HAVA-JETLÎ İPLİK EĞİRME SİSTEMİ

Transkript

1 HAVA-JETLÎ İPLİK EĞİRME SİSTEMİ I-6İRİŞ Yardımcı Doçent Doktor BOlentöZÎPBC Konvensiyonel bir iplik fabrikasının toplam enerji tüketiminin % 60 kadarı iplik makinalarina aittir» Keza toplam işçilik ücretinin takriben yarısı bu daire iş» çilerine ödenir. Bu nedenle araştırmaların çoğunluğu iplik makinaları üzerine yapılmaktadır, Yıllarca iplik imalât sisteminde çeşitli buluşlar geliştirilmiş ve bu buluşlar gerek patentler ve gerekse proto-tip makinalar halinde teknik dünyasına sunulmuşlardır/iplik imal teknolojileri gerçek büküm, yalancı büküm, katlama, çekirdek (core) iplik eğirmesi v.b # gibi aşamaları kapsar, Tipik işlemler Rotofil» Pavana, Corespinning Coverspun, Repko, bobtex» Novacore, Twilo, Sirospun v,b* dir. Bütün bu gelişmeler mümkün olduğu kadar genel özellikleri korumak kaydıyla klasik bir iplik elde etmeği, ucuz hammadde kullanarak (Open-End) iplikçiliğinde olduğu gibi) daha ekonomik üretim oluşturmayı veya tamamen yeni bir yapının elde edilmesi ni amaçlamaktadır, Hava-jetli iplik eğirme sistemi de geliştirilen yeni iplik imal metodlarından biridir, Japon Murata, Toyoda ve Howa gibi firmaların hava-jetli iplik eğirme makinamaları İTMA 83 de (Enternasyonal Tekstil Makinaları Birliği) batının oldukça ilgisini çekmiştir. Bu arada çeşitli ülkelerde işletmelerde kullanılmağa başlanmış bulunmaktadır, Hava-jetli iplik eğirme sistemi ile ilk defa hava girdap (vortex) prensibi kısa lif iplikçiliğinde kullanılmağa başlanmıştır. Bu sistem de elde edilen ipliğin yapısı ring ve Open-End ipliklerine göre oldukça farklı olup, bazı avantaj ve dezavantajları vardır. Hava«jetli iplik makinasının çekim sistemi ring iplik makinasına benzemesine rağmen üretim miktarı oldukça fazladır. 2«HAVA-JETLİ İPLİK ŞİSTLİ Hava-jetli iplik eğirme sistemini incelemeden önce OE Rotor iplikçiliğinin Çekoslovakya'da I960 1 m ortalarında doğduğu hatırlanmalıdır. Proto-tip K5-2QQ olarak 1965 de Brno'da gösterilmiş ve bunu takibeden çeşitli modifikasyonlardan sonra BD-200 jnodeliyle 1967 yılında ITMA'da tekstil dünyasına sunulmuştur. Başlangıçta, OE-Rotor iplikçiliğinin ring iplikçiliğinin yerini alacağı umulmasına karşın günü«müzde rotor iplikçiliği ayrı bir iplikçilik işlemi olarak değerlendirmek zorundadır. Rotor iplikçiliği ile hava-jetli iplikçilik sistemini mukayese etmeden önce bazı önemli noktalar belirtilmelidir. (1,2) a) Rotor iplikçiliğinde büküm bilezik ve kopçasız verilmektedir. Böylece üretim ring iplikçiliğinin 4** katına çıkabilir. b) Ekonomik açıdan rotor iplikçiliği, öncelikle kalın ve orta yani Ne 2-20 numara aralığındaki iplikler için uygundur. c) Ring iplikleriyle mukayese edildiğinde, farklı iplik yapısı ve düşük mukavemeti rotor ipliklerinin kullanılma sahasını sınırlamaktadır. Diğer taraftan, belirli amaçlar için özel iplik yapısı yararlı olmakta ve maliyetin az oluşu yeni imkanlar yaratmaktadır. d) Pamuk şeridinde bulunan toz ve döküntü rotorda birikmektedir". Bunun sonucu olarak problemler ortaya çıkmakta ve eğirme performansı düşmektedir. Çözüm olarak verimli bir toz ve döküntü ayırma sistemi ve sık sık rotor temizleme işlemi gerekmektedir.

