Tekstil atıklarının ileri dönüştürülerek ekonomiye kazandırılmasında bir model önerisi
A model proposal for the economic valorization of textile waste through upcycling
- Tez No: 1022488
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN YÜKSEK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Textile and Textile Engineering
- Anahtar Kelimeler: Tekstil atıkları, ileri dönüşüm, nonwoven, mekanik geri dönüşüm, güç tutuşurluk, termal yalıtım, akustik performans, yaşam döngüsü değerlendirmesi, döngüsel ekonomi, beyaz eşya izolasyonu, Bütünleşik Tekstil İleri Dönüşüm Modeli (BTİDM), Textile waste, upcycling, mechanical recycling, nonwoven, flame retardancy, thermal insulation, acoustic performance, Life Cycle Assessment (LCA), circular economy, white goods insulation, Integrated Textile Waste Upcycling Model (ITWUM)
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tekstil endüstrisi, yüksek üretim hacmi ve kısa ürün yaşam döngüsü nedeniyle önemli miktarda tekstil atığı oluşturan sektörlerden biridir. Bu atıkların büyük bölümü hâlen düşük katma değerli uygulamalarda değerlendirilmekte veya bertaraf edilmekte olup, bu durum doğal kaynak tüketimi ve çevresel etkiler açısından önemli sorunlara yol açmaktadır. Döngüsel ekonomi yaklaşımı doğrultusunda tekstil atıklarının yeniden değerlendirilmesi, kaynak verimliliğinin artırılması ve sürdürülebilir üretim sistemlerinin geliştirilmesi bakımından stratejik önem taşımaktadır. Bu kapsamda, tekstil atıklarının yüksek katma değerli teknik tekstil ürünlerine dönüştürülmesine yönelik yenilikçi ve sürdürülebilir yaklaşımların geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında, örme sanayisinde oluşan çorap üretim atıkları mekanik geri dönüşüm yöntemiyle yeniden lif formuna dönüştürülmüş ve farklı oranlarda düşük ergime sıcaklıklı bağlayıcı lif kullanılarak iğnelenmiş nonwoven kompozit yapılar geliştirilmiştir. Geliştirilen yüzeylere güç tutuşurluk apre işlemi uygulanmış; numunelerin termal yalıtım, akustik performans ve alev geciktiricilik özellikleri deneysel olarak belirlenmiştir. Bağlayıcı lif oranının malzeme performansı üzerindeki etkisini ortaya koymak amacıyla altı farklı kompozisyon hazırlanmış ve elde edilen deneysel sonuçlar yaşam döngüsü değerlendirmesi (Life Cycle Assessment, LCA) kapsamında çevresel sürdürülebilirlik göstergeleri ile birlikte değerlendirilmiştir. Deneysel bulgular, bağlayıcı lif oranının geliştirilen nonwoven yapıların performansını doğrudan etkileyen temel parametrelerden biri olduğunu göstermiştir. Bağlayıcı lif miktarındaki artış belirli bir seviyeye kadar yapısal bütünlüğü ve termal yalıtım performansını iyileştirirken, bu seviyenin üzerindeki oranlarda gözenek yapısının azalması ve katı faz ısı iletim yollarının artması nedeniyle termal dirençte düşüş meydana gelmiştir. Alev geciktiricilik deneylerinde tüm numunelerde yüksek LOI değerleri elde edilmiş, akustik performans sonuçları ise geliştirilen yapıların hedeflenen kullanım alanları açısından yeterli ses yutma özelliklerine sahip olduğunu göstermiştir. Yaşam döngüsü değerlendirmesi sonuçları, bağlayıcı lif miktarındaki artışın çevresel etkileri de yükselttiğini ortaya koymuş; teknik performans ile çevresel sürdürülebilirlik arasındaki dengenin optimum ürün seçiminde belirleyici olduğu belirlenmiştir. Bu kapsamda, %20 bağlayıcı lif içeren N3 kompozisyonu, termal yalıtım, akustik performans, güç tutuşurluk ve çevresel sürdürülebilirlik kriterlerini birlikte sağlayan optimum yapı olarak belirlenmiştir. Çalışma kapsamında geliştirilen yaklaşım tekstil atıklarının ileri dönüşüm yoluyla çok fonksiyonlu teknik izolasyon malzemelerine dönüştürülebileceğini göstermekte ve bu yapıların beyaz eşya izolasyon uygulamalarında kullanılabilecek potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Çalışmanın özgün katkısı olarak, tekstil atıklarının ileri dönüşüm sürecini atık karakterizasyonundan başlayarak mekanik geri dönüşüm, malzeme tasarımı, nonwoven üretimi, fonksiyonel performans doğrulaması, yaşam döngüsü değerlendirmesi, çok kriterli optimizasyon ve endüstriyel uygulanabilirlik aşamalarını bütüncül bir yaklaşımla bir araya getiren Bütünleşik Tekstil İleri Dönüşüm Modeli (BTİDM) geliştirilmiştir. BTİDM, optimum ürün seçiminin yalnızca tek bir performans kriterine göre değil; teknik performans ve çevresel sürdürülebilirlik göstergelerinin birlikte değerlendirildiği sistematik bir karar mekanizması üzerine kurulmuştur. Sonuç olarak bu çalışma, çorap üretim atıklarının yüksek katma değerli teknik tekstil ürünlerine dönüştürülebileceğini deneysel olarak ortaya koymuş; sürdürülebilir malzeme geliştirme sürecini teknik performans, çevresel değerlendirme ve endüstriyel uygulanabilirlik boyutlarıyla bütünleştiren özgün bir model önerisi sunmuştur. Geliştirilen BTİDM'nin, tekstil atıklarının ileri dönüşümüne yönelik gelecekte gerçekleştirilecek akademik çalışmalar ile endüstriyel uygulamalar için sistematik bir yol haritası oluşturacağı ve tekstil sektöründe döngüsel ekonomi uygulamalarının yaygınlaştırılmasına katkı sağlayacağı değerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
