Rieter İplikçilik El Kitabı Cilt 1 Rieter İplikçilik El Kitabı Cilt 1 Kısa Lif İplikçilik Teknolojisi Werner Klein
Yayıncı Rieter Machine Works Ltd. Copyright 2011 by Rieter Machine Works Ltd., Klosterstrasse 20, CH-8406 Wintherthur, www.rieter.com İçeriğin bu kısmı Textile Institute den izin alınarak kullanılmıştır. Translation Dr. H. Erhan Kirtay 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 & Tarak 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 Kimyasal Lifler ISBN 10 3-9523173-7-3 / ISBN 13 978-3-9523173-7-2 Tüm Ciltler (Vol. 1-7) ISBN 10 3-9523173-0-6 / ISBN 13 978-3-9523173-0-3
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 3 Rieter İplikçilik El Kitabı Cilt 1 Kısa Lif İplikçilik Teknolojisi Werner Klein
4 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 5 GENEL AÇIKLAMA Cilt 1 Kısa Lif İplikçiliği Teknolojisi Rieter İplikçilik El Kitabı serisinin bu ilk cildinde, kısa lif iplikçiliğinde temel kavramlara ve bu nedenle genellikle kısa lif iplikçiliğinde geçerli olan, teknolojik ilişkilere değinilmektedir. Bu serinin sonraki ciltleri, makinalar veya makina gruplarına göre düzenlenecektir. Böylece genellikle geçerli olan temel prensipler, makina tasarımı ve konstrüksiyonunda devam eden gelişmelerden ayrı tutulmuş olacaktır. Cilt 5 Rotor İplikçilik Rotor eğirme prosesi, alternatif eğirme sistemleri alanında yapılan araştırmanın bir sonucu olarak geliştirilmiştir. Devam eden çalışmalar sayesinde, eğirme elemanları ve koşullarında optik olarak ring ipliği ile rotor ipliğini birbirinden ayırmayı neredeyse imkansızlaştıran büyük ilerlemeler sağlanmıştır. Bu cilt, rotor iplikçilik prosesi ve özellikleri hakkında detaylı bilgi içermektedir. Cilt 2 Harman Hallaç & Tarak Rieter İplikçilik El Kitabı`nın ikinci cildi, açma, temizleme, karıştırma ve taraklama hakkında detaylı bilgi sağlamakta ve tarak garnitürlerinin ve regüle sisteminin seçimi ve bakımı yanında ham maddelerin klimatizasyonu, çeşitli temizlik derecelerdeki liften beklenen telef, temizleme ve karıştırma makinalarının seçimi ve ayarlaması, telef geri kazanımı, taşıma, çeşitli tarak parçalarının işlevleri hakkında bilgiler vermektedir. Cilt 3 İplik Hazırlık Rieter İplikçilik El Kitabı`nın bu cildi, tarak ve ring iplik arasındaki iplik üretim prosesinin teknik ve teknolojik özelliklerini kapsamaktadır. Bu aşama, prosesin en önemli kısmıdır, çünkü iplik kalitesi büyük ölçüde kendisinden önceki ara ürünlerin kalitesine bağlıdır. Bu cilt, sırasıyla tarama (tarama hazırlık dahil), cer ve fitil olmak üzere 3 bölümden oluşmaktadır. Cilt 6 Alternatif Eğirme Sistemleri Alternatif eğirme sistemleri, ring eğirme standartlarından belirli derecede ayrılan bir kalitede iplik ve dolayısıyla son ürün üretmektedir. Alternatif eğirme sistemlerinin tüm avantajlarından yararlanmak için, sistemlerin detaylı bir şekilde anlaşılması önemlidir. Bu cilt, bu amaca ulaşmak için katkıda bulunacak şekilde oluşturulmuştur ve en önemli alternatif eğirme sistemlerini detaylı olarak açıklamaktadır. Cilt 7 Kimyasal Lifler Bu serinin en son cildi, sentetik liflerin önemli alanlarıyla ilgilenmektedir. Ticari olarak tanıtılmalarından itibaren, sentetik liflerin pazar payı, etkileyici bir büyüme hızı sergilemiştir. Farklı özelliklerde sentetik lif çeşitleri gittikçe artmaktadır. Günümüzde çeşitli uygulamalar için, pratik olarak isteğe özel lifler mevcuttur. Bu nedenle, iplik üreticisinin bu liflerin özelliklerini ve proseslerini etkileyen belirli özellikleri kapsamlı bir şekilde anlaması önemlidir. Cilt 4 Ring İplikçiliği Dördüncü cilt, ring iplikçiliğinin teknik ve teknolojik durumunu içermektedir. Bu aşama, iplik üretiminin çok önemli bir alt alanıdır, çünkü ring iplik makinesinin iplik üretimi ve kalitesi üzerine çok temel bir etkisi vardır. Ring ipliği, diğer eğirme prosesleri ile üretilen iplikler değerlendirilirken kıyaslamada kesin bir standart.
6 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 7 EDİTÖRDEN Eğirme teknolojisi, son on yılllarda, sadece üretilen ipliklerin kalitesi açısından değil, ayrıca ekonomik verimlilik açısından da çok büyük gelişme göstermiştir. Örneğin, günümüzdeki yeni iplik işletmelerinde sağlanan verimlilik düzeyi 1980lere göre inanılmazdır. Özellikle kompakt iplikçilik olmak üzere, yeni eğirme proseslerinin tanıtılması, ring iplik için yeni uygulamaları açığa çıkarmıştır, bu yenilikleri dikkate alabilmek için iplik mukavemeti, iplik tüylülüğü ve uzaması gibi kalite kriterleri için, yeni standartların oluşturulması gerekmektedir. Temel teknolojik gelişmeler, eğirme sistemleri arasında rotor iplikçiliğin pozisyonunu sağlamlaştırmıştır. Geçmişte çoğu zaman sorun olan düğümler, görünüş ve mukavemet tutarlılığı açısından büyük ölçüde gelişmiştir, bu da sonuç olarak rotor eğirmenin daha çok ikinci kalite ipliklerin üretimiyle sınırlı olmamasına yol açmıştır. Hava jetli eğirme gibi yeni yöntemler, şimdiden önem kazanmıştır; bu alanda daha fazla ilerlemeler beklenebilmektedir. Rieter İplikçilik El Kitabı, şu anda mevcut proses ve teknolojilerin güvenilir bir açıklaması yanında eğirme teknolojisindeki en modern güncel gelişmeleri açıklamaya çalışmaktadır. Bu kitapların baş yazarı, Werner Klein, İsveç Tekstil Fakültesi`nin kıdemli öğretim üyelerinden birisi ve Textile Institute Manchester tarafından yayınlanan Tekstil Teknoloji Kılavuzu nun orijinal baskısının yazarıdır. Rieter firmasında çeşitli pozisyonlarda bulunan tekstil uzmanlarından oluşan diğer tüm yazarların uzun süreli tecrübeleri vardır. El kitabı ayrıca, diğer üreticiler tarafından geliştirilen prosesleri ve çözümleri dikkate alarak, Rieter`in mevcut ürün gamının ötesine geçen durumlara da değinmektedir. Bu El Kitabının yapısı ve konuların organizasyonu, bu standart işin devam etmesi için izin vermeleri nedeniyle teşekkür ettiğimiz Textile Institute, Manchester tarafından yayınlanan orijinal Kısa Lif İplikçilik Teknolojisi nden alınmıştır. Yeni gelişmeler nedeniyle gerekli olan güncellemeler, Rieter personelinin yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Bu İplikçilik El Kitabı serisinin tüm kullanıcılarına keyifli okumalar diliyorum. Heiner Eberli, Pazarlama Müdürü, Rieter Spun Yarn Systems
