BEBEK YAĞI HAMMADDELERININ BEBEK BEZI ELASTIK YAN KULAK DAYANIMINA ETKISI
Bahar KAFADAR, Özlem ESEN, Aslı Özge Avcı TUNA, Merve ÇAKIR, Dilşah YAMAN Evyap Sabun, Yağ, Gliserin Sanayi ve Ticaret A.Ş.
Bebeklerin ciltlerini kuru tutmak amacıyla tasarlanan ve 20. yüzyılın en önemli hızlı tüketim ürünlerinden biri olan bebek bezini oluşturan temel bileşenler; en dışta bulunan ve idrarın bebeğin kıyafetleri ile temasını kesen arka yüzey (backsheet), bebeğin cildine temas eden üst tabaka (topsheet), bezin bebek üzerine oturmasını sağlayan ve birbiri ile uyum içinde çalışan; yapışkan yan bantlar, elastik yan kulaklar ve ön bant, üst yüzeyin hemen altında konumlanan emme ve dağıtma tabakası; idrarın dışarı taşmasını engelleyen bariyer, emici tabakada kullanılan süper absorban polimerler (SAP), pulp (selüloz), SAP ve pulp’ı bir arada tutan sargı ve tutkal olup Şekil 1’de verilmiştir [1]. Elastik yan kulaklar bebek bezine esneklik vererek bebeğin konforunun artmasına yardımcı olmaktadır. Bu yüzeylerin yumuşak olması en önemli beklenti olup, kullanılan malzemenin performansı, kalitesi oldukça önemlidir [2]. Esas olarak tek yönlü elastikiyete sahip olup, çevresel yönde de elastiktir ve genellikle dik yönde elastik değildir. Yan paneller, çoğunlukla tek yönlü elastik dokumasız iki tabaka ve elastomerik bir tabakanın birbirine yapışmasıyla elde edilen 3 tabakalı kompozit bir yapıya sahiptir. Nonwoven olarak adlandırılan dokumasız yüzeylerin alt ve üst katmanları; elastomerik yüzeyin de orta katmanı oluşturduğu elastik yan panele ait şematik çizim Şekil 2’de gösterilmiştir. Kompozitin tek yönlü esnekliği, çocuk bezini koymak ve çıkarmak için kullanışlıdır. Elastik dokumasız katman, ısı çekerek, esasen hiç esnek olmayan eritilerek şişirilmiş veya eğrilerek birleştirilen liflerle oluşturulur [3]. Şekil 2. Elastik yan kulak şematik gösterimi Nonwoven olarak adlandırılan dokunmamış kumaş yapıdan meydana gelen elastik yan kulağın alt ve üst katmanları doğal ya da sentetik fiberlerin birbirine bağlanması işlemi ile elde edilir. Sentetik fiberlerin kullanımı hem yüksek mukavemet sağladıkları hem de üretim prosesine göre istenilen/ uygun boy ve çap ölçülerinde fiber elde edilebilir olmaları açısından kullanıma daha elverişlidir [4].
Elastik yan kulakların alt ve üst katmanlarında kullanılan bu yapı için fiberlerin birbirine mekanik, termal ve kimyasal bağlanma yöntemlerini içinde bulunduran “dry-bonded fabric” üretim yöntemi piyasadaki en yaygın üretim tekniğidir. Termal bağlanma yönteminin bir çeşidi olan bu üretim yönteminde fiberler hazır hale geldikten sonra açma, temizleme ve harmanlama işlemlerine tabi tutulur. Ardından taraklardan geçerek hallaçlanan fiberler, serme işleminden sonra sıcak hava ile muamele edilir ve sıcak hava ile ısıl bağlama işlemi tamamlanarak nonwoven yapı edilmiş olur [5,6].
Çekme kuvveti altında çok yüksek oranda uzama gösteren ve kuvvet kaldırıldığında anında ilk uzunluğuna dönen çapraz bağlanmış kauçuğumsu ağ yapılara elastomer denir.
Elastomerler, uzun zincirli moleküllerden veya polimerlerden oluşan kauçuk malzemelerdir. Polimerin elastomer olması için; yüksek molekül ağırlığına, zincirler arası düşük kuvvete, gelişigüzel zincir yapısına ve çapraz bağlanabilme özelliğine sahip olması gerekir. Yükün kaldırılmasından sonra eski boyutlarına dönebilme özelliklerini yapılarında çok az miktarda bulundurdukları moleküller arası çapraz bağ yapısı ile sağlarlar.
En uzun kullanım geçmişine sahip elastomer olan, genellikle Hevea kauçuk ağacının sütlü lateksinden elde edilen, doğal kauçuğun monomeri poli(izopren)’dir.
Doğal kauçuk hala önemli bir endüstriyel polimer olmasına rağmen, lateksin yapısında bulundurduğu 250 polipeptitten 60 kadarının alerjenik olması sebebiyle bebek bezinin bir parçası olan elastik yan kulak üretimde hammadde olarak kullanımı tercih edilmemektedir. Günümüzde petrol ve doğal gaz yan ürünlerinden elde edilen stiren-bütadien kauçuk, bütadien kauçuk ve etilen propilen kauçuk (EPM/EPDM) gibi bir takım sentetik polimerler yaygınlaşmıştır. Elastik yan panellerin kompozit yapısında bulunan elastomer üretiminde ana hammadde olarak bu iki hammadde sıklıkla tercih edilmektedir [7,8].
