MAKALE

Yayın Tarihi: 4 Haz 2014 | Murat Çetinkaya

0

ÇAMAŞIR YIKAMA BİLİMİ

kapak

Kısa bir süre öncesine kadar, çamaşır yıkayan bireyler olarak tek derdimiz çamaşırlarımızın zarar görmeden güzelce temizlenmesi ve kokmasıydı; gerisiyse teferruattı. Ama son yıllarda artan çevre bilinci, değişen tüketici talepleri ve deterjan pazarının kızışması çamaşır faslında büyük değişimlere yol açtı ve bu süreç halâ devam ediyor. Tüketici tarafından bakınca “çamaşır deterjanı bu, ya toz ya sıvı işte” tarzında tek boyutlu bir durum söz konusu olsa da, üretici firmalar için çamaşır konusu çok boyutlu ve oldukça karmaşık. Hem bilimsel hem de finansal açıdan büyük bir âlemden bahsediyorum. Anlaşılmaya ve çözülmeye çalışılan onlarca bilimsel sorudan başka milyarlarca dolarlık bir pazar söz konusu. Bu yazıda size çamaşır konusunu üretici tarafından anlatmaya ve sizi teknik olarak aydınlatmaya çalışacağım.

İndim dere kenarına

Hikayeye eylemin kendisiyle başlayalım. Hepimizin bildiği gibi, çamaşır yıkamak giysilerimizdeki kir ve koku kaynağı olan maddelerin su aracılığıyla temizlenmesi demek. Eski zamanlarda bu eylem nehir ve dere kıyıları gibi suyun bolca olduğu mekânlarda kol gücüyle yapılıyordu. Evde hazırlanan, kül ve yağın kaynatılmasıyla elde edilen sabunlarla yıkanan çamaşırlar taşta dövülüp çitilenerek temizlenirdi. En sonunda akan suyla durulanan çamaşırlar sıkılarak kurumaya bırakılırdı. Ağır lekeler için ve hijyen gerektiren durumlarda da çamaşırlar ayrıca kazanlarda kaynatılırdı.

Bu en ilkel çamaşır yıkama yönteminden günümüze çamaşır teknolojisi 3 ayrı ama paralel kolda evrim geçirdi. İlki, çamaşır makinesinin icadıydı. İkincisi, kumaş ve giysilerin geçirdiği değişimdi. Üçüncüsü ise yeni nesil deterjanların geliştirilmesiydi. Şimdi gelin bu üç konuya kısaca değinelim.

Önce merdaneli, sonra tamburlu, şimdi kurutmalı

Aslında çamaşır makinesi deyince 80’lerden önce doğanların aklına eski merdaneli makineler gelse de, çamaşır makinelerinin tarihi çok daha eskiye dayanıyor. Mesela, 1691 tarihli İngiltere kaynaklı bir patentte merdaneli bir mekanik düzenekten bahsediliyor. 1700’lerin ve 1800’lerin ortalarına kadarsa Avrupa’dan ve ABD’den çeşitli tasarımlar kayıtlara geçmiş. Bu tasarımların hepsi tahmin edersiniz ki kol gücüyle çalışıyordu. Yine de çamaşırların tek tek elde yıkanması yerine topluca bir hazne, yani tambur içine doldurulup çevrilerek yıkanması büyük kolaylık sağlıyordu. Daha sonra ise yıkanan bu ıslak çamaşırlar yine el yordamıyla çalışan merdanelerle sıkılıyordu. 1781’de James Watt’ın patentini aldığı döner devinimli buhar motoru ise ancak 19. yüzyılın ortalarını geçtikten sonra çamaşır makineleriyle birleştirildi. Kesin mucidi bilinmemekle birlikte elektrikli çamaşır makinelerinin icadı ise 1900’lerin başında mümkün oldu [1]. Daha sonra çamaşır makinelerinin tasarımları gün geçtikçe iyileştirildi ve işleyiş emniyetleri arttırıldı. Çamaşırları sıkmak için kullanılan merdanelerin yerini suyu hızla dönerek tahliye eden merkezkaçlı (santrifüjlü) tamburlar aldı. Elektrikli dirençler sayesinde yıkama suyunu ısıtmak mümkün oldu. Üstten yüklemeli tasarımlardan sonra daha az su ve elektrikle çalışabilen önden yüklemeli tasarımlar geliştirildi. Yıkamadan sonra devreye giren kurutma sistemleri entegre edildi. Elektronik aksamlar sayesinde makineler yüke, kumaşa, sıcaklığa göre yıkama programlarını ayarlayabilir hale geldi. Gördüğünüz gibi çamaşır makinesinin dünden bugüne en az 300 yıllık bir serüveni var.