8 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 9 IÇİNDEKİLER İplikçiliğe giriş 11 1. İplik üretimini etkileyen bir faktör olarak hammadde 13 1.1. Hammadde özellikleri 13 1.2. Lif inceliği 13 1.2.1. İnceliğin etkisi 13 1.2.2. İncelik özellikleri 13 1.2.3. Lif Olgunluğu 14 1.3. Lif uzunluğu 14 1.3.1. Uzunluğun etkisi 14 1.3.2. Stapel diyagramı 14 1.3.3. Çeşitli diyagram tipleri 15 1.3.3.1. Dikdörtgen stapel diyagramı 15 1.3.3.2. Üçgen stapel diyagramı 15 1.3.3.3. Yamuk stapel diyagramı 15 1.3.3.4. Basamaklı stapel diyagramı 16 1.3.3.5. Fibrogram 16 1.3.4. Uzunluğun tanımlanması 16 1.3.5. Kısa liflerin oranı 17 1.4. Lif mukavemeti 17 1.5. Lif uzaması 18 1.6. İncelik oranı (sertlik) 18 1.7. Lif temizliği 18 1.7.1. Yabancı maddeler 18 1.7.2. Neps 19 1.7.3. Toz 20 1.7.3.1. Tanım 20 1.7.3.2. Tozun yol açtığı problemler 20 1.8. Kimyasal birikimler (yapışkan maddeler) 21 1.9. Lif etkilerinin relatif önemi 21 2. Açma 23 2.1. Açmanın amacı 23 2.2. Açma işleminin tipi ve derecesi 23 2.3. Açma işleminin yoğunluğu 25 2.4. Açma ve temizleme hakkında genel düşünceler 25 2.5. Taraklama 25 2.5.1. Taraklamanın amacı 25 2.5.2. Garnitürlerin yerleşimi 25 2.5.2.1. Taraklama düzeni 26 2.5.2.2. Sıyırma düzeni 26 2.5.3. Lifler üzerine uygulanan kuvvetler 26 2.5.3.1. Taraklama düzeni 26 2.5.3.2. Sıyırma düzeni 26 2.5.3.3. Merkezkaç kuvvetleri 27 2.5.4. Lif transfer faktörü 27 2.5.5. Tarakta en önemli çalışma bölgeleri 27 2.5.5.1. Besleme silindiri ve Brizör arasında ön açma 27 2.5.5.2. Tambur ve şapkalar arasında taraklama 27 2.5.5.3. Penyörde transfer bölgesi 28 2.6. Lif kancalarının düzeltilmesi 28 2.6.1. Düzeltme işlemi 28 2.6.2. Gerekli makina pasajı sayısı 29 3. Temizleme 31 3.1. Uzaklaştırılacak yabancı maddeler 31 3.2. Temizleme olanakları 31 3.3. Izgara ve bıçaklar 32 3.4. Etkileyen faktörler 32 3.5. Temizleme derecesi ve temizlemeye karşı direnç 32 3.6. Toz uzaklaştırma 33 4. Karıştırma 35 4.1. Karıştrmanın amacı 35 4.2. Karışımın değerlendirilmesi 35 4.3. Karışımın bozulması 35 4.4. Karışım işleminin çeşitleri 36 4.4.1. Olanaklar 36 4.4.2. Balya karıştırma 36 4.4.3. Tutam karıştırma 36 4.4.4. Vatka karıştırma 36 4.4.5. Tülbent karıştırma 37 4.4.6. Şerit karıştırma 37 4.4.7. Lif karıştırma 37 4.4.8. Fitil karıştırma 37 4.5. Karıştırma prosedürleri 37 4.5.1. Karışım işlemlerinde aşamalar 37 4.5.2. Dozajlama 38 5. İplik kütle düzgünsüzlüğünün azaltılması 39 5.1. İplik kütle düzgünsüzlüğü 39 5.1.1. Düzgünsüzlük limiti 39 5.1.2. Proses sırasında düzgünlükteki bozulma 39 5.1.3. Farklı uzunluklar boyunca düzgünsüzlük 39 5.2. Dengelemek için temel olanaklar 40 5.3. Dublaj 40 5.3.1. Ortalama etki 40 5.3.2. Çapraz dublaj 40 5.3.3. Geri dublaj 40 5.4. Regüle 41 5.4.1. Ölçme, açık ve kapalı devre kontrolü 41 5.4.2. Açık devre kontrolü 41 5.4.3. Kapalı devre kontrolü 41 5.4.4. Çekimin ayarlanması 42 5.5. Aynı anda bükümle birlikte çekim 42
10 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 6. İnceltme (çekim) 43 6.1. Çekim sisteminde çekim 43 6.1.1. Çekim ve inceltme 43 6.1.2. Çekim işlemi 43 6.2. Çekim sisteminde Çekme işlemi 43 6.2.1. Çekim kuvveti 43 6.2.2. Stick-slip hareketi (Yapışma kayma hareketi) 44 6.3. Çekim bölgesinde liflerin davranışı 45 6.3.1. Liflerin yönlendirilmesi 45 6.3.2. Yüzen lifler 45 6.4. Sürtünme bölgesi 46 6.4.1. Elyaf sürtünme bölgesi 46 6.4.2. Etkileyen faktörler 46 6.5. Çekimin dağılımı 47 6.6. Diğer çekim olanakları 47 6.6.1. Vargel Eğirme 47 6.6.2. Açıcı silindirde çekim 47 6.7. Çekimin ilave etkileri 47 7. İplik oluşumu 49 7.1. İplik üretimi için liflerin bir araya getirilmesi 49 7.1.1. Liflerin düzenlenmesi 49 7.1.2. İplik kesitindeki lif adedi 49 7.1.3. Liflerin yerleşimi 49 7.1.4. İplik içerisinde liflerin düzeni 49 7.1.5. İplik yapısındaki liflerin pozisyonu 50 7.1.5.1. Ring iplikleri 50 7.1.5.2. Open-end iplikler 50 7.1.5.3. Sarımlı İplikler 51 7.1.5.4. Hava jetli İplikler 51 7.1.6. İplik yapısı 51 7.2. Lif göçü 52 7.3. Mukavemetin sağlanması 52 7.3.1. Mukavemetin sağlanması için olasılıklar 52 7.3.2. Gerçek büküm (ring ipliği referans alınarak açıklanmıştır) 53 7.3.2.1. Büküm yönü 53 7.3.2.2. Büküm ve mukavemet 53 7.3.2.3. İpliğin eninde ve boyunda deformasyon 53 7.3.2.4. Büküm formülleri 54 7.3.2.5. Büküm denkleminin çıkarılması 55 7.3.3. Yalancı büküm 56 7.3.3.1. İşlemin esasları 56 7.3.3.2. Yalancı büküm ile mukavemet sağlamak 56 7.3.3.3. Eğirme işleminin diğer yerlerinde yalancı büküm 57 7.3.4. Self-twist 57 8. Materyalin ambalajlanmasi 59 8.1. Materyal taşıyıcılar 59 8.1.1. Materyal taşıyıcılar ve nakliye 59 8.1.2. Bobin formları 59 8.1.2.1. Sınıflandırma 59 8.1.2.2. İç destekli olup da en fazla kullanılan ambalaj çeşitleri 59 8.2. Kova içine yerleştirme 61 8.2.1. Şeridin yerleştirilmesi 61 8.2.2. Geniş ve dar sarım halkaları (sarmallar) 61 8.2.3. Şeridin bükülmesi 62 8.3. Vatka elde ederek ve rulo yaparak sarma 62 8.4. Fitil bobinlerinin sarılması 63 8.4.1. Bobinin oluşumu 63 8.4.2. Hız ilişkileri 63 8.4.3. Sarım prensibi 64 8.5. Kopsun sarılması 64 8.5.1. Kopsun oluşumu 64 8.5.1.1. Kopsun şekli 64 8.5.1.2. Tabanın oluşumu 65 8.5.1.3. Konik tabakaların oluşumu 66 8.5.2. Sarım işlemi 66 8.5.2.1. Sarım prensibi 66 8.5.2.2. Kopçanın hızındaki varyasyon 67 8.5.2.3. İplik bükümündeki varyasyon 67 8.5.3. Kopça kullanılarak yapılan sarım esnasında kuvvet ve gerilim bağıntıları 67 8.5.3.1. Ön açıklamalar 67 8.5.3.2. Bilezik düzleminde kopçadaki durumlar 68 8.5.3.3. Kuvvetlerde değişiklik 69 8.5.3.4. İğ ekseni doğrultusundaki düzlemde kopça durumları 69 8.5.3.5. Durumlardaki değişiklikler 70 8.5.3.6. Teğet düzlemde kopça durumları 71 8.5.3.7. Balon gerilimi 71 8.5.4. Kopça üzerine etkileri 72 9. Kalite güvence 73 9.1. Zorunluluk 73 9.2. İplikhane Bilgi sisteminin yapısı (MIS) 73 9.3. Rieter SPIDERweb İplikhane Bilgi Sistemi (İplikhane izleme Sistemi) 73 9.4. Açıklama 74 Kaynaklar 75 Şekiller 77
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 11 İPLİKÇİLİĞE GİRİŞ 2004`de dünya yıllık lif tüketimi, yaklaşık 70 milyon tondur (sentetikler: 38 milyon ton, pamuk: 22 milyon ton, selüloz lifi: 2.5 milyon ton ve diğerleri: 7.5 miyon ton). Sentetik liflerin yaklaşık üçte biri sonsuz filament olarak işlenirken, halen daha üçte ikisi kısa elyaf şeklinde işlem görmektedir. Kısa liflerin büyük bölümünü oluşturan 33 milyon tonu kısa lif iplikçiliğinde işlenmektedir. Bu nedenle iplikçilik sektörünün bu bölümü, dünya tekstil üretiminde çok önemlidir. Gerekli teknik ve teknolojik bilgiye sahip, yeterli eğitimi almış yönetici personelinin mevcut olması oldukça önemlidir. Teknik bilgi daha çok makinalar ile il giliyken, teknolojik bilgi prosesle ilgilidir. Teknolojik bilgi, hammaddenin yarı bitmiş veya tamamen bitmiş ürüne bu prensiplerin uygulanması için gerekli gerçek veya mevcut olanaklardan ayrı olarakdönüştürülmesini içeren temel prensiplerin özetlenmiş ifadesidir. İplik eğirmeyle ilişkili olarak, teknoloji, bir ipliğin üretiminin incelenmesiyle ilgilenmektedir. Bu kapsamda, eğirme kelimesi, uygun makinalar ve cihazlar kullanarak, oldukça kısa olan düzensiz lif topluluğunun, düzeltilmiş, paralelleştirilmiş bir ürüne dönüşümünü ifade etmektedir. Doğal liflerle çalışırken, aynı temel işlemler her zaman gerekmektedir. Bu cildin amacı, eğirme teknolojisine bu temel işlemlerin gerçekleştirilmesindeki yer alan ilişkileri ve kurallarına bir giriş yapmak, materyalin işlenmesi sırasında olanları ortaya çıkarmak ve detaylı olarak incelemektir. Werner Klein, İsviçre Tekstil Koleji, Kıdemli Öğretim Üyesi İşlem Açma Temizleme Karıştırma Paralelleştirme Birleştirme Düzgünleştirme İnceltme Mukavemet kazandırma Bobinleme Kısa lif iplikçiliğinde kullanılan makinalar harman hallaç makinaları tarak OE rotor iplik makinası temizleme makinaları tarak penye cer (toz uzaklaştırma) rotor iplik makinası harman hallaç makinaları tarak (lif karıştırma) cer tarak penye cer fitil iplik makinaları tarak penye OE rotor iplik makinası regüleli tarak cer OE rotor iplik makinası tarak cer fitil iplik makinaları iplik makinaları fitil İplik makinaları Tablo 1 Kısa lif iplikçiliğinde kullanılan makinalar
12 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 13 1. İPLİK ÜRETİMİNİ ETKİLEYEN BİR FAKTÖR OLARAK HAMMADDE 1.1. Hammadde özellikleri Hammadde, kısa elyaf iplikçiliğinin üretim maliyetinin yaklaşık %50-75`ini oluşturmaktadır. Bu gerçek tek başına iplik üreticisi için hammaddenin önemini göstermek için yeterlidir. Bu etki, tek bir çeşit lifin üretimindeki kolaylığın benzer materyal ile zorluklar, uyumsuzluk, ilave çaba, verimlilikte düşüş ve kalite ile ilgili özellikler açısından karşılaştırıldığında çok daha belirgindir. Fakat çok az sayıda iplik üreticisi, problemsiz bir ham madde kullanımını karşılayabilir çünkü bu proses normalde çok pahalıya mal olur. Beklenen zorluklarla baş edebilmek, kullanılan materyalin başlangıçta ve proses sırasında ve sonraki işlemlerdeki davranışlarının bilinmesini gerektirmektedir. Optimum koşullar, sadece ham maddenin üstünlükleri aracılığıyla elde edilebilmektedir. Ancak yine de en iyi teorik bilgi, materyal zaten eğrilebilir sınırlarında veya ötesinde ise çok fazla yardımcı olmayacaktır. Ham maddeyle ilgili tasarruf genellikle maliyetleri azaltmaz ve çoğu zaman iplik işletmesinde işlenebilirlikteki bozulma nedeniyle maliyetleri arttırmaktadır. Ham madde konusuna bir giriş olarak, ilerleyen sayfalarda, iplik üreticisi için önemli olan çeşitli ilişkilere değinecektir. Burada sadece pamuk işlenecektir. Sentetik lifler, diğer ciltlerde ayrıca işlenecektir. 1.2. Lif inceliği 1.2.1. İnceliğin etkisi İncelik, normal olarak üç çok önemli lif özelliğinden birisidir. Enine kesitteki lif topluluğu sadece yüksek mukavemet sağlamamakta fakat aynı zamanda iplikte daha iyi dağılım sağlamaktadır. İncelik, verilen kalınlıktaki bir ipliğin enine kesitinde kaç tane lif bulunduğunu belirlemektedir. Enine kesitteki ilave lifler, sadece ilave mukavemet sağlamamakta aynı zamanda iplikte daha iyi düzgünlük sağlamaktadır. İplik enine kesitinde minimum otuz cıvarında lif gerekmektedir, fakat genellikle 100`ün üzerinde lif bulunmaktadır. 100 lif, neredeyse tüm yeni eğirme prosesleri için yaklaşık en düşük sınır değerdir. Bu da inceliğin, ileride çok daha önemli olacağını göstermektedir Lif inceliği başlıca: eğirme sınırı; iplik mukavemeti; iplik düzgünlüğü; iplik hacimliliği; kumaşın dökümlülüğü; parlaklık; tutum; prosesin verimliliğini etkilemektedir. Verimlilik, iplik kopuş oranı, iplikte gerekli inçteki büküm sayısı (tuşenin iyileşmesini sağlayan) ve genellikle daha iyi eğirme koşullarından etkilenmektedir. Karışımların üretilmesinde, en azından konvansiyonel ring eğirme prosesinde, ince liflerin daha çok ipliğin özünde toplandığı, daha kalın liflerin çevrede toplandığı unutulmamalıdır. İnce pamuk liflerinin, kalın sentetik liflerle karıştırılması, dış kısmında sentetik lif özelliğini gösteren bir ipliğin üretilmesini sağlayacaktır. 1.2.2. İncelik özellikleri Yün ve kıl liflerinin dışında, lif inceliği, çelik telde olduğu gibi çapa göre belirlenemez, çünkü kesit çok nadiren yuvarlaktır ve bu nedenle kolaylıkla ölçülemez. İpliklerde ve liflerde incelik genellikle kütlenin (ağırlık) uzunlukla ile ilişkisi dikkate alınarak belirlenir: tex = kütle (g) uzunluk (km) veya dtex = Sentetik lifler için genellikle dtex yaygın iken, pamuk için dünya çapında micronaire değeri kullanılmaktadır. İncelik derecelendirmesi aşağıdaki gibidir: Mic DEĞERİ İNCELİK 3.1 kadar Çok ince 3.1-3.9 ince 4.0-4.9 orta 5.0-5.9 kalın 6 dan fazla Çok kalın Dönüştürme faktörü: dtex = Mic 0.394 (büyük ölçüde olgunluk oranına bağlıdır). kütle (dg) Ancak, mikroner değerinin, her zaman liflerin gerçek inceliğini ifade etmediği unutulmamalıdır. Mikroner değerinin ölçümü için hava geçirgenliği yönteminin kullanılması nedeniyle, örneğin, yüksek miktarda olgun olmayan lif bulunduğunda, düşük bir ortalama değer elde edilir ve bu değer de eğrilebilir liflerin gerçek değerine karşılık gelmez. km
14 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Bu durumda lineer yoğunluk (tex) cinsinden ifade edilmesi çok daha doğrudur, fakat hesaplanması çok daha zordur. Bir zorluk daha vardır. Pamuk doğal bir liftir. Çeşitli topraklarda, çeşitli iklimlerde ve her yıl değişen tarım koşullarında yetişmektedir. Bu nedenle, lifler incelikleri de dahil olmak üzere özellikleri açısından homojen olamazlar. Schenek [1], 500 balyadan oluşan bir partide mikroner değerinin balyadan balyaya 2.4 ile 3.9 arasında çok geniş bir aralıkta değiştiğini göstermiştir. Uzun stapelli pamuk türleri, orta stapelli liflere göre genellikle daha incedir. 1.2.3. Lif Olgunluğu Pamuk lifi, hücre duvarı ve lümen içermektedir. Olgunluk indeksi, bu hücre çeperinin kalınlığına bağlıdır. Schenek [1], nem ile şişmiş lifin hücre çeperi yuvarlak enine kesitin %50-80`ini oluşturuyorsa olgun, %30-45`ini oluşturuyorsa olgun olmayan, %25`den daha az ise ölü olarak dikkate alınması gerektiğini önermiştir. Tamamen olgunlaşmış bir kozada bile %5 olgun olmayan lifler bulunduğundan, olgun olmayan lif içermeyen pamuk tohumu düşünülemez: ancak olgun olmayan lif miktarı sorundur. ITMF, pamuk olgunluk ölçümü için Lif Olgunluk Ölçer`i (Fiber Maturity Tester, FMT) önermiştir. FMT ile gerçekleştirilen ölçümler, Lord ve Heap tarafından atıfta bulunulan Olgunluk İndeksi değerini vermektedir [3]. Olgun olmayan lifler, ne yeterli mukavemete sahiptir ne de yeterli dikey sertliğe sahiptir, bu nedenle: İplik mukavemet kaybına; Neps oluşumuna; Yüksek miktarda kısa life; Düzgün olmayan boyarmadde alımına; Başta tarakta olmak üzere çalışma zorluklarına neden olurlar. 1.3. Lif uzunluğu 1.3.1. Uzunluğun etkisi Lif uzunluğu da en önemli üç lif özelliğinden birisidir. Eğirme limitini; İplik mukavemetini; İplik düzgünlüğünü; Ürünün tutumunu; Ürünün parlaklığını; İplik tüylülüğünü; Verimliliği etkilemektedir. Verimlilik: Kopuş sayısı; Telef miktarı; Gerekli büküm sayısı (tuşeyi etkileyen); Genel eğirme koşullarından etkilenmektedir. 4-5 mm`in altındaki liflerin, proses sırasında (telef ve toz olarak) kaybolacağı kabul edilebilir, yaklaşık 12-15 mm`e kadar olan lifler, mukavemete çok fazla katkıda bulunmaz, fakat sadece ipliğin hacimliliği için gereklidir ve uzunlukları bu değerin üzerindeki lifler, iplikteki diğer olumlu özellikleri sağlar. Sadece satın alma işleminde lif uzunluğunun değerlendirilmesi önemli değildir; çok daha kesin olan taraktan sonraki uzunluktur. Tarak makinasındaki proses koşulları ve ayrıca lif özellikleri, liflerde belirgin kısalma meydana gelmeden liflerin taraktan çıkabileceği şekilde olmalıdır. Çok fazla miktarda olgun olmayan lif bulunması durumunda durum böyle olmayacaktır. 1.3.2. Stapel diyagramı Uzunluk [mm] 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 Toplam [%] Şekil 1 Sayı esaslı stapel diyagramı Kozadaki lifler, çok fazla uzunluk farklılığı göstermez. Pek çok lifte meydana gelen kısalma, çırçırlama ve temizleme gibi mekanik işlemler nedeniyle eğirme prosesinden önce oluşmaktadır. Etkisi, lif uzunluğunun tüm lif özellikleri arasında en fazla düzgünsüzlüğü göstermesi şeklindedir. Uzunluk [mm] 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 Toplam [%] Şekil 2 Ağırlık esaslı stapel diyagramı
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 15 Ele alınan en küçük pamuk tutamında bile, minimumdan (2 mm) maksimuma kadar (orjine bağlı olarak 30 ile 60 mm arasında) tüm uzunluklar bulunacaktır. Böyle bir tutamı oluşturan lifler bir uçları aynı hizada yer alacak şekilde yan yana dizilir ve uzunluklarına göre koordinat sisteminde sıralanırsa, pamuğa özgü, sayısal diyagram olarak adlandırılan tipik stapel diyagramı elde edilir (Şekil 1). Diyagram, uzunluk gruplarının ağırlıklarından elde edilirse, ağırlığa dayalı diyagram elde edilir (Şekil 2). Sayısal diyagramla kıyaslandığında, belirgin olarak daha yüksek bir eğri elde edilir çünkü uzun lifler, kısa liflere göre daha ağırdır ve bu nedenle daha fazla bir etkisi vardır. Ağırlığa dayalı diyagram, iplik enine kesitindeki liflerin dağılımına karşılık gelmektedir. Bu diyagrama, bu nedenle iplikle ilgili hesaplamalar ve değerlendirmeler için başvurulmalıdır. Diğer taraftan, sayısal diyagram, kısa liflerin oranını vurgulamaktadır. Görsel olarak, proseste çalışma koşullarının uygun bir değerlendirilmesini sağlamaktadır. İki ortalama stapel uzunluğu aşağıdaki gibi ilişkilendirilir: l W = l N + s2 l N Ağırlık esaslı diyagramda l W ortalama lif uzunluğu; l N sayısal diyagrama dayalı ortalama lif uzunluğu; s lif uzunluk dağılımının standart sapmasıdır. Ayrıca, lif materyaline bağlı olarak, şekillerine göre 5 çeşit diyagram tanımlanabilir (Şekil 3 - Şekil 7). Stapel diyagramın ölçümü, AFIS- Sistemi ile mümkündür. 1.3.3. Çeşitli diyagram tipleri 1.3.3.1. Dikdörtgen stapel diyagramı elde edilemez, çünkü lifler başta tarak makinaları olmak üzere iplik işletmesinde kısalmaktadır, öte yandan, iplik makinaları, hepsi aynı uzunluğa sahip liflerin işlenmesi için uygun değildir. Çekim düzeneğinde, örneğin, bu lifler, teksel olarak değil, grup şeklinde hareket etmektedir, dolayısıyla iplikte yüksek oranda düzgünsüzlük elde edilmektedir. 1.3.3.2. Üçgen stapel diyagramı Uzunluk [mm] 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 Toplam [%] Şekil 4 Stapel diyagramı, üçgen stapel diyagramı Üçgen şeklinde dağılım (Şekil 4), dikdörtgen şeklindeki dağılıma göre daha iyi çalışma koşullarına olanak sağlamaktadır, fakat çok fazla kısa lif içermektedir. Liflerin hareketi sırasında, örneğin, çekim düzeneğinde, kısa lifler kontrol altında tutulamaz; serbest olarak hareket ederler ve önemli bir düzgünsüzlük oluşur. Ayrıca, her zaman lif demetinin yapısına katılamazlar, kısa liflerin bir kısmı kaybolur, böylece makina ve donnımlarda telef ve uçuntu üretirler. Ancak kısa bir lif sarıldığında, bir uç genellikle çıkar. İplik tüylüdür. Belirli bir tüylülük, bazı ürün özellikleri için gereklidir (örneğin örme kumaşlar). 1.3.3.3. Yamuk stapel diyagramı Uzunluk [mm] 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 Toplam [%] Şekil 3 Stapel diyagramı, dikdörtgen stapel diyagramı Uzunluk [mm] 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 Toplam [%] Şekil 5 Stapel diyagramı, yamuk stapel diyagramı Dikdörtgen stapel (Şekil 3), sadece sentetik liflerde gerçekleştirilir ve düşünülebilir. Liflerin tümü eşit uzunlukta olduğundan, hiçbir uzunluk varyasyonu mevcut değildir ve bu tip materyal ideal olarak görülecektir. Ancak böyle bir izlenim yanlış olacaktır. Öncelikle, uzunluk düzgünlüğü iplikte Yamuk dağılım (Şekil 5), proses için ideal bir dağılımdır ve eğrinin daha düz olması daha uygundur. Ancak, düz bir eğri, genellikle daha yüksek fiyatlıdır. Bu diyagram pamuk için tipiktir.
