC (Poli Vinil Klorür) ve PU (Poli Üretan) , termoplastik sınıfına giren polimerlerdir. Camlaşma sıcaklığının üstündeki sıcaklıklara ısıtıldıklarında yumuşayabilirler ve işlenebilir özelliğe sahiptirler. Soğutuldukları zaman ise istenilen şekilde sertleşirler. Fakat ısıtıldıkları zaman tekrar yumuşarlar ve eğer istenirse tekrar şekillendirilebilirler. Böylece defalarca şekillendirilebilir. PVC, plastikleştirilip işlendiği zaman kararlı, kuru ve esnek bir özelliğe sahiptir. İşte bu özelliklerinden dolayı suni deri üretiminde PVC ve PU kullanılmaktadır.
En basit anlatımıyla suni deri şu şekilde üretilir:
Hazırlanan hamurlar istenen desenin bulunduğu kağıt üzerine bir bıçak vasıtasıyla sıyrılır. Kağıt fırına girerek üzerindeki hamurun uçucu maddelerinden kurtulur. Kalan katı madde kararlı bir tabaka haline gelir. İstenen kalınlığa göre bu işlem tekrarlanır. En son kademede yapıştırma hamuru tüm katmanların üzerine sıyrılır ve baskıyla kumaş yapıştırılır. Son kademe fırında kumaşın hamura bulandığı bölgeler katılaşıp kumaşı tutar. Fırından çıkan kağıttan film tabakası alınır.
Hamur; PVC ve PU hamuru olarak ikiye ayrılır.
PVC, DOP gibi plastikleştiricilerle çözündürüldüğünde PVC hamuru elde edilir.
PU, hali hazırda bir çözelti şeklinde gelir. Ancak DMF gibi ek çözücü ilavesi yapılabilir. Bu çözeltiye PU hamuru denir.
Dört bıçak/fırın sistemine sahip Transfer Kaplama Makinası (Boy ~100 metre)
Birinci fırında 2, ikinci fırında 2, üçüncü fırında 3 ve dördüncü fırında 4 ısıtma bölgesi vardır. Fırınların ısıtması kızgın mineral yağ vasıtasıyla yapılmaktadır. Kızgın yağ, fırınlar içerisinde bulunan kanatçıklı peteklerden geçerek fanlarla çevrimi sağlanan havayı ısıtır ve ısıyı kağıt üzerindeki hamura aktarır. Her ısıtma bölgesi birer termokupl vasıtasıyla sıcaklık kontrolüne sahiptir ve istenen sıcaklığın eldesi için kızgın yağ çevrimi otomatik olarak açılır veya kapatılır.
Mineral yağ çevriminin şematik gösterimi
Isıtma kazanı içerisinde sarmal borulardan geçen yağ yaklaşık 275 - 285 ºC ‘ye kadar ısıtılır ve kollektöre gönderilir. Kollektörden de tüm makinalara gönderilir. Çevrime giden ve dönen kızgın yağ sıcaklıkları arasındaki fark yaklaşık 5 - 8 ºC kadardır. Yağ çevriminde en önemli faktör, kızgın yağın çevrime Transfer Kaplama Makinasının çıkışından girmesi ve başa doğru gelmesidir. Çünkü asıl ısı ihtiyacı makinanın çıkış bölgelerindedir.
Birinci fırında 6, ikinci fırında 8, üçüncü fırında 12 ve dördüncü fırında 14 bölme vardır ve her bölme üzerindeki egzoz boruları vasıtasıyla fırın içerisindeki gazlar dışarı atılır. Her bölme 1.5 m uzunluğundadır.
