plazma yÜzey modİfİkasyonu İle tekstİl ve derİdekİ … plazma haline getirilmektedir. plazma;...

16
865 6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU 6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK 6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUM İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018 PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ UYGULAMALAR APPLICATIONS OF PLASMA SURFACE MODIFICATIONS ON TEXTILE AND LEATHER Safiye Meriç AÇIKEL 1 Meruyert KAYGUSUZ 2 ABSTRACT One of the new technologies is plasma technology which is often referred to as the fourth state of matter. A plasma state contains ions, electrons, photons, excited atoms or molecules, radicals, metastable atoms and neutral atoms or molecules. Plasma technology is used in many areas today, principally in medicine, chemistry, the textile industry, waste water treat- ment systems and biology. Plasma treatment on the surface of a material can make various modifications in the form of surface activation, etching, grafting and cross-linking, depo- sition. Plasma technology has various advantages, for example, it does not need water, the process occurs in the gas phase, the amount of chemicals used is reduced, it does not cause industrial waste, and the process makes effective modifications to the surface of the material without disturbing its basic properties. Because of these advantages plasma technology with different plasma tecniques has started to be preferred in textile and leather industries day by day. This study gives general inform about plasma technology and its usage in textile and leather industries. Key word: Plasma, Leather, Textile, Surface Modification ÖZET Yeni bir teknoloji olan plazma teknolojisi; sıklıkla maddenin dördüncü hali olarak tanım- lanmaktadır. Plazma hali, iyonları, elektronları, fotonları, uyarılmış atomları ve molekülleri, radikalleri, yarı kararlı atomları, nötral atomları ve molekülleri içermektedir. Plazma tekno- lojisi günümüzde temel olarak tıp, kimya, tekstil endütrisi, atık su iyileştirime ve biyoloji gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Materyalin yüzeyindeki plazma iyileştirmesi olarak: yüzey aktivasyonu, aşındırma, aşılama, çapraz bağlama ve biriktirme gibi çeşitli modifikas- yonlar yapılabilmektedir. Plazma teknolojisi; suya ihtiyaç duyulmaması, prosesin gaz fazda gerçekleşmesi, kimyasal kullanım oranını en aza indirmesi, endütriyel atığa sebep olmaması ve materyalin temel özelliklerini kaybettirmeden yüzeyinde etkili modifikasyonlar yapması 1 Sorumlu Yazar, Dr. Öğr. Ü., İstanbul Üniversitesi -Cerrahpaşa, Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Tekstil, Giyim, Ayakkabı ve Deri Bölümü Deri Teknolojisi Programı, Avcılar/İSTANBUL, safi[email protected] 2 Dr. Öğr. Ü., Pamukkale Üniversitesi, Denizli Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Tekstil, Giyim, Ayakkabı ve Deri Bölümü Deri Teknolojisi Programı, Kınıklı/DENİZLİ, [email protected]

Upload: others

Post on 06-Aug-2020

14 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

865

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ UYGULAMALAR

APPLICATIONS OF PLASMA SURFACE MODIFICATIONS ON TEXTILE AND LEATHER

Safiye Meriç AÇIKEL1

Meruyert KAYGUSUZ2

ABSTRACTOne of the new technologies is plasma technology which is often referred to as the fourth state of matter. A plasma state contains ions, electrons, photons, excited atoms or molecules, radicals, metastable atoms and neutral atoms or molecules. Plasma technology is used in many areas today, principally in medicine, chemistry, the textile industry, waste water treat-ment systems and biology. Plasma treatment on the surface of a material can make various modifications in the form of surface activation, etching, grafting and cross-linking, depo-sition. Plasma technology has various advantages, for example, it does not need water, the process occurs in the gas phase, the amount of chemicals used is reduced, it does not cause industrial waste, and the process makes effective modifications to the surface of the material without disturbing its basic properties. Because of these advantages plasma technology with different plasma tecniques has started to be preferred in textile and leather industries day by day. This study gives general inform about plasma technology and its usage in textile and leather industries.

Key word: Plasma, Leather, Textile, Surface Modification

ÖZETYeni bir teknoloji olan plazma teknolojisi; sıklıkla maddenin dördüncü hali olarak tanım-lanmaktadır. Plazma hali, iyonları, elektronları, fotonları, uyarılmış atomları ve molekülleri, radikalleri, yarı kararlı atomları, nötral atomları ve molekülleri içermektedir. Plazma tekno-lojisi günümüzde temel olarak tıp, kimya, tekstil endütrisi, atık su iyileştirime ve biyoloji gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Materyalin yüzeyindeki plazma iyileştirmesi olarak: yüzey aktivasyonu, aşındırma, aşılama, çapraz bağlama ve biriktirme gibi çeşitli modifikas-yonlar yapılabilmektedir. Plazma teknolojisi; suya ihtiyaç duyulmaması, prosesin gaz fazda gerçekleşmesi, kimyasal kullanım oranını en aza indirmesi, endütriyel atığa sebep olmaması ve materyalin temel özelliklerini kaybettirmeden yüzeyinde etkili modifikasyonlar yapması 1 Sorumlu Yazar, Dr. Öğr. Ü., İstanbul Üniversitesi -Cerrahpaşa, Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Tekstil, Giyim, Ayakkabı ve Deri Bölümü Deri Teknolojisi Programı, Avcılar/İSTANBUL, [email protected] Dr. Öğr. Ü., Pamukkale Üniversitesi, Denizli Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Tekstil, Giyim, Ayakkabı ve Deri Bölümü Deri Teknolojisi Programı, Kınıklı/DENİZLİ, [email protected]

Page 2: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

866

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

gibi çeşitli avantajlara sahiptir. Bu avantajlardan dolayı plazma teknlojisi gün geçtikçe tekstil ve deri üretiminde farklı plazma teknikleri ile tercih edilmeye başlamıştır. Bu çalışma plazma teknolojisi hakkında ve tekstil ile deri endüstrisindeki kullanım alanları hakkında genel bilgi vermektedir.

Anahtar Kelime: Plazma, Deri, Tekstil, Yüzey Modifikasyonu

1. GİRİŞDoğal bir materyal olan ham deri, farklı deri işlem basamakları ile bozulmaz forma dönüştü-rülmektedir. Ancak bunun için deri fabrikaları günümüzde çok fazla su ve kimyasal madde kullanmaktadır. Bunun sonucunda büyük miktarda atık su miktarı ve kirlilik yükü oluşmakta-dır. Tekstil ve kimya sektörü deri sektörü gibi benzer sorunlar yaşamasına rağmen buldukları yeni ve akılcı çözümlerle sorunların önüne geçmeye çalışmaktadırlar. Özellikle son yıllarda yeni teknolojiler ile bu sorunlar değerlendirilmektedir. Bu sorunların yanında deri sektörü değişen moda ve talepler doğrultusunda sezonun trendine uygun renk, desen ve kalitede deri üretimi yapmaya yönelmektedir. Dolayısı ile deri sektörü hem çevreye zarar vermeyen hem de yenilikçi üretimlere ihtiyaç duymaktadır (Harmancıoğlu, 1998; Harmancıoğlu, 1993, Top-taş, 1993).

