Sünger hammaddesi, esnek poliüretan köpüğün yapıldığı sıvı kimyasallardır: poliol, izosiyanat (çoğunlukla TDI) ve su; bunlara katalizör, yüzey aktif madde ve gerektiğinde başka katkılar eklenir. Karışım blok halinde (blok sünger) ya da kalıpta (kalıp sünger) köpürtülür. Sistem seçimi ürüne, hedef dansite ve sertliğe, istenen sünger türüne (normal, HR, hafızalı) ve üretim yöntemine göre yapılır.
İçindekiler
- 1. Sünger hammaddesi nedir?
- 2. Süngerin hammaddesi nelerden oluşur?
- 3. Sünger nasıl yapılır?
- 4. Blok sünger (slabstock) nedir? Kalıp süngerden farkı
- 5. Sünger türleri: normal, HR, hafızalı, rebond
- 6. Hafızalı sünger nedir? (visco sünger)
- 7. Dansite ne demek? Sertlikten farkı
- 8. Uygulamaya göre sünger hammaddesi nasıl seçilir?
- 9. Sünger hammaddesi için tedarikçiye hangi bilgileri vermelisiniz?
- Sıkça sorulan sorular
1. Sünger hammaddesi nedir?
Koltuk, yatak ve araç koltuğu gibi ürünlerin içindeki yumuşak malzeme, yani esnek poliüretan (PU) köpük, günlük dilde sünger ya da poliüretan sünger olarak bilinir. Genellikle açık hücrelidir: içinden hava geçebilir ve yük kalkınca eski hâline döner. Bu köpüğün yapıldığı sıvı kimyasallara sünger hammaddesi denir. Genel çerçeve için "Poliüretan Nedir?" ve "Poliüretan Köpük Nedir?" rehberlerimize bakabilirsiniz.
Rehberin konusu bu sıvı kimyasallardır. Kesilip döşemede kullanılan hazır blok sünger, bu kimyasallardan yapılan üründür; bloğun nasıl yapıldığını 4. bölümde anlattık. Temizlik süngerleri rehberin kapsamı dışındadır.
2. Süngerin hammaddesi nelerden oluşur?
Avrupa esnek poliüretan blok köpük üreticileri birliği EUROPUR'un malzeme bilgi formuna göre esnek köpük diizosiyanatlardan, poliollerden (büyük oranda) ve sudan (küçük oranda) oluşur; katkılar küçük oranlarda kullanılır. Tablo, her hammaddeyi ve karışımdaki yerini genel hatlarıyla gösterir.
| Hammadde | Görevi | Karışımdaki yeri |
|---|---|---|
| Poliol (çoğunlukla polieter) | Esnek polimer zincirlerini oluşturur | Ana bileşen |
| İzosiyanat (çoğunlukla TDI, bazen MDI) | Poliol ve suyla tepkimeye girer, polimer ağını oluşturur | Ana bileşen |
| Su | İzosiyanatla tepkimeye girer, köpüğü şişiren karbondioksiti açığa çıkarır | Küçük oranda bileşen |
| Katalizörler | Tepkimeleri hızlandırır ve dengeler | Az miktarda katkı |
| Yüzey aktif madde | Köpüğün düzgün ve kararlı bir hücre yapısı oluşturmasına yardımcı olur | Az miktarda katkı |
| Diğer katkılar (örneğin alev geciktirici, pigment) | Alev direnci gibi belirli özellikleri etkiler ya da renk verir | Az miktarda katkı, yalnızca gerektiğinde |
Hangi katkının ne kadar kullanılacağı, üretilecek köpüğün özelliklerine göre değişir (EUROPUR).
Poliol: polieter ve poliester
Esnek köpükte polieter polioller daha yaygın kullanılır, poliester polioller yumuşak süngerlerde daha az görülür; EUROPUR her iki türe de yer verir. Poliolün türü, bitmiş süngerin özelliklerini belirleyen etkenlerden biridir.
İzosiyanat: TDI ve MDI
EUROPUR, esnek köpükte kullanılan başlıca diizosiyanatın TDI (toluen diizosiyanat) olduğunu belirtir. Kalıp süngerde daha sık MDI (metilen difenil diizosiyanat) kullanılır; hafızalı sünger de MDI ile yapılabilir. Ayrıntılar için "Poliol ve İzosiyanat" rehberimize bakabilirsiniz.