 

Resim 1. Solda 1930 model hiç otomatik, sağda 2010 model tam otomatik çamaşır makinesi. İkisi de elektrikle çalışıyor. Kaynaklar [2,3].

Resim 1. Solda 1930 model hiç otomatik, sağda 2010 model tam otomatik çamaşır makinesi. İkisi de elektrikle çalışıyor. Kaynaklar [2,3].

Gardroptaki devrim

Yazının başında belirttiğim gibi çamaşır teknolojisi 3 ayrı ama paralel kolda ilerliyor. Bu şu demek; kollardan birinde yer alan bir değişim veya trend diğer kolları da bu değişime uyuma zorluyor. Bu sisteme ayak uyduramayan üreticiler ise piyasadan silinmeye mecbur kalıyor. Bu etkileşimin en iyi örneklerinden birisi ise çamaşır makinelerinin yaygınlaşması sonucu tekstil sektörünün geçirdiği evrimle görüldü. Sorun, makinelerde yıkanan birçok kumaşın çekmesi veya başka türlü zararlar görmesiydi. Sorunun temelinde yatan ise aslında temel fizik ve kimya kurallarıydı.

Kimimizin duyarak kimimizin ise tecrübeyle öğrendiği durumlardan birisi yünlü ve ipek kumaşların makinede standart programda, hatta elde bile sıcak suda yıkandığında çekmesidir. Bunun sebebi sıcak suyla gelen ısı enerjisinin ve/veya dönen tamburla yani merkezkaçla gelen mekanik enerjinin ipek ve yün ipçiklerini bir arada tutan moleküler bağları kırmasıdır. İpek ve yün ipçikler polimer zincirlerinden oluşur ve bu zincirler hidrojen bağı adı verilen tek başına zayıf ama sayıca çok olan fiziksel bağlar sayesinde düzenli bir şekilde kalırlar. Belli bir gerilime kadar şekillerini muhafaza edebilen bu zincirler gereğinden fazla enerji girdisine maruz kalınca onları bir arada tutan hidrojen bağlarını kırıp, birbirlerinden koparlar ve daha düzensiz şekiller olan yumaklara dönüşürler [4].

Çamaşır makineleri evlere girip kıyafetleri hızla çevirerek yıkamaya başladıktan sonra kumaşlar bu yüksek enerji girdisi yüzünden ya çekiyor ya da parçalanıyordu. Çünkü tekstil endüstrisinin o zamanlar kullandığı üretim yöntemleri makinelerin bu yan etkisini tahmin edememişti. İnsanlar her ne kadar kıyafetlerine mâl olsa da makinelerin getirdiği rahatlıktan vazgeçmeyecekleri için tekstil üreticileri üretim yöntemlerini değiştirmek ve kumaşlarını geliştirmek zorunda kaldılar. Aslında bu onlar için de yeni kazanç kapısıydı, çünkü insanlar çamaşır makinesi aldıktan sonra neredeyse bütün kıyafetlerini değiştirmek zorunda kalmışlardı. Makinelere uyumlu bu yeni nesil kıyafetler ya daha güçlü sentetik malzemelerden ve karışımlardan (mesela polyester), ya da önceden yıkanıp şoka daha dayanıklı hale getirilen kumaşlardan üretiliyordu. Saf yün ve ipek için ise modern makineler “hassas programlara” sahip. Aslında tek yaptıkları bu kumaşları soğuk suda fazla çevirmeden ve sıkmadan yıkamak.