2 Yapay lifler kullanıldığı zaman, açıcı silindirler ve rotorlar zorlanmakta, bunun sonucu olarak aşınma artmakta ve bakım maliyetleri yükselmektedir. Harman-Hallaç, «Tarak vê Cer'de görülen gelişmeler ve otomasyondaki ilerlemeler şüphesiz hava-jetli iplikçilik sistemini paralel olarak olumlu yönde, etki liyeceictir* Ancak, ring iplikçiliği açısından bunun bir yararı pek görülmeyecektir. Çün* kü yeni geliştirilen döner bileziklerle elde edilen yüksek iğ devir sayısının üzerine çıkmak zordur» Ring iplikçiliğinde maliyeti olumsuz yönde etkileyen diğer faktörler olarak, kopsların bobin makinalarma taşınması, bobin haline getirilmesi ve bütün bunlara ilave olarak ring^: iplik makinasında oluşan ısıyı almak için gerekli klima sisteminin oluşturulmasını, sayabiliriz. ITMA 83 de sergilenen Murata ve Toyoda'nın makinaları her bir tarafında 60 ünite olmak üzere toplam 120 üniteli idi. Halbuki Murata'nın daha önceki makinası tek taraflı olup 60 üniteye sahip idi. Howa'nin makinası ise sadece 6 iğlik bir gösteri makinası idi s ancak firma yetkilileri FS modellerinin 96 üniteli olduğunu belirtmekte idiler. Şekil 1 de Murata hava-jetli iplik makinası görülmektedir. (3) Bu modelde besleme kovaları makinanın arkasına yerleştirilmişlerdir, Cer şeridi yüksek çekim sistemine beslenmekte ve bunu iki jet memesi, çıkış silindirleri, iplik temizleyici ve sarım tertibatı izlemektedir. İleride iki hav.a-jeti hakkında detaylı bilgi verilecektir. Daha açık bir şekilde inceleme yapmak amacıyla Şekil 2-4 de üç tip iplik eğirme işlemi mukayese edilmiştir. Şekil 2 konvensiyonel ring ipliğini göstermektedir. Burada gerilmiş liflerin paralel formları açık bir şekilde görülürken, çok sayıda uçları sarkan lifler (Şekil 4'e nazaran) göze çarpmaktadır. Şekil 3*de bir OE-Rotor ipliği görülmektedir. Burada lifler ring ipliğine nazaran daha az gerilerek düzeltilmiş dolayısıyla iplik daha hacimli görünmektedir. Kısa aralıklarla iplikte "kayışlar" (sarılmış lifler) görülmektedir* Şekil 4'de ise ha» va-jet ipliği görülmektedir. Lifler ring ipliğindeki gibi hareket yönünde çekilerek düzeltilmediğinden, iplik karakteri oldukça farklıdır. Tüm lifler bükülmüş olmalarına rağmen bükümün bir kısmı "Yalancı büküm" olmaktadır. Yapısal olarak havajet ipliği katlı ipliğe benzemektedir. Tüylenme çok düşük olup, iplik son derece düzgündür, Bu iplik eğirme sistemi oldukça değişik olup, 8 yıllık bir çalışma sonucu endüstride kullanılabilecek hale getirilmiş bulunmaktadır. Yüksek bir eğirme hızına sahip olup, iplik mekanik bir organ döndürülmeksizin basınçlı hava vasıtasıyla elde edilir, İplik çıkış hızı yaklaşık olarak m/dak. yani ring iplik makinesinin 10 katı civarındadır, Genellikle