ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ Deniz VURUŞKAN ELASTAN İÇERİKLİ İPLİK ÜRETMEK ÜZERE MODİFİYE EDİLEN RİNG MAKİNASINDA ÜRETİM DEĞİŞKENLERİNİN OPTİMİZASYONU VE İPLİK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ TEKSTİL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2010

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELASTAN İÇERİKLİ İPLİK ÜRETMEK ÜZERE MODİFİYE EDİLEN RİNG MAKİNASINDA ÜRETİM DEĞİŞKENLERİNİN OPTİMİZASYONU VE İPLİK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ Deniz VURUŞKAN DOKTORA TEZİ TEKSTİL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu tez 08/02/2010 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu İle Kabul Edilmiştir..... Prof. Dr. Osman BABAARSLAN Prof. Dr. R.Tuğrul OĞULATA Prof. Dr. Melih BAYRAMOĞLU DANIŞMAN ÜYE ÜYE... Prof. Dr. Yusuf ULCAY ÜYE.. Yrd. Doç. Dr. Pınar DURU BAYKAL ÜYE Bu tez Enstitümüz Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi ve TÜBİTAK Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: MMF.2006.D.19, 107M134 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ DOKTORA TEZİ ELASTAN İÇERİKLİ İPLİK ÜRETMEK ÜZERE MODİFİYE EDİLEN RİNG MAKİNASINDA ÜRETİM DEĞİŞKENLERİNİN OPTİMİZASYONU VE İPLİK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ Deniz VURUŞKAN ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TEKSTİL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Prof. Dr. Osman BABAARSLAN Yıl : 2010 Sayfa: 235 Jüri : Prof. Dr. Osman BABAARSLAN Prof. Dr. R.Tuğrul OĞULATA Prof. Dr. Melih BAYRAMOĞLU Prof. Dr. Yusuf ULCAY Yrd. Doç. Dr. Pınar DURU BAYKAL Son yıllarda gerek tüketici taleplerinin gerekse endüstriyel alanda kullanılan tekstil ürünlerin değişmesi tekstil endüstrisinde de yeni ürünlerin elde edilebilmesi ihtiyacını ortaya çıkartmıştır. Bu ihtiyaç, değişik yapı ve özelliklerde lifler kullanılarak değişik tekniklerle farklı yapılarda ipliklerin üretilmesine yönelik çalışmaları arttırmış ve sonuçta çok değişik yapı ve özellikte iplikler üretilmeye başlanmıştır. Günümüzde katma değer noktasında klasik-konvansiyonel ipliklerde düşüş görülmekte ve bu tür ipliklerin yerini farklı görüntü ve özellikte üretilen iplikler almaktadır. Bu iplik türlerinden birisi de özlü iplik yapılarıdır. Özlü iplik, merkezde bulunan bir öz/çekirdek üzerine sarılan kesikli liflerden oluşan iplik yapısıdır. Özlü iplik, bu iki farklı özellikteki bileşenin özelliklerinden aynı anda optimum ölçüde yararlanabilmek için geliştirilmiş iplik yapısı olarak da bilinmektedir. Bu çalışmada, klasik düz iplik üretimi yapan bir ring iplik eğirme makinesi, özlü iplik üretmek üzere modifiye edilmiştir. Makine üzerinde tamamen servo motor kontrollü bir elastan besleme sistemi kullanılmıştır. Kullanılan motorlar, motor sürücü tarafından bilgisayar aracılığı ile kontrol edilmektedir. Kullanım kolaylığı bakımından Türkçe olarak yapılan bir yazılım ile, kontrol bilgisayarı ekranından belirli parametreler girildiğinde, istenilen özellikte iplikler tam otomatik olarak üretilebilmektedir. Yapılan tasarımdaki temel amaç, var olan ithal sistemlerin yerini alabilecek yerli bir sistemi geliştirerek tekstil sektörüne kazandırmaktır. Daha sonra makine üzerinde, çeşitli üretim parametreleri değiştirilerek, farklı özelliklerde elastan özlü kor iplikler üretilmiştir. Bu ipliklere çeşitli kalite testleri uygulanarak, üretim değişkenlerinin iplik kalitesi üzerine etkileri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçların, Design Expert paket programı yardımıyla istatistiksel analizleri de yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Elastan, Kor iplik, Ring iplik eğirme makinesi, Modifikasyon I

4 ABSTRACT PhD THESIS THE OPTIMIZATION OF PRODUCTION VARIABLES OF MODIFIED RING SPINNING MACHINE FOR PRODUCING YARN WITH ELASTANE AND EFFECT OF VARIABLES ON YARN QUALITY Deniz VURUŞKAN DEPARTMENT OF TEXTILE ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF CUKUROVA Supervisor : Prof. Dr. Osman BABAARSLAN Year : 2010 Pages: 235 Jury : Prof. Dr. Osman BABAARSLAN Prof. Dr. R.Tuğrul OĞULATA Prof. Dr. Melih BAYRAMOĞLU Prof. Dr. Yusuf ULCAY Asst. Prof. Dr. Pınar DURU BAYKAL In recent years, the changes in consumer demand and the textiles products used in industrail area reveal the requirement of new product. This requirements increased the studies about production of different types of yarns produced with new tecniques by use of different kinds of fibers. As a result, it has been produced yarns with different structure and properties. Nowadays, added value of conventional yarns have been decreased gradually, consequently fancy yarns produced with different properties and appearances have been replaced the conventional yarns. One of the fancy yarns is core-spun yarns. Core yarn is the yarn type that has the filament in the core and staples in the sheath, which is used to achieve the multi-functional performance. In this study, a conventional ring spinning machine is modified in order to produce core spun yarns. Servo motor controlled elastan feeding mechanism is used in this system. The motors used can be controlled by motor driver with the help of a computer. Intended type of yarns can be produced automatically when the parameters are inserted to control computer conducted which has Turkish software because of easiness to use. The basic aim of the design is to develop the current exported systems and produce a domestic system. And than, by changing different production parameters of machine, core-spun yarns with elastane is produced. The effect of production parameters on yarn quality has been investigated by appliying different quality control tests. The results derived from tests has been statistically analyzed with the aid of Design-Expert statistics packet program. KeyWords: Elastane, Core yarn, Ring spinning frame, Modification II

5 TEŞEKKÜR Doktora çalışmamın en başından itibaren değerli bilgi ve tecrübeleriyle çalışmalarıma yön veren, akademik desteğini ve bilimsel katkılarını hiçbir zaman esirgemeyen, çok yoğun olan temposuna rağmen çalışmama değerli zamanını ayıran, bu çalışmanın ortaya çıkmasında ki en büyük paya sahip danışman hocam sayın Prof. Dr. Osman BABAARSLAN a en içten saygı ve teşekkürlerimi sunmak isterim. Tez izleme komitesi üyesi olmayı kabul ederek değerli zamanlarını ayıran ve çalışmam boyunca desteklerini esirgemeyen sayın Prof. Dr. R.Tuğrul OĞULATA ya ve sayın Prof. Dr. Melih BAYRAMOĞLU na saygı ve minnet duygularımla birlikte ayrı ayrı teşekkür ederim. Çalışmalarım sırasında gösterdikleri ilgi ve desteklerinden dolayı Tekstil Mühendisliği Bölümü Akademik ve İdari personeline, manevi desteklerini yakından gördüğüm arkadaşlarım sayın Arş. Gör. Nazan Avcıoğlu KALEBEK, Arş. Gör. Ebru ÇORUH ve Arş. Gör. Emel KAPLAN ÇİNÇİK e teşekkür ederim. Çalışmada kullandığım hammaddeleri temin ettiğim İSKUR Tekstil A.Ş. ve MODASAN Tekstil Sanayi ve Tic. A.Ş. ne, iplik üretimleri sırasında pratik işletme tecrübelerinden yararlandığım ve birlikte makine başında günler geçirdiğimiz sayın Serhan KARLILAR a, ayrıca çalışma sonundaki bazı testleri yapabilmem için laboratuar imkanlarından yararlanmamı sağlayan KIVANÇ Tekstil A.Ş. ne, burada geçirdiğim günlerde ilgi ve alakalarını yakından hissettiğim başta Kalite Kontrol Laboratuar Şefi sayın Nursel SABIR olmak üzere tüm laboratuar ekibine sonsuz teşekkür ederim. Hayatımın her döneminde ve özellikle doktora çalışmalarım sırasındaki yoğun günlerimde sonsuz sevgileriyle, maddi ve manevi destekleriyle her zaman yanımda olan, isimlerini tek tek sayamayacağım aile fertlerime ve dünyaya geldiği günden itibaren yaşama sevincim olan dünyalar tatlısı biricik kızım Zeynep Neva VURUŞKAN a sonsuz teşekkürlerimi sunarım. III