3. Sünger nasıl yapılır?
Sünger üretiminde sıvı bileşenler dozajlanır ve karıştırılır; karışım sonra köpürür, yükselir ve sertleşir. Köpürmeyi, izosiyanatın suyla tepkimesinde açığa çıkan karbondioksit sağlar; poliol ile izosiyanatın tepkimesi ise süngere yapısını veren polimeri oluşturur. Ayrıntılar sisteme ve üretim hattına göre değişir.
Hammaddelerle çalışırken güvenlik
İzosiyanatlar cilt ve solunum yollarında alerjik duyarlılığa yol açabilir; eğitimli kişilerce ve uygun koruyucu donanımla kullanılmalıdır. Avrupa Birliği'nde 2020/1149 sayılı Tüzük, ağırlıkça yüzde 0,1 ve üzerinde diizosiyanat içeren ürünleri kullanan sanayi ve profesyonel kullanıcıların kullanımdan önce eğitim almasını şart koşar. Bu zorunluluk 24 Ağustos 2023'ten beri geçerlidir ve eğitim en az beş yılda bir yenilenmelidir. EUROPUR'a göre diizosiyanatlar tepkimede tükenir ve kürlenmiş esnek poliüretan köpük REACH kapsamında bir eşyadır, tehlikeli ürün değildir. Bu açıklama yalnızca kürlenmiş esnek köpük için geçerlidir.
4. Blok sünger (slabstock) nedir? Kalıp süngerden farkı
Blok sünger (slabstock), büyük bir blok halinde sürekli üretilen ve sonradan kesilerek şekillendirilen esnek poliüretan köpüktür. Karışım hareket eden bir konveyöre dökülür, serbestçe yükselir ve sertleşir; blok daha sonra levha, rulo ya da şekilli parçalara kesilir. EUROPUR'a göre Avrupa'da üretilen blok süngerin büyük bölümü yatakta ve mobilyada, daha küçük bir bölümü ulaşımda kullanılır.
Kalıp sünger (moulded/molded foam), kapalı bir kalıba dökülen ya da enjekte edilen esnek poliüretan köpüktür; parça son şekline yakın çıkar. Bloktan kesilmesi zor şekiller üretilebilir; köpük, metal çerçeve gibi parçalarla birlikte de kalıplanabilir. ABD'deki Poliüretan Köpük Derneği'ne (PFA) göre kalıp maliyetleri yüksek olduğundan kalıplama çoğunlukla yüksek adetli üretime ayrılır. Avrupa'daki araç koltuklarının hemen hepsi esnek kalıp poliüretan köpükten yapılır (EUROPUR). Parçanın kalıptan sorunsuz çıkması için kalıp ayırıcı kullanılır. Kalıp sünger, hot cure (sıcak kür) ya da cold cure (soğuk kür) yöntemiyle üretilir; bugün dünyada baskın olan cold cure köpüğü, HR sünger olarak da anılır (Euromoulders).
| Özellik | Blok sünger (slabstock) | Kalıp sünger |
|---|---|---|
| Üretim yöntemi | Sürekli hat: karışım konveyörde serbestçe yükselir, blok sonradan kesilir | Karışım kapalı kalıba verilir, parçalar tek tek üretilir |
| Tipik kullanım | Yatak, mobilya minderi, ambalaj | Araç koltuğu, koltuk başlığı, ofis mobilyası parçaları |
5. Sünger türleri: normal, HR, hafızalı, rebond
EUROPUR, esnek köpüklerin en yaygın üç ailesini sıralar: standart (eter), HR ve viskoelastik. Bu aileler dansite, sertlik, çekme dayanımı ve viskozite gibi özelliklerde birbirinden farklıdır. Sünger artıklarından yapılan rebond sünger ise ayrı bir üründür.