The textile industry is one of the major contributors to global solid waste generation due to its high production volume and short product life cycle. A considerable proportion of textile waste is still disposed of or utilized in low-value applications, resulting in the inefficient use of natural resources and increased environmental impacts. In line with the principles of the circular economy, transforming textile waste into value-added products has become an important strategy for improving resource efficiency and promoting sustainable manufacturing. Accordingly, there is an increasing need for innovative approaches that enable the upcycling of textile waste into high-performance technical textile materials. In this study, waste socks generated during knitting production were mechanically recycled into fibrous form and utilized to manufacture needle-punched nonwoven composite structures containing different proportions of low-melting bicomponent binder fibers. A flame-retardant finishing treatment was subsequently applied to the developed nonwoven structures. The thermal insulation, acoustic absorption, and flame-retardant performances of the composites were experimentally investigated. To evaluate the influence of binder fiber content on material performance, six different composite formulations were produced and comparatively analyzed. Furthermore, the experimental findings were integrated with a Life Cycle Assessment (LCA) to evaluate the environmental sustainability of each formulation. The experimental results demonstrated that the binder fiber content is one of the key parameters governing the overall performance of the developed nonwoven composites. Increasing the binder fiber ratio improved structural integrity and thermal insulation performance up to an optimum level. Beyond this threshold, however, excessive bonding reduced pore volume, increased solid-phase heat transfer pathways, and consequently decreased thermal resistance. Flame-retardancy tests revealed consistently high Limiting Oxygen Index (LOI) values for all samples, while the acoustic analyses confirmed that the developed composites exhibited satisfactory sound absorption characteristics for the intended insulation applications. The LCA results further indicated that increasing binder fiber content also increased the environmental burden of the composites. Therefore, the optimum material could only be identified by simultaneously considering technical performance and environmental sustainability. Based on this integrated evaluation, the composite containing 20% binder fiber (N3) was determined to be the optimum formulation. The approach developed in this study demonstrates that textile waste can be transformed into multifunctional technical insulation materials through upcycling processes and indicates that these structures have potential for use in white goods insulation applications. The principal original contribution of this research is the development of the Integrated Textile Waste Upcycling Model (ITWUM). The proposed model integrates waste characterization, mechanical recycling, material design, nonwoven manufacturing, functional performance validation, Life Cycle Assessment, multi-criteria optimization, and industrial applicability into a unified decision-making framework. Unlike conventional approaches that primarily focus on individual performance indicators, ITWUM enables the systematic evaluation of technical performance and environmental sustainability within a single integrated methodology for sustainable material development. In conclusion, this study experimentally demonstrates that waste socks generated during textile manufacturing can be successfully upcycled into high-value technical nonwoven insulation materials. Furthermore, it introduces a comprehensive framework that combines material engineering, sustainability assessment, and industrial applicability into an integrated decision-making model. The proposed Integrated Textile Waste Upcycling Model (ITWUM) is expected to serve as a methodological reference for future academic research and industrial applications involving the sustainable upcycling of textile waste and the advancement of circular economy practices within the textile sector.
Benzer Tezler
- İleri dönüşüme odaklı kağıt ve kumaş atıklarından iplik üretimiyle tufting uygulama önerileri
Tufting application suggestions with yarn production from paper and fabric wastes focused on upcycling
ELİF AKDAŞÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiTekstil ve Moda Tasarımı Ana Sanat Dalı
PROF. SEDEF ACAR
- Konfeksiyon atıklarının geri kazanımı ve katma değerli ürün eldesinde değerlendirilmesi
Recycling pre-consumer textile wastes into value added products
BURÇİN ESER
Doktora
Türkçe
2017
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PINAR ÇELİK
DOÇ. DR. AHMET ÇAY
- Tekstil tasarımında denim üretim atıklarının geri kazanımı üzerine deneysel bir çalışma
An experimental study on recovery of denim production waste in textile design
BENGİ MEYDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Güzel SanatlarDokuz Eylül ÜniversitesiTekstil ve Moda Tasarımı Ana Sanat Dalı
PROF. DR. ŞEHRİBAN ÖZLENEN İŞMAL
- Sürdürülebilirlik bağlamında kintsugi sanatının giysi modasında uygulanması
Application of kintsugi art in the context of sustainability and fashion
DUYGU ATA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Nişantaşı ÜniversitesiSanat ve Tasarım Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR YILDIZ
- Sustainable waste management in universities: The case of İstanbul Technical University
Üniversitelerde sürdürülebilir atık yönetimi: İstanbul Teknik Üniversitesi örneği
EZGİ DODAK AYKUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN