Rieter İplikcilik El Kitabı Cilt 5 Rieter İplikçilik El Kitabı Cilt 5 Rotor İplikçiliği Heinz Ernst
Yayıncı Rieter Machine Works Ltd. Copyright 2014 by Rieter Machine Works Ltd., Klosterstrasse 20, CH-8406 Wintherthur, www.rieter.com İceriğin bu kısmı Textile Institute den izin alınarak kullanılmıştır. Tercüme Prof. Dr. H. Erhan Kırtay Kapak resmi R 60 open end iplik makinası Mevcut ciltler / Baskı: Cilt 1 Kısa Lif İplikçilik Teknolojisi ISBN 10 3-9523173-1-4 / ISBN 13 978-3-9523173-1-0 Cilt 2 Harman hallaç & Taraklama ISBN 10 3-9523173-2-2 / ISBN 13 978-3-9523173-2-7 Cilt 3 İplik Hazırlık ISBN 10 3-9523173-3-0 / ISBN 13 978-3-9523173-3-4 Cilt 4 Ring İplikçiliği ISBN 10 3-9523173-4-9 / ISBN 13 978-3-9523173-4-1 Cilt 5 Rotor İplikçiliği ISBN 10 3-9523173-5-7 / ISBN 13 978-3-9523173-5-8 Cilt 6 Alternatif Eğirme Sistemleri ISBN 10 3-9523173-6-5 / ISBN 13 978-3-9523173-6-5 Cilt 7 Suni ve Sentetik Liflerin İşlenmesi ISBN 10 3-9523173-7-3 / ISBN 13 978-3-9523173-7-2 Tamamlayıcı Baskı Tüm Ciltler (Vol. 1-7) ISBN 10 3-9523173-0-6 / ISBN 13 978-3-9523173-0-3
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 3 Rieter İplikçilik El Kitabı Cilt 5 Rotor İplikçiliği Heinz Ernst
4 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 5 THE RIETER MANUAL OF SPINNING Cilt 1 Kısa Lif İplikçilik Teknolojisi Bu ciltte, kısa lif iplikçiliğindeki temel konulara ve genel olarak geçerli teknolojik ilişkilere değinilmektedir. Bu serinin diğer ciltleri makinalara veya makina gruplarına göre düzenlenmiştir. Böylece genelde geçerli olan temel prensipler, makina tasarımı ve konstrüksiyonunda devam eden gelişmelerden ayrı tutulur. Cilt 2 Harman hallaç & Taraklama İplikcilik El Kitabı`nın ikinci cildi, açma, temizleme, karıştırma ve taraklama hakkında detaylı bilgi sağlamakta, tarak garnitürlerinin ve regüle sisteminin seçimi ve bakımı yanında hammaddelerin klimatizasyonu, çeşitli standartlardaki liflerden beklenen telef miktarı, temizleme ve karıştırma makinalarının seçimi ve ayarlanması, telef geri kazanımı, taşıma ve çeşitli tarak parçalarının işlevleri hakkında bilgiler içermektedir. Cilt 3 İplik Hazırlık Rieter İplikçilik El Kitabı`nın bu cildi, taraklama ve ring iplik arasındaki iplik üretim prosesinin teknik ve teknolojik özelliklerini kapsamaktadır, bu da, cer makinası, penye bölümü (penye hazırlık dahil) ve fitil makinası anlamına gelmektedir. Bu önemli bir proses aşamasıdır, çünkü iplik kalitesi büyük ölçüde kendisinden önceki ara ürünlerin kalitesine bağlıdır. Cilt 4 Ring İplikçilik Cilt 5 Rotor İplikçiliği Rotor eğirme prosesi, alternatif eğirme sistemleri alanında yapılan araştırmanın bir sonucudur. Bu cilt, rotor iplikçilik prosesi ve özellikleri hakkında detaylı bilgi içermektedir. Eğirme elemanları ve şartlarında devam eden sürekli gelişmeler rotor ipliklerin optik olarak ring ipliklere benzer şekilde üretilmesini mümkün hale getirmiştir. Cilt 6 Alternatif Eğirme Sistemleri Alternatif eğirme sistemlerinin tüm avantajlarından yararlanmak için, sistemlerin detaylı bir şekilde anlaşılması önemlidir. Bu cilt, bu amaca ulaşmak icin katkıda bulunacak şekilde oluşturulmuştur ve en önemli alternatif eğirme sistemlerini detaylı olarak açıklamaktadır. Bunlardan birisi çok iyi bilinen hava-jetli iplik teknolojisidir. Cilt 7 Suni ve Sentetik Liflerin İşlenmesi Ticari olarak tanıtılmalarından itibaren, suni ve sentetik liflerin pazar payı, etkileyici bir büyüme hızı sergilemiştir. Bu önemli alanda, farklı özelliklere sahip suni ve sentetik liflerin çeşitliliği sürekli artmaktadır. Günümüzde çeşitli uygulamalar için, pratik olarak isteğe özel lifler mevcuttur. Bu nedenle, iplik üreticisinin bu liflerin özelliklerini ve proseslerini etkileyen bazı karakteristiklerini kapsamlı bir şekilde anlaması önemlidir. Ring iplikçiliğinin teknik ve teknolojik yönlerini kapsar. Bu, iplik üretiminde son prosestir. Ring iplik makinası iplik ve iplik kalitesine önemli ölçüde etkiler. Ring ipliği, diğer eğirme prosesleri ile üretilen iplikler değerlendirilirken kıyaslamada hala standardı temsil etmektedir.
6 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 7 EDİTÖRDEN Rieter İplikçilik El Kitabı serisinin bu beşinci cildi, rotor iplikçilik sisteminin hem teknik hem de teknolojik yönlerini içermektedir. Son kırk yılda yeni, daha ekonomik eğirme sistemlerinin araştırılması tekstil sanayinde çok yoğun bir şekilde gerçekleşmiştir. Önemli başarılardan birisi olarak, 2007 sonu itibariyle dünya çapında 8 milyonu bulan rotor sayısı ile (yaklaşık 48 milyon ring iğine denk gelen), 70'li yılların başında pazara sunulan ve pazarın önemli bir kısmını ele geçiren rotor iplikçilik olmuştur. Bu başarının ana nedenlerinden birisi, rotor iplikçiliğin önemli ekonomik performansı olmuştur. En başından itibaren, rotor teknolojisinin proses maliyeti açısından yeni bir kıyaslama kriteri oluşturabileceği ortaya çıkmıştır. Özellikle iplik sanayinde artan işçilik maliyetlerinin temel bir problem oluşturduğu pazarda, kalın numaralı iplik üretimi alanında bu yeni teknoloji piyasayı ele geçirmiştir. Daha sonraları, tüm rotor iplikçilik prosesinin otomasyonunun gerçekleşmesiyle bu avantaj çok daha belirgin hale gelmiş ve işçilik maliyetlerinin payını önemsiz bir konu haline getirmiştir. Günümüzde rotor iplikçilik prosesi, kısa elyaf iplikçiliğindeki diğer tüm iplik eğirme sistemlerine göre, rakip tanımayan avantajları ile, tüm ham madde çeşitlerinin üretiminde istikrarlı bir alternatif oluşturmaktadır. Rotor iplikçilik