Ne numaradaki iplikler bu- sistemde eğrilebilirler. Eğirme hızı iplik numarasına bağlı olmadığı için hava-jet iplikçiliği 40 Ne üzerindeki iplik imali için çok ekonomiktir, Bobin ağırlığı 3,6 kg,'a kadar olabilir. Bu sistemin az enerji tüketmesi ve ekonomik oluşu aşağıda belirtilen özellikler nedeniyle ortaya çıkmaktadır, (4)* a-) Sistemce fitil makinası yoktur, besleme direkt; olarak şerit halinde yapılır, b) İpiik hatalarının az olmasına karşın, her ünitede bir elektronik iplik temizleyici vardır. Böylece bobin dairesine gerek kalmamıştır, c) Bobin ağırlığının 3,6 kg. oluşu nedeniyle, takım değiştirme zamanı (işçi/kg) önemli derecede azaltılmıştır, azaltılmıştır. d Otomatik dügümleyici mevcuttur, e Çalışan işçi sadece kontrol fonksiyonu olarak yardımcı olmaktadır, f Aynı miktarda üretim yapan ring iplik makinasına göre % 40 daha az yer kaplar g Makina Kliması gerekli değildir, çünkü mekanik olarak ısı açığa çıkmaz. Şenel olarak hava-jetli iplik makinalarının fiyatları ring iplik makinalarınuan auşüktür. Çünkü bu makinalarda rulman» -kayış,kopça ve iğ gibi mekanik olarak dönen parçalar yoktur* Gürültü miktarı 85 db 1! geçmez* Çekim sisteminde oluşan toz bir kanal vasıtasıyla merkezi toplayıcıda biriktirilir. Makina yüksekliğinin fazla olmayışı bir avantaj sağlamaktadır,

3 3- HAYA-JETLÎ İPLİK MAKÎNASÏNIN ÇALIŞMA PRENSİBİ Şekil l'de görüldüğü gibi iplik eğirme işlemi yüksek çekim sisteminin en son silindiri (4) ile çıkış silindiri (8) arasında gerçekleşir. Kovadan beslenen cer şeriti (2) çekim sisteminden geçerek ön silindiri (4) terkeder» Bunu takiben inceltilmiş şerit hava akımına maruz kaldığı birinci ve ikinci girdap memesinden geçer» Böylece iplik elde edilir. Şekil 5 a'da tek girdap memesiyle büküm verme işlemi görülmektedir, iplik meme içinde büküldükten sonra serbest kalınca bükümü açılır. Şekil 5 b'de ise bu sorunu gidermek amacıyla konulan ikinci bir meme görülmektedir. Birinci memedeki (5) hava ikinci memedekinin (6) tersi yönünde hareket etmektedir. Meme vasıtasıyla (5) ucunun açılması sonucu bükümsüz hale gelmiş olan erite ikinci meme (6) vasıtasıyla "S" büküm verilir. Bunun için gereken moment iplik ucundan alınır, Birinci memede ipliğin açılması sonucu iplikte bir kaç tur gerçek büküm kalir öyleki; büküm yönü değiştirilince teorik sıfır büküm noktasında "büküm köprüsü" oluşur. Lifler hava emişi vasıtasıyla meme içine girerken bütün lif uçları açık bile olsa, iplik kopuşu görülmez. İpliğin bükümü çok önemlidir. Bunun sonucu olarak, birinci ve ikinci memedeki hava tazyikinin sürekli olarak aynı kalması gereklidir. İpliğe büküm, hava akımının liflere silindir çevresi boyunca yuvarlanma hareketi yaptırması sonucu verilir.