Yeni teknolojilerden biri olan plazma teknolojisi; su gereksinimi olmaması, işlemin gaz fa-zında gerçekleşmesi, kullanılan kimyasal madde miktarının çok az olması, endüstriyel atığa sebep olmaması, işlemin sadece lif yüzeyinde etkili olması, enerji tasarrufu sağlaması gibi yaş işlemlere göre çeşitli avantajları bulunmaktadır (Açıkel ve Kaygusuz, 2018). Plazma maddenin katı, sıvı ve gaz hallerinden farklı olarak iyonize olmuş gaz hali olarak tanım-lanabilmektedir. Bir anlamda maddenin 4. halidir. Termal dengedeki katı bir madde, sabit basınçta sıcaklığın arttırılması ile sıvı hale geçmekte, sıcaklık arttırılmaya devam ederse sıvı gaz haline geçmektedir. Sıcaklığın arttırılması ile gaz içindeki moleküller, rastgele doğrultu-larda serbestçe hareket eden gaz atomlarını oluşturmak için ayrışmaktadırlar. Eğer sıcaklık daha fazla arttırılırsa gaz atomlarından bir ya da birkaç elektron kopmakta ve gaz atomları serbestçe hareket eden yüklü parçacıklara (pozitif iyonlar ve elektronlar) ayrışarak maddenin dördüncü halini “PLAZMA” oluşturmaktadır. Plazma laboratuar koşullarında yapay şekilde üretilebildiği gibi doğada; atmosferin katmanlarından iyonosfer, güneş (hidrojen plazma), simsek ve yıldırım doğal plazmalara verilebilecek örneklerdendir. Plazma içinde iyonlar, elektronlar, fotonlar, uyarılmış atomlar veya moleküller, radikaller, meta stable atomlar, nötral atom veya moleküllerde bulunmaktadır. Plazma işleminde, oluşan reaktif parçacıklar materyalin temel özelliklerini bozmadan yüzeyde yüzey aktivasyonu, temizleme, aşındırma, aşılama, çapraz bağlanma şeklinde çeşitli modifikasyonlara sebep olmaktadır (Kral and Tri-velpiece, 2005; Kang and Sarmadi, 2001; Karahan, 2007).

2. PLASMAMaddeyi oluşturan atomların enerjisi bakımından plazma; katı, sıvı ve gaz hallerinden farklı olarak maddenin dördüncü halidir. Gaz halindeki bir maddeye yeterli enerji verilirse madde-nin dördüncü hali plazma üretilebilmektedir. Örneğin atmosfer basıncında su 100oC ’ye ısıtı-lırsa buharlaşmaktadır ve gaz haline gelmektedir. Su buharı 100.000oC ’nin üzerine ısıtılırsa

Page 3: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

867

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek de üretilebilmektedir. Plazma için iyonlaşmış gaz tanımı yapılsa da bu tamamıyla doğru değildir. Plazmanın en önemli özelliği yüklü parçacıklardan oluşmasına rağmen sanki yüksüz gibi davranmasıdır. Bununla birlikte bir sistemin plazma olabilmesi için birim hacimde kritik değerde yüklü parçacıklar olması gerekmektedir. Plazma halinde, maddenin atomları parçalanmaktadır ve sürekli hareket halinde olan pozitif yüklü iyonların ve elektronların oluşturduğu bir sistem haline gelmektedir (Akan, 2005). Plazma içinde aynı zamanda elektronlar, uyarılmış atomlar veya moleküller, radikaller, iyonlar, nötr atomlar ve UV ışınları bulunmaktadır. Doğada kuzey ışıkları plazmanın en güzel örneklerinden olup; kutup bölgelerinde gökyüzünde görülen, dünyanın manyetik alanı ile güneşten gelen yüklü parçacıkların etkileşimi sonuncu ortaya çıkan doğal ışımalardır. Bunun gibi yıldırım da bir doğal plazma olup elektrik yüklü bir bulut ile diğer bir bulut arasındaki elektrik boşalması sonucu oluşmaktadır (Şekil 1).

Şekil 1. Maddenin Plazma Hali

Maddenin plazma hali ile gaz hali arasında bazı temel farklılıklar vardır. Bu özellikler onları gazlardan ayırt etmemizi sağlamaktadır. Bunların başında plazmayı oluşturan parçacıkların yüklü olup Coulomb kuvvetleri ile birbirlerine etki etmesi gelmektedir. Plazma içindeki bu yüklü parçacıklardan ötürü plazma hali elektriği iletirken gaz hali elektriği iletmemektedir. Benzer şekilde plazma içindeki her parçacık komşusu bulunan her parçacığa hatta kendi-sinden daha uzakta bulunan parçacıklara aynı zamanda etki etmektedir. Bu nedenle plazma içindeki parçacıklar sürekli birbirleriyle etkileşerek kolektif bir davranış göstermektedirler. Dolayısı ile gaz halinde yayılma eğilimi gösterirken plazma halinde toplanma eğilimi göz-lenmektedir. Bu durum gaz halinde molekül ve atomlar arasındaki çekim kuvvetleri zayıf iken plazma halindeki yüklü parçacıklar arasındaki çekim kuvvetlerinin yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca plazma elektromanyetik dalgalarla etkileşim halinde olmasının yanı sıra kendisi de elektro magnetik alan oluşturabilmektedir (Karahan, 2007; Thompson, 1962). Herhangi bir yüzey, plazmaya maruz kaldığında iyonlar, elektronlar, radikaller, nötral türler ve UV ışınları tarafından bombardımana uğramaktadır. Kimyasal bağların bağlanma enerjisi genellikle 3-5 eV civarındadır ve elektronlar, iyonlar ve V-UV ışınları tarafından par-çalanabilmektedirler. Bombardıman sonucu yüzeyde bulunan bazı bağlar koparak buharlaşır ve plazmanın kimyasal bileşimini etkileyebilmektedir. Dalga boyu 178 nm’den kısa olan UV ışınlar, foto iyonizasyona neden olmaktadır ve böylece bağları kopararak serbest radikalleri oluşturmaktadır ve oluşan radikallerde çapraz bağları meydana getirmektedir. Plazma reak-siyonların elektronların rolü fazla olup elektron yoğunluğunun (ne), elektron enerjisi dağı-lımının ve elektron sıcaklığının (Te) belirlenmesi önem teşkil etmektedir. Özellikle soğuk plazmalarda; en yüksek sıcaklığa sahip olan türler elektronlar olduğu için elde edilen etkinin

Page 4: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

868

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

boyutunu önemli derecede etkilemektedir. Elektriksel olarak izole edilmiş materyal plazma içine yerleştirildiğinde, plazma içinde elektronlar iyonlara kıyasla daha hareketli olduğu için muhtemelen negatif yükle yüklenecektir ve yüzeyin negatif yüklenmesi; pozitif iyonların yüzeye doğru hızlanmasına sebep olmaktadır. Yani elektronlar hem yüzeyin diğer türler ile etkileşime geçmesini sağlamakta hem de yüksek enerjileri ile yüzeydeki bazı bağların kop-masını sağlamaktadırlar (Young, 1999; Sturrock, 1994; Kunkel, 1966).

2.1. Plazmanın Sınıflandırılması

2.1.1. Sıcaklığa Göre Sınıflandırma

Plazma parametrelerinde bahsedilen plazma sıcaklığında farklı elektrik yüklü ve kütleli par-çacıkların karışımlarından dolayı farklı sıcaklık terimleri mevcuttu ve sıcaklığa göre sınıflan-dırılır iken bu sıcaklık terimlerinden yararlanılmaktadır.

2.1.1.1. Toplam Termodinamik Dengede Olan Plazmalar

TTD olarak isimlendirilen toplam termodinamik dengede plazmalarda; plazmadaki her türün sıcaklığı birbirine eşit olduğu plazmalar olarak ifade edilmektedir (Karahan, 2007; Thomp-son, 1962).

2.1.1.2. Lokal Termodinamik Dengede Olmayan Plazmalar

Düşük basınçlarda elektronlar ile nötral atomlar ve iyonlar arasında termal dengeye ulaşama-maktadır. Bu nedenle elektronların sıcaklığı diğer türlere göre çok büyüktür. Türler arasında sıcaklık farklılıkları çok fazla olduğu için termodinamik olarak dengeye gelememektedir (Ko et al., 2006; Nasser, 1971).

2.1.1.3. Lokal Termodinamik Dengede Olan Plazmalar

Plazma içinde foton sıcaklığı haricinde diğer türlerin sıcaklıklarının birbirine eşit olduğu plazmalardır ve bu yüzden lokal termodinamik plazmalar olarak adlandırılmaktadır. Atmos-ferik basınçlarda lokal termodinamik dengede plazmalar üretilebilmekte ve bunlar genellikle “Termal Plazmalar” olarak yada yüksek basınçlarda meydana geldiği için “Yüksek Basınç Plazmalar” olarak adlandırılmaktadır (Erra; 1993).

2.1.2. Basınca Göre Sınıflandırma

Bu sınıflandırmada genel olarak atmosferik ve vakum plazma olarak ikiye ayrılmaktadır. Her iki işlem sonunda elde edilen modifikasyonlar uyarılmış türlerin modifikasyonlarına bağlı olarak değişmektedir.

2.1.2.1. Vakum Plazma

Vakum plazmalar genellikle 10 mTorr ve 1 Torr altındaki basınçlarda oluşan plazma türü olarak ifade edilmektedir. Plazma kapalı bir sistem içinde düşük basınçta gerçekleşmekte-dir (Şekil 2). Vakum plazmada hem reaktif hem de reaktif olmayan gazlar bir arada veya tek başlarına kullanılabilmektedir. Düşük basınçta elektron ve iyonların ortalama serbest yol uzunluğu artmaktadır, böylece ortamda uyarılmış tür sayısı ve gaz molekülü az olduğu için

Page 5: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

869

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

çarpışma sayısı azalmakta ve dolayısı ile diğer türlerin yüzey ile etkileşimi artmaktadır. Bu durum yüzey modifikasyonunun atmosferik basınç plazma sistemine göre daha etkili olma-sını sağlamaktadır. Bu avantajlara karşın vakum plazma sistemlerinin; pahalı olması, kapa-sitesi sınırlı olması, ekonomik olmaması, işlem görecek materyalin cihaza bağlı olması, çok fazla yer kaplaması, işlemin kontinü olmaması bir başka deyişle kesikli olması gibi dezavan-tajları da mevcuttur (Diener 2011; Dai, 2005).

Şekil 2. Vakum Plazmanın Şematik Görünümü (Dianer, 2011)

2.1.2.2. Atmosferik Basınç Plazma

Atmosferik Plazmalar; atmosferik koşullarda meydana gelen plazmalar olarak ifade edilmek-tedir. Kapalı bir sisteme ve vakum tertibatına gerek kalmamaktadır (Şekil 3). Ancak elde edi-len etkiler vakum plazmadaki kadar etkili olmamaktadır. Bu yüzden yapılan çalışmalar; yeni donanımların geliştirilmesi ve bu donanımların endüstriyel uygulanabilirliğinin sağlanması şeklinde yapılmaktadır (Nehra 2005; Flügge, 1956).

Şekil 3. Atmosferik Basınç Plazmanın Şematik Gösterimi (Gandhırman et al., 2016)

2.1.3. Donanım Özelliklerine Göre Sınıflandırma

Donanım özelliklerine göre sınıflandırıldığında glow desarj, dielektrik bariyer desarj ve ko-rona desarj olmak üzere 3 çeşide ayrılmaktadır.

Page 6: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

870

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

2.1.3.1. Glow Desarj

Plazmanın en eski tipi olarak bilinmektedir. Düşük ve atmosferik basınç altında inert veya reaktif bir gaz ile üretilmektedir ve her hangi bir plazma işleminin mümkün olan en yüksek düzgünlük ve esneklikte gerçekleşmesini sağlamaktadır. Kapalı bir sistemde bir çift veya bir seri elektroda DC, AC, RF, MW gibi farklı gerilimler uygulanarak elde edilmektedir. Alternatif olarak, mikrodalga güç kaynağı kullanılarak, vakum altında elektriksel boşalmalar da yapılabilmektedir (Bogaert, 1996; Bogaert et al., 2003; Marcus, 1993). Potansiyel farka bağlı olarak, katottan sürekli yayılan kozmik radyasyondan etkilenen elektronlar, katotsan uzaklaştıkça, hızlanmakta; gaz atomları veya molekülleri ile çarpışmaya sebep olmaktadır. Bu durumda uyarılma, iyonizasyon ve parçalanma meydana gelebilmektedir. Bu iyonizasyon çarpışmaları sonunda iyon-elektron çiftleri oluşmakta; iyonlar, katoda doğru hızlanmakta ve ortada sekonder elektronlarını serbest bırakmaktadır. Bu elektronlar, katottan uzaklaştıkça hızlanmakta ve daha fazla iyonize çarpışmaya neden olmaktadır. Bu uyarılmış türler, ortama ışık yaymakta ve uyarılmış halden eski hallerine dönmektedir (Marcus, 1993).

2.1.3.2. Dielektirik Bariyer Desarj

En az birisi dielektrik malzeme ile kaplanmış bir elektrot çiftine voltaj uygulanmasıyla oluş-maktadır. Klasik atmosferik plazmalarda, meydana gelen arklar sonucunda bölgesel ısınma-lar ve uniform olmayan bir etki oluşmaktadır (Şekil 4).