Bundan başka, son yıllarda su ve yağ tutmayan, kolay ütülenen veya hepten ütü gerektirmeyen kumaşlar da kullanılmaya başlandı. Bu kumaşlar aslında üretimden sonra uygulanan kaplamalarla bu özellikleri kazanıyor, tıpkı tava ve tencerelerin teflonla kaplanması gibi (bu tür kaplamalar hakkında şöyle bir makalemiz mevcut). Ayrıca kumaşların kendisinden başka kullanılan boyalar ve baskı teknikleri de değişti. Dolayısıyla yeni nesil kıyafetlerin temizlenmesi de ayrı bir dert oldu. Çünkü belli bir kumaşı iyi temizleyebilen bir deterjan başka bir kumaş için aynı performansı gösteremiyordu. Bu da bizi çamaşır teknolojisinin üçüncü ana koluna getiriyor, yani deterjanlara.

Resim 2. Yün kazaklarınızı ya elde ya da hassas programda yıkamayı unutmayın. Kaynak [5].

Resim 2. Yün kazaklarınızı ya elde ya da hassas programda yıkamayı unutmayın. Kaynak [5].

Bol köpüklü olsun

Çamaşır deterjanları bir çok kimyasaldan oluşmakla beraber ana etken maddesi yüzey-aktif madde (ing. surfactant, alm. tensid) denilen çift karakterli bir moleküldür [6]. Yüzey-aktif maddeler susever ve yağsever olmak üzere iki ana bloktan oluşur. Kumaşa yerleşen kirler büyük çoğunlukla yağ bazlı maddelerdir ve bildiğimiz gibi yağ tek başına suyun içinde çözünmez (inanmayanlar yağlı ellerini sabunsuz yıkamaya çalışabilirler). Bulaşık, çamaşır ve her türlü temizlik ürününde bulunan yüzey-aktif maddeler işte burada devreye giriyor. Bu moleküller yağsever grupları sayesinde kirlere yapışırlar. Daha sonra kir moleküllerini yüzeyden kopararak bir küre oluştururlar ve yağ moleküllerini kürenin içine hapsederler. Kürenin dış yüzeyi ise yüzey-aktif maddenin susever gruplarından oluşur, böylece yağ barındıran bu kürecikler suyun içinde rahatça gezinirler. Bu kirli su durulama sonucunda ortamdan tahliye edilir ve yüzey temizlenmiş olur. Aynı prensip bütün temizlik ürünleri için geçerlidir.

Resim 3. Deterjanlardaki yüzey-aktif maddeler sayesinde yağ lekesi olan bir kumaşın temizlenişi. yüzey-aktif maddelerin susever (mavi) ve yağsever (kırmızı) kimyasal grupları vardır. Yağsever gruplar sudan kaçmak istedikleri için oluşan kürenin içine saklanırlar (sol). Eğer ortamda yağ molekülleri varsa, yüzey-aktif maddeler tek başlarına durmak yerine bu yağ moleküllerine yapışırlar (orta). Yüzey-aktif maddelerle kaplanmış yağ moleküllerinin artık kumaş üstünde durmak gibi bir zorunlulukları yoktur, çünkü yeni halleri suyla uyumludur. Yağ molekülleri kumaş yüzeyinden kopar ve oluşan kürenin içine hapsolurlar (sağ). (Resim yazar tarafından Açık Bilim için hazırlanmıştır.)

Resim 3. Deterjanlardaki yüzey-aktif maddeler sayesinde yağ lekesi olan bir kumaşın temizlenişi. Yüzey-aktif maddelerin susever (mavi) ve yağsever (kırmızı) kimyasal grupları vardır. Yağsever gruplar sudan kaçmak istedikleri için oluşan kürenin içine saklanırlar (sol). Eğer ortamda yağ molekülleri varsa, yüzey-aktif maddeler tek başlarına durmak yerine bu yağ moleküllerine yapışırlar (orta). Yüzey-aktif maddelerle kaplanmış yağ moleküllerinin artık kumaş üstünde durmak gibi bir zorunlulukları yoktur, çünkü yeni halleri suyla uyumludur. Yağ molekülleri kumaş yüzeyinden kopar ve oluşan kürenin içine hapsolurlar (sağ). (Resim yazar tarafından Açık Bilim için hazırlanmıştır.)