sistemi, belirli bir dereceye kadar ring iplik standartlarından farklı kalitesiyle iplikleri ve dolayısıyla son ürünlerin üretimini sağlamaktadır. Yeni prosesin tüm avantajlarından yararlanmak için, detayların kapsamlı bir şekilde anlaşılması gerekmektedir. Rieter İplikçilik El Kitabının bu cildi, bu amaca ulaşmayı hedefleyecek şekilde tasarlanmıştır. Bazı önemli temel teknolojiler, özellikle rotor iplikçiliğinde açıcı silindirlerle açma ve iplik oluşum prosesinin Cilt 1, Kısa Lif İplikçilik Teknolojisi`nde açıklandığı belirtilmelidir. Bu cildin yazarı, Heinz Ernst, rotor ürün yönetiminden sorumlu olan, Rieter Ingolstadt`dan yeni emekli olmuş, eski bir Rieter elemanıdır. Tekstil teknolojisi alanındaki deneyimlerini paylaştığı, dünya çapındaki sayısız seminerlerde ders vermiştir. Heinz Ernst yılların deneyimine sahiptir. Bu el kitabının yapısı ve konuların düzenlenmesi, Textile Institute tarafından yayınlanan oriinal kısa elyaf iplikçilik teknolojisinden alınmıştır. Bu ansiklopediden yararlanacak tüm okuyuculara keyifli okumalar diliyorum. Heiner Eberli, Pazarlama Müdürü, Rieter Spun Yarn Systems
8 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 9 İÇİNDEKİLER 1. Rotor iplikçiliğinin önemi 11 1.1. Tarihi Geçmiş 11 1.2. Rotor iplikçiliğinin gelişimi ve bugünkü durumu 11 1.3. Rotor iplikçiliğinin potansiyeli 14 1.3.1. Rotor iplikçiliğinin teknolojik potansiyeli 14 1.3.2. Rotor iplikçiliğin ekonomik potansiyeli 14 1.4. Rotor iplikçiliğin prensibi 14 1.5. Rotor iplik makinalarının performans parametreleri machines 15 1.5.1. Teknolojik ayar parametreleri 15 1.5.2. Üretim ile ilgili ayar parametreleri 15 1.5.3. Makina verileri 15 2. Ekipman ve proses 17 2.1. Rotor iplik makinasının yapısı 17 2.2. Rotor iplik makinasının çalışma prensibi 18 2.3. Eğirme kutusu 20 2.3.1. Şerit besleme 20 2.3.2. Açıcı ünite 21 2.3.3. Döküntünün uzaklaştırılması 22 2.3.4. Rotora lif transferi 23 2.3.5. Rotor yivine lif transferi 24 2.3.6. İplik oluşumu ve büküm verilmesi 25 2.3.7. Rotor hızı ve rotor çapı 26 2.3.8. Rotor temizliği 27 2.3.9. Rotor yataklama ve tahrik mekanizması 28 2.3.10. İplik çıkışı 32 2.4. Bobin oluşumu 32 2.4.1. Sarım işlemi, duruş hareketi ve kalite kontrol 33 2.4.2. Sarım gerginliğinin dengelenmesi 33 2.4.3. Helis sarımı ve sevk hızı 35 2.4.4. Desen oluşumunu önleyici tertibat 36 2.4.5. Bobin sırtlarında kenar kaydırma 36 2.4.6. Uzunluk ölçümü 36 2.4.7. İplik parafinleme tertibatı 37 2.5. Tahrik mekanizmaları 37 2.6. Emme sistemi 39 2.6.1. Emme sistemi makinesi 39 2.6.2. Emme sistemi robotu 40 2.7. Çalışma ve izleme 40 2.8. Kalite kontrol sistemleri 41 2.8.1. Rotor iplik makinalarının entegre bileşenleri olarak Kalite kontrol sistemleri 42 2.8.2. Ölçüm metotlarının karşılaştırılması 42 2.9. Üretim izleme 43 3. Makina ve transport otomasyonu 45 3.1. Rotor iplikçiliğinde makina otomasyonu 45 3.1.1. Robotlar için uygulama opsiyonları 46 3.1.1.1. Tek robotlu makinalar 46 3.1.1.2. İki robotlu makinalar 46 3.1.1.3. Üç robotlu makinalar 48 3.1.1.4. Dört robotlu makinalar 48 3.1.2. Otomatik ekleme 48 3.1.2.1. Kopuşlardan ve kalite duruşlarından sonra otomatik ekleme 49 3.1.2.2. Bobin değişiminden sonra otomatik ekleme 49 3.1.2.3. Ekleme hızı ve ekleme kalitesi 52 3.1.3. Manuel makinalerdeki yarı-otomatik ekleme sistemi 53 3.1.4. Otomatik bobin değiştirme 54 3.1.4.1. Tek bir işlem olarak bobinin değiştirilmesi ve eğirme işleminin boş masura üzerine başlanması (entegre otomasyon) 54 3.1.4.2. İki farklı işlem olarak bobinin değişitirilmesi ve takip eden eğirme işleminin başlaması 54 3.1.4.3. İpli ucunun yerleştirilmesi 54 3.1.5. Lot değişimi 55 3.1.5.1. Her bir eğirme pozisyonunda lot değişimi 55 3.1.5.2. Makinanın tek bir tarafında lot değişimi 55 3.1.5.3. Tüm amkinede bütün olarak lot değişimi 55 3.1.6. Masura tedariki 55 3.1.7. Kova değişiminden sonra otomatik şerit ekleme 55 3.2. Rotor iplik işletmelerinde taşımada otomasyon 56 3.2.1. Otomatik kova değişiminde kova şeklinin önemi 56 3.2.2. Cer makinasi ve eğirme makinasi arasında kova transferi 57 3.2.3. Rotor iplik makinasi ve ilgili bölgeler arasında bobin transfer 58 4. Uygulama mühendisliği 61 4.1. Hammadde seçimi 61 4.2. Lif özellikleri 63 4.2.1. Lif inceliği 64 4.2.2. Lif uzunluğu 65 4.2.3. Elyaf mukavemeti ve uzaması 67 4.3. Hammaddenin hazırlanması 67 4.3.1. Pamuktaki rahatsız edici materyaller 68 4.3.1.1. Organik ve anorganik kalıntılar 68 4.3.1.2. İplik artıkları 68 4.3.1.3. Quartz kum ve mineral tozu 68 4.3.1.4. Ballık 68 4.3.2. Sentetik lifler ile çalışma problemleri 68 4.3.2.1. Avivaj maddesi 69 4.3.2.2. Matlaştırıcılar (MMF) 69 4.3.3. İşlem aşamaları 69 4.3.3.1. Harman Hallaç 69 4.3.3.2. Tarak makinaları 69 4.3.3.3. Cer makinası 70 4.3.3.4. Penye işlemi (tarama işlemi) 71 4.4. Eğirme elemanlarının uygulama aralığı 71 4.4.1. Açıcı silindirlerin uygulama aralığı 72