Şekil 4. Dielektirik Bariyer Desarj Şematik Görünüm (Akan, 2005)

DBD’ de ise dielektrik kaplama kapasitör görevi görmekte, termal olmayan plazma oluşu-munu sağlamakta ve korona plazmaya göre daha homojen etkiler sağlamaktadır. Ancak bu boşalımın oluşturduğu yapılan dayanımları düşük olmaktadır. Plazmanın elde edilmesi için, uygulanan voltajın, gazların bozunması için gerekli olan voltajdan büyük olması gerekmek-tedir. Son yıllarda özellikle polimer işlemleri için kullanılmaktadır (Panousis, 2006; Dhali, 2007; Ricardo and Vaiana, 1992).

2.1.3.3. Korona Desarj

Korona boşalması bir seri küçük aydınlatma tipi boşalmalardan meydana gelmektedir. Bu boşalım, konfigürasyonu çok farklı türlerde olabilecek ya da titreşimli yüksek voltaj uygu-layarak atmosfer basıncında oluşturulmaktadır. Sivri uçlu, yüksek voltajlı elektrottan mater-yale doğru yönlenmiş parlak filamanlarla karakterize edilmektedir. Korona boşalması tam

Page 7: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

871

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

bir plazma değildir, iyonlaşma etkisi ile elektronlar ve iyonlar oluşmaktadır (Shenton et. Al., 2002).

2.2. PLAZMA MODİFİKASYONU

Plazma işlemi; kullanılan gazın cinsine ve uygulanan materyalin türüne göre materyalin te-mel özelliklerini bozmadan yüzeyde çeşitli modifikasyonlara sebep olmaktadır. Plazma ile materyal etkileşeme geçtiğinde; plazmayı oluşturan türler arasında çarpışmalar meydana gelmekte ve türler enerjilerini materyale vererek yüzeydeki bazı bağları koparmaktadırlar. Yüzeyde oluşan bu modifikasyonlar; yüzey aktivasyonu, aşındırma, çapraz bağlanma, zin-cir kopması, oksidasyon, polimerizasyon ve temizleme gibi etkiler gözlenmektedir. Plazma işlemi sonunda mamullerin hidrofilitesi, adhezyonu, temizliği, sterilizasyon derecesi, yüzey enerjisi, yüzey sürtünme katsayısı arttırılabilmektedir. Bunların yanında uygun monomerler kullanılarak yüzeyde oluşturulan ince film tabakaları ile su yağ/kir iticilik, güç tutuşurluk, antimikrobiyellik gibi etkiler elde edilmekte ve bu etkiler sayesinde kimya, tıp, biyomedikal, tekstil gibi çeşitli alanlarda kullanmak üzere materyalin yüzeyin modifikasyonu gerçekleşti-rilmektedir (Shenton and Stevens, 2001; Virk et al., 2004).

2.2.1. Yüzey Aktivasyonu

Yüzey aktivasyonu, zayıf bağların reaktif karbonil, karboksil ve hidroksil grupları ile yer de-ğiştirmesi olarak tanımlanmaktadır. Plazma işleminden sonra yüzey süper aktif hale gelmek-te ve amino grubu gibi fonksiyonel gruplar sayesinde de aktivasyon gerçekleşebilmektedir (Gökalp, 2011).

2.2.2. Temizleme

Temizleme, yüzeyden organik artıkların uzaklaştırılması işlemi olarak tanımlanmaktadır. İyon bombardımanı sırasında yüzeyde bulunan gözle görülmeyen kirlilikler (yağ filmleri, Si-artıkları, kısmen absorbe edilmiş kirler) fiziksel olarak buharlaştırılarak uzaklaştırılmak-tadır. İşlemin etkinliği kontaminasyona ve kullanılan gaza göre değişmektedir. Plazma iş-leminde mekanik bir etkileşim olmadığı için parçacıklar veya anorganik kontaminasyonlar uzaklaştırılamamaktadır (Gökalp, 2011).

2.2.3. Aşındırma

Aşındırma ile yüzeydeki zayıf kovalent bağlar koparılmakta, plazma ile katı yüzey arasında-ki etkileşim sonucu gazlı ürünler oluşmaktadır. Materyalde meydana gelen aşınma maddenin buharlaşması sonucu meydana gelmektedir. Aşınma etkisi ile toplam yüzey alanı artmaktadır. Böylece, materyalin özellikle adhezyon özelliği artırılmaktadır (Gökalp, 2011).

2.2.4. Aşılama

Aşılama, plazma polimerizasyonu etkisiyle yüzeyde ince bir polimer tabakasının oluşturul-ması olarak tanımlanmaktadır. Gaz seçimi ve işlem parametrelerine bağlı olarak hidrofil, hidrofob gibi farklı özelliklere sahip bir tabaka oluşturulmaktadır (Gökalp, 2011).

Page 8: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

872

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

2.2.5. Çapraz Bağlanma

Çapraz bağlanma, plazma işlemi sırasında polimer yapısında meydana gelen parçalanmalar sonunda oluşan reaktif grupların etkileşimi sonucu oluşmaktadır. Çapraz bağlanmalar sonun-da polimer zincirleri bağlanıp üç boyutlu bir ağ oluşturmaktadır. Bu işlem için işlem gazında karbon, silisyum veya kükürt gibi bağ yapıcı atomların kullanılması gerekmektedir. Çapraz bağlanma seviyesi basınç, gaz akışı, uygulanan elektriksel güç gibi işlem parametrelerine bağlı olarak değişmektedir (Gökalp, 2011).

3. PLAZMA UYGULAMALARI3.1 Tekstildeki Uygulamalar

Günümüzde tekstil üretiminin içine dahil edilmiş olan bir çok plazma uygulamaları hakkında literatürde bilgi bulunmaktadır. Özellikle kumaş hidrofilitesinin arttırılması veya azaltılma-sı, kumaş yüzeyine çeşitli kimyasalların bağlanma kapasitesinin arttırılması, kumaş sterili-zasyonu, su geçirmezlik, antibakteriyellik, anti statiklik, alev geciktiricilik, yıkama daya-nımının arttırılması, keçeleşmeyi önleyicilik, kumaşın boyarmadde tüketiminin arttırılması veya kumaş yüzeyine uygulanacak baskılı işlemlerin özelliklerinin geliştirilmesi gibi çeşitli amaçlara göre birçok çalışma mevcuttur. Zang ve arkadaşları; ipek kumaşlarda pigment bazlı mürekkeplerin baskı özelliklerini geliştirmek için atmosferik basınç plazmanın etkisini araş-tırmışlardır. Çalışmada hava plazmayı kullanmışlar ve kumaşların kontakt açılarını, yüzey gerilim enerjilerini düşürerek boya alımını arttırmayı hedeflemişlerdir. Bakır iki elektrotun arasında dielektrik bariyer desarj türünde plazmayı ipek kumaşlara 300 W ve 90 saniye süre ile uygulamışlardır. Çalışma sonucunda kumaşların kontakt açıları hava plazmanın içinde yer alan oksijen ve azot iyonlarının katkısıyla düşürülmüş ve ıslanabilirlik arttırılmıştır. Ayrıca XPS analizinde kumaşların üzerindeki C-O, C=O, N-C-O gibi hidrofilik özellikteki grupların arttığı saptanmıştır. İpek kumaşların baskı kalitesi ise polar grupların ve hidrofilitesinin artışı sayesinde mürekkep kumaşın içine daha iyi nüfuz ettiği sonucuna ulaşmışlardır. Ek olarak kumaşlar 7-45 gün arasında depolandıktan sonra yaşlanma özelliklerini plazma uygulaması sonra kaybetmediklerini tespit etmişlerdir (Zang et al., 2018) (Şekil 5). Benzer şekilde Fang ve arkadaşları ipek kumaşlara 50 Pa basınçta ve 80 W güçte oksijen gazı içerikli vakum plazma işlemi uygulamışlardır ve kumaşların plazma işlemi sonrası dinamik kontakt açıları düşmüş, hidrofilite artışı sağlamış ve magenta pigment mürekkebi ile baskı sonrası renk ka-litesinde iyileştirilme elde edilmiştir (Fang et al., 2008) (Şekil 6).