4

5 .4- HAVA-JETLÎ İPLİK MAKINASININ ÜRETİM ÖZELLİKLERİ Bir iplik makinasmın en önemli özelliği onun çalışabilme aralığıdır. Su sis* temde iplik temizleyici kullanıldığında, iplik kesme sayısında ring ipliklerine nazaran fazla bir değişiklik görülmemektedir, (4), Kopan lifler bir düğümleyici vasıtasıyla otomatik olarak bağlanır. OE-Rotor iplik makinalarının rotorlarında" biriken ve hatalı iplik üretimine yol açan döküntü ve nepsler bu sistemde meme I- cine girmeden önce ayıklanmaktadır. Poliester kullanıldığı zaman yüksek mukavemet ve kıvrım tercih edilir. Ayrıca daha az preperasyon yağı kullanılması eğirme işlemini kolaylaştırır. Genellikle hazırlık işleminde 2 pasaj yerine 3 pasaj cer kullanıldığında iplik mukavemetinin arttığı gözlenmektedir. (5). Bunun nedeni de liflerin daha düzgün bir şekilde çekilerek şerit içinde birbirlerine daha paralel duruma gelmeliridir* Şeritin varyasyon katsayısı 3 ün altında olmalıdır» Düşük varyasyon katayısı sonucu iplik kalitesi arttığı gibi kopuş sayısı da azalmaktadır. Metre başına beslenen ağırlık eğrilmiş ipliğin ağırlığının 150 katına kadar olma-, lıdır. Yüksek hızlı eğirme sisteminde olduğu gibi bir yüksek çekim sistemi için şerit mümkün olduğu kadar büyük yabancı maddelerden temizlenmiş olmalıdır. Kısa liflerin uzun liflere nazaran hava-jetli sistemde daha kolay eğrilebildiği belirtilmektedir '(4). Poliester gibi yapay lifler ve poliester/pamuk karışımları % 100 pamuğa nazaran daha kolay eğrilirler. İplik numarası göz önüne alındığında; poliester/pamuk karışımlarından Ne 60'a kadar, % 100 polyesterden Ne 80'e kadar incelikte iplik imal edilebilir, ITMA 83 fuarında sergilenen farklı firmaların hava-jetli iplik makinalarında yapılan gösteri niteliğindeki üretim aşağıda verilmiştir (3,6), Her ne kadar bu tür fuarlarda sunulan şartlar sürekli bir işletme içi üretimini yansıtmıyorsa da genel bir fikir vermesi açısından yararlıdır» Tablo I Makina tipi Materyal^ İplik no, (Ne) Çıkış hızı (m/dak) Murata % 100 Poliester * 65/35 Poliester/Pamuk % 100 Pamuk 30 ' 130 Toyoda % 65/35 Poiiester/Pamuk Murata firmasının % 100 pamuk ipliği eğirdiği makinası 12 üniteden ibaretti ve esas olarak hava-jetli sistemde % 100 pamuk ipliğinin yapılabileceğini kanıtlıyordu. Ancak kullanılan pamuğun incelik uzunluk şeritin düzgünlük ve döküntü miktarı değerlerini elde etmek mümkün değildi. 5- HAVA-JETLÎ SÎSTPIDE ELDE EDİLEN İPLİKLERİN ÖZELLİKLERİ Eğirme sisteminin değişik oluşu nedeniyle hava-jet ipliği, ring ipliğinden oldukça farklı bir yapıya sahiptir, İplik açık bir konumda son şeklini aldığı için bütün lifler paralel değildir, (7), Büküm tam olarak tarif edildiği gibi belirlenemez, Düzgün bir büküm işlemi yapılamadığı için büküm sayısı ring ipliğinde olduğu gibi isteğe göre seçilemez. Doğru bir büküm tesbiti yapılabilmesi için (bu ipliklerin büküm sayısı epey yüksektir) büküm açma ve ters yönde bükme (untwist/twist) metodu kullanılmalıdır Bir çok özellikleri meseli % CV, tüylenme ve kalın yerleri; ring ipliğinden dah& iyidir, îplik mukavemeti ring ipliğine nazaran % kadar düşük olmasına rağmen hava jet ipliklerinde daha az zayıf noktalar vardır^e bu nedenle dokuma sırasınd^ daha yüksek randıman elde edilir. Aşağıdaki tabloda % 65/35 Poliester/Pamuk karı** şımından elde edilen hava-jet, OE-Rotor ve ring ipliklerinin bazı özellikleri g * rûlmektedir (4)