| Tür | Nedir? | Tipik kullanım |
|---|---|---|
| Normal (standart eter) sünger | Temel yastıklama köpüğüdür; uzun süreli dayanımı ve esnekliği sınırlı kalabilir | Ekonomik yataklar, alt katmanlar |
| HR (yüksek esneklikli) sünger | Normal süngerden daha esnektir (geri sıçraması yüksektir), genellikle desteği ve dayanımı da daha iyidir; hem blok hem kalıp olarak üretilir | Üst segment yatak, koltuk, araç koltuğu |
| Hafızalı (viskoelastik) sünger | Yavaşça eski hâline döner, esnekliği çok düşüktür, vücut şeklini alır (6. bölüm) | Yatak ve yastık katmanı, medikal minder |
| Rebond sünger | Parçalanmış sünger artıkları bir bağlayıcıyla sıkıştırılıp birleştirilir (ISOPA) | Halı altlığı, spor minderi, zemin kaplaması, ambalaj |
Esnek ve sert köpüğün farkı için "Rijit ve Esnek Poliüretan Sistemler", rebond ve geri dönüşüm için "Poliüretan Geri Dönüşüm Yöntemleri" rehberlerine bakabilirsiniz.
6. Hafızalı sünger nedir? (visco sünger)
Hafızalı sünger, bastırıldıktan sonra yavaş yavaş eski hâline dönen viskoelastik poliüretan köpüktür; visco ya da visko sünger olarak da anılır. Ağırlıklı olarak poliüretandan oluşur; viskoziteyi ve dansiteyi artıran ek kimyasallar içerir. Hücreleri açıktır ve esnekliği (geri sıçraması) çok düşüktür. Davranışı sıcaklığa bağlıdır; genellikle vücut ısısıyla yumuşar. 1966'da NASA'nın bir sözleşmesi kapsamında, uçak koltuklarında koruma ve konforu artırmak amacıyla geliştirilmiştir.
Hafızalı sünger yatak, yastık ve medikal minderlerde kullanılır. Yatakta çoğu zaman birkaç farklı sünger türü üst üste kullanılır (EUROPUR). Hafızalı sünger yatak, diğer sünger yataklara göre genellikle daha yoğun, dolayısıyla daha ağırdır. Hafızalı sünger sistemlerimiz için "Viskoelastik Sistemler: Visco Sünger Hammaddesi" ve "Yatak ve Yastık İçin Hafızalı Sünger Sistemleri" sayfalarına bakabilirsiniz.
7. Dansite ne demek? Sertlikten farkı
Dansite (yoğunluk), süngerin metreküp başına kütlesi demektir ve kg/m³ ile gösterilir. PFA'ya göre dansite konforun, desteğin, dayanımın ve maliyetin göstergesidir: dansitesi yüksek sünger özelliklerini genellikle daha uzun süre korur, ancak daha çok hammadde gerektirdiği için daha pahalıdır. Esnek köpükler, türe ve uygulamaya göre çok geniş bir dansite aralığında üretilir.
Sertlik ayrı bir özelliktir; süngeri belirli bir oranda bastırmak için gereken kuvvetle ölçülür. Ölçüm için ISO 2439 ya da ASTM D3574 gibi standart yöntemler kullanılır.
Aynı dansitede sertliği ne belirler?
Dansite ile sertlik birbirinden bağımsız ayarlanabilir: PFA'ya göre yüksek dansiteli sünger yumuşak, düşük dansiteli sünger sert olabilir. Sertliği formülasyon, sünger türü ve başka etkenler belirler; ölçüldüğü yöntem belirtilmeyen bir sertlik değeri pek bir şey ifade etmez.
| Özellik | Nedir? | Neden önemli? |
|---|---|---|
| Dansite (kg/m³) | Süngerin metreküp başına kütlesi | Dayanımı, desteği ve maliyeti gösterir |
| Sertlik | Süngeri belirli bir oranda bastırmak için gereken kuvvet | Oturma ve yatma hissini belirler |
| Esneklik | Süngerin ne kadar geri sıçradığı | Konforla ilgilidir; hafızalı süngerde çok düşüktür |
| Kalıcı deformasyon (compression set) | Süngerin sıkıştırıldıktan sonra yüksekliğini kalıcı olarak kaybetmesi | Kullanımda dayanıklılık, örneğin yatakta çukurlaşma |
8. Uygulamaya göre sünger hammaddesi nasıl seçilir?
Seçime ürünle başlayın. EUROPUR'a göre Avrupa'da üretilen esnek köpüğün büyük bölümü yatak ve döşemeli mobilyada kullanılır; ancak her uygulamanın süngerden beklentisi farklıdır.
