www.teknolojikarastirmalar.com Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi 2008 (2) 23-29 TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR (Kısa Makale) Çağlar SĐVRĐ Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Isparta ÖZET Örme kumaşlar, üstün elastikiyet, kompres, gözeneklilik vb. özelliklerinden dolayı birçok teknik uygulamada esas ya da takviye yapı olarak kullanılabilirler. Atkılı örme tekniği, ilmeklerin kumaşın eni yönünde ilerlediği örme tekniği, tek iplikli örme tekniği ya da bilinen en eski örme tekniği gibi tanımlarla karşımıza çıkmaktadır. Bu teknik, teknik tekstil üretiminde yoğun biçimde kullanılmaktadır. Buna rağmen, atkılı örme tekniğinin, teknik tekstil üretimindeki öneminden, çözgülü örme tekniğininki kadar bahsedilmemiştir. Oysa atkılı örme kumaşlar, çözgülü örme kumaşlara nazaran daha esnektir ve yüksek esneklik gereken teknik ürünler için idealdir. Bu araştırmanın genel amacı, şu an mevcut atkılı örme teknolojileri ile teknik tekstil üretimi, üretilen ürünler, makine ve ekipman ile bu alandaki gelişmeler hakkında kısa bilgi vermektir. Anahtar Kelimeler: Atkılı örme, Teknik Tekstiller, Düz Örgü, Yuvarlak Örgü 1. GĐRĐŞ Örme kumaşlar, gerek iplik bakımından gerekse makine özellikleri bakımından diğer tekstil ürünlerine göre birçok farklılıklar göstermektedir. Yumuşaklık, esneklik, elastikiyet, iyi bir boyut stabilitesi ve dolgun bir yapıda olması gibi özellikler bu farklılıklar arasında yer alabilir. Bu farklılıklar, gelişen örme yüzey üretim teknolojileri tarafından fark edilerek katma değeri yüksek ürünlerin üretilmesine neden olmuştur. CNC teknolojisinin örmede yaygın bir şekilde kullanılması ve iğnelerin konvansiyonel yöntemden farklı şekilde elektromanyetik olarak seçilmesi gibi yeni teknolojilerin örme yüzey üretimine entegre edilmesi, beraberinde teknik tekstiller gibi daha çok teknik performansları ve fonksiyonel özellikleri için üretilen teknik tekstil ürünlerinin makul biçimde üretimini mümkün kılmıştır. Bu gelişmelere katkıda bulunan parametreler arasında, gelişen polimer teknolojileri, beraberinde gelişen yüksek performanslı iplik türevlerinin etkisini söylemeden geçmek onlar için büyük haksızlık olacaktır. Hammaddelerde meydana gelen değişmeler, örme makineleri ve ekipmanlarındaki gelişmeleri tetiklemiş, sonuçta klasik üretim anlayışından farklı yaklaşımlarla örme yüzey üretimleri gerçekleştirilmeye başlanmıştır. 2. ATKILI ÖRME ĐLE TEKNĐK TEKSTĐL ÜRETĐMĐNE GENEL BAKIŞ Atkılı örme tekniği çözgülü örmeye nazaran daha basit bir sistematik yapıya sahiptir. Yatırım maliyeti açısından çözgülü örmeye nazaran daha makul bir yatırım potansiyeline sahip olması, daha geniş bir üretici kitlesine hitap etmesine neden olmuştur. Makul yatırım potansiyeli, üretimdeki riskleri çözgülü örmeye nazaran daha az olan atkı örmeciliğini özellikle küçük ve orta ölçekli işletmeler tarafından daha
