Akıllı tekstilin bir yönü Antimikrobial tekstil 

TEKSTİL& TEKNİK Dergisi ,Şubat/2004,s.152-160, Yüksek Kimyager Turan Birimoğlu

          Teknik tekstil, günümüz tekstil sektörünün ulaştığı milenyum noktasıdır. Yani bir pamuk kumaşı istediğiniz taktirde suyu sevmez, ateşi sevmez, kiri sevmez,bir bakarsınız kokuyu da sevmeyip artık kokmaz yapabilirsiniz.Bu nasıl mı olur? İşte teknik tekstil denilen milenyum tekstili bunu hatta istenirse daha ileri seviyelerde sevmemeleri sağlaya bilir.Biz daha ileri giderek bu ürünlere akıllı tekstilde diyebiliriz.Teknik tekstilin önemli bir kolu olan antimikrobial tekstil; gelişmiş teknolojik dünyada her geçen gün önemi artmakta, buna bağlı olarak da hızlıca gelişmektedir. Antimikrobial tekstil nedir? Çeşitli hastalık nedeni olan ya da herhangi bir yolla tekstil mamulüne ve insanlara zararı olan mikroorganizmalara karşı etkinlik

(mikroorganizmaları yok eden ya da çoğalmalarını azaltan vs.)gösteren kimyasal maddelerle tekstil mamullerini birleştirerek oluşturan ürünlerdir.

            Bakteri ,fungi,virüsler algler ve değer mikroorganizmalar bizim çevremizde daima mevcuttur.Bu mikroorganizmalar sıklıkla ekolojik sitemin bir parçasıdır.Azot devrinde endüstriyel proseslerde ,sağlıklı insan ve hayvan vücut fonksiyonlarında (sindirim,K vitamini sentezi gibi) olduğu gibi,Diğer yandan mikroorganizmalar son derece istenemeyen hastalık nedenlerine,kokulara ve materyalin (yün,pamuk vb. tekstil mamullerinde çürüme) geniş oranda yıkıma neden olmaktadırlar.Çevremizde yaşayan mikroorganizmaların çoğalmaları için besine neme ve sıcaklığa ihtiyaçları vardır. Bu mikroorganizmaların büyümesi için en iyi ortamlardan iride halılardır. Bakteri ve fungi her gün insanların ve hayvanların (evcil)hareketleriyle,yiyecek,içeceklerin halıya dökülmesiyle ve hayvan, küçük çocukların bıraktıkları artıklarda halı üzerine toplanır.Daha farklı olarak havada uçan mikroorganizmalar dışarıdan içeriye ısıtma ve soğutma istemleri aracılığıyla taşınarak da halı üzerinde toplanabilirler.Halıdaki kir ve nem mikropların büyümesi için besinleri sağlamaktadır.Hatta bazı bakteri uygun ortam oluşuncaya kadar uzun zaman halı üzerinde spor oluşturarak yaşamını sürdürecek yeteneğe sahiptir.Halı kaplamalarının yapımında kullanılan organik materyaller bazı mikroorganizmalar için besin kaynağı olabilmektedir.(halıya güçlü tutum vermek için kullanılan karboksil metil selüloz –C M C-,nişasta vb.)Bu organik materyallerin mikroplar tarafından sindirimi halının uzun süre içerisinde renginin solmasına ,çürümesine yol açar .Bakterilerin ve fungalların sağlıksız çoğalmaları kötü koku oluşumuna neden olabilmektedir.

              Eschericha coli genellikle gıdaların içerisinde (sığır eti)çoğalmakta ve gıda zehirlenmelerine yol açmaktadır.Salmonella pişirilmemiş ve yıkanmamış kümes ürünlerinde hastalıklara neden olan etmenleri bulaştırmaktadır.Staphyococcus aureus, klebsiela pneumoniae, yeast(maya)ve diğer mikroorganizmalar günlük hayatta ev eşyalarında çoğalmaktadır.