10 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 4.4.2. Rotor uygulama aralığı 73 4.4.3. Düzelerin ve düze kanallarının uygulama aralığı 76 4.4.3.1. Düzeler 76 4.4.3.2. Seramik insert lü büküm durduruculu (TWISTstop) ve durdurucusuz çıkış kanalları 78 4.5. Fantezi iplik üretim komponenetleri 79 4.6. İplik bükümünün ve çekimin seçimi ve etkileri 79 4.6.1. Çekim 79 4.6.2. İplik bükümü ve büküm katsayısı (faktörü) 80 4.7. Rotor iplikleri için iplik ve makina bilgileri 82 4.8. İplikhanelerdeki ortam koşulları 84 4.9. Sonraki işlemler ve nihai ürünler 84 4.9.1. İşleme özellikleri 84 4.9.2. Rotor iplikten üretilmiş kumaşlar 85 4.9.2.1. Yatak çarşafları 86 4.9.2.2. Zımpara bezi sırtı 86 4.9.2.3. Denim kumaşlar 86 4.9.2.4. Flanel kumaşlar 86 4.9.2.5. Havlı kumaşlar 87 4.9.2.6. Örme kumaşlar/t-şörtler 87 4.9.2.7. Spor giyim/gündelik giyim 87 4.9.3. Terbiye/Bitim işlemleri 87 5. Teknoloji 89 5.1. İplik oluşumu 89 5.1.1. Rotora lif akışı 89 5.1.2. Rotor yivinde lif birikmesi (geri dublaj) 89 5.1.3. Büküm verme ve iplik oluşumu 90 5.2. Gerçek ve yalancı büküm 92 5.3. Sarıcı lifler 94 5.4. İplik yapısı ve fiziksel tekstil karakteristikleri 94 5.4.1. İplik numarasına bağlı iplik mukavemeti (cn/tex) 95 5.4.2. Kopma uzaması (%) 95 5.4.3. İplik tüylülüğü 96 5.4.4. İplik düzgünsüzlüğü 96 5.4.5. Sık rastlanan hatalar (ince yerler, kalın yerler, nepsler) 97 6. Rotor iplikçilik ekonomisi 99 6.1. Karşılaştırılabilir ring ve rotor ipliklerinin maliyet yapıları 99 6.2. Taşımadaki ve bakımdaki avantajlardan kaynaklanan düşük işçilik maliyetleri 103 6.3. Sonraki işlemlerde azaltılmış işçilik maliyetleri 104 Kaynaklar 105 Tablo ve Şekiller 107
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 11 1. ROTOR İPLİKÇİLİĞİNİN ÖNEMİ 1.1. Tarihi Geçmiş Rotor iplikçiliğinin ring iplikçiliğine kıyasla ayırt edici özelliği daha yüksek miktarlarda üretim potansiyelidir. Bu potansiyel rotor ve sarım hızlarının sürekli arttırılması sonucu devamlı iyileştirilmiştir. Rotor iplikleri ring ipliğe göre daha ucuz üretilmeleri ve söz konusu uygulama alanlarına uygun olmaları sebebiyle her zaman başarılı olmuştur. Rotor eğirme sisteminde iki üretim aşaması eğirme ve sarım tek bir makinada birleştirilmektedir. Böylece ilk aşama olarak küçük eğirme kopslarına sarım yapılmadan satışa hazır çapraz sarımlı bobinler hemen elde edilebilmektedir. Entegre iplik izleme sistemleri ve her eğirme noktasında parafinleme elemanları sayesinde sonraki aşama olan aktarma işlemini de elimine eder. Rotor eğirme sisteminde karde veya cer şeritleri doğrudan işlenebildiği için ring iplikçlikte zorunluluk olan fitil üretimi aşaması da elemine edilmiştir. Son olarak, rotor eğirme makinalarında operatör işlemlerinin otomasyonu ring iplik makinasındakilere kıyasla daha kolaydır. Artık yüksek performanslı rotor iplik makinalarında tüm operatör işlemlerinin otomasyonu standartlaştırılmıştır, pek çok tekstil fabrikasında otomatik kova ve bobin transferi de zorunluluk haline gelmiştir. Rotor ipliklerinin sadece piyasaya çıkmasında değil, aynı zamanda rotor ipliklerinin ring ipliklerin yapısal özelliklerinden ayırt edilmesinde de teknolojik açıdan bir mücadele olmuştur. Rotor ipliklerinin daha fazla tercih ediliyor olması, örneğin dokuma denim kumaşlarda ve örme kumaşlarda, bunun bazı son ürün gruplarında başarı ile kullanıldığını göstermektedir. Bir yandan iplik özelliklerinin modifikasyonu ile diğer yandan eğirme stabilitesinin sürekli geliştirilmesiyle rotor iplikler için hala yeni uygulama alanları geliştirilmektedir. Rotor iplikçiliğinin önemli özelliklerinden birisi fonksiyonel aşamalardan şerit açma ve iplik elde etme işlemlerinin, sırasıyla büküm verme ve elde edilen ipliğin sarımı işlemlerinin birbirinden ayrılmasıdır. Bunu başarabilmek için ise elyaf demetinin en az bir noktada kesintiye uğramalıdır. Bu işlem cer ya da tarak şeridinin tek bir life dek açılması ve sonrasında bu liflerin büküm işleminin gerçekleştiği rotor yivinde toplanması aşamaları arasında gerçekleşir. Her bir lif, açıcı silindir ile rotor yivi arasındaki transfer esnasında daha sıkı bir elyaf demetinden geldiği ve yine rotor yivinde toplandığı için burada açık iplik ucundan bahsedilebilir. 1.2. Rotor iplikçiliğinin gelişimi ve bugünkü durumu Rotor eğirme sistemiyle iplik üretimi hiç de yeni bir işlem değildir: Bu metot için ilk patent başvurusu (Berthelsen tarafından temel (ilk) rotor patenti) 1937 de yapılmıştır. Kullanılabilir ilk tasarım 1951 yılında Spinnbau firmasından J. Meimberg tarafından önerilmiştir. Ancak performansı başarısız bulunduğu için bu tasarım geliştirilmemiştir. 1960 lı yıllarda fikir Çekoslavakya da tekrar ele alınmış, ve sanayi uygulamalarına uygun ilk makina 1965 yılında Brno fuarında sergilenmiştir. Bunu aynı yıl düzenlenen 1967 ITMA ya paralel bir sergide BD 200 makinasının sunumu izlemiştir. Bu yıllar aynı zamanda rotor eğirme prosesinin iplikhanelerde ticari olarak kullanımının gündeme geldiği yıllardır. 1970 li yılların başında Rieter, Schubert&Salzer ve Platt firmaları rotor eğirme işlemini geliştirmek için bir konsorsiyum oluşturmuş ve sonucunda değişik aşamalarda olan pek çok prototip ITMA 1971 de sergilenmiştir. Takibeden yıllarda rotor eğirme sisteminin hem teknolojik hem de ekonomik potansiyelini geliştirme amaçlı yoğun çalışmalar yapılmıştır. Sistematik olarak gerçekleştirilenbu çalışmalar aşağıdaki başlıklar altında sürdürülmüştür: İplik kalitesine dikkat ederek rotor iplik numarası aralığının genişletilmesi. Rotor ipliklerin aşınma özelliklerinin optimize edilmesi, örneğin mamüldeki tutumlarının geliştirilmesi. Takip eden işlem aşamalarındaki ani performans artışlarını da dikkate alabilmek için ipliğin fiziksel özelliklerinin geliştirilmesi. Sürekli araştırma ve geliştirme sonucunda eğirme elemanlarında ve koşullarında iyileştirme sağlanmıştır. Böylece artık rotor iplikler ve ring iplikleri biribirnden ayırt etmek imkânsız hale gelmiştir. Rotor iplik makinasının kendisi artık sadece geleneksel anlamda bir eğirme makinası değildir, şeriti ipliğe çeviren yüksek üretim kapasitesine sahip, bilgisayar donanımlı ve kompleks bir sistemdir.
12 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği Ekonomik açıdan sağlanan gelişmeler teknolojik gelişmelere kıyasla daha dikkat çekicidir. Örneğin, 1960 larda rotor iplikçiliğin tanıtımından beri rotor hızları 30 000 dev/ dak seviyesinden pratikte 160 000 dev/dak çıkmıştır (Şekil 1). Günümüzde (2005 de) her hangi bir zorlukla karşılaşmadan teknik olarak 170 000 dev/dak çıkmak mümkündür. Ring iğlerine kıyasla rotor eğirme ünitesi 5 ila 10 kat fazla üretim yapabilmektedir. Ücret seviyeleri yüksek olan ülkelerde, Ne 60 numaraya kadar olan iplikler için rotor eğirme ring iplikçiliğine kıyasla daha ekonomiktir. Rotor shızları [dev/dak] 200 000 180 000 160 000 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 1960 1965 1970 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2020 Şekil 1 Rotor eğirme sisteminin geliştirilmesinden itibaren ulaşılan rotor hızları Dünya çapında 8 milyondan fazla rotor ile (Şekil 2), kesikli liflerin %20 si eğrilmektedir. Bazı ülkelerde (örn. ABD, Almanya) rotor ipliklerin toplam iplik hacmine oranı yaklaşık %50 dir. Moda ve tekstil uygulamalarındaki gelişmeler, iplik makinaları imalatındaki gelişmeler gibi, sürekli artmaktadır ve bu gelişmeler rotor ipliklerinin uygulama alanlarını da değiştirmektedir. Hava jetli üretim sistemine göre üretilen iplikler özellikle ABD de belirli bir pazar payını garantilemiş durumdadır. Yoğun geliştirme çalışmalarına rağmen, saf pamuk uygulamalarındaki belirli sınırlamalar daha geniş aralıkta uygulama alanları açısından bariyer oluşturmaktadır. Son yıllarda otomatik rotor iplik makinalarının dünyada payı yaklaşık %35 civarındadır. Bu rakam Çin deki otomasyonsuz çok sayıdaki iplik makinasından etkilenmektedir. Rotor adedi 3 500 000 3 000 000 2 500 000 2 000 000 1 500 000 1 000 000 500 000 0 Doğu Asya Kuzey Avrupa Batı Güney Afrika Avrupa Okyanusya Amerika Diğer Avrupa Amerika Bölgeler (ITMF) Şekil 2 2007 Dünya genelindeki toplam rotor sayısı (toplam 8 milyon üzerinden) Dünyanın diğer bölgelerinde oran çok daha yüksektir. Şekil 3 de bir örnek olarak son yüzyılda rotor iplikçiliğine büyük yatırımlar yapan Türkiye deki durum gösterilmektedir. Otomatik rotor iplik makinalarının piyasaya girmesinden kısa süre sonra Türkiye deki payı %80 leri geçmiştir. Günümüzde ayrıca cer ve rotor iplik makinası arasında otomatik kova transferi sisteminin yanı sıra depoya ya da sıradaki diğer aşamalara bobin transfer sistemleri de vardır. Bu durum rotor iplikçiliğinin ekonomik gelişmesine katkıda bulunmuştur. 900 000 800 000 %90 %80 Kurulu rotor sayısı 700 000 600 000 500 000 400 000 300 000 200 000 %70 %60 %50 %40 %30 %20 Otomasyonlu makinalerin oranı 100 000 %10 0 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 %0 Kaynak: ITMF, Rieter Rotordaki yeni yatırımlar Kurulu rotorlar Satılan makinalardaki otomatik makinaların oranı Şekil 3 Kurulu rotor sayısı, otomatik makinaların oranı ve rotorlara yapılan yeni yatırımlar görülmektedir, örnek olarak 1979-2003 yılları Türkiye alınmıştır
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 13 Rotor eğirme işlemi 60 mm (2.25 ) kadar uzunluğa sahip lifler için uygundur ve bu sebeple klasik kısa elyaf pamuk aralığını kapsamaktadır. Başka üretici firmaların (Schubert & Salzer, Duesberg Busson) daha uzun kesikli lifleri işleyebilmek için geliştirdiği daha büyük rotorlar ne yazık ki piyasada tutunamamıştır. Kısa kesikli elyaf için rotor iplik numara aralığı Şekil 4 de görülmektedir. Rotor iplikler için iplik numarası aralığı esas olarak Ne 6 ve Ne 40 arasında olmasına rağmen, genelde Ne 3 - Ne 60 numara aralığını kapsamaktadır, Ancak yukarıda belirtilen aralığın dışındaki toplam üretim iplik hacmi küçüktür. Kurulu rotor kapasitesi 3 000 000 2 500 000 2 000 000 1 500 000 1 000 000 500 000 3 6 12 18 24 30 40 50 İplk Numarası [Ne] Şekil 4 Kurulu rotor kapasitesi (dünya çapında), iplik numarasına göre (ITMF) Pamuk lifi. toplam iplik hacmindeki yaklaşık %55 lik oranı ile rotor iplik makinalarında işlenen lifler arasında en baskın olanıdır, ancak tüm kısa kesikli lifler karışım ya da tek başına bu sistemde eğrilebilir. Pamuk lifinin yanı sıra poliester (PES) lifleri de rotor iplik üretiminde yüksek miktarda kullanılmaktadır. Dünya genelinde lif tüketimindeki yaklaşık %3 lük yıllık artış artan miktarda poliester lifleri ile karşılanacaktır. Viskoz, modal, poliakrilik, birbirleriyle ve pamuk lifiyle karışımları toplam iplik hacminde belirli bir oranı kaplar. Ancak, bu ve diğer başka doğal ve sentetik liflerin işlenmesi daha çok moda eğilimleri ile belirlenmektedir, bu sebeple toplam iplik hacmindeki oranları sezonsal ve bölgesel olarak değişkendir. Bazı uygulamalarda ekonomik açıdan ilgi çeken bir başka nokta ise, daha önceleri kullanımı mümkün olmayan iplikhane teleflerinin rotor eğirme sisteminde kullanılabiliyor olmasıdır. Bu eğirme sisteminin tanıtılmasıyla, rotor iplikleri dokuma ve örme mamüllerde kullanılmaya başlamıştır. Pek çok durumda rotor ipliklerin kullanılmasıyla, daha kaliteli mamullerin üretilmesine olanak veren, ring ipliklere kıyasla avantaj sağlamaktadır. İlk olarak, rotor iplikler kendilerine has özellikleri mamülde aranan niteliklerle örtüştüğü durumlarda başarılı bir şekilde kullanılabilmektedir. Şekil 5 de iplik numaralarına göre sınıflandırılmış olan rotor ipliklerin kullanıldığı son ürünler görülmektedir. Bu tablodan rotor ipliklerin konfeksiyon sektöründe daha çok denim dokumalarda, pantolon kumaşlarında, spor giyimde, bluzlarda ve iç giyimde, havlı ürünlerde ve döşemelik kumaşlarda kullanıldığı görülmektedir. Ayrıca bahse değer kullanım alanı olarak konfeksiyon sektöründe çoraplar ve süveterler, ev tekstilinde çarşaflar ve döşemelik kumaşlar, teknik tekstil uygulamaları, örneğin, zımpara taban bezi tente ve stor kumaşı da belirtilebilir. 1 800 1 600 1 400 Üretim [t / yıl] 1 200 1 000 800 600 400 200 3 6 12 18 24 30 40 50 İplik numarası [Ne] Döşemelik Ev / Sporgiyim (yuvarlak örme) Denim / İş giyimi İçgiyim (yuvarlak örme) Pantalon (Denim dışı) (dokuma) Bluz / Bayan giyim (dokuma) Havlu Şekil 5 İplik numarasına göre rotor ipliklerden elde edilen mamullerin yıllık üretimi (dünya genelinde ton olarak)
14 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 1.3. Rotor iplikçiliğinin potansiyeli Son yıllarda geliştirilen pek çok eğirme sisteminin, örn. Bobtex, Repco, Twilo, friksiyon, hava jetli, ve sarma, arasından sadece rotor iplikçilik ve hava jeti iplikçiliği piyasada başarılı olarak tanımlanabilmektedir. Temelde rotor iplikçiliğinin hem teknolojik hem de ekonomik potansiyeli bu işlemin başarısında ikna edici faktörler olmuştur. 1.3.1. Rotor iplikçiliğinin teknolojik potansiyeli Rotor iplikçiliği stabil eğirme işlemidir, yani normal eğirme koşullarında çalışma esnasında ya da iplik kalitesinde her hangi bir varyasyona neden olmadan sorunsuz çalışır. Standart eğirme ekipmanı ve ayarlamalar ile tekrar edilebilen ve pek çok eğirme pozisyonuna uygulanabilen bir işlemdir. Böylece kalite sürekliliği aynı makinanın ve bir grup makinanın farklı rotorlarında ve uzun bir zaman diliminde net olarak sağlanabilmektedir. Rotor iplikçiliği özgün bir açık-uç işlemidir, yani ipliğe gerçek büküm verilmektedir ve böylece de iplik hem yapısı hem de uygulama alanları açısından (ring iplik ile arasındaki farklılıklar daha detaylı olarak daha sonraki bölümlerde belirtilecektir) ring iplik ile karşılaştırılabilir olmaktadır. Böylece rotor iplikler pek çok uygulama alanında ring iplik yerine kullanılabilmektedir. Kural olarak rotor iplikçilikte normal cer şeridi kullanılmaktadır. Bazı eğirme sistemlerinde (hava jetli) gerekli olan hazırlık işlemlerine rotor iplikçilikte ihtiyaç duyulmaz. Dayanıklı ve basit eğirme elemanlarıyla donatılmış olduğu için teknolojik açıdan rotor iplikçiliği fabrika operasyonları için çok uygundur. Rotor iplikçiliğin sıcaklık, nem ve havalandırma gibi eğirme ortamı koşulları açısından her hangi bir özel ortama ihtiyacı yoktur, hatta pek çok durumda ring veya hava jeti eğirme sistemlerine kıyasla eğirme ortamı koşulları daha az önemlidir. 1.3.2. Rotor iplikçiliğinin ekonomik potansiyeli Rotor iplikçiliğinin ekonomik avantajı kısa sürede tespit edilmiş ve başa baş noktasını daha ince ipliklere doğru kaydıracak sonuçlar vermek üzere gelişme göstermiştir. Bu açıdan aşağıda belirtilmiş olan noktalar önemlidir: Rotor iplikçilik cer şeridinden satışa ya da bir soraki aşamada kullanılmak üzere hazır halde çapraz sarımlı bobin elde edilen ilk işlemdir. Fitil makinası ve bobin aktarma işlemleri iş akışından çıkarılmıştır, bu durum rotor iplikçiliğindeki eğirme pozisyonunun ring iğine kıyasla çok daha maliyetli olmasıne rağmen ekonomik açıdan rotor iplikçiliğinin tercih edilmesinde çok özendirici olmuştur. Kilo başına üretim maliyetleri açısından rotor iplikçiliğinde direkt işçilik maliyetleri sermaye ve enerji maliyetlerinin altında kalmaktadır. Rotor eğirme ring iplikçiliğe kıyasla çok daha yüksek verimle çalışmaktadır. Makina verimliliği %99 lar civarındadır. Bobinlerin makinadan alınması için ring iplikçilikte gerekli olan makina duruşları rotor iplikçiliğinde olmamaktadır. Pek çok durumda dokuma ve örme işletmelerinde uygulanmakta olan proseslerde avantajlı durum uzun metrajlı ve hatasız çapraz bobin sarımları ile sağlanmaktadır, yani işlem aşamalarında daha az sorun ve dah az duruş olmaktadır. Son olarak, ring iplikçiliği ile karşılaştırıldığında daha yüksek verime rağmen toz ve gürültü kirliliği açısından rotor iplikçiliği daha çevre dostudur. 1.4. Rotor iplikçiliğinin prensibi Tüm temel eğirme işlemleri göz önüne alındığında rotor iplik makinası kısa kesikli elyaf eğiren iplikhanelerdeki diğer her hangi bir makinaya benzemez: Şerit besleme: Tarak ya da cer şeridi besleme silindiri ve masası aracılığıyla hızlı bir şekilde açıcı silindire beslenir. Şerit açma: açıcı silindirin dönen dişleri besleme masası ve silindiri arasında kıstırılmış olan şerit tutamındaki lifleri tarar. Buradan geçen lifler lif kanalına beslenir. Rotora lif transferi: rotor yatağındaki merkezkaç kuvveti ve vakum liflerin açıcı silindirden ayrılmasını sağlar ve rotor iç duvarına doğru ilerlemelerine neden olur. Rotor yivinde liflerin toplanması: hızla dönen rotordaki merkez kaç kuvvetleri liflerin rotor yivine doğru ilerlemelerini sağlar ve burada lif halkası oluşturacak şekilde birikirler. İplik oluşumu: eğrilmiş ipliğin ucu düzeden rotor yivine doğru çıkınca rotorun dönüyor olması sebebiyle büküm alır ve bu büküm rotorun içine doğru ipliğin üzerinden aktarılır. İplik ucu kendi ekseni etrafında döner ve düzenin yardımıyla, (büküm tutucu görevi yapar), rotor yivine biriken liflerin sürekli büküm almasını sağlar. İpliğin sarılması: rotorda oluşan iplik düzeden ve çıkış borusundan sürekli olarak sevk mili ve baskı silindiri aracılığıyla alınır ve çapraz sarım yapılır. İpliğin alınmasıyla sarımı arasında iplik hareketini ve ayrıca iplik kalitesini pek çok sensör kontrol eder, gerekli olduğu durumlarda iplik temizleme yapılır.
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 15 1.5. Rotor iplik makinalarının performans parametreleri 1.5.1. Teknolojik ayar parametreleri Lif boyu 60 mm ye kadar doğal ve sentetik lifler Şerit numarası Nm 0.14-0.40; Ne 0.08-0.24; ktex 7.0-2.5 İplik numara aralığı Nm 5-100; Ne 30-60; ktex 200-10 Çekim aralığı 40-400-kat Büküm aralığı T/m 196-1 500/TPI 5-38 Sarım açısı 30 ve 40 arasında 1 arttırılarak ayarlanabilir 1.5.2. Üretim ile ilgili ayar parametreleri Rotor hızı Açıcı silindir hızı Sevk hızı, silindirik Sevk hızı, konik Bobin ağırlığı, silindirik Bobin ağırlığı, konik 35 000-160 000 dev/dak 6 000-10 000 dev/dak 350 m/dak (240 rotor) 270 m/dak (500 rotor) max 60 m/min (500 rotor) max 6 kg veya 350 mm çap max 270 mm çap 1.5.3. Makina verileri Rotor sayısı, toplam Rotor sayısı/seksiyon Seksiyon sayısı 500 e kadar 20 veya 24 rotor makina imalatçısına bağlı olarak max 25 (20 rotor/seksiyon) max 20 (24 rotor/seksiyon) Robot sayısı maksimum 4
16 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 2. EKİPMAN VE PROSES 2.1. Rotor iplik makinasının yapısı f e c a d b Şekil 6 Rotor iplik makinasının yapısı Modern rotor iplik makinası iki taraflıdır-her iki tarafında da eğirme kutuları ve sarım birimleri bulunur-böylece pahalı tahrik mekanizmaları ve eğirme robotları daha etkin bir şekilde kullanılabilir. Bir rotor iplik makinası aşağıdaki ünitelerden oluşmaktadır (Şekil 6): rotorlar, besleme ve açıcı silindirler ve sarım üniteleri için merkezi tahrikli baş (a) ve uç (b) kısımları; seksiyonlar halinde birleştirilmiş eğirme ve sarım birimleri (c); boş masura magazinli masura besleyici (d) ve boş masura transport sistemi (makinanın uç kısmında); makinanın her iki tarafında temizleme, ekleme ve bobin değişimi amacıyla 1-2 robot (e); çapraz sarımlı dolu bobinlerin makinanın diğer ucuna transferi için bobin konveyör bandı (f); her eğirme pozisyonunda kalite kontrol ve izleme sistemleri (opsiyonel). 17
18 a g e b c d f k o i l n m p q r h Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 2.2. Rotor iplik makinasının çalışma prensibi Şekil 7 Şerit besleme aşamasında ipliğin silindirik veya çapraz bobinlere sarılıncaya kadar liflerin izlediği yol
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 19 İplik makinasına genelde birinci ya da ikinci pasaj cer bandı (hemen hemen her zaman) ya da tarak şeridi (a) (bkz Şekil 7) beslenmektedir. Şerit, eğirme biriminin hemen altına yerleştirilmiş olan dairesel ya da dikdörtgen kovalardan gelerek besleme silindiri (b) ve besleme masası (c) aracılığıyla şerit kılavuzundan (d) geçerek dönmekte olan açıcı silindirlere (e) ulaşır. Dönmekte olan besleme silindiri cer şeridini kıstırır ve besleme masası üzerinden açıcı silindir muhafazasına doğru ittirir. Besleme tablasındaki yaprak yay mekanizması sayesinde cer bandının besleme silindirine doğru sıkı bir şekilde kıstırılması sağlanır. İplik kopuşu olması durumunda besleme kavraması ayrılır ve böylece besleme silindiri durdurularak şerit besleme işlemi otomatik olarak durdurulur. Bunu sağlayan sinyal, ipliği yoklayan cihaz (iplik monitörü) tarafından oluşturulur. Geleneksel ring iplik eğirme işleminde lif demeti-yani cer bandıbesleme esnasında bir bütün olarak tutarlı bir yapıda beslenir ve eğirme işlemi esnasında sadece inceltilir. Rotor iplik eğirmede lif demeti tek bir life kadar açılır. Bu işlem esas olarak açıcı silindir tarafından gerçekleştirilir. Testere dişlere sahip olan bu silindir besleme silindiri ve besleme masası arasında kıstırılmış olan lif tutamını tarar; tutamdan çekilen lifleri lif kanalına (f) aktarır. Liflerin lif kanalı aracılığıyla açıcı silndirden rotora transferi için hava akımı gerekmektedir. Bu akım eğirme bölgelerindeki ana kanal (h) ve sonrasında rotor yuvasındaki (i) vakum ile sağlanır. Vakum, her rotor yatağındaki küçük kanalların sağladığı emiş sonucu merkezi fan ile sağlanır. Bu negatif basıncı oluşturmak için, rotor kutusu mümkün olduğunca sıkı bir şekilde kapatılmalıdır. Transfer edilen havanın çoğu döküntünün uzaklaştırıldığı yarıktan ve çok azı da emiş borusundan girer. Açıcı silindirin merkezkaç kuvvetinin bir sonucu olarak gelen şeritteki çepel, açıcı silindir muhafazasındaki bir açıklıktan uzaklaştırılır. Uzaklaştırılan çepel bir konveyör bandının (g) üstüne düşer ve makinanın her iki tarafında bulunan emiş düzeleri ile temizlenebilir. Elyaf kanalındaki emiş havası lifleri açıcı silindirin yüzeyinden kaldırır ve lifleri rotora (k) doğru sürükler. Bu hareket esnasında, hem hava hem de lifler besleme borusunun şekli sebebiyle ivmelenir. Bu sayede kıstırma bölgesini/açıcı silindirini takiben ikinci bir çekim sağlanmış olur ve liflerin daha fazla birbirinden ayrılması ile sonuçlanır. Dahası bu hava akımında liflerin kısmı olarak düzleşmesinde artış da sağlanır. Rotorun çevresel hızının liflerin hızının birkaç katı olması sebebiyle liflerin rotor duvarına ulaşmasıyla üçüncü bir çekim sağlanır. Bu çok önemli bir özelliktir, çünkü liflerin oryantasyonunu bariz bir şekilde olumlu yönde etkiler. Liflerdeki nihai düzleşme ise liflerin rotor içinde etkili olan muazzam büyüklükteki merkez kaç kuvvetinin etkisiyle rotor duvarından aşağıya rotor yivine doğru kayması sonucu sağlanır. Ortalama olarak bir ila beş lif (bir bölgede) aynı anda lif kanalından çıkar. Rotor duvarından aşağıya doğru kaydıktan sonra rotor yivinde uzunlamasına olarak birikir. Sabit duran lif kanalı çıkışının altında rotorun sürekli dönüyor olması sebebiyle yivde sürekli lif birikmektedir, lifler sürekli olarak yive düşmektedir (yani, lif lif üzerine birikmektedir). Bu şekilde yivde kesiksiz lif halkası elde edilir. Bu işleme geri dublaj denilmektedir (bkz bölüm 5.1.2. Rotor yivinde lif birikmesi (geri dublaj)). İlave başka bir şey yapılmazsa, rotor kısa sürede tıkanacaktır. Ancak, tek amaç bu liflerden iplik elde etmek olduğu için ipliğin serbest ucunun (I) döner eksenden rotor çevresine doğru uzamasına izin verilmektedir. Bu noktada etkiyen merkezkaç kuvveti (liflerin kütlesinin 100 000 katından fazladır) iplik ucunu sıkıca rotor yivi duvarına doğru, tıpkı bilezikteki liflere yapıldığı gibi, bastırır. Böylece iplik ucu rotor duvarına yapışır. Rotor döndükçe ipliği de beraberinde ilerletir ve iplik düze (o) etrafında bir krank kolu gibi dönmeye başlar. Rotorun her turu ipliğe bir tur gerçek büküm verir. İplik, etkiyen kuvvetlerce belirlenmiş olan maksimum büküm değerine ulaştığında, kendi ekseni etrafında dönmeye başlar, yani rotor yivinde yuvarlanmaya başlar. Artık açık iplik ucu paralel liflerden oluşan tutamın üzerinde birleştirme bölgesinde bulunmaktadır; böylece fırçaya benzeyen iplik ucunun kendi etrafında dönmesiyle sonraki lifleri yakalaması ve yeni iplik kısmını oluşturmak üzere büküm vermesi sağlanır, yeni oluşan kısım da sonraki lifleri yakalar ve büküm verir ve bu şekilde devam eder. Böylece iplik sürekli olarak eğrilmeye devam eder. Bu ipliğin rotordan çekilip alınması bir zorunluluktur, bu işlem iplik kompenzasyon (dengeleme) çubuğu (p) aracılığıyla çekim silindirlerince (m+n) gerçekleştirilir ve sarım silindirince (q) çapraz sarımlı bobin (r) haline getirilir. Bobin transfer sisteminin yanı sıra robotlarla gerçekleştirilen makina otomasyonu ile ilgili açıklamalar; 3.1. Rotor İplikçiliğinde otomasyon ve transport otomasyonu 3.2. Rotor iplikhanelerinde transport otomasyonu bölümlerinde açıklanmıştır.
20 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 2.3. Eğirme kutusu Eğirme kutusu bağımsız olarak çalışan bir birimdir. Açıcı silindirler ve rotorlar kayışlar aracılığıyla merkezi olarak tahrik edilmektedir. Bazı eğirme sistemlerinde şerit besleme, sürekli besleme mili aracılığıyla yapılmaktadır. Rotor muhafazaları menteşeli bir açıcı üniteden hem manuel olarak hem de robot tarafından ulaşılabilir konumdadır. Dolayısıyla, Operasyon robotu tarafından rotor ve emiş düzesinin otomatik temizliği kadar eğirme elemanlarının manuel kontrolü ve değiştirilmesi de kolay bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir. Eğirme birimi aşağıda belirtilen fonksiyonel kısımlardan oluşmaktadır (Şekil 8 + Şekil 9): Şerit hunisi (a), alıcı silindiri (b) ve besleme tablası (c) aracılığıyla şerit besleme; Açıcı silindir (c) aracılığıyla elyafın tek life dek açılması; Çepel temizleme; Rotora (d) lif transferi ve beslemesi; Rotorda iplik eldesi ve büküm verilmesi (e); Düze ve emiş tüpü (f) aracılığıyla ipliğin çekilmesi. Değişik imalatçıların rotor iplik makinalarındaki farklılık eğirme geometrisindedir. Bu, şeridin tek bir life dek açılmasıyla, açıcı silindirlere özel önem verilerek optimum döküntü ayrıştırarak ve rotorda iplik eldesi ile başlar ve çıkış borusundan ipliğin alınması geometrisi ile devam eder. Önemli farklılıkların altı çizilmiştir 2.3.1. Şerit besleme Tarak ya da cer şeridi, şerit hunisi ile (a) yönlendirilir ve besleme mili ile yaprak yaylı besleme tablasının (b) arasından açıcı silindire (c) beslenir (Şekil 8 + Şekil 9). Her eğirme pozisyonunda besleme mili/besleme tablası ikilisi bulunmaktadır. Farklı eğirme pozisyonlarına ait her besleme milinin hareketi merkezi tahrikli dönen sonsuz mil ile sağlanmaktadır. Kopuş olduğunda veya çalıştırılmayan eğirme pozisyonu için besleme milinin sonsuz mile teması elektromanyetik kavrama ile kesilir ve þerit beslemesi durdurulur. Ancak eğirme kutusunun kapağı açılsa bile besleme milinin sonsuz mil ile teması korunur. Bu şekilde rotor koruması kapalı olduğunda bile, besleme milinin tahrik mekanizmasının zarar görmesi engellenir (bu durum kapak acıldığında tahrik milinin ve besleme milinin birbirinden ayrıldığı sistemlerde görülür). Çekim ve sevk hızının merkezi ayarlanmasıyla otomatik olarak besleme milinin hızı ve böylece de tarak ya da cer şeridinin besleme hızı belirlenir. Şerit besleme hızının besleme mili ve besleme tablası aracılığıyla değişitirildiği sistemlerde besleme milinin her eğirme pozisyonu için fren mekanizması vardır. Böylece kopuşlarda ya da şeridin beslenmediği durumlarda eğirme pozisyonu devre dışı burakılabilir. 1 Şerit kılavuzları standart (pamuk, poliester ve viskoz lifleri için) ya da genişletilmiş (akrilik ve yüksek hacimli lifler için) boyutlarda tedarik edilir. f e f c b a d c Şekil 8 Eğirme kutusunun önden görünüşü Şekil 9 Eğirme kutusunun kesit görünüşü
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 21 2.3.2. Açıcı ünite c Tarama silindirinin yüzeyi uygun diş tasarımına göre bilenmiş bir çelik halka ya da bir halka etrafına sarılmış dişli tel olabilir. Açıcı silindirin kendisinin ve garnitür tellerinin şekli, geometrisi ve malzemesi iplik eldesi işlemi ve kalitesi açısından çok önemlidir. a d b İşlenecek olan materyalin hem termal hem de fiziksel özelliklerine ve iplik özelliklerine uygun her türlü uygulama için açıcı silindirler bulunmaktadır. Garnitür tellerinin özellikleri aşağıdaki unsurlar açısından farklılık gösterir: dişlerin şekli ve temas açısı, temas noktasında diş yüksekliği ve eni; diş sıklığı; dişlerin geometrik yerleşimi; ve değişik kaplamalar. f Şekil 10 Açıcı silindir ve muhafazası (a), şerit girişi (b+c), lif sakalı desteği (d), çepel temizleme (e) ve ayarlanabilir bypass (f) Eğirme kutusundaki açıcı uç ile tarak makinasındaki brizöre besleme birbirine benzer. Açıcı silindirin dönen dişleri (Şekil 10) lif tutamının içerisinden yüksek hızla geçer ve besleme tablası (b) ve besleme silindiri (c) arasında kısıtırlmış olan şerit içerisinden tek tek lifleri alır. Bu durumda elyaf bandı besleme silindiri tarafından çok yavaş bir şekilde ileriye doğru hareket ettirilmektedir. Bu sürekli işlem ile besleme silindiri ve besleme tablası arasındaki kısıtırma noktasından dışarıya doğru çıkmış olan tüm lifler sürtünmeyle açıcı silindir tarafından ileriye taşınır. Sabit lif desteği (d) ile şeritteki kütle varyasyonlarına rağmen düzenli tarama gerçekleştirilebilir. Açıcı silindiri terk eden lifler lif kanalına transfer edilir. Açıcı silindirdeki hava ve lif akımının hızının silindirin çevresel hızından daha yüksek olması önemlidir. Eğer silindir hızı hava akımına eşit ya da daha yüksek ise ki bu durum yüksek silindir hızlarında söz konusu olabilir, liflerin ayrıldığı noktada lif eğilmesine (çarpılmasına) sebep olabilir, bu durum iplik kalitesini ve işlem akışını olumsuz yönde etkiler. Açıcı silindirin tellerinden lifler ayrıldığı zaman, liflerin arasındaki çepel, açıcı silindirin (c) altındaki açıklıktan uzaklaştırılır. Ayrılacak olan çepelin derecesi bypass sistemiyle (f) ayarlanabilir (ayrıca bkz bölüm 2.3.3. Çepel uzaklaştırma ). e Uygulama alanlarına göre en doğru açıcı silindir seçeneği için bölüm 4.4.1. Açıcı silindirler için uygulama alanları kısmına bakınız. Açıcı silindir aşınmaya maruz kalan bir parçadır ve peryodik olarak (aşınma oranına göre) değiştirilmesi gerekmektedir. Eğer bu çok uzun süre ertelenirse iplik kalitesi ve eğirme koşulları olumsuz etkilenir. Doğru açıcı silindir tercihine ek olarak açıcı silindir hızı da dikkatle ayarlanmalıdır. Açıcı silindirin hız aralığı 6 000-10 000 dev/dak dır genelde 6 500 ile 8 000 dev/dak arasındaki hızlar tercih edilir. Çok yüksek ya da çok düşük olan açıcı silindir hızları iplik oluşumunu ve iplik kalitesini olumsuz etkileyebilir. Çok düşük açıcı silindir hızları aşağıda belirtilen problemlere sebep olur: şeritten life yetersiz ayrışma; lif nepslerinin ve kümelenmelerinin yetersiz açılması; çepel ayrılmasının yetersiz olması; açıcı silindir üzerinde vatka oluşumu eğilimi. Düşük açıcı silindir hızları sebebiyle çepel ayrılmasının yeterli derecede olmaması eğirme stabilitesini olumsuz etkilemesinin yanı sıra iplik kopuşlarında da artışa sebep olur ve elde edilen iplikte daha fazla çepel görülür. İplik düzgünsüzlüğü de kötüleşir. Ayrıca ince, kalın yerlerin, nepslerin sayısı ve Classimat hataları da artar.
22 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği Ancak çok yüksek açıcı silindir hızlarının da negatif etkileri vardır; yine de açma performansında iyileşme sağlanır. Aşırı derecede yüksek açıcı silindir hızlarının etkileri şöyledir: az ya da çok ciddi hasarlar örn. Liflerin kısalması ve bu sebeple iplik mukavemetinde ve bu ipliklerden elde edilen kumaşların mukavemetinde düşüş, iplik makinasında ve sonraki işlemlerde uçuntu artışı, sentetik liflerin işlenmesi durumunda erime noktasına etkiler. Üretici firmanın açıcı silindir tipi ve hızları üzerine önerileri istisnai durumlar (özellikle kritik materyallerle çalışırken) ve denemeler sonucu elde edilmiş veriler dışında mutlaka dikkate alınmalıdır. Açıcı silindir muhafazası açık ve kapalı olarak tasarlanmaktadır. Açık tasarlamanın avantajı açıcı silindirin ön tarafında lif toplanmasının oluşmamasıdır. Açıcı silindirin kendisi ikincil hava akımlarından ve ortam etkilerinden aşamalı olarak sıkıca kapatıldığı için, korunmaktadır. Kapalı sistemlere kıyasla açık sistemde açıcı silindirler daha kolay bir şekilde kontrol edilebilir ve değiştirilebilir. 2.3.3. Döküntünün uzaklaştırılması Temel olarak, rotor iplik makinalarında tüm döküntü uzaklaştırma tertibatları aynıdır, yani açıcı silindir muhafazasındaki açıklık tarzındadır ama ebatları değişebilir. Açıcı silindirin yüksek çevresel hızı liften daha ağır cisimlerin (çepel ve diğer sıra dışı parçalar) bu açıklıktan uzaklaşmasını sağlar, bu esnada lifler daha sonra lif kanalına aktarılmak üzere silindirin üzerinde kalır. Uzaklaştırılan döküntü bir konveyör bantının üzerine düşer ve makinanın herhangi bir ucuna doğru taşınır. Makinanın her iki ucunda toplanan döküntü emilerek vakumla merkezi filtre bölümüne gider. Konveyör bant üzerindeki sıyırıcılar sürekli olarak açıcı silindirin altındaki kısmı temizlerler. 4.3. Hammaddenin hazırlanması bölümünde detaylı bir şekilde anlatıldığı gibi, uygun temizleme olanaklarına sahip modern eğirme hazırlık makinaları ham pamuktan toz ve döküntülerin çoğunu uzaklaştırabilmektedir. Ancak, belirli bir miktarda organik ya da organik olmayan materyal kullanılacak olan pamuğun toplanma, çırçırlama metodu ve temizlik işlemlerindeki hassaslığa bağlı olarak harman hallaçtaki ve cer makinalarındaki bu temizlik işleminden kurtulabilir. Etkin döküntü uzaklaştırma rotor iplikçilikte eğirme koşullarının stabilitesi ve yüksek iplik kalitesi için en önemli ön koşullardan birisidir. Maalesef, rotorun yivine sadece lif değil toz, çepel, vb. de birikir ki bu da yiv geometrisini dolayısıyla iplik kalitesini ve eğirme stabilitesini olumsuz etkiler. Çok yüksek merkezkaç kuvvetleri sebebiyle 0.2mg lık çok küçük bir çepel parçası bile elyaf halkasına 15 gramlık kuvvet uygulayabilir ve böylece de bükümün ilerlemesine engel olabilir ki bu da iplik kopuşlarına sebep olur. Bu durum belirgin biçimde etkili döküntü temizlemenin rotor iplik makinası için önemini ifade etmektedir. Eğirme kutusunda döküntü temizleme ise elyaf şeridinde hala bulunabilecek olan ve eğirme işlemini bozabilecek materyalin uzaklaştırılmasını garantiler. Ancak, eğirme kutusunda döküntü temizleme kesinlikle eğirme öncesi hazırlık aşamasında büyük bir özenle yapılan temizlik işlemlerinin yerini tutmaz. Cer ya da tarak bandında ne kadar az döküntü kalırsa eğirme kutusunda o kadar etkili temizlik yapılabilir. Kullanılan hammaddeye göre etkin temizleme yapılabilmesini sağlayan ayarlanabilir bypass (Şekil 11, 12, 13) birimine sahip döküntü temizleme sistemleri özellikle daha etkilidir. Geleneksel eğirme kutularında vakum için gerekli tüm hava, döküntü uzaklaştırma açıklıklarından sağlanır, yani uzaklaştırılmakta olan çepele zıt yönde hava girişi ile sağlanır. Bazı durumlarda, genellikle küçük ve/veya hafif döküntüler söz konusuysa, döküntü uzaklaştırma engellenebilir. Bypass ile kullanılan hammaddeye göre döküntü uzaklaştırma açıklığından gelecek olan hava miktarı ayarlanabilmektedir. Bypass birimince izin verilen hava ne kadar fazlaysa döküntü uzaklaştırma açıklığından giriş yapacak olan hava miktarı o kadar azalır. Böylece döküntünün uzaklaştırılması da o kadar kolaylaşır. Dahası uzaklaştırılmış olan döküntülerin tekrar eğirme kutusunun içine çekilmesi de önlenmiş olur.