6 İÇİNDEKİLER ÖZ I ABSTRACT II TEŞEKKÜR.... III İÇİNDEKİLER... IV ÇİZELGELER DİZİNİ..... VIII ŞEKİLLER DİZİNİ.... X 1. GİRİŞ ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Elastan Elastanın Üretim Prosesleri Elastanın Fiziksel Özellikleri Elastanın Kimyasal Özellikleri Elastan İçerikli İplik Üretim Yöntemleri Yalın (Çıplak) Elastan İplikler Kaplanmış Elastan İplikler Kaplama (covering) Metodu Hava ile Kaplama (air-covering) Metodu Büküm Metodu (1). Ring Makinesinde Büküm (2). Two-for-one Büküm (3). İçi Boş İğ Tekniği (4). Siro-spun Tekniği Core-spun (Özlü İplik) Metodu (1) O.E. Rotor Makinesinde Elastan Özlü Kor İplik Üretimi (2) Vortex İplik Eğirme Makinesinde Elastan Özlü Kor İplik Üretimi. 20 IV

7 (3). Ring Makinesinde Elastan Özlü Kor İplik Üretimi Elastan İçerikli İpliklerin Kullanım Alanları ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MATERYAL VE METOT Materyal Metot Ring İplik Eğirme Makinesinin Modifikasyonu Modifikasyon Tasarımı İhtiyaç Duyulan Parçaların Belirlenmesi İmal Edilecek Parçaların Belirlenmesi Montaj Yazılım Çalışması PC (Kullanıcı Arayüz) Yazılımı PLC (Programming Logic Contoller) Yazılımı Üretim Planı İpliğe Uygulanan Testler İplik Numarası Testi İplik Bükümü Testi İplik Kopma Mukavemeti ve Kopma Uzaması Testi İplik Düzgünsüzlüğü Testi İplik Hataları Testi İplik Tüylülüğü Testi Kullanılan İstatistiksel Paket Programı BULGULAR ve TARTIŞMA İplik Numarası Test Sonuçları İplik Bükümü Test Sonuçları İplik Kopma Mukavemeti ve Kopma Uzaması Test Sonuçları İplik Düzgünsüzlüğü Test Sonuçları İplik Hataları Test Sonuçları V

8 İnce Yer Hatası Test Sonuçları Kalın Yer Hatası Test Sonuçları Neps Hatası Test Sonuçları İplik Tüylülüğü Test Sonuçları SONUÇ VE ÖNERİLER Genel Değerlendirme Sonraki Çalışmalar İçin Öneriler 168 KAYNAKLAR 170 ÖZGEÇMİŞ EKLER EK-1 Elastan Besleme Silindirleri İçin Motor Seçiminde Kullanılacak Güç Hesabı EK-2 Çekim Silindirleri İçin Motor Seçiminde Kullanılacak Güç Hesabı. 180 EK-3 İplik Kalite Test Sonuçları. 194 Pamuk İpliği (%100) Kopma Mukavemeti Test Sonuçları (Rkm) Pamuk/Viskon İpliği (%50/50) Kopma Mukavemeti Test Sonuçları (Rkm) Pamuk/Polyester İpliği (%50/50) Kopma Mukavemeti Test Sonuçları (Rkm) Pamuk İpliği (%100) Kopma Uzaması Test Sonuçları (%). 197 Pamuk/Viskon İpliği (%50/50) Kopma Uzaması Test Sonuçları (%). 198 Pamuk/Polyester İpliği (%50/50) Kopma Uzaması Test Sonuçları (%). 199 Pamuk İpliği (%100) Düzgünsüzlük Test Sonuçları (CV m ) 200 Pamuk/Viskon İpliği (%50/50) Düzgünsüzlük Test Sonuçları (CV m ) 201 Pamuk/Polyester İpliği (%50/50) Düzgünsüzlük Test Sonuçları (CV m ). 202 Pamuk İpliği (%100) İnce Yer Hatası Test Sonuçları (-40%). 203 Pamuk/Viskon İpliği (%50/50) İnce Yer Hatası Test Sonuçları (-40%). 204 Pamuk/Polyester İpliği (%50/50) İnce Yer Hatası Test Sonuçları (-40%) Pamuk İpliği (%100) Kalın Yer Hatası Test Sonuçları (+50%) Pamuk/Viskon İpliği (%50/50) Kalın Yer Hatası Test Sonuçları (+50%) Pamuk/Polyester İpliği (%50/50) Kalın Yer Hatası Test Sonuçları (+50%) VI

9 Pamuk İpliği (%100) Neps Hatası Test Sonuçları (+200%) 209 Pamuk/Viskon İpliği (%50/50) Neps Hatası Test Sonuçları (+200%) 210 Pamuk/Polyester İpliği (%50/50) Neps Hatası Test Sonuçları (+200%). 211 Pamuk İpliği (%100) Tüylülük Test Sonuçları (S3) 212 Pamuk/Viskon İpliği (%50/50) Tüylülük Test Sonuçları (S3) 213 Pamuk/Polyester İpliği (%50/50) İplik Tüylülük Test Sonuçları (S3) 214 Ek-4 Kullanıcı Arayüz Yazılımı VII

10 ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa No Çizelge 2.1. Elastan Lifi Çekim Yöntemleri ve Oranları 6 Çizelge 2.2. Elastan Üretici Firmalar.. 6 Çizelge 2.3. Elastan Lifinin Numara Aralığına Göre Kullanım Alanları 7 Çizelge 2.4. Elastan Liflerin Fiziksel Özellikleri 8 Çizelge 2.5. Elastan Liflerin Kimyasal Özellikleri.. 9 Çizelge 4.1. Modifiye Edilen Ring İplik Eğirme Makinesi Teknik Özellikleri...35 Çizelge 4.2. Pamuk Fitilinin Özellikleri (Karde) Çizelge 4.3. Pamuk/Viskon Fitilinin Özellikleri. 36 Çizelge 4.4. Pamuk/Polyester Fitilinin Özellikleri.. 36 Çizelge 4.5. Üretimde Kullanılan Fitillerin Düzgünsüzlük Değerleri. 37 Çizelge 4.6. Hesaplamalar Sonucu Bulunan Motor Moment ve Güç Değerleri.. 42 Çizelge 4.7. Kullanılan Servo Motor Özellikleri Çizelge 4.8. Ne 16 Numara Elastan Özlü İpliklerin Üretim Planı.. 70 Çizelge 4.9. Ne 24 Numara Elastan Özlü İpliklerin Üretim Planı Çizelge Ne 32 Numara Elastan Özlü İplik Üretim Planı Çizelge 5.1. Ne 16 Numara İpliklerin Ölçülen (Gerçek) Numara Tablosu. 78 Çizelge 5.2. Ne 24 Numara İpliklerin Ölçülen (Gerçek) Numara Tablosu. 79 Çizelge 5.3. Ne 32 Numara İpliklerin Ölçülen (Gerçek) Numara Tablosu. 80 Çizelge 5.4. Ne 16 Numara İpliklerin Beklenen ve Ölçülen Büküm Tablosu 81 Çizelge 5.5. Ne 24 Numara İpliklerin Beklenen ve Ölçülen Büküm Tablosu 82 Çizelge 5.6. Ne 32 Numara İpliklerin Beklenen ve Ölçülen Büküm Tablosu 83 Çizelge 5.7. Ne 16 Numara İpliklerin Kopma Mukavemeti (Rkm)Sonuç Tablosu 84 Çizelge 5.8. Ne 24 Numara İpliklerin Kopma Mukavemeti (Rkm) Sonuç Tablosu 85 Çizelge 5.9. Ne 32 Numara İpliklerin Kopma Mukavemeti (Rkm) Sonuç Tablosu.86 Çizelge İplik Kopma Mukavemeti İstatistiksel Model Tablosu. 89 Çizelge İplik Kopma Mukavemeti ANOVA Tablosu 91 Çizelge İplik Kopma Mukavemeti Sadeleştirilmiş ANOVA Tablosu VIII

11 Çizelge Ne 16 Numara İpliklerin Kopma Uzaması (%) Sonuç Tablosu 97 Çizelge Ne 24 Numara İpliklerin Kopma Uzaması (%) Sonuç Tablosu 98 Çizelge Ne 32 Numara İpliklerin Kopma Uzaması (%) Sonuç Tablosu 99 Çizelge İplik Kopma Uzaması İstatistiksel Model Tablosu Çizelge İplik Kopma Uzaması ANOVA Tablosu Çizelge Ne 16 Numara İpliklerin Düzgünsüzlük (%CV m ) Sonuç Tablosu 108 Çizelge Ne 24 Numara İpliklerin Düzgünsüzlük (%CV m ) Sonuç Tablosu 109 Çizelge Ne 32 Numara İpliklerin Düzgünsüzlük (%CV m ) Sonuç Tablosu 110 Çizelge İplik Düzgünsüzlüğü İstatistiksel Model Tablosu. 113 Çizelge İplik Düzgünsüzlüğü ANOVA Tablosu 115 Çizelge Ne 16 Numara İpliklerin İnce Yer Hatası (-40%) Sonuç Tablosu 120 Çizelge Ne 24 Numara İpliklerin İnce Yer Hatası (-40%) Sonuç Tablosu 121 Çizelge Ne 32 Numara İpliklerin İnce Yer Hatası (-40%) Sonuç Tablosu 122 Çizelge İnce Yer Hatası İstatistiksel Model Tablosu. 124 Çizelge İnce Yer Hatası ANOVA Tablosu. 126 Çizelge Ne 16 Numara İpliklerin Kalın Yer Hatası (+50%) Sonuç Tablosu. 131 Çizelge Ne 24 Numara İpliklerin Kalın Yer Hatası (+50%) Sonuç Tablosu. 132 Çizelge Ne 32 Numara İpliklerin Kalın Yer Hatası (+50%) Sonuç Tablosu. 133 Çizelge Kalın Yer Hatası İstatistiksel Model Tablosu Çizelge Kalın Yer Hatası ANOVA Tablosu Çizelge Ne 16 Numara İpliklerin Neps (+200%) Sonuç Tablosu Çizelge Ne 24 Numara İpliklerin Neps (+200%) Sonuç Tablosu Çizelge Ne 32 Numara İpliklerin Neps (+200%) Sonuç Tablosu Çizelge Neps Hatası İstatistiksel Model Tablosu Çizelge Neps Hatası ANOVA Tablosu Çizelge Ne 16 Numara İpliklerin Tüylülük (S3) Sonuç Tablosu Çizelge Ne 24 Numara İpliklerin Tüylülük (S3) Sonuç Tablosu Çizelge Ne 32 Numara İpliklerin Tüylülük (S3) Sonuç Tablosu Çizelge İplik Tüylülüğü İstatistiksel Model Tablosu. 157 Çizelge İplik Tüylülüğü ANOVA Tablosu. 159 IX

12 ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa No Şekil 2.1. Elastan Merkezli (Özlü) Sargılı İplik.. 4 Şekil 2.2. Elastanın Uzaması ve Eski Haline Dönmesi... 5 Şekil 2.3. Kaplama Metodu ile Kombine İplik Üretimi.. 11 Şekil 2.4. Havalı Sistemle Kombine İplik Üretim Sistemi.. 13 Şekil 2.5. Ring Makinesinde Büküm Prensibi. 15 Şekil 2.6. Two-for-one Sistemi 16 Şekil 2.7. İçi Boş İğ Tekniği Çalışma Prensibi 17 Şekil 2.8. Siro-spun Sistemi Çalışma Prensibi 18 Şekil 2.9. O.E. Rotor Makinesinde Elastan Özlü Kor İplik Üretim Prensibi.. 20 Şekil Vortex Eğirme Makinesinde Elastan Özlü Kor İplik Eğirme Prensibi.21 Şekil Ring Makinesinde Elastan Özlü Kor İplik Üretim Prensibi.. 22 Şekil 4.1. Fitil Üretimi İçin İşlem Akışı.. 37 Şekil 4.2. Ring İplik Makinesinde Yapılan Modifikasyonun Genel Tasarım Şeması. 41 Şekil 4.3. Kullanılan Servo Motor Şekil 4.4. Servo Motorların Gücünü Artırmak İçin Kullanılan Redüktör Şekil 4.5. Servo Motor Sürücü 45 Şekil 4.6. Sistemde Kullanılan Enkoder.. 46 Şekil 4.7. PLC Cihazının Genel Görünüşü.. 47 Şekil 4.8. Makine Üzerine Monte Edilen Enkoder Parçası. 48 Şekil 4.9. Makine Üzerine Yükseklik Amaçlı Monte Edilen İlave Enkoder Parçası. 48 Şekil Enkoderin Monte Edildiği Parça Şekil İkinci Enkoder İçin Makine Üzerine Monte Edilen Parça 49 Şekil 4.12 Makine Üzerindeki Parçaya (Şekil 4.11) Dik Olarak Birleştirilen Parça Şekil İkinci Enkoderi Taşıyan Parça.. 50 Şekil Makine Üzerine Monte Edilen Servo Motor Taşıyıcı Tabla. 51 Şekil Servo Motor Destek Parçası.. 52 Şekil Redüktör Taşıyan Parça. 53 X

13 Şekil Makine Üzerine Monte Edilen ve Redüktör Taşıyan Parçayı Tutan Parça Şekil Orta ve Arka Çekim Millerini Kontrol Edecek Servo Sistem Tasarımı 55 Şekil Servo Motorun ve Redüktörün Makine Şasisine Montaj Planı. 56 Şekil Ring İplik Makinesi Üzerinde Motor ve Redüktörün Yerleştirildiği Şasi Düzlemi. 57 Şekil Montaj Sonrası Servo Motor ve Redüktör 57 Şekil Elastan Besleme Silindirleri Teknik Gösterimi. 58 Şekil Elastan Besleme Silindiri.. 59 Şekil Elastan Besleme Silindirleri Montaj Gösterimi.60 Şekil Servo Motor ve Elastan Besleme Silindirleri ve Dişlileri. 61 Şekil Servo Motorun Makine Üzerine Montaj Planı.. 62 Şekil Elastan Besleme Silindiri Servo Motorunun Makine Üzerinde Yerleştirileceği Düzlem Şekil Elastan Besleme Silindirleri ve Kontrol Eden Servo Motorlar Şekil Elektrik ve Elektronik Sistem Blok Şeması.. 64 Şekil Kontrol Panosunun İç Görüntüsü.. 65 Şekil Modifikasyon Sonrası Ring İplik Eğirme Makinesi.. 66 Şekil Kullanıcı Arayüz Programı Akış Diyagramı 67 Şekil Üretim Bilgileri Giriş Menüsü Şekil Üretim Bilgileri İnceleme Menüsü 68 Şekil 5.1. İplik Kopma Mukavemeti Toplu Sonuçlar Çizgi Grafiği (Saçılım Grafiği). 87 Şekil 5.2. Ne 16, 24 ve 32 Numara İpliklerin Ortalama Kopma Mukavemeti Grafiği Şekil 5.3. İplik Kopma Mukavemeti İçin Normal Dağılım Grafiği 90 Şekil 5.4. İplik Kopma Mukavemeti İçin Düzenlenmiş Normal Dağılım Grafiği.. 92 Şekil 5.5. Karışım Tipinin İplik Kopma Mukavemeti Üzerine Etkisi. 93 Şekil 5.6. Pamuk İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Kopma Mukavemeti Üzerine Etkisi Şekil 5.7. Pamuk/Viskon İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Kopma Mukavemeti Üzerine Etkisi XI