16 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 1.3.3.4. Basamaklı stapel diyagramı L [mm] 50 40 30 20 10 [%] 100 0 0 25 50 75 100 [%] Şekil 6 Stapel diyagamı, basamaklı stapel diyagramı Çok farklı uzunluklara sahip lifler, yanlış oranlarda karıştırılırsa, basamaklı bir stapel eğrisi (Şekil 6) oluşabilir. Dikdörtgen dağılımda olduğu gibi, daha önce de bahsedilen aynı etkilerle lifler sadece gruplar halinde hareket edebilir. 1.3.3.5. Fibrogram 75 50 25 Fibrogram, çekim prosesi ve iplik içerisinde liflerin yerleşimi hakkında iyi bir gösterge sağlamaktadır. HVI gibi gelişmiş lif ölçüm aletiyle oluşturulmaktadır. Uzunluklar, span uzunlukları, yani fibrograf tarağı tarafından tutulmuş liflerin tarak dışındaki belirli bir mesafeyi aşan uzunlukları olarak ifade edilmektedir. 1.3.4. Uzunluğun tanımlanması Eksperler tarafından paralelleştirilmiş, düzgünleştirilmiş lif demeti ve bundan türetilmiş gerçek stapel uzunluğu, stapel olarak ifade edilmektedir. Bu uzunluklardan türetilmiş düzenlenmiş lif uzunlukları stapel diyagramını oluşturmaktadır. Şekil 8`deki stapel diyagramına bakıldığında: maksimum lif uzunluğu; minimum lif uzunluğu; ortalama lif uzunluğu, gibi çeşitli lif uzunluk ölçülerinin türetildiği görülmektedir. Bazı durumlarda, bu değerler istatistikçilerin ilgisini çekebilir, fakat iplik üreticisine hiçbir şey ifade etmezler çünkü ne ürün ne de prosesle ilgili bir yorum yapılmasını sağlamazlar. Müşteri ve üretici yaygın olarak aşağıdaki değerleri kullanırlar: Stapel sınıflandırma (eksperlerin stapel uzunluğu, ticari stapel); Üst çeyrek uzunluğu (lif uçlarını düzeltme yöntemleri ile); Üst yarı ortalama uzunluk veya ortalama uzunluk (ağırlıkça) ( x); %1, %2.5, %5 veya %50 span uzunluk ölçümleri (düzenlenmiş stapel) (örneğin %2.5 span uzunluğu). Ticari stapel (eksperin stapel uzunluğu), en önemli uzunluk özelliğidir. Pamuğun sınıflandırılması sırasında 1/32 inç`i oluşturmakta ve ağırlığa dayalı diyagramda yaklaşık %25 lere, sayısal diyagramda %15lere denk gelen lif uzunluğunu ifade etmektedir. Ayrıca Fibrogramın %2.5 span uzunluğuna ve HVI `ın üst yarı ortalama uzunluğuna (Fibrogramdan hesaplanan) karşılık gelmektedir. 0 0 10 20 30 40 50 L [mm] Şekil 7 Stapel diyagramı, Fibrogram Stapel diyagramına ilave olarak fibrogram da elde edilebilir. Stapel diyagramında lifler bir uçlarından aynı hizaya getirilirler. Fibrogram ise (Şekil 7), rasgele dağılmış liflerden oluşan bir pamuk örneğindeki lifler kıstırılarak düzenlenir. Kıskaçlardan çıkan lifler, bir fırçalama prosesi ile düzeltilmekte ve optik olarak ölçülmektedir. Normal stapel diyagramı, pratikte hiçbir yerde olmayan yapay bir durumu göstermektedir, fakat Fibrogram, silindirlerin kıstırma hattındaki liflerin yerleşimine karşılık gelmektedir. L [mm] 50 40 30 20 10 S X 0 0 25 50 75 100 [%] Şekil 8 Ağırlık esaslı uzunlukların stapel diyagramı
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 17 %1 ve %2.5 span uzunlukları, özellikle silindirler arası mesafenin ayarlanmasında gerekmektedir. Aşağıdaki lif sınıflandırmaları halen pamuk için ticari stapel uzunluğunun (eksperin stapel uzunluğu) ifade edilmesinde kullanılmaktadır: kısa stapel: 1 veya daha kısa; orta stapelli: 1 1/32-1 1/8 ; uzun stapelli: 1 5/32-1 3/8 ; Ekstra uzun stapelli: 1 13/32 ve daha uzun. Sadece ticari uzunluğun bilinmesi tek başına yeterli değildir çünkü eğrinin eğimi dikkate alınmaz. Aynı ticari stapel uzunluğu ile, stapel diyagramı dikdörtgen veya üçgen şekline yaklaşabilir. Bu durumda kısa liflerin oranı önemli ölçüde yüksek veya düşük olacaktır. Uzunluk dağılımının ne kadar iyi olduğunu tahmin etmek için, aşağıdaki veriler kullanılabilir: Fibrogram eğrisi üzerinde ikinci bir nokta (örneğin stapelden türetilmiş %50 span uzunluğu); varyasyon katsayısı veya Kısa liflerin oranı (örneğin 1/2 inçten kısa liflerin yüzde diyagramı) veya HVI ölçümlerinden elde edilen üniformite oranı (UR) 1.3.5. Kısa liflerin oranı Kısa liflerin oranının, Bölüm 1.3.1`in altında sıralanan parametreler üzerinde çok önemli bir etkisi vardır (bu etkinin daha az olduğu rotor eğirme haricinde). Bu etkinin yanında, kısa liflerin yüksek miktarı da önemli ölçüde uçuntu oluşumuna yol açmaktadır (diğer problemler yanında) ve personelde, makinalarda, çalışma alanında ve havalandırmada zorluklara yol açmakta ve çekimde sorun yaratmaktadır. Ne yazık ki, son yıllarda, pek çok kaynaktan tedarik edilen mevcut pamuklarda kısa lif miktarı önemli miktarda artmıştır. Bunun sebebi, mekanik hasat ve sert çırçırlama koşullarıdır. Schenek [2] ve Lord [3], mutlak kısa elyaf miktarı ile bağıl kısa elyaf miktarına göre ayırım yapmaktadırlar. Çoğu durumda, mutlak kısa elyaf oranı günümüzde 10, 11, 12 veya 12.5 mm (1/2 in)`den daha kısa olan liflerin yüzdesi olarak ifade edilmektedir. Kısa lif limiti, standartlaştırılmamıştır fakat 12 veya 12.5 mm civarında sabitlenebilir. Rieter, standart olarak 12.5 mm kullanmaktadır. Kısa lifler kolaylıkla ölçülemediğinden, bu değer, çok nadiren kesindir. Çok daha kesin değerler gerekli olduğunda, Lord tarafından önerilen bağıl kısa lif miktarı tespit edilmelidir. Ancak işlem çok fazla dikkat gerektirmektedir. 1.4. Lif mukavemeti Mukavemet, çoğunlukla baskın olan bir özelliktir. Bu durum, doğada yetersiz mukavemet nedeniyle tekstil alanında kullanılamayan sayısız lif çeşidinin bulunması gerçeğinden görülebilmektedir. Bir tekstil lifi için minimum mukavemet yaklaşık 6 cn/tex dir (yaklaşık 6 km kopma uzunluğu). Liflerin iplik yapısına katılması büküm ile sağlandığından ve böylece materyal mukavemetinin sadece %30-70`i kullanılabildiğinden, sonuç olarak bir ipliğin minimum mukavemeti için yaklaşık 3 cn/tex`lik en düşük sınır değer elde edilmektedir. Lif mukavemetinin önemi gelecekte artacaktır, çünkü pek çok yeni eğirme prosesi, eski proseslere göre materyalin mukavemetini daha fazla ön plana çıkarmaktadır. Bazı önemli liflerin kopma mukavemeti değerleri: polyester lifi 35-60 cn/tex pamuk 15-40 cn/tex yün 12-18 cn/tex Pamukta, lif demetinin mukavemeti ölçülmüş ve Pressley değeri olarak ifade edilmiştir. Lif mukavemeti için aşağıdaki skala kullanılmaktadır: 93 ve üstü = mükemmel 87-92 = çok sağlam 81-86 = sağlam 75-80 = orta derecede sağlam 70-74 = zayıf 70 ve aşağısı = çok zayıf Fiziksel birimlere dönüşüm yapmaktan kaçınılmalıdır, çünkü ölçüm prosedürü tam olarak kesin değildir. Günümüzde demet halindeki lifler, yaygın olarak HVI cihazı ile ölçülmektedir. Kullanılan kalibrasyon standardına bağlı olarak (USDA veya HVI kalibrasyon pamukları), mukavemet g/tex, (cn/tex) olarak ifade edilmektedir. Yaygın olarak kullanılan HVI-CC kalibrasyonu için, aşağıda verilen skaladaki değerler kullanılmaktadır (1/8 inç. çene mesafesinde mukavemet g/tex) [27]: 32 ve üstü = çok sağlam 30-32 = sağlam 26-29 = orta 21-25 = zayıf 20 ve aşağısı = çok zayıf Polyester ve polipropilen lifleri haricinde, lif mukavemeti neme bağlıdır. Nem değerlerinin bilinmesi hem proseste ve hem de test işleminde önemlidir. Lif nemi, çevre ortam koşullarına bağlı olduğu için, büyük ölçüde klima koşullarına ve işlemden önce ortamda bulunma süresine bağlıdır. Pamuk, keten gibi liflerin mukavemeti, artan nem içeriği ile birlikte artarken; poliamid, viskon ve yün için tam tersi doğrudur.