6 iğ devri (dev/dak) Büküm katsayısı ( ) Çıkış hızı (m/dak) iplik numarası (Ne) Numara varyasyonu {% CV) Kopma kuvveti (g) Kop s kuv,varyasyonu (%CV) Mukavemet (g/tex) ^Jzama {%) HJzama varyasyonu (ICV) Tüylenme (3 mm adet/10 m) Tablo Hava-jet ipliği ,9 2, ,3 16, ,4 16,7/10 I I m OE-Rotor İpliği ,4 27,6 42,9 2, ,8 13,6 9,7 11,4 18.7/10 m Ring İpliği , ,2 4, ,3 18,1 8,5 13,2 123/10 m 6_ HAVA-JET İPLİSİ İLE YAPILAN İLERİ İŞLEMLER VE KUMAŞ ÖZELLİKLERİ Hava-jet iplikleri çozgü çekme, haşıl ve dokuma işlemlerine ring ipliğinden farklı şekilde tabi tutulurlar. Çözgü dairesinde :sarma gergînliğîl iplik yüzeyindeki yüksek sürtünme katsayısı nedeniyle ring ipliklerine nazaran daha düşük olmalıdır, Aynı şekilde atkı aktarma sırasında da düşük gerginlik kullanılır«hava-jet ipliği ring ipliğine nazaran daha fazla haşıl maddesi almaktadır. Bundan dolayı yüksek baskılı sıkma silindiri veya düşük viskositeli haşıl kulllanılır. Dokumada ise zayıf yerlerinin azlığı nedeniyle hava-jet ipliklerinin ring ipliklerine göre daha yüksek bir randıman sağlaması beklenir,- Çözgü olarak hava-jet ipliği, atkı olarak ise ring ipliği kullanılarak elde edilen kumaşların tutumunun daha iyi olduğu görülmektedir, Hava-jet ipliği, hava-jetli dokuma makinalarında çözgü olarak kullanıldıklarında ipdik bükümü nedeniyle daha az hatalara yol açar ve ring ipliğine göre daha yüksek bir randıman elde edilir, Bu iplikten elde edilen kumaşlarda ring ipliklerinden yapılan kumaşların tabi tutulduğu bitim işlemlerine tabi tu«tulur. Ancak merserizasyon, yumuşatma veya alkali ile muamele gereklidir, Hava-jet ipliğinin farklı- temel yapısı ve özellikleri itibariyle bunlardan dokunan kumaşlarda farklı özellikler görülür, Hava-jet ipliğinin ring ipliğine göre daha yüksek sürtünme katsayısı olmasına rağmen kopma mukavemeti çok kötü değildir. Ancak ilmik mukavemeti ring ipliğinden düşüktür. Genellikle her iki tip kumaşın da boncuklaşma özelikleri benzer ise de hava-jet ipliğinden dokunan kumaşlar aşınmaya karşı daha dayanıklıdır, İpliğin daha düzgün ve liflenme miktarının daha az olması nedeniyle kumaşın hava-geçirgenliğı iyidir, Ring ipliğine göre farklı büküm yapısı oluşu sonucu hava-jet ipliğinden dokunan kumaşların eğilme mukavemeti ring ipliğinden yapılan kumaşlara göre daha yüksektir. Genel olarak, hava-jet ipliğinden elde edilen kumaşlar ring ipliğinden elde edilen kumaşlara nazaran daha düzgündür, Yüksek iplik bükümü ve az miktarda sarkan lif ucuna sahip oluşu nedeniyle bu ipliklerden elde edilen kumaşlar biraz