14 Şekil 5.8. Pamuk/Polyester İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Kopma Mukavemeti Üzerine Etkisi Şekil 5.9. İplik Kopma Uzaması Toplu Sonuçlar Çizgi Grafiği (Saçılım Grafiği). 100 Şekil Ne 16, 24 ve 32 Numara İpliklerin Ortalama Kopma Uzaması Grafiği 101 Şekil İplik Kopma Uzaması İçin Normal Dağılım Grafiği. 102 Şekil Karışım Tipinin İplik Kopma Uzaması Üzerine Etkisi. 104 Şekil Pamuk İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Kopma Uzaması Üzerine Etkisi Şekil Pamuk/Viskon İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Kopma Uzaması Üzerine Etkisi Şekil Pamuk/Polyester İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Kopma Uzaması Üzerine Etkisi Şekil İplik Düzgünsüzlüğü Toplu Sonuçlar Çizgi Grafiği (Saçılım Grafiği). 111 Şekil Ne 16, 24 ve 32 Numara İpliklerin Ortalama Düzgünsüzlük Grafiği Şekil İplik Düzgünsüzlüğü İçin Normal Dağılım Grafiği Şekil Karışım Tipinin İplik Düzgünsüzlüğü Üzerine Etkisi Şekil Pamuk İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Düzgünsüzlüğü Üzerine Etkisi Şekil Pamuk/Viskon İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Düzgünsüzlüğü Üzerine Etkisi Şekil Pamuk/Polyester İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Düzgünsüzlüğü Üzerine Etkisi Şekil İnce Yer Hatası Toplu Sonuçlar Çizgi Grafiği (Saçılım Grafiği) Şekil Ne 16, 24 ve 32 Numara İpliklerin Ortalama İnce Yer Hatası Grafiği. 124 Şekil İnce Yer Hatası İçin Normal Dağılım Grafiği Şekil Karışım Tipinin İplik İnce Yer Hatası Üzerine Etkisi Şekil Pamuk İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik İnce Yer Hatası Üzerine Etkisi Şekil Pamuk/Viskon İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik İnce Yer Hatası Üzerine Etkisi XII

15 Şekil Pamuk/Polyester İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik İnce Yer Hatası Üzerine Etkisi Şekil Kalın Yer Hatası Toplu Sonuçlar Çizgi Grafiği (Saçılım Grafiği) Şekil Ne 16, 24 ve 32 Numara İpliklerin Ortalama Kalın Yer Hatası Grafiği135 Şekil Kalın Yer Hatası İçin Normal Dağılım Grafiği. 136 Şekil Karışım Tipinin İplik Kalın Yer Hatası Üzerine Etkisi. 138 Şekil Pamuk İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Kalın Yer Hatası Üzerine Etkisi Şekil Pamuk/Viskon İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Kalın Yer Hatası Üzerine Etkisi Şekil Pamuk/Polyester İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Kalın Yer Hatası Üzerine Etkisi Şekil Neps Hatası Toplu Sonuçlar Çizgi Grafiği (Saçılım Grafiği) Şekil Ne 16, 24 ve 32 Numara İpliklerin Ortalama Neps Hatası Grafiği Şekil Neps Hatası İçin Normal Dağılım Grafiği 148 Şekil Karışım Tipinin İplik Neps Hatası Üzerine Etkisi 149 Şekil Pamuk İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Neps Hatası Üzerine Etkisi 150 Şekil Pamuk/Viskon İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Neps Hatası Üzerine Etkisi Şekil Pamuk/Polyester İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Neps Hatası Üzerine Etkisi Şekil İplik Tüylülüğü Toplu Sonuçlar Çizgi Grafiği (Saçılım Grafiği). 156 Şekil Ne 16, 24 ve 32 Numara İpliklerin Ortalama Tüylülük Grafiği 157 Şekil İplik Tüylülüğü İçin Normal Dağılım Grafiği Şekil Karışım Tipinin İplik Tüylülüğü Üzerine Etkisi Şekil Pamuk İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Tüylülüğü Üzerine Etkisi. 161 Şekil Pamuk/Viskon İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Tüylülüğü Üzerine Etkisi Şekil Pamuk/Polyester İpliği İçin Ana Faktörlerin İplik Tüylülüğü Üzerine Etkisi XIII

16 1. GİRİŞ Deniz VURUŞKAN 1. GİRİŞ Son yıllarda insanların, giyim ihtiyaçlarında meydana gelen değişimler, kendi konfor ve zevklerine uygun, kaliteli ve aynı zamanda da sağlıklı ürünler talep etme eğilimleri, hem göze hitap eden hem de kullanım rahatlığı sağlayan ürünlere yönelimi arttırmıştır. Bu talep kumaş üretiminde ve buna bağlı olarak da iplik üretiminde değişik özellikteki ihtiyaçları ortaya çıkarmıştır. Bu ihtiyaç, tekstil endüstrisinde yeni ürünlerin elde edilebilmesi amacıyla, değişik yapı ve özelliklerde lifler kullanılarak değişik tekniklerle farklı yapılarda ipliklerin üretilmesine yönelik çeşitli çalışmaları tetiklemiştir. Bunun sonucu olarak da yeni lif türleri oluşturulmaya başlanmıştır. Tekstil lifleri içerisinde elastan ya da spandex olarak bilinen materyal de bu yeni nesil lif türlerinin bir grubunu oluşturmaktadır. Elastan lifi, şık görünüm, esneklik ve kullanım kolaylığı gibi özelliklere sahip bir liftir. Elastomer liflere olan ilgi ve talep miktarı yıldan yıla artmaktadır yılında dünya genelinde ton olan elastan üretimi, 2007 yılı sonunda tonlara çıkmıştır, 2008 yılında bu üretim küçük bir miktar düşüş göstererek ton (The Fiber Year 2007/08; The Fiber Year 2008/09) civarına gerilemiş olsa da, arasındaki 5 yılda elastana olan talep yaklaşık %40 artış göstermiştir. Elastan; genellikle mayo, streç giysiler, spor giysiler gibi esneklik gerektiren giysilerde kullanılır. Özellikle bayan çorapları, mayo, spor giyimde önemli bir kullanım alanına sahiptir. İç çamaşırı, tıbbi malzemeler, bazı teknik aksesuarlar elastanın diğer kullanım alanlarıdır. Dokuma ve örme kumaş üretiminde kullanılabilmektedir. Elastanın tekstil endüstrisinde yalın (çıplak) kullanımına çok az rastlanır. Genel olarak başka hammaddelerle birleştirilerek iplik formuna getirilerek kullanılır. Elastan içerikli iplik üretimi, bilinen iplik üretim makinelerinin çeşitli modifikasyonları sonucu yapılabilmektedir. Bu makinelerden ring iplik eğirme makinesi, düz iplik üretiminde olduğu gibi elastan içerikli iplik üretiminde de oldukça fazla kullanılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında düz iplik üretimi yapan bir ring iplik eğirme makinesi, elastan içerikli iplik üretmek üzere modifiye edilmiş ve bazı üretim parametreleri (hammadde, iplik numarası, iplik bükümü, elastan numarası ve elastan çekimi) değiştirilerek, farklı yapılarda elastan içerikli iplikler 1