18 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 1.5. Lif uzaması Üç kavram birbirinden tam olarak ayırt edilmelidir: kalıcı uzama: liflerin relaksasyon durumunda dönmedikleri uzama kısmı; elastik uzama: liflerin relaksasyonda döndükleri uzama kısmı; kopma uzaması: liflerin koptuğu anda sahip oldukları maksimum uzama, yani kalıcı uzama ve elastik uzamanın her ikisi birlikte. Uzama, başlangıç uzunluğunun bir yüzdesi olarak ifade edilmektedir. Elastik uzama, elastikiyeti olmayan tekstil ürünlerinin kullanımı çok zor olduğundan belirleyici öneme sahiptir. Yüksek yüklemelere (kullanım sırasında da) dayanmaları için, yük altında şekil değiştirebilmeli (örneğin dirsek ve diz), fakat aynı zamanda eski haline dönebilmelidirler. Dolayısıyla, lif uzaması en azından %1-2 (cam lifi) ve tercihen biraz daha yüksek olmalıdır. örneğin, pamukla kıyaslandığında yünün daha yüksek buruşma direnci, uzamalarındaki farklılıktan kaynaklanmaktadır: pamuk % 6-10; yün % 25-45. Aşağıdaki skala, pamuk lif uzamasının sınıflandırılmasını göstermektedir[27]: %5 in altı = çok düşük; %5.0-5.8 = düşük; %5.9-6.7 = orta; %6.8-7.6 = yüksek; % 7.6 üstü = çok yüksek. Sentetik lifler, yaklaşık %15 ile %30 daha yüksek uzama değerlerine sahiptir. Fonksiyonel tekstil ürünleri için, bazı durumlarda halen daha yüksek uzamalar gereklidir, fakat bu durum iplik işletmesinde özellikle çekim işlemlerinde işlemleri daha zorlaştırmaktadır. Daha yüksek uzamalar, spor giyim, çorap, korse ve esnek ürünler için gereklidir. Bir lif, çekme kuvvetlerine maruz bırakıldığında, hem mukavemet hem de uzama açısından talepler söz konusu olmaktadır. Dolayısıyla mukavemet ve uzama birbirinden ayrılamayacak şekilde ilişkilidir. Bu ilişki, yük/uzama diyagramında ifade edilmektedir. Her bir lif çeşidi için, tipik bir eğri vardır. Karışımlarda, karıştırılacak liflerin yük/uzama eğrilerinin şekilsel olarak benzer olduğundan emin olunmalıdır. Uzamanın ölçümü zor ve zaman alıcıdır. 1.6. İncelik oranı (sertlik) Lif sertliği (Şekil 9), başlıca sarım, döndürme ve bükme hareketlerinde yer aldığında önemli bir rol oynamaktadır. Çok sert olan bir lifin bu hareketlere uyum sağlaması zordur. Örneğin, iplik içerisinde düzgün bir şekilde sarılmaz, tüy oluşturur veya hatta işlem sırasında yok olur. Yeterli derece sert olmayan liflerin çok az yaylanma özelliği vardır. Deformasyondan sonra eski şekline dönemezler. Uzunlamasına dirençleri yoktur. Çoğu kez, bu durum neps oluşumuna yol açmaktadır. Lif sertliği, lif materyaline ve ayrıca lif uzunluğu ile lif inceliği arasındaki ilişkiye bağlıdır. Aynı yapı ve çapa sahip liflerden, daha kısa olanları daha sert olacaklardır. Şekil 9 Farklı uzunluklardaki liflerin sertliği İncelik, sertliğin bir ölçüsü olarak değerlendirilebilir: İncelik oranı = Lif uzunluğu/lif çapı İplik makinasında iplik oluşumu sırasında lifler iplik yapısına sarıldığından, lifler döndürülmelidir, dolayısıyla incelik oranı ayrıca bir dereceye kadar liflerin nereye yerleşeceğini belirlemektedir: ince ve / veya uzun lifler özde; kalın ve / veya kısa lifler iplik çevresinde yerleşeceklerdir. 1.7. Lif temizliği 1.7.1. Yabancı maddeler Pamuk hammaddesi kullanılabilir lifler (lint) yanında, çeşitli tip yabancı maddeler içermektedir [1, 25]: Bitkisel maddeler kabuk parçaları tohum parçaları sap parçaları yaprak parçaları ağaç parçaları Mineral materyalleri toprak taş taşıma sırasında toplanan metal tozları taşıma sırasında toplanan toz Yapışkan kontaminasyonlar yapışkan sıvı (böcek şekeri) gres, yağ, katran katkı maddeleri
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 19 Diğer yabancı maddeler metal parçaları kumaş parçaları ambalaj materyali (çoğu polimer materyal) Lif parçaları Sonuçta tozun büyük bir kısmını oluşturan lif parçaları Bu yabancı maddeler, proses sırasında son derece önemli sorunlara yol açabilir. Metal parçaları, yangına veya tarak garnitürlerinin hasar görmesine sebep olabilir. Kumaş parçaları ve ambalaj materyali, iplikte yabancı elyaf oluşumuna ve bu nedenle amaçlanan uygulamalarda yetersizliğe yol açabilir. Bitkisel maddeler çekim sorunlarına, iplik kopuşlarına, tarak garnitürlerinin dolmasına, kontaminasyonlu iplik oluşumuna yol açabilir. Mineral maddeler makinalarda birikimlere, yüksek yıpranma hızına sebep olabilir (özellikle rotor eğirmede belirgin olan zımparalama efekti). Yeni eğirme prosesleri, yabancı maddelere karşı çok hassastır. Yabancı madde her zaman bir problem olmuştur, fakat yıldan yıla gittikçe daha ciddi olmaktadır. Bunun sebebi başlıca modern yüksek performanslı hasat yöntemleri; sert çırçırlama ve temizleme; ön kurutma; hasat, toplama ve taşıma sırasında dikkatsizce yapılan işlemlerdir. Günümüzde, yabancı lifler iplik üreticisi için neredeyse kabus olmuştur. Yabancı madde miktarı (başlıca bitkisel kökenli), pamuğun sınıflandırılmasında dikkate alınmaktadır. Şekil 10, Trützchler firması tarafından literatürde verilen Amerikan pamuğundaki yabancı madde Aşağıdaki skala, çepel (yabancı madde) derecesini göstermektedir: %1.2 ye kadar = çok temiz; %1.2-2.0 = temiz; %2.1-4.0 = orta; %4.1-7.0 = kirli; %7.1 veya daha yüksek = çok kirli. ITMF, pamuk kontaminasyonu ile ilgili olarak yılda iki kez bir araştırma yayınlamakta ve en çok etkilenen pamuk orijinlerini bildirmektedir. 1.7.2. Neps Neps, küçük lif dolaşmaları veya düğümleridir. Genelde, iki çeşit neps tanımlanabilmektedir: sadece lif ve kabuk, tohum veya yaprak parçaları gibi yabancı madde içeren diğerleri olmak üzere lif nepsi ve tohum kabuğu nepsi. Artzt ve Schreiber [11] tarafından gerçekleştirilen araştırmalar, özellikle, özde olgun olmayan ve ölü liflerden oluşan lif nepslerinin daha üstün olduğunu göstermiştir. Bu nedenle, olgunluk indeksi ile [3] neps oluşumu arasında bir ilişki olduğu açıktır. Neps oluşumu ayrıca eksponansiyel olarak lif inceliğine bağlıdır, çünkü ince lifler, kalın olanlara göre daha az uzunlamasına sertliğe sahiptir. Proses yönteminin de önemli bir etkisi vardır. Ham pamukta hasat ve sert çırçırlama koşulları nedeniyle büyük miktarda neps oluşur ve neps miktarı, harman hallaçta önemli miktarda artar. Tarak, nepsin uygun bir seviyeye indiği ilk makinadır ve tarakta neps azalması, esas esas olarak uzaklaştırma yerine düğümlerin açılması şeklindedir. Nepsin kendisi sadece A strict good middling good middling strict middling middling strict low middling low middling strict good ordinary SGM GM SM M SLM LM SGO GO 1 2 3 4 5 6 7 8 good ordinary B [%] 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Şekil 10 Farklı sınıflardaki pamukta telef oranları A, sınıflandırma; B, yüzde olarak çöpel miktarı
