İletken Kumaş Nedir, İletken Tekstiller Ne Demek

Kumaş yapısına eklenen iletken iplikler ile ısıtma soğutma uygulamaları gerçekleştirilebilmektedir. 

İletken tekstiller (Alm. leitfähigen Textilien, Fr. textiles conductifs, İng. conductive textiles), gümüş, bakır gibi metaller ya da politiyofen, polianilin gibi çeşitli polimerlerle ya da kaplama gibi sonradan elektriksellik ve/veya ısıl iletkenlik özelliği kazandırılmış tekstil malzemelerine denir. Genel anlamda organik polimerlerden elde edilen tekstil malzemeleri mükemmel yalıtkanlardır. Zayıf elektrik iletkenliği nedeniyle elektrik yükü organik polimerlerin yüzeyinde birikir. Bu nedenle elektrik yükünün birikmesini önlemek, elektrik yükünün transfer olasılığını arttırmak ve elektromanyetik koruma etkisi elde etmek için tekstil malzemeleri farklı yöntemler kullanılarak elektriksel olarak iletken hale getirilir. 

Yapıya tel, elyaf, mikro veya nano partikül formunda karbon veya gümüş, çelik, nikel gibi metaller katılarak iletken özelliğe sahip tekstiller elde etmek mümkündür. 

İletken tekstiller terimi, farklı düzeylerde belirli (yüzey) bir iletkenliğe sahip, lif, iplik ve kumaş gibi tekstil malzemelerinden üretilmiş geniş aralıktaki pek çok ürün için kullanılmaktadır. Elektriksel olarak iletken tekstiller, iletişim, eğlence, sağlık, güvenlik, ısıtma, koruma ve moda amaçlı elektronik tekstillerin üretilmesinde kullanılabilmektedir. Tekstillerin elektriksel olarak iletken hale getirilmesi çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilmektedir. 

Tekstil malzemelerinin yalıtkan halden iletken hale dönüştürülmeleri için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. İletken tekstiller: 

- İletken lif eldesi, 

- İletken iplik eldesi ve 

- İletken kumaş eldesi olmak üzere üç ayrı başlık altında toplanmıştır. 

İletken Lif Eldesi 

İletken lifler, kendisi doğal olarak iletken olabilir veya sonradan iletkenlik kazandırılabilir. Elektriksel iletkenlik ya da yarı iletkenlik özelliği, liflere farklı yöntemler ile kazandırılabilmektedir. Bu yöntemlerden bazıları; 

- metal levha veya bantlardan liflerin elde edilmesi, 

- farklı üretim ve çekim yöntemleri kullanılarak lif elde edilmesi, 

- liflerin metaller, metal oksitleri veya tuzları, iletken karbon ve kendiliğinden iletken olan polimerlerle çeşitli yöntemler kullanılarak muamele edilmesi olarak söylenebilir. 

İletken lifler, demirli alaşımlar, nikel, paslanmaz çelik, titanyum, alüminyum, bakır gibi elektriksel olarak iletken metallerden üretilebilmektedir. Metal lifler, çapları yaklaşık 1-80 mikron (µm) arasında değişen çok ince metal filamentler halinde veya kesikli lifler halinde üretilebilmektedir. Metalik lifler, genellikle, liflerin demet halinde çekim işlemi veya ince metal levhanın kenarlarının tıraşlanması ile elde edilmektedir. Yüksek iletkenliğe sahip metalik lifler, diğer çoğu tekstil lifine göre daha ağır ve kırılgan olduğundan başka liflerle homojen karışım yapılması ve iplik üretim işlemleri sırasında zamanla makineye zarar vermelerinden dolayı (aşınma ile) bilinen iplik eğirme makinelerinde üretilmeleri zordur, dolayısıyla üretimleri de daha maliyetlidir. (Dref 3 iplik eğirme sistemi ile öz olarak yalıtkan fitil salınır, friksiyon silindirlerinin üzerinden iletken lifler beslenir. Ve lifler öz etrafına sarılır. Sonuçta yarı iletken iplik çıkmış olur.) 

İletken olmayan lif bantları ile metal bantlarının harmanlanması yüksek iletkenlikte karışımlar elde edilmesini sağlayabilmektedir. Sentetik ve doğal liflerin metaller ile harmanlanması özellikle kısa stapel eğirme işlemlerinde başarılı şekilde gerçekleştirilmektedir. Ancak metal lif içeren iplikler ile metal lif içermeyen ipliklerin mukavemetleri arasındaki farklılık tekstil ürününü olumsuz etkilemektedir. İletken karışım iplikler içeren tekstil ürünleri, elektromanyetik koruma amaçlı giysilerde, mobilyalar için kullanılan statik elektriklenmeyi azaltıcı/engelleyici kumaşlarda, yer altı çalışmaları için özel tekstil filtreleri gibi uygulamalarda kullanılmaktadır. Oluşturulan iletken ipliklerin esnek ve yıkanmaya uygun olması üretilen kumaşların kullanım süresince, sıradan tekstil kumaşı görünümü ve rahatlığı vermesi çok önemlidir. 

Elektriksel iletken lif, iplik ve kumaşlar, ayrıca tekstil malzemesinin metal, metal oksitleri ve metal tuzları ile kaplanması ile de elde edilebilmektedir. Kimyasal kaplama ve yüksek konsantrasyonlu reçine içerisindeki metalik parçacıklarla muamele etme ticari olarak da iletken lif elde etmek amacıyla kullanılmakta olan yöntemlerdir. Yarı iletken metal oksitler hemen hemen renksizdir ve lif yüzeyine gömülebilmekte, bikomponent liflere katılabilmekte veya tekstil malzemesinin yüzeyine kimyasal olarak muamele edilebilmektedir. İletken kaplamalar, kullandıkları taşıyıcı tabakanın (tekstil malzemesinin) özelliklerini değiştirmeden onları elektriksel iletken malzemelere çevirebilmektedir. Kaplama işlemi, elektriksiz kaplama, buharlaştırma ile biriktirme, püskürtme, iletken polimer ile kaplama, lifleri doldurma ve karbonlaştırma gibi yöntemlerle lif, iplik veya kumaşlara uygulanabilmektedir. 

- Metalik tuzlarla kaplama işlemi, antistatik performans gerektiren halı endüstrisinde kullanılmaktadır. Çeşitli doğal ve sentetik liflere uygulanabilmektedir. Bunun yanında, galvanik kaplamalar oldukça yüksek iletkenlik sağlamaktadır ancak bu yöntem sadece grafit veya karbon lifleri gibi elektriği ileten taşıyıcı tabakalara uygulanabilmektedir. Üretimin maliyetli ve karmaşık olmasından dolayı galvanik kaplamalar genelde tekstil endüstrisi için kullanılmaz. 

- Elektriksiz kaplama yöntemi, bir tekstil malzemesinin, içinde kimyasal reaksiyonların oluştuğu kaplama çözeltisi içerisine daldırılması işlemine dayanır. Tekstillerin nikel veya bakır ile kaplanması bu yolla gerçekleştirilebilir. Bu yöntemle düzgün ve elektriksel olarak iletken kaplamalar elde edilebilmektedir ancak maliyeti yüksektir. 

- Buharlaştırma ile biriktirme işleminde, tekstil yüzeyinde, bakır, gümüş veya altın olan metal, işlem süresince giderek yoğunlaşarak bir kaplama oluşturur. Bu işlem çeşitli kalınlıklarda ve iletkenlikte kaplamalar oluşturmakta kullanılabilmektedir. 

- Püskürtme ile kaplama yönteminde, kaplama malzemesi, tek atomlar halinde tekstil malzemesi üzerine fırlatılmakta, çok ince ve düzgün bir kaplama tabakası meydana getirilmektedir. 

- Vakum sprey yöntemi, ucuz bir yöntemdir ve yüksek iletkenliğe sahip metal kaplı lifler üretilmektedir. Ayrıca metal ve tekstil arasında iyi bir yapışma olmaması, yüksek iletkenlik sağlanmasını güçleştirmektedir. 

Tekstil malzemeleri, politiofen (PTh), Polianilin (PANI), polipirol (PPy) esaslı iletken polimerlerle kaplanabilir veya muamele edilebilir. Ayrıca kendisi iletken olan lifler, bu iletken polimerler veya bunların başka polimerlerle karışımlarından üretilebilir. Bu tip polimerler, yüksek iletkenlik, esneklik ve hafiflik sağlamakta ve ayrıca yapışma özellikleri de daha iyi olup aşınma problemine neden olmamaktadır. Bunun yanında, bilinen yöntemleri kullanarak polimer kaplamanın yapılması zordur. 

İletken polimerlerden elektro kimyasal yöntemle lif veya film elde edilmesi, geniş alan uygulamalarında, kırılganlık problemini ortaya çıkartmaktadır. Bundan dolayı, ince kaplama veya iletken polimerlerin çözeltiden polimerizasyonu yöntemleri daha uygundur. Ayrıca iletken liflerin eriyikten üretim ve kaplama yöntemleri kullanarak üretimi yapılmaktadır. 

Kumaş veya kağıttan yapılan elektronik cihazların önünü açan, iletken nano kaplama uygulamaları. 

İletken İplik Eldesi 

İletken iplikler, iletken filamentlerden, kesikli iletken liflerden veya iletken lif veya tellerin iletken olmayan tekstil lifleri ile birlikte eğrilmesi ile elde edilebilmektedir. Ayrıca iletken olmayan ipliklerin, iletken metal malzemelerle sarılması ile de iletken tekstiller üretilebilmektedir. 

İletken iplik üretme yöntemleri şu şekilde özetlenebilir: 

- İpliğin içerisine farklı formlarda elektriksel iletkenliğe sahip karbon veya metallerin eklenmesi (örn. özlü eğrilmiş, iletken lif karışımı iplikler) 

- Doğal olarak iletken polimerlerin kullanılması 

- İletken maddelerle ipliği kaplama 

Metalik iplikler, iletken olmayan bir ipliğin bakır, gümüş veya altın tel veya folyo gibi metalik bir malzeme ile birlikte sarılmasıyla elde edilebilmekte ve ayrıca iletken tekstillerin üretilmesinde kullanılabilmektedir. Tekstil elektrotlarında iletken malzemeler, bir takım özelliklere ve kararlı polarizasyon potansiyeline sahip olmak zorundadırlar. Bu özellikler, yıkanabilir olma, alerjik olmama ve sıkı uygulamalarda deride rahatsızlık hissi yaratmama şeklinde sıralanabilir. Daha ince ve daha yüksek mukavemetli iletken iplikler, dikiş ipliği olarak elektronik tekstillerin dikilmesinde kullanılabilmektedir. Yapının iletkenliği dikişlerin yeri ile kontrol edilebilmektedir. 

Özlü iplik üretimi, genel olarak, modifiye edilmiş ring iplik makinesinde ve açık uç Dref-3 özlü iplik eğirme sisteminlerinde yapılabilmektedir. Özlü bir iplik, öz ve manto denilen iki bileşenden oluşmaktadır. İpliğin merkezinde yer alan ve monofilament, multifilament veya kesikli liften oluşan öz ile onu saran kesikli liflerden oluşan manto, birlikte kompozit iplik yapısını oluşturur. İletken özlü iplik üretiminde, metal bir tel veya iletken malzemelerle kaplı bir iplik öz veya mantoda kullanılmaktadır. Tekstil kullanım özelliklerine uygun olması açısından kullanılacak iletken malzemelerin de ince, esnek veya katlanabilir olması gerekir. Friksiyon özlü iplik eğirme sisteminde, özde bulunan filament eğirme işlemi sırasında büküm almamaktadır. Delikli eğirme silindirleri tarafından sağlanan hava emişi sayesinde, açıcı silindir tarafından açılan manto lifleri, eğirme silindirinin yüzeyine tutunur. Eğirme silindirlerinin dönüşü ile sağlanan sürtünme sonucunda, mantodaki lifler özdeki filament etrafında tur atar ve özlü iplik yapısı oluşur. 

İletken olan ve iletken olmayan iki ipliğin birbiri üzerine katlanmasıyla iletken ipliklerde elde etmek mümkündür. Akıllı elektronik tekstillerin üretilmesinde kullanılan iletken dikiş iplikleri, iletken ipliklere göre daha ince ve mukavemetli olup dikişlerin yerlerinin ayarlanması ile kontrollü bir iletkenliğe sahip olurlar. Friksiyon özlü iplik eğirme sisteminde, özde bulunan filament eğirme işlemi sırasında büküm almamaktadır. Delikli eğirme silindirleri tarafından sağlanan hava emişi sayesinde, açıcı silindir tarafından açılan manto lifleri, eğirme silindirinin yüzeyine tutunur. Eğirme silindirlerinin dönüşü ile sağlanan sürtünme sonucunda, mantodaki lifler özdeki filament etrafında tur atar ve özlü iplik yapısı oluşur. 

İletken Kumaş Eldesi 

İletken kumaşlar, yapılarında iletken ipliklerin veya tellerin kullanılması ile ya da kumaşın iletken malzemelerle kaplanması veya muamele edilmesi ile elde edilmektedir. 

Kumaş veya tekstil yüzeyi yapısında iletken teller/iplikler kullanarak iletken tekstil yüzey elde edilmesi, dokuma, örme ve nonwoven kumaş üretim sistemleri için de uygundur.