             Mikropların bilhassa hastalık etmeni olanlarının en fazla olduğu ortamlar hiç şüphesiz hastaneler,poliklinikler ,sağlık ocaklarıdır.Bu tür sağlık kuruluşlarında kullanılan tekstil materyalleri ;cerrah önlüğü,başlığı,maskesi,hasta perdeleri,çarşafları,sağrı bezleri,silgi bezleri,halı,yer kaplamaları,ve çeşitli boyutlarda giyim eşyalarıdır.Bu tekstil materyalleri enfeksiyon geçirmekte iletkendirler ve hastalıklara neden olan mikroorganizmaların taşınmasını sağlarlar.Örneğin ölümcül HIV virüsü,çeşitli hepatit hastalıklarına neden olan virüsler ve diğer sağlın hastalıklara neden olan mikroplar.

            Kullanılmış tekstil materyaliyle temasla sonuçlanan bakteriyel enfeksiyonlarını azaltmak yada yok etmek arzu edilir.Kullanılmış tekstillerin kullanımı veya kişiden kişiye giyinmesi esnasında patojenik bakterilerin taşınması kumaş üzerindeki mikroorganizmaların büyümelerinin azalmasıyla önlenmesi arzu edilir.Bununla birlikte cerrahi elbiseleri hastane halıları ve yatak materyalleri,çoraplar ve üniformalar mümkün olan en iyi korumayı sağlamak amacıyla antimikrobiyal olması arzu edilir.

          Deri,sürekli olarak dış ortamla temas halinde bulunduğu için florasında birçok geçici ve kalıcı mikroorganizma bulunur.Bunlar çevreye ,değişik vücut  bölgelerine yakınlığına (ağız,burun,perine)ve giyinen giysilere göre değişen türlerdir.Bilindiği üzere,vücuda giyilen tekstil materyallerinden çoraplar,en çok koku oluşumuna sebebiyet vermekte ve organizmaların yaşamasına imkan tanımaktadır. Diğer bir ifadeyle ayakta koku oluşumuna bakteri,mantar gibi mikroorganizmalar neden olmaktadır.Ayakkabıların kullanılan giysiler kadar sıkça yıkanmaması da bu sorunun çoğunlukla görülmesine artı bir etken olarak gösterilebilir.Bu kompleks içerisinde kişinin faaliyetiyle birlikte aşırı derecede terleme meydana gelmektedir.Oluşan nem ve buna bağlı olarak gelişen mikroorganizmalar ayak taban bölümü ve parmak aralarında daha hızlı olarak görülmektedir. Bu mikroorganizmalar;kokulara,kaşıntılara,pişiklere daha ileri durumlarda veziküler lezyonlara neden olmaktadırlar.

            İstenmeyen mikroorganizmaların geniş aralıkta çoğalmaları kontrol etmekteki etki ve aynı zamanda insan ve hayvanların etrafında (çevre) emniyetli kullanımını sağlayacak mikrobiocidal bileşimi geliştirmek oldukça zordur.Diğer zorluk oldukça çeşitlilik gösteren bazı mikroorganizmalara karşı geleneksel mikrobiocidal ajandır.Zira bu kimyasal ajanlara karşı bazı tür bakteriler dayanıklılık göstermektedir.

             Hayatımızı bu kadar olumsuz etkileyen bu tür mikroorganizmalara karşı koruma nasıl sağlanmalı? Daha da önemlisi yaşamımızın ayrılmayan bir parçası olan yukarda ifade edilen tekstil mamulüne,mikroplara karşı etkinlik nasıl kazandırılmalı?Diğer bir ifadeyle korunmayı sağlayacak kimyasal ajanlar nelerdir ve hangi özelliklere sahip olmalıdır?

             -İlk önce istenmeyen mikrobu ya da mikropları öldürecek kimyasal ajanlar seçilmelidir.

             -Bu kimyasal ajan tekstile en azından yarı kalıcı tarzda bağlanmalı (etkileşim göstermeli)

             -Dayanıklı etki göstermeli (etkisini kısa sürede kaybetmemeli)

             -İnsanlara (yani yüksek hayat formlarına)aşırı toksit etki göstermemeli ve bir o kadar da önemli olan çevreye zarar vermeyen bir ajan seçilmeli.

             -Mikropların kolayca bu ajanlara karşı bağışıklık göstermediği garanti edilmeli.

             -Tüm tekstil mamullerinde kullanılabilirliğinin sağlanabilir olması.