Şekil 5. Plazma Uygulaması Deneysel Tasarımın Şematik Görünümü (Zang et al., 2018)

Page 9: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

873

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

Şekil 6. İpek Kumaşların Gerçek İnkjet baskı resimleri a) Plazma Uygulanmamış b) Plazma Uygulanmış (Fang et al., 2008)

Tekstil materyallerinde naylon, polyester, polipropilen gibi suni özelliği yüksek olan kumaş-ların en büyük problemi polar grupları azlığı ve hidrofilitesinin düşük olması sebebiyle ku-maşın boya alımı ve tüketiminin zor olmasıdır. Kumaşların bu özelliklerini iyileştirmek için plazmanın yüzey modifikasyon işleminden yararlanılan birçok çalışma mevcuttur. Wakida ve arkadaşları; argon-helyum gazı içerikli vakum plazmayı ıslanabilirlik ve boya tüketiminin arttırılmasını sağlamak için kullanmışlardır. Çalışma sonucunda kumaşların adhezyon özel-liklerinin önemli ölçüde arttığı ve renk yoğunluklarının plazma modifikasyonu ile geliştiril-diği sonucuna ulaşmışlardır (Wakida and Tokino, 1996). Cord ve arkadaşları nylon ve polipropilen kumaşları atmosferik basınç plazma ile modifiye etmişlerdir. Helyum-Oksijen plazma iyileştirilmesinin her ikisinde de polipropilen kumaşla-rın yüzeyinde oksijen içeriğinin geliştirildiği sonucuna ulaşmışlar (Cord et al., 2002). Gawish ve arkadaşları glisidil metakrilat yerleştirilmiş dokusuz poli propilen kumaş yüzeylerine, at-mosferik basınç oksijen helyum plazma uygulamışlar ve kumaşlarda antistatik, antimikrobi-yal ve böcek iticilik özelliklerinin kazandırıldığını tespit etmişlerdir (Gawish et al., 2007). Zhang ve Fang polyester kumaşlara Hava-Argon gazı içerikli atmosferik basınç plazma işle-mi uygulamışlardır. Hava/Argon gazı içerikli Atmosferik Basınç plazma iyileştirilmesi pig-ment içerikli inkjet baskılarda poliester kumaşların yüzeyinde şekil netliği sağlamıştır (Şekil 7). Plazma modifikasyonu, baskının plazma iyileştirilmesi yapılmamış kumaşlara göre canlı renklerde olmasını ve boya sızması problemlerinde azalış meydana geldiğini gözlemlemiş-lerdir. Bu sonuçların oksijen gazının kumaş yüzeyinde polar gruplar oluşturarak kumaşın su ve mürekkep tutma kabiliyetinin arttırılması ile ilişkilendirilmiştir (Zhang and Fang, 2009).

Şekil 7. Inkjet Baskı Uygulanmış Poliester Kumaş a) Plazma Uygulanmamış b) Plazma Uygulan-mış (Zhang and Fang, 2009)

Page 10: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

874

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

Son yıllarda yeni baskı tekniklerinden olan üç boyutlu baskılı ürünlerde kullanılan tekstil materyallerinin adhezyon gerilimini düşürmek için plazma uygulamaları önem kazanmıştır. Bu uygulamalar söz konusu baskılarda kullanılan akrilo nitril bütodien stiren, poli laktik asit ve poli amid gibi farklı kumaşların baskı kalitesinin iyileştirilmesi için kullanılmıştır. Özel-likle bu baskı için termo plastik polimerleri içeren tekstil ürünlerin kullanılması sebebiyle ürünlerin fiziksel yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Yapılan çalışmalarda 50 Pa basınç, 600 W ve 30 saniye süre ile azot, argon ve karbon dioksit gazı içerikli vakum plazma işlemine maruz bırakılan tekstil ürünlerin adhezyon gerilimini düşürerek ıslanabilir-liğini arttırmıştır. Ayrıca azot plazmanın kendi kendini temizleme özelliğine sahip olduğuna ulaşmışlardır. Üç boyutlu baskıda ise tekstil yüzeyinde yaratılacak olan polimer kabartmanın tekstil ile uyumlu olduğunu ve yıkamalar ile uzun süre yüzeyde kalabildiğini gözlemlemiş-lerdir (Koger et al., 2016).Tekstil ürünlerinde ışığa, pH ve sıcaklığa duyarlı halokromik boyalarla çeşitli inovatif bas-kılar yapılmaktadır. Ancak poli etilen terefitalat (PET) içerikli kumaşlarda bu tip boyaların bağlanabilirliğini arttırmak için kumaş yüzeyindeki reaktif bağların ortaya çıkarılması gerek-mektedir. Aksi takdirde boyanın kumaş dokusu üzerinde kalıcılığı düşmektedir. Bu sebeple yapılan çalışmalarda plazma işleminden PET in yüzeyinde boyaların kalıcı olarak bağlana-bileceği fonksiyonel grupların açığa çıkarılması hedeflenmiştir. Salem ve arkadaşları; Congo Red ve Brillant Yellow isimli pH duyarlı boyaların yapısında yer alan NH2 gruplarından kumaş yüzeye kovalent bağlanmanın meydana gelmesi için karboksilat (O=C-O=) grupları-nın oluşturulması için oksijen içerikli vakum plazmayı kullanmışlardır. Çalışma sonucunda XPS analizinde yüzeydeki hedefledikleri gruplarda artış meydana geldiği ve kontakt açıla-rının düşürüldüğü sonucuna ulaşmışlardır. Çalışmada halokromik özellikli baskı yapılmış kumaşların sensör özelliklerinin geliştirilmesi ve yıkamalara karşı dayanımı oksijen plazma ile kayda değer geliştirdiğini göstermiştir (Salem et al., 2017).Nasadil ve Benesovsky, benzer şekilde polipropilen kumaşları 400 W gücünde dielektrik bari-yer atmosferik basınç plazma işlemine maruz bırakmışlar ve kumaşların inkjet baskı kalitesini yıkamadan sonra değerlendirmişlerdir (Şekil 8). Çalışma sonucunda plazma iyileştirilmesi ya-pılmamış kumaşlara göre modifikasyon sonrası yıkamalardan sonra renk yoğunluğunu kaybet-memiştir. Çalışmada ek olarak kumaşlara titanyum oksit kaplama yapılmış ve plazma işlemi ile ön modifikasyon yapıldıktan sonra fotokatalitik aktivasyonunu arttırdığını ve kumaşlarda yüksek derecede antibakteriyellik elde edilmiştir (Nasadil ve Benesovsky, 2008).