20 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi kalın yerler olarak sorun yaratmaz aynı zamanda boyalı kumaşta da sorun yaratır, çünkü, diğer liflerden farklı boyanarak bitmiş üründe belirgin olarak görülür. Uster Technologies Inc. (Zellweger Luwa AG) [28]`in birleştirilmiş bulgularına göre, aşağıdaki skala, %100 pamuk balyasında bulunan bir gramdaki neps miktarını ifade etmektedir: 150 ye kadar = çok düşük; 150-250 = düşük; 250-350 = orta; 350-450 = yüksek; 550 üstü = çok yüksek. 1.7.3. Toz 1.7.3.1. Tanım Toz, önemli mesafelerde havada taşınabilsin diye havada asılı parçalar olarak bulunan ve sadece yavaşça çöken çeşitli maddelerin küçük ve mikroskobik parçalarını içerir, Uluslar arası Pamuk Test Yöntemleri Komitesi`ne göre (ITMF), aşağıdaki çeşitler tanımlanmıştır: PARÇA BÜYÜKLÜĞÜ (μm) Çepel 500 ün üstü Toz 50-500 Mikro toz 15-50 Solunabilir toz 15 in altı Uluslararası Tekstil Bülteni [4] tarafından yayınlanan bir makale, mikro tozun %50-80 lif parçaları, yaprak ve sap parçaları, %10-25 toprak ve taş ve %10-25 suda çözülebilir maddeler içerdiğini göstermektedir. Yüksek miktarda lif parçaları, mikrotozun büyük kısmının proses sırasında oluştuğunu göstermektedir. Mandl [5], mikrotozun yaklaşık %40`ının lif ve yığın halinde, %20-30`unun gevşek sarılmış ve kalan %20-30`un liflere sıkıca dolandığını ifade etmektedir. 1.7.3.2. Tozun yol açtığı problemler Leifeld [6], aşağıdaki problemleri, tozun yol açtığı problemler olarak sıralamaktadır. Çalışanda oluşan ilave stres: toz, gözler ve burun için hoş değildir; alerjiye yol açabilir; solunumla ilgili hastalıklara yol açabilir (byssinosis). Çevresel problemler: toz birikimi; makinalar üzerine düşebilen birikimler; havalandırmanın kirlenmesi. Üründe oluşan etkiler: doğrudan kalite bozulmaları; veya İndirekt olarak makina hataları. Makinalarda oluşan sorunlar: çalışma sorunlarına yol açan toz birikimleri; sıkışmalar ve doğru çalışmama; artan iplik düzgünsüzlüğü; daha fazla iplik kopuşları; makina parçalarının hızlı yıpranması (örneğin rotorlar). RİNG İPLİĞİ LİF RING İPLİK Düzgünsüzlük [U% / CV%] İnce yerler Kalın yerler Neps / 1 000 m iplik Classimat hataları / 100 km iplik Kopma mukavemeti [F max /tex] Kopma uzaması [E max %] Tüylülük [H] Ortalama uzunluk, 50% Span uzunluğu, uzunluk üniformitesi Mikroner değeri Nep içeriği, Yaprak miktarı Çöpel miktarı, mikrotoz miktarı, lif parçaları miktarı 1/8 kopma mukavemeti 1/8 Uzama Renk Çok önemli korelasyon Önemli korelasyon Çok az ya da hiç olmayan korelasyon (Bilinmeyen ilişki) Şekil 11 Uster Technologies [23]`e göre lif özellikleri ile iplik özellikleri arasındaki korelasyon
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 21 1.8. Kimyasal birikimler (yapışkan maddeler) Pamuk liflerinde en iyi bilinen yapışkan madde bazı ufak böceklerin salgısı olan yapışkan sıvıdır. Bu, tam olarak, beyaz sineklerin veya afidlerin bir salgısıdır, fakat günümüzde tüm yapışkan maddeler ballık olarak adlandırılmaktadır. Schenek [1,7], bu maddeleri aşağıdaki gibi tanımlamaktadır: Salgılar Mantar ve bakteri Bitkisel maddeler Yağlar Patojenler Sentetik maddeler Ballık; Yapısı bozulmuş ürünler; Bitki meyveleri, yaprak nektarı, mumsu tabakanın tekrar oluşumundan gelen şeker; Çırçırlamada oluşan tohum yağı; Defoliant, böcek ilaçları, gübreler, hasat makinalarından gelen yağlar. Çoğu durumda, yine de yapışkan pamukta bulunan başlıca maddeler, fruktoz, sakkoroz, melezito, mikoz ve trehaluloz olmak üzere çoğunun yapısının şekerlerin bir grubuna ait olduğu maddelerdir [26]. Hasat öncesi, bitkiler üzerinde oluşan etkilere göre bu şekerler çoğu zaman fakat her zaman olmamak üzere, böcekler veya bitkilerin kendileri tarafından üretilmektedir. Ancak bir lifin yapışkan olup olmadığı, sadece yapışkan tabakanın miktarına bağlı değildir aynı zamanda bir dereceye kadar doyma oranına ve iplik işletmesinde çalışma sıcaklığına bağlıdır. Buna göre, üretim prosesinde yapışkanlıkla ilgili olarak sonuçlar, otomatik olarak miktardan çıkartılamaz. Elsner [8], şekerlerin, pamuğun depolanması sırasında fermantasyon ve mikroorganizmalar tarafından oluşturulduğunu ifade etmiştir. Bu durum, daha nemli ortamlarda daha çabuk gerçekleşmektedir. Yapışkan pamuğun eğrilmesi sırasında, üretim alanındaki çevre sıcaklığı yanında havanın bağıl nemi de olabildiğince düşük tutulmalıdır. 1.9. Lif etkilerinin relatif önemi Lif özelliklerinin iplik özellikleri ve çalışma performansı üzerine etkisi duruma göre değişmektedir. Önem dereceleri de, yeni veya konvansiyonel olmasına göre ve aynı zamanda her bir eğirme sistemine göre de değişmektedir Şekil 11, Uster Technologies [23] tarafından belirlenen lif ve iplik özellikleri arasındaki korelasyonu ve Şekil 12, Sasser [24] tarafından belirlenen iplik mukavemeti üzerine etkisini göstermektedir. İPLİK KOPMA MUKAVEMETİ ÖZELLİKLERİNİ ETKİLEYEN LİF ÖZELLİKLERİ Ring iplik Ne c 26 / 23 tex Rotor iplik Ne c 26 / 23 tex Uzunluk üniformitesi %20 Uzunluk %22 Uzunluk üniformitesi %17 Uzunluk %12 Mukavemet %20 Mukavemet %24 Microner %15 Microner %14 Uzama %5 Renk/parlaklık %3 Açıklanamayan %12 Uzama %8 Renk/parlaklık %6 Açıklanamayan %13 Çepel miktarı %3 Çepel miktarı %6 Şekil 12 Sasser e [24] göre iplik mukavemetine lif özelliklerinin etkisi
22 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 23 2. AÇMA 2.1. Açmanın amacı Eğirmenin temel işlemlerinin gerçekleştirilmesi, işlenebilir her türlü materyalin neredeyse istisnasız bir açma işleminden geçmesini gerektirmektedir. Ancak,hammadde işletmeye optimum taşıma ve saklama için oldukça sıkı bir şekilde preslenmiş balya halinde girmektedir. Bu nedenle, açma diğer temel işlemlerden önce gerçekleşmek zorundadır. Tip Görünüş Açıklama Silindirler Tamburlar İğneli mil Yaygın olarak kullanılan küçük çap, örneğin kademeli temizleyiciler. Çapı daha geniş Örneğin,. tek silindirli temizleyiciler Çok sayıda dövücü çubuk içeren mil nadiren kullanılmaktadır. 2.2. Açma işleminin tipi ve derecesi Açma işleminin iki aşaması birbirinden ayrılmalıdır: tutamlar halinde açma: harman hallaç dairesinde; lif halinde açmak: tarak ve open end iplik makinasında. Ayrıca, açmanın teknolojik işlemleri aşağıdaki kısımları içermektedir: açma lif sayısı sabit kalırken tutamın hacminin arttığı durum, yani materyalin özgül yoğunluğu azalır veya parçalama özgül yoğunluk değişmeden bir tutamdan iki ya da daha fazla tutamın oluştuğu durum. Çoklu bıçaklı dövücü Çivili hasır Batör Taraklama çubukları veya plakaları Tablo 2 Açıcı donanımlar İki, üç veya daha fazla kol günümüzde sadece eski harman hallaç hatlarında kullanılır. İğnelerin yerleştirildiği mil etrafında döner tahta ya da plastik çubuklu sonsuz bant zedelemeden açma sağlar. Balya yolucuda ve karıştırmada kullanılan çengelli kol (her ikiside güncelliğini kaybetmiş). Tarağın taraklama tamburu ile ilgili parçalar Açma işlemleri Açıcı donanım Açma tipi Açma Şiddeti Açma Koparma Hassasiyet Açıklamalar Koparma x xx ++ +++ Balya açıcıda. Haznede önemli ölçüde düşme olduğunda neps oluşur. Yolma xxxx ++++ + Tarak ve rotor iplik makinasinde. Tek liflere ayırmanın tek yolu. Ayırma x xx ++ +++ Balya açıcı, çok hassas. Yolma x x ++ + Yaygın kullanılır, örneğin yatay temizleyicilerde. Yoğunluk, garnitür tellerinin uçlarının sıklığına bağlıdır. Ayırma xx x +++ Taraklama silindirleri. Agresiftirler, aggressive, fakat çırçırda üretilen ince parçaların uzaklaştırılması için gereklidir Dövücü (x) xx + İki veya üç bıçaklı dövücü. Çok az açılma sağlar. Çok zor yeni yüzey oluşur (güncelliğini kaybetmiştir). Tarama xxx (x) +++ ++ Kirschner dövücü. Çok hassas açma sağlar. Bir temizleyici olarak çalışırsa, genellikle yüksek lif kaybı olur (güncelliğini kaybetmiştir). Hava akımında yüzme Tablo 3 Açma çeşitleri (x) Son derece az açma etkisi, örneğin, nakil kanallarında.