Elastik yan kulaklar için dayanıklılık da en az esneklik kadar önemli bir parametredir. Kullanım sırasında anne tarafından uygulanan kuvvete dayanımı laboratuvar koşullarında simule etmek amacıyla nonwoven ve ilgili sektörlere hizmetler sunan global bir kurum olan EDANA tarafından standartlaştırılmış
bir kopma mukavemeti testi bulunmaktadır. Bu analiz sırasında kulakların uzama yönündeki kopma mukavametlerini test ediliyor olup.detayları materyal ve metot kısmında verilecektir [9].
Bebek bezininin elastik yan kulaklarının yapısında bulunan kauçuğun diğer kimyasallarla etkileşimi kimyasal dayanımını etkiler. Bebek yağları ve vücut yağlarında uzun yıllardır hammadde girdisi olarak Paraffinum liquidum’un farklı karbon yapılarına sahip türevleri kullanılmaktadır.
Bebek yağlarında bulunan yağlar (emolyentler) mineral yağları ya da bitkisel kaynaklı yağlardır. Mineral ve bitkisel yağları ile kauçuk etkileşimi sonucu bebek bezinin elastik yan kulaklarının yapısında bulunan kauçuk monomerlerinin kimyasal dayanım skorları Tablo 1’de verilmiştir [10]. EPDM ve SBR monomerlerinin kopma mukavemetinin yağlar ile olan etkileşimden olumsuz etkilendiği görülmektedir.
Tablo 1. Elastik yan kulaklarda bulunan kauçuk monomerlerinin kimyasal dayanım skorları
Evyap iç laboratuvarlarında EDANA standartlarına göre yapılan testlerde 40 cm2 alana sahip elastik yan kulaklara uygulanan 0,30 gram farklı viskozite ve yoğunluklardaki mineral yağlarının kopma mukavemetine olan etkisi incelenmiştir. Elastik yan kulakların uzama doğrultusunda 160 mm boyunda ve 25 mm eninde kesilerek hazırlanan numuneler Zwick cihazında uzama doğrultusunda çekilerek, kopma mukavemet değerleri kaydedilmiş olup Tablo 2’de verilmiştir. Douguet ve ark. (2017)’nın yaptığı çalışmada farklı emolyentlerin yayılma skorlarının farklı fizikokimyasal parametrelerden etkilendiği görülmüştür. Bu parametreler öncelikle viskozite, yüzey gerilimi ve yoğunluktur (Şekil 3) [11].
Farklı emolyent gruplarında farklı fizikokimyasal parametreler söz konusu olduğu için farklı viskozite ve yoğunluklara sahip üç mineral yağının elastik yan kulaklarının kopma mukavemetine olan etkisi değerlendirilmiştir. Mineral yağların viskozite ve yoğunluk değerleri ile kopma mukavemeti ortalama değerleri Tablo 2’de verilmiştir. Kontrol amaçlı yağ uygulanmamış elastik yan kulaktaki kopma mukavemeti 35.6 N’dur. Kontrole göre yağ uygulanmış kulaklardaki kopma mukavemetindeki sapma da Tablo 2’ye eklenmiştir. yan kulakla etkileştiğinde kopma mukavemetini %70.8 oranında düşürdüğü ölçümlenmiştir. Dolayısıyla yağların yayılımı, viskozite ve yoğunluk değerleri ile ters orantılı şekilde değişir. En yüksek viskozite ve yoğunluğa sahip mineral yağı 3 ise kopma mukavemetini %35.7 oranında düşürmüştür. Bu yüzden bebek yağı formülleri kurulurken, bebek bezi yan bant performansını en az etkileyecek şekilde; yüksek viskozite ve yoğunluk değerine sahip yağların seçilmesi gerekliliği tespit edilmiştir.
KAYNAKÇA
[1] Dyer, D., “Seven Decades of Disposible Diapers: A record of Continuous Innovation and Expanding Benefit”, 2005, Edana. [2] Gündüz, E., 2018, “Bebek Bezlerinin Performansını Etkileyen Özelliklerin Araştırılması ve Performans Özelliklerinin Karşılaştırılması” Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı, Denizli. [5] Kalebek, N. 2010, Investigation Of Abrasion-Friction And Surface Properties Of Nonwoven Fabrics Produced With Different Methods, Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, ADANA. [6] Patel, M., Bhrambhatt, D., NW Technology for Unconventional Fabrics, DTT, BE In Textile Technology, M.S. University, Vadodara. [7] Kırmaz, C. (2012), Lateks Alerjisi, https://www.tavsiyeediyorum.com/ makale_8354.htm, Erşim tarihi: 11.04.2019 [8] Alan N. Gent, Elastomer, Polymers and Elasticity, https://www.britannica. com/science/elastomer, Erşim tarihi: 11.04.2019 [9] EDANA, INDA, “Nonwoven Standard Procedures”, 2015. [10] Mykin Inc. Rubber Chemical Resistance Chart, http://mykin.com/ rubber-chemical-resistance-chart-6 (Erişim Tarihi: 11.04.2019) [11] Marine Douguet, Céline Picard, Géraldine Savary, Fabien Merlaud,Nathalie Loubat-bouleuc, Michel Grisel. Spreading properties of cosmetic emollients: Use of synthetic skinsurface to elucidate structural effect. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 154 (2017) 307–314.