Teknolojik Araştırmalar : TTED 2008 (2) 23-29 çok tercih edilen bir teknik tekstil üretim yöntemi haline getirmiştir. Avrupa Birliği nin KOBĐ ler konusunda son yıllarda açıkladığı raporda, KOBĐ lerin üretim potansiyeline değinilmiş, yeni üretilen ve gelişen ürünlerin büyük çoğunluğunun KOBĐ ler tarafından gerçekleştirildiği, bu işletmelerin daha büyük Ar-Ge potansiyeline sahip olduğu, ifadelerine yer verilmiştir. Teknik tekstillerde Ar-Ge yapmanın önemi ve Ar-Ge yapmanın getirdiği maliyetler düşünüldüğünde bu durum daha da anlaşılır hale gelmektedir. Ayrıca atkı örmeciliği, küçük ölçekli üreticileri; teknik tekstillere takviye yüzey üreten dolaylı üreticiler ve teknik tekstilleri doğrudan üreten üreticiler olmak üzere iki gruba ayırmaktadır. Bu durumda doğrudan teknik tekstil üretimi yapan veya bu takviye yüzeyleri üretimine entegre eden üreticilerin Ar-Ge potansiyeli daha büyük olmaktadır. Büyük üreticiler, daha çok 3 boyutlu atkılı örme yüzeyler, boşluklu örme yüzeyler ile kompozit malzeme üretimlerine yönelmişlerdir. Bu da katma değeri yüksek ürünlerin pazardaki payının artmasına neden olmuştur. Atkılı örme tekniği, otomotiv tekstilleri, tıbbi tekstiller, spor giyim tekstilleri, güvenlik ve koruyucu amaçlı tekstiller, ve örülmüş boşluklu yapılar gibi teknik tekstil ürünlerinin üretiminde kullanılmaktadır. 3. ATKILI ÖRME ĐLE TEKNĐK TEKSTĐL ÜRETĐMĐNDE KULLANILAN MAKĐNE VE EKĐPMANLARI Teknik tekstiller alanında, Mayer&Cie, Stoll, Shima Seiki, Karl Mayer, Fukuhama, Universal gibi örme makinesi üreticileri başı çekmektedir. Düz örme makineleri ve yuvarlak örme makineleri birçok uygulama için olanak sağlamaktadır. Kullanılan iğne türleri de atkılı örme ile teknik tekstil üretiminde önemli bir yer tutar. Kullanılan iğnenin tipinin atkı örmeciliğine uygunluğu verimlilik açısından kritiktir. Atkı örmeciliği ile teknik tekstil üretiminde; dilli iğneler, esnek uçlu iğneler sürgülü iğneler olmak üzere 3 tip iğne kullanılmaktadır. Dilli iğneler atkı örmeciliğinde yoğun olarak kullanılmaktadır. Çünkü, dilin açılıp kapatılması ilmek kontrolündedir. Ayrıca dilli iğnelerin kullanıldığı makinelerin işlenebilecek malzeme aralığı bakımından çok yönlü olduğu düşünülür [1]. Esnek uçlu iğneler daha ucuza mal edilebilir, daha ince makine incelikleri için üretilebilir ve dilli iğnelerle karşılaştırıldığında daha sık yapılar ve daha düzgün ilmekler oluşturur, ancak bu tip iğnelerle çalışabilecek malzeme aralığı ve kumaş yapıları bakımından sınırlamaları vardır. Esnek uçlu iğnelerle çalışan makineler dilli iğnelerle çalışan eşdeğer makinelere göre daha hızlıdır [1]. Üçüncü iğne tipi olan bileşik (sürgülü) iğnelerin yumuşak, kısa ve basit bir hareketi vardır. Çünkü hem atkı örmeciliğinde, hem çözgü örmeciliğinde ilmek oluşturması için gerekli ilmek miktarı son derece küçüktür. Üç iğne tipi içerisinde üretim hızı en yüksek olan bileşik (sürgülü) iğne türüdür. Bileşik (sürgülü) iğneler, çözgü örmeciliğinde yaygın olarak kullanılırlar, bu tip iğnelerle donatılmış yuvarlak örme makinelerini sunan birkaç imalatçı da mevcuttur. Söz konusu makinelerin çalışma hızları dilli iğnelerle çalışan eşdeğerlerinin alışma hızının iki katına eşittir [1]. Atkılı örme boşluklu kumaşların başlıca dezavantajının standart ekipmanla en fazla 10 mm kumaş kalınlığı elde edebilmesi olduğu iddia edilmiştir. Bazı makine imalatçıları kapak çapını azaltarak kalınlığı arttırma ihtimali üzerinde çalışmaktadırlar [2]. Üniversal firmasının atkılı örme makinelerine entegre ettiği ve ön iğne yatağına yerleştirilebilen power press jack ünitesi her kam sistemi için farklı pozisyonlarda ayarlanabilmektedir. Bu ünite sayesinde 3D örgüler, tüm jersey örgüler, teknik örgüler veya otomobil koltuğu döşemeleri kolaylıkla üretilebilir hale gelmiştir [3]. Atkılı örme makinelerinde kullanılan silindir kamlarının yuvarlak hatlarda yapılması, randımanı arttırmakla beraber iğne ayaklarına etkiyen kuvvetleri azaltmış ve iğne kırılmalarını önleyici rol 24
Sivri, Ç. Teknolojik Araştırmalar : TTED 2008 (2) 23-29 üstlenmiştir. Bu sayede yüksek mukavemet ve modüllere sahip ipliklerin daha yüksek randımanda işlenebilmesi atkılı örme ile teknik tekstil üretimine büyük katkıda bulunmuştur [3]. Düz örme makinelerde, ör&giy modülleri ve ilave yataklarda transfer prensipleri geniş olanaklar sağlamaktadır [4]. Yuvarlak örme makinelerinde klasik yolla iğne seçimi yerine elektromanyetik olarak seçim yapılması birçok desenleme olanağı sunar ve hatta bazen üretim anında bile model değişimine olanak verir [5]. Yuvarlak örme makinelerinde kullanılan Iro iplik besleyicilerinden Elastan aparatı mer2, bu makinelere elastan ipliklerinin sürekli olarak beslenmesini mümkün kılmıştır. Mer 2 standart, normal iplik bobinlerinin kullanımına imkan verirken Mer 2 large büyük elastan bobinlerinin üretimde kullanımına olanak sağlamıştır [6]. Yine yuvarlak örme makinelerinde kullanılan shelton katlama sistemi ile likralı kumaşlarda görülen kat izleri önlenmeye çalışılmış ancak ekonomik olarak uygulanabilir ve % 100 başarılı olmamıştır [6]. 4. ÜRÜNLER Atkılı örme tekniğinin kumaş genişliği yönünde hareketi ile yapılmış ilmeklerden oluşması, bu tekniği bazı tıbbi tekstillerin üretimi için daha basit ve kullanışlı bir sistem haline getirmiştir. Tüp şekilli veya biçimlendirilmiş hatta üç boyutlu entegre ve dikişsiz elastik olmayan, kompres veya destek bandajları, çoraplar, sargılar, koruyucu giysiler vs. bu tıbbi tekstiller arasında yer almaktadır. Termofizyolojik kullanım konforunun önemli olduğu iç giyim, gece kıyafetleri, dış giyim ve pek çok spor için spor giysileri, atkılı örmenin tekniğinin uygulandığı alanlar arasında yer almaktadırlar. Kriket, Amerikan futbolu, beysbol ve kayak dahil pek çok sporda dokuma giysilerin bir kısmının yerini atkılı örme tekniği giysilerine bırakması atkılı örme tekniği açısından önemli bir gelişmedir. Bunlar dışında otomotiv tekstilleri, koruyucu amaçlı tekstiller, atkılı örme ile üretilen başlıca ürünler arasında yer almaktadır [2]. Komple örgü tekniği tıbbi amaçlı çamaşırlar, dikişsiz teknik yüzeyler, üç boyutlu yapılar vb. üretiminde kullanılan örgü çeşididir. Komple örgüde mamülün örülmesinden, konfeksiyonuna kadar olan tüm aşamalar tek bir iş prosesinde gerçekleşmektedir. Şekil 1 Döşemelik Kumaş ve 3D Boşluklu Yapılar [4] Şekil 1 de komple örgü tekniğiyle üretilen koltuk döşemesi ve 3 boyutlu boşluklu yapı görülmektedir. 25