24 Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Temizleme için yolma yeterli iken, karıştırma ve paralelleştirme için açma gereklidir. Açma ve parçalamanın her ikisi de her açma işleminde bulunmaktadır Her birinin derecesi bellidir. Tarak girişinde, parçalanmış, ancak kısmen daha az açılmış bir lif tutamı varsa, lif uzunluğundan kısalma büyük ölçüde gerçekleşecektir. Açmanın derecesi hakkında ilave bir değerlendirme yapmak için, parçalanmanın bir ölçüsü yani tutamın büyüklüğü ve bir yoğunluk ölçüsü (in g/cm 3 ) gerekecektir. Her iki ölçüm sadece büyük ölçüde çabayla gerçekleşebileceğinden, genellikle miligram/tutam şeklinde kütle ifadesi yeterli olmak zorundadır. Örneğin bu bilgi, çıkan materyalin bir fonksiyonu olarak çeşitli makinaların açma derecesini gösteren Rieter tarafından hazırlanan bir grafik ile sağlanmaktadır (Şekil 13). Trützschler [10] tarafından sağlanan Şekil 14, bir harman hallaç makinasından diğerine doğru materyalin artan açılma derecesini göstermektedir. Bu örnekteki eğri, diğerleri arasında M4 den M5 e kadar makinalarının gereksiz olduğunu göstermektedir. Bu makinalar prosesi sadece çok daha pahalı yapmamakta aynı zamanda hammaddeyi gereksiz bir şekilde yormaktadır. Kullanımları sadece açma derecesini (özgül yoğunluk) önemli ölçüde arttırdıklarında ve dolayısıyla taramayı iyileştirdiklerinde gerekli olabilir. Şekil 15, Trützschler [10] tarafından yayınlanan açma eğrisinin ideal şeklini göstermektedir. Tablo 2, açma donanımlarını; Tablo 3, açma çeşitlerini göstermektedir. A 10-4 10-3 10-2 10-1 10 10 1 10 2 10 3 10 4 V M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 B Şekil 14 Belirli bir harman hallaç hattında makinalara göre açma derecesindeki artış A, açma derecesi g/tutam cinsinden tutam ağırlığı; B, makina pasajları; V, beslenen materyal; M1-M5, makinalar 1-5. A 10-7 10-6 6 10-5 5 A Konvansiyonel 10-4 4 10-3 3 UNIfloc A 10 10-2 10-1 2 UNIfloc A 11 10 0 10 1 10 2 10 3 1 Şekil 13 Açma derecesinin üretimle olan ilişkisi A, açma derecesi (tutam ağırlığı, mg); B, materyal üretim miktarı (kg/saat) B Şekil 15 Daha eski bir harman hallaçta açma eğrisinin (yeşil çizgi) ideal şekli A, açma derecesi, g/tutam cinsinden tutam ağırlığı; B, makina pasajları; M1-M5, makinaları 1-5. 4, 5 ve 6. makinaların gereksiz olduğu açıktır; modern hatlarda kullanılmamalıdırlar. B
Rieter İplikçilik El Kitabı. Cilt 1. Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 25 2.3. Açma işleminin yoğunluğu Açma işleminin yoğunluğu, her şeyden öte aşağıdakilere bağlıdır: Hammadde: - besleme kalınlığı; - besleme yoğunluğu; - lif kohezyonu; - lif hizalaması; - beslemede tutamların büyüklüğü. Makinalar/donanımlar: - besleme tipi gevşek ya da kıstırılmış; - besleme donanımının şekli; - açma donanımının tipi; - garnitür tipi; - garnitürün tellerinin uç yoğunluğu; - yüzeydeki çivi, iğne, dişlerin yerleşimi, hizalı ya da dağınık; - açma donanımından sıkıştırma aparatına kadar olan mesafe. Hızlar: - cihazların hızları; - materyalin çıkış hızı. Çevre koşulları: - nem; - sıcaklık. 2.4. Açma ve temizleme hakkında genel düşünceler Temizlemenin derecesi, açmanın derecesinden daha iyi olamaz. Dolayısıyla, aşağıdakilere dikkat edilmelidir: Kirler sadece yüzeylerden uzaklaştırılabilir Dolayısıyla yeni yüzeyler sürekli olarak oluşturulmak zorundadır. Açma makinasının şekli gerçekleştirilen açma derecesine uyarlanmak zorundadır. Açma donanımları gittikçe incelmelidir, harman halaç hattında, her bir pozisyonda spesifik bir makina gerekmektedir. Temizleme derecesi, açma derecesine doğrusal olarak bağlıdır. Yeni açığa çıkan yüzeyler, olabildiğince çabuk temizlenmelidir. Bu, her bir açma aşamasını, taşımaya ara vermeden hemen yüzeylerin yeniden kaplanacağı ve yeniden açıldığı bir temizleme işleminin takip etmesi demektir. İdeal olarak açma ve temizleme makinaları, bir birim oluşturmalıdır. Harman hallaçta yüksek açma derecesi, taraklama prosesini kolaylaştırmaktadır. Harman hallaçta yüksek açma, taraklarda lif boyunun kısalmasını azaltmaktadır. Pamuğun sadece tek bir açma makinasında (universal) açılması ve temizlenmesi, açma derecesinin sürekli artması gereksinimi nedeniyle çok zordur. Diğer taraftan, hattaki her bir makina, lifler üzerine önemli bir gerilim uygulamaktadır. Bu nedenle maliyet yanında, kalite açısından da, harman hallaçta olabildiğince az sayıda makina pasajı bulunması gerekmektedir. Bir uçtan tutulu haldeyken tutamların beslenmesi, yoğun ama genellikle çok hassas olmayan açma işlemi sağlar. Gevşek koşullarda besleme, hassas fakat yoğun olmayan açma sağlar. Açılan tutamlar, olabildiğince küre şekline yaklaşmalıdır. Uzun dar tutamlar, sarım hareketleri ve pnömatik taşıma sırasında lif dolaşmalarının oluşumuna yol açar. Sonuçta da neps oluşur. Silindire yakın besleme cihazlarının dar ayarı, sadece açma derecesini arttırmamakta aynı zamanda materyal üzerindeki gerilimi de arttırmaktadır 2.5. Taraklama 2.5.1. Taraklamanın amacı Taraklama işlemi ile elyaf tutamları tek tek lif halinde ayrılmaktadır. Ayrıca, taraklama, temizleme, nepste azalma, karıştırma ve bazı kısa liflerin uzaklaştırmasını da sağlamaktadır. Kısa liflerin uzaklaştırılması kısmen gerçekleşmektedir. Esas uzaklaştırılan materyal, şapka döküntüleridir. Yarısının kısa liflerden oluştuğu %1-2lik şapka telefi olduğu varsayılırsa, mevcut kaba stapel ölçüm cihazları ile yüzdesel olarak oldukça zor ölçülebilecek çok az miktarda kısa lif uzaklaştırılır. Taraklama işlemi, ters olarak yerleştirilen diş setleri veya küçük tel kancalar ile gerçekleştirilmektedir. 2.5.2. Garnitürlerin yerleşimi Garnitürlerin birbirlerine göre olabilecek iki tip yerleşimi söz konusudur: taraklama düzeni ve alma (veya sıyırma) düzeni.