Akümülatör Şekil de gösterildiği gibi sistemin en başında yer almaktadır. Kağıt dikey sistemde çoklu geçiş yaptırılarak toplanır. Toplanan kağıt yaklaşık 60 - 65 metredir. Bu kısım sayesinde çalışma durdurulmadan kağıt eklemesi yapılır. Kağıt ekleme işlemi esnasında sistem aküdeki kağıtla beslenir. Dolayısıyla üretim durmaz. Üretim hızı 19 metre/dakika olduğunda kağıt ekleme işlemi en fazla 1’40” sürmektedir. Bu sürede sistem yaklaşık 32 metre kağıda ihtiyaç duyar. Bu kağıdı ise aküden çeker. Kağıdın bir noktasının sisteme girmesi ve çıkması arasında 8’30” gibi bir zaman geçer. Kağıt bu zamanın 3’10” kısmını aküde, 30” kısmını birinci fırında, 40” kısmını ikinci fırında, 58” kısmını üçüncü fırında, 1’08” kısmını dördüncü fırında ve kalan 2’04” lik kısmı ise soğutma silindirleri gibi bölümlerde geçirir. Kağıt böylece sistemde yaklaşık 162 metre arasında bir yol kat eder. Kullanılan kağıtlar ısıya dayanıklı ve özel desenli yüzeye sahiptirler. Kağıt eni 150 - 155 cm arasındadır.
DOP gibi plastifiyanlarla plastisol hale getirilen PVC, ısıtılıp kurutulur ve kararlı film tabakası oluşturur. Bu film tabakasına “Skin” adı verilir. Eğer bu plastisol içerisinde süngerleşmeyi sağlayan porofor varsa ısıtma esnasında süngerleşerek bize kalınlık sağlayan bir tabaka sağlayacaktır. Bu tabakaya “Sünger” adı verilir. Özellikle giyimlik ürünlerde tuşeyi (Tuşe: Ürüne dokunulduğunda alınan his), dış etkenlere karşı dayanımı sağlayan ve yapışmayı engelleyen üst PU katmanına ise “Pre-Skin” adı verilir.
Suni derideki katmanlar
Hamurun kağıt üzerine sıyrılması için kullanılan bıçak sistemi
Hamur kağıt üzerine Şekilde gösterildiği gibi sıyrılarak aktarılır. Bıçağın kağıda olan uzaklığı ayarlanmak suretiyle kağıda sıyrılacak hamurun miktarı da ayarlanmış olur. Bıçağın konumu çok hassas hareket eden sistem yardımıyla sağ, sol yada her iki kısım aynı anda hareket ettirilerek aşağı yada yukarı alınabilir. Böylece metrekareye verilen hamur gramajı da ayarlanmış olacaktır. İlk katman kağıda sıyrıldıktan sonra fırın içerisinde ısıyla kararlı hale getirilir. Her fırın çıkışında kapalı soğutma suyu çevrimine sahip silindirlerde soğutulur ve üzerine ikinci katman hamuru sıyrılır. Burada bıçak konumu önemlidir. Eğer ikinci katman bıçak konumu ilk katman kalınlığından daha düşükse ilk katman bıçağa takılacaktır. Dolayısıyla bir sonraki katman için bıçak konumu ayarlanırken bir önceki bıçak konumu göz önünde bulundurulur. Ürün gramajı ayarlanırken dördüncü bıçaktan geriye doğru hesaplama yapılır. Örneğin üç geçiş olarak üretilecek olan ve 320 g/m2 olması istenen ürün için: 80 g yapıştırma, 160 g alt kat ve 25 g pre-skin katı verilir. Burada kullanılan kumaş 55 g olarak alınmıştır.
Kumaş yapıştırma işleminin şematik gösterimi
Şekilde gösterildiği gibi en son olarak kağıda yapıştırma hamuru verilir ve üzerine baskıyla kumaş yapıştırılır. Kumaşın yapıştırma hamuruna bulanan bölgeleri hamurun fırında kurutulmasıyla diğer katmanlara bağlanır. Burada verilen baskı önemlidir. Eğer çok fazla baskı verilirse kumaş tamamiyle hamura gömülür ve çıkan ürün daha çok plastik özelliği taşır, sert bir tuşeye sahip olur. Eğer baskı çok az verilirse kumaş diğer katmanlara tam anlamıyla tutunmaz ve çok çabuk ayrılır, dayanımı olmaz. İyi kalitede bir üründe kumaşın katmanlardan ayrılmaya başlaması yaklaşık 10 yıl sonra gerçekleşmeye başlar/başlamalıdır.