İlk deterjanlar hayvansal ve bitkisel yağların külle kaynatılmasıyla yapılıyordu. Bu işlemde yağ molekülleri kül moleküllerinin parçalanmasıyla açığa çıkan susever gruplarla kimyasal tepkimeye girip birleşir ve yüzey-aktif maddelere dönüşürler. Bu yöntem aslında eski Mısır’dan beri biliniyordu [7]. Kimyada katedilen ilerlemeler sonucuysa artık çok daha güçlü yüzey-aktif maddeler üretilir hale geldi. Değişik kimyasal özelliklere sahip susever gruplar ve yağsever gruplar istenilen bir şekilde tek bir yüzey-aktif maddede birleştirilebiliyor. Uygulama alanına göre ise farklı maddeler veya karışımlar kullanılabiliyor. Bir yüzey-aktif madde sıvı yağ lekelerini daha iyi temizleyebilirken, başka bir yüzey-aktif madde katı yağ lekeleri için daha uygun olabiliyor. Ya da farklı kumaş türlerine uygun yüzey-aktif maddeler karışık olarak eklenebiliyor, çünkü bazı kumaşlar yağ lekelerini daha fazla sevdiği için temizlenmesi daha zor oluyor (yüzey-sıvı etkileşimlerini bu yazıda incelemiştik). Bundan başka yıkama sıcaklığı, pH, suyun sertliği gibi durumlar da göz önüne alınıp en uygun yüzey-aktif maddeler deterjana ekleniyor.

Deterjanlardaki diğer etken maddeler ise sudaki kireci bağlayan kimyasallar, başka bir temizleyici madde olan çamaşır suyu ile yağ, protein ve karbonhidrat lekelerini kırmaya yarayan enzimlerdir. Bundan başka tüketici memnuniyetini arttırmak için giysilerin renklerinin karışmasını önleyen, parlaklık ve beyazlık veren maddeler, yumuşatıcılar ve parfümler ekleniyor. Bir de hiçbir teknik öneme sahip olmamasına rağmen tüketiciden gelen talep sebebiyle deterjana eklenen kıvam vericiler, boyalar ve köpürtücüler var. Hedef pazara göre bütün bu maddelerin miktarının ve çeşidinin de değiştirildiğini belirtmekte fayda var.

Nasıl yıkamalı?

Buraya kadar çamaşır makinesinden, kumaşlardan ve deterjanlardan bahsettik. Ama yıkama faslı bu üç etmenin birleşmesinden oluşuyor ve bu süreci mümkün olduğunca iyileştirmek aslında tüketicinin elinde.