17 1. GİRİŞ Deniz VURUŞKAN üretilmiştir. Daha sonra, üretilen ipliklere önceden belirlenen kalite testleri (mukavemet, uzama, düzgünsüzlük, iplik hataları, tüylülük) uygulanmış ve üretim parametrelerinin iplik kalite özellikleri üzerine etkileri, sayısal ve istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında yapılan makine modifikasyonu çalışmanın en özgün kısmıdır. Çünkü modifikasyon elektronik olarak yapılmış ve bir kullanıcı arayüz yazılımıyla desteklenmiştir. Bu yazılım, ring iplik eğirme makinesinde elastan içerikli iplik üretmek üzere, makine üzerine yerleştirilmiş servo motorları tam anlamıyla kontrol eden bir yazılımdır. Yazılım tamamen Türkçe ve basit bir menüye sahiptir. Yazılım çalışmaları sırasında elektronik ve bilgisayar mühendisliği disiplinleriyle ortak çalışmalar yapılmıştır. Yazılım Visual Basic programlama dilinde yapılmıştır. Tez çalışmasının ikinci önemli değeri ise üretilen iplik numunelerinin sayısıdır. Birtakım elastan içerikli iplik üretim parametrelerinin değiştirilerek bunların bazı iplik özelliklerine etkilerinin incelendiği çalışmalar mevcuttur. Ancak tez çalışması kapsamında toplam 162 farklı tür ve özellikte iplik üretilmiş ve çok genel bir değerlendirme yapılmıştır. Çalışma TÜBİTAK tarafından desteklenen bir Bilimsel Araştırma Projesinin parçasıdır. Proje sonucunda ortaya çıkan ve tez çalışmasının da içinde bulunduğu sistemle (modifiye edilmiş ring makinesi ve yazılım) ilgili Türk Patent Enstitüsü ne patent müracaatında bulunulmuştur. Çalışma altı temel bölüm ile anlatılmıştır; Giriş bölümünde, çalışma geneli hakkında kısa bilgiye yer verilmiştir. Elastan İçerikli İplikler bölümünde, elastan, elastan üretimi ve özellikleri, elastanlı iplik üretim yöntemleri ve bu ipliklerin kullanım alanları hakkında bilgiler anlatılmıştır. Önceki Çalışmalar bölümünde, konu ile daha önce yapılmış bazı önemli çalışmalara yer verilmiştir. Materyal ve Metot bölümünde, yapılan modifikasyon işlemi detaylıca anlatılmış, elastan içerikli iplik üretimi için kullanılan hammaddeler ve üretim yöntemlerine değinilmiştir. 2

18 1. GİRİŞ Deniz VURUŞKAN Bulgular ve Tartışma bölümünde, yapılan testlerin sonuçları verilmiş, bu sonuçlar grafiksel ve istatistiksel olarak yorumlanmıştır. Sonuç ve Öneriler bölümünde, çalışmayla ilgili genel bir değerlendirme yapılmış ve sonraki çalışmalar için bazı önerilerde bulunulmuştur. 3

19 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Bir kumaş ve dolayısıyla iplik yapısında, sentetik lif varlığı, mukavemet, uzun ömür, boyutsal stabilite gibi fonksiyonel özellikler bakımından tercih edilse de, tüketiciler, sağlık ve tutum özelliklerinden dolayı doğal liflere daha yakındır. Bu durum, harmandan sentetik-doğal lif karışımlı iplik üretimine alternatif bir iplik yapısının araştırılmasına yol açmıştır. Araştırmalar sonucunda Sawhney 1970 li yıllarda patenti kendisine ait olan özlü (sargılı) iplik (core-yarn) yapısını geliştirmiştir (Yeşilkütük, 2000). Bu yapının günümüzde en fazla kullanılan tipi, elastan merkezli sargılı (özlü) ipliktir. Şekil 2.1 de elastan merkezli (özlü) sargılı iplik yapısı görülmektedir. Kesikli (ştapel) lifler Çekirdek elastan lifi Şekil 2.1. Elastan Merkezli (Özlü) Sargılı İplik 2.1. Elastan Elastan lifleri, yapılarında en az %85 oranında segmente edilmiş poliüretan bulunan sentetik polimer zincirlerinden (sert kristalin ve yumuşak uzun amorf bölgelerden) oluşan, yüksek derecede uzama ve orijinal durumuna dönme özelliğine sahip lif çeşitleridir. Bu lifler, kimyasal yapılarından dolayı çok yüksek derecede uzama gösterebilmekte (% ) ve kopma noktasına kadar olan uzamalarda, üzerlerine etki eden kuvvet kaldırıldığında tamamen ve hızlı bir biçimde ilk hallerine dönebilmektedir. Elastomer lifler, moleküler zincir ağından oluşur ve yüksek amorf 4

20 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN bölgeleri çapraz bağlarla birleşmiştir. Uzama halinde bu amorf bölgeler daha fazla oryante olur ve yapı olarak daha kristalleşir. Uzama, yapıdaki çapraz bağlar, moleküllerin hareketini sınırlayıncaya kadar devam eder. Bu noktada, life daha fazla kuvvet uygulanırsa yapıda bozulmalar meydana gelebilir (Yeşil, 2003; Kul, 2005). Elastanın yapısındaki sert ve yumuşak bölgeler ile uzama ve eski haline dönüşü Şekil 2.2 de görülmektedir. Şekil 2.2. Elastanın Uzaması ve Eski Haline Dönmesi ( 2009) Elastanın Üretim Prosesleri Elastan lifler genel olarak kuru çekim yöntemine göre üretilirler. Elastan eriyiği dimetilasetamid (DMAC) içerisinde çözülerek düzelerden geçirilir ve bu sırada uygulanan sıcak hava yardımıyla çözücü madde buharlaştırılarak sistemden uzaklaştırılır. Çekim bölgesi çıkışında oluşan filamanlar, sarım silindirleri arasında meydana gelen gerilimden dolayı, istenilen oranda çekilerek istenilen inceliklerine kavuşurlar. Sistemde çok delikli düze kullanılmışsa hala viskoz bir halde olan filamanlar, yalancı büküm ünitesinden geçişte birbirlerine temas ederek yapışırlar. Böylece monofilament bir yapı oluşur. Bu monofilament yapı, daha sonra spin-finish 5

21 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN işleminden geçirilerek elastan olarak sarılır. Kuru çekim yönteminin yanı sıra elastan üretiminde yaş veya eriyikten çekimde kullanılabilmektedir. Ancak, bu yöntemlerle elde edilen lifler, kuru çekimle elde edilen liflere nazaran zayıf özellikler göstermesi ve kuru çekimin maliyet açısından daha avantajlı olması nedeniyle günümüzde kuru çekim yöntemi tercih edilmektedir. Elastan lifinin çekim yöntemlerine göre üretim miktarları Çizelge 2.1 de verilmiştir. Çizelge 2.1. Elastan Lifi Çekim Yöntemleri ve Oranları (Demirbaş, 2005) Lif Çekim Yöntemi Üretim Miktarı (%) Kuru Lif Çekimi 80 Eriyikten Lif Çekimi 13 Yaş Lif Çekimi 7 Endüstriyel alanda ilk poliüretan esaslı elastomerik lif üretimi, J.C. Shvers ve arkadaşları tarafından DuPont firması araştırma bölümünde kuru çekim prosesiyle gerçekleştirilmiştir. DuPont firması, geliştirdiği bu poliüretan esaslı multi-filament yapıdaki elastomerik elyafı lycra adı altında 1962 yılından beri üretmeye devam etmektedir yılında aynı elyaf Bayer AG (Almanya) tarafından dorlastan ismi altında üretilip piyasaya sunulmuştur(kul, 2005; Örtlek ve Babaarslan, 2002). Günümüzde dünya genelinde çok çeşitli firmalar, çeşitli ticari isimlerle elastan lifi üretimi yapmaktadır. Bu firmaların en önemlileri ve ürettikleri elastan liflerinin ticari isimleri Çizelge 2.2 de verilmiştir. Çizelge 2.2. Elastan Üretici Firmalar Ürün Adı Firma Ülke Lycra DuPont ABD Acelan Taewang Kore Dorlastan Bayer AG Almanya Texlon Hyosung Chemical Kore Roica Asahi Kasei Japonya Glospan Globe MFG Co. ABD 6