Teknolojik Araştırmalar : TTED 2008 (2) 23-29 Şekil 2 1x1 Transfer Prensibi [4] Şekil 3 Đlave Yataklarda Transfer Prensibi [4] Şekil 3 te görülen ilave yataklarda transfer prensibi, Şekil 2 de görülen 1x1 transfer prensibine alternatif olanaklar sağlayarak, komple örgü sisteminin esnekliğini arttırmıştır. Şekil 4 Çeşitli Basınç Noktaları ve Lokal Mikro-masaj Efekti Yaratan 3D Kabarık Atkılı Örme Kumaş [7] Şekil 4 teki özel kabarık biçimlendirilmiş 3D atkılı örme kumaş, vücut üzerinde kan dolaşımını iyileştiren sürekli masaj efektini simule etmektedir. Đyi bir kan dolaşımı vücutta biriken sıvıların dışarı çıkamamasından kaynaklanan selülite engel olur [8]. 26
Sivri, Ç. Teknolojik Araştırmalar : TTED 2008 (2) 23-29 Şekil 6 Kompresyon Ürünleri [10] Şekil 5 Ortopedik Destekler [9] Şekil 7 Fonksiyonel Cepler [11] Şekil 5 te görülen medikal kompres ortopedik destek yapılarının üretilmesi yüksek esneklikte çalışan makineleri gerektirir. Bu iş için Stoll tarafından geliştirilen özel aksesuarlar yardımıyla gerilim kontrollü iplik besleme ve güvenilir atkı ekleme işinin makinelerin en az hazırlık aşamaları ve en hızlı proses süresinde gerçekleştirilmesi gereklidir [4]. Şekil 6 da görülen kompresyon ürünle dikişsiz olarak komple biçimde üretilebilmektedir. Şekil 7 de görülen fonksiyonel cepler, ortopedik bağların fonksiyonel karakteristiklerini iyileştirerek farklı elastikiyet olanakları sağlar [4]., Şekil 8 Transparan Ağ Yapı [12] Şekil 9 Dokuma Görünümlü Örme Kumaş [13] Döşemelik kumaşlar atkılı örmeden teknik tekstillerin yoğun biçimde kullanıldığı diğer bir alanı teşkil eder. Şekil 8 de görülen ağ yapıdaki transparan örme kumaş, aktif nefes alma özelliğiyle döşemelik kumaşlarda destekleyici bir yapı olarak kullanılır [4]. Şekil 9 daki dokuma kumaş görünümlü örme yapı, destek yapının üzerinde bir örtü görevi görür [4]. Kompozit kumaşlar ve endüstriyel tekstiller diğer önemli bir alanı teşkil eder. Havacılık, uzay ve otomotiv endüstrilerindeki çevre ve güvenlikle ile ilgili düzenlemeler hafif kompozit malzemelerin kullanımını arttırmıştır. Bununla beraber bazı durumlarda kompozit malzemelerin üretimi yoğun işgücü gerektiren bir iştir; ilmekler belirlenen boyutta kesilmeli, kalıba eklenmeli, fiske edilip nihai ürün haline getirilmelidir. Bu konuda Stoll firmasına ait düz örme makineleri, verimlilik açısından birçok avantaj sunmaktadır [4]. Şekil 10 Bisiklet Jant Kumaşı [14] Şekil 11 Koruyucu Kask Kumaşı [15] 27
Teknolojik Araştırmalar : TTED 2008 (2) 23-29 Şekil 10 da görülen kumaş, kompozit yapıdaki bisiklet jantları için, elastikiyeti minimuma düşürecek özel bir ilmek tekniği uygulanarak üretilir 4]. Şekil 11 de görülen koruyucu kask kumaşı, küresel bir gövde oluşturacak biçimde örülmüştür [4]. Kablolar ve metal iplikler teknik tekstiller üretiminde kullanılan önemli bir malzeme grubudur. Stoll firması, bu malzemeleri kullanarak atkılı örme tekniği ile geniş yelpazede yüzey üretimine olanak sağlar. Filtre ve katalitik dönüştürücü teknolojisi kullanılan ısıtma sanayinden, seramik ve cam malzemelerin kullanıldığı kimya ve otomotiv endüstrisine kadar geniş alanda kullanımı mümkündür. Açık yapılı yüzeyler, ilmeklerin adapte edilebilirliği, tanımlanabilir