  •  Çamaşır makineleri iki ana çeşitte üretiliyor: Dikey tamburlu ve yatay tamburlu. Dikey tamburlu makineler halâ Amerika kıtasında ve Avustralya’da sıkça kullanılıyorken, dünyanın geri kalanı yatay tamburlu makineleri kullanıyor. Yatay tamburlu makinelerin imalâtı ve satış fiyatı daha yüksek olsa da getirileri çok daha fazla. Hem daha az elektrik ve su harcıyolar, hem de daha sessiz çalışıyorlar. Mekanik olarak daha dayanıklılar ve daha az yer kaplıyorlar. Giysilere karşı da daha nazikler. Dikey tamburlu makinelerin kullanıldığı ülkelerde ise yatay tamburlu makineler lüks klasmanda yer alıyor. Türkiye’de ise yatay tamburlu makineler neyse ki standart.
  • Deterjanlar da iki ana çeşitte üretiliyor: Toz ve sıvı. Toz deterjanlar sıvı deterjanlara kıyasla birim miktarda daha fazla etken madde barındıyor. Dolayısıyla paranızın karşılığını almak istiyorsanız toz deterjan almalısınız. Toz deterjanların raf ömrü sıvı deterjanlarınkinden daha uzun. Ayrıca toz deterjanın paketi de sıvı deterjanınkinden daha hafif. Bu yüzden toz deterjanın taşınması da daha az yakıta mal olacağı için karbon emisyonu açısından daha çevre dostu. Sıvı deterjanın en büyük artısı soğuk suyla yapılan yıkamalarda kullanımının daha kolay olması. Zaten sıvı halde olduğu için soğuk suyla karışması toz deterjandan daha hızlı oluyor, tıpkı şekerin soğuk suda çözünmesinin sıcak suya kıyasla daha uzun sürmesi gibi. Çözünmeyen deterjanın giysilere yapışma sorunu da sıvı deterjanlarda böylece ortadan kalkmış oluyor.
  • Deterjanların dozajı da iyi ayarlanmak zorunda. Sıvı veya toz olsun, ambalajda yazan talimatlara uyulmalı. O deterjanları geliştiren araştırmacılar sayısız deney sonucunda bu dozajları buluyorlar. Kir arttıkça kullanılan deterjan miktarı da tabii ki artmak zorunda, ama ambalajda zaten ağır kirli çamaşırlar için de uygun dozajlar belirtiliyor. Gereğindan az eklenen deterjan giysileri tam temizlemezken, gereğinden fazla eklenen deterjan çözünmeyip giysilere yapışabilir ya da makinanın su tesisatını zaman içinde tıkayabilir. Ayrıca kullandığımız deterjanların %100 çevre dostu olduğunu kimse söyleyemez, o yüzden belki biraz daha dikkatli davranmak geleceğimiz için hiç de fena olmaz.
  • Çevre meselesine su sıcaklığı ile devam edelim. Ağır kirlerin sıcak suda daha kolay temizlendiği tartışılmaz. Ayrıca hijyenik açıdan bazı yıkamalar 90 derecede yapılmak zorunda olsa da bunun çevreye yükü çok ağır. Elektrik faturasını ödemek sorunu çözmüyor, çünkü konvansiyonel yöntemlerle üretilen elektriğin çevreye bedeli bizim ödediğimizden aslında çok daha fazla. Dolayısıyla mümkün olduğunca soğuk ve ılık yıkama yapmanız tavsiye edilir. ABD’de tüketicilerin soğuk suyla yıkamaya geçmesi için halihazırda yoğun baskı var. Japonya’da ise makineler zaten sadece soğuk suyla yıkıyor. Yakın gelecekte üretilecek bütün diğer makinelerin de sadece soğuk suyla yıkaması isteniyor. Dolayısıyla deterjan üreticileri de bu duruma ayak uydurmak ve soğuk suda performanstan ödün vermeyen yeni formülasyonlar geliştirmek zorunda. Yakın zamanda soğuk yıkamaya uygun deterjanların piyasa gayet sürülmesi mümkün.
  • Eğer renklileri yıkayacaksanız renkliler için uygun bir deterjan kullanın. Bu deterjanlar hem kumaşın rengini mümkün mertebe koruyan, hem de ilk kez yıkanan ağır boyalı kumaşların saldığı boyayı suda bağlayan ve diğer kumaşların boyanmasını engelleyen özel etken maddeler içerir.
  • Ağır kir bulaşmış çamaşırları mümkün olduğunca erken yıkamanız da kirin temizlenmesini kolaylaştıran etmenlerden. Zaman geçtikçe kuruyan kirler kristalleşip kumaşa daha fazla yerleşir. Bu sefer daha sıcak suda yıkamak, ya da elde çitilemek gerekebilir ki, bu da kumaşın ömrünü azaltan etmenlerden.
  • Eğer bir kumaşın elde yıkanması tavsiye ediliyorsa elde yıkayın. Kuru temizleme tavsiye ediliyorsa kuru temizlemeye verin. Kuru temizlemede kumaşlar suda yıkanmaz, lekeler özel kimyasallarla temizlenir. Zaten bu yüzden adı kuru temizleme.