              Bu sağlanabilirlik içinde belki de en önemlisi insan sağlığı ve çevre kirliliğine karşı olacak hassaslıktır. Başlangıç olarak endüstri bu konuya daha çok önem vermelidir. Bu hassaslık o kadar fazla olmalı ki zarar veren mikroorganizmanın dışında diğer canlılara zarar vermemesi sağlanmalıdır.Bu konuda karşımıza en çok çıkan ajanların başında triclosan ,halamin bileşikleri (halojenleşmiş formlarda)amonyum fosfatlı organik bileşikleri ,kuaterner amonyum bileşikleri,chitinden elde edilen chitosan

Bu kimyasallar çeşitli firmalar ya da araştırmacılar tarafından patent çalışmaları şeklinde tekstil mamullerine uygulanılmıştır. Bu çalışmaların başlanmasına bir çok nedenler ön ayak olmuştur. Örneğin ordu tarafından kullanılması için antimon,bakır tuzları ve klorlanmış balmumuyla muamele edilerek suya,ateşe ve mikroorganizmalara dayanıklı kumaşlar elde edilmesi gibi, Beklide bu çalışmaları bu asırla sınırlı düşünmememiz gerekir. .çünkü 9.asırda Cabir b.Hayyan  demire uygulandığında da su geçirmez hale getirilen bir madde keşfetmiştir.

             Yine bu asra dönersek antimikrobial tekstilde muamele amacıyla selülozik kumaşlara başlangıçta şu kimyasallar kullanılmışıtr.

 

    Kadmiyum,Bakır,Krom , Civa ,Kalay,Çinko,çinko tuzları veya organometalik bileşikleri fenol ve fenol türleri ,Amonyum ve fosfor bileşikleri, Amino formaldehit reçineleri,Çeşitli katran ve kreozot bileşikleri ,Selülozun kimyasal değiştirilmesi

                Bazı sentetik liflerin yapısında mikroorganizmalara karşı dirençleri vardır.

Ancak bu direnç sadece ;bilhassa bakterilerin büyümesini engellemekte fakat onları öldürme konusunda yetersiz kalmaktadır.

               Bu işlemler hem antimikrobial etki göstererek mikropların yaşamasını engellemekte hem de tekstil mamulünün kendisinin korunmasını sağlamaktadır.

               Günümüzde önerilen  antimikrobial ajanların bazıları;Alkoller

 

-          Yükseltgen maddeler;

-          Aktifleşmiş halojen atomların veya katyonların bileşikleri

-          Aktifleşmiş atomik oksijen veya OH radikal bileşikler.

-          Ağır metallerin katyonları

-          Bakır,civa ,çinko,vb

 

Asidler ;

 

-Organik asitlere bağlanmış alkiller veya aril grupları .

-Fenol ,alkil bağlı fenol,halojen veya aromatik halka sistemleri bağlanmış fenoller.

 

Aldehitler ;

Yüzey aktif maddeleri.

-Katyonik –amonyum veya fosforla karıştırılmış(yüksüz uçları itiva eden)

-Anyonikler

Atibiotikler;

-Spesifik metabolik yöntemlerle antimikrobial etki gösteren asıl konulardan biri ,antimikrobial ajanın hedefindeki mikroplardan ziyade diğer yaşam formlarına zarar verip vermediğidir.Yani seçici toksitliği gösterebilmesidir.Yaşam faktörünü etkileyen tüm olgulara karşı zararsız etki olmalıdır .Diğer ifadeyle yararlı böceklerden kuşlara ve sudaki besin zincirinin sonunda alt katmandaki organizmalara kadar olumlu göstermesi gerekir. Ve ayrıca yararlı mikroorganizmaların durumu da konu edilmelidir.

            Bu şartlar ışığında görülüyor ki seçicilik iki kenarlı bıçak gibidir. Bu mantıkla seçilmiş bir antimikrobial  özel metabolik yolla zararlı mikroorganizmalara karşı engel

Olmada daima seçici davranır.Diğer önemli bir faktör hedef mikroorganizmalar genellikle bu engellere karşı bir yol bulunabilirler.Bu dayanabilirlik kaşak tan kuşağa iletilmektedir.Böylece dayanıklılık kazanan yeni nesil diğerlerine karşı hayatta kalarak

Mikroorganizmaların seçici davranmasını kolaylaştırır.

             Bu antimikrobial kimyasalların uygulanması çok değişik kimyasal prosesleri

Gündeme getirmiştir.Dolayısıyla bu proseslere bağlı olarak çeşitli firmalar antimikrobial ürünler üretmiştir.