matris, oldukça yüksek kompres yeteneğinden dolayı, yüksek derecede esneklik sunar. Ayrıca bu teknoloji, interaktif tekstillerin üretiminde kullanılan elektrik iletkenleri ve sensörlerin entegrasyonu açısından oldukça önemli bir hal almıştır [4]. Şekil 12 Metal Tel Takviyeli Örme Kumaş [16] Şekil 13 Boşluklu (Spacer) Kumaş [17] Metal tel ve kablolar Şekil 12 de olduğu gibi atkılı örme tekniği kullanılarak kumaşın içerisine entegre edilebilir. Bu kumaşların, zırh, ısıtma uygulamaları, elektrik deşarjı gibi alanlarda kullanımı mümkündür. Merkezinde monofilament kullanılan boşluklu (spacer) kumaşlar yangın söndürme uygulamalarında kullanılırlar [4]. 5. SONUÇLAR 3 Boyutlu örme yüzeyler, tüp dokular, boşluklu örme yüzeyler, tıp tekstillerinin artan kullanımı, CNC teknolojisindeki gelişmeler, iğnelerin elektromanyetik kontrolü, polimer teknolojisindeki gelişmeler, bunlara bağlı gelişen kam dizaynları atkı örmeciliğinin gelişimini hızlandırmıştır. Medikal tekstiller, döşemelik kumaşlar, kompozit malzemeler ve interaktif tekstiller atkılı örmeden teknik tekstillerin üretildiği başlıca alanlardır. Atkılı örme boşluklu kumaşın su buharı geçirgenlik özellikleri, çözgülü örmeden daha iyidir. Bu nedenle atkılı örme boşluklu yapılar, deri ile temas halindeki giysilerde nispeten daha iyi bir konfor sağlarlar. Hafiflik özelliği, kompozit malzeme üretimine uygunluğunu sağlar. Yatırım maliyeti çözgülü örmeye nazaran daha düşüktür. Bu yüzden özellikle teknik tekstil üretimine başlamak isteyen KOBĐ ler için ideal bir tekniktir. 28
Sivri, Ç. Teknolojik Araştırmalar : TTED 2008 (2) 23-29 KAYNAKLAR 1. Anand, S.C., Çeviren: Candan, C., 2001. Teknik kumaş yapıları-2 Örme kumaşlar. In: Teknik Tekstiller El Kitabı (Horrocks, A.R., Anand, S.C.). The Textile Institute, Bolton, pp. 106-138. 2. Anand, S.C., Çeviren: Göktepe, Ö., 2003. Recent Advances in Knitting Technology and Knitted Structures for Technical Textiles Apllications. ISTEK 2003 International Isparta Textile Congress. 3. Doğan, A., Bayraktar, D., 2001. Atkı Örmeciliğinde Kam Dizaynı; Bitirme Ödevi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü. Isparta. 4. www.stoll.de 5. Chitnis, R.S., Sarkar, R.K., 2005. New Trends in Machinery for Technical Textiles. Express Textile Online Magazine, 1, (15). Website: http://www.expresstextile.com/20051115/technext01.shtml. 6. Savaş, V., 2001. Atkı Örme Makinelerinde Son Teknolojik Gelişmeler; Bitirme Ödevi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü. Isparta. 7. http://www.bodiperfect.com/images/inside_dlr9.jpg 8. http://www.bodiperfect.com 9. http://195.145.71.72/bilder/sti/3_0_mode/321_gross.jpg 10. http://195.145.71.72/bilder/sti/3_0_mode/321_rechts1.jpg 11. http://195.145.71.72/bilder/sti/3_0_mode/321_rechts2.jpg 12. http://195.145.71.72/bilder/sti/3_0_mode/322_rechts1.jpg 13. http://195.145.71.72/bilder/sti/3_0_mode/322_rechts2.jpg 14. http://195.145.71.72/bilder/sti/3_0_mode/323_rechts1.jpg 15. http://195.145.71.72/bilder/sti/3_0_mode/323_rechts2.jpg 16. http://195.145.71.72/bilder/sti/3_0_mode/324_rechts1.jpg 17. http://195.145.71.72/bilder/sti/3_0_mode/324_rechts2.jpg 29