Çamaşırın geleceği

Gördüğünüz gibi çamaşır meselesi makine, tekstil ve deterjan olmak üzere 3 koldan ilerliyor. Her bir kol milyarlarca dolarlık bir pazar oluşturuyor ama hiçbiri diğerinden bağımsız değil. Bir koldaki değişim diğer kollardaki değişimi beraberinde getiriyor. Bu da Ar-Ge’lerde çözülmesi gereken yeni sorunlar demek. Tekrar hatırlatmak isterim ki, çamaşır makinelerindeki yeni bir teknolojinin ya da deterjanlarda yer alan yeni bir aktif maddenin geliştirilmesi yıllar süren araştırmalara ve milyonlarca dolara mâl oluyor. Dolayısıyla yoğun bir bilimsel çaba söz konusu.

Deterjan konusuna yoğunlaşırsak, bir formülasyonun içerdiği maddeler doğaya (mümkün olduğunca) dost olmak zorunda. Son yıllarda artan çevre bilinci ve uluslararası kurumların baskıları sonucu birçok etken madde ya yasaklandı ya da yasaklanacaklar listesine girdi. Yine de pek doğa dostu olmayan, ama temizleme gücü yüksek olduğu için tercih edilen sayısız yüzey-aktif madde ve polimer hala kullanımda, çünkü talep bu yönde. Burada en önemli konu tüketicinin önyargısını kırabilmek ve bilincini arttırabilmek. Çünkü çamaşır yıkamak yüzyıllardır bütün insanların hergün yaptığı bir eylem ve tepeden birilerinin tutup bu insanlara çamaşırlarını nasıl ve neyle yıkayacağını söylemesi garip karşılanıyor. Hatta tüketici talepleri üretici firmalar üzerinde o kadar etkin ki, geliştirilen ürünler tüketiciyi psikolojik olarak da tatmin etmek zorunda. Mesela bir deterjan çamaşırları sadece iyi yıkamak zorunda değil, ayrıca deterjanın kendisi de albenili gözükmek ve kokmak zorunda, hatta bolca köpürmeli, ki bütün bu etmenlerin yıkamaya hiçbir etkisi yok. Mesela, normal bir deterjandan daha fazla çevre dostu olsa ve aynı temizleme gücünü gösterse de köpürmeyen ve kahverengi renkteki bir deterjanı kimse kullanmak istemeyecektir. Dolayısıyla, çamaşır yıkama sürecini daha etkin ve çevre dostu yapmak aslında tüketicilerin elinde. Siz daha az su ve elektrik tüketen bir makineyi ve çamaşırları soğuk suda da temizleyen bir deterjanı tercih ettikçe pazar da bu yönde ilerleyecektir.

Hepinize iyi yıkamalar.

Kaynaklar

Kapak resmi: https://www.flickr.com/photos/38194075@N05/4444597046

  1. http://en.wikipedia.org/wiki/Washing_machine#cite_note-6
  2. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Miele_100.jpg
  3. http://en.wikipedia.org/wiki/File:LGwashingmachine.jpg
  4. http://mentalfloss.com/article/21316/why-do-clothes-shrink-wash
  5. http://www.flickr.com/photos/shadowplanet/4228541374
  6. http://en.wikipedia.org/wiki/Surfactant
  7. http://en.wikipedia.org/wiki/Soap

Etiketler: , , , , , , , , ,


Yazar

ODTÜ'den makine mühendisi olarak mezun olduktan sonra ABD ve Almanya'da çalıştı. Kendisi şu anda Hollanda'da Avrupa Patent Enstitüsü'nde patent memuru olarak görev alıyor.






Yorum yapın (Facebook, Twitter gibi hesaplarınız geçerlidir.)

Back to Top ↑
  • Patreon’dayız

  • Bizi Takip Edin

  • iTunes Bağlantısı

  • Reklam Alanı

  • Destekçiler

  • E-POSTA LİSTESİ

    Yeni bir yayınımız yayımlandığında e-posta yoluyla haberdar olmak için adresinizi bu alana girin.

    Diğer 99.809 aboneye katılın

  • Hızlı Takvim

    Haziran 2014
    P S Ç P C C P
    « May   Eyl »
     1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    30