             İnterface İnc firması intersept R markası adı altında satılan bir organik sübstitüenli amonyum fosfat geliştirilmiştir. Bu kimyasal aynı zamanda hava filtrasyonu kumaşlardaki uygulamalar için ,döşemelik eşyalar,tavan kaplamaları ve tekstille iğlisi olmayan çeşitli uygulamalar için de kullanılabilmektedir.

              Dow-Corning silan  kimyasalıyla yüzeye sabitlenmiş kuater aminlerin serisini üretmektedir.Yan ürün şirketi olan aegis Environments microbe Shield ticari marka adı altında yeni bir teknoloji geliştirilmiştir.Ürün tekstil endüstrisinin geniş bölümünde kullanılır.nonwovenler ,silgi bezleri,medikal giyim, çoraplar,atletik giyim,üniformalar,zemin döşeme, tavan kaplama vb. Bu teknolojiyi kullanana şirketler

 Dr Scholls RBrillo ,Odor,Eaters,Franklin sports,Burlington,Kaiser Roth,BBA,Precision Fabrics,Russell,US Gypsum vb.

             Biohied,laboratuarında Dow kimyasını geliştirmiştir.Bu teknolojiyi kullanan birkaç şirket vardır.Firma aynı zamanda yüzey temizlemede kullanılan ürünlerin bir kaçını üretmektir.

            Triclosan 1976 yılında patent literatüründe görünmektedir.Ciba tarafından üretilmekte olup Mikroban marka adı altında geliştirilmiştir.Triclosan en çok bilinen antimikrobial kimyasaldır. Synthetic ındustries ,sterling Fiber,ve Cydsa örnek verile bilir. Ayrıca pamuk ve poliester  ihtiva eden kumaşlarda kullanılabilir.

             Biguanides,zeneca tarafından tekstil uygulamaları için geliştirilmiştir.Tekstil muamesi selülozik fiberler üzerinde yapılmaktadır.

            Halamin kimyası temelindeki ürünler Halosource tarafından geliştirilmiştir.Bu firmadaki araştırma grubu organik yapıdaki azotla halojeni bir tür kimyasal reaksiyonla

Birleşerek kloraminleri üretmiştir.Böylece bu araştırma grubu klomin kimyasını kullanarak,antimikrobial özellik gösteren etkiyi sağlamak için halojenleri tekstil materyal ortamında bulundurmayı başarmıştır.Selüloz karışımlarına antimikrobial terbiye işlemini sağlamak amacıyla kloraminlerin kullanılması görülmektedir.Selülozda başka diğer fiberlerde halamin bağlanmasından fiber yüzeyini aktif hale getirmek için

Kimyasal grupların ilave edilmesi gerekmektedir.Bu görüş nylon ve poliester için reaksiyonları göstermektedir.

            Thomson research associates ultra fresh ismi adı altında çeşitli antimikrobial ürünler satmaktadır.Bu ürünlerin formüle ettikleri ürünler serbest kala bilen iyot,organik bileşikler,izotiyozonanlar,quatemer amonyum bileşikleri ve triclosan .Ultra fersh teknolojisinde kullanılan tekstil ürünleri avondale,charlescraft,amerikan textile ,spenco,rockland vb.

            Chitosan chitinden elde edilmektedir.Cruslacean kabuklarındaki ana bileşenlerdir.Chitosan düzgünleştirici antimikrobial aktiviteye sahiptir.Chitosan ,sargı bezleri ,suluresler ve diğer insan vücudunda kullanılan tekstil mamullerinde kullanımı önerilmektedir.

            Yukarda ifade edilen ürünlerin dışında daha bir çok tekstil materyali üretmektedir.Dünya da oluşan yeni dinamiklerin ülkemizin tekstil sektöründe faaliyet gösteren tüm kurumların klasik ürün anlayışını bırakıp teknik tekstil dediğimiz ürünlerin geliştirilmesine ve üretilmesine ağırlık vermesi gerekmektedir.Bu olgu hem ekonomik hem de teknolojik gelişmeleri doğuracak bir sonucu da beraberinde getirecektir.Unutulmamalıdır ki ülkemizdeki bilgi ve tecrübe birikimi bu sektörün büyümesini sağlayacak niteliktedir.