Suni deri üretiminde geri dönüşüm olamayacağından üretimin her aşaması kontrol altında olmalıdır. Hamurların hazırlanması esnasında tartımların eksiksiz olması, hamurda bulunan büyük parçacıkların ezilmesi, filtrasyonun çok iyi yapılması ve hamur viskoziteleri çok önemlidir. Kontrol bu noktadan başlar. Sistemde bulunan silindir ve diğer ekipmanların temizliği de aynı şekilde önemlidir. Toz baş düşmandır ve üretim başlangıcında tüm sistem iyice temizlenir. Kağıdın dışarıdan geçiş yaptığı bölgelerin alt kısmı eski kağıt parçalarıyla kapatılır ki statik nedeniyle toz toplaması en aza insin. Her bıçaktaki görevli eleman üretim esnasında olabilecek çizgi vs. gibi problemleri anında düzeltmek için tüm dikkatini kağıt geçişine verir. Çıkışta ürün her an gözlendiği gibi her toptan numune alınır ve gramaj, renk ve yapışmasına bakılır.
DİĞER İSTASYONLAR
Transfer kaplama makinasından çıkan ürünlerin birçoğu ek istasyonlarda farklı işlemlere tabi tutularak özellikleri değiştirilir. Bunlardan ilki GOFRAJ olarak adlandırılan istasyondur. Burada yarı ürün önce I/R yayan rezistanslarla ısıtılır ve belli bir desene sahip metal silindirden baskıyla geçirilir ve soğutularak kararlı hale getirilir. Eğer üst katman (pre-skin) PVC ise ısıtma bu rezistanslarla, üst katman PU ise ısıtma direkt olarak deseni içeren silindirin ısıtılmasıyla yapılır. Çünkü PU katmanı ısıya karşı daha hassas özelliktedir. Gofraj işleminde en önemli parametre, istenen desenin her noktada yani sol, sağ ve ortada aynı oranda basılabilmesidir. Gofraj öncesi ürün kalınlığı 120 µm ise, gofraj sonrası bu yaklaşık 110 µm olacaktır. Dolayısıyla üretim esnasında bu göz önüne alınarak ürün kalınlığı kontrol altında bulundurulur. Ayrıca baskı çok fazla olmamalıdır, aksi halde desen alt katmanda gözükecektir ki bu istenmeyen durumdur.
Emprime istasyonunda ürün üzerine yine desenlerin bulunduğu silindirler vasıtasıyla renkli desenler basılabilir veya verniklenebilir. Burada istenilen rengin ayarlanması önemlidir. Karışım hazırlandıktan sonra deneme yapılır ve renk uygunsa işleme geçilir.
Kalender istasyonunda ürün üzerine kağıt üzerindeki desen sıcaklıkla basılır. Aynı zamanda kumaşın ütülenmesi amacıyla da bu istasyon kullanılmaktadır.
Zımpara istasyonunda yüksek turla dönen silindirle ürün üzeri zımparalanır. Gofrajdan çıkmış üründeki girintili bölgeler etkilenmezken, yüksek bölgeler zımparalanır ve alt katman renginin açığa çıkmasıyla ürün değişik bir efekt kazanır.
Tambur istasyonunda ise buharla ısıtılan ve aynı zamanda sağa ve sola döndürülen ürüne eskime efekti kazandırılır.
Fırça istasyonunda ise üst yüzey fırçalanarak parlaklığı sağlanır.
KULLANILAN HAMMADDELER
PVC
PU
PVC için plastifiyanlar
PU için çözücüler
Viskozite ayarlayıcılar
Porofor
Isı ve ışık stabilizatörleri
Dolgu maddesi
Renklendiriciler
Cross-Link yapıcılar
Dispersiyon sağlayıcı ajanlar