22 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN Elastanın Fiziksel Özellikleri Elastan lifi, mono yada multi filament olarak üretilebilmektedir. Kullanım yerine göre, istenildiği takdirde stapel (kesikli) hale getirilebilir. Numara aralığı olarak dtex arasında değişen incelikte üretmek mümkündür. Elastan lifinin numara aralığına göre kullanım alanları Çizelge 2.3 de gösterilmiştir. Çizelge 2.3. Elastan Lifinin Numara Aralığına Göre Kullanım Alanları (Demirbaş, 2005) Kullanım Alanları Elastan Filament Numarası (dtex) Kadın Çorabı 11, 22, 33, 44, 78, 156 Düşük Gramajlı Kumaşlar 44, 78, 156, 310 Mayo 33, 44, 78, 156 İç Çamaşır 44, 78, 156, 310, 470, 620, 640 Dış Giyim (Dokuma) 44, 78, 156 Dış Giyim (Örme) 44, 78, 156 Dar Dokuma 470, 620, 940, 1240, 1880 Elastan lifinin enine kesitleri üretim yöntemlerine göre yuvarlak, oval, dörtgen ve değişik şekillerde olabilmektedir. Yoğunluğu, elastan tipi ve üretim yöntemine göre g/cm 3 arasında değişmektedir. Kopma mukavemeti bakımından, elastanlar diğer sentetiklere göre daha dayanıksızdır. Ortalama kopma mukavemetleri 4 12 cn/dtex arasında değişmektedir. Yaş halde bu değer çok az miktarda düşüş göstermektedir. Kopma uzaması değeri % arasında değişir. Rezilyans özelliği çok iyidir. Elastan, hidrofobik bir elyaftır. 20 C ve %65 bağıl nemli ortamda nem alması %0.3-1,5 arasında değişir (Örtlek, 2001; Babaarslan, 2009). Yumuşama sıcaklığı C, erime sıcaklığı ise C arasındadır. Yumuşama özelliğinden ötürü ütüleme sıcaklığı 150 C yi geçmemelidir. Elastan, eriyerek, kimyasal bir koku oluşturarak yanar ve is çıkarmaz. Isı iletkenliği zayıftır, bu nedenle iyi bir izolasyon maddesidir. Elektrik direnci orta seviyededir, bu nedenle özellikle kuru ortamlarda statik elektriklenme oluşabilir. Elastan liflerinin fiziksel özellikleri Çizelge 2.4 de gösterilmiştir. 7

23 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN Çizelge 2.4. Elastan Liflerin Fiziksel Özellikleri (Yakartepe ve Yakartepe, 1995) Kriterler Elastan Liflerinin Fiziksel Özellikleri Mikroskobik Görünüş Nispeten pürüzsüz ve düzgün görünümlüdür. Enine kesitleri üretim şekline göre değişmekle beraber, genelde yuvarlaktır. Yoğunluk Elastan tipi ve üretim şekline göre değişir. Genelde 1.24 gr/cm 3 civarındadır. Polyester ve yünden düşük, poliamidden yüksektir. Uzunluk Sonsuz (filament) uzunlukta üretilir ve genelde bu şekilde kullanılır. İstenilirse kullanım yerine göre stapel (kesikli) hale getirilebilir. İncelik dtex arası, kullanım yerine göre istenilen incelikte üretilebilir. Renk Renksizdir. Parlaklık Mat, parlak veya çok az parlak olarak üretilebilir. Mukavemet Diğer sentetik elyaflara nazaran dayanıksızdır. Yaş sağlamlığında çok az düşme gösterir. Uzama Elastikiyeti Elastikiyeti mükemmeldir. Elyafın en belirgin karakteristiği budur. %700 leri geçen uzamaya sahiptir. Rezilyans (Yaylanma) Elastikiyetine bağlı olarak iyi bir rezilyans derecesine sahiptir. Nem Alma Hidrofobik bir elyaf olduğu için çok düşüktür. %65 nispi nem ve 20 C de, %1 civarı nem alır. Sudan pek etkilenmez. Sıcaklık Tipine bağlı olarak ısıya karşı direnci değişir. 150 C de sertleşme görülür C arasında yumuşar ve C arasında erir. Ütüleme sıcaklığı 150 C yi geçmemelidir. Yüksek sıcaklıklar elyafın bozulmasına neden olur. 8

24 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN Alev Alma Statik Elektriklenme Boncuklanma (Pilling) Eriyerek ve issiz yanar. Kuru ortamlarda statik elektriklenme olabilir. Boncuklanma özelliği yoktur Elastanın Kimyasal Özellikleri Elastan lifinin kimyasal özelliklerine göz atılacak olursa, asit ve bazların çoğuna uzun süreli ve yüksek sıcaklıklarda ki uygulamalar hariç dirençlidir. Kuru temizlemeye karşı dirençlidir. Küf, mantar ve güveden etkilenmez. Işık ve atmosferik koşullara bir noktaya kadar direnç gösterir. Uzun süre ışığa maruz kalan liflerde sararma ve mukavemet kaybı meydana gelebilir. Boya alımları elastan tipine göre farklılık gösterir. Asit, dispers, metal kompleks ve krom boyarmaddeleriyle boyanabilir. Elastan liflerinin kimyasal özellikleri Tablo 2.5 de gösterilmiştir. Çizelge 2.5. Elastan Liflerin Kimyasal Özellikleri (Yakartepe ve Yakartepe, 1995) Kriterler Elastan Liflerin Kimyasal Özellikleri Su Düşük su emiciliğine sahiptir. Kolay kurur. Klorlu sularda fiziksel özelliklerinde düşmeler görülebilir. Asitler Asitlerin çoğuna, 24 saatten fazla maruz kalmadıkça dirençlidir. Soğukta, sulu asitlerden pek etkilenmez. Sıcaklıkla etki derecesi artar. Derişik anorganik asitlerde hemen bozulur ve çözünür. Bazlar Bazların çoğuna karşı dirençlidir. Organik Çözücüler Kuru temizleme çözgenlerine karşı dirençlidir. Aromatik çözücülerde şişer. Ağartma Maddeleri Sodyum hipoklorit gibi klorlu ağartma yapılmasından kaçınılmalıdır. Klorlu yükseltgen maddeler renk değişimlerine ve fiziksel özelliklerinde düşmeye neden olabilir. Küf ve Mantar Etkilenmez. 9

25 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN Güveler ve Böcekler Etkilenmez. Işık ve Atmosfer Orta derecede dirençlidir. Güneş ışığı zamanla elyafın Koşulları sararmasına ve bozulmasına neden olur. Boyama Özellikle dispers, asit, metal kompleks, krom boyarmaddeleri ile boyanabilir. Bazı tiplerinin boyanmasında zorluklar yaşanabilmektedir Elastan İçerikli İplik Üretim Yöntemleri Elastan iplikler tekstil endüstrisinde yalın veya başka bir elyaf çeşidiyle kaplanmış olarak kullanılabilmektedir Yalın (Çıplak) Elastan İplikler Polimer eriyiğinden lif çekimi sonucu elde edildikten sonra doğrudan kullanılabilen monofilament veya multifilamentli ipliklerdir. Tekstilde kullanım alanı oldukça sınırlıdır. Bazı örgü kumaşlarda kullanılırlar. Yüksek fiyatı nedeniyle, elastan liflerinin yalın halde kullanımından kaçılmaktadır Kaplanmış Elastan İplikler Tekstil endüstrisinin çok çeşitli ihtiyaçlarına ekonomik bir şekilde cevap verebilmek için elastan liflerin, değişik iplik ve elyaf türleri ile kombine edilerek kullanılması yoluna gidilmiştir. Filament haldeki elastan üzerine çeşitli liflerin sarılması ile kaplanmış yapıdaki elastan iplikler elde edilir. Bu amaçlarla üretilen elastan içerikli kombine iplikler, ipliği oluşturan komponentlerin türüne ve üretimde kullanılan sistemlere göre değişen özelliklere sahiptirler. Elastan içerikli kombine iplik üretim yöntemlerini dört ana grupta incelemek mümkündür (Örtlek ve Babaarslan., 2002; Babaarslan, 2009). Kaplama (covering) metodu Hava ile kaplama (air-covering) metodu 10