| Uygulama | Öne çıkan ölçütler | Sık kullanılan tür ve yöntem |
|---|---|---|
| Mobilya minderi | Destek, konfor, dayanım, yangın güvenliği şartları | Normal ya da HR; şekle kesilen blok sünger ya da kalıp sünger |
| Yatak | Destek, konfor, dayanım, emisyon ve yangın güvenliği şartları | Normal, HR ve hafızalı sünger, çoğu zaman katmanlar hâlinde; blok sünger |
| Araç koltuğu | Konfor, tekrarlı yük altında dayanım, araç içi yangın ve emisyon şartları | HR (cold cure), kalıp sünger |
| Ambalaj | Darbe sönümleme, paketlenen ürüne uyan şekil | Şekle kesilen blok sünger |
Uygun dansite ve sertlik; ürüne, taşıdığı yüke ve sünger türüne bağlıdır. Hedef değerleri sünger tedarikçinizle birlikte belirlemek en doğrusudur; tedarikçinin kullanımı ve üretim yöntemini bilmesi gerekir (9. bölüme bakın).
Üretim yöntemine göre seçim
Sürekli blok hattı ile kalıplama hattı farklı sistemler kullanır; bu yüzden üretim yöntemi seçimin bir parçasıdır. Sistem evi, karışımı sizin sürecinize ve üretim hattınıza uyacak şekilde formüle eder; teknik ekibimiz bu konuda size destek olur. Koltuk uygulamaları için cold cure ve blok sünger sistemlerimize, tüm esnek sistemler için esnek poliüretan sistemlerimize göz atabilirsiniz.
9. Sünger hammaddesi için tedarikçiye hangi bilgileri vermelisiniz?
Sünger üreticileri hammaddeyi iki yoldan temin eder: kendi formüllerini oluşturmak için poliol, izosiyanat ve katkıları ayrı ayrı alır ya da bir sistem evinden birbirine uyumlu hazır sistem satın alır. Hazır sistem genellikle iki bileşenlidir: A bileşeni poliol karışımı, B bileşeni izosiyanattır. Bu adlandırma Türkiye ve Avrupa'da böyledir; Kuzey Amerika'da harfler çoğu zaman tersine kullanılır, bu yüzden varil etiketine bakın. Satın alma seçeneklerini "Poliüretan Nereden Alınır? Türkiye'den Tedarik Rehberi" başlıklı rehberimizde anlattık. JiTPOL, Bursa'da esnek, viskoelastik ve diğer poliüretan sistemlerini geliştiren ve tedarik eden bir sistem evidir.
Hangi tedarikçiye sorarsanız sorun, şu bilgileri verin:
| Tedarikçiye vereceğiniz bilgi | Neden önemli? |
|---|---|
| Ürün ve kullanım: minder, yatak katmanı, araç koltuğu ya da ambalaj | Sünger türünü, dansite ve sertlik aralığını belirler |
| Üretim yöntemi ve makine: blok hattı ya da kalıp | Sistem, hattınızın işleme koşullarına uymalıdır |
| Hedef dansite ve sertlik, ölçüm yöntemiyle birlikte | Aynı dansite yumuşak ya da sert olabilir; farklı yöntemlerin değerleri doğrudan karşılaştırılamaz |
| Sünger türü: normal, HR ya da hafızalı | Esnekliği ve dayanımı belirler |
| Hedef pazarınızın yangın ve emisyon şartları | Sünger yanıcıdır (EUROPUR). Yangın testleri bitmiş ürüne, örneğin süngere kumaşıyla birlikte uygulanır; "alev geciktiricili" ifadesi tek başına bir yangın sınıfı değildir |
| Aylık miktar, ambalaj ve belgeler (teknik föy, güvenlik bilgi formu) | Tedarik planı ve güvenli kullanım için gerekir |
Sıkça sorulan sorular
Süngerin hammaddesi nedir?
Esnek poliüretan köpüğün, yani süngerin hammaddesi poliol, izosiyanat (çoğunlukla TDI) ve sudur. Bunlara katalizör, yüzey aktif madde ve gerektiğinde alev geciktirici ya da pigment gibi katkılar eklenir. Karışımın büyük kısmını poliol ve izosiyanat oluşturur.
Sünger nasıl yapılır?