Şekil 8. Plazma İşlemi Uygulanmamış ve Uygulanmış Polipropilen KumaşA) Yıkamadan önce B) Yıkamadan sonra (Nasadil ve Benesovsky, 2008)

Page 11: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

875

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

3.2. DERİDEKİ UYGULAMALAR

Doğal veya sentetik deri ile ilgili plazma çalışmaları incelendiğinde kısıtlı çalışmalar mevcut olmasına karşın derinin yüzey özelliklerinin geliştirilmesinde plazma işleminin etkili katkı-ları bulunduğu görülmektedir. Özellikle derilerde plazma modifikasyonları ile hidrofobluk, boya tüketimi, hidrofilite ve antibakteriyellik gibi etkilerin meydana geldiği görülmektedir. Açıkel ve arkadaşları argon gazı içerikli plazmayı wet-blue derilere uygulanmış ve deri-lerin antibakteriyel kalitesini Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bakterilerinde % Azalama Disk Difüzyon yöntemine göre değerlendirmişlerdir. Çalışma sonucunda 15 dakika plazma işlemi uygulanmış derilerde bakteri kolonilerinin %95-100 oranında azaldığı ve de-rilerde antibakteriyellik etkisi meydana geldiği sonucuna ulaşmışlardır (Açıkel et al., 2011). Açıkel ve arkadaşları; bir diğer çalışmasında kromla tabaklanmış krust derilere atmosferik basınçta plazma işlemi uygulamışlar ve uygulama sonra derilerin metal kompleks ve asit bo-yarmaddelerinin tüketimlerini araştırmışlardır. Araştırmada artan plazma süresi ile derilerin hidrofilitesinin geliştirildiği ve bunun sonucunda boyarmadde tüketimlerinin önemli ölçüde arttığı sonucuna ulaşmışlardır. Ayrıca retenaj atık su deşarjında kirlilik yükünün azaldığı ve plazma işleminin çevresel katkılarının olduğunu dile getirmişlerdir. Açıkel ve arkadaşları plazma işlemine göre daha yüksek enerji ile katı yüzeylerde ion bombardımanı yapan iyon implantasyon işlemini derilere uygulamışlardır. Çalışma soncunda deri yüzeyine uygulanan iyon implantasyonun derinin fiziksel özelliklerinde önemli ölçüde katkı sağladığına ulaş-mışlardır. Ayrıca iyon implantasyonun geniş ölçekli uygulamalar için uygun olduğunu ve bu sebeple endüstriyel uygulamalara kullanım imkânı sağladığını belirtmişlerdir (Açıkel et al., 2013). Idris ve arkadaşları ise korona disarj plazmayı keçi ve sığır derilerine nano gümüşün antibakteriyelliğini geliştirmek için kullanmışlardır. Nano gümüşü yağ içerikli bir solüsyon ile tek başların ve ayrıca plazma iyileştirilmesi yaparak uygulamışlardır. Çalışmada korono disarjın S. aureus ve E. coli bakterilerine karşı nanogümüşün antibakteriyelliğini önemli öl-çüde geliştirdiğine ulaşmılardır (Idrıs et al., 2013).Doğal deri ürünlere göre sentetik derilerin en büyük problemi suni polimer ürünler olması sebebiyle su buharı geçirgenlikleri düşüktür. Chen ve arkadaşları ise poliüretan bazlı sente-tik derilerin su buharı geçirgenliğini arttırmak için oksijen içerikli plazma iyileştirmesinden yararlanmışlardır. Çalışmada suni derilerin yüzeyinde plazma işlemi işe -C-O ve C=O gibi polar grupların yaratıldığı ve kaplamanın hidrofilitesinin arttırıldığı sonucuna ulaşmışlardır. 120 saniye plazma işlemi uygulanmış suni derilerin su buharı geçirgenliğini 112 g/m2 den 157 g/m2 ye çıktığını gözlemlemişlerdir (Chen et al., 2010).Süper hidrofob yüzeylerde; yüzeyin ıslanabilirliğini test etmek için kullanılan kontakt açısı ölçümlerinde su damlasının 150o’den büyük olması gerekmektedir ve bu ölçü ile materyal, kendi kendini temizleyebilen ürün olarak tabir edilen lotus etkisine sahip olmaktadır (Şekil 9). Böyle bir etkiye sahip materyaller üzerinde su damlası yüzey üzerine hareket etmekte ve materyal tarafından su iyonu absorbe edilmemektedir. Doğal bir materyal olan deride ise su iyonunu absorbe etme gücü oldukça yüksek olduğu için süper hidrofobluğun sağlanması için çeşitli silikon esaslı kimyasalların kullanılması gerekmektedir (Panagiotis ve Evangelos, 2018). Koizhaiganova ve arkadaşları ise oksijen gazı içerikli plazma işlemini deri yüzeylere silikon kaplamasından önce uygulamışlardır. Çalışma sonucunda derilerin hidrofobluğun-da maksimum 120.9° kontakt açısına ulaşmışlardır. Ayrıca plazma uygulaması ile derilerin hava buharı geçirgenliğinde ve haslıklarında iyileşmeler gözlenmiştir (Koizhaiganova et al., 2017).

Page 12: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

876

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

Şekil 9. a)Hafif Hidrofobik Yüzey (90o<Kontakt<120o) b) Hidrofobik Yüzey (120o<Kontak-t<150o) c) Süper Hidrofobik Yüzey (150o> Kontakt) (Panagiotis ve Evangelos, 2018)

Şekil 10. a) Dolma Kalem Lekesi b) Plazma İyileştirilmesi Yapılmamış ve Silinmiş c) Plazma İyileştirilmesi Yapılmış ve Silinmiş d) Hardal Lekesi e) Plazma İyileştirilmesi Yapılmamış ve

Silinmiş Plazma İyileştirilmesi Yapılmış ve Silinmiş (Kayaoğlu et al., 2013)

Kayaoğlu ve arkadaşları poliüretan suniderilere hekzametildisilikon bazlı hidrofobik kapla-ma yapmışlardır. Çalışmada kaplamayı 40 W ve 30 saniye süre argon gazı içerikli plazma po-limerizasyonu olarak gerçekleştirmişler ve derilerin temizlenme özelliklerini karşılaştırmış-lardır. Çalışma sonucunda plazmanın hidrofobluğa önemli ölçüde katkı sağladığı ve yüzeyde oluşturulan lekelerin temizlenebilme özelliğini geliştirdiklerini tespit etmişlerdir (Kayaoğlu et al., 2013). Kaygusuz ve arkadaşları ise nano finisaj ve plazma işlemini kombine şekilde derilere uygulamışlar ve derilere su geçirmezlik kazandırmayı hedeflemişlerdir. Çalışmada derilere TiO2-SiO2 nano kompozit kaplamadan önce plazma işlemini uygulamışlardır. Çalış-ma sonucunda derilerin kontakt açılarının yükselerek hidrofobluk özelliğinin geliştirildiğini tespit etmişlerdir (Kaygusuz et al., 2018). Kwong ve arkadaşları ise poliester sentetik deri-lerde hidrofobluğu geliştirmek için tetraflorametanı (CF4) atmosferik basınç plazma işlemi ile uygulamışlardır. Çalışmada suni derilerin yüzeyinde maksimum 106oC kontakt açısında ulaşmışlardır (Kwong et al., 2013).