26 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN Büküm metodu Core-spun (özlü iplik) metodu Kaplama (covering) Metodu Kaplama işlemi, elastik olmayan filament ya da kısa stapel ipliğin, merkezdeki elastan filament üzerine sarılması esasına dayanan bir prosestir. İpliğin merkezinde kalacak olan elastan filament, içi oyuk iğ içerisinden (hollow spindle) geçirilerek, yine içi oyuk iğ üzerindeki özel bir bobinden sağılan kaplama ipliği ile sarılır (Örtlek ve Babaarslan., 2002). Kaplama işleminin oluşumu Şekil 2.3 de gösterilmiştir. Şekil 2.3. Kaplama Metodu ile Kombine İplik Üretimi (Jurg ve Böhringer, 1999) Sargı ipliğinin elastan çekirdek üzerine sarılması tek veya çift kat olabilir. Tek kat sarım metoduna göre üretilen elastan içerikli kombine ipliklerde, tek yönde 11

27 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN uygulanan sarımın etkisiyle oluşan bir dönme (karışma) eğilimi vardır. Bu eğilim bu tür kombine ipliklerin kullanılacağı tekstil proseslerini olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Kombine iplik üzerinde ki bu olumsuz eğilimi azaltmak için ipliğe ısıl işlem (fiksaj) uygulamak gerekir. Fiksaj işlemi genellikle, üretilen kombine ipliklerin bobinler halinde bir otoklavda ısıl işleme tabi tutulması şeklinde olur. Ancak ısıl işlem, istenirse sarım prosesi esnasında sıcak plakalar kullanılarak da yapılabilir. Isıl işlem süresince liflerin maruz kaldığı sıcaklık ve süre, ipliğin esnekliğini etkiler. Bu nedenle bu iki faktör, üretilen ipliğin son kullanım yeri göz önüne alınarak tespit edilmelidir (Babaarslan, 2009). Çift kat sarım metoduyla kombine iplik üretiminde, gerek elastanın beslenmesi, gerekse oluşan kombine ipliğin çekilip sarılması tek kat sarım metoduyla benzer şekildedir. Tek kat sarım sisteminden farklı olarak, bu sistemde birbirlerine göre zıt yönde dönen iki adet içi oyuk iğ kullanılır. Bu şekilde elastan kaplama iplikleri tarafından çapraz şekilde sarılır (Z ve S yönünde). Birbirlerine zıt yönlü iki grup sarımı; iç ve dış sarım olarak adlandırmak mümkündür. Dış sarım, kombine iplik üzerinde ilk sarımın etkisiyle oluşan dönme etkisini dengeler. Kombine iplik üzerindeki bu kuvvetin dengelenmesi, dış sarımı oluşturan üstteki iğin tur sayısı ile iç sarımı oluşturan alttaki iğin tur sayısının koordine edilmesiyle sağlanır. Bu nedenle çapraz sarılmış bu tür kombine ipliklerde ısıl işlem (fiksaj) uygulamasına gerek yoktur. İç ve dış sarımlar arası tur farkı elastan ipliğin gerilimi ve istenen uzama kabiliyetine bağlı olarak değişir. Kaplama metodu ile elde edilen iplikler streç pantolon, spor kıyafetleri, çorap vb. gibi çeşitli dokuma ve örme mamullerine esneklik kazandırmak amacı ile kullanılırlar Hava ile Kaplama (air-covering) Metodu Hava ile kaplama prensibinde, filament iplik bobinden alındıktan sonra silindirler üzerinden geçerek çekim sahasına gelir. Burada filament cinsine göre değişen oranlarda bir çekim işlemine tabi tutulur. Çekim sahasını izleyen kombinasyon bölümünde filament ipliğe, karşıdan geniş bir açıyla basınçlı hava 12

28 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN üflenmektedir. Basınçlı havanın etkisiyle filament iplik tek tek filamanlarına ayrılmakta ve filamanlar bir rotasyon hareketi içine girerek, birbirleri ve elastan üzerine bükülmektedirler. Bu şekilde elastan ve filament iplik arasında periyodik bağlantı noktalarının oluşmasıyla elastan içerikli kombine iplik ortaya çıkmaktadır. Bu bağlantı noktaları periyodik bir biçimde iplik boyunca devam etmektedir. Sistemde filament yerine ştapel liflerden eğrilmiş ipliklerde kullanılabilir. Dokuma işleminde çözgü iplikleri, ağızlık açma ve tefe vurma sırasında periyodik uzamalara maruz kaldığından, elastomerik iplikte bağlantı yerlerinde çözülmeler olmakta ve çözgü iplikleri birbirleri ile tutunarak dokuma işlemini güçleştirmekte ve verimini düşürmektedir. Bu problemlerinden dolayı, bu yöntemle üretilen ipliklerinin dokumada sadece atkı ipliği olarak kullanılması daha verimli olmaktadır (Örtlek ve Babaarslan, 2002; Kul, 2005). Şekil 2.4 de hava ile kaplama prensibi gösterilmektedir. Şekil 2.4. Havalı Sistemle Kombine İplik Üretim Sistemi 13

29 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN Büküm Metodu Büküm metoduyla elastan içerikli iplik üretimi dört alt başlıkta incelenebilir. Bunlardan, üçünde elastan çıplak olarak kullanılırken, two for one prosesinde elastik komponent olarak çıplak elastan ya da elastik kombine iplik kullanma imkânı vardır. Bu metodlar; a. Ring makinesinde büküm (Elasto-twist) b. Two for one (Çift büküm) c. İçi boş iğ tekniği d. Siro-spun tekniği (1). Ring Makinesinde Büküm Ring makinesinde bükümün esası, iki katlı stapel elyaflı iplikle, elastomer lifi (üç kat olarak) kaplamaktır. Üç ayrı iplik aynı anda kopça ve bilezik arasında dönerek kaplamayı gerçekleştirir. Sistemde koça hızı sınırlandırılmıştır. Yüksek hızlarla çalışıldığında kops oluşumunda boşluklar olabilmesi ve kopsa sarılan iplik miktarının düşük olması, sistemin fazla kullanılmamasının nedenleridir. Sistemin iplik üretim prensibi Şekil 2.5 de gösterilmiştir. Proseste, daha önceden bobinlenmiş iplik kopsları makinenin cağlık kısmına yerleştirilir. Elastan lif, üst besleme silindiri yardımıyla sisteme beslenerek, diğer iki iplikle birleştirilir. Kısa stapel iplikler ve elastan, alt besleme silindirinden beraber geçerek, kopçanın ve iğin dönmesiyle büküm alarak kops üzerine sarılır (Örtlek ve Babaarslan, 2002; Kul, 2005). 14

30 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN 1.Kısa stapel iplik 2.Alt besleme silindiri 3.Üst besleme silindiri 4.Üst silindir 5.İplik klavuzu 6.Gezdirici 7.İğ D:Elastan Şekil 2.5. Ring Makinesinde Büküm Prensibi (Jurg ve Böhringer., 1999) (2). Two-for-one Büküm Sistem, diğer tekniklere göre fazla yatırım maliyeti gerektirmeyen ve üretim sırasında çok çeşitli hammadde kullanılmasına imkân veren bir tekniktir. Bu sayede, değişik renk ve numaralarda iplik üretme imkânı sağlayan bir sistemdir. Sistemde elastanı çıplak halde kullanma zorunluluğu yoktur. Kaplama prosesi, katlama ve büküm olarak iki aşamada gerçekleşir. Katlama aşamasında açıktan gelen elastomer lif diğer normal ipliklerle bir araya getirilerek katlanır. Katlama prosesinden sonra büküm prosesi gelmektedir. 15