daha sert tutumludurlar Ancak uygun terbiye işlemi ile istenilen yumuşaklık elde edilebilir, Hava-jet iplikleri, ring iplikle* rine nazaran düzgünlük ve tutumu özellikleri nedeniyle yatak kumaşları için dahi uygun bir malzemedir, iplik düzgünlüğü sayesinde, texture veya fi laman iplikleri^ le karışımı mümkündür. Bu ipliklerden, düzgünlüğü ve yıka-ve-giy (Wash and wear) ö* zelliklerinin uygun oluşu sayesinde gömleklik ve bluzluk kumaşlar yapılabilir«ipliklerin sürtünme katsayılarının yüksek oluşu nedeniyle ince kumaşlarda dahi ipûs: çıkması nadiren görülür, Hava-jet ipliklerinden yapılan kumaşlar hava geçirgefi«- liklerinin iyi oluşu nedeniyle yağmurluk yapımında kullanılabilir. Ayrıca özel ya* rpılarının oluşu nedeniyle bu iplikler örme sanayiinde de kullanılabilir, İÖÜJÇ Hava-jetli iplik makinası iplikçiliğe yeni bir ticari bakış açısı getirmiştir. %afifa öncede belirtildiği gibi hava-jet iplikçiliğinde Ne kalınlıktay^îik^

7 1er eğri lebi 1inîr ki,; bu da sistemin OE-Rotor iplikçiliğine nazaran daha tniş bir kesime hitap ettiğini göstermektedir. Bu sistemde 30 mm,den daha uzun olan lifler kullanılmaktadır. Böylece uygun ştapel uzunluğuna sahip pamuk, poliester veya pamuk/poliester karışımları kullanılabilir. Daha kısa liflerin kullanılması işlemi ekonpmik yönden olumsuz hale getirir. Çünkü kısa lifler iplik kopuş sayısını 1 arttırır ve aynı zamanda hava akımıyla kısa liflerin kontrolü da zordur. Bu sistemde elde edilen ipliğin yapısı oldukça farklı olup bükümün, ölçülmesi zordur. Özellikle bükümsayısının yüksek oluşu çeşitli iplik özelliklerini etkilemektedir. Hava-jet iplik makinasının çekim sistemi ring iplik makinasının çekim sistemine çok benzemekle beraber hava-jet ipliği ring ipliğinden çok daha düzgündür. Bunun sebebi liflerin birbirine bağlanması sırasında gerginliğin az oluşudur, Ayrıca ring iplikçiliğinde eksenel gerginlik sapması vardır. " Her yeni üretim sistemi endüstride uygulanmaya başlandığı zaman geleceğinin ne olacağı sorusu ortaya çıkar. Hava-jetli iplikçilik sistemini bu açıdan ele alacak olursak eğrilebilir iplik numara aralığının genişleyeceğinin, şu anda belirtilen 160 m/dak.lık istihsal hızının belirli iplik numaraları ve malzeme karışımlarında 200 m/dak. ya ulaşacağının tahmin edildiğini söyleyebiliriz, ileride hava-jetli iplik makinalarının kullanıldığı işletmelerden daha fazla bilgi toparlandıkça bu konudan daha ayrıntılı bir şekilde bahsetmek mümkün olacaktır» FAYDALANILAN KAYNAKLAR 1- Rohlena, V*» "Open-End Spinning 11» Elsevier Scientific Publishing Company, 197S 2* Dyson» E,, "Rotor Spinning "Technical and Economic Aspects"» Murata Ltd*, Prospekt 801 M j S 4- Nakanara* T. ve Keller, A.H., International Textile Bulletin» 1981» Spinninf 4, 407 ve 1982, Spinning, 1» 75. 5* Topf» VI. * Chemiefasern/Texti 11 industrie, 1982, April, 269 * Lawrance, C.» Textile Horizons, 1984» February» 2».26. 7* Topf» W. f Melliand Textilberichte, 1982,10,702«