Page 13: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

877

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

4. SONUÇLARPlazma modifikasyonu tekstil, doğal deri ve sentetik deri ürünleri için hızlı, etkili, düşük ma-liyetli ve çevre dostu bir yüzey modifikasyonu yöntemidir. Plazma teknolojisi, hemen hemen her alanda ve farklı sektörler için ürünlerini geliştirmek için yeni teknolojiden yararlanma imkanı sunmaktadır. Özellikle matbaa, otomotiv, uçak, elektronik, gıda, ambalaj ve tekstil endüstrisi alanları için geniş bir uygulama alanına sahiptir. Literatürdeki çalışmalara göre plazma modifikasyonlarının kolayca uygulanabilir ve işlevsel ürünler elde etme açısından alternatif bir teknoloji olma potansiyeli yüksektir. Ayrıca plazma cihazlarının geniş ölçekli materyallerde uygulama imkanı sağlaması, modifiye veya fonksiyonel ürün üretimi için uy-gun olması sebebiyle gelecekte üretime dahil edilerek üzerinde farklı teknikler geliştirilme-sinin yanı sıra üretilen ürünlerin ticarileştirilmesi için de katkı sağlayacağı öngörülmektedir.

5. KAYNAKLARAÇIKEL, S.M., Aslan, A., Yaşa, I., Öksüz, L., Aktan, T. (2011), “Effect of Atmospheric

Plasma Application on Microbial Load of Wet-Blue Leathers”, 2. International Leather Engineering Congress (IAFLI), Izmir, Turkey, 12-13 May, 267-271.

AÇIKEL S.M., ASLAN A., ÖKSÜZ L., AKTAN T. (2013), “Effects of Atmospheric Pres-sure Plasma Treatments on Various Properties of Leathers”, Journal of The American Leather Chemists Association, Vol 108, 250-288.

AÇIKEL S.M., KAYGUSUZ M., (2018), “Leather Surface Functionalization by Plasma Application”, Academic Researches in Architecture, Engineering Planning and Design, Editors:, H. Babacan, T. Soldatovıç, N. Delobegovıç Dzanıç, Gecekitaplı-ğı, 1, 180p, ISBN: 978-605-288-394-5.

AKAN, T. (2005), “Maddenin 4. Hali Plazma ve Temel Özellikleri”, Elektronik Çağ-daş Fizik Dergisi, Vol 4, 1-3.

BOGAERTS, A. (1996), “Mathematical modeling of a direct current glow discharge in argon”, Universiteit Antwerpen, Universitaire Instelling Antwerpen.

BOGAERTS, A., Neyts, E., Gijbels, R., Mullen, J.J.A.M. (2003), “Gas discharge plasmas and their applications”, Spectrochimica Acta B, Vol 57, 609-658.

CHEN, Y., Liu, Y., Chen, S.H., Fan, H.J., Shi, B. (2010), “Oxygen Plasma Treated Polyu-rethane Leather Coating with Enhanced Water Vapour Permeability”, Journal of The Society of Leather Technologists and Chemists, Vol 94(5), 205-211.

CORD, M.G., Hwang, Y.J., Hauser, J., Hankins, O.E., Bourham, M.A. (2002), “Modifying Nylon and Polypropylene Fabrics with Atmospheric Pressure Plasmas”, Tex-tile Research Journal, Vol 72, 491.

DAI, X.J. and Kviz, MR. L. (2001), “Study of Atmospheric and Low Pressure Plasma Modification on the Surface Properties of Synthetic and Natural Fibres”, An Odyssey in Fibers and Space, Textile Institute 81st World Conference Melbourne, Australia April.

Page 14: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

878

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

DHALI, S.K. and Sardja, I. (2007), “Dielectric-barrier discharge for the removal of SO2 from fluegas”, (Abstract only), IEEE International Conference on Plasma Science. Engineering Studies, 157

DIENER E. (2011), “Plasma Surface Technology”, Technical Data Sheet, www.dienerele-ctronic.de erişim tarihi: 01.01.2011.

ERRA, P., Molina, R., Jocic, D., Julia, M.R., Cuesta, A., Tascon, J.M.D. (1993), “Shrinkage Properties of Wool Treated with Low Temperature Plasma and Chitosan Bio-polymer”, Textile Research Journal, Vol 69(11), 811-815.

FANG, K. and Zhang, C. (2009), “Surface physical–morphological and chemical chan-gesleading to performance enhancement of atmospheric pressure plasma tre-atedpolyester fabrics for inkjet printing”, Applied Surface Science, Vol 255, 7561–7567.

FANG, K., Wang, S., Wang, C., Tia, A. (2008), “Inkjet Printing Effects of Pigment Inks on Silk FabricsSurface-Modified with O2 Plasma”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 107, 2949.

FLÜGGE, S. (1956), “Handbuch der Physik/Encyclopedia of Physics band/volume XXI - Electron-emission Gas discharges, Springer-Verlag”, First chapter of the artic-le Secondary effects by P.F. Little.

GANDHIRAMAN, R.P., Singh, E., Diaz-Cartagena, D.C., Nordlund, D., Koehne, J., Mey-yappan, M. (2016), “Plasma jet printing for flexible substrates”, Applied Physi-cs Letters, Vol 108, 123103.

GAWISH, S.M., Matthews, S.R., Wafa, D.M., Breidt, F., Bourham, M.A. (2007), “Surface modification and grafting of natural and synthetic fibres and fabrics under cold plasma conditions”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 103, 1900.

GÖKALP, S.M. , Aslan A., Öksüz L. (2012), “Plazma Teknolojisi ve Kullanım Alanları”, Deri Bilim Dergisi, Vol 6, 8-16.

HARMANCIOĞLU, M. (1998), “Deri Kimyası”, Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Ofset, 280.

HARMANCIOĞLU, M. (1993), “Ham Deri Yapısı Bileşimi Özellikleri”, Özen Ofset, 1-2.

IDRIS, A., Majidnia, Z., Valipour, P. (2013), “Antibacterial Improvement of Leather by Surface Modification using Corona Discharge and Silver Nanoparticles App-lication”, Journal of Science and Technology, Vol:5(2), 1-15.

KANG, J.Y. and Sarmadi, M. (2001), “Plasma Treatment of Textiles-Synthetic Poly-mer-Based Textiles”, AATCC Review, 29-33.