31 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN Katlanmış iplik bobini, içi boş iğin üzerine yerleştirilir. Bobinden alınan iplikler iğin içinden geçirilir. Daha sonra bu iplikler, iğin altındaki iplik çıkış kanalı vasıtasıyla balon kırıcıdan geçerek bobinleme ünitesine ulaşır. İğin her devrinde ipliğe iğ içerisinde bir büküm verilirken, aynı anda balon bölgesinde de bir büküm verilir. Bu iki büküm, ipliğe aynı yönde ve eş zamanlı olarak verilmektedir. Böylece iğin bir turunda iplik iki büküm almış olur. Şekil 2.6 da sistemin çalışma prensibi gösterilmiştir (Örtlek ve Babaarslan, 2002; Kul, 2005). 2. Büküm 1. Büküm İğ Dönüş Yönü Şekil 2.6. Two-for-one Sistemi ( Lexikon/dd-prinz.jpg, 2009) (3). İçi Boş İğ Tekniği Bu sistemde, daha çok üç farklı özellikteki materyalin bir araya getirilmesi sonucunda elde edilen iplik söz konusudur. Burada çekirdek olarak adlandırılan bir elastomerik filament, bu filamenti çevreleyen paralel haldeki kesikli lif demeti ve bu iki malzemeyi sararak onlara tutum kazandıran sargı filamenti bulunmaktadır (Yeşil, 2003). Şekil 2.7 de sistemin iplik üretim prensibi gösterilmektedir. 16

32 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN Şekil 2.7. İçi Boş İğ Tekniği Çalışma Prensibi (Babaarslan ve Baykal, 1998) Şekilde de görüldüğü gibi, daha önce paralelleştirilmiş ve kesikli liflerden oluşan şerit, sistemin çekim ünitesine beslenmektedir. Çekim etkisiyle, gerekli inceltme sağlandıktan sonra sargı filamentini taşıyan içi boş iğe beslenir. Aynı zamanda ipliğin öz kısmını oluşturacak olan elastomerik çekirdek ise doğrudan içi boş iğe beslenmektedir. İğ girişinde, beslenen elastomerik çekirdek filament kesikli lif demeti arasına karışarak onunla birlikte kendi ekseni etrafında dönen ve aynı zamanda sargı filamentini taşıyan içi boş iğin içerisinden geçirilmektedir. Bu geçiş sırasında sargı filamenti, bu iki malzeme üzerine sarmal bir yapıda sarılmaktadır (4). Siro-spun Tekniği Bu sistem, özellikle uzun kesik elyaflarla çalışmaya uygun bir sistemdir. Bu proses katlama ve büküm aşamalarını ortadan kaldırarak, üretimde tasarruf sağlamak 17

33 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN amacıyla geliştirilmiştir. Sistemde elastik kombine ipliğin üretimi (büküm ve elastanın ilavesi) tek bir adımda gerçekleşmektedir (Weber, 1996; Babaarslan, 2009). Sistemde makine üzerine iki ayrı fitil birbirine paralel halde beslenir. Çekime uğrayıp ön çekim silindirine gelen fitiller arasına elastomer lif beslenir ve ön çekim silindirini terk eden elastan ve lifler, bilezik ve kopça yardımıyla bobinlenir. Sistemin çalışma prensibi Şekil 2.8 de gösterilmiştir. Fitil Arka silindir Orta silindir Apron Elastan Ön silindir Şekil 2.8. Siro-spun Sistemi Çalışma Prensibi (Weber, 1996) Core-spun (Özlü İplik) Metodu Elastan içerikli kor (özlü) iplik, aynı merkezli iki lif demetinden oluşur. Bunlardan ilki, yüksek elastikiyete sahip elastanın oluşturduğu öz ve diğeri bu öz üzerine sarılan kesikli lif demetinden oluşan dış tabakadır. Bu tür kombine iplikler endüstride, daha çok elastik kor iplikler ya da elastik core-spun iplikler olarak bilinmektedirler. Kor iplik yapısının elde edildiği iplik eğirme sistemleri şu şekilde sıralanabilir (Özdemir ve Yeşilkütük, 1998); a. Ring iplikçilik 18

34 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN b. Friksiyon iplikçilik c. Tandem (hava jetli+friksiyon) iplikçilik d. Repco selfil e. Air-vortex f. Rotor iplikçilik Kor iplik yapısının en yaygın üretildiği iplik eğirme sistemi ring iplik eğirme sistemidir. Diğer iplikçilik yöntemleri ile de kor iplik yapısı elde edilse de, bu sistemler sanayide çok fazla kullanılmazlar. Kor iplik üretiminde, iplik merkezinde filament öz, kesik elyaf öz veya elastan öz kullanılabilir. Ancak tez çalışmasında elastan öz ve kesikli dış tabaka çalışıldığından, elastan özlü kor iplik üzerinde durulmuştur (1). O.E. Rotor Makinesinde Elastan Özlü Kor İplik Üretimi O.E. rotor eğirme sistemindeki temel prensip, makineye beslenen elyaf grubunu tek lif halinde açtıktan sonra düzenli bir şekilde tekrar toplayarak iplik formuna getirmektir. Open -end iplikçiliğinde elyaf beslemesi tek lif haline gelinceye kadar azaltılır. Elyaf şeridindeki lifler hava akımıyla taşınır. Lifler iç gerilmelerden kurtulmuş şekilde serbest olan iplik kuyruğuna bağlanırlar. Bu şekilde rotorun dönmesiyle elde edilen bir çeşit büküm yardımıyla iplik elde edilir ve bobinlere sarılır. O.E. rotor makinelerinde elastan özlü kor iplik üretmek için liflerin açılarak içine beslendiği rotorun özel bir forma getirilmesi gerekmektedir. Şekil 2.9 da gösterildiği gibi, rotorun ortası elastanın besleneceği biçimde oyuk olmalıdır. Bu oyuk içerisinden, rotorun arka tarafından beslenen elastan, rotor içine beslenen lifler tarafından sarılarak, elastan özlü iplik yapısı oluşmaktadır. 19

35 2. ELASTAN İÇERİKLİ İPLİKLER Deniz VURUŞKAN Şekil 2.9. O.E. Rotor Makinesinde Elastan Özlü Kor İplik Üretim Prensibi (Rieter BT904 Catalogue) (2). Vortex İplik Eğirme Makinesinde Elastan Özlü Kor İplik Üretimi Vortex iplik eğirme sisteminde, çekim sisteminden çıkan lifler, içerisinde yüksek hızlı hava girdabının oluşturulduğu jetin girişinde bulunan spiral açıklığa doğru emilir ve gergin bir pozisyon alırlar. Bu şekilde bir ucu jetteki spiral açıklıktan içeri giren liflerin diğer açık olan uçları hava girdabı sayesinde içi oyuk iğ etrafında döndürülür. Döndürülen bu lifler jetin içinde sıkı bir yapıda bulunan lifler etrafına sarılır ve böylece oluşan iplik jet içerisinden aşağıya doğru çekilir. Vortex makinesinde elastan içerikli iplik üretmek için, elastanı belirli bir gerginlik altında jet içine besleyecek özel bir düzenek gerekmektedir (Şekil 2.10). Jetin tam ortasına beslenen elastan lifi merkezde kalacak şekilde sargı lifleri ile tamamen sarılmaktadır. Sistemde, sargı liflerinin yüksek hava akımı sayesinde elastan üzerine dolanmaları sağlandığından, merkezdeki elastan lifi büküm almaz. Bu nedenle vortex iplik, öz ipliğin burulma kuvveti altında zarar görmesinden kaynaklanan problemlere uğramamış olur. Ayrıca yine bu sebepten dolayı oluşan iplik mukavemetinin düşmesi azaltılmış olur. 20