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği 23 Şekil 11 BYpass açık (maksimum çepel uzaklaştırma) Şekil 12 BYpass yarım açık (orta seviyede çepel uzaklaştırma) Şekil 13 BYpass kapalı (minimum seviyede döküntü uzaklaştırma) 2.3.4. Rotora lif transferi Açma işleminden sonra, lifler rotora beslenmelidir. Bu amaçla, akış koridoru olarak şekillendirilmiş kapalı bir lif kanalı kılavuz görevi yapar. Açıcı silindirin merkezkaç kuvveti ve rotor muhafazasındaki vakum liflerin açıcı silindirden ayrılmasını sağlar. Bu liflerin lif kanalı aracılığıyla rotora transferi, sıkıca kapatılmış olan rotor muhafazasındaki emiş ile sağlanan hava akımından etkilenmektedir. Delikli rotorlu eğirme sistemlerindeki kısmi eğirme vakumu rotor tarafından oluşturulmaktadır ve bu yüzden de rotor ebadına ve hızına bağlıdır. Bu sebeple kısmı eğirme vakumu rotor çapı küçüldükçe ya da döküntü (çepel, toz, lif artıkları) rotor tabanındaki açıklıklara birikirse azalır. b Lif kılavuzu kanalının şekli (Şekil 14, a) lif transferi ve liflerin istenen boyuna oryantasyonu için son derece önemlidir. Lif kanalının giriş ve çıkış açıklıkları, liflerin açıcı silindirden transferi, liflerin lif kanalı içerisindeki transferi ve liflerin rotorun iç kısım duvarlarına transferi (Şekil 14, b), sorunsuz olacak şekilde tasarlanmalıdır. Lif kanalı rotora doğru daralır, bu da hava ve lif akımlarının ivmelenmesine neden olur. ivmelenmenin önemi büyüktür çünkü liflerin ayrışmasını ve ayrıca liflerin düzleşmesini sağlar. Daralan kısım ikinci çekim bölgesini (besleme silindiri/açıcı silindiri takiben) temsil eder. a Şekil 14 Lif kılavuz kanalının kesit görünümü (a) ve rotor (b)
24 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 5. Rotor İplikçiliği İşletmelerde tek parçalı ve iki parçalı lif kılavuz kanallarına sahip eğirme kutusu sistemleri kullanılmaktadır. İki parçalı lif kılavuz kanalı, rotor kapağını açmayı kolaylaştırmak için bu sistemlerde gereklidir. İki parçalı lif kılavuz kanalındaki arayüz ikincil hava girişi engellenecek şekilde sıkıca kapatılmalı ve ayrıca hava tirbülansı oluşmayacak şekilde tasarlanmalıdır. Lifler, Lif kanalının çıkış kısmını terk ettikten sonra, rotor yivinde birikim sağlamaları için doğrudan rotor duvarına yönlendirilir ve bu esnada hava geriye kalan tüm tozla birlikte rotorun kenarından merkezi filtreleme kısmına gider. Lifler rotorun kenarına sıkışıp kalmamaları için lif kılavuzu kanalının çıkış açıklığı rotor duvarına yakın konumlandırılmalıdır. Değiştirilebilen kanal opsiyonları lif kılavuz kanalı bunlara entegredir bu amaçla tedarik edilebilir ve verilen rotor çapına bağlı olarak kullanılabilir. Fabrika ortamında yapılan çeşitli denemeler pek çok rotor çapının, (gerçi hepsi birbirine çok yakın değerde), tek tip bir kanal ile çalışabildiğini göstermiştir. Bu durum eğirme parametrelerini değiştirirken açık bir şekilde esneklik sağlamaktadır çünkü bu şekilde rotor çapındaki her değişimde tüm rotor kapağının kaldırılması gerekmemektedir. Kanal, rotor muhafazasında hava kaçağı olmayacak şekilde, rotor muhafazasına sıkıca yerleştirilmelidir. Ancak eğer lif kılavuz kanalı ile rotor duvarı arasındaki mesafe optimum seviyede ise, örneğin çok küçük kanal yerleştirildiyse, iyi lifler kontrolsüz bir şekilde atılabilir: bu durum kopuşlardaki artış ile anlaşılabilir, ayrıca, ki bu daha ciddi bir durum iplik numarası değişir (genelde tespit edilemez) ve hatalı kumaş üretiminden kaynaklanan maliyet artışları meydana gelir. Opsiyonel olarak SPEEDpass (Şekil 15) ile donatılmış kanallar özeldir. Bu, lif kılavuz kanalında ilave bir açıklıktır ve bu açıklıktan lif transferini sağlayan havanın bir kısmı atılır. Böylece hava hacmi ve dolayısıyle de akış hızı artar. Bu, liflerin açıcı silindirden ayrılmasında da yardımcı olur ve bu sebeple özellikle de sentetik liflerinin ve %50 den fazla sentetik lif içeren karışımların işlenmesinde uygundur. Aynı zamanda daha yüksek hacimde hava, kalın iplik numaralarının üretiminde ve yüksek miktarda materyal beslenmesi halinde üretimde de faydalıdır. Ayrıca pamuk tozu (sentetik lifler söz konusu olduğunda terbiye aşınması) bu açıklıktan atılır. Bu sebeple ince toz rotor yivinde birikmez, iplik karakteristikleri ve iplik değerleri değişmez. 2.3.5. Rotor yivine lif transferi Lif toplayıcı ve aynı zamanda büküm veren eleman olarak görev yapan rotorlar iplik eldesinde hem en önemli hem de en kompleks bileşendir (Şekil 16). Daha önce de bahsedildiği üzere, rotor yivinde iplik eldesine ek olarak, rotorda lifler kendilerini taşıyan havadan ayrışır, bu hava, ya rotor duvarından (indirekt rotor yataklamasına sahip sistemler) ya da rotor tabanındaki deliklerden (direkt rotor yataklamasına sahip sistemlerde) yayılır. İplik çıkışı b Lif toplama yivi a Taşıma havası Elyaf besleme Şekil 15 Lif kılavuz kanalı (a) SPEEDpass ile (b) Şekil 16 Rotor teğetsel lif besleme ve rotor yivine lif transferi