KARAHAN, H. A. (2007), “Atmosferik Plazma Kullanılarak Doğal Liflerinin Yüzeysel Özelliklerinin Değiştirilmesi Üzerine Bir Araştırma”, Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

KAYAOĞLU, B.K., Öztürk, E., Güner, F.S., Uyar, T. (2013), “Improving hydrophobicity

Page 15: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

879

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

on polyurethane-based synthetic leather through plasma polymerization for easy care effect”, Journal of Coatings Technology and Research, Vol 10(4), 549–558.

KAYGUSUZ KOIZHAIGANOVA, M., Meyer, M., Junghans, F., Aslan, A. (2018), “Modifi-cation of Leather Surface with Atmospheric Pressure Plasma and Nanofinis-hing”, Polymer-Plastics Technology and Engineering, Vol 57(4), 260-268.

KO, T.S.,Yang, S., Hsu, H.C., Chu, C.P., Lin, H.F., Liao, S.C., Lu, T.C., Kuo, H.C., Hsieh, W.F., Wang, S.C. (2006), “ZnO nanopowders fabricated by DC thermal plas-ma synthesis”, Materials Science and Engineering, Vol 134, 54-58.

KOIZHAIGANOVA, M. Meyer, M., Junghans, F., Aslan, A. (2017), “Surface activation and coating on leather by dielectric barrier discharge (DBD) plasma at at-mospheric pressure”, Journal of the Society of Leather Technologists and Che-mists, Vol 101(2), 86-93.

KORGER, M., Bergschneider, J., Lutz, M., Mahltig, B., Finsterbusch K. and Rabe, M. (2016), “Possible Applications of 3D Printing Technology on Textile Substra-tes”, OP Conf. Series: Materials Science and Engineering, Vol 141, 012011.

KRAL, N.A. and Trivelpiece, A.W. (2005), “Principles of plasma physics”, McGraw - Hil-lbook Company, New York, 494.

KUNKEL, W. B. (1996), “Plasma physics in theory and application”, McGraw-Hill book company, New York, 494.

KWONG, C.H., Ngl, S.P., Kan, W., Molina, R. (2013), “Parametric Study of CF4-plasma on the Hydrophobicity of Polyester Synthetic Leather”, Fibers and Polymers, Vol 14(10), 1608-1613.

MARCUS, R.K. (1993), “Glow Discharge Spectroscopies”, Kluwer Academic Publishers (Modern Analytical Chemistry), 1-534.

NASSER, E. (1971), “Fundamentals of gaseous ionization and plasma electronics”, Wi-ley inter science, 456.

NASADIL, P. and Benesovsky, P. (2008), “Plasma In Textıle Treatment”, Chemické listy, Vol 102, 1486-1489.

NEHRA, S., Bhaumik, C.L., Mittal, M.L., Gulrajani, H.K., Dwivedi, K. (2005), “Atmosphe-ric Pressure Non-thermal Plasma Source and Its Application in Textile Pro-cessing”, Melliand International, Vol 11, 60-61.

PANAGIOTIS, D. ve Evangelos, G. (2018), “Hydrophobic and superhydrophobic surfa-ces fabricated using atmospheric pressure cold plasma technology: A review”, Advances In Colloid And Interface Science, Vol 254, 1-21.

PANOUSIS, E., Clement, F., Loiseau, J-F., Spyrou, N., Held, B., Thomachot, M., Marlin, L. (2006), “An electrical comparative study of two atmospheric pressure diele-ctric barrier discharge reactors”, Plasma Sources Science and Technology, Vol 15, 828-839.

Page 16: PLAZMA YÜZEY MODİFİKASYONU İLE TEKSTİL VE DERİDEKİ … plazma haline getirilmektedir. Plazma; maddeye ısı enerjisi gibi elektrik, ışık, nükleer veya kimyasal enerji verilerek

880

6. ULUSLARARASI MATBAA TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU6. INTERNATIONAL TECHINOLOGIE SYMPOSIUM FÜR DRUCK

6th INTERNATIONAL PRINTING TECHOLOGIES SYMPOSIUMİSTANBUL ÜNİVERSİTESİ - CERRAHPAŞA / 01-03 KASIM / NOVEMBER 2018

RICCARDO, G. and Vaiana, G.S. (1992), “Memorial lecture in Proceedings of Physics of Solar and Stellar Coronae”, G.S. Vaiana Memorial Symposium, ed. by J. F. Linsky & S. Serio. Kluwer Academic Publishers-Printed in the Netherlands, 3-19.

SALEM, T., Simon, F., El-Sayed, A., Salama, M. (2017), “Plasma-assisted Surface Modifi-cation of Polyester Fabric for Developing Halochromic Properties”, Fibers and Polymers, Vol:18(4), 731-740

SHENTON, M.J., Stevens, G.C., Duan, X., Wright, N. (2002), “Chemical Surface Mo-dification of Polymers Using Atmospheric Pressure Nonequilibrium Plasmas and Comparisons with Vacuum Plasmas”, Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol 40, 95-109.

SHENTON, M.J. and Stevens, G.C. (2001), “Surface Modification of Polymer Surfaces: Atmospheric Plasma Versus Vacuum Plasma Treatments”, Journal of Physics D: Applied Physics, Vol 34, 2761-2768.

STURROCK, P. A. (1994), “Plasma Physics: An Introduction to the Theory of Astrop-hysical”, Geophysical & Laboratory Plasmas”, Cambridge University Press., 0521448107, 231.

THOMPSON, W.B. (1962), “An Introduction to Plasma Physics, Addison-Wesley Series in Advanced Physics”, Addison-Wesley Publishing Inc.

TOPTAŞ, A. (1993), “Deri Teknolojisi”, İ.Ü. Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Derici-lik Programı, Sade Ofset Matbaacılık, 230-232.

VIRK R.K, Ramaswamy G. N, Bourham M., Bures, B. L. (2004), “Plasma and Antimic-robial Treatment of Nonwoven Fabrics for Surgical Gowns”, Textile Research Journal, 120-124.

WAKIDA, T. and Tokino, S. (1996), “Surface Modification of Fibre and Polymeric Mate-rials by Discharge Treatment and Its Application to Textile Processing”, Indi-an Journal of Fibre and Textile Research, Vol 21, 69-78.

TOPTAŞ, A. (1993), “Deri Teknolojisi”, İ.Ü. Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Derici-lik Programı, Sade Ofset Matbaacılık, 230-232.

ZHANG, C., Wanga, L., Yua, M., Qua, L., Menb, Y., Zhang, X. (2018), “Surface proces-sing and ageing behavior of silk fabrics treated with atmospheric-pressure plasma for pigment-based ink-jet printing”, Applied Surface Science, Vol 434, 198–203.

ZHANG, C. and Fang, K. (2009), “Surface modification of polyester fabrics for inkjet printing with atmospheric-pressure air/Ar plasma”, Surface & Coatings Tech-nology, Vol 203, 2058–2063.