Bileşenler dozajlanıp karıştırılır; karışım köpürerek yükselir ve sertleşir. Köpürmeyi, izosiyanatın suyla tepkimesinde çıkan karbondioksit sağlar. Blok sünger sürekli bir hatta büyük blok olarak üretilip sonradan kesilir; kalıp sünger ise kapalı bir kalıba verilir ve parça son şekline yakın çıkar.
Dansite ne demek?
Dansite, süngerin metreküp başına kütlesidir (kg/m³). PFA'ya göre dayanımın, desteğin ve maliyetin göstergesidir; ancak sertliği belirlemez: yüksek dansiteli sünger yumuşak, düşük dansiteli sünger sert olabilir. Sertlik ISO 2439 gibi bir yöntemle ayrıca ölçülür.
Hafızalı sünger (visco sünger) nedir?
Hafızalı sünger, bastırıldıktan sonra yavaşça eski hâline dönen viskoelastik poliüretan köpüktür. Esnekliği çok düşüktür, davranışı sıcaklığa bağlıdır ve genellikle vücut ısısıyla yumuşar. 1966'da NASA'nın bir sözleşmesi kapsamında, uçak koltuklarında koruma ve konforu artırmak amacıyla geliştirilmiştir; yatak, yastık ve medikal minderlerde kullanılır. TDI ya da MDI ile yapılabilir.
HR sünger nedir?
HR, "high resilience" (yüksek esneklik) demektir. HR sünger, normal süngere göre esnekliği yüksek, genellikle desteği ve dayanımı daha iyi olan türdür. Kalıp süngerde bugün dünyada baskın olan cold cure yöntemiyle üretilen köpük de HR sünger olarak anılır; HR sünger blok olarak da üretilir. Araç koltuklarında, üst segment yatakta ve döşemeli mobilyada kullanılır.
Blok sünger (slabstock) ile kalıp sünger arasındaki fark nedir?
Blok sünger sürekli bir hatta büyük blok olarak üretilir, sonra levha ya da şekilli parçalara kesilir; yatak ve mobilyada yaygındır. Kalıp sünger her parça için kapalı bir kalıba verilir ve son şekline yakın çıkar; kalıp pahalı olduğundan çoğunlukla araç koltuğu gibi yüksek adetli işlerde kullanılır.
Mobilya için kaç dansite sünger kullanılmalı?
Tek bir doğru değer yoktur. Uygun dansite; ürüne, taşıdığı yüke, sünger türüne ve beklenen kullanım ömrüne bağlıdır. Dansite yükseldikçe sünger genellikle daha uzun ömürlü olur, ancak maliyet de artar. Hedef değeri sünger tedarikçinizle birlikte belirleyin; JiTPOL teknik ekibi bu konuda size yardımcı olabilir, ayrıntılar seçilen sistemin teknik föyünde yer alır.
Kaynaklar
- EUROPUR: Esnek PU sünger SSS (İngilizce)
- EUROPUR: Hammaddeler (İngilizce)
- EUROPUR: Poliüretan sünger nedir? (İngilizce)
- EUROPUR: Esnek poliüretan sünger malzeme bilgi formu (Türkçe)
- EUROPUR: Yatak için esnek poliüretan sünger (İngilizce)
- PFA: Poliüretan sünger nedir? (İngilizce)
- PFA: Sünger performansı (İngilizce)
- PFA: Mobilya örnek çalışması (İngilizce)
- PCC: Esnek köpükler için polioller (İngilizce)
- PFA bülteni: Dansitenin önemi (İngilizce)
- PFA bülteni: Sünger test yöntemleri ve yanıcılık testleri (İngilizce)
- Euromoulders: Kalıp poliüretan (İngilizce)
- ISOPA bilgi notu: rebond esnek sünger (İngilizce)
- Wikipedia: Polyurethane (İngilizce)
- Wikipedia: Memory foam (İngilizce)
- NASA Spinoff 2005: Kırk yıllık köpük yeni yararlarla geri dönüyor (İngilizce)
- ISO 2439:2008: Sertliğin belirlenmesi, batırma yöntemi (İngilizce)
- Efectis: Mobilya yanıcılık test yöntemleri (İngilizce)
- 2020/1149 sayılı AB Komisyon Tüzüğü: diizosiyanatlar, REACH Ek XVII (İngilizce)